Tinte para cristales que generan energía: innovación tecnológica que podría revolucionar edificios

Un equipo internacional de 24 investigadores de seis instituciones ha desarrollado un tinte fotocromático capaz de adaptarse a las condiciones de luz y regular la entrada de radiación sin necesidad de dispositivos externos. Publicado en Nature y premiado por la Royal Society of Chemistry, este avance abre la posibilidad de convertir edificios acristalados e invernaderos en grandes generadores de energía solar, manteniendo las condiciones óptimas de habitabilidad y funcionamiento interior.

El proyecto se inspira en la capacidad del iris humano para ajustarse a la luz. Aplicado a células solares semitransparentes, el tinte fotocromático permite mantener la transparencia en condiciones de baja luminosidad y oscurecerse bajo radiación intensa, optimizando así la generación fotovoltaica.

Según los investigadores, una de las limitaciones actuales es que las células solares poseen una transmisión óptica fija, lo que impide aprovechar de forma plena la variabilidad lumínica a lo largo del día sin recurrir a sistemas de orientación externos.

Para superar este reto, el grupo Nanomateriales y Dispositivos para la Conversión de Energía de la Universidad Pablo de Olavide (Sevilla), liderado por el catedrático Juan Antonio Anta, se unió al consorcio internacional PISCO. Anta explica que el tinte fotocromático “son unas moléculas capaces de cambiar de color en función de la luz para incorporarlas a células solares semitransparentes que puedan ser utilizadas en ventanas inteligentes”.

También señala que la tecnología tendría aplicaciones en invernaderos, donde serviría para generar electricidad y proteger a las plantas del exceso de radiación.

La Royal Society of Chemistry destacó que “este trabajo demuestra la viabilidad de combinar dos funciones que suelen ser difíciles de conciliar, el fotocromismo y la fotovoltaica, dentro de un solo dispositivo y utilizando una sola molécula”. Esto representa un paso clave hacia infraestructuras capaces de producir energía sin comprometer el confort visual.

Uno de los retos que busca resolver este avance en el tinte fotocromático es la inestabilidad de los materiales fotovoltaicos tradicionales. En verano, por ejemplo, el calor reduce la eficiencia del silicio, el componente más habitual en paneles solares, a pesar de que existan más horas de luz.

Por ello, el equipo trabaja con colorantes orgánicos que permiten una respuesta más rápida y estable ante cambios de luminosidad y temperatura, garantizando la estabilidad térmica en interiores y una producción energética constante.

Además del catedrático Anta, el equipo de la Universidad Pablo de Olavide cuenta con el catedrático Gerko Oskam, los postdoctorantes Renán Escalante y Valid Mwalukuku, y la doctoranda Patricia Sánchez Fernández. Su labor se centra en la investigación de procesos de fotoconversión de energía, optoelectrónica y simulación de células solares, extendiéndose también a materiales para la producción de hidrógeno solar.

El químico Johan Liotier, de la Universidad de Friburgo, resume el potencial de este avance: “Esta tecnología tiene el potencial de contribuir de forma significativa a convertir las ventanas pasivas en células solares activas. Para las aplicaciones de ventanas, tanto la transparencia como la capacidad de proporcionar sombra cuando sea necesario son características clave, y este enfoque puede lograr ambas cosas mientras genera energía”.

Los invernaderos han incorporado diversas tecnologías para generar energía renovable y reducir su dependencia de fuentes externas. Uno de los métodos más utilizados es la instalación de paneles solares en los techos o paredes de las estructuras.

Estos paneles captan la radiación solar y la transforman en electricidad, que puede alimentar sistemas de riego automático, ventilación, iluminación LED y otros dispositivos internos. La energía solar no solo disminuye los costos operativos sino que también contribuye a la sostenibilidad ambiental del invernadero.

Otra forma de generación de energía en los invernaderos es el uso de biomasa. Los residuos vegetales y restos orgánicos producidos dentro del propio invernadero pueden procesarse mediante biodigestores, generando biogás. Este gas sirve como fuente de energía para calefacción, producción de electricidad o para alimentar otras maquinarias agrícolas.

La integración de estos sistemas permite un ciclo cerrado de aprovechamiento de recursos, optimizando tanto la producción agrícola como la gestión energética.