El cemento ya no solo sostiene paredes: científicos chinos lograron que guarde energía.
El cemento lleva siglos haciendo el trabajo pesado de sostener nuestras construcciones, pero unos científicos chinos quieren darle una responsabilidad adicional: guardar electricidad. La idea es que las paredes, los pisos y otras estructuras de un edificio puedan funcionar como enormes baterías recargables, capaces de aprovechar la energía solar y utilizarla cuando más se necesite. ¿Te imaginas que tu casa pudiera reservar parte de su propia electricidad para la noche o para cuando se vaya la luz?
Aunque todavía estamos lejos de despedirnos de las facturas de energía, investigadores del Instituto Tecnológico de Harbin y la Academia China de Ciencias desarrollaron un cemento capaz de almacenar electricidad sin perder su resistencia mecánica.
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El avance, publicado en la revista científica ACS Nano, utiliza impresión 3D y materiales conductores para convertir una estructura de hormigón en un dispositivo de almacenamiento energético. Suena prometedor, especialmente para las ciudades que buscan reducir su dependencia de la red eléctrica, pero hay una diferencia considerable entre encender unas pequeñas luces LED, como consiguieron los investigadores, y alimentar todo un edificio.
¿Cómo lograron convertir el cemento en una especie de batería?
Para entender el invento, primero hay que conocer a su verdadero protagonista: el supercondensador. Aunque también almacena electricidad, no funciona exactamente como la batería de tu celular. Mientras una batería convencional utiliza principalmente reacciones químicas para guardar energía, un supercondensador acumula cargas eléctricas en sus electrodos. Esto le permite cargarse y descargarse mucho más rápido, además de soportar numerosos ciclos de uso.
¿La desventaja? Generalmente, almacena menos energía que una batería del mismo tamaño. Es como comparar un recipiente grande que puedes vaciar lentamente con otro más pequeño que permite entregar su contenido casi de inmediato. Ambos resultan útiles, pero para necesidades diferentes.
Los científicos aprovecharon este principio para fabricar una mezcla de cemento tradicional, nanotubos de carbono y negro de carbón, dos materiales que ayudan a conducir electricidad. Con esa combinación crearon una especie de tinta que depositaron mediante una impresora 3D sobre una pequeña losa de hormigón.
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En lugar de distribuirla al azar, imprimieron los electrodos siguiendo un patrón parecido a dos manos con los dedos entrelazados, aunque sin llegar a tocarse. Esta disposición permite que los iones, partículas con carga eléctrica que se desplazan a través de los poros húmedos del material, recorran distancias más cortas entre los electrodos. El resultado es un almacenamiento más eficiente y una estructura que reduce el riesgo de que sus componentes se separen.
Lo mejor es que el cemento no perdió su función original. Durante las pruebas alcanzó una resistencia a la compresión de 23 megapascales, comparable con la de ciertos hormigones comerciales utilizados en elementos como losas y escaleras.
Y para demostrar que no se trataba únicamente de cifras de laboratorio, los investigadores conectaron tres supercondensadores fabricados sobre una misma losa y consiguieron encender un pequeño conjunto de luces LED. No es suficiente para alimentar tu televisor durante una maratón de series, pero sí demuestra que un material de construcción puede almacenar electricidad y liberarla cuando se necesita.
¿Podría este cemento bajar la factura de la luz y evitar apagones?
Aquí aparece una de las aplicaciones más interesantes. Imagina un edificio equipado con paneles solares que producen electricidad durante el día. Cuando sus habitantes no consumen toda esa energía, una parte podría almacenarse en las propias estructuras de cemento y utilizarse después, cuando el sol se haya ocultado o aumente la demanda.
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La diferencia es importante: el cemento no produce electricidad, sino que permite guardar la que se genera por otros medios. Su utilidad estaría en complementar tecnologías renovables, como los paneles solares y los aerogeneradores, cuya producción depende de las condiciones ambientales.
Si algún día alcanza una capacidad suficiente, esta tecnología podría ayudar a aprovechar mejor la electricidad generada localmente y reducir la cantidad que un edificio necesita comprar a la red. Eso abriría la posibilidad de disminuir algunos costos energéticos, aunque no impediría por sí solo que las tarifas eléctricas sigan aumentando. El ahorro real dependería de cuánta energía consiga almacenar, cuánto cueste instalar el sistema y cómo se cobre la electricidad.
También podría tener una función durante los apagones. Pensemos en una ciudad que atraviesa una escasez temporal de suministro eléctrico. Los edificios que hayan almacenado energía podrían utilizar sus reservas para mantener funcionando determinados dispositivos, desde sistemas de iluminación de emergencia hasta sensores y equipos de comunicación.
En teoría, una red de construcciones con almacenamiento propio podría ayudar a reducir la dependencia de fuentes externas y dar algo más de autonomía a ciertos sectores urbanos. Sin embargo, necesitaría contar con suficiente capacidad acumulada y sistemas eléctricos preparados para funcionar de manera independiente. Almacenar energía no elimina una escasez prolongada ni garantiza que una ciudad nunca vuelva a quedarse sin electricidad.
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Jing Zhong, investigador del Instituto Tecnológico de Harbin y uno de los responsables del estudio, explicó a la American Chemical Society que, si existe suficiente energía renovable para recargar frecuentemente estos supercondensadores, podrían cubrir algunas necesidades eléctricas mediante ciclos repetidos de carga y descarga.
La propuesta también podría cambiar la manera en que entendemos las construcciones. En lugar de depender exclusivamente de baterías instaladas en habitaciones técnicas, parte del almacenamiento energético estaría integrado en los materiales del edificio. Las paredes dejarían de ser simples divisiones y podrían asumir una función adicional dentro del sistema eléctrico.
¿Por qué todavía no podemos construir casas con este cemento?
Antes de imaginar edificios con autonomía energética ilimitada, hay que revisar los resultados del experimento. Los investigadores consiguieron que el dispositivo almacenara 22,52 microvatios-hora por centímetro cuadrado, una cantidad que permite demostrar el funcionamiento de la tecnología, pero que sigue siendo muy pequeña frente al consumo de una vivienda.
Para ponerlo en perspectiva, si esa densidad energética se extrapolara matemáticamente a un metro cuadrado de superficie activa, equivaldría aproximadamente a 0,23 vatios-hora. Eso no alcanzaría para mantener encendida una bombilla de 10 vatios durante dos minutos. Es solo una comparación ilustrativa, porque los científicos todavía no han demostrado que el rendimiento se mantenga al fabricar superficies de ese tamaño.
La cantidad de electricidad almacenada no es el único obstáculo. El cemento también tiene que superar varias pruebas antes de convertirse en una alternativa comercial:
- El frío afecta su rendimiento: a temperaturas cercanas a los -18 °C, la capacidad de almacenamiento disminuye considerablemente. Parte del problema está relacionado con el comportamiento del agua y los iones dentro del material.
- La humedad y el paso del tiempo plantean interrogantes: todavía es necesario comprobar cómo responde el sistema a condiciones ambientales cambiantes y qué tan bien conserva sus propiedades eléctricas y mecánicas durante años de funcionamiento.
- Fabricarlo a gran escala sigue siendo un desafío: producir pequeñas piezas en laboratorio es muy diferente de integrarlas en edificios completos. También faltan estudios sobre costos, conexiones eléctricas, seguridad estructural y mantenimiento.
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Tampoco basta con que el material haya soportado una determinada presión para afirmar que puede utilizarse en cualquier columna, cimentación o estructura. Las construcciones reales deben resistir distintos tipos de esfuerzos y cumplir exigentes normas de seguridad.
Por ahora, el cemento desarrollado en China es una tecnología experimental, no un producto que puedas comprar para reducir tu próxima factura. Su potencial está en demostrar que los materiales de construcción podrían desempeñar funciones energéticas adicionales, especialmente en ciudades donde cada vez resulta más importante aprovechar la electricidad disponible.
Los investigadores todavía tienen mucho por resolver, pero han conseguido algo que hace unos años habría parecido bastante extraño: que un pedazo de cemento pueda participar en un circuito eléctrico no solo como soporte, sino también como depósito de energía.
¿Sabías que?
China no fue el primer país en experimentar con cemento capaz de almacenar electricidad. En 2023, investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) presentaron un supercondensador fabricado con cemento, agua y negro de carbón. Dos años después, lograron mejorar considerablemente su capacidad de almacenamiento y construyeron un prototipo capaz de alimentar un pequeño ventilador de 12 voltios y una consola de videojuegos de 5 voltios.
Lo interesante es que ambos desarrollos buscan aprovechar materiales que ya forman parte de nuestras ciudades, aunque utilizan diseños y procedimientos diferentes. El avance chino de 2026 se concentra en mejorar la integración de los componentes y el movimiento de los iones mediante impresión 3D. Todavía no sabemos si alguna de estas tecnologías terminará alimentando edificios enteros, pero ya existe algo bastante más sorprendente que una promesa: cemento capaz de almacenar electricidad y ponerla a trabajar.
