{"id":181,"date":"2012-02-11T10:28:07","date_gmt":"2012-02-11T09:28:07","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/?p=181"},"modified":"2012-05-25T22:44:15","modified_gmt":"2012-05-25T21:44:15","slug":"materiales-para-salvar-el-mundo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/2012\/02\/11\/181\/","title":{"rendered":"Materiales para salvar el mundo"},"content":{"rendered":"

Por Jos\u00e9 Ygnacio Pastor<\/a>, <\/strong> Dr. en Ciencias F\u00edsicas (Catedr\u00e1tico de Universidad, Departamento de Ciencia de Materiales, Universidad Polit\u00e9cnica de Madrid)<\/p>\n

Si de alguna forma podemos definir al homo sapiens sapiens, en contraposici\u00f3n al resto de especies autoconscientes del planeta Tierra, es como un fren\u00e9tico devorador de energ\u00eda. Seg\u00fan las previsiones de la Agencia Internacional de la Energ\u00eda, de seguir el aumento de poblaci\u00f3n y de consumo energ\u00e9tico al ritmo actual, la demanda mundial se multiplicar\u00e1 en un factor entre tres y cinco de aqu\u00ed a final de siglo. Pero la cantidad de energ\u00eda disponible, manteniendo el equilibrio ecol\u00f3gico de esta isla de vida que vaga por el universo que es nuestro planeta, es en estos momentos limitada.<\/p>\n

Actualmente, en los procesos de transformaci\u00f3n de los combustibles en energ\u00eda los rendimientos siguen siendo muy limitados, y en los mejores casos apenas alcanzan el 50%, pero lo habitual es estar muy lejos de estos valores. Lo peor de todo es que las tozudas leyes de la termodin\u00e1mica nos limitan que podamos llegar mucho m\u00e1s all\u00e1 de lo conseguido.<\/p>\n

S\u00f3lo en los \u00faltimos decenios se ha vuelto la vista hacia las energ\u00eda renovables (solar, e\u00f3lica e hidr\u00e1ulica, aunque estas dos \u00faltimas con mayor o menor intensidad ya se explotaban desde hace mucho tiempo) como opciones alternativas pero a\u00fan estamos muy lejos de obtener altos rendimientos a bajos precios.
\nPor otra parte no tenemos derecho a restringir el desarrollo de los m\u00e1s desfavorecidos, aunque esto tampoco tiene que implicar que en los pa\u00edses desarrollados tengamos que retroceder en nuestra calidad de vida. Adem\u00e1s, debemos conseguir el control del calentamiento global terrestre de origen antropog\u00e9nico. \u00bfC\u00f3mo resolver este dilema?<\/p>\n

El reto que tenemos por delante es enorme, y nos va la vida en ello. En este contexto, resulta imprescindible que Materiales y Energ\u00eda colaboren. Para responder a estas necesidades tenemos varias opciones:<\/p>\n

* Utilizar el carb\u00f3n en forma licuada. El carb\u00f3n es barato y hay reservas para varios siglos pero el incremento de contaminaci\u00f3n que esto implicar\u00eda ser\u00eda inasumible con la tecnolog\u00eda actual. Una respuesta ser\u00eda encontrar materiales y tecnolog\u00edas que permitieran la captura y almacenamiento de CO2 de forma segura, barata e indefinida.<\/p>\n

* Apostar por las energ\u00edas renovables. El desarrollo de biocombustibles parece una alternativa, pero en el computo global de emisiones de CO2 siempre el saldo es positivo y la cantidad de tierras de cultivo inmensas. Esto adem\u00e1s puede llevar aparejado el encarecimiento, interesado a veces, de los alimentos de primera necesidad. La energ\u00eda solar fotovoltaica hoy por hoy es una apuesta m\u00e1s est\u00e9tica que real, ya que el precio de la energ\u00eda generada resulta muy elevado y las instalaciones tardan unos veinte a\u00f1os en amortizarse. Necesitamos materiales baratos para mejorar la eficiencia energ\u00e9tica de las c\u00e9lulas solares. La energ\u00eda e\u00f3lica y la termo-solar pueden ser una interesante alternativa pero presentan un problema b\u00e1sico: su aleatoriedad. Es necesario tener centrales de generaci\u00f3n alternativas para cuando estas no funcionan, y sistemas de almacenamiento para cuando producen energ\u00eda en exceso. Esto \u00faltimo requiere el desarrollo de materiales y tecnolog\u00edas que lo permitan de forma eficiente y barata.<\/p>\n

* La energ\u00eda nuclear, que no est\u00e1 de moda y a todos nos asusta. Las nuevas tecnolog\u00edas de procesamiento de materiales est\u00e1n empezando a dar respuesta al reprocesamiento de residuos de alta actividad. Adicionalmente, si en alg\u00fan momento fuera posible el desarrollo de centrales que usen torio como combustible, tendr\u00edamos resueltos simult\u00e1neamente varios problemas: los residuos de las centrales actuales, la posibilidad de su uso para la proliferaci\u00f3n armament\u00edstica y las limitaciones de la disponibilidad de uranio, con el torio tendr\u00edamos combustible para m\u00e1s de un milenio. Finalmente las centrales de fusi\u00f3n (el combustible en este caso son is\u00f3topos de hidr\u00f3geno presentes en el agua de mar de forma pr\u00e1cticamente inagotable) se llevan presentando como la respuesta definitiva a nuestros problemas energ\u00e9ticos desde hace cincuenta a\u00f1os. Lamentablemente, todav\u00eda estamos lejos de poder dar una fecha de cu\u00e1ndo ser\u00e1 posible tener un reactor de estas caracter\u00edsticas pues los problemas, principalmente con los requerimientos de los materiales involucrados, son tan brutales que nos faltan decenios de investigaci\u00f3n.<\/p>\n

* Ahorrar energ\u00eda. Posiblemente esta sea la \u00fanica alternativa plausible y viable que tengamos en estos momentos. La cantidad de energ\u00eda que desperdiciamos y desperdigamos a nuestro alrededor es enorme. Probablemente m\u00e1s del 80% de la energ\u00eda contenida en nuestros combustibles se despilfarra. S\u00f3lo con conseguir un ahorro del 2% anual en 30 a\u00f1os conseguir\u00edamos tener energ\u00eda para todos. Si este ahorro adem\u00e1s va acompa\u00f1ado de un desarrollo humano mucho m\u00e1s homog\u00e9neo en todo el mundo ser\u00eda posible que la poblaci\u00f3n mundial se estabilizara en torno a los 11.000 millones de humanos. \u00bfPero c\u00f3mo conseguir este ahorro sostenido de energ\u00eda? Unos pocos materiales pueden tener las respuestas:<\/p>\n

– Materiales superconductores de alta temperatura cr\u00edtica. Buena parte de la energ\u00eda el\u00e9ctrica se pierde en su transporte y en la conversi\u00f3n de energ\u00eda el\u00e9ctrica a mec\u00e1nica. Con estos materiales, si finalmente pudieran funcionar a temperatura ambiente, ser\u00eda posible el transporte de energ\u00eda sin p\u00e9rdidas, el movimiento de veh\u00edculos con la d\u00e9cima parte de la energ\u00eda actual, y el funcionamiento de los motores de una manera mucho m\u00e1s eficiente y silenciosa. Adem\u00e1s permitir\u00eda un almacenamiento sencillo e instant\u00e1neo de la energ\u00eda. Los problemas a resolver para conseguirlo parecen hoy por hoy insalvables, pero hace s\u00f3lo 30 a\u00f1os era inimaginable que pudieran existir estos materiales.<\/p>\n

– Materiales para altas temperaturas. Cuanto mayor sea la temperatura de las centrales t\u00e9rmicas de producci\u00f3n de energ\u00eda mayor ser\u00e1 el rendimiento de la misma y m\u00e1s energ\u00eda ser\u00e1 posible extraer del combustible. En la actualidad pr\u00e1cticamente todas las centrales de producci\u00f3n de energ\u00eda son centrales t\u00e9rmicas, desde las de carb\u00f3n a las termosolares pasando por las nucleares. S\u00f3lo subir 100 o 200 \u00baC su temperatura de trabajo permitir\u00eda rendimientos mucho mayores, y en esto de nuevo los materiales tienen la respuesta.<\/p>\n

– Materiales de efecto t\u00e9rmoelectrico. En todo proceso de combusti\u00f3n tenemos siempre un calor residual que se pierde. Por ejemplo a trav\u00e9s del tubo de escape de nuestros coches o por la rodadura de los neum\u00e1ticos en la carretera. El desarrollo de nuevos materiales de efecto termoel\u00e9ctrico est\u00e1 abriendo recuperar parte de este calor residual en forma de energ\u00eda el\u00e9ctrica.<\/p>\n

– Materiales para el aislamiento t\u00e9rmico y la iluminaci\u00f3n. En estos momentos disponemos de tecnolog\u00edas y materiales para hacer edificios y ciudades autosostenibles, donde el calor generado o recibido del exterior se puede utilizar para generar energ\u00eda y as\u00ed reducir el impacto ecol\u00f3gico de la construcci\u00f3n.<\/p>\n

Como se ha mostrado el factor clave para responder a este reto es el desarrollo de nuevos materiales y tecnolog\u00edas. Los \u201cMateriales para la Energ\u00eda\u201d descritos son s\u00f3lo algunas de las opciones que tenemos a nuestro alcance, pero su mejor conocimiento puede ayudarnos a salvar el mundo.<\/p>\n

Fuente:
\n– \u00abDevoradores de energ\u00eda\u00bb, J.Y. Pastor, www.upm.es, 2012<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Por Jos\u00e9 Ygnacio Pastor, Dr. en Ciencias F\u00edsicas (Catedr\u00e1tico de Universidad, Departamento de Ciencia de Materiales, Universidad Polit\u00e9cnica de Madrid) Si de alguna forma podemos definir al homo sapiens sapiens, en contraposici\u00f3n al resto de especies autoconscientes del planeta Tierra, es como un fren\u00e9tico devorador de energ\u00eda. Seg\u00fan las previsiones de la Agencia Internacional de la Energ\u00eda, de seguir el aumento de poblaci\u00f3n y de consumo energ\u00e9tico al ritmo actual, la demanda mundial se multiplicar\u00e1 en un factor entre tres y cinco de aqu\u00ed a final de siglo. Pero la cantidad de energ\u00eda disponible, manteniendo el equilibrio ecol\u00f3gico de esta\u2026<\/p>\n","protected":false},"author":187,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[16837,13990],"tags":[],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/181"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/users\/187"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=181"}],"version-history":[{"count":24,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/181\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":490,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/181\/revisions\/490"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=181"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=181"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=181"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}