10 ideas para generar energía limpia en el futuro

Crisis financiera, política, moral… energética

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Nadie puede negarlo, todos lo sabemos de sobra… vivimos tiempos difíciles. La crisis financiera ha tenido un efecto devastador en el seno de muchas familias, pero despertó también viejos escenarios endémicos nunca cuestionados en tiempos de bonanza: la corrupción. Vivimos con ella, la toleramos pero la crisis agudizó nuestros sentidos, despertamos del largo letargo seudo-democrático en el que nos quedamos alelados.

Muchos hemos dejado de seguir a la manada, dejamos de ser meros borregos para cuestionar las fuentes de autoridad; ahora le toca rendir cuentas al pueblo. La crisis financiera puso de manifiesto que España era bueno en algo: corromper a quienes tengan aunque sea un ápice de poder en sus manos y corroer al estado de bienestar hasta destruirlo.

La crisis financiera dejó paso a una crisis política y moral, pero esto no acaba aquí… vivimos desde hace varias décadas a un ritmo frenético, no solo por encima de nuestras posibilidades sino por encima de los de la naturaleza, de sus recursos cada vez más escasos… la próxima crisis ya está en marca, es la energética.

Pico del petróleo y déficit tarifario

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A todos retumban en nuestros oídos las palabras “déficit tarifario”… las malas gestiones en políticas energéticas de nuestro país ha creado ese gran agujero que ahora nos toca a nosotros pagar ya que ya no queda dinero en las arcas, al pueblo. Compara una factura de electricidad del 2008 con la última que te ha llegado… sinvergüenzas. Hay una subida de precios en el suministro de las fuentes energéticas en todo el mundo, todos hemos oído hablar del cenit del petróleo y el constante encarecimiento de la energía eléctrica.

Hay escasez de recursos naturales, los costes de producción suben, ya son millones los españoles que tienen problemas para costearse la electricidad… ha llegado la hora de abrir una serie de posts sobre todas esas ideas destinadas a mejorar la eficiencia energética. Ideas revolucionarias pero también gestos a pequeña escala que pueden cambiar el mundo.

La taza de pobreza energética en España es del 10% y tenemos las tarifas más caras de la UE… ¿seguiremos teniendo hambre de petróleo en el futuro? Hay que generar nuevas ideas y nuevos modos de pensar y actuar… es el mayor desafío de nuestra historia, así que vemos cuáles son las ideas que nos dan esperanza, las que nos permitirían afrontar el futuro de forma sostenible sin renunciar a nuestras comodidades modernas.

Green MicroGym, un gimnasio que genera electricidad

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Al 90% de la gente les sobran algunos kilos de más, es sabido de todos. Nuestros hábitos alimenticios han cambiado de forma drástica en los últimos 30 años, pero no todo es culpa nuestra. La publicidad se ha encargado de nuestra educación culinaria, el marketing ayudó en ese sentido, y los engaños de los lobbies han rematado la faena, apoyado por supuestas instituciones que se suponen deben protegernos con su codex alimentarius… así es como el aspartamo, sustancia cancerígena y tóxica, está presente en muchos productos: hoy no sabemos cocinar, compramos sin leer las etiquetas y cuánto más grasiento y azucarado esté mejor.

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¿Resultado? Luego sufrimos en los gimnasio para quemar todas esas calorías sobrantes. Hay gimnasios en cada esquina de cada barrio de cada ciudad de España, o casi. Todos hemos pisado uno al menos una vez en nuestra vida. Si tenemos en cuenta la cantidad de personas que visitan los gimnasio a diario y la cantidad de energía que producen al hacer ejercicio, ¿no os parece extraño que esos gimnasios sigan conectados a la red eléctrica? Esa es probablemente la reflexión que han hecho los iniciadores de The Green MicroGym, un gimnasio que utiliza transformadores para convertir todas esas calorías quemadas en electricidad.

Les permite adelgazar su factura de electricidad reduciendo en un 85% la electricidad que necesitan para funcionar. Han hecho algunas innovaciones con máquinas sostenibles como las bicicletas elípticas que permiten a los clientes quemar calorías a la vez que recargar su móvil o tableta. Como veis, hay mucha energía desperdiciada en el mundo, energía que se podría aprovechar para ahorrar en consumo de la red eléctrica. Ya han abierto varios gimnasios en EEUU y hasta tienen uno en Europa, en Alemania… por desgracia, el esquema legal español está empañado de locura por el decreto planteado por el Ministerio de Economía que quiere eliminar el pago por exceso de producción eléctrica y aumentar los costes de conexión de los que generan su propia electricidad.

Rampas piezoeléctricas que aprovechan el tránsito

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Bienvenidos a las autopistas del futuro… el otro día escribí un post sobre la propuesta de Scott Brusaw para convertir carreteras en carreteras solares generadoras de energía. Es una idea bastante innovadora ya en marcha con su prototipo de aparcamiento; para saber más lee el post sobre las autopistas solares del futuro. Hay otra idea, un concepto mucho más viejo… de hecho fue descubierto por los hermanos Curie en el año 1880.

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Hablo de la energía piezoeléctrica, una energía limpia y totalmente libre ya que la idea consiste en crear revestimientos para carreteras hechos de cristales piezoeléctricos que al comprimirse bajo la presión de los vehículos producen un campo eléctrico que se puede aprovechar para crear un voltaje. De este modo las carreteras podrían generar electricidad con el paso de los coches, electricidad gratis que podría ser usada para abastecer al sistema de señalización, semáforos o, a mayor escala, a pueblos cercanos a las autopistas. La energía cinética de los vehículos se transformaría en electricidad…. simplemente, a través del movimiento y la presión.

El sistema tiene muchas aplicaciones, en especial en el sector de la electrónica de consumo ya que se ha desarrollado generadores energéticos de pequeño tamaño que podrían generar energía y almacenarla para, por ejemplo, ponerlos en funcionamiento. Lo más interesante, obviamente, es su uso en carreteras y aceras donde el tránsito de las vehículos y personas podría generar la suficiente energía como para abastecer en electricidad el sistema de iluminación de la zona. En Gloucester, Inglaterra, ya se instalado rampas de energía piezoeléctrica en el aparcamiento de un supermercado de la cadena Sainsbury’s… y es capaz de alimentar en energía a las cajas registradoras.

Aprovechar el viento solar como fuente de energía sostenible

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El astro Sol. No hay más que salir a dar un paseo un día soleado para darse cuenta de la energía que nos inunda en la Tierra. Es gracias al Sol que la vida tal y como la conocemos existe en este planeta, y valga decir que le sobra energía. Últimamente se está estudiando la posibilidad de aprovechar la energía del viento solar, que sería algo así como combinar las energías eólicas y solares. Pero primero, ¿qué es el viento solar? No tiene nada que ver con el viento que existe en la Tierra. Es un flujo caliente que emana de la parte superior de la atmósfera del Sol.

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Básicamente, el viento solar está hecho de iones de hidrógeno y de helio. Ese flujo caliente de gas viaja a gran velocidad pero al contrario del viento de nuestro planeta se eleva y se acelera hasta triplicar su velocidad. La explicación está en las ondas ciclotrón iónicas compuestas de protones que van calentando el viento a medida que fluye por el espacio.

Para aprovechar esa energía, la idea consiste en enviar un satélite con un conductor de cobre orientado al Sol para captar los electrones libres del viento solar que se transportarán a una esfera metálica cargada eléctricamente. El satélite tendría una vela con paneles solares fotovoltaicos de 8.400 kilómetros. Luego, se enviaría la energía a antenas en la Tierra usando rayos infrarrojos. El satélite podría generar más de un trillón de gigavatios de energía mediante su vela solar, y cada antena en la Tierra podría abastecer 1000 hogares.

Generadores de energía usando las vibraciones ambientales

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En ingeniería, las vibraciones son siempre un problema,… ¿has leído siempre? Pues, no… no siempre, al menos no para estos investigadores de la Universidad de Michigan que han hecho público hace ya unos años la posibilidad de producir energía precisamente a partir de las vibraciones naturalmente presentes en cualquier aparato electrónico. De esas pequeñas vibraciones se podría producir la energía suficiente como para alimentar al propio aparato, y todo esto gracias a la presencia de generadores diminutos que recogen la energía.

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Por ahora estos generadores son muy limitados ya que todavía son incapaces de retroalimentar móviles o tabletas pero sí a relojes de pulsera, marcapasos o censores inalámbricos. Una vez más nos encontramos con una tecnología que convierte la energía cinética ambiental en energía eléctrica, como en el caso de las rampas piezoeléctricas. En ambos casos se trata de aprovechar las vibraciones ambientales que no son periódicas como las producidas por los coches transitando por las carreteras o personas que bajan y suben escaleras.

Disponen de varios prototipos capaces de convertir la energía mediante inducción electromagnética, nada nuevo por aquí. El más pequeño es un generador piezoeléctrico capaz de generar energía para censores de toda clase. Pueden producir hasta 500 microvatios de energía a partir de vibraciones naturalmente presentes en el cuerpo humano… y ya tenemos nuestro reloj de pulsera funcionando con total autonomía hasta que la muerte nos separe. El campo predilecto de esta tecnología son los censores inalámbricos e implantes médicos. Como veis, en el cuerpo humano hay abundante energía en la forma de vibraciones y calor.

Producir bioelectricidad a través de la fotosíntesis

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Más arriba hablamos de la energía del Sol a través del viento solar, pero a menudo nos olvidamos de algo sumamente importante, y es que buena parte de la energía solar que llega al planeta Tierra está siendo aprovechado por la flora a través del proceso de la fotosíntesis. Es decir que la energía lumínica solar se convierte en energía química. ¿No sería más fácil invertir tratar de capturar directamente los electrones de las hojas en vez de enviar satélites con velas solares al espacio?

Puede que sí, puede que no, pero si se logra sería el primer paso hacía la bioelectricidad 100% limpia ya que en el proceso no se emitiría dióxido de carbono. La idea consiste en usar algas para capturar toda esa energía en el momento en el que la planta tiene más energía… durante el proceso de fotosíntesis, en su corazón mismo, es decir directamente en sus centrales eléctricas celulares llamadas cloroplastos que es donde la luz solar carga los electrones de energía.

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Lo que hicieron los científicos de la Universidad de Stanford fue capturar los electrones después de haber sido atravesados por la luz, en el momento más álgido en cuanto a producción energética para la planta. Usaron nanoelectrodos en los cloroplastas para capturar los electrones y generar una corriente eléctrica, y todo esto sin emitir dióxido de carbono a la atmósfera ya que los únicos desechos de la fotosíntesis, por así decirlo, son los protones y el oxígeno. Pero, siempre hay uno en la historia… la cantidad de energía extraída es tan pequeña que necesitarían más de mil millones de células fotosintéticas para tener tanta energía como la de una pila común. Sólo es el principio…

Hilos de fibra óptica fotovoltaicos con circuitos integrados

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Bueno, a estas alturas todos sabemos qué es lo que falla más que una escopeta en nuestros gadgets, sean móviles o tabletas y demás cachivaches electrónicos, sus baterías… no son de fiar, hay que recargar y recargarlas sin descanso y encima su esperanza de vida, aunque en continúo aumento, es desesperante y corta ¿Alguien nos sacará de este atolladero electrónico? John Badding y su equipo de investigadores, profesor en la Universidad de Pensilvania, Estados Unidos.

Lograron crear una nueva especie de fibra óptica de silicio fotovoltaica con circuitos electrónicos integrados, todo esto mediante técnicas químicas de alta presión para depositar los semiconductores capa por capa en las huecos de la fibra óptica. ¿Te lo has perdido? He mencionado la palabra fotovoltaico… eso es, esa fibra óptica puede generar electricidad convirtiendo la radiación solar, y lo hace directamente.

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Lo mejor de este invento es que el hilo de fibra óptica es tan fino y flexible que se puede literalmente tejer. Recapitulemos: lleva el circuito electrónico integrado, es flexible y genera su propia energía ya que actúa como una célula solar. Es más, ya no importa la orientación del hilo de fibra óptica fotovoltaica a la hora de generar electricidad. Por otro lado su flexibilidad permitiría tejer paneles solares plegables que se integran a la ropa para así suministrar energía a nuestros gadgets.

Turbinas eólicas a altas alturas conectadas con nanotubos

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No sé si viajáis a menudo en coche pero al cruzar España de par en par vemos bastantes parques eólicos a los altos de las montañas. Si bien estoy a favor de la energía eólica, considero que me genera ciertos disgustos paisajísticos, por no hablar de los problemas de espacio y caro mantenimiento que suponen estos parques eólicos. Pero… ¿existe una alternativa? Sí, nació en la mente del ingeniero aerospacial Mark Moore.

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Ya existen prototipos de la mano de la empresa Altaeros Energies. Hablamos de turbinas de viento a altas alturas, precursores de los parques eólicos del futuro ya que cuanto más nos elevemos más fuerza tienen las corrientes de viento y, sobre todo, más constantes son. Esas turbinas de viento aerotransportadores están diseñadas para elevarse a 600 metros de altura, ahí donde el viento es 2 a 3 veces más fuerte que en el suelo. Esto se traduce en una producción de energía entre 8 y 27 veces superior a la de las eólicas del suelo.

Sólo quedaría conducir la electricidad generada al suelo mediante nanotubos. Mark Moore dice que sería menos costoso que seguir usando los parques eólicos convencionales ya que esas turbinas pueden flotar un año, luego se bajan para hacer el mantenimiento. La producción de energía pasaría de los 500 vatios por metro cuadrado que generan las eólicas tradicionales a 20.000 vatios por metro cuadrado producidos por esas turbinas. El único problema puede estar en el espacio y tráfico aéreo, pero esto se solucionan situándolas en alta mar.

Energía gratis por el simple hecho de respirar y moverse

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Otra vez, entramos en el campo de la energía piezoeléctrica. Pero esta vez la innovación nos llega desde la Universidad de Princeton, Estados Unidos, donde ingenieros desarrollaron láminas flexibles de silicona a las que aplicaron capas muy finas de un material piezoeléctrico. Al doblarse, esas láminas son capaces de generar electricidad mediante los movimientos naturales del cuerpo… es, por así decirlo, una forma de aprovechar la energía humana.

Producimos energía al caminar, correr y hasta por el simple hecho de respirar. De hecho están estudiando la posibilidad de usar esta tecnología para proveer de energía a los marcapasos gracias a los movimientos de los pulmones al respirar. Es una fuente inagotable de energía ya que los movimientos de respiración son constantes. Pero van más allá ya que en un futuro podrían usarse para todo tipo de dispositivos como los móviles o tabletas.

El material piezoeléctrico está formado por nanopelículas cerámicas envueltas en láminas de silicona muy finas. Al doblarse, convierte la energía mecánica en energía eléctrica. Cualquier movimiento constante del cuerpo se puede aprovechar para generar electricidad, meter esas láminas en las suelas de los zapatos para producir energía al caminar es un ejemplo. Nota para los más rigurosos, el material cerámico usado se llama circonato titanato de plomo.

Energía termofotovoltaica, el calor convertido en electricidad

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El Sol es la principal fuente de calor en la Tierra. Sin embargo, no es la única fuente de calor. ¿Quién no se ha quejado alguna vez del calor desprendido por su portátil al usarlo un par de horas sentado en el sofá? Y no sólo los portátiles sino cualquier dispositivo electrónico es fuente de calor. Toda esa energía en forma de calor se desperdicia. Los ingenieros del MIT han descubierto una forma de convertir el calor en electricidad sin necesidad de luz solar.

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Estamos hablando de la energía termofotovoltaica capaz de generar electricidad sólo a partir del calor por medio de fotones, sin que el tipo de fuente de calor tenga real relevancia. No es la tecnología en sí que es novedosa sino el logro consistente en crear células termofotovoltaicas adaptadas a la radiación térmica convirtiéndola a longitudes de onda similares a las de la luz. Todo esto hace que sea posible generar energía eléctrica a partir del calor.

Para lograr resultados óptimos han creado reactores de combustión a diminuta escala que funcionan con gas propano para generar calor convertido en longitudes de ondas térmicas adecuadas para los cristales fotónicos y así producir electricidad. Una batería de este tipo podría alimentar un móvil una semana entera sin necesidad de recargarlo o, en este caso, sin necesidad de usar un cartucho de combustible de recambio. Es simplemente sorprendente.

Bosque solar, una solución operativa para aparcamientos

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Son muchas las investigaciones en marca a día de hoy pero no nos olvidemos de una cosa… y es que vamos a necesitar de la ayuda de diseñadores, ingenieros y arquitectos para convertir esas excepcionales tecnologías en soluciones operativas para el día a día. Sin ir más lejos, parece que estamos en los albores de la era del coche eléctrico. La demanda es creciente y los precios se van ajustando poco a poco, por lo que necesitamos ya soluciones prácticas.

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El arquitecto holandés ya presentó una hace tiempo, de hecho se va a poner en marcha para que de aquí a 5-8 años podamos tener el primer bosque solar a modo de aparcamiento. La idea es sencilla ya que se trata de construir un bosque de árboles artificiales cubiertos por células fotovoltaicas capaces de generar electricidad a la vez que dar sombra a los coches aparcados debajo. Es un diseño conceptual pero listo para pasar a ser real.

La tecnología ya está lista, los avances en términos de células fotovoltaicas son importantes por lo que en unos años podríamos ver este tipo de bosques crecer por las ciudades. Es más, los árboles podrán seguir la orientación del Sol al mover sus ramas. El diseño es muy orgánico, espero que esos árboles echarán raíces en ciudades alrededor del globo.

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Hasta aquí hemos llegado. Ese breve repaso a diez ideas para generar energía limpia en el futuro es una pequeña muestra de todas las investigaciones en marcha ahí fuera. Son miles los proyectos que existen a día de hoy. Este es un cambio claro que tenía que ocurrir tarde o temprano,… más vale tarde que nunca, pero parece que hoy la gente lo tienen claro.

El cambio de mentalidad se ha hecho y muchas naciones están decididas a cambiar sus políticas respecto al uso de energías sostenibles. Ahora sólo queda rezar para que haya una verdadera voluntad política detrás. Puede que la crisis nos de esa oportunidad, la de cambiar la clase política corrupta que nos gobierna por mentes científicas más avanzadas.

En Estados Unidos, hicieron una encuesta para saber si era importante desarrollar y usar energía solar y el 92% de los encuestados dijeron que sí. Cuando se les preguntó qué tipo de energía debería utilizarse en el futuro, el 43% eligieron la energía solar, el 17% la energía eólica, el 12% el gas natural y el 10% la energía nuclear.

Seguiremos ampliando este post…