Pintura que genera energia solar
Las casas, los autos o la ropa podrían producir su propia electricidad gracias a su pintura, elaborada con nano-materiales que aprovechan la energía del sol.
Viviendas revestidas de una pintura que autoabastece de energía solar a sus inquilinos, ropa coloreada con un tinte que recarga el móvil y el reproductor de música de su usuario, impresoras caseras para crear paneles solares domésticos... Ahora parece ciencia ficción, pero varios expertos en nanotecnología de todo el mundo investigan para que sea realidad en un futuro cercano. Cualquier superficie podría ser así utilizada para generar electricidad mientras brilla el sol, lo que supondría un espectacular empuje a este tipo de energía renovable.
Las casas, los autos o la ropa podrían producir su propia electricidad gracias a su pintura, elaborada con nano-materiales que aprovechan la energía del sol.
En Gran Bretaña, los responsables de un proyecto de colaboración universidad-empresa trabajan en un producto que se pueda rociar en los revestimientos de acero de los edificios y capturar así la energía del sol. El material se basa en unas "nanoestructuras de óxido de titanio con colorante" (DSSC en sus siglas inglesas) que imita la fotosíntesis de las plantas y carece de silicio, por lo que es mucho más barato que las placas solares convencionales.
- Imagen: Swansea University -Según uno de sus responsables, Dave Worsley, el material de esta pintura sería más eficiente en capturar la baja radiación solar, una propiedad muy útil en lugares poco soleados. Por ello, Worsley afirma que sólo con la producción de acero de la empresa colaboradora en el proyecto se podrían generar 4.500 gigavatios (Gw) de electricidad anuales.
La iniciativa está cofinanciada por el Ministerio de Comercio e Industria británico y participan Corus Colors, una empresa privada del sector del acero, las universidades de Bath, Bangor y Swansea, así como el Imperial Collage de Londres.
Para ello, los investigadores de Berkeley experimentan con diversas nanoestructuras que les permitan identificar un material barato, inocuo y abundante, de manera que se pueda fabricar en grandes cantidades y generalizar así la obtención de energía solar.
Según Somenath Mitra, director del proyecto, los consumidores podrían imprimir hojas con estas células solares mediante baratas impresoras de tinta y ubicarlas en cualquier lugar de su hogar para montar así su propia estación eléctrica.
Por su parte, la empresa Konarka Technologies, ubicada en Massachussets (EEUU), afirma haber desarrollado una impresora muy similar a las convencionales que imprime en una hoja de plástico flexible una tinta compuesta de estas células solares. Según sus responsables, el proceso permite lograr paneles solares casi tan eficientes como los convencionales de silicio, pero mucho más baratos. Además de Konarka, otras empresas como Nanosolar, Miasole y HelioVolt trabajan también en esta línea ante las grandes oportunidades de negocio que apunta esta tecnología.
En definitiva, las posibilidades son muy diversas, y algunos investigadores ven un futuro cercano en el que no sólo las casas se recubrirían con estas pinturas solares. Por ejemplo, algunos expertos ven factible en unos años vestidos cuyo tinte podría recargar dispositivos electrónicos portátiles, coches eléctricos impulsados con la pintura de su chasis o tiendas de campaña para autoabastecer de electricidad a sus ocupantes.
No obstante, sus responsables reconocen que se trata todavía de una tecnología incipiente que necesita un mayor grado de desarrollo para poder superar en precio y eficiencia a los actuales paneles fotovoltaicos. Asimismo, los expertos recuerdan que la verdadera revolución solar no sólo necesitaría este tipo de materiales, sino también un sistema para almacenar la gran cantidad de energía que se podría conseguir.
Las investigaciones en este tipo de nanomateriales foto - químico - eléctricos son relativamente recientes. Hace más de una década, el equipo de científicos del químico Michael Graetzel, del Instituto Federal Suizo de Tecnología, en Lausana, abrió el camino de estos tintes con celdas solares sensibles a la luz.
En concreto, utilizaron dióxido de titanio para conseguir transformar el 11% de la luz solar en electricidad, un porcentaje cercano al de las actuales placas solares convencionales. Sin embargo, la toxicidad del material frenó la generalización de este sistema, aunque recientemente Graetzel y sus colegas afirman haber obtenido un sustituto que permite salvar este inconveniente.
Por su parte, otro de los pioneros de estos sistemas de células nanosolares es Ted Sargent, profesor de ingeniería informática en la Universidad de Toronto, en Canadá. En 2005 anunció un nuevo material plástico basado en nanotecnología que con el adecuado desarrollo podría conseguir aprovechar hasta un 30% de la energía del sol. Su sistema se basa en unos "puntos cuánticos", unas partículas hechas de cristales semiconductores que le permiten sacar el máximo rendimiento energético al espectro infrarrojo de la luz.
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El núcleo de los experimentos se ha basado en la tecnología "Grid-friendly". Los dispositivos que la incorporan compensan los cambios a corto plazo no deseados de la frecuencia o el voltaje de la red eléctrica, e incluso adaptan su consumo a los precios de la electricidad en cada momento. Así, se consigue reducir la factura eléctrica, y simultáneamente, que la red eléctrica sea más estable, reduciendo el número de cortes y apagones imprevistos.
El proyecto "Grid Friendly Appliance" probó en 150 hogares de Oregón y Washington secadoras y calentadores de agua equipados con un sistema de circuitos capaces de adaptarse a los picos de alta demanda de la red eléctrica y a las preferencias de consumo de los usuarios. De esta manera, estos electrodomésticos hacían un uso más eficiente de la electricidad disponible, y en consecuencia, reducían su consumo. Según sus responsables, este sistema de circuitos se puede utilizar en cualquier otro gran electrodoméstico.
No obstante, para no agobiar con un excesivo número de datos, los investigadores tantearon varios sistemas hasta dar con un panel gráfico de iconos que permitía a los usuarios observar los resultados y ajustar las variables de manera sencilla.
Una vez acabados los proyectos, sus responsables observaron que los usuarios asumieron favorablemente estas tecnologías, lo que les permitió ahorrar entre un 10 y un 15% de sus facturas eléctricas. Según estos científicos, la generalización en su país de estos métodos en un periodo de dos décadas podría ahorrar 48 mil millones de euros en plantas e infraestructuras eléctricas que ya no tendrían que ser construidas, el equivalente a treinta grandes plantas térmicas de carbón.
En la actualidad, la mayor parte de esta tecnología está desarrollada para conseguir rendimientos importantes. Sin embargo, sus responsables reconocen que será necesario una mayor reducción de su coste y una mejora de sus prestaciones y su eficiencia para que los consumidores los utilicen de forma generalizada.
En este sentido, el valor actual de estos dispositivos, aunque va disminuyendo progresivamente, ronda los 342 euros. Según los miembros de estos proyectos, para que lleguen a la mayor parte de la población de su país deberían situarse en torno a los 137 euros.
De esta manera, estos técnicos aseguran que sistemas de circuitos como los del proyecto "Grid friendly" podrían instalarse de manera rutinaria en la mayor parte de los electrodomésticos de consumo alrededor del año 2020, permitiendo un ahorro de electricidad medio de hasta el 20%. En cuanto a los contadores inteligentes como los del proyecto "GridWise" estiman que en cinco años estarán en de un 10 a un 15% de hogares estadounidenses, y entre 10 y 15 años, en la mitad de todas las casas de este país.
No obstante, algunos expertos tienen dudas acerca de la generalización de estos proyectos de tecnología "Grid Friendly" y se critica que la mayoría se están realizando para actualizar las redes eléctricas, no para permitir a los consumidores la gestión de su consumo eléctrico.
Por su parte, otras voces consideran que la única manera de conseguir progresos reales en el ahorro energético de los hogares es mediante subvenciones a medida y la obligación de estándares para que los productos sean más eficientes.
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Uno de los árboles más incréibles que he visto en mi vida, es el ombú (phytolacca dioica). Un árbol grande que crece con una forma tan extraña que lo hace único. Al lado de mi casa había uno de unos 12 metros de altura, que era realmente alucinante. Su tamaño había hecho que este ombú tuviera grandes raíces. Pero como la vereda que estaba al lado del árbol era de concreto, no permitía que esa tierra respirara bien ni recibiera una buena cantidad de agua de lluvia. Por esta razón, las raíces habían subido y levantado la vereda de concreto, al punto que la tenían hecha pedazos y los autos no podían entrar al estacionamiento que estaba a su lado. ¿Solución? ¡Muerte al ombú! Ahora donde estaba ese majestuoso ombú, hay un pedazo de pasto, y una flamante vereda de concreto. Que horror. La culpa la tenia la vereda, y en vez de cortar el árbol, la deberían haber reemplazado por una vereda de caucho.
Aunque suena como si fuera algo blando, las veredas de caucho son casi tan duras como el concreto. Varias ciudades de Estados Unidos están empezando a reemplazar sus veredas de concreto o asfalto, por veredas de caucho. Para empezar, reciclan neumáticos para crear el material necesario para estas veredas (primero punto a favor del planeta). Luego son modulares, y la unión entre un bloque y otro deja un drenaje que permite que la tierra reciba agua y aire. De esa manera, las raíces de los árboles (como el ombú), crecerían hacia abajo, sin levantar ni romper la vereda. Si un árbol decide igual crecer hacia arriba, se puede remover un solo bloque de la vereda, tratar la raíz, y volver a colocar el bloque de vereda.
Por si fuera poco, aunque las veredas de caucho tengan un costo casi dos veces mayor que una vereda de concreto, su durabilidad es cuatro veces mayor. Requiere menos mano de obra al instalarlo, absorbe la vibración, e incluso (en menor grado) los impactos — por si te caes de tu skate. Es decir, las veredas de caucho ahorran dinero. Pero lo más importante, es que en las selvas urbanas que vivimos actualmente, las veredas de caucho salvan árboles (y reciclan neumáticos!).
- Imagen: Swansea University -
La iniciativa está cofinanciada por el Ministerio de Comercio e Industria británico y participan Corus Colors, una empresa privada del sector del acero, las universidades de Bath, Bangor y Swansea, así como el Imperial Collage de Londres.
Los consumidores podrían imprimir hojas con células solares mediante baratas impresoras y ubicarlas en cualquier lugar de su hogar para montar su propia estación eléctricaEn Estados Unidos, un grupo interdisciplinar de la Universidad de Berkeley desarrolla nanopartículas que tengan propiedades fotovoltaicas. Uno de sus responsables, el ingeniero químico Cyrus Wadia, afirma que estas partículas, del tamaño de una mil millonésima parte de un metro, podrían ser la base de una pintura que cualquiera podría utilizar en su casa.
Para ello, los investigadores de Berkeley experimentan con diversas nanoestructuras que les permitan identificar un material barato, inocuo y abundante, de manera que se pueda fabricar en grandes cantidades y generalizar así la obtención de energía solar.
Impresoras de tinta solar
Los denominados materiales con "células solares imprimibles" son otra interesante vía en la que trabajan varios equipos de investigación. En el Instituto de Tecnología de Nueva Jersey experimentan con un material plástico basado en una combinación de "nanotubos de carbono" cuya estructura molecular es similar a una serpiente enrollada. Al ser excitado por los rayos solares, el material desprende sus electrones y genera una corriente eléctrica.
Según Somenath Mitra, director del proyecto, los consumidores podrían imprimir hojas con estas células solares mediante baratas impresoras de tinta y ubicarlas en cualquier lugar de su hogar para montar así su propia estación eléctrica.
En definitiva, las posibilidades son muy diversas, y algunos investigadores ven un futuro cercano en el que no sólo las casas se recubrirían con estas pinturas solares. Por ejemplo, algunos expertos ven factible en unos años vestidos cuyo tinte podría recargar dispositivos electrónicos portátiles, coches eléctricos impulsados con la pintura de su chasis o tiendas de campaña para autoabastecer de electricidad a sus ocupantes.
No obstante, sus responsables reconocen que se trata todavía de una tecnología incipiente que necesita un mayor grado de desarrollo para poder superar en precio y eficiencia a los actuales paneles fotovoltaicos. Asimismo, los expertos recuerdan que la verdadera revolución solar no sólo necesitaría este tipo de materiales, sino también un sistema para almacenar la gran cantidad de energía que se podría conseguir.
Células nanosolares: Un campo de estudio reciente
En concreto, utilizaron dióxido de titanio para conseguir transformar el 11% de la luz solar en electricidad, un porcentaje cercano al de las actuales placas solares convencionales. Sin embargo, la toxicidad del material frenó la generalización de este sistema, aunque recientemente Graetzel y sus colegas afirman haber obtenido un sustituto que permite salvar este inconveniente.
Por su parte, otro de los pioneros de estos sistemas de células nanosolares es Ted Sargent, profesor de ingeniería informática en la Universidad de Toronto, en Canadá. En 2005 anunció un nuevo material plástico basado en nanotecnología que con el adecuado desarrollo podría conseguir aprovechar hasta un 30% de la energía del sol. Su sistema se basa en unos "puntos cuánticos", unas partículas hechas de cristales semiconductores que le permiten sacar el máximo rendimiento energético al espectro infrarrojo de la luz.
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Tecnología para ahorrar energía en casa
14 de febrero de 2008
Los dispositivos "Grid-friendly" controlan el gasto energético en cada momento y permiten un ahorro de hasta el 15% en la factura eléctrica
Se trata de electrodomésticos inteligentes y sistemas informativos digitales que indican el gasto energético y ajustan su consumo a las preferencias de sus usuarios en cada momento. Investigadores del Departamento de Energía de Estados Unidos han probado estas tecnologías en varios hogares norteamericanos, y han demostrado que pueden ahorrar a los consumidores hasta un 15% de su factura eléctrica. Sus responsables creen que en unos años se podrían generalizar estos sistemas.
Un equipo del Pacific Northwest National Laboratory, perteneciente al Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE), con el apoyo de diversas empresas, como IBM, ha estado ensayando durante un año diversos sistemas que ponen en manos de los consumidores el control del consumo eléctrico permitiéndoles optimizar el uso de sus electrodomésticos, el mayor confort posible y la reducción de su factura eléctrica.El núcleo de los experimentos se ha basado en la tecnología "Grid-friendly". Los dispositivos que la incorporan compensan los cambios a corto plazo no deseados de la frecuencia o el voltaje de la red eléctrica, e incluso adaptan su consumo a los precios de la electricidad en cada momento. Así, se consigue reducir la factura eléctrica, y simultáneamente, que la red eléctrica sea más estable, reduciendo el número de cortes y apagones imprevistos.
El proyecto "Grid Friendly Appliance" probó en 150 hogares de Oregón y Washington secadoras y calentadores de agua equipados con un sistema de circuitos capaces de adaptarse a los picos de alta demanda de la red eléctrica y a las preferencias de consumo de los usuarios. De esta manera, estos electrodomésticos hacían un uso más eficiente de la electricidad disponible, y en consecuencia, reducían su consumo. Según sus responsables, este sistema de circuitos se puede utilizar en cualquier otro gran electrodoméstico.
Estos sistemas ponen en manos de los consumidores el control del consumo eléctricoPor su parte, el proyecto "GridWise" instaló en 112 hogares del oeste de Seattle unos termostatos digitales y contadores digitales conectados a Internet para monitorizar el consumo eléctrico del aire acondicionado, los calentadores de agua y las secadoras de ropa. Así, los usuarios podían observar en todo momento todo tipo de datos sobre su consumo.
No obstante, para no agobiar con un excesivo número de datos, los investigadores tantearon varios sistemas hasta dar con un panel gráfico de iconos que permitía a los usuarios observar los resultados y ajustar las variables de manera sencilla.
Una vez acabados los proyectos, sus responsables observaron que los usuarios asumieron favorablemente estas tecnologías, lo que les permitió ahorrar entre un 10 y un 15% de sus facturas eléctricas. Según estos científicos, la generalización en su país de estos métodos en un periodo de dos décadas podría ahorrar 48 mil millones de euros en plantas e infraestructuras eléctricas que ya no tendrían que ser construidas, el equivalente a treinta grandes plantas térmicas de carbón.
Dispositivos todavía caros
En este sentido, el valor actual de estos dispositivos, aunque va disminuyendo progresivamente, ronda los 342 euros. Según los miembros de estos proyectos, para que lleguen a la mayor parte de la población de su país deberían situarse en torno a los 137 euros.
De esta manera, estos técnicos aseguran que sistemas de circuitos como los del proyecto "Grid friendly" podrían instalarse de manera rutinaria en la mayor parte de los electrodomésticos de consumo alrededor del año 2020, permitiendo un ahorro de electricidad medio de hasta el 20%. En cuanto a los contadores inteligentes como los del proyecto "GridWise" estiman que en cinco años estarán en de un 10 a un 15% de hogares estadounidenses, y entre 10 y 15 años, en la mitad de todas las casas de este país.
No obstante, algunos expertos tienen dudas acerca de la generalización de estos proyectos de tecnología "Grid Friendly" y se critica que la mayoría se están realizando para actualizar las redes eléctricas, no para permitir a los consumidores la gestión de su consumo eléctrico.
Por su parte, otras voces consideran que la única manera de conseguir progresos reales en el ahorro energético de los hogares es mediante subvenciones a medida y la obligación de estándares para que los productos sean más eficientes.
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Veredas de caucho salvan árboles
Uno de los árboles más incréibles que he visto en mi vida, es el ombú (phytolacca dioica). Un árbol grande que crece con una forma tan extraña que lo hace único. Al lado de mi casa había uno de unos 12 metros de altura, que era realmente alucinante. Su tamaño había hecho que este ombú tuviera grandes raíces. Pero como la vereda que estaba al lado del árbol era de concreto, no permitía que esa tierra respirara bien ni recibiera una buena cantidad de agua de lluvia. Por esta razón, las raíces habían subido y levantado la vereda de concreto, al punto que la tenían hecha pedazos y los autos no podían entrar al estacionamiento que estaba a su lado. ¿Solución? ¡Muerte al ombú! Ahora donde estaba ese majestuoso ombú, hay un pedazo de pasto, y una flamante vereda de concreto. Que horror. La culpa la tenia la vereda, y en vez de cortar el árbol, la deberían haber reemplazado por una vereda de caucho.Aunque suena como si fuera algo blando, las veredas de caucho son casi tan duras como el concreto. Varias ciudades de Estados Unidos están empezando a reemplazar sus veredas de concreto o asfalto, por veredas de caucho. Para empezar, reciclan neumáticos para crear el material necesario para estas veredas (primero punto a favor del planeta). Luego son modulares, y la unión entre un bloque y otro deja un drenaje que permite que la tierra reciba agua y aire. De esa manera, las raíces de los árboles (como el ombú), crecerían hacia abajo, sin levantar ni romper la vereda. Si un árbol decide igual crecer hacia arriba, se puede remover un solo bloque de la vereda, tratar la raíz, y volver a colocar el bloque de vereda.
Por si fuera poco, aunque las veredas de caucho tengan un costo casi dos veces mayor que una vereda de concreto, su durabilidad es cuatro veces mayor. Requiere menos mano de obra al instalarlo, absorbe la vibración, e incluso (en menor grado) los impactos — por si te caes de tu skate. Es decir, las veredas de caucho ahorran dinero. Pero lo más importante, es que en las selvas urbanas que vivimos actualmente, las veredas de caucho salvan árboles (y reciclan neumáticos!).
