Uno de los grandes desafíos energéticos de este siglo es crear una red de suministro eléctrico con emisión neta de carbono 0 para el año 2050. Nuestros datos sugieren fuertemente que, de no hacerlo, podemos enfrentar una de las catástrofes ambientales más grandes a finales de este siglo [1]. Se ha hecho un gran esfuerzo por cambiar de la tradicional quema de combustible fósil a energías más limpias, menos contaminantes y competitivas. Si bien existe hoy en día una variada oferta de energías renovables, hay quienes piensan que son necesarias otras tecnologías nuevas en ámbitos donde las energías renovables más establecidas pudieran resultar contaminantes [2].
Una de estas nuevas tecnologías son los nano generadores que, como su nombre lo indica, son pequeños generadores eléctricos. Se basa en materiales de naturaleza ya conocida, los piezoeléctricos, que transforman el movimiento que absorben sus moléculas en un flujo eléctrico. El primero de estos generadores fue presentado en la academia el 2006 [3] y desde entonces se le han hecho importantes mejoras. Debido a su naturaleza, estos nanogeneradores pueden ser instalados en una variedad de ambientes, con bajísimo impacto y aprovechando cualquier pequeño movimiento para generar electricidad. Esto ha hecho que haya crecido el interés en utilizarlos en el sector de transportes para aprovechar el movimiento de los vehículos y convertir parte de esa energía desperdiciada en electricidad. Actualmente es posible utilizarla en túneles, carreteras y espacios de mar (como los puertos) pero también se ha visto que tiene un potencial enorme en los mismos vehículos, desde bicicletas hasta barcos [2]. Esto puede ayudar grandemente a mejorar la eficiencia tanto de los medios de transporte como de su infraestructura.
La segunda tecnología es una aplicación muy novedosa de la energía eólica: En vez de utilizar el viento, utilizan las turbulencias generadas en el movimiento fluido del aire. A esto se le llama vórtice y, gracias a las herramientas matemáticas y conocimiento de materiales que tenemos hoy en día, puede ser aprovechado para obtener energía. Se utiliza la generación de vórtices de patrón cíclico cuando una masa de aire fluyendo se encuentra con un cuerpo romo para crear una vibración que es aprovechado por una torre capaz de transformar ese movimiento en electricidad [4]. Debido a su forma, y naturaleza de funcionamiento, esta tecnología tiene varias ventajas: Es posible juntar muchas en un solo lugar, afecta la fauna silvestre mucho menos que los tradicionales molinos y necesita menos recursos para su instalación y puesta en funcionamiento. Además, al tener una mayor densidad energética, tiene el potencial de escalar a escala industrial con una proporción costo-efectividad bajo [5]. La empresa que tiene más desarrollada esta idea es vortex bladeless, una empresa española que busca crear modelos a escala comercial e industrial para venta en un futuro cercano. Si bien su futuro es incierto, es una tecnología que se ve prometedora.
Sin duda estas nuevas tecnologías nos ayudarán a diversificar la producción energética del mundo y, de esta forma, aprovechar cada nicho posible para generar energía de manera sustentable. Esto nos permitirá resolver problemas de acceso, de aislamiento y de impacto ambiental en el sector energético. La inclusión de una oferta más variada de fuentes energéticas nos permitirá elevar la calidad de vida con el mínimo impacto inclusive en zonas donde el potencial de crecimiento es bajo.
Referencias
Hoegh-Guldberg, O., Jacob, D., & Taylor, M. (2018). Special report: global warming of 1.5 ºC. Recuperado de https://www. ipcc. ch/sr15/
Jin, L., Zhang, B., Zhang, L., & Yang, W. (2019). Nanogenerator as new energy technology for self-powered intelligent transportation system. Nano Energy, 66, 104086.
Z.L. Wang, J.H. Song Piezoelectric nanogenerators based on zinc oxide nanowire arrays Science, 312 (5771) (2006), pp. 242-246
Zhou, Z., Qin, W., Zhu, P., & Du, W. (2021). Harvesting more energy from variable-speed wind by a multi-stable configuration with vortex-induced vibration and galloping. Energy, 121551.
Wang, S., Liao, W., Zhang, Z., Liao, Y., Yan, M., & Kan, J. (2021). Development of a novel non-contact piezoelectric wind energy harvester excited by vortex-induced vibration. Energy Conversion and Management, 235, 113980.