En Barcelona existen únicamente doce puntos de medida de gases contaminantes. Teniendo en cuenta que Barcelona tiene más de 1,6 millones de habitantes, y que la ciudad ocupa una superficie de 98,21 km², hay un medidor atmosférico por cada 8,18 km². Una proporción claramente insuficiente para poder conocer y analizar correctamente la problemática de la contaminación atmosférica en la ciudad.
Además, algunos de estos puntos de medida de la Red de Vigilancia y Previsión de la Contaminación Atmosférica (XVPCA) están situados en zonas verdes, y por tanto, no indican realmente la concentración de contaminantes atmosféricos "a pie de calle", que es precisamente el lugar donde vive, compra, se desplaza y trabaja la inmensa mayoría de la población.
La propuesta que traigo hoy, no sólo va encaminada a incrementar la cantidad de puntos de control atmosférico en las ciudades, sino también a mejorar el limitado uso de uno de los elementos más abundantes y presentes en las ciudades: las farolas.
Las farolas, tal y como las conocemos actualmente, son supervivientes de un pasado remoto, originadas cuando las primeras bombillas comenzaron a iluminar las noches, hasta entonces llenas de oscuridad.
Pues bien, ya es hora de repensar el concepto de farola para avanzar hacia lo que yo denomino la Smart Lamp. Técnicamente, el término literal para una "farola inteligente" sería una Smart Lamppost, pero de todas formas, vamos a ver de qué se trata.
¿Qué es una Smart Lamp?
Muy sencillo, una Smart Lamp es una farola polivalente y éste es su potencial:
1) Capacidad para medir los gases contaminantes presentes en la atmósfera a través de sensores y filtros de gases contaminantes.
2) Capacidad para medir la contaminación acústica en las calles a través de un medidor de dB(A).
3) Capacidad para medir la temperatura y la humedad relativa a través de ambos sensores.
4) Capacidad para encenderse automáticamente cuando la luz natural se desvanezca a través de un sensor de luz.
5) Capacidad para disminuir su nivel de luminosidad y ahorrar energía si no detecta movimiento de coches o peatones en un radio amplio a través de un detector inteligente de presencia/movimiento.
6) Capacidad de conectarse ininterrumpidamente a internet para ofrecer históricos y lecturas en tiempo real, así como el estado de funcionamiento de sus sensores y diodos LED.
7) Capacidad para funcionar de una forma semi-autónoma (energéticamente hablando) a través de una pequeña placa solar y una mini-turbina eólica de eje vertical.
8) Capacidad para proporcionar conexión a internet vía Wifi a través de un Router inalámbrico.
Se trata de rediseñar el actual modelo caduco de farola para transformarlo en un elemento nuevo, capaz de aportar a la ciudad mucho más que un poco de luz por las noches. Un elemento orientado a la mejora de la gestión de la energía y de nuestros niveles de confort en las ciudades, un elemento cuya información pueda ser consultada y analizada por todos los ciudadanos a través de Internet.
Esta idea que presento hoy, es en realidad una fusión de varios elementos e ideas ya existentes: los puntos de medida de la XVPCA, la Smart Citizen start-up, y diversas concepciones sobre lo que deberían proporcionar las Smart Cities en el futuro.
No todos los recursos existentes en la Tierra son limitados. Hay uno, al menos, que no lo es: la energía. En comparación con cualquier otro recurso, la energía que el ser humano puede obtener en la Tierra supera con creces a la requerida para satisfacer las necesidades actuales de toda la humanidad.
Según los cálculos actuales, la Tierra recibe del Sol 1,74x10^17 W aproximadamente (con una variación del ±3,5%). Una energía por segundo que cada año equivale a un total de 5,48x10^24 W (5,48 YW). Considerando que a día de hoy el consumo energético anual de toda la humanidad es del orden de 10^21 W, la energía que nos entrega el Sol cada año es aun 1.000 veces superior al consumo energético anual de toda la humanidad. Es decir, el Sol podría cubrir una demanda energética equivalente a 1.000 planetas como la Tierra.
Por tanto, el futuro de nuestro mundo está en la obtención directa de la más poderosa fuente de energía que existe en nuestro sistema solar, ya que, a efectos prácticos y dado que el Sol es una fuente de energía que no se agotará hasta dentro de varios miles de millones de años, es sensato afirmar que la energía que recibe la Tierra del Sol es el único recurso ilimitado del que disponemos.
Durante los últimos siglos de nuestra civilización, la energía ha sido el más importante motor del comercio y la economía mundial. Empezamos con las energías fósiles como el carbón, el petróleo y el gas natural, todas ellas originadas indirectamente a través del Sol tras millones de años de evolución natural; posteriormente vino la era de las centrales por fisión nuclear, y hoy día ya existen prototipos para obtener energía de la fusión nuclear.
Sin embargo, al ser fuentes limitadas de energía, podríamos prescindir de gran parte de ellas sustituyéndolas por fuentes de energía renovables, y en especial, por la fuente de energía ilimitada que nos proporciona el Sol. Cuanto antes se haga efectivo el cambio, y antes sustituyamos los coches fósiles por los eléctricos, entre muchos otros cambios, más reservas de petróleo y gas podrá destinar la humanidad a la exploración del espacio o el transporte aéreo y marítimo, hasta encontrar la fórmula para poder prescindir totalmente de dichas energías fósiles, limitadas y contaminantes.
Por tanto, será el auge imparable de las energías renovables el que proporcionará a la humanidad un excedente energético global, que sumado a la tendencia creciente por obtener la eficiencia energética en todo tipo de ámbitos (consumo eléctrico, iluminación, climatización, motores eléctricos, baterías eléctricas, dispositivos electrónicos, electrodomésticos, edificios, etc), situaría a la humanidad en un escenario de abundancia energética y baja contaminación atmosférica, hechos que ayudarían en gran medida a combatir la creciente problemática de la Pobreza Energética.
Las bicicletas eléctricas son ya una realidad. Hace algunas semanas tuve la oportunidad de participar en una actividad organizada por la Comisión de Jóvenes Ingenieros del CETIB, donde alquilamos unas e-mobikes que llevaban incorporada una batería de 36V y 10A.
Estas baterías alimentaban un pequeño motor eléctrico conectado al eje de la rueda delantera, que cada varios pedaleos entraba en funcionamiento logrando que la bicicleta se comportara como una moto por un breve espacio de tiempo. Sin embargo, dicha batería tiene una duración limitada y debe recargarse tras su uso continuado.
Es precisamente en este punto donde sería interesante poder dar un salto innovador y hacer de la bicicleta eléctrica un vehículo autosuficiente, o más bien, con la capacidad de no tener que depender de un enchufe cada cierto tiempo, sino depender únicamente del esfuerzo humano.
En este sentido, se podría encontrar una forma eficiente y cómoda de implementar una dinamo para, mediante el pedaleo, ir recargando la batería eléctrica. La bicicleta tendría entonces dos modos de funcionamiento: el primero, respondería al movimiento de los pedales aportando energía eléctrica para propulsar la bicicleta, y el segundo, respondería al movimiento de los pedales para cargar la batería.
También sería interesante implementar otras funciones adicionales tales como aprovechar la energía de las frenadas para recargar la batería, aprovechar las bajadas (energía potencial) para recargar la batería, dotar las luces con iluminación LED, e incluso disponer de una pequeña pantalla táctil GPS (protegida con un cristal) en la parte delantera de la bicicleta.
Y en cuanto al sector de las bicicletas estáticas, es evidente que existe un derroche completo de energía al no aprovecharse el esfuerzo humano. ¿En qué se podría aprovechar el aporte de energía de nuestro esfuerzo? en muchas cosas. Por ejemplo, se podrían cargar móviles y tablets, se podría dotar a la bicicleta de una batería eléctrica para poder cargarla, extraerla y utilizarla en distintos ámbitos: como SAI para PCs, como fuente para portátiles, o sencillamente llevarse una batería eléctrica en excursiones como fuente de alimentación de emergencia para dispositivos electrónicos.
El principal problema que presentan las ciudades en la actualidad es la contaminación atmosférica derivada del tráfico urbano. La polución y el efecto invernadero es un fenómeno que ocurre de forma evidente en todas las ciudades del mundo aumentando así el riesgo de padecer cáncer por parte de su población.
La idea que presento hoy podría ayudar a reducir la contaminación atmosférica, y por ende, el riesgo de la población a padecer cáncer sin la necesidad de tener que implantar el coche eléctrico en las ciudades.
La primera concepción que tuve de los drones de filtrado atmosférico consistía en la colocación de unos grandes ventiladores que se encontrarían suspendidos sobre la ciudad, con el objeto de expulsar los gases contaminantes de la misma, impulsándolos desde el suelo hacia el cielo. Sin embargo, esta primera idea presentaba un grave problema de base: los gases atmosféricos son más pesados que el oxígeno y el nitrógeno presentes en el aire, y tan pronto como fuesen expulsados hacia el cielo, volverían a bajar haciendo del invento una inutilidad absoluta.
Tras repensar la cuestión, no quedaba otra opción que realizar un filtrado de esos gases contaminantes. Se trataría nuevamente de colocar por toda la ciudad unos ventiladores flotantes de gran tamaño y poco peso, ya fuesen estáticos o móviles, y que tuvieran la capacidad de filtrar el aire contaminado. Así, actuarían como grandes extractores atmosféricos que conducirían el aire y los gases contaminantes hacia unos filtros donde se podría eliminar la contaminación del aire.
En cuanto a la estructura, la mejor forma de albergar un extractor flotante es con un cilindro hueco. En este caso, iría colocado de forma vertical y en cuyo interior se situarían dos ventiladores en cada extremo y una zona de filtrado de partículas contaminantes en el centro del mismo.
En cuanto a las dimensiones, al tener que filtrar una gran cantidad de partículas contaminantes, serían necesarias unas dimensiones de órdago. Un tamaño razonable bien podrían ser unos 12 o 15 metros de diámetro en cuanto a la base circular del cilindro, y unos 6 o 7 metros de longitud (en este caso, de altura) para el mismo.
En cuanto a su anclaje, bien podrían sujetarse desde terrazas de edificios bajos, vehículos especiales, e incluso entre rascacielos que estuvieran lo suficientemente juntos. El sistema de fijación consistiría en resistentes cables de acero trenzado u otros materiales tal vez más flexibles, con posibilidad de ser recogidos (importante para poder asegurar estos drones en tierra en caso de tener que renovar el sistema de filtros, así como por seguridad en caso de grandes tormentas y vientos huracanados), y que situarían a los drones a una altura de entre 40 o 50 metros sobre el nivel del suelo. El mismo cable de anclaje podría servir para alimentar los ventiladores extractores con energía eléctrica.
En cuanto a su flotabilidad, existen varias formas de concebir cómo estos drones atmosféricos pueden sostenerse flotando en el aire. Sin embargo, todas ellas pasan en primer lugar, por construirlos con materiales resistentes y ligeros como la fibra de carbono, además de revestir el perímetro de los cilindros con una bolsa hinchable (cual globo aerostático) en cuyo interior se encerraría una masa de gas tipo helio.
Todo ello permitiría una drástica reducción del peso de los drones, y en este punto, lograr sostenerlos en el aire podría llevarse a cabo de formas más simples: instalar pequeñas hélices auxiliares o incluso una Turbina Eólica Voladora. Esta última permitiría la sustentación del dron y al mismo tiempo generaría energía eléctrica de forma renovable para poder alimentarlo.
Además de ésta, ya existen otras ideas para filtrar el aire contaminado en las ciudades. Este es el caso de este espectacular concepto: un rascacielos que ‘se come’ la contaminación y devuelve aire limpio.
