#4 OCTUBRE NOVIEMBRE Página 3 2016 Página 6 · Placas solares de perovskita Página 16. 2 -...

#4OCTUBRE

NOVIEMBRE2016

La revista que no sale ni una vez al mes porque no tenemos tiempo

Limpiar los océanosPágina 3

Ojeada a la fusión nuclear

Página 9

Diario de un ErasmusPágina 6

Mars ColonialTransporterPágina 18

Placas solares de perovskita

Página 16

2 - Diario de un Industrial # 4

Os presentamos Diario de un Industrial, una revista que saldrá cuatro veces al año, y que pretende dar una visión más global del mundo desde los intereses de un Ingeniero.

Esta revista está realizada por y para es-tudiantes de ingeniería industrial, por lo que hará énfasis en las actividades pro-pias de un estudiante, sin olvidar que en nuestro interés también está nuestro futuro en el mundo laboral.

La revista es un proyecto del Consejo Es-tatal De Estudiantes de Ingeniería Indus-trial (CEDEII), aunque, por su naturaleza, gustaría de ser un proyecto coral en el

que cada lector pueda colaborar en el siguiente número. Por eso, a cualquiera interesado en participar, le pedimos que se ponga en contacto con nosotros:[email protected].

Nos gustaría aprovechar también para deciros que podéis leer este y todos los números en nuestra web (cedeii.es) y que en ella colgaremos información adi-cional de algunos temas tratados en el número para quien quiera más informa-ción.

Esperamos que la revista sea de vuestro agrado.

Carta de los editoresRaúl Lázaro, Universidad de ValladolidPaula Diana Varea, Universidad de Málaga

“Esta revista está realizada por y para estudiantes de ingeniería industrial.”

“La revista es un proyecto del CEDEII, pero nos gustaría que cualquier lector

pueda colaborar.”

Diario de un Industrial # 4 - 3

Índice

Limpiar los océanos

Diario de un Erasmus

Una breve (aunque intensa) ojeada a la fusión nuclear

Avances en el campo de las baterías

Placas solares a partir de perovskita

Mars Colonial Transporter

Entretenimiento

Página 3

Página 6

Página 9

Página 13

Página 16

Página 18

Página 22


Fertilizantes y pesticidas, desechos in-dustriales, basuras nucleares, gases de escape emitidos en las carreteras, aguas usadas y desperdicios, se vierten en los cursos de agua y terminan en el océa-no, . Y sobre todo el componente plás-tico (basuras y botellas principalmente) representa una gran porción de esa basura; se estima que cada año acaban en mares y océanos más de 8 millones de toneladas de plástico. Todos estos contaminantes y desechos son después redistribuidos por la superfi cie del globo a través de las corrientes de los mares.

Parece claro que estas corrientes son un problema. Si los desechos están locali-

zados se puede actuar sobre ellos, pero se mueven. Hasta ahora, se han utiliza-do barcos con redes para atrapar estos escombros, pero es un método costoso y peligroso para la vida marina, que que-da atrapada en las redes.

Y ahí donde sólo se veía un problema, un joven holandés, Boyan Slat, vió una solución. ¿Por qué moverse a través de los océanos, si los océanos se mueven por sí solos alrededor nuestro?

Supongo que todos hemos oído hablar ya de este joven que con tan solo 18 años presentaba en TED en 2012 su pro-puesta

Limpiar los océanosPablo Rodríguez - Universidad de Deusto

Cada año se arrojan a los océanos grandes cantidades de desechos y contaminantes. Actividades terrestres y marinas están al origen de esta contaminación.


[How the oceans can clean themselves: Boyan Slat at TEDxDelft - YouTube].

Desde entonces, este chico ha fundado The Ocean Cleanup, una empresa para implantar su idea, desarrollando en co-laboración con más de 100 especialistas un documento de más de 500 páginas respondiendo a la viabilidad técnica, le-gal, ecológica y económica del proyecto.

Se quiere abordar sobre todo los lla-mados parches de basura (o garbage patches), empezando por la más gran-de, la conocida como Isla de Basura del Pacífi co. No hay que pensar en una isla como tal compuesta tan solo de basura. Es más, a simple vista apenas se notaría (las típicas imágenes de gran acumula-ción de desechos no suelen correspon-der con la Isla de Basura). Ocupa un área enorme y tiene baja densidad. Se forma por los grandes giros oceánicos y justamente eso es lo que se quiere apro-vechar. Según el informe citado ante-riormente, simplemente construyendo 100 km de red en 10 años se consegui-ría reducir a la mitad la cantidad de ba-sura acumulada en esa Isla de Basura.

El funcionamiento técnico detrás de la idea es bastante más sencillo de lo que pueda parecer.

Estos parches de basura del mar, como hemos indicado, son muy amplios, pero también dispersos. El diseño de Slat, al actuar como una línea de costa artifi cial, concentra pasivamente todo el plástico, 100% impulsado por las corrientes mari-nas naturales.


En lugar de utilizar redes, se utilizan pantallas sólidas que atrapan el plásti-co fl otante, permitiendo a la vez que la vida marina pueda pasar por debajo de la barrera con la corriente.

Gracias a la orientación de las barreras amarradas al fondo del mar, el plástico lentamente será empujado hacia el cen-tro de la matriz, llegando a ser aún más concentrada. Una vez hecho esto solo queda extraer, almacenar, embarcar y reciclar.

También es importante destacar que este diseño permite autonomía sin con-sumo energético y, gracias al diseño modular, una aplicación a escala donde haga falta.

Y todo esto no solo queda a un nivel teó-rico. Hace tan solo unos meses se insta-ló un prototipo en el Mar del Norte. Allí estará, a 23 km de la costa de Holanda,

si bien su objetivo principal no va a ser precisamente limpiar el mar, sino pro-bar que funciona y que puede soportar las condiciones reales extremas.

Si todo marcha bien, el siguiente objeti-vo será instalar otro prototipo en 2017 esta vez sí 100% operativo, que empiece a limpiar los mares. Y fi nalmente, el últi-mo paso, instalar en 2020 la plataforma defi nitiva en el Pacífi co que debería re-ducir la famosa Isla de Basura a la mitad para 2030.

La inspiración de un jóven que puede acabar cambiando el mundo. Porque a veces, con una idea es sufi ciente.

Más información:

“En 10 años se conseguiría reducir a la mitad la cantidad de basura.”


Buenas, me llamo Ana, estudio en la ET-SII UPM, y hace dos meses empecé mi estancia de dos años en Lyon, Francia, para hacer una Doble Titulación de inge-niería industrial con la École Centrale de Lyon. En este texto me gustaría explicar brevemente la educación aquí, el estilo de vida universitario, y hablar un poco de la ciudad en la que resido.

EducaciónEn Francia, el modelo más común de estudiante de ingeniería es un alumno que sale de bachillerato para hacer una “clase preparatoria” de dos años común a todos los tipos de ingeniería en la que

los preparan para un examen nacional. Es una prueba muy muy competitiva con la que se clasifican y se reparten entre las escuelas de ingeniería del país. En-tonces empiezan lo que nosotros consi-deraríamos la carrera, y tras tres años, obtienen el título de ingeniero.

¿Qué significa esto para mí? Yo vengo aquí a hacer lo que para ellos es pri-mero y segundo de carrera, por lo que

Diario de un ErasmusAna García, Universidad Politécnica de Madrid

“Es una prueba muy muy competitiva con la que se clasifican y se reparten entre las

escuelas de ingeniería del país.”


soy igual de nueva en la escuela que los franceses. Esto nos da algo de ven-taja a los extranjeros, porque empeza-mos sólo un poco más perdidos que los franceses, o eso se podría pensar. A la semana te das cuenta de que era todo una broma y que en realidad saben mil veces más que tú, o que por lo menos están más acostumbrados al sistema de enseñanza. Porque no se han pasa-do dos años sin ver la luz del día para nada; ocho horas de clases diarias y otras tantas de estudiar por su cuenta para acabar haciendo cualquier ejercicio casi como una máquina. Además, son bastante competitivos. No todos están dispuestos a perder el tiempo contigo, extranjero, porque todavía estés inten-tando entender el enunciado del proble-ma o de la práctica.

La educación en general es bastante distinta. Vine aquí, obviamente, porque quería vivir un tiempo en el extranjero y demás, pero también porque veía que en Madrid estaba aprendiendo básica-mente a hacer exámenes y ejercicios de un tipo u otro. Aquí, desde el primer momento te lanzan a la práctica, a ejer-cicios mucho menos guiados. Por lo que parece, esperan que aprendas a buscar-te la vida y no a hacer ejercicios tipo.

Vida de campusUna de las mejores cosas de esta escue-la es la vida de campus. Para los france-ses, que acaban de pasar por dos años de suplicio, este es el momento de dejar atrás las penas. La parte académica no les lleva mucho tiempo porque les han

acostumbrado a ser muy eficientes, así que tienen el resto del día para las aso-ciaciones y las fiestas.

La escuela ha adoptado un modelo bastante americano, por lo que las resi-dencias están dentro del campus y casi todos los alumnos de primer año viven aquí. Ponen mucho empeño en que cada piso sea una pequeña familia, por lo que cada jueves hay cena con el res-to de tu piso y la fiesta reglamentaria de después. Los martes también hay fiesta porque un día les sabía a poco. Y es que en el mismo campus, además de clases, anfiteatros, laboratorios, gimnasio, etc., hay un pabellón sólo para que los alum-nos vayan a descansar después de las clases o a la fiesta de turno, con su bar, su escenario, sus mesas de ping pong y futbolín… En las universidades con Casa del Alumno sonará más normal pero os prometo que a los de la UPM nos choca mucho.

Además, hay millones de asociaciones. Aquí son los alumnos los que gestionan todo, desde las fotocopias hasta el bar, y además hay asociaciones de ocio como la de los viajes de esquí, los clubes in-ternacionales o la asociación de artes. Pero para los extranjeros este ritmo es peligroso, tienes que tener en cuenta que tú sí tienes que dedicarle tiempo a los estudios.

La escuela tiene un 25% de alumnos in-ternacionales. Lo consideran (y es) una riqueza para sus propios alumnos, quie-

“Aquí son los alumnos los que gestionan todo, desde las fotocopias hasta el bar, y

además hay asociaciones de ocio como la de los viajes de esquí, los clubes

internacionales o la asociación de artes.”

“ Los martes también hay fiesta porque un día les sabía a poco.”

“Aquí, desde el primer momento te lanzan a la práctica, a ejercicios mucho menos

guiados.”


nes además están obligados a hacer una estancia en el extranjero durante la carrera, ya sea para estudiar o para ha-cer prácticas. Y la verdad es que a los ex-tranjeros nos cuidan bastante. Cierto es que a veces es difícil trabajar en grupo porque cuesta seguirles el ritmo, pero siempre encuentras gente cargada de paciencia que te echa una mano o que simplemente se interesa por tí o por las costumbres de tu país.

Además, los extranjeros llegamos aquí una semana antes para tener nuestra propia semana de integración, una se-mana en la que no nos dejaron ni dos minutos para aburrirnos ni para sentir-nos solos. Los franceses (también nue-vos) llegaron una semana después a la semana de integración común a todos y lo cierto es que ayudaba mucho que los extranjeros ya nos conociéramos entre nosotros, porque siempre cuesta más

relacionarse con un local que con al-guien que tiene las mismas dificultades con el idioma y que se siente tan perdi-do como tú.

LyonComo cualquiera que haya venido a Francia sabrá (bueno, París es un poco especial a ese respecto) la gente aquí es extremadamente amable. Lo notas cuando vas al comedor, o a hacer la compra, o paseas por la calle. Además, Lyon es una ciudad preciosa, suficien-temente pequeña como para ser ma-nejable, pero con muchísima actividad. Todos los fines de semana hay algo que hacer: un festival de cine, de comida, de danza, de música…

En definitiva, está siendo una experien-cia muy intensa que recomiendo a cual-quiera que quiera salir de casa y vivir un tiempo en el extranjero, aprender un idioma y meterse de lleno en un siste-ma educativo nuevo, con sus ventajas y desventajas

“Todos los fines de semana hay algo que hacer: un festival de cine, de comida, de

danza, de música...”


Como proyectos de ingeniero, casi to-dos habremos oído de la fusión nuclear como fuente de energía, pero, ¿sabe-mos qué procesos y tecnología se em-plean para ello? ¿Conocemos las venta-jas y desventajas de esta tecnología aún en desarrollo?El objetivo de este artículo no es el de entrar al detalle de los procesos, sino tratar de arrojar un poco de luz sobre esta industria millonaria a pesar de se-guir en fase de desarrollo, para lo que en primer lugar se explicará somera-mente el proceso físico de la fusión, la tecnología que se emplea en la actuali-dad, y las ventajas y desventajas de esta fuente.

La física de la reacciónEsta es posiblemente la parte más co-nocida, al tener unos principios básicos son similares a los de la fi sión, con la sal-vedad (importante) de que en nuestro caso son dos átomos ligeros los que se unen para formar uno más pesado, y no lo contrario.La liberación de energía, como en la fi -sión, se da porque el átomo resultante tiene una menor masa por nucleón que los dos átomos iniciales, lo que quiere decir que el peso del primero es me-nor que la suma de los segundos. Este defecto de masa entre reactivos y pro-ductos en realidad no es más que una transformación de ésta en energía, que es la que se extrae de dicha reacción (de

Una breve (aunque intensa) ojeada a la fusión nuclearAsier Jauregui, Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea

Masa por nucleón en función de la masa atómica


acuerdo con la conocida ecuación de Einstein E=mc2).Esta masa por nucleón se representa en la siguiente gráfi ca, en la que pode-mos ver que los átomos a la izquierda del hierro son susceptibles de generar energía al fusionar, y los de su derecha, al fi sionar.

Pero no todos los átomos son igual de susceptibles de fusionar, al igual que pasa con la fi sión y, al contrario que con ésta, no tenemos átomos que fusionen espontáneamente en las condiciones terrestres. Esto quiere decir que todas las reacciones de fusión requieren de un aporte de energía inicial importante.

Además, tampoco todas las reacciones de fusión generan la misma energía.Por lo tanto, es imprescindible escoger la reacción de fusión a utilizar que opti-mice estos parámetros, siendo esta, con el estado de la técnica actual, la reacción deuterio más tritio, ambos isótopos del hidrógeno (con un protón, y uno y dos neutrones respectivamente).

D+T -> He + n + 17,6 MeV

Las materias primas empleadasCalculada la ecuación óptima, queda ver si el deuterio y el tritio son fáciles de conseguir y abundantes. En el caso del primero, se puede considerar virtual-mente ilimitado en nuestro planeta, al encontrarse de forma natural en el agua (películas como Oblivion no estaban tan desencaminadas), calculándose re-servas para varios miles de millones de

Esquema simplificado de los campos magnéticos de un TOKAMAK, el tipo de reactor más avanzado hasta la fecha.

“La reacción deuterio+deuterio, que, habida cuenta de la enorme cantidad de deuterio,

sería virtualmente infinita.”


años empleando la fusión como única fuente de energía.El tritio es un poco más problemático, porque no se encuentra naturalmente, sino que hay que obtenerlo a partir del litio, que, aunque abundante, no lo es tanto - ni mucho menos - que su com-pañero. Aún así, las reservas estimadas darían para más de cien años de energía de fusión - aunque parezca poco, es el tiempo que llevamos generando elec-tricidad comercial -, y es importante re-marcar que se haría sinérgicamente con el mercado de baterías, al requerir la fu-sión de un isótopo distinto a las baterías (litio 6 y litio 7 respectivamente).De todas formas, esta dependencia del litio no debería ser duradera, porque se estima que, bastante antes de agotarse el litio, la tecnología de fusión estaría suficientemente madura para saltar de la reacción deuterio tritio a otras mejo-res, como la de deuterio con hidrógeno 3 (que se extraería de la luna, donde se halla en grandes cantidades) y, sobre todo, la reacción deuterio+deuterio, que, habida cuenta de la enorme canti-dad de deuterio, sería virtualmente in-finita.

Ventajas de la fusión¿Pero cuáles son las ventajas de esta fuente de energía que hacen que se siga hablando de ella aún antes de haber conseguido hacerla viable?En primer lugar, se espera que sea una fuente, una vez desarrollada, barata. Los reactivos que se emplean son abun-dantes y baratos, y además, una vez en su fase final (D+D), accesibles a todo el mundo – lo que es geopolíticamente muy atractivo para países importadores de energía como los europeos. Además,

como se ha explicado antes, son mate-rias abundantes.En segundo lugar, la fusión nuclear es in-trínsecamente segura, y esto se explica por dos elementos: las condiciones para obtener la fusión son muy estrictas, y cualquier pequeña variación en ésta lle-varía a detener la fusión y, además, en el reactor en cada momento solo hay com-bustible para algunos segundos de reac-ción (el combustible se suministra “gota a gota”, al contrario que en los reactores de fisión que contienen el combustible para uno o dos años de funcionamien-to).

En tercer lugar, como la fisión la fusión no genera ningún gas de efecto inverna-dero. Esta es la principal ventaja a nivel actual para esta fuente, al poder aliviar en un futuro los problemas del cambio climático.Por último, los productos de la reacción no son nocivos ni contaminantes (el pro-ducto es helio) al contrario que en la fi-sión, siendo los únicos residuos radioac-tivos los de la estructura del reactor, que pueden ser fácilmente minimizados para que no sea preciso almacenarlos más de 50 años.

La tecnologíaSi bien las ventajas son muchas, la des-ventaja es clara: no se ha desarrollado aún, y este desarrollo es muy costoso.Actualmente, hay dos enfoques para abordar la fusión nuclear, el llamado confinamiento inercial y el magnético. Éste último es el que más prospectivas de futuro tiene, y es por tanto el que en este artículo vamos a abordar.Como hemos comentado arriba, ningu-na reacción de fusión ocurre espontá-neamente en condiciones atmosféricas.

“Con un presupuesto de más de 15 000 millones de euros, entre los 5 proyectos científicos más caros de la humanidad.”

“Los productos de la reacción no son nocivos ni contaminantes (el producto es helio) al

contrario que en la fisión.”


Poniendo números a esta restricción, te-nemos que en el confinamiento magné-tico actualmente es necesario calentar un plasma en ultravacío a 115 millones de Kelvin, manteniendo unas condicio-nes de presión bajas (comparadas con la atmósfera), pero que son muy difíci-les de conseguir debido al ultravacío del plasma.La solución para ello es el confinamien-to magnético: el combustible a esa tem-peratura está en estado plasmático, lo que le permite interaccionar con cam-pos electromagnéticos. Esto se aprove-cha para, mediante campos magnéticos enormes (en los reactores experimen-tales se están generando los mayores campos hechos por el hombre), confinar ese plasma obteniendo así la presión de plasma necesaria, y permitiendo alcan-zar las condiciones necesarias para que esta fusión genere energía neta.

Estado actual de la investigación

Ahora bien, hasta ahora no se ha logra-do generar más energía de la que se emplea por confinamiento magnético. Esto se espera que cambie en la próxi-ma década cuando ITER, el mayor reac-tor termonuclear de la historia, entre en operación.El ITER es uno de los proyectos más am-biciosos de la historia. Proyecto conjun-to de la UE, EEUU, Rusia, China, Japón e India, se está construyendo en Francia y está, con un presupuesto de más de 15 000 millones de euros, entre los 5 pro-yectos científicos más caros de la huma-nidad.Sus objetivos son múltiples, pero el prin-cipal es el de demostrar que es posible hacer viable la fusión nuclear con tec-nología actual, esperándose que sea la

primera planta en lograr energía neta antes de 2030. De lograrse este objetivo, ya hay planes bastante avanzados para otros reactores más avanzados, con las miras puestas a obtener un reactor de fusión comercial rentable en funciona-miento en la segunda mitad del siglo XXI.

ConclusiónSi esto finalmente se logrará o no, el tiempo lo dirá. Pero mientras tanto, los valiosísimos aportes que esta investiga-ción traen a la física y a la ingeniería son incalculables, como en todos los proyec-tos que se hallan a la vanguardia de la técnica. Las aplicaciones ya se empiezan a de-sarrollar; desde la mejora de los super-conductores (el ITER ha supuesto en algunos casos multiplicar por 7 la pro-ducción mundial de algunos tipos, como los superconductores de Nb3Sn), que pueden emplearse en trenes maglev –o en hyperloop-, hasta el desarrollo de nuevos materiales capaces de aguantar altísimas temperaturas y radiaciones.Porque la investigación siempre acaba dando frutos, aunque sea en los campos más inesperados.

“Porque la investigación siempre acaba dando frutos, aunque sea en los campos

más inesperados.”

“El principal objetivo es el de demostrar que es posible hacer viable la fusión nuclear

con tecnología actual.”


Últimamente hemos visto un sinfín de proyectos que anunciaban una batería milagrosa capaz de multiplicar las pres-taciones de las actuales. Unas promesas que no han llegado a cumplirse todavía.

Tesla es un buen ejemplo de esto. Y es que, a pesar de la fuerte inversión y los recursos de los que dispone se tie-ne que limitar a evolucionar sus packs de baterías para almacenar más celdas, pero estas celdas siguen siendo las mis-mas, sin evolución a nivel químico.

Una de las razones, según los expertos del MIT, es la difi cultad de las pequeñas start-up para llevar sus desarrollos de laboratorio a una producción real. La barrera más importante es la econó-mica. De media las start-up de baterías están recibiendo fondos de unos 40 mi-llones de dólares cada año, pero sólo poner en marcha una pequeña línea de montaje cuesta en torno a los 500 millo-nes de dólares: un ejemplo de lo difícil que es pasar del papel al mercado real.

Avances en el campo de las baterías: coche eléctrico, proyecciones.Raúl Lázaro, Universidad de Valladolid

“A pesar de la fuerte inversión y los recursos las celdas de baterías siguen siendo las

mismas, no hay evolución a nivel químico.”

“Una de las razones es la dificultad para las pequeñas start-up de llevar sus desarrollos

de laboratorio a una producción real.”


Otro de los factores para la lenta evolu-ción de las baterías es el poco interés de los grandes fabricantes, que no parecen interesados en grandes saltos adelante y prefi eren un mercado que evolucio-ne paulatinamente; una forma de sacar mayor partido a cada pequeño paso.

Aún así existen multitud de empresas intentando mejorar las baterías actuales y, aunque esas mejoras tarden en llegar al mercado, son muy buen refl ejo de lo que nos espera y de por dónde se está avanzando.

El mayor campo de investigación es en el campo de los materiales empleados, ya que las actuales baterías de ion-litio han llegado ya prácticamente a su pleno desarrollo, volviéndose necesario el uso de nuevos compuestos. Existen multi-

tud de proyectos con diferentes mate-riales y cada día surgen más por lo que es difícil intuir cuál se llegará a imponer en la industria Algunos ejemplos son:

• Baterías de electrolito sólido: pro-meten una vida útil más extensa, SolidEnergy las está investigando.

• Baterías de humo congelado o ae-rogel: permitirían una recarga 100 veces más rápida.

• Baterías de litio azufre: ofrecen una mayor densidad de energía teórica y un coste menor.

• Baterías de litio aire: proporciona-rían una gran reducción del peso.

“El aumento de coches eléctricos han provo-cado un abaratamiento sin precedentes de

las baterías.”

“Las actuales baterías de ion-litio ya han llegado prácticamente a su

pleno desarrollo.”


Otro de los avances es en la diversifica-ción del uso de las baterías ya que estas no sólo son útiles en los coches. El ma-yor ejemplo podría ser la Powerwall de Tesla, una batería para tener en nuestra casa, o el diseño también de Tesla de bloques de 100 kWh para grandes in-dustrias (con la función de evitar picos de potencia o maximizar la generación de energías renovables). Este uso de las baterías permite además reutilizar an-tiguas baterías que por la degradación han perdido capacidad de carga y ya no son útiles en un vehículo.

La diversificación de aplicaciones en conjunto con el aumento de coches eléctricos han provocado un abarata-miento sin precedentes de las baterías. De acuerdo con un estudio elaborado

por la consultora estratégica McKinsey, el precio de las baterías de ion-litio ha caído un 65% desde 2010 hasta ahora. En concreto, el coste ha pasado de ser de 1.000 dólares por kWh a 350 dólares por kWh. Además, el estudio muestra una evidente tendencia bajista que da pie a pensar que la reducción del precio se va a acentuar. En conclusión, si bien es cierto que se está investigando mucho en el campo de las baterías , esas mejoras tardarán en llegar al mercado. Mientras tanto, las baterías de iones de litio seguirán sufriendo una importante bajada de precio en los próximos años, algo que podría ser incentivo suficiente para im-pulsar el mercado de los coches eléctri-cos y acelerar la investigación.

“El coste ha pasado de ser de 1.000 dólares por kWh a 350 dólares por kWh.”


¿Qué? ¿Perovskita?Vale, empecemos por el principio. La perovskita es trióxido de titanio y calcio (CaTiO3), un mineral poco común en la corteza terrestre. La descubrió Gustav Rose en los Montes Urales de Rusia en 1839. Pero no es hasta 2009 cuando se empieza a estudiar para ser utilizada en la industria de las placas solares.

Sí, placas solares. Como bien sabemos, las placas convencionales son de células de silicio. Las ventajas que presenta este nuevo mineral con respecto al silicio ha-cen que sea una opción atractiva y via-ble comercialmente.

¿Por qué? ¿Cuáles son esas ventajas?Lo novedoso es que este material pue-de ser fabricado en formato spray. Esta oportunidad permite obtener energía solar a través de cualquier superfi cie, ya

sea plana o curva. Imagínate tener una placa solar en tu teléfono móvil, en tu ordenador portátil o incluso en tu co-che, integrada en la propia pintura. Esto quiere decir que la capa de absorción de la luz es muy delgada, alrededor de 1 micrómetro, en comparación con los 180 micrómetros de silicio que hacen falta para la misma fi nalidad.

Las posibilidades que presenta han ge-nerado un gran interés en los inverso-res, habiéndose conseguido desde 2009 mejorar su rendimiento a valores del entorno del 20%, según las condiciones. Esto implica que se podría obtener un valor equiparable al del silicio, y con la ventaja de ser un mineral más barato de obtener y procesar.

¿Y las desventajas?Sí, la perovskita se puede aplicar en su-perfi cies curvas, el espesor de su capa es muy pequeño, es más barata y tiene un buen rendimiento. ¿Por qué enton-ces no está aún en el mercado?

Placas solares a partir de perovskitaPatricia González, Universidad de Sevilla

“Este material puede ser fabricado en formato spray.”


La Perovskita necesita más investiga-ción y testeo para conocer su compor-tamiento ante diferentes condiciones de trabajo así como su estabilidad, sus niveles de toxicidad y otros side-eff ects que pueda tener. A pesar de los prome-tedores resultados potenciales que se han venido demostrando, es necesario saber más de este mineral antes de po-der llevarlo al terreno comercial, siendo esta la razón por la que aún no está en el mercado.

Actualmente, y en ese sentido, las inves-tigaciones se centran en primer lugar en hallar la forma de mantener este mine-ral estable durante largos periodos de tiempo, sin importar qué temperatura, humedad o cualquier otra condición que pudiera hacer variar sus propieda-des soporte. En segundo lugar, se trata de evaluar su toxicidad y de reducirla, ya que la perovskita presenta plomo en su composición.

Investigaciones prometedorasRecientemente hay dos corrientes de investigación que han publicado sus progresos en la revista Science. El res-ponsable de una de ellas es Michael Sa-liba, investigador de células solares de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (Suiza). Su estudio se basa en la adición

de cationes de rubidio en la perovskita, lo que conseguiría la relajación de ten-siones de la estructura. Sus estudios prueban unos resultados de conversión del 21,6% y una actuación del 95% a 85°C.

Por otro lado, la otra corriente, que cuenta como co-autor principal a Juan Marco Griffi ni, ingeniero de materiales del Politécnico de Milán (Italia), se ha centrado en investigar un posible re-vestimiento de polímero fl uorado que permitiría parar la degradación a largo plazo causada por la humedad y la ra-diación ultravioleta de la luz. En sus en-sayos han demostrado que durante seis meses este revestimiento estabiliza las células solares de perovskita al aire li-bre, con una conversión del 19%.

Todo esto nos permite esperar que, aunque todavía quede mucho por ex-plorar, sólo sea cuestión de tiempo que las células solares de este mineral des-cubierto hace más de 150 años tengan más utilidad aparte de la académica.

“Las investigaciones se centran en hallar la forma de mantener este mineral estable

durante largos periodos de tiempo.”

“Imagínate tener una placa solar en tu teléfono móvil integrada en la

propia pintura.”


Antes de 2030, 200.000$ te darán la po-sibilidad de visitar y caminar por el pla-neta rojo. Por lo menos esa es la idea de Elon Musk, creador de PayPal, Tesla y Space X. Su plan contempla dos etapas: la primera, viajes no tripulados para el 2018 y la segunda, tripulados antes del 2030.

Primer paso: los cohetesPara la primera etapa se utilizarán cohe-tes Red Dragon. Éstos permiten aterriza-jes sobre plataformas terrestres, control de la potencia y reutilización, clave para poder aplicar economías de escala en estos viajes. La filosofía detrás de estos cohetes es por tanto la modularidad.

Para hacerse una idea, los cohetes Apo-lo Saturno V utilizados para alcanzar la luna contaban con 5 propulsores; en el caso del Red Dragon serían 27. En la actualidad ya hay una versión de menor potencia de estos cohetes que está sien-

do utilizada para diversas misiones a la Estación Espacial Internacional.

Pues bien, esta modularidad permite por un lado el fallo de uno de los cohe-tes sin perjuicio para la misión. Por otro lado, el alto número de propulsores im-plica una complejidad mucho mayor y un problema de vibraciones en caso de que los cohetes entren en resonancia: varios cohetes funcionando a la misma potencia y frecuencia podrían hacer la nave pedazos.

El problema de pasar a viajes tripulados

Superada la primera etapa, la segunda contempla viajes tripulados; y en este caso el problema es el espacio. En la ac-tualidad, el habitáculo permite alojar 7 tripulantes en un espacio del tamaño de un todoterreno pequeño. Y, si bien para viajes cortos este espa-cio es suficiente, en el caso de un viaje

Mars Colonial TransporterÁlvaro Blázquez, Universidad Politécnica de Madrid

“200.000$ te darán la posibilidad de visitar y caminar por el planeta rojo.”

“Un viaje a Marte tiene una duración estimada de 2 años y medio.”


a Marte, con una duración estimada de 2 años y medio, se necesitaría más bien un habitáculo del tamaño de un auto-bús. Además, la duración del viaje hará necesario una preparación física y psi-cológica de los tripulantes incluso más intensa que la actual.

La reducción de costesSin embargo, todo esto no sería posible sin un abaratamiento masivo de los cos-tes. La idea principal de Space X es apli-car economías de escala que, junto con la reutilización de los cohetes permitan reducir el coste de cada viaje. Musk pre-vé un coste inicial de 500.000$ por tripu-lante que descenderá paulatinamente hasta menos de la mitad.

El coste de toda la operación se estima en unos 10.000 millones de dólares por parte de Space X, cifra bastante alejada de los 150.000 millones que la NASA ha estimado costaría visitar el planeta rojo.

La idea detrás de la economía de escala está basada en una mejora iterativa que permita incrementos tecnológicos expo-nenciales que junto con el aumento de la demanda reduzcan el coste unitario.

Algo así como una Ley de Moore para el espacio. Ésta, formulada por el cofun-dador de Intel Gordon Moore en 1965, establece que la potencia de los proce-sadores de los ordenadores -número de transistores en una CPU- se duplicará cada año.

Un futuro incierto, un futuro de oportunidades

Por contra, los viajes espaciales no se ri-gen por esta ley por dos circunstancias. Primeramente, los avances en tecnolo-gía de propulsión se realizaron en gran medida en la década de los 60 y desde entonces el desarrollo ha sido pequeño.

Segundo, Space X basa su predicción de coste en un aumento de los lanzamien-tos de satélites de comunicación, su ma-yor fuente de ingresos. Irónicamente, la Ley de Moore ha hecho que la capacidad de procesamiento y transporte de in-formación de los satélites haya crecido exponencialmente y no sea necesario lanzar tantos.

Así todo, visión sin viabilidad económica se acerca más a un sueño que a una rea-lidad. Pero quién sabe; podemos estar hablando de visitar el planeta rojo antes de lo que pensábamos. Y si hay alguien indicado para ello desde luego es Elon Musk.

“La idea principal de Space X es aplicar economía de escala a los viajes.”


Entretenimiento

1- Rellena los números

- Utiliza sólo números del 1 al 9.- Cada número sólo puede ser utilizado una vez.- Cada columna y cada fi la son una ecuación.


2- Sudoku especial

El objetivo es completar los números de rejilla de tal manera que:- Cada línea no tenga números repetidos- Cada columna no tenga números repetidos- Cada línea que une las bolas tampoco tenga números repetidos

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#4 OCTUBRE NOVIEMBRE Página 3 2016 Página 6 · Placas solares de perovskita Página 16. 2 -...

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