FILTROS SOLARES EN VENTANAS
RAFAEL ALMANZA
Introducción
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Disconfort térmico al interior de edificaciones
por inadecuadas propiedades ópticas y térmicas
de materiales de construcción (vidrios).
Elevados consumos de electricidad para abatir
tales condiciones de disconfort.
La ventana como uno de los principales
elementos a través del cual la edificación pierde o
gana calor.
Uso de recubrimientos en los vidrios para el
control solar: Filtros solares.
Filtros solares
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Activos (variables ante el medio ambiente)
Pasivos (constantes ante el medio ambiente)
Desarrollo a nivel industrial de vidrios
arquitectónicos: Vitro, Pilkington, etc. Pueden ser
vidrios coloreados o con recubrimientos en su
superficie. Muchos absorben hasta 80% de
radiación solar y otros son altamente reflectivos.
Desarrollo a nivel investigación: recubrimientos
(películas delgadas) con base en óxidos de cobre,
vanadio y fierro.
Fabricación de los filtros solares

Depósito de las películas delgadas mediante la
técnica de erosión iónica asistida con RF y
magnetrones, de un blanco de Cu, Va o Fe de
alta pureza en atmósfera de Ar, sobre sustratos
de vidrio cal-sosa de 600x300x3 mm, usando
para ello un magnetrón plano.
Diagrama del interior de la cámara de
evaporación (2.25 m3)
CAMARA EVAPORADORA
Magnetrón
Erosión iónica.
Propiedades ópticas de los filtros
Ahorro de energía
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Con el software ENERGY-10, se simuló el
comportamiento energético de un departamento
de 70 m2
Se realizó una simulación para la Cd. de Mexicali
y DF, en donde se compara el caso base contra el
caso cuando se usan en las ventanas vidrios
Reflectasol AP Tintex de la compañía Vitro.
Ahorro total de energía, y consumos de energía anual
total y por acondicionamiento de aire (kWh/m2), de un
departamento ubicado en diferentes localidades del país
obtenidos mediante el software ENERGY-10
Localidad
Cd. de México
Mexicali, BC
Consumo por
acondicionamient
o de aire
Mérida, Yuc.
Ahorro
total de
energía
(%)
Caso
base
Filtros
VO2
Caso
Base
Filtros
VO2
17.4
10.5
85.4
77.6
16
165.0 128.3 249.3 208.4
24
Chihuahua, Chi. 100.7
Veracruz, Ver.
Consumo total
79.2 177.1 153.0
117.6 95.8 198.5 173.5
133.7 107.6 217.0 187.1
20
18
19
Conclusiones
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Las películas delgadas con base en Cu, Va o
Fe depositadas sobre sustratos de vidrio calsosa actúan como filtros solares.
Tienen una transmisividad en el infrarrojo
cercano de 43% y en el intervalo visible de
50%
Cuando los filtros solares con base en VO2 son
utilizados en las ventanas de casas habitación,
estos permiten ahorros de energía
principalmente por concepto de
acondicionamiento de aire.


Presentan mejor desempeño en
localidades con climas cálidos
extremosos (Mexicali y Chihuahua)
y climas cálido-húmedos (Veracruz
y Mérida) que para climas templados
(Cd. de México).
Si se consideran, junto con los filtros
solares con base en VO2, estrategias
tales como el uso de aleros y control
de la iluminación, los ahorros de
energía se incrementarán.
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Filtros Solares - Instituto de Ingeniería, UNAM