Viaje al futuro y regreso al presente

Imaginemos que nos trasladamos algunas décadas hacia el futuro en una máquina del tiempo. Es posible que una vez allá encontremos que el problema del calentamiento global, aunque no se haya resuelto por completo, sí se haya paliado en cierta medida a través de la sustitución parcial de los combustibles fósiles por fuentes renovables de energía, entre ellas –de manera notable– la energía solar.

Así, quizá podríamos ser testigos de la siguiente escena. El propietario de una casa decide que el exterior de la misma necesita de una mano de pintura y acude al supermercado a comprar los materiales necesarios para aplicársela. Hasta aquí no habría habido nada que nos sorprendiera, de no ser porque la pintura que adquiere es bastante más sofisticada que las que conocemos, pues no solamente cumple con el propósito de decorar la casa y de protegerla contra la humedad o aislarla térmicamente, sino que adicionalmente la provee de energía eléctrica a partir de la energía del Sol. De hecho, el propietario había decidido repintar su casa no solamente para mejorar su aspecto, sino porque la cantidad de energía eléctrica que producía había decaído significativamente.

Una cubierta de pintura que cumpla con la función de convertir la energía del Sol en energía eléctrica –es decir, que constituya una celda solar– debe consistir de al menos tres capas distintas, aplicadas una tras la otra. La capa intermedia tiene la función de atrapar a la radiación solar, misma que convierte en una corriente eléctrica con la ayuda de las dos capas externas. Las conexiones eléctricas que llevarían la electricidad a los distintos puntos de la casa para su consumo se fijan en dichas capas.

El diseño de la celda solar podría ciertamente ser más complicado e incluir más de tres capas. Desde el punto de vista del usuario, no obstante, la aplicación de la pintura no representaría mayor problema y sólo necesitará de más de trabajo de su parte.

Regresando al presente de nuestro viaje al futuro, no encontramos aventurado afirmar que en algún momento no muy lejano se desarrollen pinturas como las descritas que nos permitan aprovechar eficientemente la radiación solar. De hecho, a manera de ejemplo, la compañía química alemana BASF afirma haber desarrollado una pintura para automóviles la cual, además de su función decorativa, podría generar parte de la electricidad que consume el vehículo.

Una tecnología como la que encontramos en nuestro imaginario viaje al futuro tiene, entre otras, una característica distintiva: hace uso de de las paredes y del techo de la casa sin requerir de soportes adicionales, con la reducción de costos consecuente que podría alcanzar un 50%. Siguiendo esta idea, un número de laboratorios en el mundo están desarrollando celdas solares transparentes que podrían instalarse sobre los vidrios de las ventanas de casas y edificios. De este modo, las paredes de cristal de un rascacielos, además de permitir su iluminación interior, lo proveerán de parte de la energía eléctrica que consuma.

En primera instancia podría parecer imposible que una celda transparente pueda generar electricidad solar, pues para que esto suceda la celda primero tiene que atrapar a la radiación del Sol, cosa que un objeto transparente no puede hacer. No obstante, hay que considerar que dicha radiación tiene componentes infrarroja y ultravioleta que no podemos ver, además de la componente visible a la que son sensibles nuestros ojos. Son precisamente las componentes infrarroja y ultravioleta de las que hacen uso las celdas transparentes.

En relación a esto último, un grupo de investigadores de la Universidad de California, Los Ángeles (UCLA) reportó esta semana en la revista “ACS Nano” el desarrollo de una celda solar de gran transparencia que hace uso fundamentalmente de la radiación infrarroja del Sol. Dado que sólo aprovecha una parte de la radiación solar, la eficiencia de dicha celda es de solamente 4%, que es pobre en comparación con las eficiencias de las celdas comerciales que pueden superar el 15%. Tiene en cambio una trasparencia mayor al 60% y puede ser usada como ventana de iluminación.

Aun con una baja eficiencia de conversión, las celdas solares transparentes generarán cantidades sustanciales de energía si se usan de manera masiva en lugar de ventanas y fachadas de vidrio –que de otra manera solamente tendrían la función de iluminación–. Después de todo, la fotosíntesis de las plantas, que genera varias veces más energía a partir del Sol que toda la que consume el mundo, tiene una eficiencia de conversión que apenas ronda al 5%. Esta baja eficiencia es, sin embargo, compensada por las grandes áreas de la superficie terrestre que cubre la vegetación.

Dados los avances tecnológicos actuales es posible que no tuviéramos que viajar muchas décadas hacia el futuro para encontrar que casas y edificios producen por sí mismos al menos parte de la energía que consumen. Y hay la posibilidad de que esto pudiera darse por procedimientos tan simples –para el usuario– como pintar las paredes y el techo de la casa con la pintura adecuada, o cubrir ventanas y fachadas de vidrio con la película correcta. Pero esto sólo nos lo dirá el tiempo.