Un estudio de la Universidad de Shenzhen, en China, propone integrar películas de nanotubos de carbono y lignina en cubiertas inspiradas en la arquitectura tradicional del este asiático para alimentar pequeños dispositivos y activar alertas térmicas en décimas de segundo.
El consumo energético de los edificios sigue siendo una de las grandes piezas del puzle de la transición. Las operaciones del sector representan en torno al 30% del consumo final mundial de energía, según la Agencia Internacional de la Energía. En ese contexto, un equipo de la Universidad de Shenzhen ha presentado un prototipo que intenta convertir un elemento cotidiano del tejado en un dispositivo doble, capaz de cosechar energía y, a la vez, vigilar el riesgo de incendio.
La propuesta, publicada en Advanced Composites and Hybrid Materials, parte de una idea arquitectónica muy antigua. La teja curva y solapada típica de muchas cubiertas de China y del este asiático favorece que la cara superior se caliente con el sol mientras la inferior se mantiene más fría por la ventilación y las cámaras de aire del conjunto. Esa diferencia de temperatura (el gradiente térmico) es la condición de partida para la generación termoeléctrica.
El dispositivo se apoya en películas compuestas de nanotubos de carbono de pared simple y lignina (un polímero de origen biológico). Según los autores, el material combina conversión fototérmica (transformar radiación en calor) con propiedades termoeléctricas, además de una resistencia mecánica pensada para un uso prolongado en cubiertas sometidas a ciclos ambientales.
En el montaje más avanzado, la teja integra 20 “patas” termoeléctricas conectadas en serie. Bajo irradiación solar simulada, el sistema alcanza un salto térmico cercano a 60 kelvin entre la cara caliente y la fría. Con ese gradiente, el prototipo obtiene un voltaje de circuito abierto de 60 milivoltios y una potencia máxima de 11,9 microvatios, cifras modestas si se comparan con la fotovoltaica, pero suficientes para alimentar sensores y electrónica de muy bajo consumo, sostienen los investigadores.
El segundo uso apunta a la seguridad. Cuando la temperatura sube con rapidez (como en un fuego), el mismo efecto termoeléctrico genera una señal proporcional al gradiente térmico. Los autores describen tiempos de respuesta del orden de décimas de segundo en pruebas a alta temperatura y plantean que el sistema se integre con módulos inalámbricos para enviar avisos de forma automática.
El trabajo se mueve todavía en el terreno del prototipo y deja abiertas las preguntas decisivas para su despliegue real. La investigación no entra en costes de fabricación a escala, durabilidad a la intemperie durante años ni en cómo se resolvería la conexión eléctrica y el mantenimiento teja a teja en un tejado completo. Pero sí dibuja una línea de innovación con una ventaja estética evidente, la generación de energía y la sensorización sin añadir paneles visibles en cubiertas históricas o de inspiración tradicional.
El estudio ha sido publicado en Springer.
Por Adrian Villellas
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