Revista publicada por la Asociación Mexicana de Ventanas y Cerramientos, A.C.
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¿Qué es el vidrio de baja emisividad?

¿Qué es el vidrio de baja emisividad?

Gracias a su constante contribución a la mejora del rendimiento solar y térmico de los edificios, el vidrio es uno de los materiales de construcción más populares y versátiles usados hoy en día. Una manera en la que se logra este rendimiento es mediante el uso de recubrimientos pasivos y de control solar de baja intensidad. Entonces, ¿Qué es el vidrio de baja emisividad, comúnmente llamado Low-e?

Para entender los recubrimientos de baja emisividad, es importante entender el espectro de energía solar o la energía del sol. La luz ultravioleta (UV), la luz visible y la luz infrarroja, (IR) ocupan diferentes partes del espectro solar. Las diferencias entre las tres, radica el tamaño de sus longitudes de onda.

La luz ultravioleta que pasa a través de los inmuebles, causante del deterioro de los materiales del interior (telas, mobiliario y revestimientos de pared), tiene longitudes de onda de 310-380 nanómetros respecto al rendimiento de vidrio.

La luz visible ocupa la parte del espectro con longitudes de onda de alrededor de 380-780 nanómetros.

La luz infrarroja (o energía térmica) se transmite en forma de calor en un edificio y comienza con longitudes de onda de 780 nanómetros. Al infrarrojo solar suele llamársele energía infrarroja de onda corta, mientras que el calor que irradian los objetos calientes tiene longitudes de onda mayores que el sol y se le llama infrarrojo de onda larga.

Los recubrimientos de baja emisividad Vitro, se han desarrollado con el fin de minimizar la cantidad de luz ultravioleta e infrarroja que puede pasar a través del vidrio sin comprometer la cantidad de luz visible que se transmite.  

Cuando la energía calorífica o luminosa es absorbida por el vidrio, ésta se aleja mediante el aire en movimiento o es re-radiada por la superficie del vidrio. La capacidad de un material de radiar energía se conoce como emisividad. 

En general, los materiales altamente eficaces tienen baja emisividad y los materiales en colores mate, más obscuros, tienen alta emisividad. Todos los materiales, incluyendo las ventanas, radian calor en forma de ondas largas, la energía infrarroja depende de la emisividad y la temperatura de sus superficies. 

La energía radiante es una de las formas importantes en que ocurre la transferencia de calor en las ventanas. La reducción de la emisividad de una o más superficies de vidrio en las ventanas, mejora sus propiedades de aislamiento. Por ejemplo, el vidrio sin recubrimiento tiene una emisividad de .84, mientras que el vidrio arquitectónico Vitro (antes vidrio PPG) con control de la luz solar Solarban® 70XL tiene una emisividad de .02.

Aquí es donde entran en juego los recubrimientos de baja emisividad (o vidrios de baja emisividad). El vidrio de baja emisividad tiene un recubrimiento transparente, microscópicamente delgado (es mucho más delgado que un cabello humano) que refleja la energía infrarroja (o térmica) de onda larga. Algunos vidrios de baja emisividad también reflejan cantidades significativas de energía infrarroja solar de onda corta. 

Cuando la energía térmica interior intenta escapar al exterior durante el invierno, el recubrimiento de baja emisividad refleja el calor de nuevo hacia el interior, con lo que se reduce la pérdida de calor irradiado a través del vidrio. Sucede lo contrario durante el verano. 

Para usar una simple analogía, el vidrio de baja emisividad funciona igual que un termo. El termo tiene un recubrimiento plateado que refleja la temperatura de la bebida que contiene. La temperatura se mantiene debido a la constante reflexión, así como a los beneficios de aislamiento que brinda el espacio aéreo entre las capas internas y externas del termo, similares a las de la unidad de vidrio aislante. 

Debido a que el vidrio de baja emisividad está formado por capas extremadamente delgadas de plata u otros materiales de baja emisividad, aplica la misma teoría. El recubrimiento de baja emisividad de plata refleja las temperaturas interiores hacia adentro y así mantiene la habitación cálida o fresca.

Procesos de fabricación y tipos de recubrimiento de baja emisividad

Existen dos diferentes tipos de recubrimientos de baja emisividad: los de baja emisividad pasivos (SungateR) y los de baja emisividad con control de la luz solar (SolarbanR). Los recubrimientos de baja emisividad pasivos están diseñados para maximizar la captación solar al interior del inmueble, es decir; para crear el efecto de calentamiento “pasivo” y reducir la dependencia de calor artificial o de los equipos de calefacción. Los recubrimientos de baja emisividad con control de la luz solar, están diseñados para limitar la cantidad de calor solar que pasa a una casa o edificio con el fin de mantenerlos más frescos durante el verano, y así reducir el consumo de energía generado por el uso de aires acondicionados.

Ambos tipos de vidrios de baja emisividad, se fabrican mediante dos métodos de producción primaria: pirolítico o “de capa dura” y por sedimentación al vacío mediante pulverización catódica (MSVD) o de “capa suave”. En el proceso pirolítico, que se volvió común a principios de la década de 1970, el recubrimiento se aplica al listón de vidrio mientras se fabrica en la línea de flotado.  Este recubrimiento se “fusiona” con la superficie de vidrio caliente, creando una unión fuerte y duradera resistente al procesamiento del vidrio durante su fabricación. En el proceso de MSVD, que se introdujo en la década de 1980 y se fue refinando en las últimas décadas, el recubrimiento se aplica fuera de línea al vidrio flotado pre-cortado en cámaras de vacío a temperatura ambiente.

Debido a la evolución histórica de estas tecnologías de recubrimiento, los revestimientos de baja emisividad pasivos en ocasiones están asociados con el proceso pirolítico y los recubrimientos de baja emisividad con control de la luz solar con MSVD; sin embargo, ya esto no es completamente cierto. Además, el rendimiento varía ampliamente entre productos y fabricantes (consulte la tabla al finalizar el artículo).

Uso de los recubrimientos en Unidades Dobles

En la UD (Unidad Duovent) estándar de doble panel hay cuatro superficies posibles a las que se puede aplicar recubrimiento: la primera (# 1) que se coloca expuesta al exterior, la segunda (# 2) y la tercera (# 3) que se colocan hacia adentro de la unidad de vidrio aislante y están separadas entre sí por un espaciador periférico, y la cuarta (#4) superficie directamente hacia el interior. Los recubrimientos de baja emisividad pasivos funcionan mejor cuando se encuentran en la tercera o cuarta superficie (lo más lejos del sol), mientras que los recubrimientos de baja emisividad con control solar funcionan mejor en la capa más cercana al sol, que suele ser la segunda superficie. 

Medidas de rendimiento del recubrimiento de baja emisividad

Los recubrimientos de baja emisividad se aplican a las diferentes superficies de unidades de vidrio aislante. Ya sea que un recubrimiento de baja emisividad se considere pasivo o de control de luz solar, ambos ofrecen mejoras en cuanto a los valores de rendimiento. Las siguientes propiedades se utilizan para medir la eficiencia del vidrio con recubrimientos bajo emisivos:

Valor U: es el valor que se le da a una ventana con base en la cantidad de pérdida de calor que permite.

Transmisión de la luz visible: es una medida de cuánta luz pasa a través de una ventana.

Coeficiente de ganancia de calor solar (SHGC): es la fracción de radiación solar incidental admitida a través de una ventana, transmitida directamente y absorbida y re-radiada hacia adentro. Entre más bajo es el coeficiente de captación solar, menos luz solar transmitida.

Ganancia solar con respecto a la luz (LGS): es la proporción entre el coeficiente de captación solar (SHGC) de la ventana y su clasificación de la transmisión de la luz visible (VLT).

A continuación, se muestra la forma en que los recubrimientos se evalúan minimizando la cantidad de luz (energía) ultravioleta e infrarroja que puede pasar a través del vidrio sin comprometer la cantidad de luz visible que se transmite.

Cuando se piensa en los diseños de las ventanas, vienen a la mente el tamaño, la tonalidad y otras cualidades estéticas. No obstante, los recubrimientos de baja emisividad juegan un papel importante y afectan de manera significativa el rendimiento general de las mismas y de los costos totales de calentamiento, iluminación y enfriamiento de un edificio. Vitro cuenta con una amplia gama de cristales de baja emisividad y control solar que se ajustan a las necesidades de ahorro de energía de cualquier proyecto. Conozca nuestra familia de vidrios de control solar y baja emisividad SolarbanR, así como nuestros cristales Pirolíticos y Reflectivos.

Para obtener la información técnica completa sobre el diseño de los vidrios de baja emisividad, ingrese a el documento técnico del vidrio arquitectónico vitro TD-131. Si requiere más información acerca de las cualidades de los cristales y de nuestras marcas, visite el sitio: www.vitroglazings.com

COLABORACIÓN: VITRO
www.vitro.com

 

Fecha de publicación: 30/10/2017

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