La energía que mueve a la UPV

El mundo se mueve al ritmo de la energía que sea capaz de generar, y en la medida en que ésta sea más barata, limpia y mejor aprovechada, será posible habitar en un planeta sostenible económica y medioambientalmente. Pero para poner en práctica un modelo energético que, además de cumplir con la naturaleza, lo haga con las directrices marcadas por las instituciones europeas -ahí están los objetivos de energía renovable, emisiones y eficiencia fijados para el año 2020- es necesario habilitar un proceso previo de investigación y desarrollo. Y en este sentido juegan un papel fundamental las universidades. En la del País Vasco (UPV-EHU) se están madurando varios proyectos relacionados con la generación y la eficiencia energéticas, a cargo de distintos departamentos. He aquí algunos ejemplos

Energía marítima: cómo predecir la fuerza del oleaje

La energía undimotriz -es decir, la que se obtiene a través de la fuerza de las olas- es una tecnología de generación eléctrica renovable que aún se encuentra en pañales. Son numerosas las técnicas que a día de hoy se desarrollan en este campo, aunque sólo el paso de los años decidirá cuáles son las más eficientes. Pero como ocurre con la gran mayoría de las energías renovables -sobre todo en el caso de la eólica y solar- cuentan con el hándicap de su intermitencia: tan pronto abunda como escasea. De ahí que resulte vital saber en qué momento va a ser más aprovechable con vistas a su mejor integración en la red eléctrica.

Es lo que pasa con la energía de las olas. En este sentido, un grupo de investigadores de la UPV-EHU, denominado EOLO (que batalla en los campos de la meteorología, el clima y el medio ambiente), ha desarrollado una técnica que permite predecir con varias horas de antelación -hasta 24- la fuerza que traerá el oleaje. «Se trata de modelos de predicción basados en una serie histórica de mediciones que comparan entre sí los niveles de energía de las olas en un momento dado y los que se prevén para dentro de algunas horas», explica Gabriel Ibarra, profesor de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de la UPV-EHU y cabeza visible del proyecto. Es decir, «aprender del pasado para predecir el futuro».

La medición se realiza mediante boyas: cinco están instaladas en el golfo de Bizkaia, tres cerca de la costa gallega y dos en mar abierto. El organismo Puertos del Estado se encarga del mantenimiento de las boyas instaladas en Galicia, y el servicio meteorológico británico (MetOffice) de las de mar abierto. Todos esos datos se recogen y procesan posteriormente mediante un 'software' específico.

El proyecto -cuyos detalles han sido recientemente publicados en la revista 'Ocean Engineering'- «está aún en fase preoperativa». Y aunque «hemos demostrado que es viable», está a expensas de la evolución de los prototipos que serán en última instancia los que recogerán y transformarán la energía de las olas. «Hasta dentro de 20 o 30 años no veremos qué tecnologías de energía undimotriz son la que finalmente han sobrevivido», vaticina Ibarra.

Un tipo de generación renovable por la que parece haber apostado Euskadi. Primero con la inauguración, hace cinco años, de una pequeña central de generación en Mutriku (Gipuzkoa), que utiliza tecnología OWC para producir -en cantidades muy modestas, eso sí- electricidad que vierte a la red. En segundo lugar, a través de BIMEP (Biscay Marine Energy Platform), dependiente del Ente Vasco de Energía (EVE), una plataforma de ensayos para probar prototipos con actividad de olas real, y que fue inaugurada el pasado verano.

La vibración como fuente de energía

¿Cómo se puede 'capturar' la energía ambiental y utilizarla para alimentar pequeños dispositivos electrónicos, como por ejemplo la batería de los móviles? Las respuestas a este interrogante las busca Javier Ortiz, ingeniero y profesor titular en la Escuela Universitaria de Ingeniería de la UPV-EHU. Su investigación intenta dar con la fórmula para utilizar las energías ambientales de baja potencia -por ejemplo, la vibración- y convertirlas en fuente de alimentación de diversos dispositivos que monitorizan trenes, aviones incluso implantes. Ortiz cree que, pese a que dichas energías generan potencias «muy limitadas», pueden llegar a ser importantes «ya que ofrecen la posibilidad de disponer de sistemas electrónicos autoalimentados de modo indefinido».

De forma que sea «una alternativa para alargar el tiempo de uso de las baterías e, incluso -en algunos casos- sustituirlas». Este tipo de tecnologías -que apenas llevan una década en estudio- «se están aplicando a multitud de dispositivos electrónicos portátiles de bajo consumo, fundamentalmente sensores, incluso a los implantes biológicos. Más recientemente, se está intensificando la investigación para recargar la batería de los 'smartphones' a partir de la misma energía radioeléctrica que emiten los 'routers' wifi próximos», explica Ortiz.

«Todos esos pequeños dispositivos necesitan alimentación, y cuando es fácil acceder a la batería y sustituirla, pues no hay problema; pero, en muchos casos, eso supone un coste inasumible. Por eso se busca esta alternativa, donde la propia energía ambiental existente puede ser captada, almacenada y utilizada para alimentar dichos dispositivos», añade.

Pero, ¿cuál es el proceso mediante el que se obtiene energía a partir de la vibración? «Fundamentalmente, por las propiedades de ciertos materiales denominados piezoeléctricos. El más conocido es el cuarzo, si bien en estas aplicaciones se utilizan cerámicas sintéticas con propiedades piezoeléctricas mejoradas. Si se somete a estos materiales a tensión o movimiento mecánico, se produce un desplazamiento de carga eléctrica. Es decir, se van las cargas positivas a una zona y las negativas a otra. Es lo que en física se llama 'potencial eléctrico'. Si cada vez que se produce ese movimiento dichas cargas pueden ser captadas y almacenadas, es como si estuviéramos cargando una batería», dice el profesor.

Ortiz explica que la mayoría de las investigaciones sobre este campo buscan obtener mayores densidades de energía minimizando las dimensiones de los dispositivos generadores. «Pero apenas se desarrollan dispositivos para generar potencias de, por ejemplo, decenas de milivatios». De esa carencia surgió el proyecto en el que trabaja Ortiz.

Edificios que ahorran energía

La eficiencia energética es uno de los tres pilares de los objetivos 20-20-20 de la Unión Europea. Y en este campo de estudio se encuadra el grupo ENEDI (Energética de la Edificación) de la UPV-EHU, compuesto por un ramillete de profesores de diversos departamentos universitarios. En la actualidad ENEDI participa en un proyecto europeo -denominado A2PBEER- que trabaja en la aplicación de tecnologías innovadoras en la rehabilitación energética de edificios. En su caso, el objeto de prueba es el edificio del rectorado de la Universidad, situado en el campus de Leioa.

El trabajo de ENEDI se desarrolla a partir de cuatro tecnologías de eficiencia energética. La primera de ellas consiste en el aislamiento de las fachadas mediante materiales 'súper' que cuentan con un grosor muy inferior a los de los convencionales (1 ó 2 centímetros, frente a 8). En segundo lugar, la instalación de ventanas rotatorias que giran 180 grados en función de la época del año. Así, en verano se colocan en posición de rechazar la luz solar, mientras que en invierno la orientación y el efecto es el contrario: dejar pasar la radiación solar.

La tercera tecnología que se aplicará en la rehabilitación del edificio del rectorado implica la instalación de captadores solares en el techo, que mediante una serie de cables de fibra óptica llevarán la luz natural a instancias interiores en las que no incide de forma directa. «No se trata en este caso tanto de un ahorro de energía como en una manera de ganar confort. Porque en esas instancias interiores el sistema estará acompañado de unas bombillas led y de un sensor para equilibrar la luz natural y a artificial», explica Aitor Erkoreka, doctor en ingeniería térmica en la Escuela Superior de Ingeniería de la UPV-EHU.

Por último, el proyecto hará uso de un sistema de absorción capaz de captar la radiación solar para generar frío en verano y calor en invierno. «Se trata de equipos más caros que los convencionales, pero que permiten un gran ahorro energético a largo plazo», añade Erkoreka.

En definitiva, el proyecto del que participa ENIDE -y que está subvencionado por la Unión Europea- persigue «hacer demostrables tecnologías que ya están desarrolladas».

Los trabajos de rehabilitación del edificio del rectorado están en fase de licitación, y se espera que las obras -que se espera que duren entre cinco y ocho meses- se inicien en primavera.