El ladrillo ha sido durante siglos un elemento esencial en el sector de la construcción. Un material que es conocido por su durabilidad y capacidad de aislamiento térmico, pero que se ha ido transformando con el avance de la tecnología. En ese sentido, hoy en día se pueden encontrar versiones más sostenibles e innovadoras, como uno de vidrio que es igual de resistente que el hormigón u otro hecho en España que es más ligero y reduce la contaminación. A ellos, ahora se les suma uno, también fabricado en nuestro país, que incorpora placas solares para que los edificios produzcan energía.
Un grupo de investigadores de la Universidad Internacional de Cataluña (UIC), situada en Barcelona (España), ha inventado un nuevo tipo de ladrillo solar que combina la tecnología cerámica textil (TCT) y células fotovoltaicas de perovskita. Un innovador sistema constructivo industrializado que está ideado para la edificación y aplicaciones de ingeniería civil, como han indicado sus creadores en el estudio publicado en la revista Science Direct.
Este nuevo ladrillo, que se puede utilizar para el recubrimiento de cubiertas, suelos y revestimientos de fachadas, surge como una solución que permitirá aumentar considerablemente la cantidad de energía limpia que pueden producir los edificios. Un sistema que consiste básicamente en una malla de alambra de acero inoxidable donde se insertan las nuevas piezas cerámicas con las placas solares, que están patentadas desde el año 2011.
Un ladrillo solar
El grupo de investigadores, liderados por Pedro Casariego, decidieron apostar por la TCT para facilitar la instalación de sus ladrillos. Y es que a diferencia de los revestimientos cerámicos tradicionales, esta tecnología se utiliza en la construcción en seco y, por lo tanto, no requiere aglutinantes húmedos como el mortero. "El sistema de construcción en seco más utilizado es el TCT, que consiste en láminas largas con anchos de entre 0,6 y 2 metros", explican los científicos en su estudio.
El sistema "generalmente se ensambla en fábrica", se pliega sobre palés de madera y se transportar al lugar de la obra. Y una vez que está allí, la lámina de ladrillo "se cuelga de un perfil de acero en forma de 'L' y se fija a un elemento estructural colocado en la parte superior del edificio para hacer la fachada de un edificio", señalan en el estudio. Para integrar los módulos fotovoltaicos de perovskita, los científicos hicieron ranuras en los ladrillos para poder incrustarlos.
Un pared de malla con ladrillos de Flexbrick.
A continuación, soldaron las conexiones eléctricas a las células y colocaron placas de acero inoxidable en forma de doble 'L' para crear las juntas entre las placas celdas fotovoltaicas y los elementos cerámicos. El equipo de investigadores describe el ladrillo solar de 300 milímetros de largo por 117 mm de ancho, al que diseñaron desde cero, como un sistema que integra un módulo solar de perovskita de 99 x 99 milímetros.
Los investigadores de la UIC han realizado una serie de pruebas en entornos reales para evaluar la eficacia y fiabilidad de sus ladrillos solares. Los resultados demostraron que los elementos cerámicos y las células fotovoltaicas eran muy resistentes a los impactos y, aunque su eficiencia disminuyó ligeramente, los módulos continuaron funcionando cuando fueron sometidos a impactos de granizo.
También llevaron a cabo pruebas de vibración. En ellas, las células solares de los ladrillos no sufrieron ningún daño, gracias a las juntas de acero inoxidable que están colocadas entre ellas y los elementos cerámicos. Sin embargo, sí que se produjeron pequeños fallos en la soldadura de las conexiones eléctricas; aunque el dispositivo logró alcanzar un nivel de madurez tecnológica (TRL) de 5.
Ahorra tiempo
En su estudio los investigadores indican que este nuevo ladrillo con células solares ofrece una gran variedad de ventajas. La primera es "la reducción del tiempo de construcción, ya que los sistemas de revestimiento cerámico tradicionales requieren un procedimiento manual en la obra donde se colocan los ladrillos uno a uno unidos mediante mortero. Además, la gran dimensión de las láminas permite cubrir suelo, fachada y cubierta con el mismo elemento".
Por otro lado, el TCT también ofrece múltiples composiciones de diseño. Y es que las piezas de cerámica pueden tener diferentes geometrías, colores y pueden colocarse horizontal, vertical e, incluso, aleatoriamente sobre la malla de acero "con el objetivo de realizar una fachada o celosía de cubierta para proteger el edificio del sol".
Los investigadores de la UIC han llevado a cabo este estudio en colaboración con el Instituto de investigación CHOSE de la Universidad de Roma (Italia), la CEA (Comisión de Energía Atómica y Energías Alternativas) y Flexbrick SL. La idea de Casariego y de su equipo de investigadores es que este innovador ladrillo solar se acabe convirtiendo en un sistema que se pueda comercializar.
Los resultados obtenidos en las pruebas preliminares "son prometedores", pero aún deben trabajar en el diseño debido a que hay algunos elementos que parecen relativamente frágiles. Aun así, aseguran que "la tecnología fotovoltaica de perovskita parece ser una opción muy atractiva para tener en cuenta e incluir en el diseño y la construcción de edificios", ya que la eficiencia "es alta, similar o incluso mejor que las células de silicio, es más estética que el silicio, el costo es bajo, es un elemento flexible, tiene un espesor pequeño, un peso extremadamente ligero y se puede colorear".