Las tejas inspiradas en técnicas chinas antiguas que generan electricidad y alertan de problemas en segundos
Los tejados inclinados con piezas superpuestas, los patios organizados según la orientación solar y las estructuras de madera ensambladas sin clavos forman parte de las técnicas constructivas de la antigua China. Esas soluciones no surgieron por una función estética determinada, sino para resolver problemas concretos como la evacuación rápida del agua, la ventilación interior o la estabilidad frente a temblores.
El sistema de cubiertas con tejas curvas colocadas en capas permitía que la lluvia y la nieve descendieran con rapidez y que el aire circulara bajo la superficie, reduciendo la acumulación de humedad. Además, el principio de orientar las viviendas hacia el sur buscaba aprovechar mejor la radiación solar en invierno y limitar el sobrecalentamiento en verano. Las uniones de madera encajadas a presión distribuían las cargas sin necesidad de elementos metálicos y facilitaban la sustitución de piezas dañadas.
Todo ese conocimiento tradicional plantea un problema muy concreto cuando se intenta usar hoy el tejado como fuente de energía. Ese paso lo han dado ingenieros de la Universidad de Shenzhen en un trabajo publicado en Advanced Composites and Hybrid Materials, donde presentan un sistema de tejas termoeléctricas capaz de producir electricidad y detectar incendios.
El nuevo material alcanza altas temperaturas con luz solar y soporta flexiones repetidas
El equipo parte de la idea de que el propio elemento constructivo puede convertirse en generador y sensor sin añadir dispositivos externos. Según el artículo, los investigadores demuestran que la cubierta deja de ser solo protección frente al clima para transformarse en infraestructura energética integrada en el edificio.
Para lograrlo, el grupo desarrolló películas compuestas por nanotubos de carbono de pared simple y lignina, un polímero natural obtenido de biomasa. Este material absorbe con intensidad la luz en el rango visible y en el infrarrojo cercano, que coincide con el espectro solar, y convierte esa radiación en calor de forma eficaz.
Bajo una irradiación equivalente a una sola luz solar estándar, las láminas alcanzan 55 °C, y cuando la intensidad se duplica llegan a 85 °C. Además, el compuesto mantiene sus propiedades eléctricas tras cientos de ciclos de flexión, un requisito necesario para su instalación en cubiertas expuestas a cambios de temperatura y tensiones ambientales continuas.
La configuración formal del dispositivo retoma la disposición solapada y curvada de las cubiertas del este asiático, que generan microgradientes térmicos naturales entre la parte superior expuesta al sol y la inferior más fresca. Esa diferencia de temperatura resulta esencial para el efecto termoeléctrico, porque permite transformar el calor en corriente eléctrica. Cada unidad adopta la silueta de una teja tradicional y sitúa la zona caliente arriba y la fría abajo, de modo que la arquitectura participa activamente en el proceso energético en lugar de limitarse a sostener un panel añadido.
El modelo más avanzado incorpora veinte patas termoeléctricas conectadas en serie y encapsuladas en esa estructura inspirada en la cubierta oriental. Bajo irradiación solar, el sistema genera una diferencia térmica cercana a 60 K. En esas condiciones alcanza un voltaje en circuito abierto de 60 mV y una potencia máxima de 11,9 μW. Aunque la cifra de salida es modesta, el estudio muestra que resulta suficiente para alimentar sensores o pequeños dispositivos electrónicos instalados en el propio edificio sin necesidad de paneles fotovoltaicos convencionales.
El sistema reacciona en décimas de segundo cuando detecta un aumento brusco de temperatura
El mismo principio térmico permite activar una función de aviso frente al fuego. Cuando la temperatura aumenta de forma brusca, como ocurre en un incendio, el dispositivo produce un voltaje proporcional al gradiente térmico y, al superar un umbral definido, se dispara una alarma automática.
En el diseño de veinte patas, la señal se activa en 0,16 segundos a 300 °C, un tiempo de respuesta que supera al de muchos detectores actuales. El sistema puede conectarse a módulos inalámbricos que envían la alerta a teléfonos móviles u otros equipos, lo que amplía su utilidad en viviendas y edificios de uso público.
Permite conservar la apariencia clásica en fincas antiguas
La integración estructural constituye otro de los aspectos destacados del proyecto. Las tejas se conciben como elementos constructivos reales y no como accesorios externos, de modo que el tejado completo actúa como superficie de captación energética distribuida. Esta solución resulta especialmente adecuada para inmuebles históricos o de inspiración tradicional, donde la instalación de paneles modernos altera la imagen del conjunto.
Al reproducir la estética original, las nuevas piezas permiten mantener la identidad arquitectónica y, al mismo tiempo, aportar generación descentralizada y un sistema de protección frente a incendios en construcciones que, en muchos casos, están hechas de madera y carecen de monitorización electrónica.