Vidrios inteligentes

El dinamismo del cristal líquido

 El actual avance tecnológico del vidrio apunta a mejorar sus propiedades naturales (transparen­cia, brillo, dureza) con el agregado de otras característi­cas tales como, por ejemplo, capacidad de filtrar ciertas longitudes de onda de la luz para obtener así ahorros energéticos o poder disponer, cuando se lo desea, pri­vacidad. El vidrio de cristal líquido (LC por sus iniciales en inglés: Liquid Cristal) es uno de ellos y forma parte del selecto grupo de vidrios llamados "inteligentes".

Uno de los objetivos centrales de las mejoras tecnoló­gicas aplicadas al vidrio es lograr que éste pueda actuar como filtro del espectro solar. Es decir, que pueda seleccionar qué longitudes de onda debe dejar que lo atraviese y cuáles debe rechazar. Esto se denomina control selectivo del espectro solar. De este modo se obtienen importantes ahorros energéticos en la vivien­da, lo que conlleva a la disminución de la emisión de gases invernadero a la atmósfera. Algunas de estas aplicaciones son ya muy conocidas como, por ejemplo, los diferentes tipos de vidrios con coating como los bajo emisivos (Low-e). Estos vidrios actúan siempre de la misma manera independiente­mente de la situación externa (los diferentes grados de iluminación a diferentes horas del día, por ejemplo) o de lo que, ocasionalmente, desee el propietario de la vivienda (mayor o menor privacidad). Por ese motivo se considera que realizan un control estático del espectro solar.

Actualmente se han desarrollado una serie de nuevos productos que, al contrario del anterior, pueden ajustar su comportamiento de acuerdo con la situación externa con a los deseos del usuario. Debido a esa propiedad de poder variar su funcionamiento según las necesidades, se considera que realizan un control dinámico del espec­tro solar. Estos vidrios permiten, así, adaptar sus propiedades a los verdaderos requerimientos diarios, por lo que son llamados vidrios inteligentes (smart glasses).

En los últimos años se han desarrollado una gran va­riedad de vidrios inteligentes, muchos de los cuales no han pasado, todavía, de la etapa experimental. Sin embargo hay varios de ellos que ya han superado lar­gamente esa etapa y se están comercializando con mucho éxito. Entre ellos se encuentran los vidrios SPD (Suspended Partical Display), los electrocrómicos y los de Cristal Líquido.

Aunque el objetivo inicial de estos desarrollos fue la me­jora del rendimiento térmico de los vidrios, su uso generó, simultáneamente, nuevas aplicaciones para el vidrio (en especial en la decoración, publicidad, mobiliarios, etc.), antes impensados. Este es el caso del vidrio de cristal líquido. Veamos qué es, cómo funciona y en qué situaciones se utiliza.

 Comunicación visual

Un vidrio de cristal líquido es un vidrio que puede ser transparente u opaco y en el momento en que se lo desee con sólo apretar un interruptor. Esto permite dis­poner de comunicación visual hacia el exterior o priva­cidad a voluntad. En las figuras 1 y 2 pueden observarse ejemplos muy claros de cómo actúan estos vidrios. En la figura 1 se observa el vidrio de cristal líquido en su posición opaca a la luz (no se puede ver a través de él).

En la figura 2, se accionó el interruptor y el vidrio de cristal líquido permite el pasaje de la luz y se puede ver a través de él como en un vidrio tradicional.

 Estructura interna

Internamente el vidrio de cristal líquido está compuesto por dos capas de PVB (es decir, es un vidrio laminado) entre las cuales se sitúa una película con cristales líqui­dos (ver figura 3). Es decir que su estructura interna es: vidrio / PVB / película de cristal líquido / PVB / vidrio.

La película de cristal líquido (LC) tiene la propiedad de conducir la electricidad la cual, al circular por ella, pro­duce una alteración de la estructura molecular inter­na que será, finalmente, la causante de la opacidad o transparencia del vidrio.

Veamos más de cerca cómo está compuesto el film de LC (figura 4). El polímero y los cristales líquidos se encuentran dispersos dentro de la película de cristal lí­quido la que tiene sus dos caras recubiertas por una capa transparente y conductora de electricidad. Cada capa conductora está, a su vez, conectada mediante un hilo conductor a un interruptor eléctrico situado en uno de los largos del vidrio, a algunos milímetros del canto del mismo.

Un producto es transparente cuando las moléculas están ordenadas de modo tal que permiten el pasaje de la luz. En el caso que estamos analizando ahora, en condiciones normales (sin activación eléctrica) las moléculas de la película de LC están desordenadas, por lo que no será posible ver a través de él, pues el desorden de las moléculas difumina la luz en todas direcciones (figura 5). De este modo, en condiciones normales, el vidrio de cristal líquido es trans­lúcido de un color blanco lechoso y prácticamente opaco a la visión, lo que permite obtener el grado de privacidad deseado.

En cuanto se activa el campo eléctrico (con aproximada­mente 100 VCA), los cristales líquidos se orientan y se alinean, lo que permite el pasaje de la luz, obteniéndose así la transparencia característica del vidrio (figura 6).

El pasaje de transparente a opaco (y viceversa) es casi instantáneo y se puede repetir cuantas veces se quiera. Es decir que se puede pasar de la transparencia a la privacidad en forma instantánea: con sólo accionar una perilla, tan sencillo como encender la luz.

En caso de aplicaciones hacia el exterior, el comando puede estar conectado a un sensor de luz de modo tal que la actuación sea automática de acuerdo con las condiciones externas del día.

Ventajas

Los vidrios de cristal líquido presentan las siguientes ventajas en su uso:

• Permiten transparencia o privacidad, según se desee.

• Aseguran seguridad contra accidentes de las perso­nas (es un vidrio laminado).

• Aseguran protección de los bienes (por la misma ra­zón anterior).

• Son un buen aislante acústico (ídem anterior), por lo que son especialmente útiles en particiones interiores.

• Tienen un muy bajo consumo eléctrico.

• Eliminan la necesidad de usar cortinas o algún tipo de oscurecimiento.

• Son fáciles de mantener: sólo como un vidrio común. Los vidrios y los PVB a utilizar pueden ser cualquiera de los habituales en el mercado, lo que brinda una amplia posibilidad de colores. El vidrio puede estar serigrafiado, arenado o curvado. También puede formar parte de una unidad de DVH.

 Usos

Las aplicaciones de este tipo de vidrio son muy exten­sas, por ejemplo

• Lugares de reunión tales como salas de conferen­cias, lobbies de hotel, oficinas, cubículos de reunión, restaurantes, hospitales, bancos, etc.

• Puertas de vidrio (con paneles móviles) de ascenso­res, lavatorios, etc.

• Aplicaciones de seguridad en joyerías, oficinas expen­dedoras de tiques, casa de antigüedades, etc.

• En negocios como bares y night clubs, teatros, halls, museos, kioscos, etc.

• En mamparas y tabiques de todo tipo.

• En marketing: para exposición de productos (aquí las posibilidades de este vidrio son enormes).

• En estudios de televisión, show rooms, discotecas, etc.

• En transporte: en limusinas, subterráneos, aviones y trenes.

Los vidrios de cristal líquido permiten, a los diseñado­res, crear su propio diseño interior a según sus gustos usando un amplio rango de productos de vidrio con la transparencia u opacidad deseada.