Los
edificios de oficinas con fachadas de cristal son algunos de los mayores
consumidores de energía, y regular su temperatura es una tarea monumental.
Ahora un elemento decorativo para fachadas desarrollado por investigadores del
Instituto Fraunhofer y diseñadores para fachadas de cristal ha sido creado para
reducir el consumo de energía al aprovechar la energía térmica solar. Una
versión de demostración fue presentada durante el evento Hannover Messe.
En
Alemania, los edificios son responsables de casi el 40 por ciento del consumo
total de energía. Los sistemas de calefacción, aire acondicionado y ventilación
de viviendas, oficinas y espacios públicos son costosos – y las oficinas con
enormes fachadas de cristal se encuentran entre los mayores consumidores en
términos de pérdida de energía. Durante el verano, estos edificios empiezan a
asemejarse a invernaderos gigantes que requieren un gran esfuerzo para
enfriarlos, mientras en el invierno los requerimientos de calefacción se
disparan debido al insuficiente aislamiento térmico en las superficies de
cristal. En un intento para disminuir el consumo de energía, investigadores del
Instituto Fraunhofer para Maquinaria, Herramientas y Tecnologías de Formación
IWU en Dresden han hecho equipo con el Departamento de Diseño de Superficies
Textiles de la Escuela de Arte Weissensee en Berlín para desarrollar
componentes de fachadas que responden de forma autónoma a la luz del sol y a su
energía térmica.
El elemento para fachadas opera
utilizando aleaciones integradas con memoria de forma y no requieren fuentes
externas de energía: Photo: © Wilm Ihlenfeld/Fotolia, Fraunhofer IWU
Una celosía de tela térmica reactiva
para fachadas de cristal
“No
requerimos energía ya que podemos depender totalmente de la energía térmica
para controlar la celosía de la fachada”, comentó André Bucht, investigador y
director del departamento del Instituto Fraunhofer IWU. “El reto en este
proyecto era cómo integrar las tecnologías innovadoras y el diseño”, agregó el
Prof. Christiane Sauer de la Escuela de Arte Weissensee. “Teniendo diseñadores
y científicos trabajando conjuntamente es la clave para crear conceptos
pioneros para los recubrimientos inteligentes para los edificios”. La
demostración está basada en un concepto realizado por el estudiante de diseño
Bára Finnsdottir, y consiste de una matriz de 72 componentes individuales de
tela con forma de flores. Cada módulo textíl cuenta con actuadores integrados
con memoria de forma; delgados cables de 80 milímetros de longitud de una
aleación de niquel y titanio que recuerdan su forma original cuando son
expuestos al calor. La fachada debería calentarse debido a la incidencia de la
luz solar sobre ella, los cables son activados y se contráen sin hacer ruido
para abrir los componentes textiles. La superficie expuesta de la fachada es
cubierta y la luz del sol no puede ingresar más en el espacio. Tan pronto como
el sol desaparece detrás de una nube, los componentes se cierran nuevamente
para que la fachada sea transparente una vez más. Este efecto es posible
gracias a una disposición especial de celosía en el material. “Cuando doblas el
cable, mantiene esa forma. Entonces cuando lo expones al calor, recuerda la
forma que tenía originalmente y regresa a esa posición. Imagina al elemento de
la fachada es una especie de membrana que se adapta a las condiciones del clima
durante cada día y durante las diversas estaciones del año, proporcionando el
monto ideal de sombra sin importar que tan fuerte que sea la radiación solar”,
comentó Bucht.
Diseñada
para grandes ventanales de cristal, el escudo solar puede ser integrado ya sea
en la capa exterior de cristal o en el espacio interior en el caso de las
fachadas de múltiples capas. La innovadora estructura es fácil de adaptar y
está disponible en una gama de opciones de diseño, permitiéndoles seleccionar
el patrón, la forma y el color de los componentes individuales. “Por ejemplo,
podrían querer remplazar el diseño circular con triángulos o con una
disposición de forma hexagonal. También se puede controlar el nivel de
exposición a la luz solar para las secciones individuales de la fachada – sólo
el área superior izquierda, por ejemplo. Adicionalmente, la membrana incluso se
integra en las áreas curvas de cristal. Alcanzamos el punto donde el diseño se
ha tornado independiente de la forma del edificio”, comentó el investigador.
Bucht y su equipo presentaron las diversas opciones de diseño en el evento
Hannover Messe el año pasado. Los visitantes tuvieron la oportunidad de
controlar activamente la fachada utilizando una app para tablet especialmente
diseñada para este propósito.
El elemento para fachadas opera
utilizando aleaciones integradas con memoria de forma y no requieren fuentes
externas de energía: Photo: © Wilm Ihlenfeld/Fotolia, Fraunhofer IWU
En
la próxima fase del proyecto, los investigadores desean colaborar con socios de
la industria para desarrollar una gama de prototipos para edificios privados y
de oficinas, con la intención de probarlos a largo plazo en una vivienda
unifamiliar y en los edificios del instituto. “Una prioridad será el diseño de
los elementos de la tela sean lo suficientemente estables para soportar
cualquier clima”, comentó Bucht del trabajo por realizar. El plan es contar con
versiones de nuevos prototipos, así como también, variantes adecuadas para
adaptarse a las edificaciones existentes. El objetivo es contar con los
sistemas listos para su lanzamiento en el mercado para mediados del año 2017.
Pero
las ideas de los investigadores para la fachada del futuro no terminan ahí:
planes a futuro incluyen funciones climáticas adicionales para el elemento de
la fachada, por ejemplo asilamiento variable de calor. “Podría ser posible
almacenar la energía térmica solar y entonces liberarla cuando sea necesario
proporcionar calefacción a los espacios interiores, por ejemplo durante la
noche. Otra idea es recubrir los componentes de la tela floreada con celdas
solares orgánicas maleables con el fin de generar electricidad que pueda ser
utilizada dentro del edificio”.
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agrieta ni contrae y es un caucho apto para ensamblar fachadas, ventanas u
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