Ventanas ahorradoras de energía (filtros solares)

Ventanas ahorradoras de energía (filtros solares)

5.5
ENERGÍA
Proyecto 5.5
Ventanas ahorradoras de energía (filtros solares)
Rafael Almanza Salgado, Jesús Chávez Galán
Las cantidades de energía utilizadas con el fin de alcanzar
miento excesivo. Por otro lado, para los periodos del año de 123
las condiciones de confort térmico humano dentro de las
temperaturas bajas, el exterior se encontrará a una temperatura
edificaciones no son nada despreciables, principalmente para
muy baja, y por lo tanto la ventana será el principal elemento
las zonas norte y costera de nuestro país, donde el mayor
a través del cual la edificación perderá el calor generado en el
consumo de energía del subsector residencial es por el
interior. Para los grandes edificios modernos con fachadas
concepto de acondicionamiento de aire, mientras que para
cubiertas casi por completo por vidrios este mecanismo se
muchas otras zonas el consumo por este concepto no llega a
convierte en el más importante obstáculo para conseguir el
ser tan considerable. El diseño de un edificio, por lo tanto, deberá
confort térmico en su interior. Este problema normalmente se
considerar la comodidad de los ocupantes de la edificación con
soluciona mediante el uso de equipos de aire acondicionado
el mínimo consumo de energía, procurando que sea la misma
y sistemas de calefacción, lo cual representa un consumo extra
construcción la que regule los intercambios de materia y
de energía en forma de electricidad, y su consecuente factura;
energía con el medio ambiente y propicie las condiciones que
además se debe tener en consideración que no todos los
determinan la sensación de confort térmico humano al interior.
hogares de las zonas más susceptibles a padecer dicha
Uno de los principales mecanismos por medio del cual
problemática estarían en condiciones económicas de hacer
aumenta la ganancia de calor de una edificación (y con ello el
frente al gasto de inversión, mantenimiento y consumo eléctrico.
nivel de disconfort térmico humano) es la radiación, emitida
Entre las alternativas para remediar el problema de disconfort
por el sol, que se introduce a través de las ventanas de dicha
en el interior de las edificaciones, surgido a raíz de las inadecuadas
edificación. Tal radiación solar en general es absorbida (transfor-
propiedades ópticas y térmicas de las ventanas, se encuentra
mándose en calor) y reflejada por los cuerpos del espacio interior,
una propuesta que consiste en colocar a los vidrios recubrimientos
mientras que aquella que ya es radiación solar térmica (infrarrojo
de materiales selectivos a la radiación, a través de los cuales se
cercano o calor) provocará un calentamiento directo del aire,
puede regular la entrada de la radiación solar que incida sobre
resultando así en una elevación de la temperatura del medio.
las ventanas, es decir, lo que actualmente se conocen como filtros
Como consecuencia, para las temporadas calurosas la
solares. Para este caso se necesita que los filtros solares impidan
edificación tendrá una ganancia térmica grande a través de las
el paso de la radiación solar cuyas longitudes de onda están dentro
ventanas, por lo que el interior experimentará un aumento
del intervalo del infrarrojo cercano (calor), y lo permitan para el
considerable de temperatura y, en consecuencia, un calenta-
caso de la radiación solar visible.
PROYECTOS 2005 - 2006
Figura 1. Cámara de alto vacío para fabricar filtros
solares hasta de 30 x 60 centímetros.
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El planteamiento del presente trabajo es que puede propiciarse
un ahorro en el consumo de energía en una vivienda, por calefacción y aire acondicionado, cuando son utilizados filtros
solares con base en películas delgadas de óxido ferroso, cobre
y azufre depositadas sobre el vidrio que se usará en las ventanas,
donde actuarán como elemento selectivo a la radiación solar,
con una transmisividad baja en el infrarrojo, evitando el calentamiento excesivo en el interior de la edificación provocado por
ganancias térmicas grandes a través de las ventanas para las
temporadas calurosas, así como la pérdida de calor generado
en el interior durante las temporadas de clima frío.
Se tienen ya desarrollados filtros solares de óxido ferroso de
30 x 60 cm, los cuales se fabrican por medio de una técnica a
alto vacío que permite la pureza del material depositado sobre
el vidrio. Se realizaron simulaciones mediante software
especializado para estimar los posibles ahorros de energía que
permitirían los filtros solares desarrollados, cuando son usados
en las ventanas en lugar del vidrio común; ello dio por resultado
disminuciones de entre 9 y 14%, principalmente en el uso de
aire acondicionado. Los mejores resultados se observaron en
lugares con climas cálidos extremosos y cálido-húmedos.
PROYECTOS 2005 - 2006