Super-Grafeno

Al fin llegó el día de publicar la primera de las entradas que servirán de complemento para mantenerse al día con las CMC. Debo hablar también de una cosa que me olvidé de mencionar la última vez. Dado que la asignatura de CMC estuvo dividida en 6 unidades (cada unidad con su tema independiente) las etiquetas de mis entradas serán precisamente referentes a esos temas. De este modo, los temas (o las etiquetas) son, a saber:

1 - Evolución (adelanto una entrada de este tema para Julio).
2 - Universo (referente a todo lo que ocurra en el espacio cósmico).
3 - Sanidad (referente a los diversos avances en el campo de la medicina a nivel general).
4 - Materiales (todo lo relacionado con los nuevos y novedosos materiales, como el que nos acapara hoy).
5 - Energías_renovables (relacionado con nuevas formas de contaminar menos el planeta).
6 - Informática (referente a los avances en la informática, tanto a nivel de hardware como de software).

Así, sólo me queda decir que este blog está creado simplemente para documentar a todo aquel que quiera leerlo y que pueda servirle como curiosidad o como complemento educativo, siempre sin ningún ánimo de lucro. También matizar que espero no dañar la sensibilidad de nadie con alguna reflexión personal que pueda añadir con las entradas (siempre resaltada como un aparte de la información real, claro). Simplemente me considero propietario del blog para exponer mis reflexiones y para rebatirlas está la zona de comentarios a los que responderé con mucho gusto.

Ahora es hora de comenzar con el primer tema de hoy.

Hablaremos, como ya vaticiné en la anterior entrada, sobre un material novedoso, el grafeno, que está desbancando poco a poco a los conductores y semiconductores por excelencia dada su alta resistencia (y, aunque suene contradictorio, gran capacidad para ser moldeado), y se presente ahora con un proyecto impactante y ambicioso, pero que podría solucionar muchos de los problemas mediambientales que tenemos hoy día.
La pregunta que nos hacemos es: ¿qué ocurriría si la fuente de energía más eficiente fuera gratis? Esta pregunta se la plantearon Milos Vlastic, Vuk Djordjevic, Ana Lazovic y Milica Stankovic en un estudio multidisciplinar serbio. La respuesta fue el proyecto Hydra que fue evaluado en la última edición de los premios de arquitectura Evolo, y reconoció al equipo antes citado con una mención honorable.
Pero, ¿qué es el proyecto hydra?

Hydra es un edificio construido a partir de un material compuesto de grafeno que, debido a su alta conductividad térmica y eléctrica, además de su gran resistencia superando en doscientas veces al acero, pretende captar la energía que se produce durante las tormentas eléctricas y almacenar la energía producida en mega-baterías ubicadas en la base del edificio. El proyecto también incluye un centro de investigación, la vivienda, y zonas de recreo para los científicos y sus familias, como veremos más adelante.

Cuando el aparato eléctrico (que no, super-estructura) es impactado por los rayos, la estructura de grafeno conduce la electricidad por canales hasta las baterías, la electricidad se utiliza para dividir el agua en oxígeno e hidrógeno para almacenar energía en forma de una pila de combustible (de ahí que el proyecto esté ubicado en lugares cercanos al agua como lagos, ríos, u océanos).

La forma de la torre de torsión se inspiró en la Hydra, un animal de agua dulce, lejos del animal mitológico de 7 cabezas. El edificio en sí es esencialmente una gigantesca jaula de Faraday, una zona cerrada, hecha de un material metálico, que actúa de barrera contra los campos magnéticos externos.

En las siguientes imágenes detallo las secciones de Hydra.

Esta sería la cima de Hydra:

Veamos ahora la parte central de la estructura:

                                

3. Jaula de Faraday. Sirve de protección a los operarios.
4. Zona de control.
5. Ascensor.
6. Laboratorio.

7. Cuarto de mando.

Y el pie de Hydra sería así:

8. Zona de investigación.

9. Seguridad.

10. Mantenimiento.

11. Conducto de ventilación.

Y bajo tierra:

12. Batería. Se utiliza para almacenar la energía de la descarga eléctrica.

13. Piscina para electrolisis. Aquí se descompone el agua en oxígeno e hidrógeno.

14. Almacenamiento del hidrógeno.

15. Colmena. Zona que comunica con la batería.

16. Área residencial. Hay tres zonas, para que vivan allí los científicos e ingenieros.

17. Transporte. Se utiliza tanto para que se desplacen los habitantes del edificio como para trasladar el hidrógeno.

5.* Otro ascensor.

Sin embargo, aunque suene genial y esperanzador dada la gran cantidad de agua presente en el mundo con la que podría hacerse la obtención de energía en pilas de hidrógeno y la obtención de energía eléctrica procedente de los rayos, la pregunta que nos hacemos es ¿por qué no hay torres de este tipo ya capturando rayos? Pues al contrario de lo que pueda parecer, la estructura no parece un proceso viable. Florida, por su frecuencia de tormentas y su cercanía al mar, parece el lugar idóneo para levantar Hydra, y precisamente en un artículo en el New York Times el co-director del Laboratorio de Investigación de Rayos de la Universidad de Florida, el Dr. Martín A. Uman dice:

“Los rayos son muy rápidos y brillantes, pero en realidad no llevan la energía durante tanto tiempo hacia la tierra. Se estima que serían necesarias decenas de torres captadoras de rayos sólo para operar cinco bombillas de 100 vatios de luz durante un año. La energía está en la tormenta y una tormenta eléctrica típica es básicamente similar a una bomba atómica de energía. Pero tratar de obtener la energía de la parte inferior del rayo no es muy esperanzador.”

Parece ser que tendremos que buscar alguna otra alternativa para conseguir energías limpias, pues con lo que nos ofrece la naturaleza, parece que no es suficiente. No obstante, opino que el grafeno es una material estupendo que, aparte de este tipo de aplicaciones, pueden buscarse otras relacionadas con ordenadores. De hecho ya se está trabajando en crear microchips de este material y dejar de lado al silicio, dado su coste y facilidad para el trabajo. La estructura Hydra nunca la veremos en pie, pero el grafeno pronto formará parte de nuestras vidas como un material más. Ya veremos con qué nos sorprende próximamente esta liosa red de simples átomos de carbono.

"La energía eléctrica está presente por doquier en cantidades ilimitadas y puede suministrar a la maquinaria de todo el mundo sin necesidad de carbón, petróleo, gas o cualquier otro de los combustibles comunes."

Nikola Tesla.

 

Supongo, Nikola, que tendremos que esperar un poco más...