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Nuevas técnicas en la fabricación de vidrios. Vidrios inteligentes

Cristina Fernández Díaz 3º Grado Ingeniería Química

Introducción Un vidrio es un material inorgánico duro, frágil, transparente y amorfo (a diferencia del cristal) que se encuentra en la naturaleza aunque también puede ser producido por el hombre. Los vidrios tienen numerosas aplicaciones, como por ejemplo la fabricación de ventanas, botellas, lentes, etc. La industria del vidrio plano ha ido evolucionando y está siendo capaz en estos últimos años de dotar y suministrar todo tipo de vidrios de última generación o también llamados vidrios inteligentes, capaces de satisfacer las demandas técnicas más exigentes y las aplicaciones más específicas. Se denomina vidrios inteligentes a aquellos vidrios que son capaces de cambiar alguna propiedad frente a algún cambio en el ambiente en el que se encuentra.

Clasificación de vidrios inteligentes Los vidrios inteligentes se pueden clasificar en dos grupos Vidrios Pasivos: aquellos que son controlados por las condiciones externas a las cuáles son expuestos  

Fotocrómicos: cambian su transparencia en respuesta a la intensidad lumínica, oscureciendo en función de la radiación. Termocrómicos: cambia su transparencia en respuesta a la temperatura, que varía desde un estado claro, cuando ésta disminuye, a un color difuso y blanco, que refleja la luz, cuando sube la temperatura.

Vidrios activos: aquellos que cambian su transparencia por la aplicación de una pequeña corriente eléctrica controlada.  

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Gasocrómicos: están compuestos de gas hidrógeno, que en cooperación con una capa elecrocatalítica hacen cambiar el color del vidrio Vidrios de cristal líquido disperso (LCD): Consiste en una fina película de cristal líquido que es colocado entre dos conductores eléctricos transparentes sobre delgadas películas de plástico y todo ello es laminado entre dos capas de vidrio. Cuando está apagado, el cristal líquido está desordenado y desalineados, reflejando la luz, y consiguiendo un estado translúcido Vidrio de partículas en suspensión (SPD): utiliza una delgada capa de líquido, en el cual numerosas partículas microscópicas están suspendidas. En un estado apagado, las partículas están desordenadas y bloquea parcialmente la transmisión solar y la vista.

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Vidrios electrocrómicos: pueden cambiar su apariencia desde un color claro a un azul oscuro (azul de Prusia), cuando se le aplica un pequeño voltaje, permitiendo la visión a través de él. Vidrios con cámara de agua (Intelliglass): El objetivo fundamental de esta patente consiste en fabricar un acristalamiento ligero activo formado por dos lunas de vidrio laminado y cámara de aire y agua en circulación, proporcionando el control de la carga térmica y el confort térmico, al reducirse la radiación infrarroja en la cámara de agua. El control de la iluminación se consigue gracias a la introducción de un fluido activo que al circular por la cámara, permite regular la transparencia del vidrio.

De todos los tipos de vidrios inteligentes nos vamos a centrar en los vidrios electrocrómicos.

Vidrios electrocrómicos Definición Es un tipo de vidrio inteligente que pertenece al grupo de los pasivos. Este tipo de vidrio se caracteriza porque pierde transparencia cuando se le aplica una corriente eléctrica.

Fabricación y tecnología La nanotecnología con la que se desarrollan estos cristales, incorpora una serie de capas de recubrimiento ultra finas aplicadas sobre el vidrio mediante deposición por pulverización catódica, un proceso de fabricación similar al utilizado para la fabricación de vidrio de baja emisividad, de forma que las capas integradas por los conductores transparentes (TC) forman un sándwich en torno a la capa electrocrómica (EC), el conductor iónico (IC) y el contraelectrodo (CE). La aplicación de un voltaje positivo en los conductores transparentes TC, en contacto con el contraelectrodo CE, provoca la transferencia de los iones de litio a través del conductor iónico IC, para posicionarse en la capa electrocrómica EC. A su vez, en compensación de la carga, se produce una transferencia de electrones del contraelectrodo CE alrededor del circuito externo para colocarse en la capa electrocrómica EC.

Al invertir la polaridad se consigue que los iones y electrones vuelvan a su antigua posición, haciendo que el vidrio sea otra vez completamente transparente, maximizando la entrada de luz natural y energía solar. Es posible ajustar el grado de oscuridad hasta el nivel deseado. El control del tintado electrónico del vidrio se puede realizar de forma manual, mediante un simple interruptor adosado en la pared, o por control remoto, mediante un mando a distancia. Lo más interesante es automatizar el sistema mediante sensores de luz integrados en el bastidor de la ventana que, en función de la incidencia de la radiación solar exterior, aumentan o reducen la opacidad del cristal dinámico para mantener los parámetros de confort térmico y lumínico del interior de la estancia, dentro de los rangos óptimos, contribuyendo al ahorro energético del edificio.

Funcionamiento El vidrio electrocrómico está compuesto por capas de diferentes materiales. Las dos más exteriores son de vidrio o plástico transparente, y son las que dan a la ventana las características de resistencia y aislamiento térmico y acústico. Las dos capas siguientes están hechas de un material conductor transparente y están conectadas a la corriente eléctrica. Entre estas dos últimas capas citadas están las tres centrales, y en ellas es donde se produce la reacción química que hace oscurecer a la ventana. Una de estas tres capas está compuesta por un material electrocrómico. Otra capa de las tres centrales es el contraelectrodo, que es un material capaz de almacenar iones. Este contraelectrodo suele ser un polímero conductor o un óxido metálico, como el óxido de níquel, que es el más usado. Entre la capa electrocrómica y el contraelectrodo está la capa más central de todas, que es un material conductor iónico. Puede ser una disolución electrolítica o un electrolito sólido.

Posibles aplicaciones:

Bibliografía http://images.google.com/search?q=vidrios+electrocromicos&biw=1366&bih=667&sei =b_d7UbKgL_Sv7AbS3oGIDg&tbm=isch#imgrc=_ http://es.wikipedia.org/wiki/Vidrio_electrocr%C3%B3mico http://blogthinkbig.com/vidrioelectrocromico-ventanas-inteligentes/ http://www.kron-sa.com/index.php/vidrios-inteligentes http://50.22.7.194/~hecatecc/index.php?option=com_content&view=article&id=81&Ite mid=96 http://www.vidrioperfil.com/es/3209Electrochrome-La-veneciana-glassolutions.html http://www.vidrioperfil.com/es/22830_Quantum-Glass-vidrios-inteligentes-de-ultimageneracion-la-veneciana.htm http://www.vidrioperfil.com/es/3210Thermovit-La-veneciana-glassolutions.html http://oa.upm.es/4571/1/INVE_MEM_2008_61395.pdf