Ventanas contra el calor: crean un vidrio que deja pasar la luz pero bloquea el 92 % del infrarrojo cercano
Publicado por César Noragueda
Periodista especializado en cine, ciencia y pensamiento crítico.
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En verano, una habitación puede convertirse en un pequeño invernadero aunque las ventanas permanezcan cerradas. Basta que el Sol incida durante horas sobre los cristales para que muebles, suelo y paredes absorban energía, eleven su temperatura y acaben calentando el aire circundante.
La respuesta aparentemente más sencilla consistiría en impedir que la radiación cruzase el vidrio. Pero entonces perderíamos precisamente aquello por lo que instalamos ventanas: claridad, vistas y aprovechamiento del resplandor natural. Oscurecer una casa para mantenerla fresca soluciona un inconveniente a costa de originar otro.
¿Podría un cristal distinguir entre la fracción de radiación solar que queremos dentro y aquella que preferiríamos dejar fuera? Esa pregunta impulsa una carrera por desarrollar nuevos compuestos. En vez de limitarse a ser transparentes, pretenden administrar varias regiones del espectro y alterar así el intercambio energético entre un edificio y su entorno.
La luz que vemos es solo una parte de lo que llega del Sol
Para entender ese desafío, hay que abandonar por un momento la idea cotidiana de que la luz solar es una sola cosa. La radiación que alcanza la superficie terrestre comprende múltiples longitudes de onda. Nuestros ojos perciben únicamente una franja: el espectro visible. A ambos lados, aparecen zonas invisibles; entre ellas, el ultravioleta y el infrarrojo.
El infrarrojo cercano, una buena porción de la energía solar que incide sobre la fachada, atraviesa los cristales, lo absorben elementos interiores y puede terminar como calentamiento.
El infrarrojo cercano, o NIR por sus siglas en inglés, empieza justo después del rojo visible y representa una porción relevante de la energía solar que incide sobre una fachada. Cuando atraviesa un acristalamiento y queda absorbido por elementos interiores, ese aporte puede terminar convertido en agitación molecular, es decir, en calentamiento.
Eso no significa que “infrarrojo” sea sinónimo de “calor”. Los objetos a temperatura ambiente también emiten radiación térmica, pero principalmente en longitudes de onda mucho mayores. Esta distinción resulta esencial para comprender las nuevas ventanas: un componente puede reaccionar de una manera ante el infrarrojo cercano procedente del Sol y responder de otra frente al infrarrojo de onda larga emitido por el propio edificio.
Podemos imaginarlo como un portero que reconoce pasaportes. Un cristal corriente admite determinados visitantes según sus propiedades ópticas. La ingeniería fotónica intenta proporcionarle instrucciones mucho más precisas: preservar una cantidad considerable de luz visible, devolver al exterior una gran proporción del infrarrojo cercano y favorecer, además, la evacuación de cierta energía térmica.
Un filtro óptico que refleja el 92 % del infrarrojo cercano
Kaihua Zhang y sus colegas han llevado esa estrategia a una película fotónica multicapa presentada en Infrared Physics and Technology. El dispositivo, denominado ventana transparente reflectante del calor y refrigerante, emplea vidrio como soporte y superpone estratos dieléctricos y metálicos bajo una cubierta de polidimetilsiloxano, conocido como PDMS.
Los dieléctricos son sustancias que conducen mal la electricidad pero interactúan con los campos electromagnéticos. Alternarlos con láminas metálicas de espesores cuidadosamente calculados, sirven para modular las interferencias entre ondas luminosas. El efecto se parece más a un filtro de frecuencias que a una persiana: no trata de frenar indiscriminadamente cuanto encuentra.
Las mediciones arrojan una transmisión visible media del 60 por ciento. Al mismo tiempo, el conjunto exhibe una reflectancia del 92 por ciento en el infrarrojo cercano. Dicho de otro modo, preserva una claridad considerable mientras devuelve la inmensa mayoría de esa banda invisible concreta. El dato del titular no implica, por tanto, que elimine el 92 por ciento de todo el calor susceptible de penetrar en una vivienda.
Una transmisión visible media del 60 % y una reflectancia del 92 en el infrarrojo cercano: preserva una claridad considerable mientras devuelve la inmensa mayoría de esa banda invisible concreta.
La arquitectura aporta otra característica: una emisividad de 0,938 en el infrarrojo de onda larga. Esta magnitud expresa con qué eficacia una superficie libera energía mediante radiación respecto a un emisor ideal. Aquí interviene el polidimetilsiloxano, que actúa como revestimiento protector y propicia esa expulsión térmica.
Los autores fueron más allá del cálculo por ordenador. Fabricaron muestras sobre sustratos circulares de vidrio y caracterizaron sus cualidades ópticas. Para afinar los espesores, recurrieron a optimización por enjambre de partículas, un método computacional inspirado en conductas colectivas como las de bandadas o bancos de peces.
Una ventana que también intenta enviar energía hacia el cielo
Reflejar radiación solar antes de que penetre resuelve solo la mitad de la estrategia. El segundo mecanismo aprovecha un fenómeno menos intuitivo: la refrigeración radiativa pasiva. Todo cuerpo cuya temperatura supere el cero absoluto emite radiación electromagnética. Una pared, nuestra piel o un tejado desarrollan continuamente ese proceso aunque no podamos verlo.
La atmósfera, sin embargo, no absorbe todas las longitudes de onda con idéntica eficacia. Entre las de unos 8 y 13 micrómetros, existe una franja relativamente transparente, conocida como ventana atmosférica. Si una superficie irradia intensamente dentro de ese intervalo, cierta energía puede atravesar el aire y dirigirse hacia el cielo, que actúa como un sumidero térmico extremadamente frío.
Ahí reside la doble jugada del dispositivo. Primero, limita la ganancia energética mediante la reflexión del infrarrojo cercano y, después, facilita la salida de energía térmica y, con ella, la pérdida de calor mediante radiación en longitudes de onda mucho mayores. Ninguna de esas funciones requiere un compresor.
Las simulaciones de edificios efectuadas por los investigadores estimaron una caída máxima de 16 kelvin en la temperatura interior de Zhengzhou y un ahorro de hasta 72,39 kilovatios hora por metro cuadrado en la energía destinada a refrigeración bajo las condiciones tropicales modelizadas para Nueva Delhi. Son cálculos computacionales, no la promesa de que instalar esta película vaya a enfriar 16 grados cualquier salón.
Limita la ganancia energética reflejando el infrarrojo cercano y, después, facilita la salida de energía térmica y, con ella, la pérdida de calor a través de la ventana atmosférica.
Varios materiales persiguen el mismo objetivo
El trabajo se integra en una búsqueda más amplia. Durante 2026, varios equipos han planteado soluciones que reúnen transparencia, control espectral y refrigeración pasiva, aunque cada desarrollo sacrifica y potencia atributos propios. Ese abanico revela hasta qué punto el verdadero reto consiste en conciliar variables que compiten entre sí.
Este mismo septiembre, Qing Tian y sus colaboradores presentaron en Small un vidrio coloreado basado en nanocristales de celulosa. Su configuración preserva los colores y deja atravesar entre el 32,08 y el 59,02 por ciento de la franja visible, supera el 45 de reflectancia del infrarrojo cercano y rebasa el 91 de emisividad dentro de la ventana atmosférica. Una pequeña estancia experimental expuesta al aire libre permaneció, durante el día, 4,2 grados centígrados más fría de promedio que otra equipada con vidrio ordinario.
Otra vía lleva la transparencia todavía más lejos. Un metamaterial ultrafino compuesto por nanoesferas de sílice de 200 nanómetros y polidimetilsiloxano ofrece un 91,9 por ciento de transmisión visible y un 94,8 de emisividad en el infrarrojo medio. Las pruebas a la intemperie arrojaron hasta 9,7 grados menos que un vidrio de baja emisividad o Low-E. La película apenas mide 50 micrómetros de grosor y posee un acabado hidrófobo que ayuda a conservar sus prestaciones frente al agua y la suciedad.
Ya en enero, otro grupo había ensayado una película metamaterial con más del 60 por ciento de transparencia visible, un paso del infrarrojo cercano restringido al 13 y una emisión superior al 90 dentro de la franja atmosférica. Bajo sol directo, el montaje quedó hasta 7,5 grados por debajo del vidrio normal.
El laboratorio todavía no es nuestro salón
Las cifras llaman la atención, pero no son intercambiables. Una bajada observada en una caja experimental, el cotejo entre muestras y la simulación de un edificio completo corresponden a escenarios independientes. Tampoco una elevada reflectancia del infrarrojo cercano se traduce automáticamente en idéntico ahorro energético en Madrid, Sevilla, Helsinki o Singapur.
El rendimiento real dependerá de la orientación de la fachada, el área acristalada, el aislamiento, las sombras, la humedad, el viento, la estación, la temperatura exterior y las características del resto de la construcción.
El rendimiento real dependerá de la orientación de la fachada, área acristalada, aislamiento, sombras, humedad, viento, estación, temperatura exterior y características del resto de la construcción.
Así, el beneficio perseguido varía con el calendario: rechazar ganancias solares puede ser deseable durante una ola de calor, pero menos conveniente cuando ese aporte ayuda a templar una vivienda en invierno.
Queda, además, la ingeniería menos espectacular y quizá más decisiva.
Una tecnología destinada a cubrir millones de metros cuadrados exige fabricación a gran escala, una apariencia aceptable, resistencia durante años frente a radiación ultravioleta, lluvia y limpieza, adhesión estable y un precio capaz de competir con alternativas consolidadas. Incorporarla a cristales existentes podría importar tanto como batir un récord óptico en circunstancias controladas.
Cuando una ventana deja de ser un simple hueco transparente
Durante siglos, hemos juzgado una buena ventana por cualidades fáciles de percibir: aporta claridad, deja mirar afuera, protege del viento y separa el interior de la intemperie. La fotónica, la rama de la física y la ingeniería dedicada al control y la manipulación de la luz, suma ahora una facultad invisible: decidir cómo interactúa cada región del espectro con esa frontera.
Ese giro conceptual pesa más que cualquiera de los porcentajes por separado. Los avances recientes muestran que transparencia y gestión térmica no tienen por qué ocupar extremos de una elección rígida. Mediante configuraciones diminutas, diversos componentes pueden seleccionar qué radiación transmiten, cuál reflejan y en qué longitudes de onda liberan energía.
La habitación soleada del comienzo continúa iluminada. Lo que cambia es la pregunta dirigida al cristal: ya no importa simplemente cuánto admite, sino qué deja entrar y qué devuelve.
Llevar esa selección microscópica hasta ventanas duraderas, asequibles y fabricables plantea el próximo desafío. Si culmina ese proceso, mirar al exterior y defenderse del calor podrían dejar de ser objetivos enfrentados.
Referencias
- Kaihua Zhang, Dengyuan Hou, Biyuan Wu y Xiaohu Wu. "Multilayer transparent photonic film for solar spectral modulation and passive infrared radiative cooling". Infrared Physics and Technology, septiembre de 2026. DOI: 10.1016/j.infrared.2026.106782.
- Qing Tian, Sunbin Yan, Liu Yang y Sailing He. "Colored Transparent Radiative Cooling Glass Based on a Cellulose Nanocrystal Sandwich Structure". Small, septiembre de 2026. DOI: 10.1002/smll.75721.
- Ailing Ye, Yawen Gong, Junwei Pang, Tong Wang y Yinan Zhang. "Ultrathin transparent metamaterial for passive radiative cooling in energy-efficient windows". Solar Energy Materials and Solar Cells, septiembre de 2026. DOI: 10.1016/j.solmat.2026.114577.
- Boshi Wang, Mengdan Qian, Yiyang Shen, Kaihua Zhang, Xiaohu Wu y Kun Yu. "Nano-engineered metafilms enable radiative cooling windows for energy-efficient buildings". Applied Thermal Engineering, 30 de enero de 2026. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2025.129100.
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