Carreteras que generan energia

¿Puede un coche generar electricidad?

California, donde se encuentran algunas de las autopistas más transitadas del mundo, pronto recogerá energía de los millones de vehículos que circulan por sus carreteras. Como parte de un programa piloto aprobado por la Comisión de Energía de California (CEC), varias autopistas se cubrirán de cristales piezoeléctricos que convierten las vibraciones en electricidad.

A menudo oímos que necesitamos más energía, pero lo cierto es que ya generamos cantidades copiosas. El problema es que la mayor parte se desperdicia. Un coche de gasolina, por ejemplo, sólo es eficiente entre un 20% y un 30%, dependiendo de lo nuevo que sea el vehículo y del tipo de combustible utilizado. El resto de la energía se pierde en calor y fricción.

La energía que se intercambia con la carretera por fricción no es enorme, pero si se puede captar sólo una fracción y convertirla en electricidad utilizable, el ahorro podría ser enorme si se tienen en cuenta las decenas de miles de vehículos que circulan diariamente por una carretera.

Para generar electricidad a partir de los vehículos elevados, científicos de California proponen utilizar cristales piezoeléctricos, que convierten la energía mecánica en eléctrica y viceversa. La piezoelectricidad (literalmente “electricidad por presión”) se descubrió y utilizó por primera vez en el siglo XIX. Una de las aplicaciones más comunes son los encendedores eléctricos, que utilizan cristales piezoeléctricos para crear una llama. Otra aplicación común es el micrófono que probablemente lleva incorporado su ordenador portátil, que utiliza cristales piezoeléctricos para convertir su voz (vibración sonora) en señales eléctricas que luego procesa el ordenador. Incluso hay un club de baile en San Francisco que utiliza esta configuración bajo su pista de baile para alimentar la iluminación.

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Innovación en carreteras que producen energía

Los imanes son diferentes porque las moléculas de los imanes están dispuestas de modo que sus electrones giran en la misma dirección. Esta disposición y movimiento crea una fuerza magnética que fluye desde un polo que busca el norte y desde un polo que busca el sur. Esta fuerza magnética crea un campo magnético alrededor del imán.

¿Ha sostenido alguna vez dos imanes uno cerca del otro? No actúan como la mayoría de los objetos. Si intentas juntar los dos polos norte o los dos polos sur, se repelen. Pero si juntas un polo norte y un polo sur, los imanes se pegarán porque los polos norte y sur se atraen. Al igual que los protones y los electrones, los polos opuestos se atraen en los imanes.

Las propiedades de los imanes se utilizan para producir electricidad. Los campos magnéticos en movimiento atraen y empujan a los electrones. Los metales como el cobre y el aluminio tienen electrones que se mantienen sueltos. Al mover un imán alrededor de una bobina de alambre, o al mover una bobina de alambre alrededor de un imán, se empujan los electrones del alambre y se crea una corriente eléctrica. Los generadores de electricidad convierten esencialmente la energía cinética (la energía del movimiento) en energía eléctrica.

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Desventajas de las carreteras cinéticas

Las carreteras estadounidenses ya cumplen una triple función: como arterias que transportan la sangre vital de nuestra economía, como conductos para muchos servicios de emergencia y como enlaces que conectan a los estadounidenses entre sí y con las inmensas oportunidades y belleza de nuestro país.

Utilizando materiales piezoeléctricos que generan cargas eléctricas cuando se someten a tensiones mecánicas, Wang y su equipo han desarrollado un sistema capaz de captar la energía cinética de la carga del tráfico y convertirla en energía eléctrica.

“Hemos desarrollado un innovador módulo de captación de energía utilizando un enfoque integrado de modelado multifísico y experimentos en el laboratorio. El nuevo diseño de transductores piezoeléctricos puede producir mucha más energía que los diseños anteriores que encontramos en nuestra revisión bibliográfica”, dice Wang.

“La energía mecánica ejercida por el tráfico, especialmente por los camiones pesados, puede convertirse en electricidad de varias maneras. La tensión mecánica del tráfico puede ser captada por material piezoeléctrico, o provocar un movimiento relativo en un generador electromagnético. Asimismo, la importante energía solar absorbida por el pavimento puede recogerse mediante células fotovoltaicas, flujo térmico o material termoeléctrico. Incluso puede captarse energía geotérmica con una bomba de calor y almacenamiento subterráneo de energía térmica”, explica Wang.

Carretera que genera electricidad a partir de un coche en movimiento

En todo el mundo, varios proyectos han demostrado que es posible generar electricidad a partir del tráfico, incluidos vehículos en movimiento, ciclistas e incluso peatones. Estos proyectos implican el uso de carreteras solares o piezoeléctricas.

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Las nuevas tecnologías están empezando a influir en el diseño, la construcción y el mantenimiento de las carreteras. Además de producir electricidad a partir del tráfico, los investigadores siguen experimentando con nuevos materiales viales y herramientas de construcción de carreteras cada vez más sofisticadas.

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