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Dos maneras de producir energía con fines humanitarios


Hoy vamos a ver dos proyectos de crowdsourcing que aplicando las leyes de la termodinámica y el reciclaje han conseguido desarrollar fuentes de energía renovable, cuya aplicación en el ámbito domestico sirve para cargar pequeños gadgets como teléfonos moviles o portátiles con garantía y seguridad.

El primer proyecto se llama Epiphany OnePuck, se trata de un cargador basado en la generación de electricidad a partir de fuentes térmicas, ya sean calientes o frías. Usando un motor stirling alimentado únicamente por las diferencias de temperatura, como una bebida caliente o fría, una vela, hielo, etc. 

Estas fuentes tiene capacidad suficiente para producir energía con la que cargar completamente un smartphone o una tablet. No hay nada nuevo acerca de los motores stirling que se inventaron a principios de 1.800, pero gracias a los nuevas materiales y los avances tecnologicos, estamos en condiciones de ponerlas en práctica en formas que antes no eran posibles.

El OnePuck está diseñado para producir 1000mA bajo condiciones óptimas de temperatura carga hasta 5W. El OnePuck está diseñado para almacenar la energía utilizándola para la cargar la batería del teléfono en lotes. 


Epifanía Labs es un grupo formado por técnicos y profesionales de negocios que les apasiónan todo lo que tengan que ver con  las nuevas tecnologías habiendo logrado financiación para el desarrollo de programas de purificación de aguas y producción de energía solar.



 

El segundo prototipo es un ingenioso sistema que reutiliza botellas de plástico y el vapor generado por el calor que disipa líquidos calientes, para producir energía con la que cargar teléfonos moviles en lugares donde el acceso a la redes de distribución de electricidad. 


El proyecto en fase de financiación parte de la iniciativa de un grupo de diseñadores en Nairobi, Kenia, el Bottle Charger como lo han bautizado solo precisa añadir agua hirviendo, cuyo calor acciona Blackbeard Unidirectional Constant Turbine (B.U.C.T.) que genera electricidad a partir de la oscilación de temperatura. El modulo B.U.C.T. viene con una batería de iones de litio 1800mAh que se puede cargar directamente desde una toma de corriente USB de su ordenador o al laptop. 

Esta tecnología ha sido desarrollada en asociación con OceanLinx, una  compañía australiana, que aprovecha la circulación de las olas del mar para generar electricidad, fruto de la combinación de la energía cinética
 que generan las partículas de agua. El devenir de las olas provoca que las partículas de agua oscilen en trayectorias elípticas.

El Bottle Charger con una capacidad de 20 litros produce electricidad a partir de  la temperatura de ebullición 100 grados. Esto le permite cargar dispositivos basados ​​en la microelectrónica (reproductores MP3, unidades GPS, cámaras digitales, teléfonos inteligentes, etc) en periodos de tiempo de 15-30 minutos dependiendo de ciertas condiciones climatológicas.


Entra en funcionamiento la primera turbina eólica de madera del mundo


Construidas en la mitad de tiempo y empleando mucha menos energía la primera turbina que empela  madera ha entrado en funcionamiento, emplazada en un páramo situado en las afueras de la ciudad alemana, el aerogenerador patentado por la compañía TimberTower tiene 100 metros de altura el equivalente a un edificio de 28 plantas. 

Las turbinas de viento se fabrican generalmente de acero u hormigón pero sus materias primas hay que importarlas, además su proceso de tratamiento exige una inversión en maquinaria muy importante, causas que encarecen el producto final. 

Las paredes exteriores de la TimberTower están protegidas por una lámina de plástico blanco. Se compone de grandes paneles de madera que se llevan a cabo dentro de una construcción de entramado de madera y numerosas plataformas intermedias octogonales. 

Para su contrucción se han talado arboles de explotaciones próximas a la turbina, en concreto de bosques de abeto cultivado en bajo principios ecológicos, este modelo de gestión contribuye a la prosperidad de los agentes locales, suponiendo un medio que facilita el desarrollo económico en el entorno rural.

Los segmentos individuales son más fáciles de transportar. La producción de acero consume mucha energía y por lo tanto libera CO2, según fuente de la compañía estiman que la duración de una turbina de madera ronda los cuarenta años de vida, tras los que se puede desmontar y sus residuos ser destinados a reciclaje reduciendo al mínimo su huella ecológica.

El presupuesto destinado al diseño, fabricación, traslado y montaje de la turbina ha sido de cinco millones de euros. Aunque su producción en masa reduciría sustancialmente este presupuesto. La TimberTower esta equipada con una  turbina Vensys  que produce de 1,5 MW. La compañía está en conversaciones con los desarrolladores de parques eólicos sobre la venta de torres que se pueden construir tan alto como unos 200 metros


Nuevo récord mundial de eficiencia de células solares CIGS


El futuro de la energía solar pasa por que los avances en innovación, se puedan aplicar tecnologicamente a cualquier tipo de superficie con el propósito de producir el máximo de energía posible al menor coste. Nuevos materiales elaborados a partir de polimeros con cualidades catalíticas, cuyo resultado sean obleas fotosolares flexibles que le permitan adaptarse a diferentes estructuras.

Investigadores pertenecientes a los Laboratorios Federales Suizos para la Ciencia y Tecnología de Materiales (Empa) en Suiza, llevan años obteniendo unos resultados en el desarrollo de tecnologías solares CIGS basada en semiconductores elaborados con cobre, indio, galio  y seleniuro, conocido por su potencial para proporcionar rentable la electricidad solar.

Para hacer que la electricidad solar asequible a gran escala, los científicos e ingenieros de todo el mundo llevan tiempo tratando de desarrollar una célula solar de bajo costo, que a la vez sea muy eficiente y fácil de fabricar con un alto rendimiento. Dirigidos por el profesor Ayodhya N. Tiwari parece que han dado con la formula estableciendo un nuevo récord del 20.4% de eficiencia de conversión de energía, utilizando una película delgada fotovoltaica fabricada con un sustrato de polímero flexible CIGS.

Este registro representa una enorme mejora sobre el anterior récord del 18,7% alcanzado por el mismo equipo en mayo de 2011. a los que habría que sumar producto del trabajo realizado durante los últimos trece años por el equipo de Tiwari, mas concretamente la serie arranca con el 12,8% en 1999  ascendiendo hasta el 14,1% en 2005, 17,6% en 2010 y el ya citado del 18,7% en 2011.


Para conseguir esta tasa de eficiencia  se tuvieron que modificar las propiedades de la capa CIGS, cultivandose a bajas temperaturas, aumentando de esta forma la absorción de luz por parte de las células solares. El valor de eficiencia de las células fue certificado por el Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energía Solar (ISE) en Friburgo, Alemania. 



Las 
células solares flexibles  de película delgada además presenta la ventaja  de que su proceso de fabricación a gran escala, en comparación con los tradicionales paneles solares basados ​​en silicio presenta un rendimiento económico mucho mayor debido a que su tecnología se puede aplicar en diferentes sectores como la construcción, la industria textil, las telecomunicaciones, la industria del automovil etc...



FR-EE- Free City


México D.F. es una de las concentraciones urbanas que ha experimentado una tasa de crecimiento poblacional mas elevadas del pasado del siglo XX, un crecimiento basado en un urbanismo que se caracteriza por su poca o ninguna planificación urbanística. 

Lo que se traduce en altos índices de polución y  masificación producto de la absorción de millones de desplazados que se asentaron en los suburbios de la ciudad a partir de los años cincuenta. Conformando una realidad donde los desequilibrios y la precariedad de sus residentes era reflejo de la escasez de servicios y una arquitectura basada en la improvisación.

Para tratar de corregir los muchos y variados estructurales que presenta México D.F., existen proyectos como Free City una intervención urbanística integral presentada por el arquitecto Fernando Romero fundador de FR-EE, iniciativa iniciativa que en los últimos diez años ha sido responsable de la intervención de mas de un millón de metros cuadrados de superficie, a través de mas de cien proyectos, en los que han intervenido 500 arquitectos y urbanistas.

El diseño de Free City se articula a partir de una distribución geométrica del territorio, de esta forma se dilimita el perímetro municipal teniendo como principio radial su organzación, que articula la vida social en grandes distritos hexagonales que integran colonias transversales articuladas por una red de transporte donde la movilidad  publica prevalece sobre la privada.

Este esquema organiza la ciudad de una manera radial, creando una estrategia de zonificación jerárquica y permite el crecimiento continuo en todas las direcciones. Una rejilla rectangular está superpuesta en cada sector y anillos hexagonales optimizan la proximidad al centro.

En el anillo exterior esta contemplada que se concentre la actividad industrial y energética, optimizando costes y recursos, separadas de las zonas residenciales a través de la creación de corredores verdes, permitiendo un desarrollo sostenible caracterizado por los habitos saludables a la vez que se posibilita un crecimiento del tejido urbano ordenado.

Kliux - GEO 1800, energía ecológica y silenciosa


En un sector tan competitivo como el de la energía eólica, donde cada temporada se pone a disposición del consumidor una variedad de aerogeneradores que por sus ventajas, dejan obsoletos los modelos comercializados en temporadas anteriores, es un éxito que con apenas tres ejercicios de actividad, la compañía con sede en La Rioja (España) Kliux haya conseguido que su primera mini turbina captar la atención de los inversores y las instituciones. 

Con su reciente inclusión como proveedor oficial del ambicioso proyecto Smart City Ruhr, la joven compañía ha conseguido dar el espaldarazo definitivo para que su mini aeregonerador de eje vertical GEO 1800 se introduzca en los principales mercados del mundo.

Los dos principales ingredientes para conseguir esta posición han sido la inversión en innovación y desarrollo, obteniendo como resultado un prototipo de aerogenerador que se presenta como el mas silencioso diseñado hasta el momento y un alto de producción energético, pudiendo generar energía a partir de condiciones caracterizadas por corrientes de viento muy suaves.

El otro de los ingredientes ha sido la visión y confianza de sus fundadores. Dos hermanos que tras una larga trayectoria en otras actividades ajenas al sector de las energías renovables, decidieron emprender la aventura de Kliux tras darse cuenta de que debido a los casi mil millones de hogares que se estiman que hay en el mundo sin acceso a una red ordinaria de energía.

Presentado como una solución idónea para el ámbito domestico, el aerogenerador GEO 1800, también ofrece la posibilidad de pode integrarse en una solución híbrida, adaptando a su estructura un sistema fotovoltaico con lo que se garantiza el suministro de energía en el supuesto de las condiciones climatológicas sean desfavorables.

Totalmente silencioso esta diseñado para su instalación en entornos residenciales y urbanos como paseos peatonales, plazas, parques y carriles bici. También es posible la aplicación directa en edificios, comunidades de vecinos, viviendas particulares, alojamientos rurales y hoteles.


Con un potencia nominal de 1.800 W, solo precisa para que sus ocho álabes giren una velocidad de 3,5 m/s. Con freno aerodinámico alcanza una altura de tres metros altura. Presentando una velocidad máxima del rotor de 106 RPM, lo que permite un bajo nivel acústico y una durabilidad garantizada de 25 años.

El aerogenerador GEO 1800, cuyas caracteristicas se pueden personalizar adaptandose a la necesidades del cliente, se comercializa desde su pagina teniendo acuerdos de comercialización con distribuidores especializados. El precio por kWh de energia producido con una turbina GEO 1800 en la actualidad oscila entre los 18 y 20 centimos aparte de la instalación.


 

Solar Impulse anuncia su primer vuelo transcontinental


Desde que Icaro se chamusco las alas de ganso con las que adosada a la espalda intento alcanzar el solo, la historia de la aeronáutica se ha cimentado en la consecución de gestas, que ha consistido en plantearse retos territoriales (cruzar un océano, unir dos ciudades sin realizar escalas...etc) combinandolos con retos donde la resistencia y la tecnología eran don factores determinantes en los numerosos y variados proyectos por los que la humanidad ha conquistado el cielo obteniendo ha cambio la facultad de poder desplazarse volando.

A comienzos de este siglo XXI las distancias a cubrir y los territorios por los que se vuela siguen reuniendo practicamente las mismas características, pero las especificaciones técnicas, así como el origen de la energía que emplean y los innovadores materiales que cada día se descubren, representan nuevos hitos para los pioneros de la aviación de esta primera y vertiginosa década.


Quizás la aventura que acaparado mas atención por parte de la comunidad científica internacional, de la prensa y de la opinión publica, sea el proyecto Solar Impulse. Incubado por los ingenieros aeronáuticos Bertrand Piccard y Brian Jones en 1.999. Es en 2.004 cuando se incorpora el piloto André Borschberg, dando el paso definitivo para la constitución de una sociedad anónima a través de la que financiar sus proyectos.




Desde entonces los prototipos con los que han desarrollado sus diferentes misiones, en las que aplicando el conocimiento y la investigación obtenida a través del departamento que poseen espacializado en el desarrollo de sistemas que propulsados, utilizando únicamente como energía la obtenida a partir de la obtención de fuentes renovables (principalmente solar), han cosechado numerosos éxitos, demostrando que se puede concebir un futuro mas o menos inmediato en el que los aviones que surcan el cielo no lo tracen con estelas, pudiendo sustituir los caros y contaminantes combustibles por energía verde.

Recién anunciada su ultima y mas transcedental misión, programada para 2.013  no tiene nada que ver con las misiones realizadas hasta ahora. Consistentes la mayoría en la consecución de trayectos trazados sobre territorio europeo (cabe recordar que su sede central esta en Lausanne Suiza), de corta y media distancia en las que se empleando avionetas adaptadas con sistemas solares. 


Ahora el equipo formado por Piccard y Borschberg se han marcado como reto cubrir la distancia entre los dos océanos que flanquean los Estados Unidos, en un único vuelo sin escalas entre las ciudades de San Francisco (bañada por el océano Pacifico) y New York (por el Atlántico), utilizando únicamente la energía extraída del sol. Posibilidad que hasta su anuncio constituía una entelequia y que de consumarse con éxito, supondría la antesala para los preparativos de lo que seria la primera al vuelto de un vuelo sin escalas, utilizando como única fuente de energía, la producida gracias al sol.

Se preve que este primer vuelo transcontinental tendrá una duración de aproximadamente veinte horas interrumpidas en las que se alternaran en su tripulación Piccard y Borschberg. Contando en todo momento con la asistencia
de un nutrido equipo humano de personal técnico especializado, que alertara de cualquier posible incidencia que pueda suceder a lo largo de la travesía.

En el aspecto técnico el avión cuenta con con la incoporación de mas de 11.500 células solares en las alas, capaces de suministrar energía a sus cuatro motores de diez caballos de fuerza cada uno. El fuselaje del avión presenta una envergadura equiparable a la de un Airbus A340, pero sorprendentemente sólo pesa mil seiscientos kilos, poco que una furgoneta de reparto, Alcanzando una velocidad de setenta kilometros hora,  consumiendo aproximadamente la misma misma energía que una motocicleta.


Crean pilas híbridas destinadas a la producción de energía cinética


Energía y movimiento son dos conceptos que pese a complementarse, en términos prácticos este mecanismo productor de energía ha sido muy poco aprovechado. Aunque existen numerosos proyectos que tratan de aprovechar la enorme capacidad de la piezoelectricidad para generar electricidad utilizando la energía que cinéticamente genera un organismo en movimiento.

Recientemente, los investigadores del Georgia Institute of Technology han creado lo que ellos creen es un método más eficiente. Ellos han desarrollado una célula de energía de auto-carga que convierte directamente la energía mecánica en energía química. La célula almacena la potencia hasta que se libera como una corriente eléctrica. 


Mediante la creación de una célula híbrida generador-almacenamiento, se han eliminado la necesidad de emplear sistemas que utilizan una batería independiente del generador, reduciendo la cantidad de peso y espacio que normalmente se requiere para acomodar dispositivos que generen, almacenen y suministren la energía cinética.

El estudio dirigido por Zhong Lin Wang, profesor regente en la Escuela de Ciencia e Ingeniería de Materiales en el Instituto de Tecnología de Georgia, afirma que el sistema de carga se acumula en ciertos materiales sólidos con características piezoeléctricas, conducen los iones de litio de un lado de la célula cuando la membrana se deforma por el estrés.

Mediante el aprovechamiento de una fuerza de compresión (cinética), tal como un talón del zapato golpeando sobre un material (piezoeléctrico) el pavimento, la célula de genera suficiente corriente para alimentar una pequeña calculadora. 


Una celda de potencia híbrida del tamaño de una pila botón convencional puede alimentar pequeños dispositivos electrónicos - y podría tener aplicaciones militares para los soldados que podría algún día el equipo de recarga de baterías mientras caminaban.

La célula de potencia consta de un cátodo hecho de litio-óxido de cobalto (LiCoO2) y un ánodo compuesto de dióxido de titanio (TiO2) nanotubos cultivados sobre una película de titanio. Los dos electrodos están separados por una membrana hecha de poli (fluoruro de vinilideno) (PVDF), que genera una carga piezoeléctrica cuando se somete a tensión. 


Cuando la célula de potencia se comprime mecánicamente, la película de PVDF genera un potencial piezoeléctrico que sirve como una bomba de carga para conducir los iones de litio del lado del cátodo al lado del ánodo. La energía se almacena en el ánodo como el óxido de litio-titanio. 

Hasta el momento, Wang y su equipo de investigación, han construido y probado más de 500 de las células de energía. Wang estima que la celda híbrida será tanto como cinco veces más eficiente en la conversión de energía mecánica en energía química que un generador y una batería por separado. 


El sistema podría ser utilizado para convertir la energía mecánica que se produce al caminar, de la que generan los neumáticos de un vehículo, a partir de las olas del mar cuando golpean en la costa o de las vibraciones mecánicas producidas por multitud de objetos.