<\/strong>Las ventanas son uno de los componentes clave en el dise\u00f1o de un edificio, pero tambi\u00e9n son la parte menos eficiente energ\u00e9ticamente y la m\u00e1s complicada. Solo en los Estados Unidos, el consumo de energ\u00eda asociado a las ventanas (calefacci\u00f3n y refrigeraci\u00f3n) en los edificios representa aproximadamente el 4% de su uso total de energ\u00eda primaria cada a\u00f1o, seg\u00fan una estimaci\u00f3n basada en los datos disponibles del Departamento de Energ\u00eda de EE. UU. Si bien los cient\u00edficos en otros lugares han desarrollado innovaciones sostenibles para aliviar esta demanda de energ\u00eda, como el uso de recubrimientos de baja emisividad para evitar la transferencia de calor y el vidrio electrocr\u00f3mico que regula la transmisi\u00f3n solar para que no ingrese a la habitaci\u00f3n al te\u00f1irse, ninguna de las soluciones ha podido modular tanto la calefacci\u00f3n como enfriando al mismo tiempo, hasta ahora.<\/p>\n\n\n\n
El investigador principal del estudio, el Dr. Long Yi de la Escuela de Ciencia e Ingenier\u00eda de Materiales (MSE) de la NTU, dijo: “La mayor\u00eda de las ventanas de ahorro de energ\u00eda actuales abordan la parte de la ganancia de calor solar causada por la luz solar visible e infrarroja cercana. Sin embargo, los investigadores a menudo pasan por alto el enfriamiento radiativo en el infrarrojo de longitud de onda larga. Si bien se han utilizado innovaciones centradas en el enfriamiento radiativo en paredes y techos, esta funci\u00f3n se vuelve indeseable durante el invierno. Nuestro equipo ha demostrado por primera vez un vidrio que puede responder favorablemente a ambas longitudes de onda, lo que significa que puede autoajustarse continuamente para reaccionar a los cambios de temperatura en todas las estaciones”.<\/p>\n\n\n\n Como resultado de estas caracter\u00edsticas, el equipo de investigaci\u00f3n de NTU cree que su innovaci\u00f3n ofrece una forma conveniente de conservar energ\u00eda en los edificios, ya que no depende de ning\u00fan componente m\u00f3vil, mecanismo el\u00e9ctrico o bloqueo de vistas para funcionar. Para mejorar el rendimiento de las ventanas, la modulaci\u00f3n simult\u00e1nea de la transmisi\u00f3n solar y el enfriamiento radiativo son cruciales, dijeron los coautores, el profesor Gang Tan de la Universidad de Wyoming, EE. UU., y el profesor Ronggui Yang de la Universidad de Ciencia y Tecnolog\u00eda de Huazhong, Wuhan. China, que lider\u00f3 la simulaci\u00f3n de ahorro de energ\u00eda en edificios.<\/p>\n\n\n\n “Esta innovaci\u00f3n llena la brecha que falta entre las ventanas inteligentes tradicionales y el enfriamiento radiativo al allanar una nueva direcci\u00f3n de investigaci\u00f3n para minimizar el consumo de energ\u00eda”, dijo el profesor Gang Tan.<\/p>\n\n\n\n El estudio es un ejemplo de investigaci\u00f3n pionera que respalda el plan estrat\u00e9gico NTU 2025, que busca abordar los grandes desaf\u00edos de la humanidad en materia de sostenibilidad y acelerar la traducci\u00f3n de los descubrimientos de la investigaci\u00f3n en innovaciones que mitiguen el impacto humano en el medio ambiente.<\/p>\n\n\n\n Innovaci\u00f3n \u00fatil para una amplia gama de tipos de clima Primer autor del estudio Wang Shancheng, quien es investigador y ex Ph.D. estudiante del Dr. Long Yi, dijo: “Los resultados demuestran la viabilidad de aplicar nuestro vidrio en todo tipo de climas, ya que puede ayudar a reducir el uso de energ\u00eda independientemente de las fluctuaciones de temperatura estacionales fr\u00edas y calientes. Esto distingue a nuestra invenci\u00f3n de la energ\u00eda actual: ventanas de ahorro que tienden a encontrar un uso limitado en regiones con menos variaciones estacionales”.<\/p>\n\n\n\n Adem\u00e1s, el rendimiento de calentamiento y enfriamiento de su vidrio se puede personalizar para satisfacer las necesidades del mercado y la regi\u00f3n a la que est\u00e1 destinado.<\/p>\n\n\n\n “Podemos hacerlo simplemente ajustando la estructura y composici\u00f3n del recubrimiento especial de nanocompuestos en capas sobre el panel de vidrio, lo que permite que nuestra innovaci\u00f3n se utilice potencialmente en una amplia gama de aplicaciones de regulaci\u00f3n del calor, y no se limita a las ventanas”, dijo el Dr. Long Yi. <\/p>\n\n\n\n Brindando una visi\u00f3n independiente, el profesor Liangbing Hu, profesor distinguido Herbert Rabin, director del Centro de Innovaci\u00f3n de Materiales de la Universidad de Maryland, EE. UU., dijo: “Long y sus colaboradores hicieron el desarrollo original de ventanas inteligentes que pueden regular el luz solar infrarroja y calor infrarrojo de onda larga. El uso de esta ventana inteligente podr\u00eda ser muy importante para el ahorro de energ\u00eda y la descarbonizaci\u00f3n de los edificios”.<\/p>\n\n\n\n Se ha presentado una patente de Singapur para la innovaci\u00f3n. Como pr\u00f3ximos pasos, el equipo de investigaci\u00f3n tiene como objetivo lograr un rendimiento de ahorro de energ\u00eda a\u00fan mayor trabajando en el dise\u00f1o de su recubrimiento de nanocompuestos. El equipo de investigaci\u00f3n internacional tambi\u00e9n incluye cient\u00edficos de la Universidad Tecnol\u00f3gica de Nanjing, China.<\/p>\n\n\n\n![\"NTU](\"https:\/\/scx2.b-cdn.net\/gfx\/news\/hires\/2021\/ntu-singapore-scientis-7.jpg\")
<\/strong>Como prueba de concepto, los cient\u00edficos probaron el rendimiento de ahorro de energ\u00eda de su invenci\u00f3n utilizando simulaciones de datos clim\u00e1ticos que cubren todas las partes pobladas del mundo (siete zonas clim\u00e1ticas). El equipo descubri\u00f3 que el vidrio que desarrollaron mostraba ahorros de energ\u00eda tanto en estaciones c\u00e1lidas como fr\u00edas, con un rendimiento general de ahorro de energ\u00eda de hasta 9.5%, o ~ 330,000 kWh por a\u00f1o (energ\u00eda estimada requerida para alimentar 60 hogares en Singapur durante un a\u00f1o) menos que el vidrio de baja emisividad disponible comercialmente en un edificio de oficinas de tama\u00f1o medio simulado.<\/p>\n\n\n\n