Imagina una ventana capaz de adaptarse al clima, filtrar la luz y ahorrar energía… sin que tú tengas que hacer nada. Así funcionan las smart windows, una nueva generación de ventanas que combinan tecnología y diseño para crear edificios más cómodos, eficientes y futuristas. Estas ventanas inteligentes no solo mejoran la iluminación y la temperatura interior, sino que también reducen costos y emisiones, convirtiéndose en una de las innovaciones más prometedoras de la arquitectura moderna [2]. ¿Quieres saber cómo un simple cristal puede cambiarlo todo?
Figura 1. Representación del funcionamiento de una ventana electrocrómica [1].
¿Qué son las ventanas inteligentes?
Las ventanas inteligentes (o smart windows) son superficies de vidrio capaces de modificar sus propiedades ópticas, como la cantidad de luz o calor que dejan pasar, de forma automática o controlada. Utilizan tecnologías como materiales electrocrómicos para oscurecerse, aclararse o cambiar de color según las condiciones ambientales o las preferencias del usuario [2].
Teniendo en cuenta esta definición podrían surgir algunas preguntas cómo ¿con qué propósito se diseñaron estas ventanas? o ¿cuál es verdadero origen?
Su principal objetivo es mejorar la eficiencia energética, aumentar el confort interior y ofrecer mayor privacidad sin necesidad de cortinas o persianas tradicionales [2].
Por otra parte, en realidad, el origen de las ventanas inteligentes se remonta a mediados del siglo XX, cuando comenzaron a estudiarse materiales capaces de cambiar sus propiedades ópticas de manera controlada. Se podría entender mejor está época mediante la siguiente línea del tiempo [3]:
Principios de funcionamiento.
Cuando se aplica voltaje, los iones migran hacia el WO₃ y este se tiñe de azul oscuro; al invertir la polaridad, los iones retornan y el vidrio se aclara. Este proceso no solo controla la luz visible (380–780 nm), sino también el infrarrojo (780–2500 nm), es decir, el calor solar, y bloquea eficazmente la radiación ultravioleta (UV) [9].
El funcionamiento de una ventana inteligente se basa en la capacidad del vidrio de modificar su transparencia, color o reflectividad en respuesta a estímulos externos como la electricidad, la temperatura o la luz solar. En las ventanas electrocrómicas, el principio activo es el óxido de wolframio (WO₃). Al aplicar una pequeña corriente eléctrica, los iones Li⁺ o H⁺ se desplazan dentro del material, cambiando su estado de oxidación y su color, de transparente a azul oscuro. Este proceso es reversible y controlable, lo que permite ajustar el paso de luz visible y radiación infrarroja con precisión. Así, el usuario puede decidir cuánta luz y calor quiere dejar entrar, optimizando tanto el confort visual como la eficiencia térmica del espacio [9].
Las ventanas inteligentes pueden clasificarse en función del tipo de estímulo que las activa.
Las ventanas electrocrómicas; este tipo de ventanas responden a la aplicación de una señal eléctrica. Cuando se aplica un voltaje, los iones se desplazan dentro del material activo y el vidrio cambia de color de manera reversible. Esto permite regular con precisión la transparencia y la transmisión de calor. Actualmente son la tecnología más avanzada y con mayor implantación comercial [9].
En las ventas termocrómicas, el cambio óptico depende de la temperatura del entorno. Algunos materiales modifican su estructura cuando superan una temperatura crítica y reflejan una mayor cantidad de radiación infrarroja, reduciendo el calentamiento interior sin necesidad de electricidad. Un material muy estudiado para este tipo de ventanas es el dióxido de vanadio (VO₂), especialmente útil en climas cálidos [9].
Las ventanas fotocrómicas reaccionan directamente a la intensidad de la luz solar: cuanto mayor es la exposición, más se oscurece el vidrio de forma reversible. Este comportamiento es similar al de las lentes fotocromáticas utilizadas en gafas. Sin embargo, su respuesta suele ser más lenta y ofrece menos control que las tecnologías electrocrómicas, por lo que su uso en edificios es más limitado [9].
Arquitectura y funcionamiento óptico:
Una ventana electrocrómica típica está formada por cinco capas:
1. Sustrato de vidrio o polímero (estructura principal).
2. Electrodo transparente (generalmente de ITO o FTO).
3. Capa electrocrómica activa de WO₃ (responsable del cambio de color).
4. Electrolito que permite el intercambio de iones.
5. Capa contraelectrocrómica o reflectiva, que mejora la estabilidad óptica.
Cuando se aplica voltaje, los iones migran hacia el WO₃ y este se tiñe de azul oscuro; al invertir la polaridad, los iones retornan y el vidrio se aclara. Este proceso no solo controla la luz visible (380–780 nm), sino también el infrarrojo (780–2500 nm), es decir, el calor solar, y bloquea eficazmente la radiación ultravioleta (UV) [13].
Hay varios tipos de ventanas electrocrómicas dependiendo del tipo de material que provoca la opacidad:
Cuando se basan en óxidos metálicos se usa un óxido de wolframio para darle el color azul al vidrio.
WO₃ + x Li⁺ + x e⁻ → LiₓWO₃ (azul)
Sus ventajas son que es una reaccion estable a largo plazo, no consume energía mientras está coloreado y el cambio de color se produce de manera uniforme. Por el contrario el cambio de color se produce de manera lenta, pudiendo tardar hasta varios minutos en colorearse. También en comparación con los otros tipos de ventanas electrocrómicas es más caro que las ventanas de polímeros [14].
Los polímeros más usados son el poli(3,4-etilendioxitiofeno) que se vuelve azul, la polianilina que se vuelve azul/verde en función del estado de oxidación y el polipirrol que se colorea negro o anaranjado también en función del estado de oxidación. Estos polímeros se oxidan para colorearse y se reducen para volver a su estado original transparente. Como puntos fuertes, ofrecen una gama más amplia de colores además de colorearse de forma rápida y uniforme. También son sensiblemente más baratos que las de óxidos inorgánicos. Como punto negativo, debido a los ciclos redox se degradan los polímeros por lo que su vida útil es menor. Son sensibles a la humedad y el color es menos estable a largo plazo [14].
Con las ventanas electrocrómicas mixtas el objetivo es reunir las principales ventajas de los dos tipos anteriores. La variedad de colores de las poliméricas y la durabilidad y estabilidad de los óxidos metálicos. En cuanto al mecanismo los óxidos permiten un proceso de inserción de iones mientras que los polímeros aportan cambios de color estables y uniformes. Las ventajas de estos son la mayor velocidad que los óxidos puros y mayor vida útil que las poliméricas, además de una buena relación entre coste y rendimiento. Como desventaja tienen que su fabricación es significativamente más compleja y aún está en etapa de desarrollo para aplicaciones masivas [14].
Beneficios potenciales e impactos.
El uso de ventanas inteligentes aporta ventajas tanto en eficiencia energética como en calidad ambiental dentro de los edificios. Al poder regular el paso de luz y calor, permiten reducir la dependencia de sistemas de climatización y mejorar el confort de las personas [14].
Por ejemplo, con el ahorro energético; al controlar la entrada de radiación solar, estas ventanas ayudan a disminuir la necesidad de calefacción en invierno y de refrigeración en verano, lo que puede traducirse en una reducción significativa del consumo energético. Además, al permitir el paso de luz natural sin causar deslumbramiento, favorecen un menor uso de iluminación artificial, haciendo los espacios más eficientes sin comprometer la visibilidad [9].
También aportan confort y beneficios para la salud. Estas ventanas mejoran las condiciones interiores al suavizar el deslumbramiento sin bloquear las vistas hacia el exterior. También contribuyen a la protección frente a la radiación ultravioleta, lo que reduce el deterioro de muebles y superficies y disminuye la exposición directa a UV para los ocupantes. En conjunto, ayudan a mantener ambientes más estables y agradables en cuanto a temperatura y luminosidad [9].
Las ventanas inteligentes poseen varias aplicaciones, por ejemplo, se están incorporando en proyectos de construcción sostenible, especialmente en edificios orientados a reducir su impacto ambiental o alcanzar estándares de energía casi nula (nZEB). También se están aplicando en transporte, como en automóviles o trenes de alta velocidad, donde permiten regular la luminosidad y el calor sin necesidad de persianas o láminas adicionales [9].
Factores que frenan su expansión en el mercado.
A pesar de sus beneficios, las ventanas inteligentes aún enfrentan diversas limitaciones que dificultan su uso generalizado:
Entre estos factores destaca los costes elevados de instalación y materiales. Los componentes electrocrómicos hacen que el precio sea significativamente más alto que el del vidrio convencional [11].
Otra desventaja es la durabilidad, mantenimiento y fiabilidad. Aunque han mejorado, estos sistemas aún presentan desafíos como pérdida de uniformidad en el tintado, decoloración con el tiempo o disminución del rendimiento después de muchos ciclos de cambio. Además, algunos requieren mantenimiento especializado [9].
Por último, la eficacia variable según el contexto climático. Su rendimiento depende del clima de la región, la orientación de la fachada y el porcentaje de superficie acristalada. En edificios con baja exposición solar o climas templados, los beneficios energéticos pueden ser menores. [11]
Desempeño de las ventanas.
Hay numerosos estudios sobre el rendimiento y la optimización de este producto. la mayoría de ellos concluyen que los materiales más estables y duraderos son los óxidos inorgánicos como el WO3 y el NiO. Hay otro asunto importante y es que la nanoestructura es fundamental para el rendimiento de las ventanas, este tipo de estructura mejora la durabilidad del material y reduce el tiempo de coloración. También se concluye que los sistemas que combinan polímeros y óxidos metálicos son los más eficientes sobre todo por el aumento de la vida útil que tienen [14].
También se ha concluido que pueden reducir la demanda energética en un 20-30% ya que estas no necesitan consumir electricidad para mantener la coloración. Los beneficios tienden a ser mayores en climas cálidos y en edificios con mucha superficie acristalada. No todo es positivo ya que a día de hoy la durabilidad sigue siendo uno de los mayores retos, ya que con el tiempo van perdiendo coloración por lo que no desempeñan de forma óptima su función [14].
Consideraciones para la implementación.
Si es cierto que estas ventanas inteligentes poseen una tecnología bastante avanzada, sin embargo, según se ha demostrado en el artículo citado la selección del tipo de ventana inteligente debe considerar además el clima local, la orientación de la fachada y la proporción entre superficie acristalada y pared [5].
En el artículo citado se destaca igualmente que aunque el estudio se centra en mejorar la humectabilidad, es decir, la capacidad de un líquido para extenderse sobre la superficie de un sólido, y la cinética electroquímica del WO₃ mediante la modificación de la superficie ITO-PET, sería interesante analizar cómo estos beneficios se mantienen después de ciclos prolongados de activación o exposición ambiental. Esto permitiría validar la viabilidad del método para aplicaciones reales y uso continuo [6].
Perspectivas de futuro y tendencias.
El desarrollo actual sugiere que las ventanas inteligentes tendrán un papel clave en la transición hacia edificios de energía cero y ciudades sostenibles. Algunas de las tendencias más destacadas son:
Los nuevos materiales nanométricos e híbridos, proporcionan mayor durabilidad, tiempos de respuesta más cortos y mejores características electrocrómicas o termocrómicas [10].
También, la integración con energía solar o termoeléctrica, lo que permitirá el desarrollo de sistemas autónomos que no necesiten una fuente eléctrica externa, facilitando así su incorporación en edificios con bajo consumo energético [10].
La interconexión con redes IoT, gracias a la cual las ventanas tendrán la capacidad de cambiar automáticamente su nivel de opacidad en base a la iluminación externa, la temperatura ambiente o la presencia de personas, contribuyendo a la gestión inteligente de edificios [10].
La producción más económica y escalable, la cual facilitará la adopción masiva de estas tecnologías en la industria de a construcción y la disminución de los costes asociados. Los diseños estéticos y personalizables, que combinarán funcionalidad, integración arquitectónica y una mayor libertad creativa para diseñadores y arquitectos [10].
Conclusión.
Se ha visto cómo las ventanas inteligentes son una solución casi perfecta para ahorrar energía en materia de calefacción y refrigeración de los hogares, y aunque aún nos queda para poder saber cual es el diseño óptimo de éstas. Por suerte, se sigue investigando para poder obtener las ventanas más eficientes, cómodas y duraderas, ya que esto podría suponer un gran avance, no solo en términos de confort, sino también en términos de ahorro energético que es a lo que se tiende con los más recientes avances en tecnología para el hogar.
Bibliografía
[1] Figura 1. AD Editorial Team. (2017, 19 de julio). Opacidad versus transparencia: este vidrio inteligente cambia su apariencia en sólo segundos. ArchDaily en Español. https://www.archdaily.cl/cl/876067/opacidad-v-s-transparencia-este-vidrio-inteligente-cambia-su-apariencia-en-solo-segundos
[2] ACCA Software. (2018, 3 de julio). Smart windows: las ventanas inteligentes que mantienen el ambiente caliente en invierno y fresco en verano. BibLus. https://biblus.accasoftware.com/es/smart-windows-las-ventanas-inteligentes-que-mantienen-el-ambiente-caliente-en-invierno-y-fresco-en-verano/
[3] Figura 2. Línea del tiempo: Granqvist, C. G. (2014). Electrochromics for smart windows: Oxide-based thin films and devices. Thin Solid Films, 564, 1–38. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2014.02.002
[4] Figura 3. IS-Arquitectura. (2016, 18 de agosto). Vidrio electrocrómico que oscurece rápidamente, y viceversa. IS-Arquitectura. https://blog.is-arquitectura.es/2016/08/18/vidrio-electrocromico-oscurece-mit/
[5] Ye, D., Feng, J., Liu, J., Zhu, K., Sun, L., & Guo, R. (2026). Effectively broadening the operational temperature window of the CeOx–CrOx SCR catalyst by modifying WO₃. Journal of the Energy Institute, 124, Article 102365. https://doi.org/10.1016/j.joei.2025.102365
[6] Garcia, R. J., Kang, M., & Jung, S. Y. (2026). Plasma-assisted surface modification of ITO-PET surface for enhanced wettability and electrochemical kinetics of WO₃ electrochromic films. Applied Surface Science, 719, Article 165134. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2025.165134
[7] Figura 4 : FrancisTheMuleNews. (2013, 22 de agosto).
Nuevo material electrocromático para ventanas inteligentes. FrancisTheMuleNews. https://francisthemulenews.wordpress.com/2013/08/22/nuevo-material-electrocromatico-para-ventanas-inteligentes/
[10] Xie, X., Ji, H., Wang, L., Wang, S., Chen, Q., & Luo, R. (2024). Design and Implementation of Electrochromic Smart Windows with Self-Driven Thermoelectric Power Generation. Nanomaterials, 14(12), Article 1027.https://doi.org/10.3390/nano14121027
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