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11/01/2010 - 10:23h
Las renovables se asoman a la nanociencia
Hasta ahora se ha hablado poco del rol de la nanotecnología en el desarrollo de las energías renovables, pero con proyectos como Andasol -el mayor complejo termosolar en Europa-, donde se ha empleado la nanotecnología en el revestimiento de sus colectores, el prefijo "nano" ha empezado a sonar en los pasillos de muchas empresas energéticas. En este reportaje presentamos Nano Vent Skin, una especie de piel viviente que genera energía solar y eólica a escala "nano" y cuyo creador considera podría "inspirar a posibles inversores y abrires al espectro de posibilidades de la nanotecnología en la generación de energía renovable".
Según la Comisión Europea de Nanotecnología, "las nanociencias y la nanotecnología son nuevos enfoques de la investigación y el desarrollo cuya finalidad es controlar la estructura fundamental y el comportamiento de la materia en el nive lde los átomos y las moléculas. Ofrecen la posibilidad de ampliar nuestro conocimiento de los fenómenos a escala atómica y posibilitan el desarrollo de materiales y dispositivos con propiedades, funciones y resultados innovadores"
La descripción es bastante sencilla, pero para muchos, el término nanotecnología suena a ciencia ficción. A menudo genera polémica y , a veces, incluso miedo, debido sobre todo a la ignorancia. Además, se ha llegado a polemizar con ejemplos controversiales como los nano-robots que viajarán por el cuerpo uno atacando virus o nano-espías para controlar los movimientos de un enemigo. A pesar de ellos, gran parte de la investigación actual en materia de nanotecnología presenta un perfil mucho más cotidiano.
Mientras que los principales tecnólogos diseñan enormes aerogeneradores de cinco megavatios y las eléctricas invierten mllones de euros en gigantescas palntas termosolares, investigadores de diversas áreas trabajan a escala nano en búsqueda de nuevas tecnologías limpias. En esa línea se manifiesta el inversor en tecnologías innovadoras y fundador de Nano Business Alliance (primera asociación creada para promover la nanotecnología) F. Mark Modzelewski. La nanotecnología -apunta- está empezando a consolidarse en la industria renovable: "ya existen en el mercado filtros, membranas, lubricantes e incluso aditivos de combustible y en un futuro próximo, veremos los nanomateriales en los plásticos de los aerogeneradores y turbinas hidrocinéticas y en los catalizadores nano-biológicos para producir biocombustibles".
Aunque queda un largo recorrido hasta que la nanotecnología forme parte intrínseca de la industria renovable, como comentamos en la introducción, el uso de nanomateriales ya no es cosa del futuro en el sector solar. De hecho, Nanosolar, una empresa financiada por Google, considera que estamos entrando en lo que se describe como "la tercera ola solar", donde la nanotecnología va a desempeñar un papel muy importante para superar los retos que no pudimos vencer durante las dos primeras "olas solares": la de la oblea de silicio, hace tres décadas, y la de la capa fina, hace diez años. Nanosolar ha desarrollado una tinta que contiene nanopartículas que, según la propia empresa, permite imprimir "células solares cien veces más finas, cinco veces más rápido" y como se puede intuir, cien veces más barato.
Los avances en el ector solar adquirieron protagonismo el mes pasado en la Nano Renewale Energy Summit (NRES), una cumbre internacional dedicada a la nanotecnología aplicada a las energías renovables. Griffith Kundahl, presidente ejecutivo de Colorado Nanotechnology Alliance, coanfitrión de la cumbre, dijo antes del evento que "el sector solar está a punto de despegar. Los desarrollos innovadores en el mercado solar serán el centro de atención este año". Kundhal comenta que "hay muchísimos ejemplos y muchos todavía sin descubrir, de cómo se pude aplicar la tecnología a las renovables para optimizar el rendimiento y reducir costes; desde incrementos en la capadcidad de almacenamiento de las pilas hasta mejoras en los revestimientos para los aerogeneradores". Parece incluso que cuando uno enfoca la nanoescala ,se adentra en un universo en el que hay un sinfín de posiblidades. No es de extrañar que el diseñador Agustín Otegui - acostumbrado a mirar a su alrededor en búsqueda de nuevas ideas - se inspirara en la nanotecnología cuando decidió "hacer algo por los demás y por el medio ambiente" y embarcarse en el proyecto Nano Vent Skin.
Mexicano de 29 años, Otegui comenta que, a pesar de haber colaborado en proyectos que sugieren nuevas tecnologías, siempre lo ha hecho de "manera conceptual" y no ha trabajado directamente con una empresa dedicada al desarrollo de proyectos sostenibles ni de energía. Entonces, ¿ por qué las energías renovables ?" Y lo que es quizás más importante: ¿ por qué la nanotecnología ? Aunque Agustín confiesa que quería "salir un poco de la rutina de hacer diseño comercial, para hacer proyectos que tuvieran un impacto en la sociedad", su decisión tuvo bastante fundamento. "El proyecto nació como una alternativa a todos los proyectos gigantescos que están construyendo alrededor del mundo. Parece que para ser verde hay que pensar en grande y construir algo de una magnitudc onsiderable. NVS trata de que la gente piense en escalas menores.
Paneles de piel viviente
Como puede intuirse por el nombre, Nano Vent Skin consiste en dotar a la superficie de los edificios y estructuras (tanto nuevos como existentes), con paneles de piel viviente que integran un sistema de nanoturbinas que se alimentan de energía solar y eólica y que se encargan de elimnar CO2 de la atmósfera. Otegui ha preparado unas simulaciones de cómo podría funcionar.
Otegui afirma que las ventajas de su concepto son tres. Primero, el exterior de la estructura de la piel absorbe la luz solar a través de una superficie orgánica fotovoltaica y transmite la energía generada a unas nanofibras insertas en el interior de una red de nanocables, energía que luego se envía a las unidades de almacenamiento al final de cada panel.
Segundo, cada turbina del panel genera energía por reacciones químicas en cada uno de sus extremos donde hace contacto con la estructura .Organismos polarizados son los responsables de este proceso en cada uno de los giros de la turbina. Además, con el fín de lograr la mejor absorción de energía, las aspas de cada turbina han sido diseñadas simétricamente para que,incluso si el viento cambia de dirección, cada turbina se adapte girando en un sentido o el otro, dependiendo del viento.
Finalmente, el interior de la piel de cada turbina funciona como un filtro, absorbiendo el CO2 del medio ambiente cada vez que el viento pasa a través de ella, gracias a que la superficie está impregnada de microorganismos que se alimentan de él. El núcleo de esta tecnología es el sistema de bioingeniería con los microorganismos que Otegui afirma "no han sido alterados genéticamente y funcionan como una colonia simbiótica en la que cada miembro tiene una tarea específica".
Otegui incluso prevé la autoregeneración del sistema. "cada grupo de turbinas tiene un sensor en cada esquina con un depósito de material. Cuando una de las turbinas tiene un fallo o se rompe, se envía una señal a través de los nanocables hacia el sistema central y esp osible enviar nuevos microorganismos a través del tubo central que se encarga de la regeneración de esta zona". Otegui ofrece un ejemplo: "Imaginemos que es como la piel humana. Cuando sufre un corte, el cerebro envía señales y recursos específicos a esta region para que se regenere lo antes posible. Nano Vent Skin funciona de la misma manera".
Otegui explica que "NS no está tratando de reinventar lanaturaleza. Es simplemente actuar como una fusión de distintos elementos y enfoques para una mejor absorción y transformación de la energía, la cual no sucedería de manera normal en la naturaleza". NVS aprovecha los conocimientos globales de las diferentes especies y los recursos convirtiéndolos en un mismo organismo donde tres diferetes mecanismos de absorción y transformación de la energía trabajan en simbiosis. El resultado, concluye Otegui, "una piel que absorbe y transforma dos de las fuentes de energía verde más abundantes en la Tierra: la luz solar y el viento".
Es fácil ser escéptico sobre el concepto de NVS, peto Otegui argumenta que "la nanomanufactura será una realidad. Ya se está investigando mucho en la nanotecnología para desarrollar métodos mucho más rápidos y precisos para fabricar microchips y circuitos para ordenadores. Mientras tanto, científicos como J. Craig Venter (cofundador de Synthetic Genomics, empresa con la que ExxonMobil estableció una alianza en julio para desarrollar biocombustibles a partir de algas ) están utilizando los microorganismos para generar nuevas células y nanotubos. Existen personas como Venter, que publican sus resultados, aunque hay muchas otras, como los científicos del MIT, que no hacen público su trabajo, aunque podemos esperar algo de ellos en un futuro cercano".
Queda por ver si NVS se convertirá en realidad, pero lo que es evidente es que aunque el proyecto de Otegui es sólo conceptual, la aplicación de la nanotecnología en la industria de las renovables va a aumentar exponencialmente en el futuro. Una muestra muy clara de ello es que el NRES contó con la presencia de varios representantes de la agencia estatal de nanotecnología rusa, Rosnanotech. Esta agencia, incorporada en el año 2007, prevé aumentar su producción a 157.000 millones de dólares hastael año 2015, y sus representatnes llegaron a la cumbre con un objetivo claro: encontrar nuevos proyectos de nanotecnología específicamente en el campo de las renovables para -invertir parte de los 10.000 millones de dólares recientemente puesto a su diposición por el gobierno ruso. Cantidades demasiado importantes para invertir sólo en ciencia ficción ¿no?
Fuente: Energías Renovables, noviembre 2009
La descripción es bastante sencilla, pero para muchos, el término nanotecnología suena a ciencia ficción. A menudo genera polémica y , a veces, incluso miedo, debido sobre todo a la ignorancia. Además, se ha llegado a polemizar con ejemplos controversiales como los nano-robots que viajarán por el cuerpo uno atacando virus o nano-espías para controlar los movimientos de un enemigo. A pesar de ellos, gran parte de la investigación actual en materia de nanotecnología presenta un perfil mucho más cotidiano.
Mientras que los principales tecnólogos diseñan enormes aerogeneradores de cinco megavatios y las eléctricas invierten mllones de euros en gigantescas palntas termosolares, investigadores de diversas áreas trabajan a escala nano en búsqueda de nuevas tecnologías limpias. En esa línea se manifiesta el inversor en tecnologías innovadoras y fundador de Nano Business Alliance (primera asociación creada para promover la nanotecnología) F. Mark Modzelewski. La nanotecnología -apunta- está empezando a consolidarse en la industria renovable: "ya existen en el mercado filtros, membranas, lubricantes e incluso aditivos de combustible y en un futuro próximo, veremos los nanomateriales en los plásticos de los aerogeneradores y turbinas hidrocinéticas y en los catalizadores nano-biológicos para producir biocombustibles".
Aunque queda un largo recorrido hasta que la nanotecnología forme parte intrínseca de la industria renovable, como comentamos en la introducción, el uso de nanomateriales ya no es cosa del futuro en el sector solar. De hecho, Nanosolar, una empresa financiada por Google, considera que estamos entrando en lo que se describe como "la tercera ola solar", donde la nanotecnología va a desempeñar un papel muy importante para superar los retos que no pudimos vencer durante las dos primeras "olas solares": la de la oblea de silicio, hace tres décadas, y la de la capa fina, hace diez años. Nanosolar ha desarrollado una tinta que contiene nanopartículas que, según la propia empresa, permite imprimir "células solares cien veces más finas, cinco veces más rápido" y como se puede intuir, cien veces más barato.
Los avances en el ector solar adquirieron protagonismo el mes pasado en la Nano Renewale Energy Summit (NRES), una cumbre internacional dedicada a la nanotecnología aplicada a las energías renovables. Griffith Kundahl, presidente ejecutivo de Colorado Nanotechnology Alliance, coanfitrión de la cumbre, dijo antes del evento que "el sector solar está a punto de despegar. Los desarrollos innovadores en el mercado solar serán el centro de atención este año". Kundhal comenta que "hay muchísimos ejemplos y muchos todavía sin descubrir, de cómo se pude aplicar la tecnología a las renovables para optimizar el rendimiento y reducir costes; desde incrementos en la capadcidad de almacenamiento de las pilas hasta mejoras en los revestimientos para los aerogeneradores". Parece incluso que cuando uno enfoca la nanoescala ,se adentra en un universo en el que hay un sinfín de posiblidades. No es de extrañar que el diseñador Agustín Otegui - acostumbrado a mirar a su alrededor en búsqueda de nuevas ideas - se inspirara en la nanotecnología cuando decidió "hacer algo por los demás y por el medio ambiente" y embarcarse en el proyecto Nano Vent Skin.
Mexicano de 29 años, Otegui comenta que, a pesar de haber colaborado en proyectos que sugieren nuevas tecnologías, siempre lo ha hecho de "manera conceptual" y no ha trabajado directamente con una empresa dedicada al desarrollo de proyectos sostenibles ni de energía. Entonces, ¿ por qué las energías renovables ?" Y lo que es quizás más importante: ¿ por qué la nanotecnología ? Aunque Agustín confiesa que quería "salir un poco de la rutina de hacer diseño comercial, para hacer proyectos que tuvieran un impacto en la sociedad", su decisión tuvo bastante fundamento. "El proyecto nació como una alternativa a todos los proyectos gigantescos que están construyendo alrededor del mundo. Parece que para ser verde hay que pensar en grande y construir algo de una magnitudc onsiderable. NVS trata de que la gente piense en escalas menores.
Paneles de piel viviente
Como puede intuirse por el nombre, Nano Vent Skin consiste en dotar a la superficie de los edificios y estructuras (tanto nuevos como existentes), con paneles de piel viviente que integran un sistema de nanoturbinas que se alimentan de energía solar y eólica y que se encargan de elimnar CO2 de la atmósfera. Otegui ha preparado unas simulaciones de cómo podría funcionar.
Otegui afirma que las ventajas de su concepto son tres. Primero, el exterior de la estructura de la piel absorbe la luz solar a través de una superficie orgánica fotovoltaica y transmite la energía generada a unas nanofibras insertas en el interior de una red de nanocables, energía que luego se envía a las unidades de almacenamiento al final de cada panel.
Segundo, cada turbina del panel genera energía por reacciones químicas en cada uno de sus extremos donde hace contacto con la estructura .Organismos polarizados son los responsables de este proceso en cada uno de los giros de la turbina. Además, con el fín de lograr la mejor absorción de energía, las aspas de cada turbina han sido diseñadas simétricamente para que,incluso si el viento cambia de dirección, cada turbina se adapte girando en un sentido o el otro, dependiendo del viento.
Finalmente, el interior de la piel de cada turbina funciona como un filtro, absorbiendo el CO2 del medio ambiente cada vez que el viento pasa a través de ella, gracias a que la superficie está impregnada de microorganismos que se alimentan de él. El núcleo de esta tecnología es el sistema de bioingeniería con los microorganismos que Otegui afirma "no han sido alterados genéticamente y funcionan como una colonia simbiótica en la que cada miembro tiene una tarea específica".
Otegui incluso prevé la autoregeneración del sistema. "cada grupo de turbinas tiene un sensor en cada esquina con un depósito de material. Cuando una de las turbinas tiene un fallo o se rompe, se envía una señal a través de los nanocables hacia el sistema central y esp osible enviar nuevos microorganismos a través del tubo central que se encarga de la regeneración de esta zona". Otegui ofrece un ejemplo: "Imaginemos que es como la piel humana. Cuando sufre un corte, el cerebro envía señales y recursos específicos a esta region para que se regenere lo antes posible. Nano Vent Skin funciona de la misma manera".
Otegui explica que "NS no está tratando de reinventar lanaturaleza. Es simplemente actuar como una fusión de distintos elementos y enfoques para una mejor absorción y transformación de la energía, la cual no sucedería de manera normal en la naturaleza". NVS aprovecha los conocimientos globales de las diferentes especies y los recursos convirtiéndolos en un mismo organismo donde tres diferetes mecanismos de absorción y transformación de la energía trabajan en simbiosis. El resultado, concluye Otegui, "una piel que absorbe y transforma dos de las fuentes de energía verde más abundantes en la Tierra: la luz solar y el viento".
Es fácil ser escéptico sobre el concepto de NVS, peto Otegui argumenta que "la nanomanufactura será una realidad. Ya se está investigando mucho en la nanotecnología para desarrollar métodos mucho más rápidos y precisos para fabricar microchips y circuitos para ordenadores. Mientras tanto, científicos como J. Craig Venter (cofundador de Synthetic Genomics, empresa con la que ExxonMobil estableció una alianza en julio para desarrollar biocombustibles a partir de algas ) están utilizando los microorganismos para generar nuevas células y nanotubos. Existen personas como Venter, que publican sus resultados, aunque hay muchas otras, como los científicos del MIT, que no hacen público su trabajo, aunque podemos esperar algo de ellos en un futuro cercano".
Queda por ver si NVS se convertirá en realidad, pero lo que es evidente es que aunque el proyecto de Otegui es sólo conceptual, la aplicación de la nanotecnología en la industria de las renovables va a aumentar exponencialmente en el futuro. Una muestra muy clara de ello es que el NRES contó con la presencia de varios representantes de la agencia estatal de nanotecnología rusa, Rosnanotech. Esta agencia, incorporada en el año 2007, prevé aumentar su producción a 157.000 millones de dólares hastael año 2015, y sus representatnes llegaron a la cumbre con un objetivo claro: encontrar nuevos proyectos de nanotecnología específicamente en el campo de las renovables para -invertir parte de los 10.000 millones de dólares recientemente puesto a su diposición por el gobierno ruso. Cantidades demasiado importantes para invertir sólo en ciencia ficción ¿no?
Fuente: Energías Renovables, noviembre 2009
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