Ignacio Mártil de la Plaza es catedrático de Electrónica de la Universidad Complutense de Madrid y miembro de la Real Sociedad Española de Física. Sus investigaciones actuales le han llevado al estudio de conceptos avanzados en células solares y en foto detectores de infrarrojo basados en silicio.

Además, es autor del blog de divulgación científica “Un poco de ciencia, por favor” y en su último libro Energía solar. De la utopía a la esperanza, desgrana la tecnología, la ciencia, la economía y la historia de esta fuente energética.

¿Qué lugar ocupa la energía solar en España?

 Nuestro sistema eléctrico tiene en estos momentos 11.547 MW  de potencia fotovoltaica instalada, lo que representa el 10,45 % del total. Esta tecnología fue responsable el año pasado del 6,1 % del total la energía eléctrica producida en España. Esto supone un récord histórico que se superará en la próxima década si se cumplen las previsiones. La potencia instalada se ha visto incrementada significativamente durante los dos últimos años, cuando la regulación jurídica ha permitido este aumento sin trabas, al contrario de lo sucedido en el período entre 2011 y 2018, donde apenas se instaló potencia solar. Sin duda, la década de los 2020 está llamada a ser la década de la fotovoltaica.

¿Es suficiente el desarrollo fotovoltaico actual para llegar a este objetivo?

Diría que no. En España disponemos de unos niveles de irradiación solar envidiables, ya que, en promedio para todo el país, recibimos el equivalente a 1.500 kWh/m2 cada año, con niveles del orden de 1.900 kWh/m2 en el sur de la Península. Con esa cantidad de radiación podríamos generar energía eléctrica para satisfacer nuestra demanda nacional de manera más que sobrada con energía fotovoltaica. Por tanto, no estamos a la altura de lo que nuestra privilegiada situación geográfica nos permitiría.

“Esta tecnología fue responsable el año pasado del 6,1 % del total la energía eléctrica producida en España. Esto supone un récord histórico”

Se trata de una energía renovable, pero ¿qué ocurre con la fabricación de paneles? ¿Es igual de sostenible?

Efectivamente, la fabricación no es renovable, ya que se consume mucha energía durante la purificación de su materia prima –el silicio– y la posterior fabricación de la célula. Es decir, para purificar 1 kg de silicio y posteriormente fabricar células solares con él, se necesitan del orden de 150 kWh de energía durante el proceso. Si se contabiliza esa energía, cosa que debe hacerse, una instalación fotovoltaica emite durante su vida útil (unos 25 años) del orden de 25-35 gr CO2/kWh, cantidad que es varios órdenes de magnitud inferior a las emisiones de las tecnologías basadas en combustibles fósiles.

Así pues, la fotovoltaica no es una fuente energética de cero emisiones, pero se le aproxima mucho.

Además, esta fabricación se hace casi al 100 % en China…

Este país acapara el mercado por una cuestión de costes de fabricación y laborales con los que no es posible competir. Con un mercado interno de 1 400 millones de potenciales consumidores, no necesita exportar nada ni competir con nadie. Además, el gobierno chino, a través de sus planes quinquenales, ha favorecido un crecimiento del mercado local sin precedentes. En la última década se han instalado en el país asiático, entre 50 y 70 GW de potencia fotovoltaica cada año. Esto ha acarreado una caída en picado de los precios de los paneles que se ha trasladado al mercado mundial. En consecuencia, China se ha convertido en el suministrador casi único de paneles fotovoltaicos.

“China se ha convertido en el suministrador casi único de paneles fotovoltaicos”

 ¿Qué obstáculos tiene este tipo de energía para generalizarla?

 Hay dos clases de obstáculos. Por un lado, los políticos y regulatorios, es decir, durante años la instalación de paneles solares no solo no ha sido promovida, es que se ha penalizado. El tristemente famoso ‘impuesto al Sol’ paralizó el sector durante casi una década. Afortunadamente, desde hace poco más de un año este panorama ha cambiado. Esperemos que se instale la cordura y que la regulación actual se mantenga en el tiempo.

Por otro, como cualquier otra tecnología de producción de electricidad, la fotovoltaica tiene ventajas e inconvenientes. Esta energía no funciona sin luz (de noche o en días nublados) y no es posible aún el almacenamiento a gran escala a costes viables. Estas son sus dos principales limitaciones de cara a su expansión más acelerada. Pero goza de una ventaja que la hace única: el inmenso potencial del recurso solar. Cada año la Tierra recibe una cantidad de energía del Sol equivalente a 70 00 veces el consumo total de energía del planeta. Ninguna otra fuente goza de una ‘materia prima’ de estas características.

Seguimos dependiendo en gran medida de los combustibles fósiles, ¿cómo se está llevando a cabo la transformación energética en Europa?

Todos los países europeos están realizando esa transición, aunque a ritmos desiguales y con algún fiasco notable en el camino. Por ejemplo, Alemania, que fue de las primeras que empezó a instalar potencia renovable en cantidades apreciables desde comienzos de este siglo, cerró muy rápidamente sus centrales nucleares por presiones políticas y sociales. La consecuencia fue que tuvo que empezar a tirar del carbón para satisfacer sus necesidades energéticas, elevando sus emisiones de CO2.

“Cada país tiene sus peculiaridades y pensar en una transición homogénea y acompasada es irreal”

Nuestra vecina Francia es un caso singular, su mix energético está dominado por la energía nuclear (75 %), una tecnología que no produce emisiones, pero debe almacenar sus residuos nucleares. El presidente Macron anunció en 2017 un plan para reducir al 50 % ese parque, pero el objetivo se ha pospuesto a 2025 y no es seguro que se vaya a materializar. En definitiva, cada país tiene sus peculiaridades y pensar en una transición homogénea y acompasada es irreal.

¿Es lo suficientemente rápida para que en menos de 30 años sea realista el cambio?

Centrándonos en España, considero perfectamente viable alcanzar un mix energético en el que las renovables aporten cerca del 80 % mdel total de la energía eléctrica producida en 2030. Para lograrlo, la potencia fotovoltaica debería multiplicarse por tres al final de la década, objetivo ambicioso pero factible.

 ¿Qué tipo de energías fotovoltaicas existen?

Las tecnologías comerciales de aplicación terrestre en estos momentos son tres: las basadas en el silicio, en sus dos variantes (silicio monocristalino, c-Si y silicio multicristalino, mc-Si) y las basadas en otros dos semiconductores, conocidos genéricamente como tecnologías de lámina delgada:

CdTe y CuGaInSe2. Desde comienzos de este siglo, la hegemonía del silicio es absoluta. Luego existen otras tecnologías más sofisticadas destinadas al mercado espacial, principalmente a suministrar energía a los satélites artificiales y a los exploradores robóticos del sistema solar.

¿Qué son las perovskitas y cómo mejoran la eficiencia de los paneles fotovoltaicos?

Las perovskitas son una clase de materiales conocidos desde hace más de un siglo. En el mundo de la energía solar fotovoltaica, irrumpieron hace muy poco, en 2009, cuando se publicó un resultado de una célula construida con estos materiales que tenía una eficiencia del 3,8 %. Hace pocos días se ha publicado un nuevo estudio en el que, usadas en combinación con una célula de silicio en una estructura que se denomina ‘tándem’, tiene una eficiencia del 29,52 %.

Es decir, en poco más de una década han recorrido el camino que el silicio ha tardado medio siglo en transitar.

“La fotovoltaica está en pie de igualdad con la eólica y por encima de otras renovables como la termosolar, biomasa, geotérmica o hidráulica”

¿Cómo ve el futuro de este tipo de energía, comparada con las demás energías renovables, para encarar la crisis climática?

La fotovoltaica está en pie de igualdad con la eólica y por encima de otras renovables como la termosolar, biomasa, geotérmica o hidráulica. La combinación de eólica y solar fotovoltaica puede permitir a nuestro país alcanzar la ansiada independencia energética, al menos en lo que a producción de electricidad se refiere. Dado el inmenso potencial del recurso solar y el precio tan económico que tiene (el vatio solar está por debajo de 20 céntimos de euros), unido a la regulación actual que permite las instalaciones de autoconsumo en condiciones muy favorables, no tengo la menor duda de que será un futuro radiante, como el de la materia prima de la que se nutre.

abril 17/2021 (SINC)

Esto hace que sea mucho más fácil desarrollar sistemas biológicos de soporte vital sostenibles para los seres humanos en el planeta rojo, según un estudio publicado en Frontiers of Microbiology.

«Aquí mostramos que las cianobacterias pueden usar gases disponibles en la atmósfera marciana, a una presión total baja, como su fuente de carbono y nitrógeno. En estas condiciones, las cianobacterias mantuvieron su capacidad para crecer en agua que contenía solo polvo similar a Marte y aún podrían para alimentar a otros microbios. Esto podría ayudar a que las misiones a largo plazo a Marte sean sostenibles», dice el autor principal, el doctor Cyprien Verseux, astrobiólogo que dirige el Laboratorio de Microbiología Espacial Aplicada en el Centro de Tecnología Espacial Aplicada y Microgravedad (ZARM) de la Universidad de Bremen.

Las cianobacterias han sido durante mucho tiempo consideradas candidatas para impulsar el soporte vital biológico en misiones espaciales, ya que todas las especies producen oxígeno a través de la fotosíntesis, mientras que algunas pueden fijar el nitrógeno atmosférico en nutrientes.

Una dificultad es que no pueden crecer directamente en la atmósfera marciana, donde la presión total es menos del 1 % de la de la Tierra, 6 a 11 hPa, demasiado baja para la presencia de agua líquida, mientras que la presión parcial del gas nitrógeno, 0,2 a 0,3 hPa, es demasiado bajo para su metabolismo. Pero recrear una atmósfera similar a la de la Tierra sería costoso: los gases tendrían que ser importados, mientras que el sistema de cultivo tendría que ser robusto – por lo tanto, pesado para el transporte – para resistir las diferencias de presión. Entonces, los investigadores buscaron un término medio: una atmósfera cercana a la de Marte que permita que las cianobacterias crezcan bien.

Para encontrar las condiciones atmosféricas adecuadas, Verseux y sus colaboradores desarrollaron un biorreactor llamado Atmos (Probador de atmósfera para sistemas orgánicos con destino a Marte), en el que las cianobacterias pueden cultivarse en atmósferas artificiales a baja presión. Cualquier entrada debe provenir del propio Planeta Rojo: aparte del nitrógeno y el dióxido de carbono, los gases abundantes en la atmósfera marciana y el agua que podría extraerse del hielo, los nutrientes deben provenir del «regolito», el polvo que cubre planetas y lunas similares a la Tierra. Se ha demostrado que el regolito marciano es rico en nutrientes como fósforo, azufre y calcio.

Atmos tiene nueve recipientes de 1 litro hechos de vidrio y acero, cada uno de los cuales es estéril, calentado, controlado por presión y monitoreado digitalmente, mientras que los cultivos en el interior se agitan continuamente. Los autores eligieron una cepa de cianobacterias fijadoras de nitrógeno llamada Anabaena porque las pruebas preliminares mostraron que sería particularmente bueno para usar los recursos marcianos y ayudar a cultivar otros organismos. Se ha demostrado que las especies estrechamente relacionadas son comestibles, adecuadas para la ingeniería genética y capaces de formar células inactivas especializadas para sobrevivir en condiciones adversas.

Verseux y sus colegas primero cultivaron Anabaena durante 10 días bajo una mezcla de 96 % de nitrógeno y 4 % de dióxido de carbono a una presión de 100 hPa, diez veces más baja que en la Tierra. Las cianobacterias crecieron tan bien como bajo el aire ambiente. Luego probaron la combinación de la atmósfera modificada con regolito. Debido a que nunca se ha traído ningún regolito de Marte, utilizaron un sustrato desarrollado por la Universidad de Florida Central (llamado «Mars Global Simulant») en su lugar para crear un medio de crecimiento. Como controles, Anabaena se cultivó en medio estándar, ya sea al aire ambiente o bajo la misma atmósfera artificial de baja presión.

Las cianobacterias crecieron bien en todas las condiciones, incluso en regolito bajo la mezcla rica en nitrógeno y dióxido de carbono a baja presión. Como se esperaba, crecieron más rápido en un medio estándar optimizado para cianobacterias que en Mars Global Simulant, en cualquier atmósfera. Pero esto sigue siendo un gran éxito: si bien el medio estándar debería importarse de la Tierra, el regolito es omnipresente en Marte. «Queremos utilizar como nutrientes los recursos disponibles en Marte, y solo esos», dice Verseux.

La biomasa seca de Anabaena se molió, se suspendió en agua estéril, se filtró y se usó con éxito como sustrato para el crecimiento de la bacteria E. coli, lo que demuestra que se pueden extraer azúcares, aminoácidos y otros nutrientes para alimentar a otras bacterias, que son menos herramientas robustas pero probadas para la biotecnología. Por ejemplo, E. coli podría modificarse más fácilmente que Anabaena para producir algunos productos alimenticios y medicamentos en Marte que Anabaena no puede.

Los investigadores concluyen que las cianobacterias productoras de oxígeno y fijadoras de nitrógeno se pueden cultivar de manera eficiente en Marte a baja presión.

 febrero 20/2021 (Europa Press) Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Nota:

El pascal (símbolo Pa) es la unidad de presión del Sistema Internacional de Unidades (SI). Se define como la presión que ejerce una fuerza de 1 newton sobre una superficie de 1 metro cuadrado normal a la misma.  1 Pa = kg/m s2

El hectopascal (hPa): Unidad de presión del sistema internacional, equivalente a 100 pascales, utilizada en meteorología para expresar la presión atmosférica. (Símb. hPa).

En el estudio, publicado en la revista Clinical Infectious Diseases, han participado Xabier Urra y Mar Guasp, especialistas de Neurología del Hospital Clínic junto con Carlos Laredo, todos ellos investigadores del Idibaps.

«El coronavirus SARS-CoV-2 es un nuevo tipo de coronavirus que se detectó por primera vez en diciembre de 2019 en la ciudad de Wuhan, provincia de Hubei, en China. En ocho de cada 10 personas la enfermedad, la COVID-19 provoca síntomas respiratorios leves, pero puede llegar a causar una enfermedad respiratoria severa, como, por ejemplo, una neumonía, e incluso la muerte«, recuerda el Clínic en una nota de prensa sobre el citado estudio.

Los factores clave que han hecho que el SARS-CoV-2 se propagara «no se conocen con certeza. Diferentes análisis sugieren la climatología podría influenciar la evolución de la pandemia. Estaría de acuerdo con la naturaleza estacional de ciertos virus de la familia de los betacoronavirus y con el hecho de que las variables ambientales, como las altas temperaturas o la alta humedad, disminuyen la capacidad de propagación de la gripe, añade.

Pero no hay un consenso sobre si el aumento de las temperaturas o la humedad que se espera en los próximos meses frenará la transmisión del virus, señala Urra, coordinador del estudio. Conocer los factores que influyen en la diseminación de la COVID-19 podría ayudar anticipar sus consecuencias y a tomar medidas para mitigar su impacto, añade.

Para el estudio, los investigadores han analizado si las diferencias en la incidencia de la COVID-19 se pueden asociar a factores climatológicos o a la densidad de población. Para ello, han correlacionado los casos de COVID-19 reportados en las primeras semanas de la epidemia en cada país y región con los datos climatológicos en el mismo periodo de tiempo.

Radiación Ultra Violeta

Los resultados demuestran que la incidencia de la COVID-19, es superior cuanto menor es la radiación solar y mayor es la densidad de población. “Aunque por si misma, la radiación UV no es suficiente por si sola para frenar la COVID-19, el efecto protector de la radiación solar era de una magnitud similar al aumento asociado a la densidad poblacional, y el aumento que se producirá en las próximas semanas puede ayudar a disminuir su progresión, explica Urra.

Actualmente estamos estudiando la relación entre factores climáticos y la incidencia de la COVID-19 y la frecuencia de anticuerpos frente al virus en España, apunta.

Los autores concluyen que se requieren más estudios sobre el potencial efecto protector de la radiación solar sobre la COVID-19, para estudiar el papel de los cambios meteorológicos estacionales en la propagación de la COVID-19.

junio 04/2020 (Diario Médico)

Londres, agosto 28/2010 (Notimex)