Las baldosas de la estación de Shibuya, en Tokio, consiguen transformar en electricidad la energía cinética de millones de transeúntes. También podría funcionar con los coches que pasan por la carretera, con los bailes en las discotecas, ¡con los clientes de un centro comercial! Pero dicen que cuesta demasiado. De momento.
Cuando uno lee que en Japón los transeúntes producen energía limpia con sólo pisar la acera, da que pensar. Unas baldosas con propiedades especiales son capaces de generar electricidad. Todo lo que produce movimiento, como correr, caminar, el viento producido por los camiones que circulan por la autopista, las olas del mar, las propias mareas, la fricción de los neumáticos de los coches sobre el firme. Todo tiene potencial para transformarse en energía. Por eso se lleva considerando seriamente desde hace al menos 30 años. Pero mientras tanto los japoneses lo han hecho. ¿Por qué no nosotros?
El efecto de la presión provoca una carga eléctrica
El principal mecanismo utilizado por los japoneses se basa en el efecto piezoeléctrico. Ciertos materiales, como determinados cristales y cerámicas, tienen la propiedad de generar una carga eléctrica cuando se someten a presión o deformación mecánica. En el caso de los pavimentos «energéticos», se instalan placas o paneles bajo la superficie de paso, fabricados con materiales piezoeléctricos. Cuando una persona camina o salta sobre estas placas, la presión ejercida deforma el material piezoeléctrico, generando una pequeña cantidad de energía eléctrica. Ésta se recoge y convierte a través de un sistema de circuitos electrónicos. Puede almacenarse en baterías de litio para su uso posterior o utilizarse directamente para alimentar dispositivos de bajo consumo, como luces LED, sensores o pequeñas pantallas informativas.
Hace décadas que se piensa en ello, pero los materiales siguen siendo demasiado caros
Al fin y al cabo, el concepto de aprovechar la energía piezoeléctrica no es reciente. Las primeras investigaciones sobre el efecto piezoeléctrico se remontan a finales del siglo XIX. Sin embargo, la aplicación específica a pavimentos y otros sistemas de captación de energía procedente del movimiento humano ha experimentado importantes avances desde la década de 2000. Es decir, ¡hace ya 25 años! Mientras en Occidente hemos seguido envenenándonos con carbón y petróleo para producir electricidad, enriqueciendo a los emires y contaminando el planeta, los japoneses, paso a paso, han puesto en práctica una idea tan sencilla como ingeniosa. Varias empresas e institutos de investigación han experimentado y desarrollado prototipos de suelos piezoeléctricos.
Influye el peso de la persona, la velocidad del paso y el número de transeúntes
La cantidad de energía producida por estos sistemas es relativamente baja por persona y por baldosa. Depende de varios factores, entre ellos:
-El peso de la persona: las personas más pesadas ejercen más presión.
-La velocidad del paso: los pasos o saltos más rápidos generan más energía.
-El tamaño y la eficacia de las placas piezoeléctricas: los materiales más eficaces y las placas más grandes producen más energía.
-El número de transeúntes. Obviamente, un lugar con gran afluencia de gente producirá más energía en general. Pensemos en centros comerciales, estadios, plazas donde se reúnen manifestantes, escuelas, fábricas, discotecas. ¿No serían todos ellos superficies ideales para estas baldosas?
Se necesitan miles de transeúntes para alimentar una bombilla LED durante una hora
Sí, sobre el papel sería bonito. Pero al final el juego no vale la pena. Se produce poca energía en relación con los costes. Un solo paso de una persona normal sobre una baldosa piezoeléctrica puede generar del orden de milivatios hora (mWh). Para hacerse una idea, podrían necesitarse los pasos de varios cientos o miles de personas para alimentar una sola bombilla LED durante una hora. Pero mientras tanto, hay que pensar. Caminar es bueno. Reduce el tráfico y la contaminación. Adelgaza. Hace que la gente socialice. La ciudad o cualquier lugar urbano se vive y se comparte. Aprovechamos este movimiento. Pero cuesta demasiado.
Costes de las instalaciones peatonales piezoeléctricas
Una sola baldosa piezoeléctrica de unos 75 cm² puede costar entre 500 y 2.750 euros, por lo que una instalación a gran escala (como aceras o estaciones) resulta económicamente prohibitiva. Cada escalón puede generar hasta 7 vatios (según el fabricante), con una eficiencia de conversión de energía de entre el 50% y el 80%.
Tomando de nuevo un ejemplo de Japón, se han instalado pavimentos piezoeléctricos en la estación de Shibuya (Tokio), donde cada paso (de una persona que pese al menos 60 kg) genera 0,5 Wh. Experimentos similares se llevaron a cabo en Londres durante los Juegos Olímpicos y en discotecas europeas con «pistas de baile sostenibles» para alimentar la iluminación.
Costes mucho más elevados que un sistema tradicional frenan la experimentación
Un sistema eléctrico doméstico tradicional (luces + enchufes) para 120 metros cuadrados cuesta de media entre 2.500 y 5.000 euros, mientras que un sistema domótico básico empieza en 6.000-7.000 euros, con costes que pueden aumentar considerablemente para sistemas avanzados. Los costes de los sistemas piezoeléctricos son, por tanto, mucho más elevados para una producción de energía limitada.
A los costes de instalación hay que añadir los de mantenimiento, que no son poca cosa. Esto explica por qué es probable que el ingenioso experimento japonés siga siendo un sueño en nuestra parte del mundo.
Experimentos con vehículos en carretera
En Japón se han probado plataformas piezoeléctricas bajo las carreteras para captar la energía de los vehículos. En Europa también se han propuesto soluciones similares; por ejemplo, en las autopistas italianas se han realizado investigaciones parecidas en las cabinas de peaje. El uso en entornos industriales, donde la maquinaria pesada genera una tensión mecánica constante, se considera más prometedor que las aplicaciones para peatones y carreteras. Actualmente se intenta resolver el problema reduciendo costes y pensando en materiales distintos de la cerámica y los cristales. Por ejemplo, con materiales reciclados de fibra de madera. En la Universidad de Wisconsin estudian materiales alternativos, pero sin aplicaciones comerciales todavía. En Italia y otros países occidentales, la falta de políticas de apoyo ha frenado el desarrollo, a pesar de los conocimientos técnicos existentes.
Seguiremos oyendo hablar de ello, pero en el futuro
No cabe duda de que en sí mismo el sistema es prometedor y de que aún estamos en fase de desarrollo y podemos mejorar, sobre todo en materiales y costes. Ciertamente, esta idea de aprovechar los movimientos que existen en la vida cotidiana es una idea que no debe pasarse por alto en vista de que cada vez necesitaremos más energía y energía limpia.
