HelioSkin: paneles solares personalizables inspirados en la naturaleza y capaces de seguir la luz
Se trata de una tecnología que aúna el diseño computacional y la impresión 3D
La energía solar ha demostrado ser una fuente de energía fiable y renovable, y hoy en día ya es habitual ver enormes placas solares montadas en tejados u ordenadamente dispuestas en hileras sobre los campos para capturar y convertir los preciados rayos del sol en electricidad. Sin embargo, uno de los inconvenientes que conlleva la adopción generalizada de estos paneles es que algunas personas los consideran bastante antiestéticos. Para solventar el problema, un equipo disciplinar formado por investigadores de la Universidad de Cornell está desarrollando HelioSkin, una tecnología fotovoltaica adaptable inspirada en la naturaleza que podría utilizarse como revestimiento para todo tipo de estructuras y formas, lo que permitiría aprovechar la energía solar de una forma más dinámica y estética.
El equipo que hay detrás de HelioSkin ha reunido a investigadores de múltiples departamentos, entre ellos la directora del proyecto, Jenny Sabin, catedrática de Arquitectura de la Facultad de Arquitectura, Arte y Urbanismo; Itai Cohen, catedrático de Física de la Facultad de Artes y Ciencias, y Adrienne Roeder, catedrática de la Sección de Biología Vegetal de la Facultad de Ciencias Botánicas Integradas. El objetivo del proyecto es crear unos paneles solares que sean más atractivos a nivel visual, que se integren más fácilmente en el entorno y que realmente sean capaces de seguir la trayectoria del sol a gracias a su diseño biomimético.
«La naturaleza no es eficiente», explica Sabin. «Es resistente, y los cambios biológicos no son apreciables a corto plazo, sino que se desarrollan en escalas de tiempo mucho más largas que la nuestra. Asimismo, la ciencia ha demostrado que las plantas que siguen la trayectoria del sol obtienen ventajas a nivel fotosintético. Y nosotros estamos convencidos de que puede ser una buena forma de enfocar los desafíos relacionados con la sostenibilidad y la resistencia a los que se enfrenta la arquitectura».
Aunque el objetivo a largo plazo de HelioSkin es lograr imprimir unas láminas fotovoltaicas flexibles de tamaño kilométrico —similares a las que se utilizan en el origami— mediante un sistema rotativo que podrían utilizarse como revestimiento en los edificios para reducir el impacto ecológico de la industria de la construcción, en la fase actual de desarrollo, el equipo trabaja a menor escala y aprovecha el diseño computacional y los procesos de fabricación digital, como la impresión 3D, para crear filtros personalizados y módulos de paneles fotovoltaicos.
«La idea básica es intentar imprimir las piezas en 2D, que es un proceso relativamente barato, y luego transformarlas en 3D para que se curven en torno a las estructuras», explica Cohen. «No es tan fácil como coger una hoja de papel normal y envolver algo. El papel tiende a formar infinidad de pliegues. Por ejemplo, si intentas envolver una naranja, se arruga. Una de las soluciones que se nos ocurrió fue cortar el material en un patrón de paneles y bisagras que nos permite estirarlo alrededor de los objetos redondos. También hemos pensado en utilizar algún tipo de tejido para hacer las bisagras. Estos materiales son lo suficientemente flexibles como para lograr que se comporten como un mecanismo articulado».
En la actualidad, el equipo está poniendo en marcha una iniciativa piloto de tres años de duración dirigida a desarrollar esta tecnología para fabricar pequeñas carpas solares para jardines. Este proyecto, que cuenta con el respaldo del programa Convergence Accelerator de la Fundación Nacional de Ciencias, pretende fabricar un prototipo a escala real a lo largo del segundo año. Para cuando llegue a su fin, el equipo de investigación espera haber dado los primeros pasos para poder comercializar estas carpas de paneles solares, que podrán alimentar los electrodomésticos y las lámparas de exteriores.
«La tecnología HelioSKin forma parte de este sueño de conseguir que la energía solar sea lo suficientemente atractiva para que la gente empiece a verla como una herramienta práctica e interesante», añade Roeder. «El objetivo es lograr que se adapte y siga la luz, tanto a pequeña escala como a nivel urbano». No está del todo claro si las tecnologías de fabricación aditiva acabarán formando parte del producto final, pero han desempeñado un papel importante a la hora de diseñar unos materiales maleables y flexibles que puedan incorporar las propiedades fotovoltaicas y al mismo tiempo seguir la luz para ofrecer el grado de eficiencia óptimo.
