La Nanociencia busca respuesta para generar energía alternativa

Profesor Luis Rincón Hernández, investigador de la ULA y miembro del Grupo de Procesos Dinámicos en Química (Fotografía: L. Altuve)

**En el Grupo de Procesos Dinámicos en Química de la Universidad de Los Andes, un grupo de investigadores en Química Teórica basan sus trabajos en modelos matemáticos y en técnicas de simulaciones

En el edificio de Matemáticas de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Los Andes, funciona el Grupo de Procesos Dinámicos en Química, el cual es coordinado por el profesor Rafael Almeida quien, junto a un grupo de investigadores, se encarga de buscar respuestas adecuadas a problemas puntuales que se generan en el entorno.

El grupo de química teórica basa sus investigaciones en modelos matemáticos y simulaciones en computadoras, los cuales, son utilizados por el Grupo de Procesos Dinámicos en Química para, mediante el uso de algunas técnicas, aplicarlos a diferentes problemas. Uno de los problemas históricamente tratados, es cómo entender el arreglo de ciertas sustancias en el espacio. En este sentido, el más reciente trabajo de investigación realizado por este grupo es el relacionado al estudio de las células fotovoltaicas, el cual se hace en conjunto con el profesor Rafael Almeida, bajo la coordinación del profesor Luis Rincón Hernández.

Para el investigador Rincón Hernández, esta investigación es muy importante, tomando en cuenta que, en poco tiempo, los estudios o avances en energías alternativas van a cobrar un gran espacio”. Para Rincón, la actual línea de investigación llevada adelante por el Grupo de Procesos Dinámicos en Química de la ULA, cobra fuerza en todas partes del mundo, debido a que el uso de la alternativa de la energía solar permitirá producir electricidad, no como combustible para transporte, sino en el aprovechamiento del sol como energía inagotable.

Energía solar para electricidad
Señaló, a su vez, que las células fotovoltaicas, como transformación directa de energía lumínica del sol en energía eléctrica por medio de las celdas fotovoltaicas, produce un fenómeno físico denominado efecto fotovoltaico, que consiste en la generación de una fuerza electromotriz por acción de un flujo luminoso que incide sobre la superficie de dicha célula.

“Cuando se habla  de energía alternativa, se habla de todo lo que pueda sustituir el uso de combustible fósil, derivados del petróleo en producción de energía. Toda la energía que hoy día se consume viene dada por el uso o quema de combustible fósil, lo cual acarrea varios problemas, siendo el más importante el ambiental. Cuando se quema un hidrocarburo, por lo general se producen contaminantes que alteran y afectan el clima además de que, por otro lado, en algún momento no habrá más petróleo, y por tanto ya hay que pensar en cómo y por qué se va a sustituir”, afirmó.

Otra posibilidad es usar el viento, la energía atómica o de reacciones nucleares para producir electricidad, pero en nuestro caso, hemos realizado algunos trabajos posibles con los cuales podríamos usar la energía del sol para producir electricidad.

Explicó el investigador, que los aparatos o sistemas que aprovechan la energía solar para producir electricidad, generalmente son llamados células, porque su mecanismo es fotovoltaico. “Existen actualmente sistemas que permiten producir electricidad a partir de la energía solar, ejemplo de ello lo apreciamos en algunas calculadoras que tienen, internamente, células fotovoltaicas, y por lo tanto no requieren de baterías, porque funcionan básicamente con energía solar”.

Bajar costos para preservar el ambiente
Una de las debilidades, con respecto a las células fotovoltaicas, según refirió el profesor Rincón, es el costo de producción, dado el tipo de materiales que se usan, los cuales son muy grandes y no las hace competitiva. En tal sentido, precisó que es más económico quemar petróleo o producir electricidad con energía hidroeléctrica como se hace en Venezuela que tener células fotovoltaicas. “El reto para el futuro es encontrar material de bajo costo para que las células fotovoltaicas sean competitivas. En la actualidad nadie va a comprar esa tecnología, porque costaría diez veces más caro que producirla de la otra forma”.
 
La producción de energía alterna con células fotovoltaicas no es contaminante, explicó, al tiempo que indicó que si esta energía lograra cubrir tan sólo el 1 por ciento de la superficie terrestre y que funcione al 10 por ciento de eficiencia, se tendría suficiente electricidad para que todo el mundo pudiera cubrir necesidades, pero el problema se presenta en el costo de producción, por tanto, el objetivo de las investigaciones, en este campo en particular, es encontrar materiales o formas económicas de producir energía fotovoltaica.

Impacto de la Nanociencia
En un artículo de investigación, aún no publicado por Rincón, plantea el tema de las células fotovoltaicas, a través del uso de nanotubos de carbón. “Estamos haciendo una propuesta para un problema como lo es la producción de electricidad a partir de algo que no sea quemar hidrocarburos, este algo está de moda y se conoce como nanomateriales, cuya dimensión característica es del orden de una nanómetro que es mil millones de veces un metro. Si cortamos un metro en mil millones de pedacitos, y uno se queda con un pedacito de ese metro, éste sería el tamaño característico de uno de estos materiales”.

Respecto a los nanomateriales, el investigador indicó que los investigadores vienen trabajando el tema desde hace 15 años aproximadamente, por tanto, la propuesta del Grupo con el que trabaja, es usar materiales a base de carbono, los cuales ya saben cómo se fabrican y forman parte de un dispositivo para producir electricidad. “No solamente hemos usado los nanomateriales para hacer células fotovoltaicas. Hace tres años, junto con otros investigadores de otras instituciones universitarias venezolanas, se fundó la Red Nacional de Nanociencia, cuyo objetivo es integrar a todos los grupos que trabajan en nanomateriales como un solo bloque, y lo que hacemos en la ULA pueda estar en conexión”.

En la Nanociencia existen varias aplicaciones y, como ejemplo, señaló el trabajo que realizan con Petróleos de Venezuela (PDVSA) a través de Intevep, filial de la industria, que ha mostrado su interés en el uso de Nanotubos de Carbono. “Es nuestra propuesta para el trabajo con células fotovoltaicas, para modificar las propiedades mecánicas que tienen los cementos con los cuales sellan los pozos, por tanto, damos respuesta a un problema que posee la empresa petrolera, pero que requieren subsanar, y la posibilidad de hacerlo es usando estos materiales. Hay una tecnología y un proyecto que está encaminado”. (Yasmira Carrasquero. CNP 12405. Prensa ULA)

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