Si hace un par de días hablábamos de la posibilidad de recargar las baterías de los coches eléctricos utilizando la energía cien por cien renovable que generan las centrales hidroeléctricas, hoy nos centramos en otra opción igual de sostenible: las fotolineras, estaciones donde cargar el coche eléctrico con energía solar
De un tiempo a esta parte y ante la llegada de nuevas tecnologías y formas de movilidad, hemos empezado a ampliar nuestro vocabulario. A las gasolineras, como puntos de repostaje de carburantes fósiles, se suman las electrolineras (con puntos de recarga para vehículos eléctricos) y las hidrogeneras (para vehículos propulsados por hidrógeno).
Estas dos últimas son ya una realidad; también lo empiezan a ser las fotolineras, que son aquellas electolineras en las que la principal fuente de energía son paneles solares.
Fotolineras o electrolineras solares
También conocidas como electrolineras solares, es fácil identificarlas con solo mirar hacia arriba.
Cuentan con una estructura de paneles solares, bajo la que se aparcan los vehículos para su recarga. Los puntos de recarga se alimentan de la electricidad que producen los paneles fotovoltaicos instalados en el techo; al mismo tiempo, estos prestan cobijo a las cargadores y reducen el impacto de la lluvia, el sol y el viento.
Por norma general, una fotolinera funciona gracias a varios paneles de autoconsumo solar conectados a uno o varios puntos de carga. Suelen contar también con una batería que almacena la energía que no se utiliza, de manera que se pueda utilizar en los momentos de menos intensidad solar.
Para aprovechar la luz solar al máximo, suelen estar equipadas también con seguidores de sombra.
Incluso en días nublados o de noche
Esto último es importante porque una de las dudas más extendidas acerca de las instalaciones solares de autoconsumo es cómo funcionan en días nublados o por la noche.
La respuesta es sencilla. Durante las horas de sol la estación genera suficiente energía para la carga del vehículo eléctrico y la energía sobrante se almacena.
Cuando las condiciones climáticas no son favorables, por ejemplo en los días nublados, la electrolinera solar continúa generando energía pero en menor cantidad. Además, la compensa con la que ha almacenado y recurre, si es necesario, a la red eléctrica.
Lo mismo sucede por las noches, cuando no existe radiación solar por lo que la fotolinera no puede generar energía, pero permite igualmente la recarga de vehículos utilizando la energía almacenada y la red eléctrica para cubrir la demanda.
A medida que las preocupaciones de las personas sobre el cambio climático se vuelven cada vez más prominentes, una cosa que puede ser incierta es la jerga más reciente que se relaciona con esto. Después de asistir a la cumbre ClimateTech de la London Tech Week y observar las palabras clave de las conferencias sobre el cambio climático, Sam Holland define la tecnología climática y otros términos.
Tecnología climática
La cumbre ClimateTech en sí misma contiene una palabra clave en el contexto del cambio climático que muchos quizás no hayan encontrado antes: ¿qué es la «tecnología climática»? Si bien el término puede resultar poco familiar, de hecho se explica por sí mismo: tecnología climática es la forma colectiva de referirse a cualquier tecnología que haya sido diseñada con el propósito expreso de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.
Si bien los sistemas de granjas eólicas y solares son ejemplos obvios de tecnología climática, la tecnología climática no es solo un término general para generadores de energía alternativa, etc.: también puede usarse para referirse a sistemas que informan nuestra comprensión del clima y su impacto y /o convencer a otros para que consideren el clima en sus propias actividades. En consecuencia, las aplicaciones de plantación de árboles y las calculadoras de huella de dióxido de carbono también son buenos ejemplos de tecnología climática.
Además, como reflejarán las próximas dos secciones, la tecnología climática también abarca el uso de varios enfoques de los recursos naturales, como el tratamiento del carbono, que mitiga, no solo el uso de gases de efecto invernadero, sino también la cantidad que permanece en la atmósfera. incluso después de su lanzamiento.
Captura, utilización y almacenamiento de carbono
La captura, utilización y almacenamiento de carbono (véase también secuestro de carbono) a menudo se abrevia como ‘CCUS’ y es el término general para los métodos que aprovechan y, por lo tanto, reducen los niveles de emisiones industriales de CO2 que, de otro modo, permanecerían en la atmósfera.
El término ‘captura de carbono’ es quizás la parte más importante de este proceso, ya que la ‘utilización y el almacenamiento’ nunca podrían lograrse sin un sistema mediante el cual las emisiones de CO2 puedan explotarse y mantenerse en lugar de aceptarse como otra adición inevitable a la atmósfera. La captura de carbono, en el contexto del uso de la fábrica, implica que las emisiones de carbono se canalicen a través de un recipiente que utiliza un disolvente líquido para absorber el CO2. Según el International Journal of Coal Science & Technology, la captura de carbono a base de solventes es el enfoque comercialmente más listo para lograr un tratamiento sostenible de CO2.
La parte de almacenamiento de CCUS es, por supuesto, lo que le sucede al dióxido de carbono después de que ha sido capturado. De manera crucial, el proceso de captura de carbono es seguido por el transporte subterráneo del CO2 (esto es después de que ingresa a un segundo recipiente, a veces llamado «regenerador», que calienta el solvente del primer recipiente para que el CO2 pueda separarse). Al ser almacenado bajo tierra, el dióxido de carbono puede ser absorbido por la corteza terrestre, es decir, por sus rocas subterráneas (el carbono que está atrapado en las formaciones rocosas ya existe de forma natural).
El proceso de utilización en CCUS abarca las diversas formas en que se puede aprovechar el CO2 subterráneo almacenado: algunos de los principales métodos de utilización de carbono implican la recuperación mejorada de petróleo y la síntesis de hidrocarburos para combustible.
Biotecnología
Además del ejemplo industrial utilizado anteriormente, el proceso de captura, utilización y almacenamiento de carbono también abarca un sistema llamado BECCS (bioenergía con captura y almacenamiento de carbono). BECCS es cuando el carbono se almacena después del aprovechamiento de la bioenergía, es decir, la descomposición de la materia orgánica para el combustible biológico conocido como biomasa. Esto lleva a una discusión sobre otro término en tecnología climática: biotecnología.
Biotech (abreviatura de tecnología biológica) es un término amplio que se aplica, no solo a BECCS, sino a todo tipo de soluciones sostenibles y/o renovables que se logran mediante la combinación de materia biológica e innovación tecnológica. De hecho, la biotecnología también se refiere a procesos no relacionados con la tecnología climática, como el manejo de enfermedades, pero para los fines de esta discusión, el enfoque está en la biotecnología en áreas ecológicas.
Además de la aplicación de la biotecnología a los biocombustibles, solo algunas áreas clave del área de investigación son las siguientes:
Agricultura sostenible: muchos cultivos se están modificando genéticamente para que sean resistentes a los insectos y menos susceptibles a las enfermedades, y esto garantiza que los alimentos se cultiven con menos dependencia de pesticidas que pueden ser dañinos para el medio ambiente.
Procesos químicos sostenibles: la aplicación de microorganismos se puede utilizar para mejorar el diseño de plásticos y textiles y también reducir la materia orgánica en las aguas residuales que luego se pueden reciclar. Además, el estudio de las bacterias, que también pueden ser modificadas genéticamente, está aportando más información a la comprensión de varias industrias sobre los antibióticos y otros medicamentos.
Sensores sostenibles: las bacterias modificadas genéticamente se pueden utilizar como «biosensores» que, debido a su fluorescencia, pueden «iluminarse» y alertar a los humanos sobre varios contaminantes y otras propiedades críticas en productos como alimentos y medicamentos. Esto se suma al potencial de la biotecnología para reducir los desechos agrícolas y médicos, así como para aumentar la seguridad de una gran variedad de consumibles.
El amplio alcance de la tecnología climática
La tecnología climática es un término general para un alcance muy amplio de la investigación y el desarrollo modernos sobre el cambio climático. Permite a los consumidores observar su huella de carbono e incluso ve la explotación de la naturaleza misma para garantizar productos más seguros y sostenibles.
En última instancia, lejos de abarcar solo los sistemas conocidos como paneles solares y parques eólicos, la tecnología climática no solo implica evitar las emisiones de CO2. De hecho, la tecnología climática se puede utilizar para prosperar con la liberación de dióxido de carbono, gracias al potencial de captura, almacenamiento y uso del CO2.
El calor residual es una fuente prometedora de conservación y reutilización de energía, mediante la conversión de este calor en electricidad, un proceso llamado conversión termoeléctrica. Los dispositivos de conversión termoeléctrica disponibles comercialmente se sintetizan usando metales raros. Si bien estos son bastante eficientes, son costosos y, en la mayoría de los casos, utilizan materiales tóxicos. Ambos factores han llevado a que estos convertidores tengan un uso limitado. Una de las alternativas son los materiales termoeléctricos basados en óxidos, pero el principal inconveniente que presentan es la falta de pruebas de su estabilidad a altas temperaturas.
Un equipo dirigido por el profesor Hiromichi Ohta del Instituto de Investigación de Ciencias Electrónicas de la Universidad de Hokkaido ha sintetizado un convertidor termoeléctrico de óxido de cobalto y bario que es reproduciblemente estable y eficiente a temperaturas de hasta 600 °C. Los hallazgos del equipo se publicaron en la revista ACS Applied Materials & Interfaces.
La conversión termoeléctrica está impulsada por el efecto Seebeck: cuando hay una diferencia de temperatura en un material conductor, se genera una corriente eléctrica. Sin embargo, la eficiencia de la conversión termoeléctrica depende de una cifra denominada figura termoeléctrica de mérito ZT. Históricamente, los convertidores basados en óxido tenían un ZT bajo, pero investigaciones recientes han revelado muchos candidatos que tienen un ZT alto, pero su estabilidad a altas temperaturas no estaba bien documentada.
El grupo de Hiromichi Ohta ha estado trabajando en películas de óxido de cobalto en capas durante más de dos décadas. En este estudio, el equipo buscó examinar la estabilidad térmica y química de estas películas, así como medir sus valores de ZT, a altas temperaturas. Probaron películas de óxido de cobalto con capas de sodio, calcio, estroncio o bario, analizando su estructura, resistividad y conductividad térmica.
Descubrieron que, de las cuatro variantes, la película en capas de óxido de cobalto y bario conservaba su estabilidad en términos de integridad estructural y resistividad eléctrica a temperaturas de hasta 600 °C. En comparación, las películas de óxido de cobalto de sodio y calcio solo fueron estables hasta 350 °C, y la película de óxido de cobalto de estroncio fue estable hasta 450 °C. La ZT de la película de óxido de cobalto y bario aumentó con la temperatura, alcanzando ~0,55 a 600 °C, comparable con algunos convertidores termoeléctricos disponibles comercialmente.
«Nuestro estudio ha demostrado que las películas de óxido de cobalto y bario serían excelentes candidatas para dispositivos de conversión termoeléctrica de alta temperatura”, dijo Hiromichi Ohta.
Es posible que ya haya escuchado que la humanidad está asfixiando nuestro hermoso planeta y que debemos cambiar nuestras formas rápidamente si queremos evitar un apocalipsis. Una de las tecnologías más cruciales que permite nuestra necesaria transición neutral en carbono es la energía solar. Estos increíbles paneles han recorrido un largo camino en la última década y ahora son una de las formas de energía más baratas y con menos carbono jamás inventadas. Pero si realmente queremos salvar nuestro planeta, necesitamos que la energía solar avance significativamente y se vuelva más asequible, más potente y más armoniosa con el medio ambiente. Afortunadamente, un desarrollo reciente de Stanford llamado AGILE(Lente de índice graduado axialmente) está preparado para dar este salto monumental usando lentes.
El equipo de Stanford originalmente se propuso resolver un problema, pero terminó resolviendo dos. Verá, los paneles solares son mucho más eficientes cuando la luz los golpea directamente. Esto no solo maximiza la cantidad de área utilizable y aumenta la tasa de recolección de luz, sino que también hace que el proceso de convertir la luz solar en electricidad sea más eficiente. Por lo tanto, para maximizar la productividad de los paneles, anteriormente intentamos construir paneles solares de seguimiento que seguían al Sol a través del cielo como girasoles. Pero estos sistemas tienen la costumbre de romperse o ser absurdamente caros, lo que significa que los científicos prefieren dejar la mayoría de los paneles solares fijos en un solo lugar. Desafortunadamente, esto significa que nos estamos perdiendo una cantidad significativa de energía solar potencial.
El equipo de Stanford quería crear un sistema que pudiera rastrear el Sol a través del cielo sin partes móviles, resolviendo así este problema. Lo que se les ocurrió es una lente multicapa en forma de pirámide invertida llamada AGILE.
Esta lente toma efectivamente la luz entrante desde cualquier ángulo y, mediante la difracción, la dobla para que quede perpendicular al panel solar. Tenemos lentes que ya hacen esto, como algunas lentes Fresnel, pero este enfoque multicapa produce resultados mucho mejores debido a un aumento en la luz que es directamente perpendicular al panel.
Por lo tanto, sujetar esta lente a un panel solar estacionario puede aumentar la cantidad de energía que genera en el transcurso del día. Por la mañana, la luz incidirá en la lente en ángulo y se difractará para incidir directamente en el panel, creando más potencia. Al mediodía, la lente permite que la luz pase directamente, lo que le permite generar la misma cantidad de energía que de costumbre. Luego, por la tarde, sucede lo mismo que por la mañana, pero nuevamente crea más energía de lo normal. Pero también aumenta la potencia durante los días nublados (incluso al mediodía), donde la luz es muy difusa ya que se alinea todo para dar de frente al panel. Entonces, aunque estas lentes no aumentan la potencia máxima, la cantidad promedio de energía producida puede ser mucho mayor que la de un panel solar estándar.
Pero esta lente hace más que solo alinear la luz. También lo enfoca en un área más pequeña. Durante las pruebas, el equipo de Stanford descubrió que podían usar lentes AGILE para enfocar la luz en un factor de tres y retener el 90 % de la energía solar. Básicamente, esto significa que el área en la parte posterior de la lente AGILE, donde se encuentra el panel solar, es tres veces más pequeña que la parte frontal, donde brilla la luz. Pero esta combinación de panel pequeño y lente generará el 90 % de la energía que lo haría un panel solar con el tamaño del área frontal de la lente.
Esta reducción del panel solar, combinada con el aumento de la producción de energía a lo largo del día, hace que este avance tenga un impacto increíble.
En primer lugar, las granjas solares pueden reducir su tamaño porque los paneles producen más energía durante el día, por lo que satisfacer las demandas de energía no requerirá tantos paneles. Esto se debe a que, si bien cada panel solar equipado con AGILE solo puede generar el 90 % de la potencia máxima de un panel solar del mismo tamaño que la lente, los paneles equipados con AGILE generan mucha más energía en promedio. Esto les permite producir más energía por día que un panel típico a pesar de tener un pico de potencia un 90 % más bajo. Esto, a su vez, significa que las granjas solares con AGILE pueden ser más pequeñas y seguir produciendo la misma cantidad de energía que las actuales.
La reducción de las granjas solares puede tener algunos impactos asombrosamente positivos. Puede reducir la cantidad de pérdida de hábitat causada por las granjas solares y, por lo tanto, proteger los ecosistemas locales. También puede hacer que las granjas solares sean más baratas debido a que los costos de la tierra y los materiales son más bajos, lo que hace que la energía solar sea una tecnología más escalable. Además, permite que los paneles solares encajen en lugares que antes no podían, lo que podría ser crucial si nuestro objetivo es permitir que algunas de las áreas geológicamente más extremas de la Tierra se vuelvan neutrales en carbono.
Pero el principal beneficio es que reduce el tamaño del panel por un factor de tres. Verá, el principal costo y fuente de huella de carbono para las granjas solares es el panel solar en sí. Su construcción requiere mucha energía y emisiones de carbono y, por lo tanto, son costosas y perjudiciales para el medio ambiente. La razón por la que la energía solar es una forma de energía tan baja en carbono y barata es porque no emite ni cuesta nada mientras produce electricidad y puede durar décadas. Por lo tanto, estas emisiones y gastos iniciales se distribuyen a lo largo de un largo período de tiempo.
Pero esta tecnología podría reducir los gastos y las emisiones de carbono de una granja solar hasta en un tercio! Ahora, probablemente no será tan alto, ya que estos lentes tendrán sus propias emisiones de carbono y su costo, especialmente dado que estas cifras son para un lente AGILE en perfectas condiciones. Pero parece plausible que con el desarrollo, esta tecnología podría reducir los costos e incluso reducir a la mitad las emisiones de carbono, lo que sería un logro significativo que convertiría a la energía solar en una fuente de energía de vanguardia.
Este enorme acumulador de energía ‘verde’ está situado en los Alpes suizos y utiliza dos grandes piscinas a diferente altura para poder almacenar hasta 20 millones de kilovatios-hora.
La nueva ‘batería’ europea en los Alpes. (Nant de Drance)
Tras 14 años en construcción, Suiza ya tiene listo su nuevo sistema de almacenamiento que guarda el excedente de energía producido por las renovables y lo libera a la red eléctrica cuando hay escasez. Esta nueva ‘batería’ de agua, que según informa Euronews empezó a funcionar el primero de este mes, es uno de los sistemas de almacenamiento por bombeo con más capacidad del mundo.
El problema de la intermitencia de las fuentes de energía renovables se está solucionando con nuevos sistemas de almacenamiento que nutren la red eléctrica cuando no sopla el viento o no llegan los rayos del sol. Aquí ya hemos visto alguna de las soluciones más novedosas que buscan dejar atrás las contaminantes baterías tradicionales —como una ‘batería’ de CO2 o esta otra que usa los ascensores de los rascacielos—, pero el nuevo sistema de almacenamiento con agua que acaba de estrenar Suiza no solo no genera emisiones sino que tiene una capacidad sorprendentemente grande.
¿Cómo funciona?
El sistema que utiliza esta central hidroeléctrica de bombeo reversible no es nuevo, de hecho en España ya tenemos instaladas varias centrales similares. Para que funcione hacen falta dos embalses de agua a distintos niveles de altura. Cuando hay exceso de energía, la ‘batería’ se carga bombeando agua de la piscina inferior a la superior. Y cuando se quiere recuperar se invierte el proceso haciendo caer el agua a través de una turbina que genera energía.
Esta nueva central, construida por la empresa Nant de Drance, ha costado cerca de 2.000 millones de euros. Está situada a 600 metros bajo tierra entre los embalses de Emosson y Vieux Emosson, en el Valais, un cantón del suroeste de Suiza. Para ponerla en pie, los ingenieros tuvieron que excavar 18 kilómetros de túneles a través de los Alpes por los que entraron los materiales de construcción y los edificios prefabricados que conforman las instalaciones.
Según cuentan sus creadores, la sala de máquinas de la central mide unos 200 metros de largo y más de 32 metros de ancho. Cuenta con seis turbinas de bombeo de 150 megavatios cada una que le dan una potencia total de 900 megavatios. Y una capacidad de almacenamiento de hasta 20 millones de kilovatios-hora, el equivalente a 400.000 mil coches eléctricos. Su objetivo será ayudar a estabilizar tanto la red energética Suiza como otras redes europeas que están conectadas con ella.
Un sistema clave en la guerra contra el clima
Las centrales hidroeléctricas de bombeo reversibles son los sistemas que permiten más capacidad de almacenamiento energético. China y EEUU tienen las mayores del mundo. La central de Fengning, cerca de Pekín, es la más grande del planeta con una capacidad actual de 3.600 megavatios. Aunque está diseñada para el doble de capacidad y para generar hasta 40 millones de kilovatios-hora.
La segunda más grande está en el condado de Bath, en el estado de Virginia, EEUU. Tiene una capacidad máxima de 3.003 megavatios y puede almacenar hasta 24 millones de kilovatios-hora. Mientras que el complejo hidroeléctrico de Cortes-La Muela, en Valencia, es el mayor de España, y uno de las mayores de Europa, con una capacidad máxima instalada de 1.600 megavatios.
Como sucede con otras fuentes de energía como la nuclear, China está a la cabeza. Para el país asiático, las centrales hidroeléctricas de bombeo reversibles son vitales para cumplir con sus objetivos de transición energética. Según la Administración Nacional de Energía china, el país aspira a almacenar 62 gigavatios en 2025 y 120 gigavatios para 2030 solo con esta tecnología.
Con la entrada en vigor del Real Decreto-ley, del 21 de diciembre de 2021, para fomentar la Movilidad Eléctrica, el Gobierno establece la obligatoriedad de instalar puntos de recarga para coches eléctricos en todo tipo de espacios.
La expansión del vehículo eléctrico sigue tomando fuerza en España, aunque la falta de infraestructuras de recarga es el principal impedimento del crecimiento dentro del parque del número de coches de cero emisiones. Según los datos de la Asociación de Fabricantes ANFAC, los vehículos electrificados acumulan una de cada 10 ventas en el primer cuatrimestre de 2022.
Aunque estas cifras son positivas, desde la asociación se remarca la necesidad de acelerar el ritmo de electrificación para alcanzar los objetivos de reducción de emisiones planteados por el PNIEC en 2022. Según ANFAC «el sector sigue empujando con una amplia oferta de vehículos, pero es muy necesario generar un contexto de mayor certidumbre al usuario mediante el impulso de las infraestructuras de recarga, una mayor eficiencia de los planes de ayuda y un marco fiscal favorable que haga del vehículo electrificado una primera opción de compra».
Para poner solución a este el problema, tras la aprobación del Real Decreto-ley 29/2021 para el fomento de la Movilidad Eléctrica, el Gobierno establece la obligatoriedad de instalar puntos de recarga de baterías de vehículos eléctricos de acceso público antes del 1 de enero de 2023.
La medida, detalla el experto, incluye una serie de «beneficios fiscales» para las empresas que instalen esta infraestructura: «Se puede llegar hasta el 50% de la bonificación del Impuesto de Bienes Inmuebles (IBI) y del Impuesto de Actividades Económicas (IAE) y a la exención de hasta el 90 % de los impuestos de obras relativos a la instalación puntos de recarga».
En primer lugar, dentro de los espacios que deberán contar con puntos de recarga, destacan los edificios no residenciales privados. En este caso, aquellos que cuenten con un aparcamiento de más de 20 plazas, deberán contar de forma obligatoria de una estación de carga por cada 40 plazas o fracción.
«Dentro de esta categoría entran no solo centros de trabajo, oficinas o fábricas, sino supermercados, centros comerciales, hoteles, restaurantes, hospitales, centros de espectáculos u ocio y centros educativos como colegios y universidades».
Por su parte, en lo que respecta a edificaciones propiedades de la Administración General del Estado, la exigencia será todavía mayor, con la obligatoriedad de instalar un punto de recarga por cada 20 plazas, o fracción, cuando dicho aparcamiento disponga de hasta 500 plazas.
Por otra parte la Asociación de Fabricantes de Vehículos (Anfac) ha defendido la necesidad de acelerar el ritmo de la electrificación de los vehículos que por el momento «se sitúa lejos de lo necesario» para alcanzar los objetivos marcados por Bruselas. Según la asociación, el sector de la automoción tiene un «pleno compromiso» con la descarbonización y promete cumplir con las exigencias pactadas.
El pasado martes, el Consejo Europeo aprobó aumentar la exigencia de reducción de emisiones a un 55% en 2030 y de adelantar en cinco años, a 2035, la prohibición de la compra de los vehículos de combustión.
Sin embargo, en línea con la Asociación Europea de Fabricantes de Automóviles (ACEA), ha apuntado que los nuevos objetivos deben ir acompañados de nuevas herramientas al mismo nivel de exigencia, «si se quiere que su cumplimiento sea posible».
Desde ANFAC plantean distintas medidas para acelerar el ritmo de penetración de los vehículos electrificados, como una fiscalidad que apoye positivamente la descarbonización y se centre en gravar el uso, no la compra, y una reforma de los planes de ayuda a la demanda para hacerlos más eficaces. Desde esta asociación creen que es «imprescindible» aumentar el despliegue de puntos de recarga, por lo que es necesario que la propuesta del reglamento AFIR para puntos de recarga recoja «el mismo nivel de ambición en las herramientas para hacer un despliegue rápido, eficiente y lógico en cada estado miembro».
Las placas solares colonizan los tejados a un ritmo frenético —en tres años se han triplicado las nuevas instalaciones en España— y llegan a cada vez más industrias, viviendas y comercios, pero todavía es muy raro verlas en pisos. De hecho, ni siquiera hay datos específicos. El desconocimiento sobre el autoconsumo colectivo lastra el desarrollo de un sector fundamental en un país donde el 65% de la población vive en bloques (según el centro de estudios Funcas). Poca gente conoce que solo necesita el permiso de un tercio de sus vecinos para instalar placas en el tejado común (siempre que no se obligue a pagar a quienes no las usen), que el montaje se abarata mucho si participan varios residentes y que hay subvenciones para este tipo de redes.
“El autoconsumo individual está despegando, porque ves a tu vecino poner placas y te las pones tú también, pero en colectivo cuesta más, ya que tienes que hacer pedagogía para convencer a otros residentes del edificio”, señala Laura Feijóo, de Ecooo, una cooperativa sin ánimo de lucro especializada en energía solar. “Si es para uso particular de las viviendas, solo es necesario que un tercio de los vecinos acepte la iniciativa. Es decir, en un bloque de 10 pisos, haría falta que cuatro vecinos estuvieran a favor de la instalación. Y no hace falta que luego los cuatro se pongan placas, pueden hacerlo únicamente los que quieran”, continúa.
La modalidad más sencilla es usar la azotea común para poner unas placas cuya energía aprovechen tan solo los hogares que paguen por instalarlas. Feijóo explica qué pasos habría que seguir: “En primer lugar, hay que informarse de cómo funcionan estos proyectos y luego hay que recabar el apoyo de algunos residentes, los que estén más concienciados o abiertos al cambio. Después hay que llevar la propuesta a la junta de vecinos para solicitar el permiso. Y luego ya se pueden pedir presupuestos y ver cuánto costaría la instalación a cada familia”.
“Es importante conocer el espacio disponible: cubiertas, jardines, en el suelo… Cuanto más sitio y menos sombras, mayor será el rendimiento de la instalación”, apunta una portavoz de la Unión Española Fotovoltaica (UNEF), la patronal del sector. La empresa instaladora comprueba el lugar para instalar las placas, dimensiona la instalación y señala la energía que podría destinarse cada domicilio. Es fundamental pedir varios presupuestos antes de decidirse. En la mayoría de los casos, la propia compañía solicita las subvenciones (de hasta el 30%) y el enganche a la red.
Ese proceso ya lo ha concluido Guillermo Lozano, un consultor residente en Majadahonda (Madrid) y preocupado por el ahorro energético y el cambio climático. “Primero me informé y luego empecé a hablar con algunos residentes para ver cuáles podrían ser aliados. Hay diferentes perfiles: el preocupado por el medio ambiente, el que quiere ahorrar, el que vive solo y quizá no le compense, las familias numerosas como la mía…”, dice Lozano, que tiene cinco hijos. Después, invitó a una empresa a dar una charla a los 16 moradores de su bloque y llevó el asunto a la junta vecinal.
Una vez logrado el permiso, nueve familias se apuntaron. La instalación la hizo Ecooo. “Es importante tener un experto a tu lado, porque hay diferencias entre el autoconsumo individual y el colectivo. También para que te asesoren en la legislación y las subvenciones”, señala este consultor. En su caso, establecieron tres rangos de porcentaje de reparto (alto, medio y bajo) y, según este, cada familia pagó entre 2.000 y 5.000 euros. “Con la subvención, los vamos a amortizar en unos cuatro años”. Han tardado unos 10 meses hasta la instalación.
Otra modalidad sería instalar autoconsumo para los elementos comunes, como el ascensor, las luces de la escalera, el motor de la piscina… Noelia Mochales, portavoz del Colegio de Administradores de Fincas, señala que en este caso se requiere el voto de una mayoría simple de los propietarios (más votos a favor que en contra) y que luego todos tendrán que participar en la derrama, dado que el ahorro será para todos. “Con la nueva normativa, aprobada en junio, se pretende facilitar todo tipo de inversión en eficiencia energética en los edificios, y para ello se han rebajado las mayorías que se pedían para aprobar estas obras de mejora. Además, ahora la derrama se puede repartir hasta en 12 cuotas para facilitar la iniciativa”, señala Mochales. En su caso, administra una finca con 165 viviendas en Getafe que está planteándose instalar placas para el uso común. La portavoz señala que ya hay empresas del sector que están pagando alquileres —de 2.500 euros al mes en adelante— a las comunidades de propietarios para que les cedan el uso de sus cubiertas y producir energía solar, lo que se convierte en una nueva fuente de ingresos.
“El autoconsumo colectivo sale más barato que el individual”, continúa Martín, “porque se comparte la instalación, el cableado, el estudio, el diseño, y además porque se compran muchas placas de golpe y te hacen un mejor precio. Calculamos un coste de unos 3.000 euros por vecino, bastante menos que si cada uno se lo pusiera por su cuenta”, continúa. Esperan iniciar la instalación al final de este mismo año. Más adelante, les gustaría convertirse en comunidad energética para depender lo mínimo posible de las grandes eléctricas.
Las ciudades sufren para adaptarse a las cambiantes expectativas de sus habitantes. Y más que lo harán, pues dice una empresa de inmologísticas que las ventas del comercio electrónico crecerán un 85% en los próximos cinco años en los doce países europeos donde opera.
Pues bien, este importante actor para las urbes junto con el Centro para Ciudades Sostenibles del Instituto de Empresa han presentado un sistema para analizar todos los retos del sector logístico en las ciudades. Se trata del índice del Impacto Logístico de Última Milla, un método que pretende ayudar a los operadores logísticos a solucionar retos como la mayor eficiencia en la entrega de mercancías, con reflejo en la sostenibilidad para acelerar su objetivo de ser neutros en CO2 para 2040, tal y como afirmó Cristian Oller, su “country manager” para España.
En la presentación se pusieron de manifiesto innumerables adaptaciones que están teniendo lugar, sobre todo en Barcelona y Madrid, ciudades objeto del estudio, aunque dicho índice sea extrapolable a cualquier ciudad. Pero quizá fue Laia Bonet, Tercera Teniente de alcalde y Concejala de Movilidad del Ayuntamiento de Barcelona, quien expuso en toda su crudeza una de las realidades de nuestra movilidad. “En Barcelona tenemos la red pública de puntos de recarga instalada más grande de España con 700 puntos de red pública de recarga. Y terminaremos el año con 1.000. Pero, con mucha claridad, en Barcelona los datos nos dicen que el uso de esos puntos está solo entre el 8% y el 12%”.
La concejala de Movilidad tiene un responsable claro de todo esto. “La red estuvo durante un tiempo además a coste cero, es decir sin tener que pagar por recarga. Es decir, no se están utilizando no por falta de puntos, sino por falta de vehículos eléctricos. Sigue siendo un problema el precio del vehículo eléctrico, el principal problema. Mientras no incidamos sobre el precio del vehículo de poco servirá la extensión de redes de punto de carga. Los estamos previendo en una estrategia a largo plazo, pero los que hay ahora están infrautilizados”.
Y por otro lado, apunta alternativas. “Estamos favoreciendo que los puntos de recarga se implanten en aparcamientos y no en espacio público. En Barcelona hay poco espacio público, por tanto, coches aparcados cargando en espacio público no interesan. Tenemos algunos, pero repito, aún así no se están utilizando”.
Sin sistema óptimo
En cuanto al sistema logístico más apropiado “no existe” según Manuel Pérez Romero, Director del Centro de Ciudades Sostenibles del IE y director del informe. “Para que los repartos se puedan hacer del modo más eficiente posible lo que debe de hacer la ciudad es proveer del mayor número de opciones de distribución posibles”.
En su estudio se señala como soluciones a implementar los perímetros de microcentros de recogida/entrega, así como la incidencia en un mejor reparto nocturno, así como la identificación de qué tipo de reparto es el más adecuado a la zona y qué tipo de plataforma logística.
Uno de los denominadores comunes más señalados por la mayoría de ponentes fue el de la recogida de paquetería por parte del propio ciudadano que sustituya a parte de la entrega. Según datos recogidos en Barcelona, la logística supone el 23% de la movilidad del vehículo privado. “Por eso tenemos que incidir en esa cultura de la recogida” según Bonet. El Ayuntamiento de esta capital ha comprado 50 locales comerciales para transformarlos en centros de recogida de paquetería”.
Además, se señalaban como otros puntos comunes de trabajo:
Cambios en una flota de distribución más sostenible.
All Images Courtesy of Teledyne Industrial Vision Solutions.
La visión por computadora y la inteligencia artificial (IA) tienen cada una su propósito en los sistemas de visión modernos. Al desarrollar una plataforma de imágenes, pueden surgir ciertos desafíos al intentar implementar IA en un sistema de visión por computadora existente. Al principio, puede ser difícil decidir qué tareas son las más adecuadas para la IA. Por lo tanto, es beneficioso buscar la experiencia de los expertos de la industria que ya han dado muchos pasos para proporcionar una combinación de soluciones de inteligencia artificial y visión por computadora.
Valor de la IA
La experiencia en software de imagen tradicional ha estado disponible durante mucho tiempo. Mediante el uso de la visión por computadora, los ingenieros hemos podido abordar los desafíos en muchas aplicaciones industriales, incluida la automatización de la visión artificial, los sistemas de transporte inteligente (ITS) y las imágenes aéreas. Sin embargo, cuando las imágenes capturadas son complejas y variadas, como nuevas formas, orientaciones y colores, se sabe que la visión por computadora lucha donde la IA puede florecer.
Una aplicación ITS común es la detección de vehículos. Esto puede ser un desafío cuando se utiliza una solución de visión por computadora tradicional debido a las variables que existen en las imágenes al aire libre. En el método tradicional, un desarrollador puede programar especificaciones para que el software busque un cambio en la imagen para detectar un vehículo. Sin embargo, si el software activa una cámara cuando cambia la imagen, para indicar que un vehículo pasa junto a la cámara, varios otros cambios en la imagen podrían hacer lo mismo. Por ejemplo, si el clima cambia, el software puede interpretarlo como un cambio que requiere que la cámara capture una imagen. Además, si algo entra en el campo de visión, como un pájaro, esto también puede disparar la cámara.
Image Courtesy of Teledyne Industrial Vision Solutions.
En una fábrica donde el mismo tipo de objeto pasa continuamente por la cámara, el software de visión por computadora puede capturar con precisión imágenes de productos, componentes o materiales para su inspección. Por el contrario, en un escenario al aire libre, varios fenómenos pueden introducir inconsistencias en la escena y causar complicaciones al programar una solución. AI puede proporcionar valor en tal situación.
Entrenar software de IA, que es un algoritmo que identifica un tema específico, es bastante diferente de programar software de visión por computadora. El proceso de entrenamiento de un software de IA es menos rígido. Es similar a presentar un tema a un estudiante y pedirle que revise el material muchas veces hasta que lo entienda. Sin embargo, la IA debe enfocarse con un tema en particular en mente.
En lugar de entrenar el software de IA para que pueda reconocer todo lo que ve con la cámara e identificar vehículos, el entrenamiento se enfoca solo en vehículos. Al reconocer el aspecto de un automóvil, camión o motocicleta, un programa de IA sabrá buscar posibles objetivos dentro de una imagen. Con esta línea de base, el software de IA puede ignorar todos los demás problemas que puedan surgir en el entorno real de imágenes de tráfico.
Valor de la visión artificial
Si bien la IA puede proporcionar una nueva capacidad a un sistema de visión, no es la única opción. El software tradicional de visión por computadora puede ofrecer soluciones eficientes a varios desafíos de imagen. Donde la IA puede ser beneficiosa para el análisis de imágenes complejas, también tiene un inconveniente, la cantidad de tensión que ejerce sobre los recursos informáticos. Por otro lado, el software de visión por computadora ofrece programas simples que son fáciles de ejecutar en algunos de los sistemas integrados más pequeños.
Volviendo a las aplicaciones de tráfico, una forma en que pueden beneficiarse enormemente del software de visión por computadora es con el reconocimiento óptico de caracteres (OCR). En lugar de usar IA que podría requerir más recursos informáticos, un software OCR de visión por computadora simplemente verifica la imagen en busca de formas básicas para que coincida con una de una lista preestablecida de caracteres para placas de matrícula. Los caracteres de cada matrícula se pasan a través de un sistema OCR y se imprimen para la recopilación de datos de cada vehículo que captura el sistema de cámara. Esto puede ser ventajoso para registrar de manera efectiva cada matrícula escaneando cada carácter y guardando esos datos para la aplicación de peaje.
Image Courtesy of Teledyne Industrial Vision Solutions.
Cómo usarlas juntas
Un sistema de visión que utiliza IA más la visión artificial tradicional puede lograr un análisis de imágenes mucho más complicado.
Para ITS, tanto el OCR como la detección de vehículos son cruciales para la aplicación de peajes. Pero para garantizar que el software de visión por computadora pueda pasar de manera confiable a través de una muestra de imagen consistente, el sistema de imagen también necesitaría aislar cada vehículo en una imagen. En cualquier imagen, la cámara puede capturar varios vehículos y cada matrícula debe aislarse y detectarse por separado antes de que el software de visión por computadora las inspeccione.
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Dado que cada vehículo puede tener una variedad de posiciones de matrícula y también pueden adoptar una variedad de colores, puede ser ventajoso tener una IA que se use para estos casos extremos. Una placa de una región en particular puede venir en varios colores porque, a medida que se emiten nuevas placas, pueden tener nuevos estilos que reemplacen los formatos antiguos. En la imagen, se muestran diferentes matrículas de varias regiones e incluso algunas de la misma región (Ontario) con diferentes diseños que podrían confundir a un sistema de visión que no esté bien capacitado para adaptarse a estas opciones.
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Una vez que se detecta una placa, el resto de la imagen se puede recortar para que solo quede una placa rectangular de la que se puede usar el OCR para extraer los caracteres. Las tres placas de la Figura 6 muestran varias formas de suciedad o lodo que pueden ocultar una placa. Incluso las cubiertas de las matrículas pueden reducir el reflejo de la luz de los personajes y pueden representar un desafío adicional.
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El ejemplo del mundo real
La implementación de IA en un sistema de visión existente puede ser un desafío. Existe un sistema de imágenes ITS para OCR que inicialmente se diseñó para ser un sistema de visión por computadora con el objetivo de lograr una alta precisión y luego se amplió para incorporar los beneficios de la IA.
La realidad de este sistema de detección de vehículos era que había demasiadas variables solo para la visión artificial. Se introdujo la IA para capturar las imágenes y la visión por computadora terminó proporcionando un análisis eficiente para OCR. El sistema resultante involucró mucho trabajo en el desarrollo y prueba de diferentes opciones.
Muchas personas pueden intentar configurar los sistemas de la manera tradicional y simplemente usar la visión por computadora. Sin embargo, la IA permite que los sistemas detecten fácilmente objetivos en imágenes complejas, mientras que la visión por computadora puede funcionar rápidamente a través del análisis de imágenes repetibles. Los expertos en imágenes han demostrado que tanto la IA como la visión por computadora son herramientas importantes en los sistemas de imágenes modernos y trabajan con integradores de sistemas para proporcionar elementos de sistemas de visión que combinan lo mejor de ambos mundos.
La automatización está lista para mejorar las operaciones y proporcionar una serie de otros beneficios.
La discusión sobre IoT en la gestión de almacenes se ha estado activando en los últimos años, y por una buena razón. La automatización, impulsada por IoT, puede mejorar y agilizar significativamente las operaciones al tiempo que proporciona una gran cantidad de beneficios de costos y productividad. También permite la entrega justo a tiempo. Esto ofrece precisión minuto a minuto para los pedidos de los clientes y más, lo que hace que la gestión del almacén sea más fácil que nunca.
Sin embargo, IoT y los sistemas de big data significan tesoros de información digital que fluyen dentro y fuera de una empresa. Estos datos están en el corazón de los muchos beneficios de IoT, pero plantean algunas preguntas pertinentes: ¿Qué otros beneficios pueden proporcionar este tipo de soluciones?
¿Cómo se aplican a la gestión moderna de almacenes?
Así es como IoT puede impulsar la gestión de almacenes, aumentar la productividad y generar resultados más sólidos.
Utilización optimizada del espacio
En su forma más básica, un almacén es un inventario o una instalación de almacenamiento operativo. Uno de los aspectos más importantes de IoT en la gestión de almacenes es el manejo adecuado o efectivo del espacio. No se trata solo de crear y optimizar el espacio disponible para el inventario en reposo, sino también de toda la operación, incluidos los suministros de mantenimiento, las piezas de maquinaria y el equipo.
El IoT y los sensores inteligentes pueden ayudar a optimizar el espacio disponible y administrar la instalación de muchas formas nuevas y útiles. Los administradores pueden recibir datos de entrada y salida en tiempo real sobre bienes, datos de ubicación en el sitio y configuraciones relacionadas.
Por ejemplo, las estanterías equipadas con sensores IoT pueden informar sobre el espacio disponible a un sistema central, lo que permite que todos visualicen las asignaciones digitalmente. Los elementos también rara vez, si es que alguna vez, se extravían porque todo tiene una etiqueta. La red y la administración pueden consultar fácilmente dónde están las cosas.
Gestión de decisiones en tiempo real
El flujo de datos permite la gestión de decisiones y pivotes en tiempo real para todo el equipo, no solo para los líderes. Aún mejor, la información se puede alimentar a una plataforma de análisis inteligente o impulsada por IA que revela más información o ayuda a optimizar las decisiones.
Los almacenes pasan de un entorno relativamente efectivo con plazos de entrega prolongados para decisiones y eventos inesperados a algo que nunca antes se había visto, con soluciones casi instantáneas para procesos menores. Esos conocimientos pueden ayudar a los equipos en el terreno o a la gerencia a tomar una decisión en una fracción de segundo con una precisión notable. Hay menos interrupciones o retrasos, y cuando ocurre algo inesperado, todo el mundo está preparado para ello.
Transparencia sin precedentes
Lograr la eficiencia y el éxito total sin transparencia es imposible en la logística, especialmente cuando se trabaja con socios, proveedores y otros actores de la cadena de suministro. Es vital mantener un equilibrio saludable al no revelar demasiado o demasiado poco. El IoT permite un nivel de transparencia en todas las industrias y brinda a los administradores un control total sobre los datos resultantes.
IoT en los sistemas de gestión de almacenes puede monitorear e informar sobre la programación, la adquisición, la utilización del espacio, la producción y otros indicadores de rendimiento. Se pueden configurar para marcar o notificar a las partes necesarias cuando se produzcan anomalías. Por ejemplo, la cantidad de un determinado bien que cae por debajo de un umbral particular podría indicar una escasez.
Operaciones y mantenimiento predictivo
La afluencia de datos activa la toma de decisiones predictivas, ya sea para tareas de mantenimiento, operaciones u otra cosa. Una plataforma de aprendizaje automático puede evaluar docenas de sistemas impulsados por IoT conectados a una pieza de hardware de misión crítica para identificar e indicar cuándo el rendimiento comienza a fallar.
Más importante aún, puede señalar eventos que generarían retrasos o un mantenimiento costoso, lo que permite a los equipos brindar un servicio preventivo. Pueden actuar antes de cualquier problema para evitar un mayor impacto en la operación y una caída en la productividad del equipo.
Las soluciones predictivas también se aplican al resto de la operación. Pueden ayudar a las organizaciones a prepararse mejor para lo que se avecina, desde la entrada de bienes hasta el desempeño de proveedores, socios y terceros. Esta es una gran ayuda para las tareas de mantenimiento que son muy matizadas o complejas.
Con respecto al mantenimiento, hay muchos factores a considerar cuando se trabaja con compresores de aire o hardware que requieren su uso, como el tipo de compresor, las condiciones de instalación y la programación. Son especialmente importantes para los sistemas de climatización y refrigeración en grandes almacenes. Cuando estos sistemas fallan, pueden resultar perjudiciales no solo para el entorno y el personal, sino también para los bienes, los productos perecederos y más.
Las soluciones de IoT pueden ayudar a administrar todo esto y mantener los programas de servicio al día, particularmente al monitorear las temperaturas, corrientes y vibraciones del motor, y al identificar anomalías en sus operaciones normales. Identificar las propiedades que podrían conducir a problemas mayores y tratarlas a tiempo mantendrá los compresores en línea y los sistemas relacionados funcionando durante mucho más tiempo.
Mantenimiento de calidad de precisión
Dependiendo de los bienes o equipos, pueden existir una serie de limitaciones o factores necesarios para preservar la calidad, la salud o la longevidad. Ciertos alimentos son un gran ejemplo, ya que deben permanecer en un rango de temperatura particular. El IoT puede aumentar la precisión a través del monitoreo continuo y el intercambio de datos sobre los sistemas de almacenamiento relacionados.
El sistema puede enviar alertas si la temperatura se mueve más allá de un umbral. Puede poner en marcha tecnologías conectadas o de emergencia para mantener la calidad sin intervención humana. Un sensor IoT puede bajar la temperatura de una unidad de refrigeración o permitir que un sistema de respaldo cubra una falla.
Reducciones de costos de mano de obra y procesos
Un gasto importante para cualquier almacén es la mano de obra, que probablemente consuma la mayor parte del presupuesto de una organización. Los eventos estacionales también aumentan la necesidad de ampliar o reducir el empleo. Sin embargo, esto ya no es necesario, gracias a IoT.
IoT permite el desarrollo de una infraestructura automatizada más inteligente. Eso incluye robots autónomos, vehículos guiados y maquinaria. Estas implementaciones reducen las cargas en la operación existente, eliminando la necesidad de traer más trabajadores mientras mantienen o incluso aumentan la eficiencia en todos los ámbitos.
Esto da como resultado menores costos de mano de obra y procesos, aunque los gastos iniciales para las tecnologías y la infraestructura pueden ser más altos. Sin embargo, los precios de los sensores IoT han disminuido a lo largo de los años, de alrededor de $40 por pieza en 2012 a $2 en 2020.
IoT en las operaciones de gestión de almacenes
Se están creando soluciones de gestión de almacenes más inteligentes y eficientes gracias al IoT y los dispositivos conectados. Los flujos continuos de datos que proporcionan, junto con controles mejorados y reacciones en tiempo real, amplifican los beneficios. Solo se espera que mejoren en el futuro.
Prácticamente no hay razón para no implementar IoT en las operaciones de gestión de almacenes, incluso a modo de prueba. La utilización optimizada del espacio, la toma de decisiones predictivas y las reducciones de costos de mano de obra son solo algunos de los beneficios que esta tecnología puede brindar.
