Este documento describe tres tipos de pintura solar: 1) Pintura solar de hidrógeno que genera energía a partir del vapor de agua, 2) Pintura fotovoltaica basada en puntos cuánticos que convierten la luz en electricidad de forma más eficiente que paneles solares, y 3) Pintura solar de perovskita que puede tomar forma líquida y aplicarse como pintura. La pintura solar tiene el potencial de revolucionar la industria solar al permitir la generación de energía en cualquier superficie a bajo costo.

1. Aplicación de materiales en la arquitectura
Sostenibilidad

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Pintura Solar
La idea de usar una sustancia similar a la pintura para generar
electricidad ha sido discutida dentro de la comunidad científica durante
muchos años. Solo recientemente han surgido aplicaciones
prometedoras del mundo real.
De esta forma, investigadores de la Universidad de Notre Dame, en
Indiana, Estados Unidos, publicaron a finales del año 2011 un artículo
titulado “Sun-Believable Solar Paint. A Transformative One-Step Approach
for Designing Nanocrystalline Solar Cells“, en el que detallaban sus
investigaciones, y las propiedades de esta pintura para la producción de
electricidad, como lo hacen las placas solares fotovoltaicas.

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Este tipo de pintura ya ha evolucionado hasta la forma comercial,
siendo producida por varias empresas como SolarPaint Ltd.
Ubicada en Israel y que a partir del estudio inicial de la universidad
de Notre Dame, ha desarrollado y patentado la “Solar Paint” y la
comercializa desde el año 2018.
Más que hablar de pintura solar, sería más apropiado referirse a
pinturas solares. Y es que en realidad existen, al menos de
momento, tres tecnologías distintas agrupadas en esta categoría.
1. Pintura solar de Hidrógeno
2. Pintura Fotovoltaica
3. Pintura solar Perovskita

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1. Pintura solar de Hidrógeno
Esta innovación fue desarrollada por un equipo de investigadores del
Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT). Esta pintura solar genera
energía a partir del vapor de agua.
En pocas palabras, funciona al absorber la humedad del aire y utilizar la energía
solar para descomponer las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno. El
hidrógeno se puede usar para producir energía limpia. El investigador principal de
RMIT, el Dr. Torben Daeneke, afirma que lo que hace que esta tecnología sea
particularmente prometedora es que genera hidrógeno, una fuente limpia de
combustible y almacenamiento de energía.
Técnicamente, su funcionamiento se basa en la captación del vapor de agua
presente en el aire y condensarlo. Luego, gracias al óxido de titanio, la pintura
funciona como semiconductor para la electrolisis por fotocatálisis del agua
captada. Es decir, favorece su descomposición en moléculas de oxígeno e
hidrógeno. Este hidrógeno puede recolectarse para su uso como combustible en
celdas electro-químicas o en motores.

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Se basa en los avances recientes en la investigación de nanocristales
semiconductores. Ahora se ha desarrollado una pintura solar de una capa
para el diseño de células solares de puntos cuánticos. A pesar que se
requieren mejoras en la fabricación de la pintura para poder ser utilizada
grandes superficies, es un primer paso para células solares de nueva
generación y económicamente muy viables.
Esta energía alternativa es
adecuada para aquellas
superficies que no son
planas y en las que no
pueden colocarse los
paneles comunes. Sería el
caso de los automóviles o
los dispositivos móviles en
general.

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2. Pintura Fotovoltaica
La segunda es la tecnología de células solares de puntos
cuánticos. También se le conoce como pintura fotovoltaica. Esta
tecnología fue desarrollada en la Universidad de Toronto. Son
semiconductores a nanoescala que pueden capturar la luz y
convertirla en una corriente eléctrica.
Los «fotovoltaicos de punto cuántico coloidal», para usar el término técnico
completo, no solo son más baratos de fabricar, sino que también son
significativamente más eficientes que las células solares tradicionales. Según
los investigadores, estos puntos podrían terminar siendo hasta un 11 por
ciento más eficientes que los paneles solares tradicionales. Se estima que,
en algún momento en el futuro, incluso podríamos ser capaces de pintar
estos puntos cuánticos en nuestros techos y otras superficies para
transformar la luz solar en electricidad.

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Hoy en día la pintura fotovoltaica es una gran opción a utilizar
en la construcción de casas pasivas y ecológicas. Por supuesto
aun no es tan efectiva como las Placas solares, pero no hay
duda de que es una fuente de energía limpia muy eficiente.
La idea es que un gran
numero de viviendas
en un lapso de tiempo
medio-corto tengan
acceso a la pintura
fotovoltaica , para que
se pueda cumplir a
m a y o r e s c a l a e l
p r o p ó s i t o d e l a
sostenibilidad.

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3. Pintura solar Perovskita
La tecnología de pintura solar Perovskita, también conocida como
células solares en aerosol. Lo que hace posible este tipo de pintura
solar son las perovskitas.
La estructura de la perovskita se descubrió por primera vez en 1839, pero fue
solo hace 10 años que un equipo de investigación en Japón presentó la
primera aplicación de Perovskita para la producción de células solares.
Es un reemplazo potencial para el silicio tradicionalmente utilizado en los
paneles solares.
La perovskita tiene curiosas propiedades estructurales y electrónicas por su
composición .
Es mas eficaz absorbiendo ondas de luz verde, azuladas y ultravioletas. Y la
fabricación de paneles solares con este material es considerablemente mas
sencillo, lo que puede reducir el costo de fabricación de los paneles.

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Hay muchas propiedades que hacen que
las células solares de Perovskita sean
especiales, pero la más revolucionaria es el
hecho de que pueden tomar forma líquida,
lo que las convierte en el candidato
perfecto para la pintura solar.
De todos los nuevos inventos que podrían
revolucionar la industria solar, las células de
Perovskita son posiblemente las más
prometedoras.
Por ejemplo, a diferencia de los paneles de silicio, las células solares
de perovskita no requieren ser refinadas a altas temperaturas y se
pueden producir como tintas que “imprimir” sobre otros materiales.
Todo ello a baja temperatura, consiguiendo reducir el gasto de
energía en su producción.

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Proceso de obtención
La base general de las pinturas solares está fabricadas a través de
una combinación de nanopartículas de óxido de titanio con una
variante de disulfuro de molibdeno sintético, creado por los
investigadores.
Para su desarrollo, se basaron en una pasta sin aglomerante que consiste en
nanopartículas semiconductoras CdS, CdSe y TiO2, y se aplicó a una
superficie del vidrio conductor y se recoció a 473 K. El comportamiento de la
fotoconversión de estos electrodos de película semiconductora se evaluó en
una célula fotoelectroquímica compuesta por un contraelectrodo de
grafeno-Cu2S y una pareja redox sulfuro/polisulfuro. Al realizar la
comprobación, se obtuvieron voltajes en circuito abierto de hasta 600 mV y
una corriente de cortocircuito de 3,1 mA/cm2 con los electrodos CdS/TiO2 –
CdSe/TiO2. CdS: Dioxido de Cloro
CdSe: Seleniuro de cadmio
TiO2: Oxido de titanio
Cu2s: Sulfuro de Cobre

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Además, se obtuvo una eficiencia de conversión de energía que
excedía del 1%, para las células solares construidas utilizando el
enfoque simple de pincel convencional en condiciones
ambientales.
La pasta creada, era capaz de generar producción de energía cuando se
aplicaba sobre cualquier material transparente y conductor, gracias a
su composición a partir de partículas semiconductoras hechas de dióxido
de titanio y recubiertas completamente con sulfuro de cadmio o selenio
de cadmio , con agua y una solución alcohólica.
Un equipo de científicos de la Universidad de Sheffield del Reino Unido, ha
sido la primera para fabricar células solares de perovskita mediante un
proceso de pulverización de pintura. Este descubrimiento podría ayudar a
reducir el coste de la electricidad solar.

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Esta tecnología vincularía dos disciplinas científicas en un mismo
proyecto, la ingeniería química, que sería la encargada de
producir las pinturas, y la nanotecnología , que se encargaría de
diseñar empleando nanotubos de carbono , el material con las
propiedades necesarias para que al incidir sobre él la luz solar,
sea capaz de desprender electrones que generen la corriente
eléctrica.

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Características y Propiedades:
Es una tinta que al extenderse por las paredes, tiene la propiedad de
convertir la energía de los rayos solares en electricidad y tiene la
capacidad de reaccionar a la luz del sol para producir energía limpia
y sostenible.
La "red de electrodos" de SolarPaint y el recubrimiento impregnado
con nanopartículas de la pintura solar, pueden generar energía solar
aplicándola en techos, paredes y, en el futuro, incluso en carreteras.
Esta tecnología podría ser un cambio para los paneles solares
tradicionales, que tienen una clara restricción en los espacios limitados
de la tierra que tradicionalmente ha utilizado a la industria solar
Algunos avances y retos de esta propuesta son poder desarrollar “un
método de fabricación 10 veces más barato que los paneles actuales”

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Ventajas:
 Es de fácil fabricación.
 Más económica que los paneles solares.
 Se aplica como cualquier pintura, de forma muy fácil.
 Se puede aprovechar cualquier tipo de superficie independientemente
de su forma.
Desventajas:
 Tiene un menor rendimiento con respecto a las placas solares.
 Es necesario tener equipos tecnológicos para el almacenamiento de la
energía y su gestión.
 Se necesita de un equipo técnico que realice una instalación para
aprovechar la energía.

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Uso en la arquitectura
Hoy en día la pintura fotovoltaica es una gran opción a utilizar en la
construcción de casas pasivas y ecológicas. Se trata de una
alternativa a las placas solares que poco a poco va tomando terreno.
Por supuesto, aún no es tan efectiva como las placas solares, pero se están
realizando nuevas investigaciones constantes para conseguir que sea una fuente
de energía limpia muy eficiente. La idea es que todas las viviendas y edificios
tengan acceso a la pintura fotovoltaica, de manera que se conviertan en
viviendas o casas ecológicas. El fin último siempre es la sostenibilidad.
Esta iniciativa es un paso más allá. Un proyecto muy interesante que supone un
significativo progreso para las energías renovables en general y para la solar en
particular. Ya que la energía fotovoltaica está considerada la energía del futuro.
Y, de hecho, según Greenpeace, podrá suministrar electricidad a dos tercios de
la población mundial en 2030, tan solo dentro de 9 años.

16. Desde hace más de diez años, Abbas Mohajerani, catedrático de la
universidad australiana Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT), se
mostró preocupado por los efectos nocivos de los químicos y metales
pesados que se encuentran en las colillas de cigarrillos (como arsénico,
níquel, cromo, cadmio), las cuales se lanzan en sitios públicos. Entonces se
propuso encontrar una solución.
De sus indagaciones, Mohajerani corroboró que en el mundo se producen
alrededor de seis trillones de cigarrillos al año. Estos dejan como resultado
1.2 millones de toneladas de estas molestas colillas, que tienen una pobre
biodegradabilidad y pueden durar años en descomponerse.
02
Ladrillos de colillas de cigarrillo

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"No estaba contento de verlas en nuestras calles, parques y ríos.
Quise encontrar una salida a este problema ambiental. Empecé a
pensar sobre diferentes maneras de reciclar estos desechos. En el
2005, vino a mi mente que usarlas (las colillas de cigarrillos) en
ladrillos cocidos de arcilla podía ser el mejor método para atrapar
e inmovilizar los químicos", explicó a La Nación el ingeniero civil,
quien justamente en el 2005 inició su investigación y ha supervisado
a más de diez estudiantes quienes han participado en el estudio,
que aún continúa.

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Proceso de obtención
Si se mezclaban colillas usadas con la masa de los ladrillos en la
proporción adecuada, estos se volvían más resistentes que los ladrillos
actuales.
Los ladrillos de arcilla son un material de construcción antiguo que nace
de una necesidad clara: conseguir algo que sea capaz de soportar las
toneladas de peso de un edificio, pero que sea ligero al mismo tiempo. La
arcilla se moldea y se solidifica ante las altas temperaturas de un horno. Al
hacerlo, se generan poros microscópicos, que reducen el peso del ladrillo
sin afectar a su resistencia.

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Las colillas están hechas de acetato de celulosa y arden dentro del horno.
Si se mezclan las colillas con la masa del ladrillo, al hornearlo se forman
burbujas en el lugar donde estaban las colillas, que le ayudan a volverse
más ligero. Tras varias pruebas, comprobaron que solo un uno por ciento de
colillas trituradas en la masa era suficiente como para incrementar la
ligereza del ladrillo sin afectar a su resistencia. Puede parecer una
proporción pequeña, pero importante. Si solo un 2,5 por ciento de los
ladrillos fabricados en el mundo incluyeran esa proporción de colillas,
acabaríamos con todas las toneladas que generamos cada año. Solo
necesitaríamos un tipo de papeleras especiales para añadir las colillas y
empezar su preparación en la fabricación.
L a m e z c l a d e l a
izquierda tiene agua y
barro, mientras que la
de la derecha tiene
a g u a , b a r r o y l a s
colillas de cigarrillos.

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Características
Las colillas están hechas de acetato de celulosa y arden dentro
del horno. Si se mezclan las colillas con la masa del ladrillo, al
hornearlo se forman burbujas en el lugar donde estaban las colillas,
que le ayudan a volverse más ligero.
Tras varias pruebas, comprobaron que solo un uno por ciento de colillas
trituradas en la masa era suficiente como para incrementar la ligereza del
ladrillo sin afectar a su resistencia.
Al incorporar el desecho en los ladrillos dos características que ya tienen
mejoraron: se hicieron aún más ligeros y su capacidad para insular
incrementó. Además, la energía necesaria para crear el ladrillo disminuyó
en un 58%, así que los costos de producción son menores.

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Propiedades:
Los ladrillos de arcilla y colillas de cigarro presentan mejores
propiedades de aislamiento que un ladrillo normal, y son más
ligeros. Todo ello con unas propiedades muy similares a las que
tiene un ladrillo de arcilla tradicional.
Este estudio ha demostrado que los ladrillos fabricados con un 1% de colillas
de cigarro tienen unas propiedades muy similares al ladrillo estándar.
Dentro de las propiedades físicas, se determinaron la contracción por
cocción, la densidad volumétrica, porcentaje de absorción de agua y tasa
inicial de absorción; mientras que, para el caso de las propiedades
mecánicas, se evaluaron la resistencia a compresión y resistencia a flexión
del producto terminado teniendo en cuenta los métodos descritos en la
NTC 4017. Los resultados reportados corresponden al promedio de tres
probetas ensayadas en cada mezcla. Tiene propiedades de aislante
térmico y necesita menor tiempo de horneado.

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Ventajas:
 Los bloques de colillas son livianos, por el bajo peso específico de
la materia prima; siendo sustancialmente menor al de otros
cerramientos tradicionales que se usan para la misma función.
 Son modulares, resistentes y transportables, lo que permite armar y
desarmar construcciones con facilidad, sin pérdida de material, sin
generar escombros, ni mano de obra especializada.
 Mejora el rendimiento en la instalación a través de procesos de
coordinación dimensional con módulos integrados por columnas, vigas y
otros elementos que posibilitan su uso en pisos y muros, y a su vez el
sencillo acople de entrepisos, cielos falsos y techos.
 Proveen una excelente aislación térmica y acústica, superior al de otros
cerramientos tradicionales, lo que permite a los habitantes de la vivienda
establecer relaciones armónicas con los demás y al interior de sus propios
espacios, en pro de la sostenibilidad humana y social

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Desventajas:
• El reciclado de los escombros urbanos posee, potencialmente, una
calidad inferior al agregado tradicional, y principalmente, puede tener
características muy variables de un lote a otro, debido a la
heterogeneidad de los residuos.
• Por lo tanto, es necesario fomentar la investigación y estudio de los materiales
reciclados locales con el fin de determinar su comportamiento real en
comparación con el comportamiento de los materiales internacionales para las
diferentes aplicaciones descritas en este trabajo.
• La falta de la maquinaria necesaria hace que el trabajo se dificulte, ya que esta
influye en las eficiencias de los resultados. Sin embargo, las materias primas
recicladas si poseen características inferiores a las materias primas naturales.
• La desventaja de los ladrillos ecológicos es que están empezando a entrar en el
mercado y en algunas zonas aún no se consiguen y hay que pedirlos. También
tienen otra desventaja derivada de lo nuevo de este producto y es que, de
momento, no existen variedades decorativas como los convencionales para
decorar fachadas, muros, jardines, etc.

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Uso en la arquitectura:
La forma de los ladrillos permite a personas que no se dedican a
la construcción y que no tienen experiencia en el campo
ensamblar, los ladrillos con una capacitación mínima. Contrario a
los métodos de construcción tradicionales, este tipo de ladrillos
no requiere materiales adicionales para pegarlos unos a otros. En
este caso solo hace falta ubicarlos en la posición final y unirlos
con un martillo.

25. Referencias
 Carbonell Marcos . (2019). Pintura Solar. 2021, Junio 22, de Hogarense.
Recuperado de https://www.hogarsense.es/energia-solar/pintura-solar
 Cao Lily. (2019). ¿Es posible fabricar ladrillos ligeros reciclando colillas de
cigarrillos?. 2021, junio 18, de Plataforma Arquitectura. Recuperado de
https://www.plataformaarquitectura.cl/cl/956305/es-posible-fabricar-
ladrillos-ligeros-reciclando-colillas-de-cigarrillos
 Flores Esteban. (2016). Un ladrillo hecho de colillas de cigarrillo. 2021, junio
16, de Bioguia. Recuperado de https://www.bioguia.com/notas/un-
ladrillo-hecho-de-colillas-de-cigarrillo

26.  García Ramon . (2017). La pintura solar: una nueva fuente de
energía limpia. 2021, Junio 22, de Arquitectura Sostenible.
Recuperado de https://arquitectura-sostenible.es/la-pintura-
solar-una-nueva-fuente-de-energia-limpia/amp/
 Orduz Medina Rafael . (2017). Pintura Solar, la nueva alternativa para
generar energía. 2021, Junio 17, de Fundación Compartir. Recuperado de
https://fundacioncompartir.org/noticias/pintura-solar-nueva-alternativa-
para-generar-energia
 Pérez Paula . (2021). Pintura Solar, ¿una nueva forma de energía?. 2021,
Junio 17, de Compañías de Luz. Recuperado de https://www.companias-
de-luz.com/pintura-solar-una-nueva-forma-de-energia/

27.  Sberna Abel . (2020). Cigabrick, un proyecto que convierte
colillas de cigarrillos en ladrillos. 2021, junio 16, de
ElRompeHielos. Recuperado de
https://elrompehielos.com.ar/cigabrick-un-proyecto-que-
convierte-colillas-de-cigarrillos-en-ladrillos
 Vieira Nicolás . (2020). Construcción con Ladrillos Ecológicos de Colillas
de Cigarro. 2021, Junio 18, de Inarquia. Recuperado de
https://inarquia.es/construccion-sostenible-ladrillos-ecologicos-colillas-
cigarro