Presente y futuro de la electricidad

La competencia, la seguridad en el suministro, los nuevos marcos regulatorios, las normas que introducen cambios en la estrategia y el desarrollo de la actividad empresarial y las perspectivas de liberalización, especialmente con la implementación de los nuevos mercados, hacen necesario introducir novedades del mayor interés para la generación, transmisión y comercialización de energía eléctrica.

La evolución en el modelo de relación entre generadores, distribuidores, comercializadores y consumidores, junto a la experiencia ya adquirida, posiciona a España y en general a Europa en este campo, pero debe completarse con una mayor preparación para la competencia, según la última reunión sobre este tema convocada por EnerClub, tras el éxito de las pasadas 50 convocatorias con más de 2 000 asistentes del Curso de Introducción al Mercado de Electricidad. Presente y Futuro en lo que se refiere a generación como a la creación del mercado de distribución y la apertura a los clientes, algunos de los cuales, consumidores cualificados de electricidad, ya hacen uso de las nuevas posibilidades existentes, incluso con nuevas organizaciones. Los desafíos para la construcción de sociedades sostenibles han cobrado vigencia y relevancia en el escenario de crisis energética mundial.
Particularmente en América Latina, resulta urgente y necesaria una transformación profunda de la actual matriz de producción y consumo de energía, altamente demandante de combustibles fósiles y electricidad, basada en fuentes convencionales y grandes infraestructuras con los graves impactos socioambientales que generan estos proyectos, y orientada prioritariamente a satisfacer la demanda de energía de la gran industria de materias primas para la exportación en detrimento de las necesidades de las personas, las comunidades y los pueblos.
Se hace necesaria una revisión crítica de la actual matriz energética y la generación de propuestas desde las principales prioridades de los pueblos, para avanzar hacia un desarrollo energético que responda a una sostenibilidad social, política y ambiental aunado a un proceso de apertura económica, privatización y transnacionalización de los recursos naturales, bienes y servicios promovidos por los gobiernos de América Latina, para sostener el incremento del PIB; junto a políticas de uso intensivo y exportación de recursos naturales, han incidido fuertemente en el desarrollo energético regional. En el caso particular de México, con la reciente Reforma Energética sólo se dan lineamientos generales que no responden a una verdadera política sustentable que atienda al incremento alarmante de la electricidad.
Adicionalmente, seguimos dependiendo de los combustibles fósiles para su generación y la inversión extranjera, que ya tiene más del 40% de la producción de electricidad… ¡y sin privatizar! Éste será un problema a mediano plazo, que seguirá degradando la competividad a las empresas y como país.

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El IFAM en Bremen ha ideado una solución que combina lo mejor de ambos mundos sin requerir de nueva maquinaria para procesar los componentes.

El mayor reto para los investigadores ha estado en crear el plástico capaz de conducir electricidad. Incorporar circuitos impresos a los componentes plásticos, como por ejemplo en automóviles o aeronaves, ha venido siendo un proceso difícil. Hasta ahora, esto sólo era posible mediante la vía indirecta de perforar y doblar láminas de metal en un complejo proceso destinado a integrarlas en un componente.

La nueva solución es más simple: un material compuesto. Los distintos materiales no son meramente pegados uno con otro, sino que se mezclan en un proceso especial para formar un solo material. Este proceso produce una red homogénea y bien unificada que conduce la electricidad. Además, pesa muy poco.

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Una investigación dirigida por Tuson Park y Joe D. Thompson ofrece una nueva explicación para la superconductividad en materiales no convencionales, que describe un estado potencialmente nuevo de la materia, en el cual el material superconductor se comporta simultáneamente como un material magnético y no magnético.

Los materiales superconductores conducen sin resistencia la corriente, usualmente cuando se enfrían a temperaturas muy bajas. Los superconductores son materiales extremadamente importantes porque podrían conducir la electricidad de un sitio a otro sin pérdida de corriente o proporcionar una capacidad de almacenamiento eléctrico formidable. Sin embargo, el costo de enfriar los materiales a temperaturas tan bajas actualmente limita el uso práctico de los superconductores. Si se pudieran diseñar superconductores que funcionaran a temperaturas más cercanas a la temperatura ambiente, los resultados serían revolucionarios.

Las teorías tradicionales de la superconductividad sostienen que los electrones dentro de ciertos materiales no magnéticos pueden formar parejas cuando son forzados a ello por vibraciones atómicas conocidas como fonones. En otras palabras, los fonones proporcionan el pegamento que hace posible la superconductividad.

Park y sus colegas ahora describen un tipo diferente de pegamento que genera un comportamiento de superconductor.

En unos experimentos con un material enfriado hasta la temperatura de superconducción, sometieron a éste a cambios de presión y a un campo magnético para perturbar la alineación de los electrones dentro del material.

Esto desestimularía la formación de parejas de electrones promovida por los fonones; sin embargo, el material continuó exhibiendo un comportamiento de superconductor.

Basándose en el comportamiento del material bajo presiones y temperaturas diferentes, los investigadores consideran que el material alcanza un punto crítico cuántico cerca del cero absoluto. En este punto crítico cuántico, el material mantuvo propiedades de un metal con electrones sumamente ordenados y con otros sumamente desordenados, un estado de la materia no descrito previamente.

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Esto es lo que defiende Sumio Iijima, premio Príncipe de Asturias de Ciencia y Tecnología de esta edición y descubridor de los nanotubos de carbono en 1991. Éstos, de minúsculo tamaño, son además ultrarresistentes, ligeros y flexibles y su aplicación puede darse para múltiples campos, con gran importancia en las TIC.

Iijima señala que “aunque aún es pronto para saber cómo se desarrollarán estas técnicas, la nanotecnología jugará un papel fundamental en el desarrollo de baterías más duraderas tanto para ordenadores portátiles como para teléfonos móviles, con menores emisiones de CO2”.

La previsiones del investigador y de la comunidad científica se dirigen a que en un lustro se podrán ver componentes eléctricos basados en esta tecnología que serán más flexibles y manejables. Lo cierto es que los nanomateriales se están poniendo de moda, pero no todos consideran que son beneficiosos para el entorno.

Nocivos para el medioambiente:

Recientemente una comisión del Gobierno británico emitía un informe donde se avisaba de su peligrosidad para la salud y el medioambiente, tras lo que se exigía una regulación estricta para estos componentes, según recogía Reuters. En concreto se referían a algunos tipos como las buckyballs, las pequeñas moléculas de carbón, los nanotubos de carbón y las diminutas partes de plata.

Este informe negativo sobre los nanomateriales se une a las conclusiones obtenidas por investigadores de la Universidad de Purdue, que se quejaban de la alta toxicidad de dichos elementos y las repercusiones que podrían conllevar para la naturaleza.

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La gestión de la red y la captura del CO2, nuevos desafíos de la industria energética

El sector de la electricidad destina a investigación, desarrollo e innovación 1.236 millones de euros anuales, el 10% del total que dedica a este fin el conjunto de la industria española, con una fuerte presencia de las pequeñas y medianas empresas y de los centros universitarios de investigación. Como el peso de este área productiva se limita al 5% del Producto Interior Bruto nacional, y sólo emplea el 1% de la población ocupada, el montante de la inversión proporciona una idea de la importancia adquirida por los trabajos encaminados al cambio y modernización de los procesos. Sólo la industria farmacéutica lleva a cabo un desembolso superior, medido en proporción a sus dimensiones.

En pocos años, la I+D+i se ha convertido en un factor básico en la evolución del negocio eléctrico. Dejando de lado una proyección futura -reanudación del debate nuclear, si los políticos le abren camino, o las pilas de combustible y la fusión, a largo o muy largo plazo- el sector tiene que hacer frente a dos desafíos que no admiten demora: la gestión de la red, con las dificultades que implica el mayor peso de las renovables, y la inversión en sistemas más eficientes de captura y almacenamiento de CO2.

El desarrollo de la energía eólica ya plantea en la gestión de la red dificultades consideradas impensables hace poco tiempo.

Según ha desvelado el presidente de Red Eléctrica, Luis Atienza, en la madrugada del domingo 30 de noviembre al lunes 1 de diciembre, la contribución de la energía eólica al conjunto del sistema eléctrico español se elevó al 43% del total. Pero el jueves 4 de diciembre, apenas 4 días más tarde, esa aportación descendió al 1%.

Gestionar la variabilidad de los flujos, y el riesgo que representan a la hora de mantener la tensión en la red -sin las caídas que provocan ‘apagones’- supone «un reto formidable», en palabras de Atienza.

De cara al futuro, la inversión en I+D+i del sector eléctrico español seguirá representando el 10% del desembolso total que por este concepto se realiza en toda Europa.

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