tag:theconversation.com,2011:/es/topics/energia-solar-59451/articlesenergía solar – The Conversation2023-02-19T18:41:51Ztag:theconversation.com,2011:article/1999382023-02-19T18:41:51Z2023-02-19T18:41:51Z¿Es una buena idea instalar centrales solares en el espacio para luchar contra el cambio climático?<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/510165/original/file-20230214-28-pnfyjl.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C54%2C3015%2C2341&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Enviar paneles solares al espacio y transmitir la energía a la Tierra por microondas no resolverá el problema del calentamiento global.</span> <span class="attribution"><span class="source">NASA / Wikipedia</span></span></figcaption></figure><p>En el espacio, siempre brilla el sol. De ahí surge la idea de desplegar enormes paneles solares en la órbita terrestre para abastecer de electricidad a la humanidad. Sin nubes que estorben, sin alternancia de días y noches: así se evita la intermitencia, <a href="https://theconversation.com/aumentan-las-renovables-el-riesgo-de-apagones-en-la-red-electrica-179729">uno de los principales inconvenientes de la energía solar</a> en la Tierra.</p>
<p>Una central solar orbital de este tipo fue propuesta por primera vez en 1941 por Isaac Asimov en su relato <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Reason_(relato_corto)"><em>Reason</em></a>. Desde entonces, la idea ha ganado <a href="https://space.nss.org/space-solar-power-info/">adeptos</a> y <a href="https://www.alcimed.com/fr/les-articles-d-alcim/le-regain-dinteret-pour-les-centrales-solaires-orbitales/">se ha extendido</a>. Es tan atractiva que en agosto de 2022 el director de la <a href="https://www.sciencetimes.com/articles/39473/20220820/european-space-agency-eyes-making-expensive-solaris-based-solar-power.htm">Agencia Espacial Europea</a> aseguró que la estaban estudiando. </p>
<p>Por su parte, Londres afirma que quiere <a href="https://spaceenergyinitiative.org.uk/uk-to-launch-first-power-station-in-space-limitless-green-energy-to-slash-foreign-ties/">poner en órbita 30 gigavatios de paneles solares de aquí a 2045</a>, mientras que <a href="https://www.alcimed.com/fr/les-articles-d-alcim/le-regain-dinteret-pour-les-centrales-solaires-orbitales/">Washington y Pekín</a> también han anunciado que están trabajando para conseguirlo.</p>
<p>Pero ¿es tecnológicamente factible la idea de enviar centrales fotovoltaicas al espacio? Tal vez. Aunque, como veremos, no permite responder a la urgencia del desafío climático.</p>
<h2>A pleno sol</h2>
<p>La energía solar está disponible en grandes cantidades y <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Dur%C3%A9e_d%27ensoleillement#Distribution_g%C3%A9ographique">distribuida por toda la superficie del globo</a>, aunque hay zonas que reciben más. En Marruecos tienen 3 000 horas de sol al año. En Noruega, la mitad.</p>
<p>Además, esta energía genera pocos residuos, no emite gases de efecto invernadero durante la fase de producción de electricidad y <a href="https://unece.org/sites/default/files/2021-10/LCA-2.pdf">pocos a lo largo de todo su ciclo de vida</a>, en comparación con las fuentes fósiles. </p>
<p>No obstante, también tiene inconvenientes: los paneles solares requieren <a href="https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions/executive-summary">silicio y cobre</a> y el Sol deja de brillar por la noche y cuando está nublado.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/509151/original/file-20230209-18-572jb3.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="Imagen de satélite de una de las mayores centrales solares del mundo" src="https://images.theconversation.com/files/509151/original/file-20230209-18-572jb3.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/509151/original/file-20230209-18-572jb3.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=330&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/509151/original/file-20230209-18-572jb3.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=330&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/509151/original/file-20230209-18-572jb3.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=330&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/509151/original/file-20230209-18-572jb3.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=415&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/509151/original/file-20230209-18-572jb3.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=415&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/509151/original/file-20230209-18-572jb3.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=415&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Sabemos cómo construir centrales solares terrestres muy grandes como esta en Bhadla, India.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://en.wikipedia.org/wiki/File:2020-05-20,_Sentinel-2A_L1C,_True_color_(1).jpg">Copernicus Sentinel-2, ESA</a></span>
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<p>Pero en una central orbital, no hay noche ni nubes. Los paneles solares estarían en órbita geoestacionaria, a una altitud de 36 000 kilómetros. Pasarían menos del 1 % del tiempo a la sombra de la Tierra. Esto es mucho mejor que en órbita baja: la Estación Espacial Internacional, a 450 kilómetros de altura, atraviesa regularmente la sombra de la Tierra y pierde <a href="https://www.nasa.gov/mission_pages/station/structure/elements/solar_arrays-about.html">alrededor del 30 % de la energía solar</a>.</p>
<h2>¿Cómo enviamos la energía a la Tierra?</h2>
<p>Para empezar, olvidémonos de la transmisión por cable. Un cable de esa longitud, aunque fuera factible, molestaría <a href="http://www.sproe.com/b/barrage-balloon.html">a los aviones</a> y los satélites.</p>
<p>Aunque más atractivo, olvidemos también el láser. Incluso operando en el rango de longitudes de onda que permite la atmósfera (<a href="https://www.esa.int/SPECIALS/Eduspace_ES/SEMPPYD3GXF_0.html">la “ventana atmosférica”</a>), las interacciones del haz con las moléculas de aire (absorción y dispersión) dificultarían mucho la transmisión de energía, sobre todo cuando la humedad y la nubosidad son elevadas. </p>
<p><a href="https://www.science.org/content/article/space-based-solar-power-getting-serious-can-it-solve-earth-s-energy-woes">La opción más popular en este momento</a> consiste en convertir la energía luminosa recogida en electricidad, que a su vez se transforma en un haz de microondas enviado hacia nuestro planeta. Este haz sería captado por la región de la superficie terrestre situada en la vertical, donde se volvería a convertir en electricidad.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="Representación artística de la rectenna, conjunto de antenas receptoras" src="https://images.theconversation.com/files/509404/original/file-20230210-27-xqv6c9.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/509404/original/file-20230210-27-xqv6c9.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=336&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/509404/original/file-20230210-27-xqv6c9.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=336&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/509404/original/file-20230210-27-xqv6c9.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=336&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/509404/original/file-20230210-27-xqv6c9.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=422&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/509404/original/file-20230210-27-xqv6c9.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=422&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/509404/original/file-20230210-27-xqv6c9.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=422&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Representación artística de una rectenna en la superficie terrestre para recibir microondas.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2022/08/Receiving_rectenna_on_the_ground">ESA</a></span>
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<p>Airbus <a href="https://www.science.org/content/article/space-based-solar-power-getting-serious-can-it-solve-earth-s-energy-woes">anunció recientemente</a> el éxito de un <a href="https://www.newsweek.com/wireless-electricity-space-solar-panels-renewable-energy-emrod-new-zealand-1751884">ensayo en tierra</a> realizado en Múnich con la empresa Emrod: una antena emisora de 2 metros de diámetro que convertía una potencia inicial de 10 kilovatios en microondas de 5,8 gigahercios fue capaz de transferir 2 kilovatios a 36 metros de distancia.</p>
<h2>¿Produciría más energía que una central tradicional?</h2>
<p>El mero hecho de que las empresas estén probando el proceso sugiere que puede ser económicamente viable. Pero la física impone algunos límites, en términos de ganancia de energía, ocupación de espacio y ritmo de ejecución.</p>
<p>La primera ventaja sobre el papel es que un panel solar en órbita geoestacionaria siempre bien orientado hacia el Sol proporcionaría, según nuestros cálculos, unas tres veces más energía que su homólogo en una región muy expuesta a la luz, como el Sáhara. Esto puede parecer mucho, pero no es suficiente. </p>
<p>La doble conversión (de electricidad a microondas y luego de nuevo a electricidad) provoca necesariamente pérdidas: actualmente, <a href="https://www.science.org/content/article/space-based-solar-power-getting-serious-can-it-solve-earth-s-energy-woes">perdemos la mitad de la potencia</a>. Por tanto, la ganancia real, comparada con una central terrestre, no es de tres, sino sólo de 1,5.</p>
<p>¿Puede compensar esta cifra los inconvenientes (o incluso la imposibilidad) de intervenir para su mantenimiento, y el gasto de materiales, energía, capital y contaminación que supone su puesta en órbita?</p>
<h2>¿Cuánto espacio ocuparía en la Tierra?</h2>
<p>Segunda ventaja sobre el papel: se supone que la central orbital evita la monopolización y artificialización de la superficie terrestre, que puede utilizarse para muchas otras cosas (vivir, cultivar, preservar…).</p>
<figure class="align-right ">
<img alt="Diagrama de transmisión" src="https://images.theconversation.com/files/509160/original/file-20230209-26-9vjl8h.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=237&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/509160/original/file-20230209-26-9vjl8h.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=439&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/509160/original/file-20230209-26-9vjl8h.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=439&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/509160/original/file-20230209-26-9vjl8h.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=439&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/509160/original/file-20230209-26-9vjl8h.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=552&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/509160/original/file-20230209-26-9vjl8h.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=552&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/509160/original/file-20230209-26-9vjl8h.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=552&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Ilustración de la transmisión de un haz de microondas a la Tierra, detectado por un conjunto de antenas rectificadoras de microondas que cubren varios kilómetros cuadrados.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://en.wikipedia.org/wiki/File:Space_to_ground_microwave,_laser_pilot_beam.png">NASA</a></span>
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</figure>
<p>En realidad, captar la energía enviada desde una central orbital, digamos <a href="https://www.science.org/content/article/space-based-solar-power-getting-serious-can-it-solve-earth-s-energy-woes">unos cuantos gigavatios</a>, requiere una superficie muy grande en la Tierra. </p>
<p>Un haz de microondas no es una línea recta delgada, ni <a href="https://www.science.org/content/article/space-based-solar-power-getting-serious-can-it-solve-earth-s-energy-woes">un haz convergente</a>, como a veces se representa. Es un cono divergente: punta fina al principio, <a href="https://www.sciencetimes.com/articles/39473/20220820/european-space-agency-eyes-making-expensive-solaris-based-solar-power.htm">base ancha al final</a>.</p>
<p>Este fenómeno se denomina <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Diffraction">difracción</a>. Un <a href="https://ntrs.nasa.gov/api/citations/19800022396/downloads/19800022396.pdf">estudio de la NASA</a> publicado en 1978 ya analizaba el caso de una central solar orbital capaz de suministrar 5 gigavatios de energía a Tierra a partir de 75 gigavatios de luz solar captada. Requería una antena emisora de 1 kilómetro de diámetro colocada en órbita y una antena receptora en tierra de 13 x 10 kilómetros (un poco más que la superficie de París), si la transmisión de energía se hacía con un haz de microondas con una frecuencia de 2,45 gigahercios.</p>
<p>El tamaño de la antena puede reducirse utilizando una gama de frecuencias más alta y todavía ser capaz de penetrar en la atmósfera, <a href="http://www.submm.caltech.edu/cso/weather/atplot.shtml">al menos mientras no esté demasiado húmeda</a>. Una frecuencia de <a href="http://www.submm.caltech.edu/cso/weather/atplot.shtml">100 gigahercios podría ser un buen objetivo</a>: la antena en órbita tendría entonces 30 metros de diámetro, y estaría asociada a una zona de captación en el suelo de 3,6 kilómetros de diámetro (112 veces el diámetro de la antena), es decir, una superficie terrestre de unos 10 kilómetros cuadrados.</p>
<p>Compárese con el tamaño de las centrales solares terrestres más potentes: <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Bhadla_Solar_Park">Bhadla</a>, en la India, de 8 kilómetros de diámetro, o <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Benban_Solar_Park">Benban</a>, en Egipto, de 7 kilómetros de diámetro, tienen unas capacidades instaladas de 2,2 y 1,7 gigavatios, respectivamente. En otras palabras, la ganancia de espacio es decepcionante: su huella en la Tierra es del mismo orden que la de una central terrestre de potencia comparable.</p>
<h2>Acciones urgentes</h2>
<p>Por último, pensemos en la carrera contra el cambio climático. Tenemos que cerrar muchas centrales térmicas lo antes posible. Unos pocos gigavatios colocados en órbita dentro de diez o veinte años tienen poca importancia comparados con los 66 gigavatios de paneles instalados en tierra <a href="https://www.pv-magazine.com/2023/01/03/china-aims-to-add-160-gw-of-wind-solar-in-2023/">sólo en China en 2022</a>. </p>
<p>Y, sobre todo, debemos reducir masivamente nuestro consumo total de energía de cara al decrecimiento <a href="https://theconversation.com/la-emergencia-climatica-nos-impone-programar-una-desescalada-economica-166049">imprescindible ante la actual crisis de la energía, los recursos y el medio ambiente</a>. De hecho, la única energía completamente limpia es la que no se consume.</p>
<hr>
<p><em>Este artículo se ha beneficiado de las conversaciones mantenidas con François Briens (economista e ingeniero de sistemas energéticos), Jean-Manuel Traimond (autor y conferenciante), Aurélien Ficot (formador e ingeniero medioambiental).</em></p>
<hr><img src="https://counter.theconversation.com/content/199938/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Les auteurs ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'ont déclaré aucune autre affiliation que leur organisme de recherche.</span></em></p>La idea de captar energía solar en órbita, donde siempre es de día, está ganando adeptos. Pero ¿supone algún beneficio respecto a las plantas situadas en la superficie terrestre?Emmanuelle Rio, Enseignante-chercheuse, Université Paris-SaclayFrançois Graner, Directeur de recherche CNRS, Université Paris CitéRoland Lehoucq, Chercheur en astrophysique, Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1763872022-03-14T19:01:44Z2022-03-14T19:01:44ZLos nuevos riesgos laborales de los empleos verdes<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/448074/original/file-20220223-27-3ygasd.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=5%2C5%2C3988%2C2239&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">
</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.shutterstock.com/es/image-photo/inspection-engineers-standing-on-top-wind-1914280714">Shutterstock / Pand P Studio</a></span></figcaption></figure><p>Si tuviéramos que elegir un término que defina ahora el mundo de las organizaciones empresariales, ese sería <em>sostenibilidad</em>. El <em>empleo verde</em>, motor de transición hacia una economía sostenible y núcleo central de los <a href="https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/objetivos-de-desarrollo-sostenible/">objetivos de desarrollo sostenible</a> (ODS), está llamado a ser una de las modalidades laborales que crezcan con más fuerza durante los próximos años. </p>
<p>Al mismo tiempo, la irrupción de nuevos puestos de trabajo asociados a este tipo de empleo trae consigo, irremediablemente, grandes retos en el ámbito de la seguridad y la salud en el trabajo.</p>
<h2>Empleo verde y riesgos emergentes</h2>
<p>Para la <a href="https://www.ilo.org/global/topics/green-jobs/news/WCMS_325253/lang--es/index.htm">Organización Internacional del Trabajo</a> son <em>empleo verde</em> aquellos puestos de trabajo que contribuyen a la conservación, restauración y mejora de la calidad del medio ambiente en cualquier sector económico. Hoy por hoy, hay <em>empleo verde</em> en los sectores de la energía (energías renovables), de la construcción (rehabilitación de edificios y eficiencia energética) y del transporte (vehículos eléctricos), entre otros.</p>
<p>Con su surgimiento se ha producido una transformación del entorno laboral asociada, principalmente, a la aparición e incorporación de nuevas tecnologías, materiales, prácticas y métodos de trabajo. Esto hace prever <a href="https://archivosdeprevencion.eu/view_document.php?tpd=2&i=5054">riesgos laborales nuevos y emergentes</a>, que harán necesario emprender acciones de análisis y vigilancia preventiva para su adecuada gestión.</p>
<p>Así, los responsables de seguridad y salud dentro de las empresas deberán formarse suficientemente para poder identificarlos, evaluarlos correctamente y plantear medidas preventivas específicas que los eliminen o reduzcan hasta niveles tolerables. </p>
<p>Un reciente trabajo, la <a href="https://www.aspaprevencion.com/estudio-final-analisis-de-los-riesgos-emergentes-en-el-empleo-verde-una-guia-practica/"><em>Guía práctica: análisis de los riesgos emergentes en el empleo verde</em></a> examina la incidencia de estos riesgos en los distintos sectores económicos implicados. Bajo este marco de referencia, exponemos algunos ejemplos de las situaciones de peligro que enfrentan los trabajadores de los sectores con mayor porcentaje de empleos verdes.</p>
<p><strong>Energía</strong></p>
<p>Dentro de este amplio sector, ponemos atención sobre aquellos trabajos que se realizan en el campo de la energía solar y eólica y que desde hace ya varios años están generando empleo en todo el mundo.</p>
<p>Si nos centramos en las instalaciones de paneles solares, destaca el riesgo que implican las <a href="https://osha.europa.eu/en/publications/e-fact-69-hazard-identification-checklist-osh-risks-associated-small-scale-solar-energy">altas tensiones eléctricas</a> (de hasta 600 voltios), que pueden causar electrocución, quemaduras y caídas (por contacto eléctrico). A ello se añade que el sistema fotovoltaico debe mantenerse encendido y no puede apagarse para hacer labores de mantenimiento. </p>
<p>También existe el riesgo de exposición al <a href="https://osha.europa.eu/en/publications/e-fact-69-hazard-identification-checklist-osh-risks-associated-small-scale-solar-energy">gas silano (SiH₄)</a> en la fabricación de células fotovoltaicas. Este gas es de baja toxicidad pero altamente inflamable y explosivo.</p>
<p>El <a href="https://osha.europa.eu/es/publications/e-fact-79-occupational-safety-and-health-wind-energy-sector">montaje de instalaciones eólicas</a> conlleva riesgos de caídas desde gran altura, así como los derivados del transporte, tanto por tierra, como por mar, de los enormes componentes que conforman una turbina. Su fabricación expone a los trabajadores a vapores nocivos derivados del uso de resinas y disolventes.</p>
<p><strong>Construcción</strong></p>
<p>En el sector de la construcción resaltamos las <a href="https://osha.europa.eu/en/publications/e-fact-70-occupational-safety-and-health-issues-associated-green-building">viviendas ecológicas</a>. En su construcción suelen utilizarse materiales más aislantes pero también más pesados (lo que puede provocar lesiones en su manipulación) y con menor capacidad de ventilación (lo que aumenta el riesgo de inhalación de productos tóxicos). La instalación de claraboyas horizontales para el aprovechamiento de la luz natural puede suponer riesgos de caída desde distintas alturas.</p>
<p>Uno de los nuevos materiales de construcción es el papel reciclado triturado, que sirve de aislamiento. Su uso puede generar riesgos químicos pues habitualmente se impregna con un <a href="https://www.ilo.org/dyn/icsc/showcard.display?p_lang=es&p_card_id=0991&p_version=2">8 % de ácido bórico</a>, una sustancia que puede afectar a la salud reproductiva y también puede generar alergias.</p>
<p><strong>Transporte</strong></p>
<p>Un factor clave para la <a href="https://www.ilo.org/global/about-the-ilo/newsroom/news/WCMS_745139/lang--es/index.htm">transformación del sector del transporte</a> es la promoción de la sostenibilidad a través de la expansión del transporte público, la automatización, la movilidad compartida, el uso de drones o la electrificación del transporte privado de pasajeros y mercancías.</p>
<p>La descarbonización del transporte incluye actividades como el mantenimiento y carga de vehículos eléctricos, en las que se trabaja con magnitudes de tensión muy elevadas que pueden incrementar los riesgos eléctricos, de incendio y de explosión. Además, las baterías de ion-litio son muy propensas a estallar por sobrecalentamiento o por el uso de voltajes incorrectos.</p>
<p>Al mismo tiempo, el uso, transporte y manipulación de nuevos combustibles o productos puede acarrear un aumento del riesgo químico debido a la poca información que se tiene actualmente sobre sus posibles efectos.</p>
<h2>Mejor sostenible y seguro</h2>
<p>En síntesis, la incorporación de los <em>empleos verdes</em> al mercado laboral es una realidad impulsada por el firme compromiso a nivel mundial para la transición hacia una economía que asegure un futuro sostenible y ecológico. </p>
<p>Estas nuevas ocupaciones, en distintas actividades y en sectores heterogéneos, expone a los trabajadores a riesgos nuevos y emergentes. Por eso es fundamental incorporar estrategias de salud y seguridad laboral desde la fases más tempranas de desarrollo de actividades relacionadas con el empleo verde. Anticiparse a los riesgos contribuirá a controlarlos y, por tanto, a proteger a los trabajadores.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/176387/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Las personas firmantes no son asalariadas, ni consultoras, ni poseen acciones, ni reciben financiación de ninguna compañía u organización que pueda obtener beneficio de este artículo, y han declarado carecer de vínculos relevantes más allá del cargo académico citado anteriormente.</span></em></p>Cada vez surgen más empleos verdes con la vista puesta en la sostenibilidad. El fin es bueno: se busca el equilibrio entre crecimiento económico, cuidado del medioambiente y bienestar social, pero implican nuevos y emergentes riesgos laborales para los trabajadores.Fermín Torrano, Director del Máster Universitario en Prevención de Riesgos Laborales, UNIR - Universidad Internacional de La Rioja Eva González-Menéndez, Profesora e Investigadora en la UNIR en el área de prevención de riesgos laborales y los sistemas de gestión. , UNIR - Universidad Internacional de La Rioja Francisco Javier Olivar de Julián, Doctor en Comunicación. Profesor Universitario Máster SIG y Máster PRL., UNIR - Universidad Internacional de La Rioja Natalia Orviz Martínez, Profesora Máster Prevención de Riesgos Laborales, UNIR - Universidad Internacional de La Rioja Tatiana Cuervo Carabel, Profesora Máster en Prevención de Riesgos Laborales, UNIR - Universidad Internacional de La Rioja Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1612352021-06-27T18:49:14Z2021-06-27T18:49:14ZAutoconsumo energético: ¿qué opciones tiene si quiere poner una instalación en casa?<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/402614/original/file-20210525-17-5rjhol.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=8%2C0%2C5483%2C3663&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">
</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.shutterstock.com/es/image-photo/solar-panel-on-roof-house-wind-585345260">Shutterstock / Diyana Dimitrova</a></span></figcaption></figure><p>A raíz de los cambios en la factura de la luz previstos para junio de 2021 en España, son muchos los hogares que se han hecho la misma pregunta: ¿qué puedo hacer para reducir mi factura de la luz?</p>
<p>Aparte de consejos prácticos y ajustes en nuestros hábitos de vida, existe otra vía innovadora e interesante. La producción de nuestra propia energía: el autoconsumo eléctrico.</p>
<h2>¿Que es el autoconsumo?</h2>
<p>El autoconsumo es la producción propia de energía para consumo directo. Su característica principal es la obtención de electricidad a partir de <a href="https://theconversation.com/es/topics/energias-renovables-60363">energías renovables</a>. </p>
<p>Las energías limpias han avanzado hasta convertirse en una alternativa real y económica de producción eléctrica. En España, el autoconsumo se obtiene principalmente de placas fotovoltaicas y molinos minieólicos. </p>
<p>Cada vez son más los hogares que se plantean como opción invertir en este tipo de soluciones para reducir el consumo en su factura eléctrica. Esta posibilidad de generar parte de nuestra energía supone una reducción de costes y una mayor autonomía en la producción eléctrica.</p>
<h2>El autoconsumo fotovoltaico</h2>
<p>A diario vemos edificios coronados por “mantas fotovoltaicas”. Estos equipos han cambiado el paisaje actual, instalándose tanto en industrias como en viviendas.</p>
<p>Las placas fotovoltaicas aprovechan la radiación solar para producir energía eléctrica de consumo. Estas placas aumentan su eficiencia con la radiación continuada. Por eso España es un paradigma renovable al contar con más de 300 días de sol al año.</p>
<p>Aprovechar esta fuente reduce la producción de energía eléctrica a través de combustibles fósiles y, por tanto, la huella ambiental. Por ello cada vez son más las iniciativas que buscan incentivar la contratación e instalación de estas tecnologías.</p>
<p>Su versatilidad reside en que se pueden instalar en todo tipo de cubiertas. Ya sean planas, inclinadas, grandes o pequeñas. Todo tipo de edificios tienen la posibilidad de beneficiarse de este tipo de captadores.</p>
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<a href="https://images.theconversation.com/files/402611/original/file-20210525-17-l22fx0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/402611/original/file-20210525-17-l22fx0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/402611/original/file-20210525-17-l22fx0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=200&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/402611/original/file-20210525-17-l22fx0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=200&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/402611/original/file-20210525-17-l22fx0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=200&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/402611/original/file-20210525-17-l22fx0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=251&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/402611/original/file-20210525-17-l22fx0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=251&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/402611/original/file-20210525-17-l22fx0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=251&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.shutterstock.com/es/image-illustration/3d-illustration-solar-panels-on-red-1371387098">Shutterstock / Rost9</a></span>
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</figure>
<h2>¿Cómo funciona el autoconsumo por captación solar?</h2>
<p>Cualquier sistema de captación fotovoltaico, debe contar con:</p>
<ul>
<li><p><strong>Placas fotovoltaicas</strong>. Están formadas por celdas de captación que producen electricidad a partir de la recepción de la luz solar.</p></li>
<li><p><strong>Un acumulador</strong>. Almacena la energía a través de pequeñas baterías para aprovecharla cuando no hay radiación solar.</p></li>
<li><p><strong>Un equipo de monitorización</strong>. Controla la producción y el estado de las baterías para prevenir su sobrecarga y descarga, alargando su vida útil.</p></li>
<li><p><strong>Un inversor electrónico</strong>. Convierte la corriente continua generada por la placa fotovoltaica en corriente apta para consumo directo.</p></li>
</ul>
<p>Su instalación es sencilla y versátil. Crece el número de empresas especializadas en el montaje y configuración de estos captadores, tanto para usuarios particulares como empresas.</p>
<h2>El autoconsumo minieólico</h2>
<p>Esta energía aprovecha la acción del viento para producir electricidad a través de generadores de pequeño tamaño. A diferencia de los grandes molinos eólicos, los minieólicos son más asequibles para su instalación.</p>
<p>La electricidad obtenida con estos minimolinos cubre de sobra las necesidades domésticas. Esta es una de las razones por las que a día de hoy es una de las opciones favoritas para apostar por el autoconsumo.</p>
<p>La ubicación de estos equipos no es exclusiva para las cubiertas. Su instalación en salientes, terrazas o edificaciones secundarias es muy habitual.</p>
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<a href="https://images.theconversation.com/files/402613/original/file-20210525-15-mitbsm.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/402613/original/file-20210525-15-mitbsm.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/402613/original/file-20210525-15-mitbsm.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/402613/original/file-20210525-15-mitbsm.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/402613/original/file-20210525-15-mitbsm.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/402613/original/file-20210525-15-mitbsm.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/402613/original/file-20210525-15-mitbsm.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/402613/original/file-20210525-15-mitbsm.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.shutterstock.com/es/image-photo/close-wide-angle-view-spinning-wind-1684483198">Shutterstock / Dewald Kirsten</a></span>
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<h2>¿Cómo funciona el autoconsumo eólico?</h2>
<p>Similares a las instalaciones fotovoltaicas, los sistemas eólicos para autonconsumo cuentan con:</p>
<ul>
<li><p><strong>Un generador eólico o minieólico</strong>. Produce potencia eléctrica de hasta 100 kW a partir de la fuerza del viento las 24 horas del día.</p></li>
<li><p><strong>Un acumulador</strong>. Es similar al solar, pero de funcionamiento constante tanto de día como de noche.</p></li>
<li><p><strong>Un regulador o monitorizador</strong>. Controla y regula la producción de energía.</p></li>
</ul>
<p>La energía minieólica es un recurso aprovechable, constante y silencioso que produce energía cercana al lugar de consumo, reduciendo así los costes de transporte.</p>
<h2>¿Cómo adaptar mi vivienda para el autoconsumo?</h2>
<p>En primer lugar, es aconsejable contactar con profesionales que le asesoren y le propongan la solución idónea para su hogares.</p>
<p>Las condiciones de ubicación, soleamiento y hábitos de consumo pueden favorecer la contratación del sistema elegido. Por ejemplo, la captación solar es más efectiva en el centro y sur de la península. </p>
<p>Por su parte, el aprovechamiento eólico es más efectivo en altitudes relativas y cerca del nivel del mar. El aprovechamiento de las corrientes de aire es clave para generar un sistema eficiente.</p>
<p>La inversión en estas instalaciones es a día de hoy muy asequible. Son proyectos algo más costosos que soluciones convencionales, pero su prolongada vida útil, su bajo coste de mantenimiento y su fuente gratuita de energía convierten el autoconsumo en un coste muy rentable a medio y largo plazo.</p>
<p>El consumo eléctrico ha crecido en los últimos meses a raíz del aumento en la demanda de consumo de pequeños electrodomésticos (móviles, tablets, ordenadores, etc.) así como por al aumento del tiempo de estancia en el hogar derivado de la pandemia. </p>
<p>El aumento de horas de consumo en iluminación y uso de electrodomésticos se ha traducido en un aumento notable del gasto eléctrico. Reducir el consumo es una necesidad, y también un ejercicio de responsabilidad.</p>
<h2>Energías renovables: presente y futuro de la energía</h2>
<p>La legislación española está adaptándose a la nueva realidad energética. La <a href="https://theconversation.com/es/topics/ley-de-cambio-climatico-82472">ley de cambio climático</a> marca como objetivo una cuota de renovables del 32 %. Esto incluye a todos los sistemas: solar, biomasa, eólica, geotermia, aerotermia, etc.</p>
<p>Para autoabastecimiento en los hogares, la mejor opción es la captación fotovoltaica. Las mejoras e investigación en otro tipo de energías va completando cada vez más la oferta. El objetivo principal de estas energías es reducir su coste de contratación en favor del rendimiento en el consumo.</p>
<p>El siglo XXI es el siglo de las energías renovables, y en este sentido el autoconsumo se establece como una solución válida, real, eficiente y económica. Invertir en ello es invertir en economía, sostenibilidad y eficiencia.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/161235/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Javier Martínez Moronta no recibe salario, ni ejerce labores de consultoría, ni posee acciones, ni recibe financiación de ninguna compañía u organización que pueda obtener beneficio de este artículo, y ha declarado carecer de vínculos relevantes más allá del cargo académico citado.</span></em></p>Actualmente, las placas solares y los minimolinos eólicos son las alternativas más eficientes. Elegir una u otra dependerá de factores como la ubicación de su vivienda o el espacio del que dispone.Javier Martínez Moronta, Arquitecto BIM. Especialización en Eficiencia Energética., UNIR - Universidad Internacional de La Rioja Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1615552021-06-20T18:54:21Z2021-06-20T18:54:21ZAlmacenamiento energético: ¿el gran desafío para las renovables?<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/405749/original/file-20210610-17-18daqm3.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C0%2C1917%2C1273&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Sistema de almacenamiento y suministro de hidrógeno en el Centro Aeroespacial Alemán (DLR) en Colonia.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.dlr.de/content/en/articles/news/2021/02/20210412_dlr-at-the-digital-hannover-messe-2021.html">DLR</a></span></figcaption></figure><p>Se estima que la demanda global de energía habrá aumentado un <a href="https://www.iea.org/reports/global-energy-review-2021">4,6 % al finalizar 2021</a>, recuperando la tendencia creciente interrumpida por la pandemia de la covid-19. Al mismo tiempo, la potencia instalada de energía renovables creció <a href="https://www.irena.org/Statistics/View-Data-by-Topic/Capacity-and-Generation/Statistics-Time-Series">más de un 10 % a nivel global en el año 2020</a>. Los datos indican que estamos recorriendo el camino hacia la descarbonización.</p>
<p>Pero la transición energética no podrá ser definitiva si no somos capaces de compensar el suministro intermitente de energía que aportan las renovables. La producción de energía solar y eólica depende de factores que pueden sufrir grandes variaciones a lo largo de un mismo día. Para poder integrarlas en el sistema de generación de energía es necesario combinarlas con un sistema de almacenamiento energético.</p>
<p>El almacenamiento de energía se asocia directamente con las baterías eléctricas. Esto es aún más frecuente si tenemos en cuenta el creciente aumento del uso de vehículos eléctricos. La tecnología de baterías eléctricas ha experimentado un gran desarrollo y los costes se están reduciendo de forma significativa. Sin embargo, aún es necesario aumentar su vida útil y favorecer la reutilización y reciclaje de sus componentes.</p>
<p>Afortunadamente, las baterías eléctricas no son la única forma de almacenamiento energético. Las fuentes de energía renovable actuales pueden combinarse con sistemas de almacenamiento mecánico, térmico y químico.</p>
<h2>Almacenamiento mecánico: centrales hidráulicas de bombeo</h2>
<p>Las centrales hidráulicas de bombeo son un tipo especial de central hidroeléctrica. Utilizan un sistema de turbinas hidráulicas para producir electricidad a partir de la energía potencial almacenada en el agua de un embalse. Adicionalmente, incorporan un sistema de bombeo que permite volver a impulsar el agua al embalse. </p>
<p>A menudo, estas instalaciones funcionan con dos embalses, uno superior y otro inferior. Bombear agua al embalse superior tiene un coste en electricidad, pero este coste varía a lo largo del día. Así, en los periodos de alta demanda de electricidad, la central funcionará de la forma habitual para producir electricidad. En los periodos de baja demanda de electricidad, el agua se bombea hacia el embalse superior y se almacena. El proceso de bombeo aumenta la energía potencial del agua para que pueda ser utilizada en las turbinas en periodos de alta demanda de electricidad.</p>
<p>Se trata de una tecnología muy eficiente y flexible. Por esta razón <a href="https://op.europa.eu/en/publication-detail/-/publication/a6eba083-932e-11ea-aac4-01aa75ed71a1/language-en">más de un 90 % de la potencia de almacenamiento energético de Europa</a> es de este tipo. En España hay varios proyectos en marcha, como el de <a href="https://www.smartgridsinfo.es/2021/05/06/proyecto-salto-chira-busca-alcanzar-70-penetracion-renovables-gran-canaria">Salto de Chira</a> en Gran Canaria .</p>
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<a href="https://images.theconversation.com/files/405744/original/file-20210610-25-1basn5z.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/405744/original/file-20210610-25-1basn5z.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/405744/original/file-20210610-25-1basn5z.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=399&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/405744/original/file-20210610-25-1basn5z.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=399&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/405744/original/file-20210610-25-1basn5z.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=399&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/405744/original/file-20210610-25-1basn5z.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=501&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/405744/original/file-20210610-25-1basn5z.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=501&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/405744/original/file-20210610-25-1basn5z.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=501&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Presa de Chira, en Gran Canaria.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://saltodechira.com/">Salto de Chira</a></span>
</figcaption>
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<h2>Almacenamiento térmico: centrales de concentración solar</h2>
<p>No todas las fuentes de energía se emplean para producir electricidad. La energía en forma de calor se puede producir con una eficiencia mayor que la electricidad. En el caso de las energías renovables, la energía solar térmica es una de las más utilizadas.</p>
<p>La energía solar de baja temperatura se emplea ampliamente en viviendas para la producción de agua caliente. Para que estas instalaciones sean eficientes, deben contar con un sistema de almacenamiento térmico. Consiste en un depósito que almacena el agua caliente producida por la instalación solar que no se consume. Gracias a este sistema podemos tener agua caliente durante la noche.</p>
<p>Sin embargo, donde la energía solar térmica tiene un potencial más elevado es en las aplicaciones de alta temperatura. La tecnología de concentración solar permite alcanzar grandes temperaturas, siendo capaz de generar vapor de agua. Este vapor puede aprovecharse de la misma forma que se hace en una central térmica convencional, por lo que es posible generar electricidad. El problema del ciclo de vapor de una central de concentración es la intermitencia de la radiación solar. Para poder producir electricidad de forma continua es necesario emplear un sistema de almacenamiento de energía.</p>
<p>En este caso, se utilizan materiales de elevada capacidad calorífica como las sales fundidas (nitrato sódico, nitrato potásico…). Estos materiales son capaces de almacenar la energía térmica que no se está empleando para la producción eléctrica durante horas. De esta forma, puede utilizarse en momentos en los que no hay luz solar o la demanda de electricidad aumenta.</p>
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<a href="https://images.theconversation.com/files/405746/original/file-20210610-20-bzbjc4.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/405746/original/file-20210610-20-bzbjc4.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/405746/original/file-20210610-20-bzbjc4.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=326&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/405746/original/file-20210610-20-bzbjc4.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=326&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/405746/original/file-20210610-20-bzbjc4.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=326&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/405746/original/file-20210610-20-bzbjc4.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=410&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/405746/original/file-20210610-20-bzbjc4.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=410&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/405746/original/file-20210610-20-bzbjc4.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=410&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Gemasolar, planta de energía termosolar de concentración con sistema de almacenamiento térmico en sales fundidas (Fuentes de Andalucía, Sevilla).</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gemasolar_Thermosolar_Plant_2.jpg">Wikimedia Commons / kallerna</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">CC BY-SA</a></span>
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</figure>
<h2>Almacenamiento químico: hidrógeno</h2>
<p>Los sistemas de almacenamiento químico se basan en la transformación de energía eléctrica en energía de enlaces químicos. Esta energía puede ser extraída cuando se requiera o pueden usarse estas moléculas en procesos industriales. Si se utiliza electricidad de fuentes renovables se logran combustibles renovables, como el llamado hidrógeno verde.</p>
<p>El hidrógeno es una molécula con un poder calorífico muy elevado. Para obtener la misma cantidad de energía que contiene 1 kg de hidrógeno, <a href="https://www.aeh2.org/hidrogeno/">necesitamos quemar 2,78 kg de gasolina</a>. </p>
<p>Aunque el manejo de hidrógeno tiene algunos problemas de seguridad por su elevada inflamabilidad, cada vez estamos más cerca de un futuro basado en este combustible. Esta es, de hecho, una de las estrategias de España, como se expone en la <a href="https://www.miteco.gob.es/es/ministerio/hoja-de-ruta-del-hidrogeno-renovable.aspx">Hoja de Ruta del Hidrógeno</a>. Se espera que este sistema de almacenamiento químico sea capaz de eliminar las emisiones provocadas por el sector del transporte.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/405747/original/file-20210610-10377-16fd02h.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/405747/original/file-20210610-10377-16fd02h.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/405747/original/file-20210610-10377-16fd02h.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=399&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/405747/original/file-20210610-10377-16fd02h.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=399&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/405747/original/file-20210610-10377-16fd02h.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=399&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/405747/original/file-20210610-10377-16fd02h.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=502&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/405747/original/file-20210610-10377-16fd02h.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=502&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/405747/original/file-20210610-10377-16fd02h.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=502&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Sistema de almacenamiento y suministro de hidrógeno en el Centro Aeroespacial de Alemania en Colonia.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.dlr.de/content/en/articles/news/2021/02/20210412_dlr-at-the-digital-hannover-messe-2021.html">DLR</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">CC BY-SA</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>No hay un sistema de almacenamiento mejor que otro. La clave está en combinarlos todos de forma adecuada. El amplio abanico de tecnologías de almacenamiento de energía existente puede contribuir de manera combinada a la neutralidad climática.</p>
<p>El almacenamiento energético es fundamental para reducir la dependencia de combustibles fósiles. A la larga, será esencial para garantizar un sistema basado en energías renovables y libre de emisiones.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/161555/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Javier Sánchez Prieto no recibe salario, ni ejerce labores de consultoría, ni posee acciones, ni recibe financiación de ninguna compañía u organización que pueda obtener beneficio de este artículo, y ha declarado carecer de vínculos relevantes más allá del cargo académico citado.</span></em></p>Para lograr una transición energética definitiva, necesitamos ser capaces de compensar el suministro intermitente de energía que aportan las renovables con tecnologías de almacenamiento.Javier Sánchez Prieto, Profesor contratado doctor. Área de Organización Industrial y Electrónica., UNIR - Universidad Internacional de La Rioja Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1382452020-06-11T20:03:41Z2020-06-11T20:03:41ZCómo un proyecto de ciencia aplicada en un campo de concentración de Pinochet me ayudó a trascender el encierro<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/340537/original/file-20200609-21201-1sat8j2.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C0%2C815%2C213&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Campamento de prisioneros Melinka-Puchuncaví. Fotografía tomada por Rodrigo del Villar en 1984, poco antes de su demolición. En esa época, ya vislumbrándose el ocaso del régimen, los militares arrasaron con todo el campamento para borrar evidencias de la represión.</span> <span class="attribution"><span class="source">Rodrigo del Villar</span>, <span class="license">Author provided</span></span></figcaption></figure><p>En estos días de confinamiento obligado debido a la pandemia, muchos debemos sortear un sinfín de incomodidades, apremios, angustias y frustraciones.</p>
<p>Esta situación inevitablemente me recuerda la experiencia de encierro que viví hace 45 años como prisionero político en Chile durante la dictadura de Augusto Pinochet (1973-1990). </p>
<p>Estuve cinco meses preso, primero en una casa de tortura conocida como <a href="http://interactivos.museodelamemoria.cl/recintos/?region=17&recinto=554">“La Discoteca” o “Venda Sexy”</a>, y luego en tres campos de concentración: <a href="http://interactivos.museodelamemoria.cl/recintos/?region=17&recinto=559">Cuatro Álamos</a>, <a href="http://interactivos.museodelamemoria.cl/recintos/?region=17&recinto=671">Tres Álamos</a> y <a href="https://melinkapuchuncavi.cl/">Melinka-Puchuncaví</a>.</p>
<p>En Tres Álamos quise realizar alguna actividad colectiva que fuese gratificante y útil. Siendo mi especialidad la física experimental, ideé un proyecto de ciencia aplicada consistente en construir un espejo parabólico para concentrar la luz solar. </p>
<p>En los años setenta el uso de la energía solar estaba ya propuesto, pero no se había aprovechado ni difundido tan ampliamente como ahora.</p>
<p>El objetivo del proyecto era construir un dispositivo para hervir agua en un recipiente para que los presos pudiésemos tomar té o café. Además, permitía dedicar tiempo a algo que nos alejara por momentos del tedio, la tensión y el maltrato arbitrario impuestos por los comandantes y guardias del campamento y la incertidumbre de la duración del confinamiento.</p>
<p>Los materiales esenciales eran cartón corrugado para la estructura de soporte y papel de aluminio para la superficie reflectante. Obtuve cartón corrugado de cajas contenedoras que se encontraban por doquier en el campamento. </p>
<p>El papel de aluminio provino de la envoltura interna de las cajas de cigarrillos, donadas por prisioneros fumadores. Al explicar el proyecto a mis compañeros, muchos se interesaron y ofrecieron ayuda para recolectar más cajas.</p>
<p>Después de pasar algunas semanas en esta tarea, me trasladaron al campamento <a href="https://melinkapuchuncavi.cl/">Melinka-Puchuncaví</a>. Ahí llevé las hojas de aluminio que había reunido y presenté el proyecto a mis nuevos compañeros, que también se interesaron en participar. </p>
<p>Uno de ellos, de profesión carpintero, ofreció construir una armazón de madera. Yo estuve de acuerdo, a pesar de que mi idea inicial para la estructura era utilizar cartón corrugado. </p>
<p>Primó el criterio de realizar un proyecto colectivo, y el espejo fue de madera en su esqueleto con rellenos internos de cartón corrugado. Sin embargo, el conjunto resultó tan pesado que para moverlo y orientarlo con respecto al sol se necesitaban por lo menos dos o tres personas.</p>
<p>El espejo era circular, de unos 2 metros de diámetro. ¿Por qué ese diámetro? Como la superficie total era de un poco más de 3 m², la potencia captada podría llegar como máximo a 1,5 kilovatios. La potencia requerida para alimentar un hervidor eléctrico es aproximadamente 1 kilovatio, pero yo no tenía idea de la eficiencia de los papeles de aluminio como reflectores. </p>
<p>La idea era concentrar la radiación sobre una tetera o cafetera llena de agua puesta en el foco del paraboloide, de forma que el agua hirviera en un tiempo comparable al que se logra en una cocina común.</p>
<p>El paso siguiente fue cubrir toda la superficie con papel de periódicos, y finalmente pegar encima los papeles de aluminio. No alcancé a terminar esta última etapa, ya que me trasladaron nuevamente al campamento de Tres Álamos. </p>
<p>Nunca supe lo que sucedió después. Sin embargo, en épocas posteriores, compañeros que habían estado presos en Melinka-Puchuncaví más tiempo que yo me dieron varias versiones diferentes acerca del resultado del proyecto. </p>
<p>La primera, que el espejo incompleto quedó abandonado. Luego, los soldados del campamento lo desarmaron y utilizaron la madera como leña para hacer fogatas. Así se calentaban durante las frías noches de invierno en que tenían que hacer guardia a la intemperie. </p>
<p>La segunda versión fue que algunos compañeros continuaron el recubrimiento de aluminio hasta completarlo y tuvieron éxito en calentar agua hasta su ebullición. </p>
<p>Y la tercera versión fue que completaron el proyecto pero el resultado fue mediocre.</p>
<p>Estas diferentes versiones me han hecho recordar la famosa película <em>Rashomon</em> (1950) de Akira Kurosawa. En <a href="https://clever-geek.github.io/articles/115621/">este film</a>, la historia de un misterioso crimen es relatada por diferentes personajes y cada versión es completamente diferente y contradictoria con las otras.</p>
<p>En el contexto actual de cuarentena, la idea cobra interés nuevamente porque los mismos materiales están disponibles: cartón corrugado y papel de aluminio que se emplea en la cocina. Y la única herramienta necesaria es un cuchillo. Además se necesita cola fría, para pegar el cartón. </p>
<p>Propongo una modificación importante para facilitar su construcción: el espejo tendrá forma cuadrada en vez de circular, pero la superficie reflectante seguirá siendo un paraboloide de revolución. </p>
<figure class="align-left ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/340854/original/file-20200610-34661-9zvd8d.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=237&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/340854/original/file-20200610-34661-9zvd8d.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=505&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/340854/original/file-20200610-34661-9zvd8d.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=505&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/340854/original/file-20200610-34661-9zvd8d.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=505&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/340854/original/file-20200610-34661-9zvd8d.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=635&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/340854/original/file-20200610-34661-9zvd8d.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=635&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/340854/original/file-20200610-34661-9zvd8d.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=635&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Figura 1: Elementos.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Dibujo de Aitor Fernández.</span>, <span class="license">Author provided</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>La estructura consistirá en placas alargadas de cartón corrugado paralelas a la dirección X (que llamamos costillas X) y otras paralelas a la dirección Y (costillas Y), formando un retículo cuadrado. </p>
<p>Cada placa tiene dos lados largos que son curvas parabólicas idénticas y paralelas, y dos lados cortos que son rectas (ver Figura 1). </p>
<figure class="align-right ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/340855/original/file-20200610-34710-b80aii.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=237&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/340855/original/file-20200610-34710-b80aii.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=315&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/340855/original/file-20200610-34710-b80aii.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=315&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/340855/original/file-20200610-34710-b80aii.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=315&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/340855/original/file-20200610-34710-b80aii.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=396&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/340855/original/file-20200610-34710-b80aii.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=396&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/340855/original/file-20200610-34710-b80aii.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=396&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Figura 2: Vista en perspectiva.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Dibujo de Aitor Fernández.</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Las ranuras de las costillas X sirven para que encajen las costillas Y, y viceversa, como se ve en la Figura 2.</p>
<p>Por último, se pega la superficie reflectante de papel de aluminio. Para utilizar el calentador, se coloca la olla, tetera o cafetera en el plano focal del espejo, como se ve en la Figura 3. La posición relativa de la olla con respecto al espejo deberá reajustarse de acuerdo con el movimiento aparente del sol, de manera de mantener la olla siempre en el plano focal del espejo.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/340857/original/file-20200610-34705-oi0g5q.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/340857/original/file-20200610-34705-oi0g5q.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=376&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/340857/original/file-20200610-34705-oi0g5q.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=376&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/340857/original/file-20200610-34705-oi0g5q.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=376&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/340857/original/file-20200610-34705-oi0g5q.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=473&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/340857/original/file-20200610-34705-oi0g5q.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=473&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/340857/original/file-20200610-34705-oi0g5q.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=473&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Figura 3: Simulación gráfica.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Esquema de Aitor Fernández.</span>, <span class="license">Author provided</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>En internet se describen muchos proyectos de espejos parabólicos que emplean alguna antena satelital en desuso, por ejemplo:</p>
<figure>
<iframe width="440" height="260" src="https://www.youtube.com/embed/RWX5HH6HyPI?wmode=transparent&start=0" frameborder="0" allowfullscreen=""></iframe>
<figcaption><span class="caption">Parabolic Satellite Dish Conversion - Solar Cooker, por Alan Howell.</span></figcaption>
</figure>
<p>Sin embargo, en el entorno hogareño donde uno se encuentra en cuarentena, generalmente no hay antenas satelitales disponibles ni herramientas para fabricar un plato parabólico de metal. Además, el tamaño de estas antenas es insuficiente: del sol llega sólo 0.5 KW / m² . </p>
<p>En resumen, este es un proyecto de construcción de concentrador de radiación solar para calentar agua que emplea herramientas y materiales fáciles de encontrar, basado en el proyecto que conduje como preso político durante la dictadura de Pinochet. Todavía no he tenido tiempo para realizarlo pero me interesaría mucho conocer el resultado que tenga algún lector o lectora que decida hacerlo antes que yo.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/138245/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Boris Chornik no recibe salario, ni ejerce labores de consultoría, ni posee acciones, ni recibe financiación de ninguna compañía u organización que pueda obtener beneficio de este artículo, y ha declarado carecer de vínculos relevantes más allá del cargo académico citado.</span></em></p>Este es un proyecto de construcción de concentrador de radiación solar para calentar agua basado en el proyecto que conduje como preso político durante la dictadura de PinochetBoris Chornik, Profesor de Física, Universidad de ChileLicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1249682019-10-15T20:25:13Z2019-10-15T20:25:13ZLa energía solar hará que la humanidad sea más rica que nunca<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/297169/original/file-20191015-98636-19azfnb.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C0%2C2688%2C1793&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">
</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.shutterstock.com/es/image-photo/aerial-view-solar-power-panels-desert-1502266409?src=Wy-eIQ1yRajx--VVvIFeVw-1-7">Shutterstock/Drill Images</a></span></figcaption></figure><p>Hace entre 150 000 y 90 000, los <em>Homo sapiens</em> vivieron una vida de considerable pobreza, similar a la de los bosquimanos del siglo XX. Esto no quiere decir que fueran felices o infelices, pero no eran ricos y sus hijos morían cada pocos años conforme se repetían las sequías. La riqueza no tiene mucho que ver con la felicidad. Es algo distinto.</p>
<p>Cuando terminó la última glaciación, hace unos 12 000 años, y los bosques se retiraron hacia el norte, la hierba pudo crecer. Así lo hizo en las llanuras y en los valles fluviales de Mesopotamia y Egipto, de los ríos Indo, Ganges, Amarillo y Yang-tse, así como en las montañas de los Andes y los valles volcánicos de México y Centroamérica. </p>
<p>Los cereales y otras plantas, como las legumbres y en América los tubérculos, mutaron y se adaptaron a estaciones meteorológicas secas muy largas. Los humanos empezaron a ingerirlas y, al mismo tiempo, a utilizar cerdos y ovejas mantenidos en corrales.</p>
<p>Entre 10 000 y 3 000 años antes de nuestra era (a. n. e.) las bandas de <em>Homo sapiens</em> no crecieron mucho. A veces organizaban santuarios en las colinas. Por ejemplo, Jericó en las colinas costeras del Levante y Çatalhöyük en Anatolia. Estas, como con las muy posteriores ciudades de Troya, desaparecieron para volver al cabo de unos siglos o milenios, según las oscilaciones climáticas y las luchas entre bandas.</p>
<p>Una vez estabilizado el nuevo clima interglacial, alrededor de los 3 000 años a. n. e., los <em>Homo sapiens</em> detectaron una regularidad en los flujos de los ríos. El Éufrates y Tigris, con el Indo, el Ganges, y los dos ríos de China tienen crecidas importantes al final de la primavera y comienzo del verano boreal, cuando se funden los hielos de los Zagros en Anatolia y del Tíbet, mientas que el Nilo crece en el otoño, tras los monzones de verano que descargan agua en enormes cantidades en las altas mesetas de Etiopía.</p>
<p>Los valles se llenan, no solo de agua, sino, mucho más importante, de barro fértil. Las semillas de los cereales mutados no se dispersan por el aire sino que se mantienen en la planta o caen al suelo debajo del tallo. Los seres humanos ensayan, prueban y pronto aprenden a plantar, cuidar y recoger las semillas.</p>
<p>¡Han aprendido a capturar la energía del sol!</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/297170/original/file-20191015-98644-14phrn4.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/297170/original/file-20191015-98644-14phrn4.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=393&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/297170/original/file-20191015-98644-14phrn4.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=393&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/297170/original/file-20191015-98644-14phrn4.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=393&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/297170/original/file-20191015-98644-14phrn4.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=494&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/297170/original/file-20191015-98644-14phrn4.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=494&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/297170/original/file-20191015-98644-14phrn4.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=494&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Atardecer sobre el río Nilo.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.shutterstock.com/es/image-photo/sunset-on-nile-river-egypt-17119516?src=ELeUwBqpDd_5XUR1n1lZbA-1-0">Shutterstock/Luciano Mortula - LGM</a></span>
</figcaption>
</figure>
<h2>Las cuentas salen (y de sobra)</h2>
<p>Del sol llegan, entre los trópicos, unos 0,8 kilovatios (kW) por metro cuadrado durante 6 horas al día. Es decir, 4,8 kWh (kilovatios hora, la unidad que utilizamos como medida de la energía en nuestras actividades). El ser humano necesita 2,4 kWh diariamente para mantenerse vivo.</p>
<p>Las plantas solo capturan un 0,5 % (de media) de la energía que reciben, y eso solo mientras están creciendo. La eficiencia en un año es del 0,07 %. En un cultivo medio el trigo produce en un año alrededor de 1,3 kWh por metro cuadrado.</p>
<p>Una persona necesita 876 kWh al año para vivir. Esto son unos 673 metros cuadrados (0,07 hectáreas) de tierra cultivada con trigo. En otras palabras, una hectárea de esta gramínea alimenta a unas 15 personas.</p>
<p>El Nilo mantiene una superficie cultivable de unos 5 km a cada lado, durante unos 1 000 km, es decir, un millón de hectáreas. Daría para comer a unos 15 millones de personas. La población del Egipto antiguo no superó nunca los 5 millones.</p>
<p>Esto se traduce en que cada persona disponía de una energía 3 veces superior a sus necesidades alimenticias.</p>
<p>Esto también implica que tres personas podían comer con lo que una cultivaba. Así, podían dedicarse a hacer carpintería, barcos, minería, extraer granito, mármol, metales y piedras preciosas. Riqueza.</p>
<p>Si utilizamos como unidad de riqueza la necesidad de alimento, cada persona del Egipto antiguo tenía una riqueza de 3 unidades.</p>
<p>Lo mismo ocurría en Mesopotamia, los ríos indios y los chinos.</p>
<p>Los seres humanos, gracias a la energía solar capturada por las plantas, eran tres veces más ricos que cuando vivían en bandas de cazadores y recolectores.</p>
<p>Fue la primera revolución energética.</p>
<h2>El nacimiento de la riqueza</h2>
<p>Esa riqueza (a la que no han llegado nunca los animales) permitía, directamente, poseer una habitación, ropas y algún objeto de <em>lujo</em>. Puesto que parte de esa riqueza se conservaba y transmitía de generación en generación, se acumulaba y aumentaba.</p>
<p>Los seres humanos descubrieron la riqueza. No solo los que capturaban directamente la energía del sol, también los merodeadores que les quitaban parte de esa riqueza, de manera que esta se trasladaba de los valles a las mesetas y las colinas.</p>
<p>Mientras que la riqueza derivaba directamente de la energía solar a través de la fotosíntesis, y dado que esta tiene una eficiencia muy pequeña, la única forma de aumentar la riqueza era incrementar la superficie disponible para el cultivo, y que esta dispusiera de agua.</p>
<p>Se canalizaron los ríos (sobre todo en China) y se amplió al máximo la superficie cultivada.</p>
<h2>Se acaba la tierra cultivable</h2>
<p>Pero todo esto tenía un límite. y Este se alcanzó hacia el año 400 de nuestra era (d. n. e.) en Europa, Asia y África; hasta 1492, cuando un nuevo continente ofreció tierras, muchas de ellas sin cultivar, a aquellos que sí querían cultivarlas. Aumentó la riqueza bruta al aumentar mucho la población humana.</p>
<p>En 1800 se había llegado de nuevo a una situación de bloqueo. No había más riqueza para los seres humanos porque no había más tierra cultivable. La riqueza existente se repartía de manera desigual, pero lo importante es que no había más riqueza.</p>
<p>Tantas hectáreas irrigables, tantos vatios solares por metro cuadrado. No había, ni hay, más. Se puede aumentar la eficiencia de la fotosíntesis mediante abonos y rotación de cultivos. La planta con mayor eficiencia de que disponemos es la caña de azúcar, con la que los plantadores de Jamaica, Cuba y Brasil hicieron fortunas equivalentes a las del petróleo.</p>
<p>Contados los esfuerzos, al final la energía capturable (y por tanto la riqueza humana) era finita y se medía en hectáreas de tierra fértil con agua.</p>
<p>El ser humano, como las bacterias en una placa de Petri con alimento, se propaga hasta llenar toda la superficie habitable.</p>
<p>Los seres humanos habían conocido el carbón desde antiguo, como el petróleo. Aquel olía muy mal cuando se quemaba y no se podía comer, así que ¿para qué extraerlo de las entrañas de la Tierra?</p>
<p>Había madera, y con ella se podían calentar las casas. Para fabricar acero se podía utilizar la madera libre de agua, el carbón vegetal.</p>
<p>Como hoy globalmente, en la Inglaterra del siglo XVIII empezó a faltar madera. Se habían ido talando los bosques más deprisa de lo que estos se regeneraban. Aunque maloliente, se empezó a llevar carbón del norte al sur de Inglaterra, de Newcastle en la frontera con Escocia a Londres.</p>
<p>El carbón era energía concentrada. Para gastarla ya no hacían falta millones de hectáreas. Unas pocas bastaban para extraer la energía de millones de años, almacenada en el subsuelo.</p>
<p>Si utilizamos el concepto de <em>energía recobrada por energía invertida para obtenerla</em>, la agricultura tiene alrededor de 2. El carbón, de 50. El esfuerzo de una persona proporciona energía para 50. Los otros 49 pueden hacer otras muchas cosas.</p>
<p>¡Riqueza inmensa!</p>
<p>Con el carbón se hicieron calderas para hervir el agua y mover bombas hidráulicas con el vapor, locomotoras con esas calderas, rieles de hierro para transportar bienes de un lado a otro, barcos de vapor, telares y toda clase de máquinas. La revolución industrial y la riqueza que se iba acaparando fue una consecuencia de la energía solar almacenada en el carbón y recobrada desde las minas.</p>
<p>Comenzó la segunda revolución energética.</p>
<p>En América se estaba agotando el aceite de cachalote utilizado para iluminar las noches. El petróleo era un buen sustituto. El rendimiento entendido como energía recobrada por energía invertida para obtenerla era, al principio, cercano a 100, pues se encontraba a solo unos metros bajo la superficie.</p>
<p>Se consolidó esa segunda revolución.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/297167/original/file-20191015-98644-z5jvuc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C0%2C5760%2C3328&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/297167/original/file-20191015-98644-z5jvuc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=347&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/297167/original/file-20191015-98644-z5jvuc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=347&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/297167/original/file-20191015-98644-z5jvuc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=347&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/297167/original/file-20191015-98644-z5jvuc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=436&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/297167/original/file-20191015-98644-z5jvuc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=436&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/297167/original/file-20191015-98644-z5jvuc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=436&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption"></span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.shutterstock.com/es/image-photo/sunset-over-ocean-bright-orange-sun-242372626?src=asHScgWOkgdayXpPzXIULw-1-93">Shutterstock/StockElements</a></span>
</figcaption>
</figure>
<h2>Comienza la tercera revolución energética</h2>
<p>La riqueza actual de la sociedad humana es inimaginable, y toda ella deriva de la disponibilidad de energía de alto rendimiento. Como he dicho más arriba, una parte de esa energía se almacena y se incorpora, de forma que la riqueza aumenta con cada segundo de tiempo que pasa.</p>
<p>Como con la agricultura, la energía del carbón, petróleo y gas depende de la geografía. Aunque se obtiene de zonas de almacenamiento concentrado, hay pocas de ellas.</p>
<p>Estamos entrando, pero a trompicones, en la tercera revolución energética. Como en la primera, la energía que podemos capturar deriva de los 0,8 kW de energía solar que caen en un metro cuadrado de superficie entre las dos líneas de los trópicos, y menos fuera de ellas.</p>
<p>Pero hoy no dependemos de la bajísima eficiencia de la fotosíntesis de las plantas, ni necesitamos suelo fértil ni agua para capturar esa energía.</p>
<p>Podemos poner celdas solares, centrales termosolares y aprovechar las corrientes de aire creadas por esa energía solar, en cualquier metro cuadrado de suelo o de agua del planeta, en los desiertos, en las montañas, en los mares.</p>
<p>Hoy los rendimientos estándar en la conversión de energía solar a electricidad en las celdas solares están entre el 20 y el 30 %, 6 horas diarias, todo el año, y en toda la superficie del planeta. Un cálculo rápido da, teniendo en cuenta la superficie de la Tierra solo entre los paralelos 50 ⁰S a 50 ⁰N, 0,25 trillones de kWh.</p>
<p>El consumo de energía en 2018 ha sido de 0,00016 trillones de kWh.</p>
<p>Si ponemos <em>solo</em> la mitad de la superficie del planeta que hay entre los paralelos 50 ⁰S a 50 ⁰N a generar energía a partir de la solar podemos tener 500 veces más energía de la que usamos en la actualidad. 500 veces más riqueza. Es casi imposible imaginar lo que eso significa.</p>
<p>Al dejar atrás la caza y recolección multiplicamos por 3 nuestra riqueza y al utilizar la energía solar fósil la multiplicamos por 50. Poner en marcha la captura masiva de energía solar la multiplicará por 500.</p>
<p>¡Es difícil entender a qué estamos esperando!</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/124968/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Antonio Ruiz de Elvira Serra no recibe salario, ni ejerce labores de consultoría, ni posee acciones, ni recibe financiación de ninguna compañía u organización que pueda obtener beneficio de este artículo, y ha declarado carecer de vínculos relevantes más allá del cargo académico citado.</span></em></p>La riqueza de los seres humanos ha ido creciendo según íbamos capturando cada vez más energía. Hoy podemos aumentarla en cantidades inimaginablesAntonio Ruiz de Elvira Serra, Catedrático de Física Aplicada, Universidad de AlcaláLicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1240692019-09-25T19:56:39Z2019-09-25T19:56:39ZEstamos en una carrera por controlar el clima del planeta: la lucha debe continuar<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/293817/original/file-20190924-51421-1ccg5zu.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C0%2C5936%2C3383&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">
</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.shutterstock.com/es/image-photo/deadly-future-smoke-stack-oil-refinery-1149782072?src=JcI_Yl5aNIWcmSTP05pXZg-1-72">Shutterstock/Roschetzky Photography</a></span></figcaption></figure><p>El día 23 arrancó la <a href="https://www.un.org/en/climatechange/">cumbre del clima</a> en la Asamblea General de la Organización de las Naciones Unidas (ONU). Los jóvenes son protagonistas. El cambio climático está en boca de todos, las manifestaciones se suceden. Hasta las mayores contaminantes del mundo, las petroleras, <a href="https://corporate.exxonmobil.com/News/Newsroom/News-releases/2019/0826_ExxonMobil-and-Mosaic-Materials-to-explore-new-carbon-capture-technology">hablan de capturar CO₂</a>.</p>
<p>¿Se ha ganado la lucha?</p>
<p>Aún no. España es uno de los países que más habla de acciones contra el cambio climático. Pero no vemos grandes superficies cubiertas de centrales solares, ni fotovoltaica, ni solares térmicas.</p>
<p>Pasan los años, no se cambian las leyes. España no ha devuelto aún el dinero que debe a los inversores que financiaron las centrales de energía fotovoltaica de hace años y que se cerraron entonces sin reconocer los derechos a sus dueños.</p>
<p>En España, no existen centrales termosolares de más de 50 Mw, lo cual es una ineficiencia considerable. </p>
<p>Veo pocos autobuses eléctricos. Aunque veo enchufes para coches eléctricos en los parkings de Madrid, no los veo aún por las calles.</p>
<p>En la primera legislatura de Zapatero se apoyó con firmeza la energía solar, aunque no tanto el ahorro pasivo de energía. En la segunda se abandonaron las políticas contra el cambio climático. Durante el mandato de Rajoy se desarrollaron políticas activas en contra de la energía solar.</p>
<p>Hoy tenemos esperanzas, pero aún faltan las realidades.</p>
<p>¿Por qué tenemos que seguir luchando?</p>
<p>Hace unas semanas apareció la noticia de que un empresario con muchísimos recursos económicos de la India <a href="https://www.reuters.com/article/us-australia-coal-adani-ent/indias-adani-wins-green-light-for-long-delayed-australian-coal-mine-idUSKCN1TE0C2">había adquirido derechos en Australia para explotar una de las mayores reservas mundiales de carbón</a>, que quemará en las centrales eléctricas de su país. </p>
<p>China apoya la lucha contra el cambio climático y es uno de los países, con la India, invitados a la cumbre por el secretario general de la ONU, Antonio Guterres. Pero China no solo no cierra centrales de carbón, sino que sigue abriendo nuevas.</p>
<p>La <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Keeling_Curve">curva de Keeling</a>, la medida continua de concentración de CO₂ en la atmósfera, no muestra signos de abatirse. Sigue creciendo y este año <a href="https://www.sciencealert.com/it-s-official-atmospheric-co2-just-exceeded-415-ppm-for-first-time-in-human-history">se han superado las 415 partes por millón</a>.</p>
<p>Me dicen quienes me conocen que tengo que estar contento, pues tras 20 años de activismo fuerte, mío y de muchísimos otros, hoy la gente conoce el problema. Se hace incluso una cumbre sobre el mismo en la ONU, los jóvenes se manifiestan, hacen huelgas.</p>
<p>No, no estoy satisfecho, no estoy contento. Cuando vea que la curva de Keeling se estabiliza, que empieza a bajar (si es que lo veo en lo que me queda de vida) entonces sí, pensaré que aún podemos mantener nuestra vida, nuestra cultura.</p>
<p>Pero hay que hacer muchos esfuerzos.</p>
<p>El CO₂ se mantiene en la atmósfera entre 120 y 150 años. El calentamiento que produce funde las tundras y libera metano (gas natural) como lo libera el <em>fracking</em> que se realiza en los EE UU. El metano tiene un potencial de retención de infrarrojos 30 veces superior al del CO₂, aunque su tiempo de permanencia en la atmósfera es de <em>solo</em> 30 años.</p>
<p>Estamos en una carrera por controlar el clima del planeta.</p>
<p>Aunque se dice que inundaciones tales como las del levante español de hace un par de semanas no son consecuencia del cambio climático, <a href="https://theconversation.com/por-que-sufrimos-cada-vez-mas-extremos-climaticos-123545">la realidad es que sí lo son</a>. No su mera existencia, evidentemente siempre ha habido tormentas e inundaciones. Pero lo que sí es consecuencia del cambio climático es la intensidad, duración y repetición de estos episodios en fechas no habituales.</p>
<p>El cambio climático no es un cambio de color, de blanco a negro. No es un cambio de caballos a coches.</p>
<p>No es, siquiera, el calentamiento global.</p>
<p>El cambio climático es, esencialmente, el cambio en la circulación atmosférica, en la secuencia, intensidad y posición de los vientos, de los movimientos de las masas de aire.</p>
<p>El verde Sahara de hace 6 000 años se desertizó completamente al cambiar la trayectoria del aire en el trópico de Cáncer. Sin ser apocalíptico, esto mismo puede pasar ahora en el Mediterráneo.</p>
<p>No desapareceremos del planeta pero, si no frenamos de una vez las emisiones de CO₂, tendremos que cambiar de forma de vida, de zona geográfica, montar nuevas ciudades, emigrar en masa.</p>
<p>Tenemos todas las herramientas en nuestras manos. Hoy la energía solar es barata.</p>
<p>¿Por qué dejamos pasar meses, años, sin actuar de verdad?</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/124069/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Antonio Ruiz de Elvira Serra no recibe salario, ni ejerce labores de consultoría, ni posee acciones, ni recibe financiación de ninguna compañía u organización que pueda obtener beneficio de este artículo, y ha declarado carecer de vínculos relevantes más allá del cargo académico citado.</span></em></p>Debemos seguir actuando para impedir el cambio climático. Los riesgos de no hacerlo son demasiado elevados.Antonio Ruiz de Elvira Serra, Catedrático de Física Aplicada, Universidad de AlcaláLicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1208372019-07-29T20:01:10Z2019-07-29T20:01:10ZEl hidrógeno, clave para gestionar las redes eléctricas del futuro<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/285683/original/file-20190725-136749-11s252w.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C35%2C8000%2C3916&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">
</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.shutterstock.com/es/image-illustration/ecology-energy-solution-power-gas-concept-765921106?src=fiFMiWG-hyk2VwDFU2I8rQ-1-0&studio=1">Petrmalinak/Shutterstock</a></span></figcaption></figure><p>Es una verdad universalmente admitida que las fuentes energéticas de la humanidad deben ser de carácter renovable. Lo que nos conduce a un uso creciente de las energías eólica y solar fotovoltaica. Estas últimas son actualmente las más desarrolladas y las más competitivas respecto a otras alternativas no sostenibles. </p>
<p>La forma práctica de usar estas fuentes de energía es su transformación en electricidad. Por ello, cualquier país suficientemente avanzado tenderá a la electrificación del sistema energético en los próximos años.</p>
<p>Sin embargo, la gestión de una red eléctrica basada en energías renovables no es sencilla, dado su carácter intermitente. No solo hay que gestionar el ciclo día-noche de la solar fotovoltaica, sino también los ciclos estacionales verano-invierno. </p>
<p>Es necesario almacenar la energía en periodos en los que existan excedentes. De esta forma, se podrán usar en momentos en los que la disponibilidad de energía es menor (menos viento o menos radiación solar en invierno).</p>
<p>Existen diferentes métodos de almacenamiento de energía eléctrica, como <a href="https://theconversation.com/son-las-baterias-de-litio-la-llave-del-crecimiento-de-las-renovables-108453">las baterías</a> o <a href="http://energystorage.org/energy-storage/technologies/pumped-hydroelectric-storage">el bombeo hidráulico</a>. La mayor parte de ellos no permiten cubrir la demanda necesaria o no permiten el almacenamiento a largo plazo de grandes cantidades de energía. Pero existe un vector energético que sí permite ser almacenado y distribuido cumpliendo estos requisitos: el hidrógeno.</p>
<h2>Producción y almacenamiento del hidrógeno</h2>
<p>El proceso de producción de hidrógeno a partir de la energía eléctrica es conocido como <a href="https://www.energy.gov/eere/fuelcells/hydrogen-production-electrolysis">electrolisis</a>. Se realiza aplicando corriente eléctrica al agua, separando así sus elementos: hidrógeno y oxígeno. De esta forma, la electricidad renovable producida se almacena en forma de hidrógeno.</p>
<p>Cuando es necesario disponer de nuevo de electricidad, es posible realizar el proceso inverso: alimentando una <a href="https://www.energy.gov/eere/fuelcells/fuel-cells">pila de combustible</a> con el hidrógeno almacenado se obtiene la electricidad que requerimos, produciéndose también agua.</p>
<p>Existen <a href="https://www.energy.gov/sites/prod/files/2017/03/f34/fcto-h2-storage-fact-sheet.pdf">diversas formas de almacenar hidrógeno</a>, pero la más utilizada actualmente son los depósitos a alta presión. La presión estándar de almacenamiento es 700 bar (unas 700 veces la presión atmosférica). <a href="https://www.youtube.com/watch?v=FgLTUbWyEa0">Su uso es seguro</a> gracias a los avances de los últimos años en tecnología de materiales. Podemos almacenar grandes cantidades de energía durante largos periodos de tiempo y, por tanto, gestionar la red eléctrica. </p>
<h2>Más allá de la electricidad</h2>
<p>Existen otros usos de este hidrógeno renovable diferentes de la electricidad, como los de empresas que requieren calor industrial de calidad. Incluso es posible usar la red de distribución de gas natural inyectando en ella gas de origen renovable.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/285401/original/file-20190723-110187-1d3pcj8.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/285401/original/file-20190723-110187-1d3pcj8.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/285401/original/file-20190723-110187-1d3pcj8.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=321&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/285401/original/file-20190723-110187-1d3pcj8.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=321&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/285401/original/file-20190723-110187-1d3pcj8.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=321&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/285401/original/file-20190723-110187-1d3pcj8.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=403&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/285401/original/file-20190723-110187-1d3pcj8.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=403&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/285401/original/file-20190723-110187-1d3pcj8.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=403&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">Esquema de almacenaje y distribución directa (línea azul) o a través de la red de gas natural (línea roja) de hidrógeno renovable.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2018/Sep/IRENA_Hydrogen_from_renewable_power_2018.pdf">International Renewable Energy Agency (IRENA)</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>La eficiencia de los electrolizadores y las pilas de combustible suele ser alta, entre el 70 y 90 %, dependiendo de la tecnología usada. El uso directo de la electricidad renovable no tendría ninguna pérdida. Pero, si es necesario almacenarla, <a href="http://hydrogencouncil.com/wp-content/uploads/2017/06/Hydrogen-Council-Vision-Document.pdf">la tecnología del hidrógeno resulta ser la más efectiva</a>.</p>
<h2>Aplicaciones en transporte</h2>
<p>Las primeras aplicaciones del hidrógeno como vector energético se están produciendo en el sector del transporte. Desde 2015 existen en el mercado vehículos eléctricos, como el <a href="https://www.toyota.es/world-of-toyota/medioambiente/mejor-aire/toyota-mirai-vehiculos-hidrogeno">Toyota Mirai</a> o el <a href="https://www.hyundai.co.uk/new-cars/nexo">Hyundai Nexo</a>. </p>
<p>En los coches, la electricidad se produce en una pila de combustible alimentada por un depósito de hidrógeno. El repostaje del hidrógeno se realiza en una estación se servicio de forma muy similar a como se realiza con otros combustibles. Un tiempo de repostaje de entre 3 y 5 minutos permite una autonomía cercana a los 700 km.</p>
<p>Países como Japón (con más de 100 estaciones de servicio de hidrógeno) o Alemania (con 50 estaciones de servicio) se encuentran a la vanguardia de la tecnología. </p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/285680/original/file-20190725-136744-1rqrb42.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/285680/original/file-20190725-136744-1rqrb42.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/285680/original/file-20190725-136744-1rqrb42.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/285680/original/file-20190725-136744-1rqrb42.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/285680/original/file-20190725-136744-1rqrb42.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/285680/original/file-20190725-136744-1rqrb42.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/285680/original/file-20190725-136744-1rqrb42.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/285680/original/file-20190725-136744-1rqrb42.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">Recarga del depósito de un Hyundai NEXO.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.hyundainews.com/models/hyundai-nexo-2020-nexo/photos">Hyundai</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Aunque en Europa se considera una tecnología prioritaria desde hace unos años, en España no existe aún ninguna estación de servicio de hidrógeno abierta al público de forma similar a como existen en otros países europeos. Desde la <a href="http://www.aeh2.org/">Asociación Española del Hidrógeno</a> estamos trabajando para que esta situación cambie. </p>
<h2>¿El futuro ya está aquí?</h2>
<p>La tecnología ha llegado a su desarrollo comercial en esta última década. Pero los próximos años traerán las mejoras necesarias para que su expansión sea posible.</p>
<p><a href="https://www.fch.europa.eu/publications/study-early-business-cases-h2-energy-storage-and-more-broadly-power-h2-applications">El precio actual de la producción de hidrógeno</a> se sitúa en unos 8 €/kg y el depósito de los vehículos comerciales contiene unos 6 kg de hidrógeno. Esto supone que el precio de llenar un depósito es similar al de la gasolina o el diésel. Sin embargo, el coste del hidrógeno disminuirá aún más en los próximos años.</p>
<p>En los Juegos Olímpicos de 2020 en Tokyo, la organización ha apostado por un transporte eléctrico basado en el hidrógeno. Será un gran impulso para esta tecnología y un incentivo para que los costes sean aún más bajos. </p>
<p>También se esperan mejoras en la tecnología de la electrolisis del agua y en la aplicación práctica de otros procesos nuevos, como la <a href="http://www.energetica21.com/descargar.php?seccion=articulos&archivo=C3BzelogOocB8D5l5q35w6f8bEJHLpKDr0hSmDgQfiNjbycHqW5qQZ.pdf">fotólisis directa del agua con luz solar</a>.</p>
<h2>En busca de materiales alternativos</h2>
<p>Las nuevas tecnologías suelen generar un problema de aumento de la demanda de materiales estratégicos. Éstos son materiales escasos o que se producen en pocos lugares en el mundo. En el caso de los coches eléctricos de baterías, el litio y el cobalto son los materiales estratégicos. Para los electrolizadores y las pilas de combustible, es el platino. Aun así, la cantidad necesaria de platino no es muy superior a la de metales nobles de los tubos de escape de los vehículos de combustión interna.</p>
<p>Los grupos de investigación que trabajamos en estas tecnologías tenemos en cuenta este problema. Estamos empezando a tener éxito en el desarrollo de materiales alternativos al platino que sean abundantes y sostenibles. Muy probablemente, los sistemas electroquímicos de los vehículos eléctricos del futuro serán muy diferentes a los actuales.</p>
<p>Una última consideración: la mayor parte del hidrógeno producido actualmente se obtiene a partir de combustibles fósiles. Esto no encaja en el esquema de sostenibilidad descrito en este artículo. Pero en los próximos años veremos cómo se usarán cada vez más las fuentes de energía renovables. El hidrógeno tendrá un papel fundamental en esta transición.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/120837/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>María Retuerto Millán recibe fondos de la Comisión Europea. </span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Miguel Antonio Peña es presidente del Comité Técnico de Normalización de Tecnologías del Hidrógeno de UNE, secretario de la Asociación Española del Hidrógeno y miembro del comité asesor Científico Técnico del Centro Nacional del Hidrógeno.</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Sergio Rojas Muñoz recibe fondos de la Comisión Europea en el marco del Programa H2020.</span></em></p>Debido al carácter intermitente de las energías renovables, es necesario desarrollar un sistema para almacenar los excedentes de electricidad y utilizarlos en períodos de escasa producción.María Retuerto Millán, Investigadora contratada, Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (ICP-CSIC)Miguel Antonio Peña, Investigador Científico, Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (ICP-CSIC)Sergio Rojas Muñoz, Investigador científico, Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (ICP-CSIC)Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1168712019-05-12T20:14:07Z2019-05-12T20:14:07Z¿Deberíamos convertir el desierto del Sahara en una inmensa planta solar?<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/273656/original/file-20190509-183112-192xmik.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C8%2C5494%2C3044&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">
</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.shutterstock.com/es/image-illustration/physical-map-world-satellite-view-north-1298339509">Naeblys / Naeblys</a></span></figcaption></figure><p>Siempre que visito el Sáhara me sorprende lo soleado y caluroso que es, y lo despejado que puede llegar a estar el cielo. Aparte de unos pocos oasis, hay poca vegetación, y la mayor parte del desierto más grande del mundo está cubierta de rocas, <a href="https://www.google.com/maps/place/Desierto+del+Sahara/@17.4985229,2.0382982,5363357m/data=!3m1!1e3!4m5!3m4!1s0x13883b64fb267151:0xd6406bdc582d7390!8m2!3d23.4162027!4d25.66283">arena y dunas</a>. El sol saharaui es bastante intenso para proveer a la Tierra de una <a href="https://globalsolaratlas.info/">energía solar considerable</a>.</p>
<p>Las estadísticas son sorprendentes. Si el desierto fuera un país, podría ser <a href="https://www.worldatlas.com/articles/the-largest-countries-in-the-world-the-biggest-nations-as-determined-by-total-land-area.html">el quinto más grande en el mundo</a> -es más grande que Brasil y ligeramente más pequeño que China y los Estados Unidos. </p>
<p>Según estimaciones de la NASA, cada metro cuadrado recibe entre 2.000 y 3.000 kilovatios/hora de energía solar al año. Dado que el Sáhara tiene una superficie de alrededor de 9 millones de km², esto significa que la energía total disponible –es decir, si cada centímetro del desierto absorbiera cada gota de energía solar– es de más de 22.000 millones de gigavatios hora (GwH) al año.</p>
<p>Se trata de una cifra que requiere contexto: significa que un hipotético parque solar que cubriera el desierto entero produciría 2.000 veces más energía que las centrales más grandes del mundo, que tan solo generan 100.000 GWh al año. De hecho, la producción sería equivalente a más de 36.000 millones de barriles de petróleo al día, es decir, alrededor de cinco barriles por persona al día. En este supuesto, el Sáhara podría producir potencialmente más de siete veces <a href="https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/index.php/Electricity_production,_consumption_and_market_overview">las necesidades de electricidad de Europa</a>, con casi ninguna emisión de carbono.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/270724/original/file-20190424-121224-12zqxz0.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/270724/original/file-20190424-121224-12zqxz0.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/270724/original/file-20190424-121224-12zqxz0.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=246&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/270724/original/file-20190424-121224-12zqxz0.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=246&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/270724/original/file-20190424-121224-12zqxz0.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=246&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/270724/original/file-20190424-121224-12zqxz0.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=309&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/270724/original/file-20190424-121224-12zqxz0.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=309&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/270724/original/file-20190424-121224-12zqxz0.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=309&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">Irradiación horizontal global, una medida de la cantidad de energía solar recibida por año.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://globalsolaratlas.info">Global Solar Atlas / World Bank</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Además, el Sáhara también tiene la ventaja de estar muy cerca de Europa. La distancia más corta entre el norte de África y Europa es de sólo 15 km en el estrecho de Gibraltar. Pero, incluso si la distancia fuera mayor, a través de la parte más ancha del Mediterráneo, también sería posible transportar energía. Después de todo, <a href="http://horlewire.com/en/references/worlds-longest-underwater-cable/">el cable submarino más grande del mundo</a> recorre cerca de 600 km entre Noruega y los Países Bajos.</p>
<p>Durante la última década, los científicos (incluidos <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306261915001750">mis compañeros y yo</a>) hemos investigado cómo la energía solar del desierto podría satisfacer la creciente demanda local de energía, y finalmente, abastecer a Europa también, y cómo podría funcionar en la práctica. Y estas ideas académicas se han materializado en planes rigurosos. </p>
<p>El principal intento fue Desertec, un proyecto anunciado en 2009 que rápidamente adquirió una cantidad significativa de fondos de varios bancos y empresas de energía antes de colapsar cuando la mayoría de los inversores se retiraron cinco años más tarde, alegando <a href="https://www.reuters.com/article/germany-desertec/desertec-shareholders-jump-ship-as-solar-project-folds-idUSL6N0S535V20141014">altos costes</a>. Estos proyectos se encuentran retenidos por una serie de <a href="https://newint.org/features/2015/03/01/desertec-long">factores</a> políticos, comerciales y sociales, incluida la falta de un desarrollo en la región.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/270737/original/file-20190424-121220-19ax3dm.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/270737/original/file-20190424-121220-19ax3dm.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/270737/original/file-20190424-121220-19ax3dm.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=286&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/270737/original/file-20190424-121220-19ax3dm.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=286&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/270737/original/file-20190424-121220-19ax3dm.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=286&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/270737/original/file-20190424-121220-19ax3dm.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=359&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/270737/original/file-20190424-121220-19ax3dm.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=359&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/270737/original/file-20190424-121220-19ax3dm.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=359&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">El planeta Tatooine de La Guerra de las Galaxias fue filmado en el sur de Túnez.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Amin Al-Habaibeh</span>, <span class="license">Author provided</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Entre las propuestas más recientes se encuentran el proyecto <a href="http://www.nurenergie.com/tunur/">TuNur</a> en Túnez, cuyo objetivo es suministrar energía a más de 2 millones de hogares europeos, o la central solar <a href="http://www.bbc.com/future/story/20161129-the-colossal-african-solar-farm-that-could-power-europe">Noor Complex</a> en Marruecos, que también pretende exportar energía a Europa.</p>
<p>En estos momentos existen dos tecnologías concretas para la generación de electricidad solar en este contexto: la energía solar por concentración (CSP) y los paneles solares fotovoltaicos convencionales. Cada uno tiene sus ventajas y desventajas.</p>
<h2>Solar concentrada</h2>
<p>La energía solar concentrada utiliza lentes o espejos para enfocar la energía del sol en un solo punto, que se vuelve muy caliente. Este calor genera electricidad a través de turbinas de vapor convencionales. Algunos sistemas utilizan sal fundida para almacenar energía, lo que permite que también se produzca electricidad por la noche.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/270726/original/file-20190424-121233-1mvabg7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/270726/original/file-20190424-121233-1mvabg7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/270726/original/file-20190424-121233-1mvabg7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/270726/original/file-20190424-121233-1mvabg7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/270726/original/file-20190424-121233-1mvabg7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/270726/original/file-20190424-121233-1mvabg7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=425&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/270726/original/file-20190424-121233-1mvabg7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=425&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/270726/original/file-20190424-121233-1mvabg7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=425&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Planta solar de concentración cerca de Sevilla, España. Los espejos enfocan la energía del sol hacia la torre del centro.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Novikov Aleksey / shutterstock</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>La CSP parece ser la más adecuada para el Sáhara debido al sol directo, la falta de nubes y las altas temperaturas, lo que la hace mucho <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0927024816305268">más eficiente</a>. Sin embargo, las lentes y los espejos podrían quedar cubiertos por las tormentas de arena, y la turbina y los sistemas de calefacción de vapor siguen siendo tecnologías complejas. Pero el inconveniente más importante de esta tecnología es <a href="https://blogs.worldbank.org/water/cutting-water-consumption-concentrated-solar-power-plants-0">que haría uso de unos recursos hidráulicos que en el desierto resultan escasos</a>.</p>
<h2>Solar fotovoltaica</h2>
<p>Los paneles solares fotovoltaicos, en cambio, convierten la energía del sol en electricidad utilizando directamente semiconductores. Es el tipo más común de energía solar, ya que puede conectarse a la red eléctrica o distribuirse para su uso a pequeña escala en edificios individuales. Además, proporciona un rendimiento razonable cuando el cielo está nublado.</p>
<p>Pero una de sus desventajas es que cuando los paneles se calientan demasiado su eficiencia disminuye. Esto no es recomendable en una parte del mundo donde las temperaturas estivales pueden superar fácilmente los 45°C a la sombra. Hay que tener en cuenta que la demanda de energía para el aire acondicionado es mayor durante las horas más calurosas del día. Otro problema es que las tormentas de arena podrían cubrir los paneles, reduciendo aún más su eficiencia.</p>
<p>Ambas tecnologías necesitan <a href="https://www.kcet.org/redefine/fact-check-how-much-water-does-solar-power-really-use">determinada cantidad de agua</a> para limpiar los espejos y los paneles, lo que hace que el agua sea un factor importante a tener en cuenta. La mayoría de los investigadores sugiere <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0927024816305268">integrar las dos tecnologías</a> y desarrollar un sistema híbrido.</p>
<p>Una pequeña parte del Sáhara podría producir tanta energía como la que produce actualmente todo el continente africano. A medida que la tecnología solar vaya mejorando, la producción será más barata y eficiente. El Sahara puede ser inhóspito para la mayoría de las plantas y animales, pero podría producir energía sostenible para mantener vivo todo el norte de África y más allá.</p>
<hr>
<p><em>Artículo traducido con la colaboración de <a href="http://www.casafrica.es/">Casa África</a> por Daniela Magdaleno y Eduardo Puche.</em></p>
<hr><img src="https://counter.theconversation.com/content/116871/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Amin Al-Habaibeh recibe fondos de UK Research and Innovation (UKRI) y de la Comisión Europea.</span></em></p>El inmenso desierto del Sahara podría producir más de siete veces las necesidades de electricidad de Europa, con casi ninguna emisión de carbono.Amin Al-Habaibeh, Professor of Intelligent Engineering Systems, Nottingham Trent UniversityLicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1041612018-10-01T21:11:18Z2018-10-01T21:11:18ZLas baterías de iones de litio pueden suponer un gran avance energético para África<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/238660/original/file-20181001-195266-tii4eq.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=11%2C0%2C7477%2C3693&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">
</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.shutterstock.com/es/image-illustration/concept-energy-storage-system-renewable-power-764274979">Shutterstock / petrmalinak</a></span></figcaption></figure><p><em>Las energías renovables —eólica, hidráulica o solar— son muy prometedoras. Pueden proporcionar energía a la vez que ayudan a superar los desafíos de las infraestructuras en África. En todo caso, esa energía limpia ha de ser almacenada. La solución podría venir de las baterías de iones de litio. The Conversation ha consultado a Bernard Jan Bladergroen acerca de los desafíos y las oportunidades que presenta este sector.</em></p>
<h2>¿Qué es una batería de ion de litio y cuáles son sus beneficios?</h2>
<p>Las baterías iones de litio o Li-ion son un tipo de batería recargable. Y son una opción accesible porque, si se cuidan de forma adecuada, pueden vaciarse y recargarse miles de veces, lo que las convierte en una elección idónea frente a las baterías comunes de plomo y ácido.</p>
<p>Las baterías de iones de litio, al igual que otras baterías empleadas para almacenar energía, funcionan como amortiguador entre la generación y el consumo de electricidad. </p>
<p>Las baterías se cargan cuando se dispone de energía (por ejemplo, procedente de una turbina eólica, de paneles solares o de la red energética), y luego proporcionan electricidad cuando no hay energía disponible.</p>
<p>Sí las baterías de iones de litio pudieran fabricarse en África a la escala apropiada, disminuirían su precio, y los consumidores podrían confiar más que ahora en la energía renovable. </p>
<p>Esto inauguraría el camino hacia la energía limpia y sostenible, mitigando los efectos del cambio climático e impulsando las economías regionales. </p>
<p>África ya cuenta con una parte de la solución: los paneles fotovoltaicos (FV) son comunes, y la energía que producen en Sudáfrica es aproximadamente un 40% más barata que la generada en centrales eléctricas basadas en combustibles fósiles o energía nuclear. </p>
<p>La principal desventaja de la energía fotovoltaica es que, en realidad, solo se puede generar entre las 10 y las 17 horas, periodo horario durante el que la mayoría de la gente no necesita electricidad, por lo que es necesario almacenar esa energía de forma barata. </p>
<h2>Las baterías de iones de litio se han comercializado en todo el mundo. ¿Por qué en África todavía no?</h2>
<p>Las baterías de iones de litio se emplean en muchos productos disponibles en el mercado, por ejemplo, en herramientas eléctricas, juguetes, bicicletas eléctricas, ordenadores portátiles y teléfonos móviles. </p>
<p>Las grandes instalaciones de baterías de iones de litio para aplicaciones domésticas y en redes energéticas se están extendiendo en cada vez más países, África incluida.</p>
<p>Solo existen unas pocas fábricas de baterías de iones de litio en EE. UU., Polonia, Corea del Sur, Japón y China, y la mayoría de las empresas que las producen trabajan en estrecha colaboración con fabricantes de vehículos eléctricos y centros de producción de bienes de consumo. </p>
<p>Entre las diez principales empresas que fabrican baterías de esta clase se encuentran Panasonic, Toshiba, Samsung SDI, LG-Chem y Tesla.</p>
<p>También hay algunas empresas en Sudáfrica que montan conjuntos de baterías empleando componentes de importación, y, según la información de que dispone el autor, solo existe una instalación en el continente africano con capacidad para producir baterías de iones litio a escala piloto: el Energy Storage Innovation Lab de la Universidad del Cabo Occidental. </p>
<p>Este laboratorio ha sentado las bases para el montaje industrial de baterías de iones de litio. Aunque no puedo afirmar con certeza que no se estén produciendo acumuladores para tales baterías en otros lugares de África, es difícil que una planta comercial pase desapercibida, pues tiene que ser muy grande para resultar rentable. </p>
<p>Nos encontramos ante una oportunidad muy significativa. Sudáfrica dispone de casi el 80% de las reservas conocidas de manganeso de todo el mundo, componente de gran importancia en la batería más popular. </p>
<p>Como las empresas que producen las baterías de iones de litio disponen de mucho capital y el precio del manganeso es relativamente bajo, han podido importarlo desde Sudáfrica. </p>
<p>Con el tiempo, un mercado creciente justificará la creación de una central local de producción de baterías. Sin embargo, para fabricarlas a un precio competitivo se necesitan instalaciones a gran escala con una inversión de, al menos, 1.000 millones de dólares. </p>
<p>Solo en una fábrica que produjera millones de acumuladores diarios de excelente calidad, el precio por pieza podría competir con las creadas en otros continentes. Reunir el capital necesario para llevar a cabo esta empresa en África será todo un desafío. </p>
<h2>¿Cuáles serían los desafíos principales para comercializar el ion-litio en todo el continente?</h2>
<p>A fin de comercializar este producto en toda África, el coste de un sistema de baterías de iones de litio necesita ser inferior al de cualquier otro sistema de almacenamiento de energía alternativa. </p>
<p>En la actualidad, las baterías de iones de litio cuestan entre 500 y 1.000 dólares por kilovatio hora, precio sustancialmente mayor que el de las baterías de plomo y ácido, pero, como las primeras duran mucho más que las segundas, pueden ofrecer una mayor rentabilidad.</p>
<p>El deseado cambio de paradigma para dejar atrás nuestra insostenible economía basada en combustibles fósiles se llevará a cabo cuando produzcamos baterías de iones de litio que presenten una vida útil de muchos años con un precio tan bajo como 300 dólares por kilovatio hora. La economía de escala es fundamental para alcanzar estas cifras.</p>
<p>Los beneficios en materia de electrificación podrían ser inmensos. La energía renovable —por ejemplo, las soluciones eólicas o solares—, en combinación con un dispositivo de almacenamiento energético que proporcione electricidad al mismo costo que la electricidad proveniente de una central no renovable, constituiría un gran avance. Y, como la red de distribución energética de África todavía se encuentra en vías de desarrollo, quienes inviertan en los dispositivos podrían obtener ganancias con mayor antelación que en las regiones donde ya existe una red de transmisión totalmente desarrollada por la que ya se ha pagado.</p>
<hr>
<p><em>Artículo procedente de <a href="https://theconversation.com/africa">The Conversation África</a> y traducido con la colaboración de <a href="https://theconversation.com/es/partners/casa-africa">Casa África</a>. <strong>Traducción:</strong> Ramsés Cabrera.</em></p>
<hr><img src="https://counter.theconversation.com/content/104161/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Bernard Jan Bladergroen trabaja para la Universidad de Western Cape y recibe financiación del Departamento de Ciencia y Tecnología, de Metair y de Eskom. </span></em></p>Las baterías de iones de litio de alta calidad podrían ayudar a África a optimizar las energías renovables.Bernard Jan Bladergroen, Head of Energy Storage Innovation Lab, University of the Western CapeLicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1029592018-09-13T07:42:50Z2018-09-13T07:42:50ZVentanas fotoeléctricas: el camino hacia una arquitectura eficiente y sostenible<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/235825/original/file-20180911-144476-1v8tpg5.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C0%2C750%2C499&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">
</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://unsplash.com/photos/WXIvO6j66P8">Unsplash</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">CC BY-SA</a></span></figcaption></figure><p>Imagine que una ventana de su casa atrapa la luz del Sol y la convierte en electricidad. La tecnología que lo hace posible existe y es una de las más prometedoras soluciones para ayudar a hacer realidad los ansiados edificios de consumo energético casi nulo.</p>
<p>En diciembre de 2015 se firmó el <a href="https://unfccc.int/resource/docs/2015/cop21/spa/l09s.pdf">Acuerdo de París</a> contra el cambio climático. 195 países sellaron un compromiso para fijar el calentamiento del planeta en un máximo de 2 ºC, tomando como referencia los valores de la era preindustrial. Para lograr este objetivo acordaron promover la utilización de energías renovables.</p>
<p>Entre las fuentes de energía renovable, el Sol ocupa un lugar destacado. Es una energía limpia, gratuita e inagotable, al menos durante un largo período de tiempo. Su potencial es enorme. Una sola hora de Sol bastaría para abastecer las demandas energéticas de la humanidad durante todo un año.</p>
<p>La energía es consumida de múltiples formas, pero una de las más útiles y portables es la electricidad. En 1954 los laboratorios Bell desarrollaron las primeras celdas solares fotovoltaicas, dispositivos que convierten la luz en electricidad. </p>
<p>Estas celdas se fabrican a partir de silicio. A pesar de los sucesivos avances, su limitada eficiencia, alto coste y la dificultad de integrarlas arquitectónicamente son factores que han limitado en gran medida su expansión. Se necesitan nuevas estrategias para superar estas dificultades.</p>
<h2>Juguemos a atrapar la luz del Sol</h2>
<p>“Todos los días juegas con la luz del universo”, sostenía Pablo Neruda en uno de sus poemas. Y es cierto, ya desde niños jugábamos con ella. Orientábamos una lupa hacia el Sol y bajo la misma situábamos un pequeño papel. ¡Sorprendentemente, como si de magia se tratase, el papel comenzaba a arder! </p>
<p>Tras esa aparente magia están las leyes de la óptica. La lupa actúa a modo de embudo solar, magnificando y canalizando los rayos del Sol hacia una pequeña región en la que se incrementa la intensidad lumínica.</p>
<p>En el laboratorio investigamos el desarrollo de una nueva tecnología de captura y concentración de la luz solar, denominada <em>concentrador solar luminiscente</em>, que guarda analogía con esta lupa. La tecnología hace uso de pinturas luminiscentes. Son materiales que absorben la luz y la reemiten. Al depositar estas pinturas sobre la superficie de un vidrio, capturan la radiación solar y la reemiten y redirigen hacia los extremos del vidrio. Allí, celdas solares convertirán esta radiación en electricidad.</p>
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<span class="caption">Concentradores solares luminiscentes: capturan la luz solar y la reenvían a los extremos. En la imagen se puede apreciar cómo los bordes brillan con más intensidad.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Amador Menéndez Velázquez</span></span>
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<p>La ventaja de este sistema es que consigue disminuir el tamaño de las costosas celdas solares, ahora reducidas a los bordes del vidrio. Sin embargo, se dispone de una gran superficie –las caras del vidrio– para capturar una gran cantidad de luz. </p>
<p>Otra ventaja de los concentradores solares luminiscentes es su eficiencia a la hora de captar la radiación solar, frente a las convencionales de silicio que sólo capturan una pequeña fracción. </p>
<p>En los concentradores solares luminiscentes podemos seleccionar una combinación de diferentes tintes, cada uno de los cuales captura un color específico. De esta forma, entre todos ellos se podrían captar diferentes componentes o colores (longitudes de onda) del espectro solar y así aprovechar mejor la radiación solar.</p>
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<span class="caption">Diferentes pinturas luminiscentes capturan diferentes colores de la luz solar.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Amador Menéndez Velázquez</span></span>
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<p>Además, los concentradores solares luminiscentes pueden recoger no solo la radiación directa del Sol, sino también la difusa -que ha sufrido las distorsiones de la atmósfera-, lo que posibilita su uso en días nublados y condiciones climatológicas adversas.</p>
<p>Presentan la ventaja adicional de la integración arquitectónica. ¡Las ventanas de nuestras casas podrían quedar convertidas en pequeñas centrales fotoeléctricas! Por otra parte, la gama de tintes permite jugar con la estética, siendo también posible conseguir tonalidades incoloras mediante una combinación adecuada de tintes.</p>
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<figcaption><span class="caption">Prototipo de “ventana fotoeléctrica” desarrollada en ITMA - Instituto Tecnológico de Materiales de Asturias. La ventana captura luz que convierte en electricidad para hacer girar una hélice.</span></figcaption>
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<p>En algunos edificios son cada vez más frecuentes los vidrios de colores. Para conseguir el color hacen uso de tintes absortivos, que capturan la radiación solar y la pierden en forma de calor. Si los reemplazamos por otros fluorescentes, será posible capturar la radiación solar para generar energía, en vez de perderla en forma de calor. Con el concentrador solar luminiscente, estética y funcionalidad pueden coexistir.</p>
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<span class="caption">Museo de Are Contemporáneo de Castilla y León (MUSAC). Estas ventanas de colores podrían convertirse en pequeñas centrales fotoeléctricas. Además del efecto estético tendrían así una nueva funcionalidad.</span>
<span class="attribution"><span class="source">MUSAC</span></span>
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<h2>Edificios que (casi) no consumen energía</h2>
<p>Según datos de la Comisión Europea, los edificios consumen un 40 % del total de energía utilizada en la Unión Europea. Además, son responsables del 36 % de las emisiones de dióxido de carbono. Esta misma comisión apunta que “alrededor del 75 % de los edificios en Europa son ineficientes desde el punto de vista energético”. Hay que destacar que la Unión Europea importa el 53 % de la energía que necesita. Los números son demoledores y hablan por sí solos. Es necesario tomar medidas al respecto.</p>
<p>En la transición hacia una arquitectura sostenible y respetuosa con el medio ambiente, el objetivo es hacer realidad los edificios de consumo energético casi nulo, conocidos como nZEB (del inglés, <em>nearly Zero Energy Buildings</em>). Estos edificios deben ahorrar energía y generar la suficiente para casi autoabastecerse. </p>
<p>La Directiva 2010/31/UE, aprobada por el Parlamento Europeo, obliga a que todos los edificios públicos de nueva construcción sean de consumo energético casi nulo a partir del 31 de diciembre de 2018. Para los edificios privados la fecha límite es el 31 de diciembre de 2020.</p>
<p>En zonas rurales y áreas de baja población, se han realizado progresos en edificaciones que tratan de equilibrar el gasto y la generación de energía. Esto no es así en las grandes ciudades, que tropiezan con el problema de no disponer de suficiente espacio para instalar dispositivos de captura y generación de energía.</p>
<p>En el caso de la energía solar fotovoltaica, los espacios disponibles alrededor del edificio son caros y escasos para instalar una cantidad razonable de celdas solares fotovoltaicas. Los techos son una alternativa, pero representan un espacio demasiado pequeño como para instalar suficientes módulos fotovoltaicos que abastezcan los requerimientos eléctricos de la edificación. </p>
<p>Por eso se buscan nuevas tecnologías que permitan integrar dispositivos de energía solar en las fachadas e incluso las ventanas de los edificios. Aquí cobra especial importancia el concentrador solar luminiscente, una tecnología emergente que puede ser de gran ayuda en el camino hacia una arquitectura eficiente, sostenible y respetuosa con el medio ambiente.</p>
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<span class="attribution"><span class="source">European Union</span></span>
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</figure><img src="https://counter.theconversation.com/content/102959/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Amador Menéndez Velázquez no recibe salario, ni ejerce labores de consultoría, ni posee acciones, ni recibe financiación de ninguna compañía u organización que pueda obtener beneficio de este artículo, y ha declarado carecer de vínculos relevantes más allá del cargo académico citado.</span></em></p>Las ventanas de nuestras casas adquieren una nueva funcionalidad, al ser capaces de capturar la luz del Sol y convertirla en electricidad.Amador Menéndez Velázquez, Investigador en la Unidad de Materiales Fotoactivos, ITMALicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.