Crean en la Unam, “persianas Inteligentes”


• Investigadores de la FES Aragón desarrollan un prototipo que se abre de día, cuando la temperatura es de 15 grados centígrados, y se cierra de noche, cuando desciende a seis

• Se basa en una mezcla metálica con “memoria de forma”; funciona con base en pequeñas láminas hechas de una aleación de aluminio, cobre y berilio, explicó Jacinto Cortés Pérez

Unas “persianas inteligentes” que se abran en el día, cuando la temperatura sea de 15 grados centígrados, y se cierren por la noche, cuando descienda a seis, es el prototipo que desarrolla un grupo de investigación del Centro Tecnológico de la Facultad de Estudios Superiores (FES) Aragón de la UNAM, dirigido por Jacinto Cortés Pérez.

La creación de los universitarios se basa en una mezcla metálica con “memoria de forma”. Funcionan con base en unas pequeñas láminas hechas de una aleación de aluminio, cobre y berilio, que soportan el peso de los vidrios y, a la vez, sirven como un sensor de temperatura que envía una señal a un conjunto de engranes para que se abran o se cierren mecánicamente, explicó el especialista.

Los sistemas de control convencionales constan de tres elementos: un sensor para medir la temperatura; una tarjeta de procesamiento que recibe la señal, la interpreta y la envía, y un actuador (generalmente un motor) que la admite y ejecuta la acción mecánica.

En cambio, las “persianas inteligentes” constan de un solo elemento (el material utilizado), que al mismo tiempo, realiza las tareas de un sensor de temperatura y de un actuador mecánico, expuso.

Transformación martensítica

Los materiales con “memoria de forma”, conocidos también como inteligentes, son aquellos que al ser expuestos a una temperatura alta después de haber sido deformados de manera aparentemente plástica, recuperan su forma original.

“Este comportamiento es el efecto producido por un cambio de fase llamado transformación martensítica de tipo termoelástica. El término termoplástico, se refiere a que la modificación puede ser inducida por temperatura o esfuerzo”, añadió el universitario.

Entre los materiales con memoria de forma se encuentran metales puros, cerámicos, polímeros y aleaciones metálicas.

En la actualidad, existen varias aleaciones con memoria de forma para desarrollar objetos con aplicaciones comerciales; destacan dos, una de titanio y níquel, producida en Estados Unidos, y otra de aluminio, cobre y berilio, desarrollada originalmente en Francia y ahora también fabricada en la UNAM con fines de investigación; además de la Universidad Nacional, ninguna otra institución o empresa la elabora en México.

Optamos por la segunda “porque es menos costosa que la de titanio y níquel, no presenta problemas de oxidación, su deformación elástica es de cinco por ciento, es decir, muy grande en relación con la de otros metales, y porque su estabilidad térmica es mejor que la de otras aleaciones”, señaló Cortés Pérez.

Modelos matemáticos

Para determinar el comportamiento de la aleación de aluminio, cobre y berilio en el prototipo fue necesario elaborar diversos modelos matemáticos que permitieran especificar el peso proveniente de los vidrios, así como el intervalo de temperatura en el que aquéllas deben abrirse y cerrarse.

Cortés Pérez trabajó en lo que en ingeniería mecánica se llama campo de deformación. “Propuse un modelo matemático que permite simular el comportamiento de las aleaciones con memoria de forma desde el nivel de la estructura atómica, hasta el nivel macroscópico. Antes, las teorías que tienen que ver con el comportamiento de materiales no consideraban ese tipo de predicciones, y sólo se limitaban a los promedios”, indicó.

Asimismo, David Ríos Jara y Horacio Flores Zúñiga, doctores en Ciencias en Física, ex académicos de la UNAM y que ahora laboran en Centros Conacyt, realizaron labor teórica para analizar la estructura de la aleación de aluminio, cobre y berilio, y observar cómo se acomodaban sus átomos.

Beneficios

Los beneficios de utilizar estas persianas inteligentes están ligados directamente al bienestar y comodidad de los usuarios: si son instaladas en una casa habitación, se evitarían problemas domésticos como olvidar cerrar las ventanas por la noche, o la entrada agua de lluvia.

“Hay una versión de estos aditamentos que pretende impactar en el ahorro de energía, sobre todo en edificios altos; con el calor absorbido durante el día, se podría mantener una temperatura agradable por la noche, y así se evitaría incrementar la carga térmica de los sistemas de aire acondicionado”, explicó el investigador.

En 2007, Cortés Pérez y sus colaboradores viajaron a Varsovia, Polonia, para participar en el congreso que anualmente organiza la Sociedad Europea de Investigación de Materiales; su proyecto “Diseño de persianas inteligentes, empleando materiales con memoria de forma”, llamaron la atención a nivel internacional.

“Los materiales con memoria de forma no representan una parte significativa dentro de la economía mundial; no obstante, debido al agotamiento de los recursos energéticos, en algunos años será posible detonar su potencial comercial.

“De esta manera, la ingeniería enfocada en los sistemas con impacto en el medio ambiente tendrá un desarrollo acelerado. Lo importante es que en la UNAM estamos trabajando en esa línea de investigación”, concluyó.

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