Sustentabilidad
Un mundo de demandas energéticas crecientes y recursos decrecientes debe buscar necesariamente nuevas fuentes de poder.
La energía renovable ha sido un tema de conversación perennemente popular en los últimos años, pero la idea es mucho anterior a todo lo que se habla de "pico de petróleo": por ejemplo, tanto la energía eólica como la solar son ideas centenarias. La patente estadounidense número US389124, "Célula solar" data de 1888, mientras que la energía eólica es aún más antigua: en Europa, los molinos de viento se han utilizado para moler el grano durante gran parte del último milenio. (Sin embargo, un molino de viento se utilizó por primera vez para producir electricidad relativamente recientemente, en el año 1887 en Glasgow).
Las alternativas a los combustibles fósiles y otros recursos no renovables continúan desarrollándose hoy en día. Aquí hay 8 de ellos. Aunque muchos implican costos de inicio considerables y no son realmente implementables a gran escala, representan sin embargo nuevas y emocionantes direcciones de pensamiento. Esperemos con optimismo que ayuden a dirigir la producción de energía hacia un futuro más sostenible (a través de una ingeniería genial).
1. Olas oceánicas
Esta es una historia sobre una boya y una niña. Es un juego de palabras horrible, pero en realidad lo es: la ingeniera eléctrica Annette von Jouanne está tratando de aprovechar el poder del mar a través de una boya cuidadosamente construida. La idea es notablemente simple: anclar un cable de cobre. Ponle un imán a su alrededor. Mueva el imán hacia arriba y hacia abajo (en este caso, ese es el trabajo que le queda a las olas). Esto induce una corriente eléctrica en el cable, como muchos recordarán del laboratorio de física de la escuela secundaria. Inspirado por la agitación del agua mientras surfeaba en la costa de Hawai, von Jouanne amplió la idea y la puso en el mar en un intento de utilizar la energía cinética constantemente presente de las olas del océano.
Resulta que la idea funciona: una boya que probó en su laboratorio con una ola promedio simulada produjo tres kilovatios de potencia, o lo suficiente como para alimentar dos casas, lo que proporcionó ímpetu para nuevas pruebas. Sus primeros prototipos funcionaron mal, pero, como ella dice, los avances casi siempre nacen de fracasos, y la trayectoria de su trabajo es optimista: a lo largo de los años, sus diseños han mejorado y, posteriormente, ha visto un aumento en la financiación gubernamental de la ciencia. y el interés de las empresas de energía limpia.
Von Jouanne sigue siendo una figura destacada en el campo en rápido desarrollo de la investigación de la energía de las olas y trabaja con la esperanza de que sus boyas algún día ayuden a llevar energía renovable limpia al público.
2. Basura
La idea es utópica: una máquina que convierte la basura en energía. En este caso, un poco de utopía ha resistido las pruebas de campo del mundo real, aunque en un lugar menos utópico: el ejército de los EE. UU. Usó dos generadores alimentados por basura para alimentar sus operaciones cerca de Bagdad, Irak. Esto ayudó a aliviar varios problemas para el ejército en condiciones hostiles, porque significaba una menor necesidad de convoyes de combustible y tramos de basura, los cuales eran objetivos fáciles de ataque. Así es como el ejército llegó a correr en parte con sus propios papeles triturados y restos de comida.
El sistema funciona más o menos así: la basura seca como el cartón y la espuma de poliestireno se comprime en gránulos y se calienta hasta que se convierte en un gas sintético similar al propano. Mientras tanto, los restos de comida y los líquidos se fermentan en etanol. El gas sincrónico y el etanol se combinan para alimentar el generador. El generador también necesita algo de energía externa, pero utiliza alrededor del 5% del diésel que normalmente requeriría dicho generador, mientras que la base produce solo 1/30 de la basura que normalmente necesitaría.
Las hazañas del ejército de los EE. UU. Han demostrado la viabilidad del poder de la basura, por lo que tal vez sea hora de usar nuestra basura en un contexto menos marcial.
3. fútbol
Imagine utilizar la energía generada por un juego de fútbol para alimentar su lámpara de lectura. Esa es exactamente la idea detrás del Soccket, un balón de fútbol que almacena la energía cinética generada por su uso en el juego como energía eléctrica.
Jessica Matthews, una estudiante de pregrado de Harvard con raíces en Nigeria, quería encontrar una manera de usar el fútbol, el juego más popular del mundo, para mejorar la vida de las personas en los países en desarrollo. El resultado es el Soccket, que puede producir 3 horas de luz LED con 30 minutos de juego. Matthews dice que espera que su invención pueda suplantar el uso de queroseno, y recuerda las visitas a Nigeria durante las cuales el combustible de la lámpara tóxica le dificultaba la respiración.
Aunque las limitaciones del proyecto son evidentes: el costo relativamente alto del Soccket, la pequeña escala en la que produce energía, la idea de crear energía fuera del juego es elegante.
4. bicicletas
Gira tu manivela, enciende una luz? Los generadores que funcionan con bicicletas pueden generar una buena cantidad de energía: por ejemplo, un ciclista profesional puede pedalear a más de 400 vatios durante una hora (un simple mortal puede producir la mitad de eso). Por supuesto, esto apenas afecta el consumo de energía de la mayoría de las personas: el hogar estadounidense promedio usó 940 kilovatios-hora al mes en 2011. Sin embargo, su bicicleta es más que suficiente para cargar dispositivos pequeños, mientras que quizás le dé una idea saludable de cómo mucho esfuerzo realmente implica un kilovatio-hora.
Algunas organizaciones han puesto los generadores de bicicletas en el centro de atención: este hotel danés ofrece a sus clientes vales de comida a cambio de montar sus bicicletas generadoras durante 15 minutos, mientras que el festival de música Rock the Bike, con sede en San Francisco, usa bicicletas para potenciar su sonido. sistema.
Los entusiastas del bricolaje pueden encontrar múltiples planes gratuitos para construir uno en línea.
5. Orina
A veces, los escasos recursos crean soluciones innovadoras. Cuatro niñas nigerianas han creado un método para generar electricidad que funciona con orina. Su diseño extrae hidrógeno de la orina y puede producir seis horas de energía por cada litro.
Naturalmente, su prototipo tiene limitaciones considerables: su celda electrolítica requiere energía para iniciarse y su fuente de combustible, hidrógeno puro, es volátil. Sin embargo, su invento sigue siendo una hazaña impresionante de ingeniería, especialmente dada su edad: ninguno de ellos tenía más de 15 años al finalizar su proyecto.
6. Golpes de velocidad
Los viajeros en el suroeste de Inglaterra pueden estar creando energía con sus automóviles en estos días: la ciudad ha comenzado a instalar rampas de carretera electrocinéticas. Cada rampa contiene placas de metal que se comprimen cuando pasa un automóvil, alimentando un generador interno. La energía producida resultante oscila entre 5 y 50 kW, dependiendo del peso del vehículo que pasa.
El inventor Peter Hughes, con sede en Dorset, pasó 12 años diseñando su concepto, que puede ayudar a alimentar los semáforos, las señales de tráfico y otras infraestructuras de la ciudad.
7. Microbios marinos
Para un observador laico, los microbios productores de electricidad parecen tambalearse al borde de la ciencia y la ciencia ficción. Sin embargo, son muy reales: los investigadores de la universidad de East Anglia han estado estudiando una cepa de bacteria llamada Shewanella oneidensis, que produce proteínas que pueden transferir electricidad a los metales.
El microbio marino se ha sintetizado con éxito artificialmente, y las pruebas de laboratorio han demostrado que la energía producida por las proteínas en su superficie se puede aprovechar para obtener energía eléctrica. El Dr. Tom Clarke, biólogo de East Anglia, explica:
Los científicos saben desde hace algún tiempo que las bacterias tienen un efecto sobre los minerales y metales, pero esta es la primera vez que se ha demostrado que descargan una corriente eléctrica directamente. Puede haber otras especies que lo hacen incluso mejor que la nuestra. Estas bacterias muestran un gran potencial como células de combustible microbianas, donde se puede generar electricidad a partir de la descomposición de productos de desecho domésticos o agrícolas.
8. cinturones de viento
La idea de las turbinas eólicas está establecida en los círculos de energía alternativa, pero la idea de un cinturón eólico es relativamente nueva: Shawn Frayne lo concibió durante un viaje de 2004 a una comunidad pesquera fuera de la red en Haití. A diferencia de una turbina de engranajes tradicional, que utiliza el viento para impulsar sus rotores, un cinturón de viento utiliza un fenómeno aerodinámico conocido como aleteo aeroelástico para extraer energía del viento.
La tecnología es capaz de extraer energía del viento a escalas y costos inaccesibles para las turbinas tradicionales. Dirigido por Frayne, el Grupo Humdinger Wind Energy está trabajando actualmente en el desarrollo y despliegue de varios tamaños y modelos de su prototipo en todo el mundo; ahora existen cinturones de viento en Hong Kong, España, Ecuador y Canadá.
