¿Qué tienen estos organismos en común? Todos nos enseñan eficiencia energética

La primera gran revolución industrial tuvo lugar gracias a una energía barata como el carbón, a la que luego complementó el petróleo. Eran tiempos en los que, literalmente, el oro negro afloraba de forma espontánea en EEUU. La explosión en la productividad, a lomos de la máquina de vapor, propulsó a nuestra civilización hacia la modernidad. Sin embargo, el agotamiento de los recursos y una creciente sensibilidad ecológica han propiciado una nueva era: la de la eficiencia energética y las energías renovables.

Hoy, una de las principales cartas de presentación de los automóviles es su reducción en el consumo de combustible, cuando no la utilización de baterías eléctricas. De igual modo, términos como la economía circular, con un aprovechamiento absoluto de los residuos como parte del ciclo productivo, cobran una importancia creciente. En el marco de esta nueva filosofía, hay una disciplina científica que cada vez cuenta con más seguidores: la biomimética o bioinspiración. O lo que es lo mismo: la aplicación de principios naturales a soluciones tecnológicas. En el pasado hemos hablado de biopegamentos inspirados en las babosas o de piñas de coníferas como inspiración de edificios autosuficientes. Ahora queremos hacer un pequeño repaso por una serie de tecnologías que, partiendo de la biomimesis, permiten ahorrar energía.

 

Aletas de ballena para mover motores

“Eso está mal”, indicó Frank Fish, un experto en dinámica de fluidos, al ver una escultura de una ballena en una tienda de regalos. Se refería a las protuberancias que, en principio, deberían ocupar la parte trasera de las aletas del cetáceo y, sin embargo cubrían la parte delantera. Aquello parecía a todas luces ineficiente. Sin embargo, investigó un poco y acabó por descubrir que ni el artífice de la escultura ni la Naturaleza habían metido la pata: los bordes dentados eran mucho más eficaces que las soluciones utilizadas hasta la fecha en todo tipo de turbinas y ventiladores.  Las protuberancias canalizan el agua y crean múltiples remolinos que generan turbulencia, lo que le da a la ballena mayor impulso permitiéndole girar las aletas en mayores ángulos y reducir la resistencia al agua.

Poco después fundaría WhalePower Tubercle Technology, una startup que ha desarrollado desde ventiladores de tarjetas gráficas hasta sistemas de refrigeración para motores diésel basados en estos “tubérculos” de las ballenas.     

Los enjambres de abejas enseñan a optimizar el gasto energético

Uno de los principales adalides de la búsqueda de respuestas tecnológicas en la naturaleza es el Instituto de Biomimesis (Biomimicry Institute). Unos de sus últimos diseños de eficiencia energética es una solución de software bautizada como Swarm Logic que se basa en los patrones de comunicación de las abejas. Este software permite controlar los dispositivos que más gasto energético suponen dentro de un sistema, como sistemas de aire acondicionado y equipos de calefacción, adaptándolos a la demanda. Según sus promotores, la solución puede ofrecer un ahorro energético de entre el 15 y el 30%.

El movimiento de las algas, una lección electrocinética

La energía solar o eólica ya forman parte integral del mix energético. De hecho, países como Portugal han llegado a funcionar exclusivamente con energías renovables durante cuatro días consecutivos, algo impensable hace una década. Sin embargo, existe otra energía renovable que no copa tantos titulares pero ofrece un potencial inmenso: la energía de las mareas. Tratando de encontrar un sistema óptimo para aprovechar la energía cinética del mar, los investigadores australianos de BioPower Systems decidieron documentarse en una especie con una gran experiencia en el ramo: las algas marinas. Esta vegetación submarina, que puede llegar a medir varios metros de longitud, acompaña a las mareas en lugar de ofrecer resistencia a ellas. Su vaivén ante el oleaje les inspiraría para crear BioWave, un sistema de cabezas pivotantes mecidas por el agua. Hoy en BioPower Systems ya están desarrollando una planta energética capaz de generar 1 MW.  

Células fotovoltaicas basadas en helechos

Y de la botánica marina pasamos a la terrestre, aunque seguimos en Australia. Allí, los científicos de la RMIT University se han inspirado en las estructuras fractales de los helechos para desarrollar un nuevo tipo de electrodo con una capacidad hasta tres mil veces mayor que los sistemas de almacenamiento eléctrico actuales. Las hojas de esta planta tienen una gran densidad de venas que permite almacenar energía y transportar agua a través de toda su estructura de una manera sumamente eficiente. Aunque esta tecnología aún está muy “verde”, el prototipo, que utiliza una película de grafeno, podría abrir la puerta a células fotovoltaicas capaces de recolectar y almacenar energía en un solo dispositivo.

Los tiburones dan clases de vuelo

Uno de los sectores donde más avances se han hecho en la eficiencia del consumo energético es el de la aviación. Cada nuevo modelo de Boeing o Airbus, reduce sus exigencias de combustible y multiplica su autonomía. La biomimética también tiene aportaciones que hacer en este campo, concretamente a través del comportamiento de un animal marino. Hasta ahora el fuselaje de los aviones era completamente liso, pero al contemplar la Naturaleza, los ingenieros de Airbus advirtieron que una especie altamente eficiente en lo relativo a su resistencia a los fluidos como son los tiburones tiene una piel recubierta de millones de escamas microscópicas llamadas dentículos dérmicos. Inspirándose en ellos, han desarrollado unos parches de superficie texturada bajo el apelativo de “riblet” que están aplicando a algunos de sus aviones. Esto les ha permitido reducir la fricción del aire, especialmente en vuelos de alta velocidad.    

Aerogeneradores con aspas de libélula

La energía eólica es una de las renovables más eficientes, pero no está exenta de sus propios inconvenientes. Las aspas requieren una velocidad considerable de las corrientes eólicas para ponerse en movimiento y, a la vez, son susceptibles de averías en caso de que estas cobren excesiva fuerza. Un equipo de investigadores de la Universidad de la Sorbona ha decidido fijarse en las alas de los insectos voladores como las libélulas para entender el origen de su eficiencia que reside, entre otras cosas, en su flexibilidad. De este modo, han desarrollado un prototipo de aspas flexibles que, de acuerdo con los resultados publicados en Proceedings of the Royal Society A ofrece una versatilidad mayor ante los cambios en la velocidad del viento y una mayor eficiencia en la generación de electricidad. 

¿Conoces algún ejemplo más de tecnologías energéticamente eficientes inspiradas en la Naturaleza? Cuéntanoslo en la sección de comentarios.

 

Fuente: The Guardian, Power Technology