febrero 8, 2023

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Transductores: cada paso debe convertirse en electricidad

Suena a ciencia ficción y, sin embargo, es pura física: las áreas donde muchas personas caminan o conducen se convierten en centrales eléctricas que generan electricidad neutral para el clima y fuera de la red a través de la conversión de energía. Dos jóvenes tiroleses, el estudiante de física Alphonse Huber de Schwaz y el ingeniero eléctrico de Pitstal Stefan Plattner, establecieron una empresa en Wattens y desarrollaron un sistema patentado destinado a convertir esta visión en realidad. Hablamos con jóvenes emprendedores.

Su producto se llama REPS, abreviatura de Road Energy Production System. ¿Qué hay detrás?

Alfonso Hopper: REPS es un transductor. Puede convertir la energía cinética en electricidad limpia, que a su vez puede utilizarse fuera de la red. Nuestro sistema es capaz de captar y transformar el movimiento de personas o vehículos. Si lo colocamos frente a la entrada de un supermercado, por ejemplo, puede alimentar el sistema de iluminación. Frente al paso de cebra de alta frecuencia, puede utilizar la energía generada para alimentar las luces de la calle. De esta manera puedes generar energía con cada paso y convertirte en parte de la solución. Nuestro sistema tendrá el mayor impacto en las carreteras. Allí puede convertirse en una central eléctrica.

Esteban Blatner: Puede considerarlo como una especie de placa base en la que está incrustada nuestra máquina. Cuanto más profundo se hunde y más masa, más energía se puede transferir. Según el sistema, podemos configurar la profundidad de hundimiento de la tabla.

Esto parece muy simple al principio. ¿Qué hay de nuevo en el mecanismo que ha desarrollado?

Alfonso Hopper: La energía cinética, un paso por ejemplo, alimenta nuestra máquina. En pocas palabras, son dos imanes que se mueven uno hacia el otro. Por lo tanto, el mecanismo se basa en el almacenamiento magnético. El movimiento provoca cambios en el campo magnético, lo que conduce a voltajes. Así es como se convierte la energía, que se puede utilizar en diversas aplicaciones. La novedad es que apenas hay fricción mecánica. La mayoría de los transductores mecánicos requieren una gran cantidad de pasos de conversión. Con estos se pierde energía, principalmente en forma de calor. Solo necesitamos un paso de conversión.

Esteban Blatner: Los transductores ecológicos deben ser muy eficientes y tener una larga vida útil: nuestra maquinaria puede hacerlo. Que yo sepa, en ningún otro lugar del mundo se utilizan los automóviles como fuente de energía de esta manera.

Stefan Plattner (izquierda) y Alphons Huber quieren usar la gravedad con su joven empresa y así crear una nueva industria de producción de energía verde. Foto: WKO/Stefan Ringler

Llevan juntos dos años y medio. ¿Cómo pasó esto?

Alfonso Hopper: Fui jugador profesional de balonmano durante mucho tiempo. Entonces decidí tomarme más en serio mi carrera de física. Realmente quería usar el conocimiento teórico que obtuve en el mundo real. Desafortunadamente, no estaba particularmente dotado con mis propias manos.

Stefan Platner (risas): Vengo de una formación económica, pero siempre me he creado mucho. Después de la escuela de oficios y trabajos en una compañía de seguros y en Liebherr en Vorarlberg, estudié mecatrónica. Mi atención se centró en la ingeniería eléctrica. Conocí a Alfonso en la universidad. Se mete en el componente teórico, yo soy la implementación técnica.

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¿Cómo surgió la idea de utilizar la energía existente?

Alfonso Hopper: Al principio me pregunté: ¿Cuáles son las fuerzas más poderosas de la Tierra? La gravedad es obvia, y solo tienes que combinarla con la masa. Así que empaqueté la idea en simulaciones y la probé en pruebas prácticas. Los primeros modelos de cuenta mostraron que debe instalar varias placas y elegir Smart Duplicate. Por eso queremos instalar nuestro sistema en lugares por donde camina mucha gente o por donde circulan muchos coches. En los últimos dos años y medio, he podido aprender mucho sobre tecnología e implementación práctica.

¿Cuál es la situación actual?

Alfonso Hopper: Ya hemos recibido muchos prototipos y un informe de patente europeo positivo para nuestro mecanismo. Además, ahora estamos en el proceso de completar urgentemente nuestras mediciones. Como siguiente paso, derivamos conceptos realistas de los valores alcanzados. Con accesorios queremos salir al mundo. Estamos orgullosos de haber llegado tan lejos en tan poco tiempo. Finalmente, abrimos un nuevo campo industrial.

Esteban Blatner: Nuestro enfoque principal es generar la mayor cantidad de energía posible desde el camino más pequeño posible. REPS se está convirtiendo en un completo sistema de elaboración. Hasta entonces, contaremos con apoyo en el desarrollo, especialmente en la preparación de los paneles para circular. Pero estamos en el camino correcto. Ya hemos sido contactados por personas que quieren apoyarnos económicamente.

¿Cuáles son las materias primas para estas tablas de piso y de dónde provienen?

Alfonso Hopper: El imán está hecho de neodimio. El 95 por ciento se produce en China porque allí es donde se extrae el mineral. Actualmente estamos buscando proveedores. Pero también podemos sustituirla por ferrita, que es otra materia prima más económica. Diseñamos los paneles para que se pueda acceder a los imanes de forma rápida y sencilla. Entonces podemos quitarlo y volver a magnetizarlo. Queremos trabajar para producir imanes nosotros mismos en el futuro y solo comprar materias primas. Cuando se usan, los imanes de neodimio duran unos 30 años. Si no se usa, durará cientos de años.

¿No suena eso intensivo en recursos?

Alfonso Hopper: Queremos ser parte de la solución y sentirnos comprometidos con la sustentabilidad. Es por eso que también somos parte de Impact Hub Tirol, un centro de innovación social y ambiental. Allí calculamos el ‘consumo activo’ de los imanes, es decir, a partir de qué momento el sistema de montaje produciría más CO2.2 Ahorra de lo generado durante la extracción y entrega de materias primas, durante la instalación del sistema y el reciclaje. El resultado: si instala un sistema en una carretera, se amortiza en unos pocos meses. Queremos crear el mayor impacto ecológico posible. Aceptamos que la energía debe usarse primero.

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¿Cuánta electricidad pueden generar estos sistemas de extensión una vez instalados en las carreteras?

Esteban Blatner: Habrá que tener en cuenta los requisitos legales. Esto significa que solo podemos beneficiarnos de la energía usando el sistema de extensión en aquellos puntos donde se perderá de todos modos. Por ejemplo, en las salidas de las autopistas, en los límites de velocidad o en las cabinas de peaje.

Alfonso Hopper: Hicimos algunos cálculos de muestra. 14.000 coches utilizan la Bahnhofsstrasse aquí en Wattens todos los días. Con un sistema de instalación de 80 metros, aquí se pueden generar 200.000 kWh de electricidad limpia cada año. Otro ejemplo es la cabina de peaje A13 Brenner. Hasta 2,7 millones de camiones pasan por allí cada año. Solo a partir de sus cruces, se pueden generar hasta tres millones de kilovatios-hora de electricidad limpia en un año. En autopistas obtenemos valores de hasta ocho millones de kWh al año.

¿Qué pasará con la electricidad una vez que se genere?

Alfonso Hopper: Los llamados supercondensadores también están instalados en nuestro sistema. Con estos, la electricidad también se puede almacenar temporalmente durante unos días. Por lo tanto, puede crear sistemas para conservar energía, alimentando electricidad a un sistema de iluminación o estaciones de carga electrónica, por ejemplo, según sea necesario. Esto último es posible, por supuesto, debido al auge de la movilidad eléctrica. Otras posibilidades son inyectar electricidad directamente a la red o almacenarla.

Esteban Blatner: Dependiendo de la ubicación, hay que buscar la solución más práctica. Sin embargo, las estaciones de peaje ofrecen buenas condiciones. Tienen conexiones a la red eléctrica y necesitan su propia electricidad, por ejemplo, para la iluminación. La visión de futuro de ASFINAG es producir electricidad que ella misma utiliza. Soluciones como la nuestra pueden ayudar aquí.

Dicen que el sistema de extensión también puede recopilar datos. ¿Cuál es el uso de eso?

Alfonso Hopper: Se pueden medir los flujos de peatones, por ejemplo, frente a centros comerciales o en lugares turísticos. Los algoritmos se pueden usar para mostrar cuántas personas se mueven dónde y cuándo. Los datos se anonimizan, por lo que no se utilizarán cámaras. Otra posibilidad: puede utilizar la electricidad que se genera para alimentar los sensores. con el que co2– Medición de valores o parámetros de contaminación del aire.

¿Cuánto cuesta un sistema de implantes? ¿Quién puede permitírselo?

Esteban Blatner: Todavía no podemos decir exactamente eso, ya que siempre depende de los requisitos específicos. Es probable que los grandes sistemas de extensión se financien con cargo al tesoro público. Es una inversión sostenible que se amortiza después de unos pocos años.

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Miremos al 2030. ¿Cómo se deben usar los sistemas REPS? ¿Cuál es su contribución a la transición energética?

Esteban Blatner: Sería genial si abrimos el camino entonces. Para que nuestros sistemas de extensión generen electricidad limpia y verde directamente en la carretera y así ayudar a cubrir parte de los requerimientos energéticos. Y cuando todos saben que la invención viene del corazón del Tirol.

Alfonso Hopper (risas): Sí, esto sería un sueño. Sería bueno si una planta de energía nuclear completa pudiera ser reemplazada con la ayuda de REPS, sin interferir más con la naturaleza y ocupando más espacio. El sistema también se puede instalar en la góndola. REPS debe integrarse a la vida cotidiana dondequiera que haya movimiento: frente a supermercados, en estaciones de metro, en carreteras y caminos federales. Hay mucho más imaginable. Por ejemplo, puedes montar nuestro transductor en el parachoques de un coche y así generar electricidad. También se puede utilizar para manijas de puertas.

¿Una pequeña solución que también se puede escalar?

Alfonso Hopper: En las zonas rurales, como en la India, hay coches y motos, pero a menudo no hay electricidad. Los inversores de energía se pueden usar aquí para que los lugareños no tengan que hacer funcionar el generador diesel cuando quieren encender las luces o encender los televisores y radios. La fotovoltaica, la energía eólica o incluso nuestro sistema de extensión no serán suficientes por sí solos para crear la transición energética. Es por eso que ahora necesitamos todas estas tecnologías para alejarnos de los combustibles fósiles y la energía nuclear. Esto requiere apertura y coraje.


caja de hechos:
¿Por qué es bueno para el clima?
El consumo de energía aumenta. La quema de combustibles fósiles libera cada vez más dióxido de carbono a la atmósfera. En el campo de la energía nuclear, todavía faltan soluciones para acabar con ella. Las alternativas sostenibles a la energía fotovoltaica, hídrica y eólica requieren suelo, lo que en algunos lugares genera conflictos de uso. Los transductores REPS pueden generar electricidad sin ocupar espacio. Según un cálculo clásico, un kilovatio-hora de electricidad limpia ahorra 0,8 kg de dióxido de carbono en comparación con la generación de energía fósil. El sistema de transporte de peaje de Brenner ahorrará alrededor de 2400 toneladas de dióxido de carbono al año. 1.000 de estos sistemas generarían la misma cantidad de electricidad que una central nuclear de tamaño medio y podrían ahorrar 5.600.000 toneladas de dióxido de carbono al año.