A comienzos de este mes un avión ecológico, que se mueve a partir de energía solar, entró en la historia. Logró realizar una travesía de 8.000 km sobre el océano Pacífico que se extendió durante cinco días. De esa manera batió el récord mundial de vuelo a cargo de un solo piloto.
EMILIANO COTELO (EC) —El aparato, que se llama Solar Impulse 2, se encuentra en estos días en Hawái, su última parada, donde se le realizan algunas reparaciones. En agosto retomará el viaje, que culminará en marzo en Abu Dabi, en los Emiratos Árabes Unidos, donde habrá completado su primera vuelta al mundo.
¿Cuál es el objetivo de esta aventura? Según han dicho quienes están al frente de ella, se busca propagar alrededor del planeta la conciencia sobre la utilización de las energías limpias, una posibilidad que la tecnología exhibe de modos cada vez más diversos y de la cual el propio avión solar es un ejemplo.
¿Cuáles son los avances que se están logrando? ¿Hacia dónde va todo esto?
Hemos invitado a Diego Oroño, ingeniero eléctrico, responsable del Grupo de Investigación en Energía Solar Fotovoltaica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de la República, quien además se desempeña en la actividad privada como jefe de ingeniería de la empresa Novasol, dedicada justamente a estos asuntos.
ROMINA ANDRIOLI (RA) —Quizás convenga comenzar por la vedette en esta noticia del avión solar, que es el hecho de que se alimenta de energía solar. ¿De qué se trata?, ¿por qué estamos ante una energía renovable?
DIEGO OROÑO (DO) —La energía solar fotovoltaica, explicada fácilmente, es la conversión de la energía que produce el sol en energía eléctrica mediante un dispositivo semiconductor, que son los llamados paneles fotovoltaicos o células fotovoltaicas.
EC —En Uruguay ya se ven paneles de este tipo, por ejemplo en algunos lugares en el alumbrado público.
DO —Sí, tanto en alumbrado público como en industrias para alimentación, en casas y en gran escala, a partir de procesos de licitación que ha desarrollado UTE, se están construyendo plantas solares fotovoltaicas.
EC —¿Cómo se aplica esa tecnología en este caso?
DO —Ya bajando directamente al concepto del avión, aquí se trata de independizarse totalmente del uso de combustibles fósiles, de derivados del petróleo, para alimentar el avión en su vuelo. Como los paneles, en este caso las celdas fotovoltaicas, producen energía a partir de la energía del sol, es decir, cuando es de día, es necesario contar con algún sistema de almacenamiento para que el avión también pueda volar de noche. Ahí aparece el concepto de baterías.
EC —Ahora este avión ha sido protagonista de ese logro, pero tiene su historia, no es flamante este avión o la idea de este avión. El mismo equipo que lo llevó adelante en julio de 2010 lanzó la primera versión de este Solar Impulse, que completó 26 horas de vuelo corridas.
DO —La historia del Solar Impulse es anterior aún, comienza con un estudio de factibilidad en una universidad de Suiza, en Lausana, allá por el año 2003. Los visionarios de esto son dos pilotos suizos –uno que a su vez es ingeniero y otro que a su vez es psicólogo– que han hecho otras proezas. Uno de ellos hizo un vuelo alrededor del mundo en un globo aerostático.
RA —Son bastante intrépidos.
DO —Este tipo de temas no es nuevo en ellos.
EC —Son una mezcla de investigadores y aventureros.
DO —Exactamente. A partir de eso y con muchas grandes empresas esponsoreando el proyecto, en el año 2009 pudo hacerse la primera versión, el Solar Impulse 1, que hizo un montón de viajes, particularmente en Europa y viajes dentro de Estados Unidos, recorrió la franja continental de Estados Unidos. Ese avión era un prototipo, ya estaba definido como prototipo, y a partir de él sale el Solar Impulse 2, que comienza este año con la travesía renombrada.
EC —Es un avión monoplaza, una sola persona va arriba de él, que es el piloto. Pese a ello, es un avión muy grande.
DO —Sí. Dado que la idea es ahorrar lo más posible en todo lo referente al combustible, pese a que el combustible es renovable, la idea fue hacerlo lo más liviano posible y además lo más aerodinámico posible. Tiene una envergadura de unos 74 metros.
EC —La envergadura es de punta a punta a de las alas.
DO —Así es. Y tiene una superficie cubierta por celdas fotovoltaicas de unos 270 m2. Es un avión que impacta, cuando uno ve los videos del aterrizaje y del despegue ve a la gente que está alrededor y ve que es un avión realmente grande. Su envergadura es comparable a la de un Boeing 737.
EC —Pero lleva una sola persona a bordo y es mucho más liviano. ¿Y en cuanto a velocidad?
DO —Se mueve más o menos a la velocidad de un auto, en promedio. Puede andar entre 45 y 100, 120, 140 km/h. Por eso los tiempos de vuelo que requiere, esta proeza que se señala, ir de Nagoya a Hawái, llevó cinco días de vuelo, cuando un avión comercial lo hace en 12 horas, en 8 horas capaz.
RA —En total la vuelta al mundo le llevará cinco meses.
EC —Con escalas.
RA —Sí, son varias escalas, están previstas 12 etapas, y de vuelo efectivo son 25 días.
DO —Es que en paralelo a todo el desarrollo tecnológico que implica esto, hay todo un tema vinculado a la proeza en sí misma de que un piloto vuele durante cinco días de continuo.
EC —Estamos hablando de que un piloto, solo, condujo durante cinco días corridos este avión, que no bajó, no tocó tierra. Uno solo.
DO —No bajó. Aparte tiene un régimen de vuelo particular, también por el ahorro de energía, de noche baja a 1.500 m y de día sube a 8.000 m, por el ahorro de energía. O sea que el piloto tiene que estar activo durante grandes tramos del vuelo.
EC —Veamos algunos datos de cómo lo logra. El sistema que se impusieron es tal que puede dormir tramos de 20 minutos, nada más.
DO —Exactamente. Vinculado a todo esto hay una preparación con ejercicios especiales, con yoga, que permiten que una siesta de 20 minutos le signifique al piloto un descanso como de tres horas. ¡Quién pudiera efectivizar así el tiempo!
EC —Y hay más exigencias, por ejemplo ese piloto no puede levantarse y caminar, está fijo en el asiento.
DO —Tuvieron que desarrollar todo un tema muscular para que pueda bancarlo. La plaza donde va el piloto permite hacer ciertos ejercicios para la irrigación sanguínea de los músculos. El propio sistema se recuesta para que el piloto pueda tener esa siesta y a los 20 minutos lo levanta, lo vuelve a sentar y lo despierta. Hay todo un sistema online que permite que la persona vaya hablando continuamente con el centro de mando.
EC —Todo eso es muy original, muy interesante, quizás con toda esa tecnología para conducir un avión durante tantas horas de corrido se esté abriendo un cauce en esa especialidad… pero no es lo que nos atrapaba hoy, lo que hoy nos parecía bueno charlar y explorar contigo. Nos parecía mejor concentrarnos en la parte de las energías renovables que están de por medio. Vamos un poco más a fondo.
RA —Por ejemplo, vamos a los componentes. Decíamos que el Solar Impulse 2 tiene 17.000 células fotovoltaicas ubicadas en las alas y una batería de litio recargable que es lo que le permite volar también durante la noche. Entonces, ¿qué hacen las células fotovoltaicas y qué es lo nuevo que plantea este avión en ese sentido?
DO —La principal particularidad es que son células de silicio monocristalino, que es la tecnología con mayor eficiencia. Las celdas de silicio son las más utilizadas en general en el mundo para todo tipo de aplicaciones. En particular a nivel comercial se utiliza más la de silicio policristalina, por un tema de precios, pero en este caso el precio no importaba tanto, lo que importaba era tener una eficiencia máxima. Este tipo de células andan en una eficiencia de 23 %, que es muy alta en comparación con la eficiencia de las células comerciales, que andan en 15, 16 %. Es una diferencia bastante grande.
Por otro lado, las baterías son de polímero de litio, tienen una densidad energética muy buena. Quiere decir que pueden almacenar una gran cantidad de energía ocupando poco volumen y con un peso bajo. El tema del peso es trascendental para un avión. En este caso, las baterías andan en los 600 kg, la cuarta parte del peso total del avión.
EC —El avión no utiliza ninguna otra fuente de energía.
DO —No, ninguna otra fuente de energía. Ni siquiera tiene un respaldo con combustible. Está diseñado de manera de poder planear, eso le permite ahorrar bastante energía, porque hay momentos en que va con los motores apagados y planeando.
EC —El avión antes de despegar cargó.
DO —Sí, antes de despegar carga la batería. Está diseñado de tal manera que puede despegar a una velocidad relativamente baja, a unos 45 km/h, a diferencia de los aviones de vuelos comerciales. Eso también hace que no necesite una inyección de energía tan grande en el despegue.
EC —A partir de ese momento se vale de sí mismo, de la energía que vaya recolectando en el camino. La única alternativa que le queda ante una emergencia es planear e ingeniárselas para aterrizar o amerizar.
DO —Exactamente. Al comienzo mencionabas que el avión estaba en reparación en Hawái; las reparaciones vienen por el lado del banco de baterías, por haber sido tan largo el vuelo la temperatura degradó un poco el banco de baterías y están tratando de desarrollar la tolerancia a la temperatura a la cual se expone ese banco.
RA —¿Qué tan importantes son las baterías en este caso en particular? Tengo entendido que el almacenamiento de la energía fotovoltaica es bastante complejo en sí. ¿Es una gran novedad el hecho de que tenga baterías y pueda abastecerse cuando no hay sol?
DO —El tema de las baterías no es nuevo. Lo que se puede considerar novedoso es el hecho de empezar a tener aplicaciones de almacenamiento de energía para energía fotovoltaica, que en este caso permitan hacer volar un avión, en espacios y con dimensiones razonables, sin requerir un cuarto particular o condiciones de humedad particulares como tradicionalmente viene pasando. Eso viene de la mano con muchos otros desarrollos con respecto al almacenamiento, ya que si se quiere, en el tema de las energías renovables no convencionales, en la eólica y la fotovoltaica, el gran debe es que no podemos hacer que estén cuando queramos. Ahí pasa a ser fundamental el tema del almacenamiento.
EC —¿Estás aludiendo por ejemplo a los avances que ha habido casi al mismo tiempo que esto del Solar Impulse con la batería Tesla?
DO —Esa es otra novedad reciente, hace un par de meses del lanzamiento de la batería Tesla a nivel doméstico y de grandes industrias.
EC —Salimos por un momento del avión, no estamos hablando del avión sino de otro desarrollo tecnológico, la batería Tesla. ¿De qué se trata?
DO —Tesla es una empresa que ya tiene una trayectoria en todo lo que es almacenamiento de energía. Particularmente fueron los primeros que se animaron a hacerle pensar a la gente que se puede tener un auto eléctrico y que sea comercial y deportivo y que pueda andar a 250 km/h, a diferencia de los prototipos anteriores de autos eléctricos. En el auto eléctrico también es fundamental tener almacenamiento de energía, ya que, justamente, lo que viene atrás de eso es cargarlo para que tenga autonomía y ande sin combustible.
Entonces no es que sean nuevos en estos desarrollos, lo que hicieron ahora es lanzar un producto más orientado al domicilio, pensando en que la gente tenga paneles fotovoltaicos en los techos de las casas y pueda almacenar energía sin tener la complicación de un banco de baterías. Es una batería que ocupa poco espacio, que tiene un diseño bastante innovador, que tiene una eficiencia energética bastante buena y un precio accesible, más accesible que las soluciones tradicionales por este lado. Con eso Tesla se juega a revolucionar por el lado del almacenamiento.
EC —Esa batería, la Tesla para uso doméstico, permitiría almacenar energías… ¿de qué origen?
DO —Por un lado, energías generadas en los domicilios o incluso a nivel industrial con energías renovables. Puede ser fotovoltaica como puede ser eólica o minieólica, pequeña eólica. Además, porque es a lo que se dedica la empresa, permitiría el flujo bidireccional entre la batería del auto y la batería de la casa, permitiría tener un respaldo más en el propio tipo que va a cargar el auto a su casa.
EC —También permitiría consumir energía eléctrica de la red en los horarios en que es barata, por ejemplo de noche, y tenerla disponible para utilizarla durante el día.
DO —Sí, en los países donde eso está permitido. Técnicamente lo permite, hay que ir país por país y ver si la normativa lo permite, no en todos lados está permitido.
EC —Volvamos al Solar Impulse, cuyos dos grandes componentes son las células fotovoltaicas en las alas y el sistema de baterías. Ya explicaste dónde están las ventajas o las innovaciones de cada una de esas dos partes en este proyecto en particular. Esto tiene relación con lo que pregunta un oyente: ¿para qué sirve todo este chiche del Solar Impulse? ¿Para qué sirve todo este ruido, todo esto de que estamos hablando, todo lo que se ha visto de videos en torno a esta peripecia en particular?
DO —Está claro que hay un mensaje desde el punto de vista ambiental en cuanto a reducir las emisiones de CO2. En lo que es generación de energía eléctrica eso se está consiguiendo en muchos países –Uruguay es uno de ellos– y por medio de muchas políticas. El otro mensaje es: el petróleo se va a terminar en algún momento, tenemos que empezar a buscar alternativas en el transporte para poder independizarnos de los derivados del petróleo.
EC —¿Es posible pensar en aviones comerciales que funcionan a energía fotovoltaica?
DO —En este momento no, pero esto nos está demostrando que es viable. Seguramente entre este prototipo y la fase experimental y que esto esté en la fase comercial pasarán unos cuantos años. Pero el mensaje es que el transporte se puede valer de todo el desarrollo que han tenido las energías renovables, que es posible incorporarlo y ponerlo al servicio de hacer volar algo tan grande como un avión.
Está claro que en cuanto a la fotovoltaica, que es la fuente de alimentación de este avión, en este momento lo más cercano es llevarla al transporte rodado, ahí estamos mucho más cerca de pensar en soluciones. Igualmente el transporte eléctrico alimentado por energías renovables para su carga. Eso es lo que se ve más cercano en el tiempo y ya en fase comercial en muchos medios de transporte.
EC —¿Puede pensarse en un auto con paneles solares arriba?
DO —De hecho existen. Todos los años se realiza un evento que se llama Solar World Challenge, distintos grupos del mundo desarrollan sus prototipos de autos y juegan una carrera. Y ya hay ómnibus eléctricos que además de tener la posibilidad de cargarse tienen paneles en los techos. Hay un tema de tener una superficie razonable para poder mantener la carga, pero eso es viable y existe hoy.
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RA —¿Qué tan costosa resulta la energía solar fotovoltaica con relación a otros tipos de energía?
DO —Gracias a los avances tecnológicos, a la sofisticación que han tenido muchos de los procesos de diseño y a un tema de economía de escala, la energía fotovoltaica ha bajado drásticamente su costo en los últimos años, poniéndose competitiva con fuentes de generación tradicionales, cosa que hace cinco años era impensable y hace diez era totalmente utópica. La energía fotovoltaica está todavía un poquito por encima de la energía eólica en costos de generación, pero ya compite directamente con las centrales de generación térmica que funcionan a partir de combustibles tradicionales como gasoil o fueloil. Eso hace que prácticamente cada año o cada dos años se esté duplicando la capacidad instalada en el mundo. En el año 2000 había 1 giga de energía fotovoltaica instalado, y a fines del año pasado estábamos en 180 gigas. El avance de esta fuente de energía ha sido exponencial.
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Transcripción: María Lila Ltaif
