Un rascacielos con «pelos» generadores de electricidad

Un estudio sueco propone llenar un edificio de filamentos capaces de convertir su oscilación en energía eléctrica para cubrir su demanda. Los materiales piezoeléctricos alimentan de forma habitual a airbags, encendedores y pequeños dispositivos y, cada vez más, los equipos de diseño de carreteras o edificios ven en ellos un complemento para mejorar la eficiencia energética.

El estudio sueco Belatchew Arkitekter quiere convertir un edificio en altura ya existente de 26 plantas y 85 metros en un rascacielos de 40 pisos y 140 metros y llenarlo de filamentos capaces de transformar la oscilación y los envites del viento en electricidad. Con este energía quieren cubrir el cien por cien de sus necesidades energéticas. El responsable del proyecto, David Humble, asegura que los filamentos podrán captar energía hasta en condiciones de vientos poco veloces. Sobre los particulares dice: «Es una propuesta sobre cómo será la ciudad de Estocolmo y la parte técnica todavía está en estudio, aunque los responsables de urbanismo de la ciudad han mostrado mucho interés».

En lo que no andan desencaminado el estudio es en las posibilidades de los materiales piezoelétricos, categoría en la que se encuentran estos filamentos. La piezoelectricidad es la propiedad de ciertos cristales, cerámicos, poliméricos o naturales (como el cuarzo), que no tienen estructuras simétricas y que consiguen transformar la presión o el movimiento en energía. Una característica que les ha hecho muy útiles desde que se descubriera su poder a finales del siglo XIX. De hecho, son miles los aparatos que contienen este tipo de materiales; una de las aplicaciones más extendidas es la de los encendedores eléctricos. Con el golpe que recibe el cristal del dedo, éste reacciona. «Al presionar se produce una separación de cargas», explica Ángel Cuadras, profesor del departamento de Ingeniería Electrónica de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC). Los Airbag reconocen cuando tienen que saltar gracias a ellos. «Son muy conocidos y usados en sensores, por ejemplo, para ver las deformaciones en los aviones. Su respuesta eléctrica es muy pequeña pero tampoco necesitan producir mucho», opina Jose Ygnacio Pastor, catedrático de Ciencia de Materiales de la Universidad Politécnica de Madrid.

Si su respuesta eléctrica es pequeña ¿podrían miles de pelos cubrir las necesidades de un rascacielos? En el departamento de Ingeniería Electrónica de la UPC realizaron en 2011 una prueba similar a lo que proponen desde Suecia. Sometieron una lámina fina como un pelo y de 5 cm de largo a la fuerza del viento para ver cuánta energía obtenían. El resultado fue del orden de microvatios, «no daba ni para encender una bombilla. Varias empresas nos propusieron hacer pavimentos y móviles que se cargaran al pulsar las teclas pero con nuestros cálculos se descartó. Una batería del móvil con láminas como las que usamos habría necesitado unas 2.000 horas para cargarse. En el caso del rascacielos puede aportar energía complementaria, pero para cubrir toda la demanda, no lo creo».

Eduardo Roig, director del Máster en Tecnologías de Edificación Sostenible de la Universidad Nebrija, opina igual: «Ya no se entiende hacer un rascacielos sin tener en cuenta que se va a conectar con la ciudad y con las personas. En pocos años los sensores han aumentado la posibilidad de interacción con los usuarios, por ejemplo, en las fachadas digitales. Los materiales han pasado de ser objetos estáticos a parte activa de la estrategia energética. En el caso sueco, donde sería un complemento para mejorar la eficiencia».

A gran escala hay proyectos esperanzadores. En 2008, Metro de Tokio instaló un suelo generador de electricidad en la estación de Yaesu durante dos meses. El suelo contenía miles de piezas de 35 mm que generaban electricidad con las pisadas de la gente. cada persona de 50 kg que pasaba produjo 0,1 vatio por segundo y dos pisadas. Gracias a los 800.000 usuarios diarios se obtuvieron 10,000 vatios-segundo, el equivalente a la luz necesaria para encender una bombilla de 100 w durante 100 minutos, que abrieron puertas y encendieron pantallas informativas.

Carretera:

El año pasado en España la empresa Pavegen demostró las posibilidades de sus baldosas cinéticas. Según sus datos, en grandes urbes podrían absorber hasta 50.000 pasos de peatones cada día; a 7 vatios por pisada, la energía bastaría para dar luz a 25.000 hogares. Este año en el maratón de París, instalaron 176 baldosas al paso de los 50.0000 corredores, que generaron con su esfuerzo 7 kWh e iluminado con ellos las pantallas instaladas a lo largo de 42 km.

En 2008 la empresa israelí Innnovatech anunció sus planes para construir carreteras piezoeléctricas; el paso de ocho coches por un km de carretera podrían generar 400kW según la empresa. También se han anunciado proyectos en California, etc. Sin embargo, a finales de 2011 la Universidad holandesa de Twente desarrolló una prueba piloto en la carretera comarcal N34. Desde la Universidad concluyeron que la energía generada, durante los tres meses de pruebas y en condiciones atmosféricas variables, no era suficiente para alimentar las luces de la vía, pero sí para alimentar pequeños aparatos como sensores de ocupación que envíen sus datos a las señales de trafico por ejemplo

Roig señala esta idea sobre la eficiencia de los sistemas: «Los materiales piezoeléctricos generan poca energía, pero los móviles de hace 10 años consumían más que ahora. La piezoelectricidad será una buena opción para sistemas que consumirán cada vez menos». De hecho, parece que a medida que los dispositivos mejoran su eficiencia, el mercado de los materiales piezoeléctricos aumenta. La consultora IdTechEx prevé que este tipo de soluciones generará mas de 500 millones de euros de beneficio en 2020 en unas ciudades interactivas llenas de sensores inteligentes y redes inalámbricas.