Un día de nubes cerradas suele ser sinónimo de placas solares rindiendo bastante menos y sensores exteriores tirando de baterías. En climas donde la lluvia es frecuente, esa caída de producción se nota. Para intentar romper ese límite, un equipo del Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla (ICMS), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad de Sevilla, ha desarrollado un dispositivo híbrido que genera electricidad tanto con el sol como con el impacto de las gotas de lluvia. En laboratorio, una sola gota ha llegado a producir hasta 110 voltios, suficiente para alimentar pequeños dispositivos electrónicos.
La idea parte de un problema muy cotidiano. Las placas convencionales dependen casi por completo de la radiación directa. Cuando encadenamos varios días grises, la producción cae y todo el sistema se apoya en baterías o en la red. ¿Qué pasa entonces con sensores colocados en un puente, en una estación remota o en un campo de cultivo donde no es tan fácil ir a cambiar pilas? Este nuevo panel intenta que ni la lluvia ni la humedad dejen a esos equipos a oscuras.
El corazón del sistema son celdas solares de perovskita, una familia de materiales sintéticos que en los últimos años se ha ganado fama por su alta eficiencia y su menor coste en comparación con el silicio tradicional de muchos tejados. Su gran problema es justo el que cualquiera se imagina al pensar en un tejado a la intemperie, la humedad y los cambios bruscos de temperatura acortan mucho su vida útil. Para protegerlas, el equipo ha aplicado una película ultrafina, de unos 100 nanómetros de espesor, depositada mediante tecnología de plasma. Para hacerse una idea, un pelo humano ronda los 80 000 nanómetros, así que hablamos de una capa mucho más fina que un cabello que, aun así, mejora la absorción de luz y actúa como escudo químico.
Esa misma lámina no solo protege. También trabaja como generador triboeléctrico, un tipo de dispositivo que convierte el roce o el impacto físico en electricidad. Cada vez que una gota de lluvia golpea la superficie, su energía mecánica se transforma en carga eléctrica. En las pruebas realizadas en las instalaciones del ICMS, el impacto de una sola gota ha alcanzado diferencias de potencial en torno a 100 y hasta 110 voltios, suficientes para encender circuitos de LED o alimentar sensores de baja potencia. No hablamos todavía de cubrir el consumo completo de una vivienda, pero sí de dar autonomía a toda una generación de dispositivos pequeños y repartidos por el territorio.
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Los investigadores subrayan que el comportamiento del recubrimiento se mantiene incluso en condiciones extremas. La lámina ha demostrado estabilidad cuando se sumerge en agua y soporta ciclos de humedad y temperatura que imitan escenarios duros en exteriores. Por eso, el equipo ve aplicaciones claras en el llamado internet de las cosas, en sensores ambientales que miden lluvia, contaminación o humedad del suelo, en estructuras críticas como puentes y grandes edificios, en estaciones meteorológicas y en agricultura de precisión. Menos visitas de mantenimiento, menos baterías de litio que cambiar y más equipos que se nutren de la luz y también del mal tiempo.
El desarrollo está todavía en fase de investigación. Falta comprobar cómo se comporta esta tecnología cuando se fabrica a gran escala y durante años de servicio real, no solo en el laboratorio. Aun así, el trabajo se apoya en una base sólida. Los resultados forman parte del proyecto 3DScavenegrs, financiado por el Consejo Europeo de Investigación (ERC), y del proyecto Drop Ener, cofinanciado con fondos de NextGenerationEU, que impulsan nuevos nanogeneradores triboeléctricos de gotas de lluvia protegidos mediante la patente Energy Harvesting Device.
En palabras de la investigadora Carmen López, el proyecto «propone una solución avanzada que combina la tecnología fotovoltaica de celdas solares de perovskita con nanogeneradores triboeléctricos en configuración de lámina delgada» y demuestra que es posible integrar ambas fuentes en un mismo panel.
El comunicado oficial sobre este dispositivo híbrido que capta energía del sol y la lluvia se ha publicado en la web de la Universidad de Sevilla.
