Una piel “inteligente” que ilumina edificios sin gasto energético

Por en 22/01/2014
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El Instituto Tecnológico de Materiales de Asturias (ITMA) ha acogido una reunión en Avilés en la que estaban presentes los cinco socios europeos que le acompañan en la investigación para desarrollar un módulo multifuncional flexible basado en el polímero ETFE para iluminación arquitectónica de fachadas (cuyas siglas son ETFE-MFM), y que cuenta con el apoyo y financiación de la Unión Europea.

Este módulo estará formado por un material flexible textil basado en el polímero ETFE, de uso actualmente en envolventes de edificios y de arquitecturas singulares, y en el que, con el desarrollo de este proyecto, se integrarán elementos fotovoltaicos y lumínicos.

Los científicos de los departamentos de Energía y Óptica y Electrónica de la sede avilesina del Instituto Tecnológico de los Materiales de Asturias (ITMA) creen posible desarrollar en el plazo de cuatro años un nuevo y revolucionario material arquitectónico; se trata de un polímero (plástico) que usado como revestimiento externo de los edificios cumpla la función de aislante y, a la vez, acumule energía solar durante el día de forma que pueda iluminarse de noche sin necesidad de que la estructura esté enchufada a la corriente eléctrica.

Esta especie de “piel inteligente” será una evolución del polímero ETFE, un producto que existe desde hace años en el mercado y que comercializa la firma alemana Taiyo Europe; el ETFE ya se ha usado para construir varios edificios singulares en los cinco continentes, unas construcciones que pueden ser iluminadas por la noches pero con ayuda de focos convencionales eléctricos provistos de filtros de color. El reto de los científicos del ITMA es hacer lo mismo pero sin gastar un euro en electricidad.

El coordinador de este proyecto, Armando Menéndez Estrada, resaltó la importancia que tiene el mismo para que el Centro de Materiales de Avilés se consolide en la vanguardia de la investigación en materia de energía fotovoltaica. Y es que los conocimientos sobre la captación de la energía solar mediante células fotovoltaicas es uno de los tres pilares en los que se sustenta el desarrollo del nuevo material; los otros dos son el polímero ETFE (un producto estandarizado y de uso cada vez más frecuente en el sector de la construcción) y las lámparas tipo leds. “Cada una de las tres partes que componen el material que buscamos existe por separado: el polímero, las lámparas leds y las células fotovoltaicas. Nuestro reto es integrarlo todo en una sola pieza, verificar que funciona y hacerlo además de forma que el producto resultante cumpla con los estándares requeridos en arquitectura”, explica el responsable del proyecto.

La idea, de momento, pasó con éxito el filtro de las autoridades europeas que conceden subvenciones a la I+D; el proyecto cuenta con una ayuda de 2,1 millones de euros para un total de inversión de 3,2 y además de la firma fabricante del polímero también se ha embarcado en la empresa el fabricante alemán de células fotovoltaicas Solariun.

 Una iniciativa basada enla factura de la luz del estadio Allianz Arena

Como buenos científicos, los trabajadores del ITMA en Avilés son curiosos por naturaleza y observadores de la actualidad. Quizás por deformación profesional buscan oportunidades donde otros ven problemas y así surgió la idea del proyecto que ahora tendrá ocupado a una parte de ellos durante los próximos cuatro años en la tarea de construir y demostrar la eficiencia energetica  de una panel de plástico autoiluminable; es decir, que alumbre sin consumir electricidad.

En este caso, la observación de lo cotidiano tuvo como protagonista el estadio de fútbol Allianz Arena, ubicado en Munich y sede de los equipos Bayern de Munich y Munich 1860, equipos que jugaban previamente como locales en el Estadio Olímpico. El Allianz Arena está revestido por 2.874 paneles romboidales metálicos de ETFE (el plástico que servirá de base a la investigación de los científicos avilesinos); cada panel puede iluminarse de manera independiente de color blanco, rojo o azul. La intención de los arquitectos fue poder iluminar los paneles en cada partido con los colores del respectivo equipo local o de color blanco cuando juega la selección alemana.

La espectacular imagen del Allianz Arena iluminado removió de inmediato la consabida mentalidad ahorrativa de los germanos. Y es que para iluminar los paneles se usan potentes focos eléctricos colocados detrás de los mismos y eso conlleva un gasto eléctrico considerable. El asunto fue en su día motivo de controversia en medios periodísticos alemanes y ahí se encendió la bombilla de los miembros del ITMA. ¿Sería posible integrar en las placas de ETFE células fotovoltaicas que se carguen de día con la luz del sol y vuelquen la energía acumulada por la noche para activar unas lámparas tipo led?, se vinieron a preguntar.

Con anterioridad, los investigadores del ITMA habían visto cómo Europa rechazaba la posibilidad de subvencionar un proyecto primario para integrar células fotovoltaicas en las placas de ETFE. Había, pues, un punto de partida, pero esta vez le dieron una vuelta al asunto, añadieron la posibilidad de integrar también lámparas leds y Bruselas “compró” por fin la idea. Del interés del proyecto da idea el hecho de que una multinacional española como Acciona Infraestructuras, dos fabricantes alemanes (Taiyo Europe y Solariun) y las fundaciones Greennovate! (Bélgica) y CENET-CIEMAT (España) se hayan sumado al proyecto como colaboradores.

Las empresas alemanas, según explica Armando Menéndez, coordinador del proyecto, han visto en esta investigación la oportunidad de diversificar sus productos y destacar en innovación, algo primordial en un sector presionado por la competencia en precio de los productos “made in China”. De la alianza de unos y otros pueden surgir, o al menos ese es el reto, edificios que brillen “con luz propia”.

¿Qué es el ETFE?

Se trata de un tipo de plástico de gran resistencia al calor, a la corrosión y a los rayos ultravioleta. Las siglas ETFE son el acrónimo del Etileno Tetra Fluoro Etileno, siendo el material en cuestión un copolímero de esta molécula.

 ¿Cuál es su mayor virtud?

 La cualidad más apreciada del ETFE es su elevada resistencia a los rayos ultravioleta, lo que permite que a diferencia de otros plásticos no amarillee por la exposición a los rayos solares. Esta característica convierte al ETFE en una alternativa al vidrio en la edificación.

 ¿Cómo mejorarlo?

 Eso es lo que intentarán los científicos avilesinos mediante el añadido a las placas de ETFE de luces leds autosuficientes energéticamente.

 En este proyecto, titulado en inglés: “Development and demonstration of flexible multifunctional ETFE module for architectural facade lighting”, ITMA Materials Technology actúa como líder y responsable tecnológico del mismo. El resto del consorcio lo forman el también centro tecnológico español CENER-CIEMAT, la empresa española Acciona Infraestructuras, la belga Greenovate! Europe, y las alemanas Solarion y Taiyo Europe.

El ETFE es un fluoropolímero termoplástico diseñado en los años 1970 para tener una alta resistencia a la corrosión y resistencia a lo largo de un amplio rango de temperaturas. Sus ventajas frente al vidrio (ligereza, flexibilidad, etc.) han facilitado que actualmente se venga utilizando de manera creciente en numerosos proyectos arquitectónicos en todo el mundo. El proyecto liderado por ITMA pretende desarrollar la tecnología necesaria para dotar a este material de propiedades fotovoltaicas, dispositivos de iluminación integrados y sistemas electrónicos de control que le doten de distintas funcionalidades.

El proyecto ETFE-MFM cuenta con el apoyo de la Unión Europea a través del “VII Programa Marco de Investigación y Desarrollo” (Seventh Framework Programme), dentro de la convocatoria: “[ENERGY.2012.2.1.2]: Demonstration of Smart multifunctional PV modules”, quien aporta 2.085.616 de euros del presupuesto total de investigación que alcanza los 3.203.224 de euros. Este proyecto permite a ITMA Materials Technology consolidarse en la vanguardia de la investigación en materia de energía fotovoltaica.

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