Algunos científicos estiman que para el año 2050 dos tercios de la población mundial estará viviendo en ciudades, así que están buscando, junto a algunas firmas tecnológicas, la forma de generar energía renovable que emane del propio mobiliario urbano que nos rodea. ¿Es algo realista?
Si tenemos en cuenta los nuevos materiales, inventos y aparatos que se están desarrollando nadie puede decir que este es un objetivo inalcanzable.
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Otra cosa muy distinta es si son factibles desde el punto de vista económico y si realmente son una alternativa a los generadores de energía que ya existen.
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Estos son cinco inventos revolucionarios que ya han demostrado su eficacia,
1. Cemento energético
Las mezclas de cemento hechas con residuos de centrales eléctricas podrían servir para construir, por ejemplo, edificios que sirvan de baterías.
Este concreto compuesto de potasiogeopolimétrico (KGP) es más barato que el cemento común y puede almacenar electricidad.
Según los investigadores, un poste de luz de seis metros de altura hecho con KGP y equipado con un pequeño panel solar podría contener suficiente energía para alimentarse por sí mismo durante toda la noche.
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"Hemos demostrado que las mezclas de cemento KGP se pueden usar para almacenar y liberar energía eléctrica sin la necesidad de añadir nada que sea costoso o peligroso", asegura el profesor de la Universidad de Lancaster Mohamed Saafi, quien encabeza la investigación.
Los edificios hechos con KGP podrían usarse en las ciudades para atender a sus demandas eléctricas.
2. Ventanas hechas de paneles solares
Los nuevos materiales también están ayudando a que los paneles solares sean más baratos y rentables.
La energía solar es la fuente de energía renovable más común en ciudades porque el costo ha caído de los US$4 por vatio que costaba hace una década a los US$0,50 que vale ahora.
En Reino Unido, por ejemplo, más de una de cada tres empresas ya produce parte de su propia electricidad, en su mayoría utilizando paneles solares colocados en los tejados.
Pero la fabricación de paneles solares a base de silicio supone un gran gasto de energía porque requiere temperaturas superiores a los 1.400ºC o superiores y el silicio debe de ser 99.9999% puro.
Ahora han surgido materiales como la perovskita que pueden hacer los paneles mucho más delgados, baratos y que trabajan a temperaturas mucho más bajas, cuenta Nitin Padture, profesor de ingeniería en la Universidad de Brown, en Estados Unidos.
Al ser parcialmente transparentes, también podrían usarse para ventanas.
El inconveniente es que la mayoría de ellos contienen plomo, un metal altamente tóxico, pero una opción que sugiere el profesor Padture y su equipo es reemplazar el plomo por titanio.
"El titanio es bastante común, pero nadie había pensado en usarlo para reemplazar el plomo en los paneles solares de perovskita", dice.
"No estamos buscando reemplazar la tecnología de silicio que existe ahora mismo, sino mejorarla".
3. Turbinas eólicas urbanas
A la hora de hablar de viento, la otra fuente de energía renovable más común, las turbinas convencionales no funcionan bien en áreas con muchos edificios porque las direcciones del viento varían mucho.
Pero los investigadores Nicolas Orellana y Yaseen Noorani han creado un aerogenerador esférico para acabar con el problema. Su turbina O-Wind, que ha ganado el Premio James Dyson 2018 en Reino Unido, es un dispositivo esférico que gira cuando el viento lo golpea desde cualquier dirección.
Otra solución la aporta la firma turca Devici Tech. Se trata de usar turbinas eólicas verticales a lo largo de las carreteras que puedan usar la energía generada por los carros al circular.
La compañía asegura que sus turbinas Enlil, ya en fase de prueba en Estambul, pueden atender las necesidades energéticas de hasta dos casas y que además se les pueden incorporar paneles solares y sensores sísmicos.
Pero hay algunos inventos que, pese a funcionar, han demostrado no ser en absoluto rentables.
4. Carreteras fotovoltaicas
En Francia, por ejemplo, la firma de ingeniería Colas fue pionera en construir carreteras fotovoltaicas. Instaló varias en todo el país así como en algunas zonas de Japón y de Estados Unidos.
La primera construcción fue en una ruta de 1 kilómetro de un solo carril en Normandía, en el noreste del país.
Existen dudas sobre si, en el caso de las carreteras fotovoltaicas, los paneles solares son realmente útiles porque al estar en posición horizontal en lugar de inclinados hacia el sol, pueden no recibir tantos rayos solares. Además, el tráfico intenso, la nieve o el barro puede bloquearlos.
En 2014, se construyó un pequeño carril bici de 70 metros en Ámsterdam por US$3 millones. Produjo 3.000 kilovatios por hora (kWh) de electricidad en su primer año, pero por ese dinero, se podrían haber comprado 65 millones de kWh de electricidad en el mercado abierto.
5. Energía al movimiento
Otra tecnología que busca justificarse comercialmente es la piezoeléctrica. Es un tipo de energía que, cuando se aprietan ciertos materiales, como el cuarzo, fluye a través de ellos.
Por lo tanto, los automóviles y camiones que viajan a lo largo de superficies de carreteras especiales equipadas con dispositivos piezoeléctricos podrían generar energía. Los peatones podrían hacer esto mismo en pavimentos especiales.
En 2009, la firma israelí Innowattech experimentó con carreteras que capturan energía y ahora una firma estadounidense, Pyro-E, quiere probar una tecnología similar en un pequeño tramo de carretera en Fresno, California.
Pero aunque estos proyectos son técnicamente viables, actualmente son caros.
Algunos calculan que en Estados Unidos, un kilómetro de una calle de doble sentido necesitaría 13.000 dispositivos piezoeléctricos, lo que sumaría US$400.000 a los costos de construcción.
Incluso sin considerar los costos de fabricación o instalación, llevaría aproximadamente 12 años recuperar esta cantidad.
La firma del Reino Unido Pavegen ha desarrollado pavimentos generadores de electricidad que pueden producir de dos a cuatro julios de energía con cada paso que se da sobre ellos.
Sus pavimentos, que cuestan alrededor de US$2.700 por metro cuadrado, se han instalado en 200 lugares en todo el mundo.
La cifra puede resultar bastante alta, pero también resultaban caros los paneles solares cuando irrumpieron en el mercado por primera vez.
"Creemos que las personas, no solo la tecnología serán las que mejorarán nuestras ciudades", afirma Laurence Kemball-Cook, fundador y director ejecutivo de Pavegen.
La idea, esperan, es que las personas puedan ayudar a crear también ciudades sostenibles, con energía renovable.
La tecnología está, ahora toca abaratar los costos.
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