Escrito por Comunicados, de interes, Destacado

El vidrio: más allá de un material transparente

Compartir

Figura 1. https://www.pexels.com/es-es/foto/edificio-de-hormigon-marron-y-negro-941456/

Figura 1. https://www.pexels.com/es-es/foto/edificio-de-hormigon-marron-y-negro-941456/

El vidrio es un material de particular interés en las construcciones; típicamente se utiliza en todo tipo de edificios, casas e instalaciones industriales, y se ha convertido en un símbolo de modernidad y elegancia en la arquitectura contemporánea.

Su versatilidad y propiedades tanto estéticas como funcionales, lo han convertido en un elemento indispensable en la creación de estructuras icónicas y sostenibles.

El vidrio como elemento constructivo

El vidrio es un material que se produce artificialmente mezclando y fundiendo materiales silíceos y diversos óxidos a altas temperaturas. A medida que se enfría y solidifica, adquiere la forma deseada. Aunque inicialmente es quebradizo, su composición química puede conferirle una gran resistencia. Sin embargo, su aplicación se ve limitada por su menor resistencia a la tracción en comparación con la compresión.

Figura 2. https://www.freepik.es/foto-gratis/trabajadores-lavando-ventanas-edificio-oficinas_7524220.htm#query=vidrio%20construccion&position=30&from_view=search&track=ais&uuid=13958706-5fbd-42f3-96a2-64d9ee2a3d5f

Figura 2. https://www.freepik.es/foto-gratis/trabajadores-lavando-ventanas-edificio-oficinas_7524220.htm#query=vidrio%20construccion&position=30&from_view=search&track=ais&uuid=13958706-5fbd-42f3-96a2-64d9ee2a3d5f

A pesar de su presencia tradicional en la construcción, el vidrio plano está siendo sustituido por alternativas como el policarbonato transparente. Los plásticos reforzados con fibra de vidrio están ganando terreno en muebles de baño, reemplazando eficazmente a la cerámica. Se espera una transición gradual hacia materiales compuestos en revestimientos y fachadas, mientras que la cerámica vidriada tiene diversas aplicaciones, desde impermeabilizar azulejos hasta proteger elementos decorativos por razones estéticas.

La composición del vidrio plano, principalmente sílice, óxido de sodio y óxido de calcio, junto con otros componentes menores, determina su durabilidad, aunque sigue siendo susceptible a ácido fluorhídrico. Su fabricación implica la fusión de ingredientes en un horno a altas temperaturas, formando un cordón líquido que se convierte en vidrio plano en una cámara de flotado sobre zinc fundido. Tras un controlado enfriamiento, se corta con precisión láser para obtener paneles rectangulares.

Propiedades del vidrio que transforman el diseño arquitectónico

El vidrio plano exhibe una impresionante resistencia a compresión y tensión. Aunque inicialmente parece frágil, su capacidad de flexión y módulo de elasticidad superan al concreto estándar. No obstante, su uso demanda atención a cambios térmicos, aunque ofrece durabilidad, resistencia climática, aislamiento eléctrico y dureza.

El vidrio laminado, resultado de la unión de múltiples láminas con una capa plástica intermedia, aumenta su resistencia a la rotura, siendo común en fachadas para mejorar la seguridad en situaciones críticas. El vidrio templado, sometido a procesos térmicos, muestra una resistencia aún mayor, ideal para áreas que requieren solidez, como puertas y ventanas.

Figura 3. https://www.pexels.com/es-es/foto/edificio-de-oficinas-moderno-contra-el-cielo-256090/

Figura 3. https://www.pexels.com/es-es/foto/edificio-de-oficinas-moderno-contra-el-cielo-256090/

Respecto a las propiedades ópticas, el vidrio reflectante controla la entrada solar, mejorando el confort térmico y reduciendo el consumo energético. El vidrio translúcido permite el paso de la luz solar bloqueando la visión, otorgando privacidad y efectos estéticos. La polarización del vidrio reduce el deslumbramiento, crucial en entornos como oficinas y centros comerciales.

La aplicación estratégica de estas propiedades no solo responde a criterios estéticos, sino que impacta en la eficiencia energética y el bienestar de los ocupantes. Sin embargo, se debe considerar el equilibrio entre estética y funcionalidad, evaluando la durabilidad y el impacto ambiental en el ciclo de vida de los edificios. La optimización de estas características implica una exploración continua de nuevas tecnologías y materiales para impulsar diseños éticos, eficientes y sostenibles.

Las tendencias actuales apuntan hacia el desarrollo de vidrios ecológicos y sostenibles, enfocándose en materiales reciclados y procesos de fabricación más amigables con el medio ambiente. Se están explorando vidrios autoreparables y autolimpiables que podrían revolucionar el mantenimiento de estructuras a largo plazo, reduciendo la necesidad de intervenciones constantes.

Manipulación de propiedades mecánicas y ópticas del vidrio

El vidrio laminado, al fusionar múltiples láminas con una capa plástica intermedia, refuerza su resistencia a la rotura. Esta característica lo convierte en una opción segura y confiable en aplicaciones arquitectónicas. Su empleo frecuente en fachadas edilicias tiene como objetivo primordial mejorar la seguridad ante situaciones críticas como incendios o explosiones.

Por otro lado, el vidrio templado, sometido a procesos térmicos, experimenta un incremento sustancial en su resistencia a la rotura, haciéndolo especialmente adecuado para zonas donde se requiere mayor resistencia, como puertas y ventanas.

Figura 4. https://www.pexels.com/es-es/foto/foto-de-angulo-bajo-de-edificios-altos-1102845/

Figura 4. https://www.pexels.com/es-es/foto/foto-de-angulo-bajo-de-edificios-altos-1102845/

Respecto a las propiedades ópticas, el vidrio reflectante tiene la capacidad de controlar la entrada de luz solar en los edificios, contribuyendo a mejorar el confort térmico interior y reducir el consumo energético, aspectos cruciales para la eficiencia de los espacios habitables.

Por su parte, el vidrio translúcido se convierte en una herramienta valiosa para garantizar privacidad y generar efectos estéticos deseados en diferentes ambientes arquitectónicos. Asimismo, el vidrio polarizado desempeña un papel fundamental en la reducción del deslumbramiento en espacios donde la visibilidad clara es esencial, como en oficinas o centros comerciales.

La combinación estratégica de propiedades mecánicas y ópticas del vidrio no solo influye en la estética y funcionalidad de los edificios, sino que también incide directamente en la seguridad, el confort y la eficiencia energética de los espacios habitables. Este control cuidadoso del rendimiento del vidrio juega un papel importante en el diseño de un entorno construido más seguro, más cómodo y más sostenible.

Avances en la tecnología de vidrios inteligentes y su impacto en la eficiencia energética

Los avances en los vidrios inteligentes representan una innovación revolucionaria en el ámbito arquitectónico. Estos vidrios tienen la capacidad única de modificar sus propiedades ópticas en respuesta a una señal eléctrica, convirtiéndolos en una herramienta sumamente versátil para aplicaciones diversas en la construcción.

Figura 5. https://www.pexels.com/es-es/foto/edificio-de-muro-cortina-bajo-un-cielo-blanco-1574097/

Figura 5. https://www.pexels.com/es-es/foto/edificio-de-muro-cortina-bajo-un-cielo-blanco-1574097/

Los tipos más recientes de vidrios inteligentes incluyen los electrocrómicos, capaces de transformarse de transparentes a opacos al aplicar una corriente eléctrica, ideal para lugares que requieren privacidad como baños u oficinas. Los termocrómicos, por su parte, cambian su transparencia dependiendo de las variaciones de temperatura, siendo ideales para aplicaciones de control solar, como en ventanas. Por último, los vidrios fotovoltaicos tienen la capacidad de generar electricidad al ser expuestos a la luz solar, convirtiéndolos en una fuente de energía renovable apta para implementar en fachadas de edificios.

El potencial de los vidrios inteligentes para mejorar la eficiencia energética en los edificios es significativo. Cuando se regula la penetración de luz solar, estos vidrios logran reducir la necesidad de sistemas de aire acondicionado y calefacción. Esto implica ahorros en los costes energéticos y a su vez, se contribuye a disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero impactando positivamente en la sostenibilidad medioambiental.

Figura 6. https://www.pexels.com/es-es/foto/ciudad-panorama-urbano-rascacielos-estados-unidos-19342489/

Figura 6. https://www.pexels.com/es-es/foto/ciudad-panorama-urbano-rascacielos-estados-unidos-19342489/

El emblemático edificio 30 Hudson Yards en Nueva York ejemplifica cómo la manipulación estratégica de las propiedades mecánicas y ópticas del vidrio puede transformar el diseño arquitectónico y mejorar el confort en los edificios. La combinación inteligente de vidrio laminado, vidrio templado y vidrio reflectante en su fachada crea una imagen distintiva y garantiza una eficiencia energética notable. Esta sinergia marca un hito en la construcción de entornos más seguros, eficientes y sostenibles.

Además del edificio 30 Hudson Yards, existen otros ejemplos paradigmáticos en todo el mundo que destacan por su innovador uso del vidrio en la arquitectura. El Museo Louvre en Abu Dhabi, con su cúpula revestida de paneles de vidrio entrelazados, representa un enfoque arquitectónico vanguardista. El Museo Guggenheim ubicado en Bilbao, se caracteriza por un diseño futurista, evidenciando la versatilidad del vidrio para la creación de estructuras icónicas y estéticamente impactantes.

Impacto y futuro del vidrio en la arquitectura

Figura 7. https://www.pexels.com/es-es/foto/ciudad-cielo-vacaciones-punto-de-referencia-4594533/

Figura 7. https://www.pexels.com/es-es/foto/ciudad-cielo-vacaciones-punto-de-referencia-4594533/

El empleo del vidrio en la arquitectura contemporánea no solo tiene implicaciones estéticas y funcionales, sino que también influye en la interacción humana y la percepción del espacio. Es importante considerar su impacto en la privacidad y la comunidad local. Asimismo, deben evaluarse los efectos que acarrea la producción y desecho del material en el entorno, con miras a reducir su huella ambiental.

Las proyecciones apuntan hacia una mayor integración del vidrio en la construcción de ciudades inteligentes y sostenibles. Investigaciones en curso sugieren el potencial del vidrio en la generación de energía, convirtiéndolo en una pieza clave para edificaciones autosuficientes en términos energéticos. Se espera que la tecnología y la innovación abran nuevas posibilidades para el uso inteligente del vidrio en el diseño arquitectónico.

Fuentes consultadas:
Architectural Glass Guide de Federation of Safety Glass. https://fosg.in/wp-content/uploads/2019/11/FOSG-Manual.pdf
Digital full-field photoelasticity of tempered architectural glass: A review de Steffen Dix, Christian Schuler y Stefan Kolling. https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2022.106998
Edge, New York. https://edgenyc.com/en
Effects of electrochromic glass window on energy efficiency, thermal and visual performances under tropical climate de Wenxin Li, Kwok Wei Shah y Yanru Li. https://doi.org/10.1016/j.esd.2023.101300
Materiales de construcción de Jorge Gómez Domínguez. https://books.google.co.ve/books/about/Materiales_de_construcci%C3%B3n.html?id=99GPrgEACAAJ&redir_esc=y
NYC’s latest architectural thriller lets you walk on glass, 1,100 feet in the air. https://www.fastcompany.com/90474390/nycs-latest-architectural-thriller-lets-you-walk-on-glass-1100-feet-in-the-air
Structural performance of laminated and unlaminated tempered glass under monotonic transverse loading de Amir Fam y Sami Rizkalla. https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2022.106998
AUTOR: Elvina Sucre Bueno, Ingeniera Civil y Docente de EADIC

Compartir
Close