Un material constructivo con una segunda función
Durante décadas, el cemento ha desempeñado una función esencialmente estructural en la construcción. Sin embargo, una investigación publicada en la revista científica ACS Nano plantea una posibilidad diferente: desarrollar componentes cementicios capaces de soportar cargas y almacenar energía eléctrica simultáneamente.
El estudio, realizado por Haiping Wu, Jing Zhong y Wencai Ren, investigadores vinculados al Instituto Tecnológico de Harbin y la Academia China de Ciencias, presenta un supercondensador fabricado mediante impresión tridimensional. El dispositivo integra electrodos de materiales carbonosos dentro de una matriz cementicia, combinando propiedades mecánicas y electroquímicas.
La investigación fue publicada originalmente el 17 de agosto de 2026 y difundida por la American Chemical Society el 1 de octubre.
No se trata todavía de un hormigón comercial que permita alimentar edificios completos, sino de una demostración experimental de cómo los materiales de construcción podrían adquirir nuevas funciones.
¿Cómo puede almacenar electricidad un material cementicio?
El procedimiento utiliza una mezcla de cemento, nanotubos de carbono y negro de carbono para fabricar una tinta conductora imprimible.
Mediante un sistema de impresión 3D, los investigadores depositaron los electrodos siguiendo una geometría interdigitada, semejante a dos conjuntos de dedos entrelazados.
Esta disposición reduce la distancia que deben recorrer los iones dentro del dispositivo y aumenta la superficie efectiva de interacción entre electrodos y electrolito.
El cemento actúa como matriz mecánica, mientras que los materiales carbonosos proporcionan conductividad eléctrica.
La integración monolítica también busca reducir los problemas de separación entre capas, una dificultad habitual cuando se combinan materiales con propiedades diferentes.
A diferencia de una batería convencional, el supercondensador está diseñado para aceptar y entregar energía rápidamente, aunque su capacidad de almacenamiento suele ser inferior a la de una batería electroquímica.
Los resultados: resistencia mecánica y almacenamiento eléctrico
Los investigadores obtuvieron una resistencia a compresión de 23 MPa, un valor comparable al de determinados hormigones comerciales utilizados en aplicaciones constructivas.
Desde el punto de vista eléctrico, el dispositivo optimizado alcanzó una capacitancia superficial de 162,14 milifaradios por centímetro cuadrado y una densidad energética de 22,52 microvatios-hora por centímetro cuadrado.
Su densidad de potencia fue de 0,49 milivatios por centímetro cuadrado, dentro de una ventana de funcionamiento de 1 voltio.
Para comprobar su funcionamiento, el equipo conectó tres dispositivos fabricados sobre una misma losa experimental y consiguió alimentar un pequeño conjunto de luces LED.
El resultado demuestra la posibilidad de integrar almacenamiento eléctrico en componentes cementicios, aunque la energía disponible sigue siendo muy reducida para aplicaciones convencionales de edificación.
¿Qué aplicaciones podría tener en arquitectura?
La principal oportunidad no parece encontrarse, al menos inicialmente, en sustituir las baterías de los edificios.
Su desarrollo podría ser más interesante para dispositivos de bajo consumo integrados en componentes constructivos.
Entre las aplicaciones potenciales se encuentran:
- Sensores de monitorización estructural.
- Dispositivos autónomos de medición ambiental.
- Pequeños sistemas de señalización.
- Iluminación de emergencia.
En combinación con fuentes renovables, estos componentes podrían almacenar cantidades limitadas de electricidad para alimentar equipos distribuidos en una construcción.
Desde una perspectiva arquitectónica, el concepto abre una línea de investigación sobre materiales multifuncionales: elementos que, además de cumplir funciones estructurales o de cerramiento, incorporen capacidades de medición, almacenamiento energético o interacción con sistemas digitales.
Los obstáculos técnicos todavía son importantes
El estudio también identifica limitaciones que impiden considerar esta tecnología una solución constructiva madura.
Una de ellas es la temperatura. Los investigadores observaron un deterioro significativo del rendimiento eléctrico alrededor de los −18 °C, relacionado con la congelación del electrolito y la gestión de la humedad.
También será necesario estudiar la durabilidad del sistema durante años de funcionamiento, su comportamiento bajo cargas repetidas y la posibilidad de fabricar componentes de dimensiones constructivas sin perder eficiencia.
Otro problema será determinar cómo integrar conexiones eléctricas, aislamiento y mantenimiento dentro de elementos estructurales sometidos a normativas de seguridad.
La resistencia a compresión alcanzada constituye un resultado prometedor, pero no sustituye las verificaciones necesarias para utilizar el material en estructuras reales.
¿Estamos ante una nueva generación de materiales constructivos?
La importancia de esta investigación no reside únicamente en la cantidad de electricidad almacenada.
Su aportación consiste en demostrar que un material tradicionalmente pasivo puede incorporar funciones que hasta ahora dependían de dispositivos independientes.
Para arquitectos e ingenieros, esta evolución invita a reconsiderar la relación entre materialidad, estructura e instalaciones.
En el futuro, determinadas superficies constructivas podrían participar en la gestión energética y la monitorización de los edificios, siempre que las investigaciones consigan resolver los problemas de capacidad, durabilidad, seguridad y fabricación.
El cemento experimental desarrollado por los investigadores todavía está lejos de convertirse en una solución comercial de almacenamiento energético.
Sin embargo, plantea una pregunta relevante para la industria: ¿seguiremos diseñando materiales exclusivamente por su resistencia y durabilidad o comenzaremos a exigirles funciones adicionales?
Fuentes y referencias técnicas
Investigación científica original:
Wu, H., Zhong, J. y Ren, W. (2026). Monolithic 3D-Printed Interdigitated Cement-Based Supercapacitors for Structural Energy Storage. ACS Nano, 20(34), 24078–24090.
DOI: https://doi.org/10.1021/acsnano.6c09927
Comunicado científico:
American Chemical Society, 1 de octubre de 2026. Cement-based supercapacitors could power next-generation smart buildings.
