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Investigadores de la Universidad de Columbia han creado un motor de evaporación, impulsado por esporas bacterianas que se hinchan a medida que absorben la humedad del agua en evaporación.

Energía

Los motores por evaporación podrían producir más energía que el carbón

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Si se cubrieran las grandes masas de agua de EEUU con hileras de aparatos que aprovechan la actividad de unas esporas bacterianas que reaccionan ante la humedad se conseguirían 325 gigavatios de capacidad eléctrica

  • por James Temple | traducido por Patricia R. Guevara
  • 04 Octubre, 2017

La tecnología que aprovecha la energía renovable resultado del proceso de evaporación natural del agua podría abastecer una gran parte de las necesidades energéticas del mundo; al menos, en teoría (ver Las esporas alimentan un dispositivo renovable que se activa con agua).

El prototipo de estos "motores impulsados ​​por evaporación" genera energía a partir del movimiento de esporas bacterianas que se expanden y contraen a medida que absorben y liberan la humedad del aire. Si esto pudiera hacerse de manera eficiente y asequible, los dispositivos podrían proporcionar más de 325 gigavatios de capacidad para generar electricidad sólo en EEUU, superando al carbón, según un estudio publicado en Nature Communications .

Pero para disponer de esta energía habría que cubrir la superficie de cada lago y presa de más de 0.1 kilómetros cuadrados con hileras de dispositivos. Obviamente, eso entraría en conflicto directo con los usos económicos y recreativos actuales, y también plantearía una serie de preocupaciones estéticas y ambientales graves. En particular, interferir con evaporación a una escala lo suficientemente grande (en un lago de un tamaño suficiente) podría incluso alterar el clima local.

Pero el coautor del estudio, Ozgur Sahin, dice que el artículo es más bien un experimento mental diseñado para subrayar el potencial de la tecnología y la importancia de avanzar más allá del laboratorio, en lugar de limitarse a cualquier tipo de propuesta de desarrollo teórica.

Sahin, profesor asociado de Ciencias Biológicas y Física en la Universidad de Columbia (EEUU), cree que la tecnología podría contribuir mucho a los objetivos energéticos y climáticos, incluso aunque nunca se desarrolle al nivel que plantea el estudio.

Explica que los primeros casos de uso podrían incluir embalses remotos que ya generan energía hidroeléctrica, donde no es tan probable que interfieran con otras actividades. Además, podría ofrecer un beneficio adicional al reducir la pérdida de agua mediante la evaporación, aumentando la cantidad disponible para la generación de energía, riego y otras necesidades.

Foto: El equipo de científicos también ha creado un minúsculo coche de evaporación, llamado Eva.

Sahin y sus colegas en Columbia han estado trabajando en la tecnología durante años. En un artículo de 2015, el equipo describió un motor de evaporación basado en esporas de Bacillus subtilis adheridas a películas unidas a mecanismos de obturación formando una fila. Cuando el dispositivo se coloca sobre el agua, las esporas absorben la humedad de la evaporación natural y se expanden, abriendo el obturador y permitiendo que la humedad escape. Después, las esporas se secan y se contraen, cerrando el obturador una vez más, y permitiendo que la humedad del aire adicional fluya y reinicie el proceso. Cuando se conecta a un generador, este movimiento continuo genera una pequeña cantidad de energía.

Como MIT Technology Review informó anteriormente: "Una superficie de 64 centímetros de agua puede producir una media de unos dos microvatios de electricidad (la millonésima parte de un vatio), con un potencial máximo de 60 microvatios".

El equipo sigue trabajando para mejorar la eficiencia y escalabilidad, explorando materiales adicionales y otros medios de adhesión de esporas. Debido a que la tecnología se basa principalmente en materiales biológicos, el coste final podría ser menor al de las células solares fotovoltaicas y otras tecnologías que requieren materiales fabricados especialmente para ello, sostiene Sahin.

Las esporas de Bacillus subtilis mantienen el movimiento mecánico necesario incluso cuando están muertas o inactivas, un factor crucial. Además, la tecnología evita en gran medida las limitaciones de intermitencia de la energía eólica y solar porque, aunque las tasas de evaporación sí cambian, nunca se detienen. Y, por último, dado que los dispositivos disminuyen la velocidad de evaporación, también elevan la temperatura de las aguas superficiales. La modelización del nuevo estudio mostró que al alterar deliberadamente la tasa de este proceso, podrían crear una especie de batería de agua térmica que equilibrara la generación y la demanda. Cuando el proceso se acelerara, el calor en el agua aumentaría la evaporación, aumentando la generación de energía.

Sahin concluye: "Podríamos igualar la demanda de energía cercana al 98% del tiempo en lugares cálidos y secos. Lo que significa que no se necesitaría una batería externa para ajustar la intermitencia".

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