En la naturaleza no existe el concepto de suciedad: el barro o el polvo son parte de los ecosistemas. Sin embargo, cuando se trata de infraestructuras y tecnologías humanas, muchas veces constituyen un problema: reducen la visibilidad de las ventanas o la eficiencia energética de los paneles fotovoltaicos. El mantenimiento convencional implica grandes costes económicos, riesgos laborales y un alto consumo de agua y detergentes. Por suerte los últimos avances tecnológicos han permitido que el cristal autolimpiable empiece a transformar la manera en que gestionamos nuestras superficies urbanas.
La innovación desarrollada por científicos chinos de la Universidad de Zheijang se basa en la manipulación de las fuerzas eléctricas. Han fabricado un vidrio transparentemente cubierto con electrodos de óxido de indio-estaño (ITO), aislados por una película de PET y con una estructura que actúa como una pista de despegue para partículas de polvo. Cuando se aplica una señal eléctrica determinada, la superficie expulsa las partículas adheridas en menos de 10 segundos y con una eficiencia superior al 97%. Además, una vez limpio, el campo eléctrico ejerce un efecto protector al evitar que nuevas partículas se depositen durante su funcionamiento.
Limpiar sin agua no es un concepto nuevo; la naturaleza nos da ejemplos claros, como las hojas de loto, que logran mantenerse libres de suciedad gracias a estructuras microscópicas superhidrofóbicas. Sin embargo, la eficacia de estos sistemas depende de la humedad ambiental, lo cual limita su aplicación en lugares secos o en el espacio.
El cristal autolimpiable incorpora una capa de cuarzo como base, sobre la que se graban los electrodos de ITO mediante láser, y finalmente se cubre con la película de PET. El procedimiento aprovecha las propiedades electrostáticas: el campo generado desplaza y expulsa tanto partículas orgánicas como inorgánicas, mediante una combinación de fuerzas de empuje y retención, principalmente la fuerza de Coulomb y la dielectroforética, que vencen la adhesión superficial causada por las fuerzas de van der Waals.
Si se demuestra su viabilidad, la nueva tecnología de cristal autolimpiable podría aportar este tipo de beneficios:
- Mantiene limpias las ventanas y fachadas de edificios altos sin intervención humana, con la consiguiente reducción en los riesgos de accidentes y costes laborables.
- Optimiza la eficiencia de los paneles solares y vidrios fotovoltaicos, garantizando una mayor captación de energía frente a la acumulación de polvo.
- Facilita la higiene y transparencia en grandes superficies acristaladas de transporte público, escaparates y hospitales, donde los estándares de limpieza son clave.
- Ofrece un método escalable y sostenible, sin depender de la disponibilidad de agua, lo que resulta ideal en regiones secas o aquellas donde el agua es un recurso escaso.
Las cualidades multifuncionales de la nueva generación de vidrio y cristal también se extienden al campo de la energía, donde se están desarrollando nuevas soluciones de vidrio fotovoltaico. Esta tecnología permite instalar paneles integrados en ventanas y fachadas manteniendo la transparencia y, a la vez, generando energía renovable. Tal como te contábamos en este artículo, utiliza células solares invisibles al ojo humano, que aprovechan la radiación solar para producir electricidad.
No es descabellado concebir un futuro en el que las fachadas acristaladas se mantengan limpias con solo pulsar un interruptor y, además, contribuyan de manera activa al abastecimiento energético de los edificios.
Si quieres saber más sobe superficies multifuncionales, te recomendamos que eches un vistazo a este artículo sobre ventanas que “devoran” la contaminación. También, ya fuera del terreno de las superficies acristaladas, se están desarrollando pinturas que contribuyen al enfriamiento pasivo de los edificios. En definitiva, toda una nueva generación de soluciones tecnológicas para enfrentarnos a los retos del futuro.
Fuentes:
David es periodista especializado en innovación. Desde sus primeros tiempos como analista de telefonía móvil hasta su faceta de Country Manager de Terraview, una startup de IA aplicada a viticultura, ha estado apegado a la innovación y las nuevas tecnologías.
Es colaborador de El Confidencial y en medios culturales como Frontera D, siempre desde la convicción de que lo humano y lo tecnológico pueden (y deben) ir de la mano.