REDUCIR EL CONSUMO DE COMBUSTIBLE EN LOS VEHÍCULOS

En la entrada del mes abril, dimos unas pautas de conducción eficiente para reducir el consumo de carburante. Este mes vamos a incidir en otros aspectos del vehículo que tienen el mismo objetivo.

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Es importante limitar en lo posible el uso de accesorios exteriores, puesto que aumentan la resistencia del vehículo al aire, lo que supone un incremento del consumo. A 120 km/h sólo las barras portaequipajes instaladas sin carga ya lo incrementan en un 7,5%, un compartimento portaequipajes en un 16%  y la baca cargada puede provocar un aumento hasta del 39%.

No es recomendable por tanto transportar objetos en el exterior del vehículo si no es estrictamente necesario.

El peso de los objetos transportados (incluyendo los ocupantes), también incrementa el consumo en un 5% por cada 100 kg de peso, influyendo principalmente en los momentos de arranque y aceleración. Es importante además colocar la carga de una manera equilibrada pues una mala distribución afecta además a la seguridad y puede incrementar incluso los gastos de mantenimiento y reparación. 

Otro aspecto importante a tener en cuenta es la climatización, ya que puede aumentar el consumo hasta en un 20 %, por ello se aconseja mantener el interior entre 23-24ºC, y/o mantener como norma general no superar una diferencia de 12ºC entre el interior y el exterior del vehíclulo.

Conducir con la ventanas bajadas aumenta también la resistencia del vehículo, lo que produce un mayor consumo (hasta un 5%), es preferible por tanto utilizar la circulación forzada del vehículo.

Si lo que abrimos para la ventilación es un techo practicable, el consumo aumenta hasta un 15%.

Un adecuado mantenimiento ayudará a controlar el consumo. Es importante mantener el motor y los filtros en buen estado y controlar los niveles  para evitar funcionamientos forzados o incorrectos que incrementan el consumo.

Mantener la presión adecuada de los neumáticos es fundamental, y no sólo por la seguridad. Una presión de 0,3 bares por debajo de lo recomendado supone un incremento medio de consumo del 3%.

El uso indiscriminado de elementos como la luneta térmica o la iluminación interior, pueden  aumentar el consumo de carburante  un 2% y un 3% respectivamente.

Recordemos además que circular a altas velocidades incrementa el consumo de una manera muy elevada, ya que el consumo aumenta cuadráticamente con la velocidad. 

Estos consejos, unidos a las técnicas de conducción ya comentadas pueden suponernos un considerable ahorro anual en combustible.

SELECCIÓN DE LAS BOMBILLAS DE BAJO CONSUMO

La retirada de las bombillas incandescentes nos ha llevado al uso de las LFC (lámparas fluorescentes compactas o de bajo consumo). Nos proponemos resolver las dudas más comunes en su uso, así como aprender a sacarles el máximo partido

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¿Gasta mucho encenderlas?

 Aunque hay un pequeño pico de consumo en el encendido, este es tan corto que no merece la pena considerarlo siempre y cuando no las coloquemos en en estancias en las que continuamente encendamos y apaguemos la luz  (uso no recomendado para este tipo de bombillas).

¿Realmente duran tanto? 

En esto la calidad influye, las marcas de prestigio pasan controles que avalan las horas que marcan en su etiqueta. Hay que tener en cuenta que esta duración está considerada para un uso de forma permanente. 

Por ello es importante tener en cuenta el nº de encendidos que figura en el envase. Si marca entre 3.000 y 6.000 no se recomienda su uso si se encienden con frecuencia (más de 3 veces/día). Para estos lugares conviene buscar bombillas que soporten más encendidos o se fundirán antes de que agotemos sus horas de vida.

Un factor a considerar es que son más sensibles a las altas temperaturas. Es por eso que durarán menos en lámparas muy cerradas (downlights). En lámparas abiertas durarán las horas indicadas. Aunque esto no quiere decir que todas rindan bien con fríos extremos.

Es importante fijarse en la temperatura de funcionamiento. 

¿Dan menos luz?

No si las elegimos bien.

Para comparar las bombillas lo más lógico es basarse en la cantidad de luz que producen. La cantidad de luz se expresa en lúmenes.  

La relación aproximada entre los vatios de las bombillas incandescentes y los lúmenes sería esta: 100 vatios equivaldrían a 1300-1530 lúmenes, 75 vatios a 920-1060 lúmenes, 60 vatios a 700-810 lúmenes, 40 vatios a 410-470 lúmenes y 25 vatios a 220-250 lúmenes.

Para quien prefiera guiarse por  la comparación entre potencia (aunque puede llevar a  a confusión):

9 W de una LFC sustituyen a 40 W de una de incandescencia, 11 W a 60 W, 20 W a 100 W y 32 a 150 W aproximadamente.

Hay que saber que la mayoría de las LFC tardan hasta 2 segundos en encenderse y hasta 60 en lucir al 60% de su capacidad, después ya lucen totalmente, en la etiqueta figurará el tiempo de encendido

¿Qué forma elijo?

Existen en el mercado diferentes tipos de bombillas LFC independientemente de su potencia. Cada una de ellas tiene un uso más adecuado

Las bombillas de bajo consumo llamadas reflectantes, se utilizan para iluminar intensamente una zona determinada.
Las que tienen forma de espiral reparten la luz en todas las direcciones.
Las que tienen formas lineales, las más consumidas, son perfectas para iluminar toda la estancia.
Las incandescentes iluminan en todas las direcciones e imitan la forma de las tradicionales.
Las bombillas que tienen forma redonda son específicas para iluminar estancias de interior.
Si tenemos reguladores de luz hay que saber que no se pueden usar con todas las bombillas. Hay que buscar esta información en la etiqueta.

¿Dan una luz fea? 

No, sólo hay que elegir el color adecuado. Éste viene indicado con un número seguido de una K. Las lámparas blanco cálido (2700K a 3000K) dan un color similar a las incandescentes. Las blanco medio o blanco brillante (3500K) ofrecen una luz más blanca pero considerada cálida. Estarían indicadas para interior o para zonas de descanso y relajación.

Las lámparas blanco frío (4100K) emiten un blanco más puro y las daylight (luz día, 5000K a 6500K) un brillo blanco. Son más adecuadas para exterior o para zonas de trabajo.

¿Dónde se tiran?

Al contener mercurio (elemento muy contaminante) y/o otros elementos contaminantes también,  no se deben tirar al contenedor de vidrio ni a la basura, si no en los contenedores de comercios del ramo o en el ecoparque.

Esto no quiere decir que las lámparas sean tóxicas en caso de rotura, aunque se recomienda recoger los restos con un cartón o toallita en lugar de con escoba o aspirador y ventilar adecuadamente la estancia. 

CONSEJOS PARA UNA CONDUCCIÓN EFICIENTE

Las subidas del carburante nos llevan a intentar reducir su consumo y aunque no podamos prescindir del coche, podemos aplicar técnicas de conducción que lo reduzcan. Estas técnicas pueden suponer ahorrar un 15% y rebajar también los gastos de mantenimiento del vehiculo. Aunque algunas de las técnicas de la conducción eficiente pueden aplicarse a todos los vehículos, en realidad están concebidas para vehículos de fabricación posterior al año 1994 aproximadamente (con inyección electrónica).

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Arranque

Arranque el motor sin pisar el acelerador.En los vehículos modernos es la electrónica la que regula las condiciones del encendido En los coches gasolina inicie la marcha inmediatamente, en cambio  en los diesel espere unos 5 seg.

Uso de la primera relación de marchas

La primera marcha es la que más consume, utilícela únicamente para iniciar el movimiento cambie a segunda a los 2 segundos o a los 6 metros de recorrido.

Cambios de marcha

En la aceleración, cambie pronto a la marcha más larga que  pueda circular: atendiendo al cuentarrevoluciones. Cambie entre 2000 y 2500 rpm en los coches gasolina y entre 1500 y 2000 rpm en los vehículos diesel.

Como alternativa al uso del cuenta revoluciones, puede tomar como referencia la velocidad del vehículo. Pase de 1ª a 2ª a los 2 seg o 6 metros, de 2ª a 3ª a los 30 km/h, de 3ª a 4ª a los 40 km/h y de 4ª a 5ª a los 50 km/h.

Uso de las marchas largas

Para conducir de una forma eficiente, se recomienda circular en la marcha más larga posible, a bajas revoluciones y con el pedal acelerador pisado en gran medida (en torno a las ¾ partes de su recorrido). Así pues, es preferible, de cara al ahorro de carburante, circular en 5ª relación de marchas con el acelerador pisado en mayor medida que en 4ª relación de marchas, con el acelerador menos pisado. 

Rodaje por inercia con la marcha engranada

Al decelerar, levante el pie del acelerador dejando rodar el vehículo por inercia con la marcha puesta. Frene progresivamente, reduciendo la marcha lo más tarde posible. Circulando a más de 20 km/h con la marcha sin pisar el acelerador, el consumo es nulo. Aprovéchelo tanto en aproximaciones a semáforos, reducirá también el consumo de frenos, emisiones y contribuirá a la fluidez del tráfico y a la comodidad de los pasajeros.

Velocidad uniforme

Mantenga una velocidad uniforme, evite frenar, acelerar y cambiar innecesariamente.Cuando se acelera se usa la energía del combustible para propulsar el coche. Parte de esta energía se desperdicia cuando se frena.

La mayoría de los turismos sólo necesitan 5 kW de potencia para conducir a una velocidad constante de 50 km/h (a 120 km/h, la cantidad de potencia necesaria se incrementa a aproximadamente en 25 kW). El 90% de la potencia restante del motor únicamente se emplea en la aceleración del vehículo o para conducir a muy

altas velocidades.

El control de crucero es útil para una conducción suave y constante que no sólo repercute en un ahorro de carburante, sino que tiene también un efecto positivo en las emisiones, seguridad vial, flujo de tráfico y confort de los pasajeros.

Velocidad moderada

Mantenga una velocidad moderada. El aumento de la velocidad implica un aumento mucho mayor del consumo; es decir, el consumo no aumenta linealmente con la velocidad, sino que lo hace de forma cuadrática. 

Detenciones

Si la velocidad y el espacio lo permiten pare el coche sin reducir la marcha. Las marchas largas permiten una mayor distancia de rodaje por inercia y, por tanto, tienen un mayor potencial de ahorro de carburante.

Paradas prolongadas

En paradas de más de 60 segudos es mejor parar el motor. El ralentí consume hasta 0,9 l/h. Aunque tenga en cuenta que la eficiencia energética nunca debe prevalecer sobre la seguridad vial, así que no es muy recomendable su aplicación en semáforos

Subidas y bajadas

En pendientes ascendentes: circule con la marcha más larga posible, adecuando el acelerador a la velocidad deseada. Reduzca de marcha lo más tarde posible.

En las pendientes descendentes: ruede por inercia con la marcha más larga que le permita controlar la velocidad, corrigiendo con el freno. Si no controla la velocidad, reduzca una marcha.

Anticipación

Mantenga una distancia de seguridad que le permita anticiparse a imprevistos. Prever el tráfico de la zona circundante nos permite evaluar la situación y anticipar la acción a realizar. La ejecución correcta de las técnicas de la conducción eficiente se basa en estos valores, que inciden además en la mejora de la seguridad en la conducción. 

Todas estas medidas pueden ayudarnos a reducir nuestro consumo de combustible, pero como en todo hay que aplicarlas con sentido común y siempre poniendo por encima de todo la seguridad vial.

Tampoco hay que llegar a  extremos que puedan llegar a ocasionar averías en nuestro vehículo como circular bajo cualquier circunstancia con una marcha larga teniendo que acelerar a fondo para mantener la velocidad, lo que al final ocasionaría un incremento del consumo de combustible y un riesgo de avería grave.

Fuente: IDAE

CERTIFICACIÓN ENERGÉTICA DE EDIFICIOS

En breve el gobierno exigirá que todas las viviendas usadas que se vendan o alquilen cuenten con un certificado energético tal y como exige la normativa europea. Este certificado  describe lo eficaz que es una vivienda en cuanto al consumo de energía.

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Hasta ahora en España sólo se exige un documento semejante para los edificios de nueva construcción o grandes rehabilitaciones, pero la directiva de 2002 y la modificación que de ella se hizo en 2010 obligan a que la eficiencia energética también se promueva para los edificios y viviendas usadas. de este modo, obliga a que cada vivienda que salga al mercado en cualquier estado de la unión europea, ya sea en venta o en alquiler, nueva o de segunda mano, tenga disponible para el comprador / inquilino este certificado de eficiencia energética cuya validez es de un máximo de 10 años

Exclusiones

No todas las edificaciones están obligadas a poseerlo, quedan excluidas:

-Edificaciones que por sus características de uso permanezcan abiertas.

-Edificios y monumentos protegidos.

-Edificios utilizados como lugares de culto.

-Construcciones provisionales con un plazo previsto de utilización igual o inferior a dos años.

-Edificios industriales y agrícolas, destinados a talleres, procesos industriales y agrícolas.

-Edificios aislados con una superficie útil total inferior a 50 m

-Edificios de sencillez técnica y de escasa entidad constructiva sin carácter residencial o público, de forma eventual o permanente, se desarrollen en una sola planta y no afecten a la seguridad de las personas.  

-Edificios que se compren para su demolición.

-Viviendas destinadas a ser utilizadas durante menos de cuatro meses al año, o durante un  tiempo limitado al año y con un consumo previsto de energía inferior al 25 % de lo que resultaría de su utilización durante todo el año.

¿De qué informa certificado?

El certificado informa sobre las demandas de calefacción, refrigeración, agua caliente sanitaria e iluminación. Describe pues las características energéticas del edificio, su envolvente térmica, instalaciones, las condiciones normales de funcionamiento y ocupación, las condiciones de confort térmico y lumínico, la calidad de aire interior y demás datos utilizados para obtener la calificación de eficiencia energética del edificio.

Los niveles se reflejan en una etiqueta similar a las que ya se utilizan en los electrodomésticos y que indica lo eficiente que es en cuanto al consumo de energía. (actualmente esta etiqueta ya se usa para las casas de nueva construcción) y clasifica cada inmueble con un código de color según una escala que va de la categoría “A”  (la más eficiente) a la “G” (la menos eficiente).

También ofrecerá  recomendaciones para la mejora de los niveles  de la eficiencia energética pudiéndose referir a:

- Medidas para  reformas importantes de la envolvente o de las instalaciones técnicas.

- Medidas relativas a elementos de un edificio.

Las recomendaciones incluidas en el certificado de eficiencia energética serán técnicamente viables en el edificio concreto y podrán incluir una estimación de los plazos de recuperación de la inversión o de la rentabilidad durante su ciclo de vida útil.

Emisión y validez

El borrador del Real Decreto del Ministerio de Industria indica que el certificado de eficiencia energética ha de ser otorgado por un técnico habilitado para la realización de proyectos de instalaciones térmicas o de proyectos de edificación, en base a un programa informático de certificación reconocido oficialmente. Su validez es de diez años renovables o hasta la realización de una reforma de importancia.

Obligatoriedad

A partir de la entrada en vigor de esta ley, los inmuebles habrán de disponer obligatoriamente del mencionado certificado e incluir la etiqueta en cualquier oferta o publicidad dirigida indistintamente a la venta o alquiler. 

A falta de concretar este aspecto, sí que se tienen prevista la existencia de sanciones para los propietarios que anuncien su casa sin disponer de un certificado de eficiencia energética.

Coste 

Dada la obligatoriedad de su obtención, esto implicará dos tipos de costes para el propietario.

            

-El primero será el coste directo de la obtención del certificado, que puede variar dependiendo del  tamaño del inmueble, si se hacen en solitario o simultáneamente con la comunidad....

-El segundo coste es el que el propietario quiera asumir para mejorar la calificación obtenida en base a las medidas indicadas en el documento

Inconvenientes

Puesto que se estima que la gran mayoría de viviendas construidas antes la entrada en vigor del CTE (Código Técnico de Edificacion) de 2007 obtendrá una mala puntuación, se prevé que muchos propietarios se verán en la necesidad de acometer obras de mejora si quieren hacer más atractivo su inmueble. 

Una vivienda con una eficiencia energética A puede reducir su factura entre un 20 a un 30% respecto a una calificada como C o D, por lo que la en unos cinco años podría amortizarse la inversión realizada.

Ventajas

Si el inmueble por contra, obtiene una buena calificación, queda situado en una posición ventajosa en el mercado inmobiliario.

Conocer la eficiencia energética del inmueble, y por tanto la diferencia del coste en energía que puede suponer cada mes, es un factor a tener en cuenta en la compra o alquiler. Esa diferencia de consumo mes a mes puede suponer a final de año una importante cantidad de dinero desembolsado o no.

No hay que olvidar además que una disminución del consumo energético se traduce en una disminución de las emisiones de CO2 y por tanto en una mejora global del medio ambiente.


Socitek Levante Ingenieros

CÉLULAS SOLARES FLEXIBLES

Cuando pensamos en placas solares siempre nos viene a la cabeza la imagen de los paneles solares rígidos que habitualmente encontramos instalados en tejados o en campos solares. Pero de unos años a esta parte se está avanzando en el estudio y desarrollo de células solares flexibles, más ligeras y más sencillas de colocar. Vamos a ver las diferentes soluciones que están ofreciendo los investigadores.

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En primer lugar ya se pueden encontrar en el mercado paneles solares flexibles, que no presentan mayor innovación tecnológica que la de depositar  sobre un soporte flexible una película fina de células solares.

La composición de estas células es igual a las de los paneles rígidos, sólo que de menor espesor.

Un paso más allá, la Universidad de Stanford está desarrollando las primeras células solares finas y adherentes, que permitirían que fueran pegadas como si fueran tiritas, sobre casi cualquier superficie, tal y como explican en el siguiente artículo de Scientific Reports.

El proceso de fabricación de estas células se realiza mediante el depósito de una película de níquel de 300 nanómetros de grosor sobre una oblea de dióxido de silicio y de silicio. 

A continuación, las células solares de película delgada se depositan sobre esta capa de níquel  y luego se cubren con una capa de un polímero protector. Entonces se une una cinta de transferencia térmica a la parte superior de las células solares para aumentar la transferencia externa de estas hacia un sustrato nuevo. 

En ese momento, la célula solar está lista para ser despegada. Para separarla, se sumerge en agua, a temperatura ambiente, y se separa levemente el borde de la cinta de transferencia térmica. La célula solar queda así liberada del sustrato rígido inicial, pero aún permanece unida a la cinta de transferencia térmica.

A continuación, se calienta esta cinta y la célula solar a 90 °C durante varios segundos, lo que hace que la célula se pueda aplicar a prácticamente cualquier superficie usando cualquier adhesivo. Por último, la cinta de transferencia térmica se retira, dejando sólo la célula solar pegada al sustrato escogido. 

Las pruebas realizadas han demostrado que este proceso de despegar y pegar las células es fiable y permite que las células solares de película fina se mantengan totalmente intactas y funcionales.

Quizá el avance más vistoso sea el logrado por el MIT (Massachusetts Institute of Technology), logrando células fotovoltaicas imprimibles sobre cualquier material, ya sea papel, tela, plástico, PET...,sin que sea necesario que el material esté tratado previamente.

El proceso se realiza mediante la impresión por sublimación, es decir pasando pigmentos en estado sólido a vapor en una cámara de vacío de una impresora similar a las impresoras de inyección. Con unas pasadas se depositan las distintas capas necesarias y se obtiene un grupo de células fotovoltaicas al que se le conectan unos cables y ya está listo para funcionar.

Ofrece una reducción de costes y una durabilidad de al menos de un año, y aunque la potencia que ofrece es  pequeña, puede ser suficiente para pequeños dispositivos electrónicos. 

También en el MIT, aunque dependiendo de otro equipo de investigación, se ha producido una nueva clase de célula fotovoltaica basada en láminas de grafeno flexible cubiertas con una capa de nanocables. Este enfoque de diseño permite obtener células solares baratas, transparentes y flexibles, que podrían instalarse en ventanas, tejados u otras superficies.

Actualmente, el ITO (Oxido de estaño e indio)  es el material típico para los electrodos transparentes usados en las pantallas táctiles de dispositivos como los smartphones. Pero el indio es un material escaso y caro, mientras que el grafeno está hecho de carbono, mucho más abundante y barato. Es por ello que este nuevo material , puede ser una buena alternativa al ITO, ya que además de su costo más bajo, proporciona otras ventajas, como flexibilidad, bajo peso, robustez mecánica y estabilidad química.

Construir nanoestructuras semiconductoras directamente sobre una superficie de grafeno pura sin dañar sus propiedades eléctricas y estructurales es complicado debido a la estructura estable e inerte del grafeno. Para lograrlo, se han empleado una serie de capas poliméricas para modificar sus propiedades, lo que  permite unirle una capa de nanocables eléctricos de óxido de cinc, y encima una cubierta de un material que reacciona ante las ondas de luz.

A pesar de estas modificaciones, las propiedades innatas del grafeno permanecen intactas, proporcionando ventajas significativas para el material híbrido resultante.

Además, en el nuevo material se puede usar un proceso que no exige temperaturas mayores de 175 grados centígrados para depositar nanocables de óxido de zinc en los electrodos de grafeno. Las células solares de silicio suelen afrontar procesos de elaboración con temperaturas muy superiores.

Redacción : Socitek Levante Ingenieros 

Fuentes:      Universidad de Stanford

             Massachusetts Institute of Technology 

              ACS Publications

             

        

POLÍMEROS ELECTROLUMINISCENTES ¿EL FIN DE LA LUZ FLUORESCENTE?

La Electroluminiscencia es la emisión de luz por parte de un material cuando es sometido a la aplicación de un voltaje. Dicha propiedad es  utilizada en los leds orgánicos (OLEDs) y ahora yendo un paso más allá, un equipo de la Universidad de Wake Forest,  (Carolina del Norte EEUU), liderado por David Carrol * ha desarrollado una nueva y revolucionaria tecnología llamada FIPEL (Field-Induced Polymer Electroluminescent o Polímeros Electroluminiscentes por Campo Inducido).  

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A mucha gente la luz de los tubos fluorescentes les resulta desagradable, y aunque las últimas generaciones de tubos y balastos han mejorado su calidad, el zumbido y las vibraciones que emiten en algunos casos pueden llegar a fatigarles la vista.

La iluminación basada en la tecnología FIPEL ofrece una luz blanca y suave que nada tiene que ver con la luz blanco-amarillenta de los tubos fluorescentes o la luz blanco-azulada de los LEDs.

Estas lámparas están realizadas en base a una matriz nanoestructurada de polímeros que convierten la carga eléctrica en luz. Esto ha permitido a los investigadores crear un nuevo tipo de bombilla que además supera  los obstáculos existentes en la utilización de la iluminación basada en plástico tanto en edificios comerciales como en viviendas. Las investigaciones que respaldan esta tecnología se describen en un estudio aparecido online en la revista Organic Electronics.

El dispositivo se compone de tres capas de polimeros moldeables y emisores blancos mezclados con una pequeña cantidad de nanomateriales que brillan cuando se excitan eléctricamente, creando una luz blanca brillante similar a la luz solar. También pueden realizarse para que emitan luz de cualquier color y fabricarse en cualquier medida, lo que les permitiría reemplazar las bombillas existentes. 

Este nuevo tipo de  iluminación es  al menos el doble de eficiente que la fluorescencia compacta (lo que conocemos como bombillas de bajo consumo), e igual a la tecnología LED. Además son menos frágiles y contaminantes  que las fluorescentes.

Otra ventaja añadida es su larga duración. El equipo de Carroll tiene una lámpara que lleva funcionando diez años. 

El equipo de Carrol es el primero en fabricar una lámpara FIPEL que puede reemplazar a los típicos tubos fluorescentes instalados en muchos hogares y oficinas. Otros usos posibles para esta tecnología pueden ser las pantallas de señalización en autopistas, o estaciones, marquesinas.....

El grupo de Wake Forest está trabajando con una empresa para comenzar a fabricar lámparas con esta tecnología que podría estar disponible al público el año que viene. 

*D.Carroll es el Director del Centro Nanotecnología y Materiales Moleculares en la Universidad de Wake Forest. Los científicos del centro han desarrollado innovadoras tecnologías incluyendo células solares plásticas de elevada eficiencia, o el Power Felt, un tejido que usa el calor corporal para cargar pequeños dispositivos electrónicos.

Más información : Wake Forest University

ÓXIDO Y AGUA PARA ALMACENAR ENERGÍA SOLAR

Comienza el nuevo año y viene cargado con  avances novedosos en el área de la generación y aprovechamiento de energía. En esta entrada vamos a referirnos a un sistema desarrollado por un equipo de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) en  que permite almacenar la energía solar en forma de un combustible limpio: El hidrógeno.

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Aunque la idea no es nueva (científicos llevan trabajando en ellos durante décadas), sí que lo es el enfoque que  los científicos de la EPFL le han dado, buscando un sistema barato y ecológico que permitiera almacenar la energía renovable.

¿Cómo puede la energía solar almacenarse para estar disponible todo el tiempo, día y noche, en días claros o nublados? Los científicos de la EPFL están desarrollando una tecnología que permite transformar la energía solar en un combustible limpio, con una huella de carbono neutra: El hidrógeno. 

Los ingredientes básicos son el agua y óxidos metálicos, como el óxido de hierro. Kevin Sivula y sus colegas se pusieron como límite la utilización de materiales baratos y de procesos de producción sencillos con el objeto de obtener un método viable y económico para la producción solar de hidrógeno (El dispositivo se describe en un artículo publicado en  Nature Photonics).

La idea de convertir la energía solar en hidrógeno tampoco es nueva; se lleva trabajando en el tema durante más de cuatro décadas. Durante los años noventa, la Escuela Politécnica Federal de Lausana en Suiza se unió a esta búsqueda, con la labor de investigación de Michael Gratzel. Junto a un colega de la Universidad de Ginebra en Suiza, inventó una técnica con la que usar energía solar para extraer directamente el hidrógeno del agua. El principio básico es una célula solar basada en tintes, combinada con un semiconductor basado en un óxido.

El dispositivo es completamenente autosuficiente. En él, los electrones producidos se usan para descomponer las moléculas de agua y obtener oxígeno e hidrógeno. Dos capas distintas tienen la función de generar los electrones cuando son estimuladas por la luz. 

La parte más cara: La placa de vidrio

El equipo del último prototipo se centró en resolver el principal problema de esta tecnología: su coste. Un equipo de EE.UU llegó a alcanzar un eficiencia del 12.4 %, y aunque el sistema era muy interesante desde el punto de vista teórico  tenía un coste de unos 10.000 dólares para una superficie de 10 cm. cuadrados.

Por esto los ciéntíficos se impusieron una limitación desde el principio: usar únicamente técnicas y materiales asequibles. El material más caro en este dispositivo es la placa de vidrio. 

La eficiencia es aún baja (entre un 1,4% y 3.6 %), pero la tecnología tiene un gran potencial. Se espera que con este concepto más económico basado en el óxido de hierro se alcancen eficiencias de un 10% en pocos años, con un coste inferior a 80 $ por metro cuadrado. Este coste permitiría al sistema ser muy competitivo frente a los tradicionales métodos de producción de hidrógeno.

El semiconductor que produce la evolución de la reacción del oxígeno es el óxido de hierro. Es un material estable y abundante, aunque como contrapartida es uno de los peores semiconductores disponibles.

Nano-óxido mejorado con silicio 

Este es el porqué de que el óxido de hierro usado por estos investigadores esté un poco más desarrollado que el que encontramos habitualmente. Este óxido está nanoestructurado, mejorado con óxido de silicio, cubierto con una capa de óxido de aluminio y otra de óxido de cobalto. Estos tratamientos optimizan las propiedades electroquímicas del material, pero no son sencillas de aplicar. Se hace necesario desarrollar métodos sencillos de preparación, como pintar o bañar el material.  

La segunda parte del material está compuesta por un tinte de dióxido de titanio (componente básico de las células solares tintadas) Esta segunda capa permite que los electrones transferidos por el óxido de hierro ganen la suficiente energía para extraer el hidrógeno del agua.

Un espectacular potencial- hasta el 16%

Los resultados presentados en la publicación Nature Photonics representan un avance  que ha sido posible debido a los recientes avances en el estudio del óxido de hiero y en las tinturas sensibles de dióxido de titanio. Sivula prevé que esta tecnología de célula solar podrá alcanzar una eficiencia del 16 % con el óxido de hierro y su bajo coste, que es su principal atractivo. Haciendo posible almacenar energía solar de una manera económica  el sistema desarrollado por EPFL podría incrementar considerablemente el potencial de la energía solar usándola con una fuente renovable viable en el futuro. 

Más información . Escuela Politécnica Federal de Lausana
                                  Nature Photonics