FABRICACIÓN Y COMERCIALIZACION DE SMART-GLASS PARA LA CONSTRUCCIÓN

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1 ON CONST - 02: FABRICACIÓN Y COMERCIALIZACION DE SMART-GLASS PARA LA CONSTRUCCIÓN Cluster 6: Productos para la construcción y productos de equipamiento La industria del vidrio es de vital importancia para la construcción. El poco peso de este material así como su transparencia, lo convierten en un producto sumamente importante. Estimaciones aseguran que las ventanas contribuyen aproximadamente con un 30% de la temperatura del edificio. De esta manera, la utilización de ventanas avanzadas que controlen el grado de luz que penetra en los edificios puede generar importantes ahorros de energía.

2 Fabricación y comercialización de smart-glass para la construcción. CLUSTER 6 PRODUCTOS PARA LA CONSTRUCCIÓN Y PRODUCTOS DE EQUIPAMIENTO CLASE DE PRODUCTO SCIAN RELACIONADA (6 DÍGITOS): Fabricación de vidrio Productos a 10 dígitos SCIAN* Fabricación de vidrio plano estructural UBICACIÓN DE LA OPORTUNIDAD DE NEGOCIO EN LA ANATOMIA DEL CLUSTER 7 8 SERVICIOS DE APOYO INDUSTRIAS RELACIONADAS 1 INSUMOS PRINCIPALES 2 3 PRODUCTOS INTERMEDIOS PRODUCTOS FINALES 5 6 COMERCIALIZACIÓN COMPRADORES 4 SERVICIOS DE APOYO Y ADMINISTRATIVOS Cadena productiva del cluster económico 9 NFRAESTRUCTURA ECONÓMICA Página 1

3 DESCRIPCIÓN GENERAL Las ventanas inteligentes o smart glass es el nombre que se le ha dado a los vidrios que permiten modular la transmisión de luz solar aplicando energía eléctrica. La gran mayoría de este tipo de ventanas permite que con un simple interruptor, los usuarios puedan controlar la cantidad de luz y calor que pasa por ellas. Otra propiedad de las ventanas inteligentes es el manejo de la visión y de la noción de espacio; al encontrarse en un estado transparente, permite apreciar de una manera clara y nítida lo que se encuentra en el exterior mientras que al tornarse opaca brinda un ambiente de absoluta privacidad. El funcionamiento de estas ventanas se presenta cuando es aplicada una pequeña corriente eléctrica; la ventana regresa a su modo original cuando cesa el voltaje. La luz que deja pasar la ventana en estos cambios puede ir de un 5 a un 80 por ciento; una vez que el cambio en la transparencia ha sucedido, el vidrio inteligente no requiere de corriente eléctrica constante para mantenerlo. 1 Configuración de una ventana inteligente Las ventanas inteligentes están formadas por varias capas sumamente delgadas. El oscurecimiento ocurre cuando iones de hidrogeno o litio son transmitidos mediante una capa conductora de iones, la cual los lanza hacia el interior de una capa electrocrómica cuando le es aplicado un cierto voltaje. Los iones causan que esta capa absorba luz, oscureciendo la ventana. 1 (Hart, 2007) Página 2

4 Estas capas delgadas se encuentran aprisionadas entre dos hojas de un material transparente que conduce el oxido. Finalmente, todas las capas anteriores son encerradas entre dos capas de vidrio. Existen tres tecnologías de ventanas inteligentes, que si bien son distintas, funcionan de manera similar a través de la aplicación de un voltaje eléctrico aplicado a una capa especial ubicada entre dos capas de vidrio. Las tecnologías son: 2 Dispositivos electrocrómaticos Dispositivos de partículas suspendidas Cristales líquidos o dispersos en polímeros Las ventanas inteligentes tienen dos ventajas principales, la reducción en los costos de calefacción y enfriamiento, y la creación de diferentes ambientes mediante la cantidad de luz filtrada por la ventana. El aumento en los costos energéticos, el creciente interés en tecnologías más ecológicas, y el calentamiento global hacen importante el desarrollar materiales para la construcción que permitan el ahorro de energía eléctrica y que ofrezcan un mayor control sobre el efecto de elementos externos como el clima sobre la construcción y los ambientes dentro de ella. El cambio entre la privacidad y la transparencia normal del vidrio que permiten las ventanas inteligentes permiten no solamente la creación de mejores ambientes dentro de los edificios, sino también un rápido y económico cambio de ambiente. El Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) del Departamento de Energía de los Estados Unidos reporta que las ventanas influyen aproximadamente con un 30% en la cantidad de energía requerida a nivel nacional por los sistemas de calefacción y enfriamiento de los edificios, por lo que un uso generalizado de ventanas avanzadas podría ahorrar un 6% del consumo nacional de energía. 3 Si bien el costo de una ventana inteligente se estima en dos o tres veces superior a una ventana normal; éste análisis no toma en cuenta los ahorros de energía generados por las ventanas inteligentes, los cuales reducirán los costos totales relacionados con las ventanas y los gastos de calefacción y enfriamiento, haciéndolas más competitivas frente a las ventanas normales. 4 El principal factor actual en contra de las ventanas inteligentes en la construcción son las dudas que existen sobre su durabilidad, ya que éstas deben durar entre 20 y 30 años resistiendo a las inclemencias del clima y otros factores. Si bien diversos tipos de ventanas inteligentes han demostrado ser tan durables como las ventanas normales, la principal tarea actualmente es el informar y convencer a los arquitectos y constructores sobre las ventajas de las ventanas inteligentes, así como de su durabilidad y seguridad. 2 Estas tecnologías son explicadas más profundamente en la sección de Tecnologías Asociadas. 3 (Hart, 2007) 4 (Fischetti, 2005) Página 3

5 CARACTERÍSTICAS DISTINTIVAS El incorporar la tecnología relacionada a ventanas inteligentes a la construcción dará un mayor valor agregado al que ya se tiene actualmente. La incorporación de tecnologías relacionadas a ventanas inteligentes a la construcción no sólo obedece a fines estéticos, sino que se busca una reducción en el uso de los sistemas de calefacción y enfriamiento, logrando un ahorro en el consumo de combustibles y en la emisión de gases a la atmósfera. La tecnología de las ventanas inteligentes puede ser aplicada a diferentes industrias, no solamente a la industria de la construcción. Otras aplicaciones importantes son la industria automotriz y la aeronáutica. TECNOLOGÍAS ASOCIADAS Las tecnologías alrededor de las ventanas inteligentes son: dispositivos electro - cromáticos, dispositivos de partículas suspendidas y dispositivos de cristal líquido. Dispositivos electrocromáticos: Estos dispositivos permiten controlar la cantidad de luz y calor que pasan a través de ellos mediante la aplicación de una carga eléctrica. Las ventanas electro cromáticas cambian de un estado translúcido a un estado opaco y actualmente son muy utilizadas en la decoración residencial. Dispositivos de partículas suspendidas: Estos dispositivos tienen una delgada película laminada conformada por partículas suspendidas dentro de un fluido que es colocada entre dos capas de vidrio o de plástico formando un panel. Cuando no se aplica ninguna carga al panel, las partículas suspendidas adoptan diferentes orientaciones y tienden a absorber la luz tornándose éste opaco u oscuro. Cuando se aplica al panel voltaje eléctrico, las partículas suspendidas se alinean y permiten pasar la luz, tornando la ventana transparente y permitiendo una perfecta visibilidad. Para los dispositivos de partículas suspendidas es muy importante el mantener una pequeña cantidad de corriente eléctrica para que la ventana inteligente se encuentre transparente. Cristales líquidos dispersos en polímeros: En estos dispositivos, los cristales líquidos están dispersos junto a un polímero líquido para después entrar a un proceso de solidificación. Página 4

6 Durante el proceso de conversión de un polímero líquido a un polímero en estado sólido, los cristales líquidos son incompatibles con las gotas del polímero, provocando que al mezclarse superficialmente se originen formaciones sólidas. La mezcla entre polímero y cristales líquidos se coloca entre dos capas de vidrio o de plástico, que incluyen una capa de material transparente o conductor. Al igual que las dos tecnologías anteriores, cuando al panel se le aplica una carga eléctrica se modifica la difusión de la luz, pasando de un estado translúcido a un estado de transparencia dependiendo de la cantidad de corriente que es aplicada. PATENTES Fuente: ITESM con información de European Patent Office Página 5

7 Fuente: ITESM con información de European Patent Office Clasificación IPC G02F Título Dispositivos o sistemas cuyo funcionamiento óptico se modifica por el cambio de las propiedades ópticas del medio que constituye a estos dispositivos o sistemas destinados al control de la intensidad, color, fase, polarización o de la dirección de la luz PRINCIPALES LICENCIATARIOS DE PATENTES Research Frontiers (Estados Unidos) Total de patentes generadas durante los últimos 10 años: 240 Crossways Park Drive Woodbury, NY Teléfono: Fax: Página 6

8 Fuente: ITESM con información de European Patent Office PATENTES El análisis de patentes utilizando la palabra clave smart glass, muestra que esta tecnología tiene un desarrollo emergente. Las clasificaciones IPC muestran que la investigación científica en torno a las ventanas inteligentes no está enfocada en un solo sector, sino que abarca todos los aspectos relacionados con las ventanas inteligentes. Tomando en cuenta las patentes desarrolladas por Research Frontiers en los últimos 10 años, Estados Unidos es el país con más patentes desarrolladas, pero es necesario mencionar la creciente participación de China en años recientes. Las patentes en derecho de la empresa Research Frontiers no aparecieron en la búsqueda realizada con la palabra clave smart glass, debido a que éstas no incluyen éstas palabras en los títulos o en la descripción de sus patentes, antes bien aparece el nombre de la tecnología utilizada para el desarrollo de las mismas. Actualmente Research Frontiers cuenta con 27 patentes relacionadas con las ventanas inteligentes en los últimos 10 años. Página 7

9 MERCADO GLOBAL Datos para el código armonizado 7003 Vidrio colado o laminado, en placas, hojas o perfiles, incluso con capa absorben Exportaciones País Valor exportado en 2008 (Millones de dólares Balanza Comercial en 2008 (Millones de dólares) % Crecimiento anual en valor entre % Crecimiento anual en cantidad entre % Participación de las exportaciones mundiales Mundo ) Estados Unidos ) Alemania ) China ) Tailandia ) Bélgica ) Francia ) México Fuente: Elaboración ITESM con información del Trade Map Importaciones 7003 Vidrio colado o laminado, en placas, hojas o perfiles, incluso con capa absorben Importaciones País Valor importado en 2008 (Millones de dólares Balanza Comercial en 2008 (Millones de dólares) % Crecimiento anual en valor entre % Crecimiento anual en cantidad entre % Participación de las importaciones mundiales Mundo ) China ) Estados Unidos ) Alemania ) Tailandia ) Hungría Página 8

10 6) Holanda ) México Fuente: Elaboración ITESM con información del Trade Map El mercado global de ventanas inteligentes fue de $1 billón de dólares en el año 2008 y se espera que se incremente a $1.9 billones de dólares en el año 2013 con una tasa de crecimiento anual de 12.8%. Las aplicaciones de la construcción del smart-glass tienen la segunda participación de mercado más grande (después de aplicaciones de transportación), teniendo un valor de mercado de $ millones de dólares en el Se espera crezca a un valor de $ millones de dólares en el MERCADO NACIONAL PARA FABRICACIÓN DE VIDRIO Fuente: Elaboración ITESM a partir de información de INEGI. Precios reales. Página 9

11 Fuente: Elaboración ITESM a partir de información de INEGI. Precios reales. Fuente: Elaboración ITESM a partir de información de INEGI. Precios reales. EMPRESA LÍDER Research Frontiers Inc. es una empresa estadounidense líder en el desarrollo de tecnologías para las ventanas inteligentes para aplicaciones en la industria de la construcción, automotrices, y Página 10

12 aeronáuticas, y de la industria marina, entre otras. Cuenta con más de 500 patentes y aplicaciones de patentes alrededor del mundo. En el 2009 tuvo ventas totales por $ 710 mil dólares. ANÁLISIS ESTRATÉGICO DE LA OPORTUNIDAD DE NEGOCIO Y SU ENTORNO ENTORNO DEL NEGOCIO Factores del Entorno del Negocio a Favor (FEN a Favor): 1. Centros de investigación en nuevos materiales para la industria de la construcción en México brindan la infraestructura necesaria para el desarrollo de nuevos productos. 2. La megatendencia del consumidor ecológico crea una demanda creciente por productos de menor impacto ambiental en los individuos, sociedades, y gobiernos. Materiales verdes que tengan menos impacto ambiental serán cada vez más demandados. 3. La megatendencia de materiales inteligentes/ingeniería de superficies incentiva el uso de materiales de mayor valor agregado que permitan un mayor control de los resultados y un mayor valor agregado de los mismos. OPORTUNIDAD DE NEGOCIO Factores de la Oportunidad de Negocio a Favor (FON a favor): 1. Costos crecientes de la energía eléctrica, así como el calentamiento global crean una necesidad creciente de materiales que permitan el ahorro de energía eléctrica. El smart-glass permite un mejor control de la luz y calor que pasa a través de las ventanas, reduciendo la energía necesaria para los sistemas de calefacción y enfriamiento. 2. Esta oportunidad de negocio no necesariamente requiere el desarrollo de la tecnología, ya que esta puede ser adquirida como licencia por parte de empresas que ya la dominan. 3. Las diferentes tecnologías existentes para el desarrollo de ventanas inteligentes permiten disponer de distintas maneras el know how para llevar a cabo la oportunidad de negocio dependiendo de los objetivos y costos de cada situación. 4. El reciente desarrollo de las ventanas inteligentes, y su poca utilización en México brindan una excelente oportunidad para posicionarse como el primer oferente de este tipo de materiales para la construcción. 5. Las ventanas inteligentes pueden ser utilizadas no solamente en la industria de la construcción, sino también en la industria automotriz y la aeronáutica. Factores del Entorno de Negocio en Contra (FON en contra): 1. La presente crisis económica mundial, y su acentuación en México debido al aumento de la inflación y el desempleo, crean un ambiente poco favorable para la inversión en México. 5 Factores de la Oportunidad del Negocio en Contra (FEN en Contra): 1. La diferencia en precios de las ventanas inteligentes en relación a las normales puede ser un factor que inhiba su compra y utilización, sobretodo en periodos 5 (El Economista, 2010) Página 11

13 2. Regulaciones gubernamentales de la construcción pueden limitar el uso de nuevos materiales mientras estos no demuestran seguridad en su uso. 3. Como efecto de la crisis financiera mundial, la industria de la construcción presentó una caída del 7.5% en Lo cual produjo un retroceso significativo en su comportamiento, luego de tener un buen desempeño en los últimos 5 años previos. 6 de poco crecimiento económico El desconocimiento de las ventajas del uso del smartglass por parte de arquitectos y constructores limita la demanda de este material para la construcción. REPORTES Y ESTUDIOS RECOMENDADOS PARA PROFUNDIZAR EN EL ANÁLISIS DE LA OPORTUNIDAD DE NEGOCIO PROPUESTA Smart Glass: Technologies and Global Markets (2009) 145 páginas Contenido: visión general del producto, mercado global, estructura de la industria global, competitividad de la industria, y análisis de las patentes en los Estados Unidos. Costo: $ 4, (Mayo 2010) Donde adquirirlo? Smart Coatings and Smart Opportunities in Antimicrobial, Automotive, and Construction 53 páginas Contenido: elementos clave para el éxito en cada aplicación, resumen de las aplicaciones, aspectos económicos de las industrias, pronósticos hacia el futuro, generadores de la demanda, y análisis de la competitividad.. Costo: 3, (Mayo 2010) Donde adquirirlo? p=1 6 (Cámara Mexicana de la Industria de la Construcción, 2010) 7 (Hart, 2007) Página 12

14 REFERENCIAS Cámara Mexicana de la Industria de la Construcción. (2010). Panorama Actual de la Industria de la de la Construcción. Recuperado el 26 de Mayo de 2010, de Cámara Mexicana de la Industria de la Construcción: El Economista. (22 de Enero de 2010). Gasolina, transporte y alimentos disparan inflación. Recuperado el 16 de Febrero de 2010, de El Economista: Fischetti, M. (2005). Private and Coo. Scientific American, Hart, S. (2007). "Smart Glass" on the Verge. Architectural Record, Página 13