Ca­rre­te­ras ener­gé­ti­cas

Revista +Ciencia de la Facultad de Ingeniería - - Contenido - Luis Eduar­do Do­mín­guez Welsh

Hoy en día los in­ge­nie­ros, tec­nó­lo­gos, cien­tí­fi­cos y gran­des em­pre­sa­rios mi­ran ha­cia el mis­mo lu­gar: la ener­gía re­no­va­ble. Y no es de ex­tra­ñar. En un mun­do don­de el Me­dio Orien­te do­mi­na el mer­ca­do del pe­tró­leo a pla­cer, don­de los im­pac­tos am­bien­ta­les ya no so­lo preo­cu­pan a los tree hug­gers, sino a la co­mu­ni­dad cien­tí­fi­ca en su to­ta­li­dad, y don­de la prin­ci­pal fuente de ener­gía mun­dial tie­ne una fe­cha de ago­ta­mien­to a no más de un si­glo de dis­tan­cia, po­dría de­cir­se que es­ta­mos de­ses­pe­ra­dos. Al res­ca­te lle­gan va­rias al­ter­na­ti­vas. La ener­gía nu­clear, cor­te­sía del se­ñor Eins­tein, era nues­tro fa­ro de luz has­ta que nos di­mos cuen­ta de que aque­llo ex­plo­ta. Y pre­fe­ri­mos no vo­lar en pe­da­zos el pla­ne­ta so­lo pa­ra po­der pren­der la luz ca­da que que­ra­mos; una sa­bia elec­ción. La ener­gía eó­li­ca es una gran pro­me­sa, pe­ro re­sul­ta un tan­to de­fi­cien­te cuan­do lo que se bus­ca es ge­ne­rar voltaje su­fi­cien­te pa­ra una ciu­dad. Por es­ta ra­zón, el mun­do co­mer­cial y eco­ló­gi­co vol­tea su mirada es­pe­ran­za­da ha­cia la ener­gía solar, sin em­bar­go, es­ta re­quie­re de áreas muy gran­des. Exis­te una em­pre­sa que ga­nó el pre­mio Small Bu­si­ness In­no­va­ti­ve Research, otor­ga­do por el U.S. De­part­ment of Trans­por­ta­tion, que tie­ne la in­ten­ción de cam­biar la vi­da de to­dos con una idea muy in­no­va­do­ra. Así es co­mo en­tra en es­ce­na Solar Road­way, em­pre­sa nor­te­ame­ri­ca­na que tie­ne el pro­to­ti­po del fu­tu­ro del sue­lo pa­vi­men­ta­do. Se tra­ta de cel­das so­la­res fo­to­vol­tai­cas ins­ta­la­das en un sis­te­ma de cons­truc­ción de pa­vi­men­tos su­fi­cien­te­men­te re­sis­ten­tes pa­ra cons­truir ca­rre­te­ras, que ofre­cen can­ti­da­des enor­mes de área dis­po­ni­ble pa­ra la cap­ta­ción de luz solar. La tec­no­lo­gía se con­for­ma de pa­ne­les so­la­res, que son cel­das in­di­vi­dua­les uni­das en una ma­cro­red eléc­tri­ca y elec­tró­ni­ca ca­paz de trans­por­tar ener­gía eléc­tri­ca a cual­quier lu­gar al que es­té co­nec­ta­da. Por si fue­ra po­co, se im­ple­men­tan LED en la su­per­fi­cie pa­vi­men­ta­da, que pue­den

ser fá­cil­men­te pro­gra­ma­dos pa­ra pre­sen­tar da­tos al usua­rio de la ca­rre­te­ra, co­mo su ve­lo­ci­dad, au­to­no­mía o in­for­ma­ción vial. Bá­si­ca­men­te, el ca­mino se con­ver­ti­rá con es­ta tec­no­lo­gía en una pan­ta­lla gi­gan­te. Tam­bién ayu­da­rá a pre­ve­nir ac­ci­den­tes en zo­nas de frío ex­tre­mo, gra­cias a un sis­te­ma de ca­le­fac­ción que de­rri­ta ca­pas de hie­lo que se for­men so­bre la su­per­fi­cie, ga­ran­ti­zan­do un aga­rre ade­cua­do en to­do mo­men­to. Solar Road­way tie­ne una al­ta con­cien­cia in­ge­nie­ril, ha cal­cu­la­do la apor­ta­ción ener­gé­ti­ca que su pro­duc­to po­dría ofre­cer a la ciu­da­da­nía y en su pá­gi­na de in­ter­net se en­cuen­tra un estudio, rea­li­za­do por ellos mis­mos, acer­ca de la uti­li­dad en los Es­ta­dos Uni­dos. Me he to­ma­do el tiem­po de adap­tar di­cho estudio a da­tos de nues­tro país. Se­gún so­la­rroad­ways.com, el pro­duc­to tie­ne un po­ten­cial de al­can­zar 44% de efi­cien­cia en apro­ve­cha­mien­to de ener­gía solar (Es), pe­ro al no ser to­da­vía cos­tea­ble tal valor en can­ti­da­des industriales, uti­li­zan 18% Es pa­ra sus pa­ne­les a la ven­ta. Es­to es igual a 230 W, con­si­de­ran­do el área de 1.24 m2 de ca­da pa­nel. En Mé­xi­co, la es­ti­ma­ción de ca­rre­te­ras exis­ten­tes en ki­ló­me­tros es de 355,796 (INE­GI, 2005), y el an­cho va­ría bas­tan­te de­pen­dien­do el ti­po de via­li­dad, sin em­bar­go, de ma­ne­ra con­ser­va­do­ra con­si­de­ra­mos dos ca­rri­les co­mo pro­me­dio, que son 7 m de an­cho (Ma­nual de pro­yec­to geo­mé­tri­co de ca­rre­te­ras, SCT, 1991, pág. 367). A = 355,796,000 m (7m) = 2,490,572,000 m2 T 2,490,572,000 m2 Pa­ne­les = = 2,008,526,000 1.24 m2 ET = 2,008,526,000 (230 W) = 461,960,980 kW Si con­si­de­ra­mos que el Sol ofre­ce una can­ti­dad de luz apro­ve­cha­ble so­lo cua­tro ho­ras al día, te­ne­mos so­la­men­te 1,460 ho­ras apro­ve­cha­bles al año. Aun así: 461,960,980 kW (1460hr) = 674,463,030,800 kWh o 674,463 GWh al año. Ha­ce al­gu­nos años, el con­su­mo de ener­gía eléc­tri­ca to­tal del país fue de 241,571 GWh (Se­cre­ta­ría de Ener­gía); es­to es, si to­das nues­tras ca­rre­te­ras es­tu­vie­ran cons­trui­das con es­te ma­te­rial, ten­dría­mos su­fi­cien­te ener­gía eléc­tri­ca pa­ra sa­tis­fa­cer dos ve­ces a Mé­xi­co. Ac­tual­men­te, el pro­duc­to se en­cuen­tra en in­ves­ti­ga­ción y la em­pre­sa va en su se­gun­do pro­to­ti­po. No obs­tan­te, ya ofre­ce cua­li­da­des que pa­re­cen de en­sue­ño, en­tre ellas des­ta­can sus ma­te­ria­les ami­ga­bles con el me­dio am­bien­te (vi­drio re­ci­cla­do, com­pues­tos de car­bono, et­cé­te­ra), una re­sis­ten­cia a es­fuer­zos in­ge­nie­ri­les su­fi­cien­te o ex­ce­den­te de las nor­mas es­ta­dou­ni­den­ses (por lo tan­to, me­xi­ca­nas) de cons­truc­ción de ca­rre­te­ras, ca­pa­ci­dad de ab­sor­ción in­te­li­gen­te y pro­gra­ma­ble de agua. Ha­brá que es­tar aten­tos, con suer­te y la pró­xi­ma vez que al­gu­nos de no­so­tros vi­si­te­mos a nues­tros ve­ci­nos del nor­te, las ca­rre­te­ras po­drían bri­llar con lu­ces LED de in­no­va­ción tec­no­ló­gi­ca y de­sa­rro­llo hu­mano sustentable.

Re­fe­ren­cias

Co­mi­sión Fe­de­ral de Elec­tri­ci­dad (Mé­xi­co, 2015), In­for­me anual. Con­sul­ta­do el 18 de oc­tu­bre de 2016, en http://www.cfe. gob.mx/in­ver­sio­nis­tas/in­for­ma­cio­na­re­gu­la­do­res/Do­cu­ments/ In­for­me%20Anual/In­for­me-Anual-2015-CFE-Acc.pdf INE­GI (Mé­xi­co, 2015), Ca­rre­te­ras. Con­sul­ta­do el 18 de oc­tu­bre de 2016, en http://cuen­ta­me.ine­gi.org.mx/eco­no­mia/ter­cia­rio/ trans­por­te/ca­rre­te­ras.aspx?te­ma=E Se­cre­ta­ría de Co­mu­ni­ca­cio­nes y Trans­por­tes (Mé­xi­co, 1991), Ma­nual de pro­yec­to geo­mé­tri­co de ca­rre­te­ras. Con­sul­ta­do el 18 de oc­tu­bre de 2016, en http://www.sct.gob.mx/fi­lead­min/ Di­rec­cio­ne­sG­ra­les/DGRH/htm­l_spc/for­ma­tos/ma­nua­l_­de_ pro­yec­to_­geo­me­tri­co_SCT.pdf Se­cre­ta­ría de Ener­gía (Mé­xi­co, 2015), Pros­pec­ti­va del sec­tor eléc­tri­co 2015-2029. Con­sul­ta­do el 18 de oc­tu­bre de 2016, en https://www.gob.mx/cms/uploads/at­tach­ment/fi­le/44328/ Pros­pec­ti­va_­de­l_Sec­to­r_E­lec­tri­co.pdf so­la­rroad­ways.com (Es­ta­dos Uni­dos, 2016), Pha­se II. Con­sul­ta­do el 18 de oc­tu­bre de 2016, en www. so­la­rroad­ways.com

Con­cep­to del ar­tis­ta del Pha­se II.

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