Sueños eléctricos
May 15, 2023
Las emisiones de CO2 a nivel mundial relacionadas con la energía alcanzaron un máximo histórico de 36 mil millones de toneladas en 2022, con una producción proveniente de vehículos, actividad industrial, infraestructuras, empresas de servicios públicos y más. Es una advertencia de que, cuando se trata de eliminar el mayor contribuyente del cambio climático, el mundo se mueve en la dirección equivocada. El impacto es profundo. Según un cálculo, el cambio climático podría costar a la economía mundial 23 billones para 2050. Y podría causar más de 3 millones de muertes al año si no se le pone freno, según los datos presentados el año pasado en la COP 27 de Egipto.
No es demasiado tarde para cambiar las cosas. Los expertos afirman que la mayor esperanza de la humanidad para combatir el cambio climático reside en la electrificación. Pasar de una economía alimentada por combustibles fósiles a otra impulsada principalmente por electricidad renovable podría ayudar a los países a cumplir e incluso superar los objetivos establecidos en acuerdos como el Acuerdo de París y el Pacto Ecológico Europeo. “La electrificación es el uso de la electricidad para satisfacer la mayor parte de nuestras necesidades energéticas”, explica Terry Collie, vicepresidente de investigación y desarrollo en la división de mercados eléctricos de 3M en una presentación en video en un evento del Washington Post Live en marzo de 2023.
La electricidad ya alimenta gran parte de la vida de las empresas y los consumidores y cada vez es más frecuente que esa energía proceda de fuentes renovables alternativas como la eólica y la solar. Para que el progreso continúe, serán esenciales las innovaciones que puedan resolver ciertos retos técnicos y hacer que la electricidad procedente de fuentes renovables sea más barata, más fácil de conseguir, más limpia y más segura de usar. La buena noticia es que la generación, el almacenamiento, la distribución y el uso de electricidad limpia se benefician de las tecnologías e innovaciones de 3M.
Cambios generacionales
La electrificación no mejorará el medio ambiente si la mayor parte de la electricidad se genera quemando combustibles fósiles como carbón y petróleo. Por desgracia, aproximadamente dos tercios de la electricidad mundial procede actualmente de dichas fuentes. Las infraestructuras capaces de generar y almacenar electricidad limpia, incluyendo los paneles solares y los parques eólicos, deben mejorar si queremos eliminar progresivamente los combustibles fósiles.
En este sentido, 3M ofrece una serie de innovaciones útiles incluyendo:
- • Cinta de protección de palas eólicas de 3M™ Las turbinas eólicas están expuestas a los elementos 24/7. La punta de una pala de turbina eólica típica gira a velocidades muy superiores a las 100 mph y con el tiempo con la lluvia y otros materiales ambientales se puede dañar. 3M ofrece una cinta que forma una barrera protectora en el borde delantero de las palas de las turbinas y puede ayudar a prolongar la vida útil y la producción de electricidad de estos activos clave para la energía renovable.
- • Cintas solares de 3M: 3M desarrolló cintas que mejoran el rendimiento y reducen el costo de los paneles solares mediante un pegado, protección y enmascaramiento de alto rendimiento. 3M también dispone de cintas para recoger y dirigir cargas eléctricas en módulos solares.
- • Recubrimientos solares de 3M: 3M ofrece recubrimientos, incluyendo soluciones a base de agua, que ayudan a aumentar la transmisión del vidrio del frente. Esto hace que llegue más luz a las celdas solares, aumentando la eficiencia del módulo solar.
Las energías renovables, respaldadas por innovaciones como las arriba mencionadas, no solo son más sostenibles, sino que dan seguridad energética en un mundo propenso a las interrupciones del suministro. “En muchas áreas, los combustibles tradicionales son cada vez más difíciles de conseguir”, explica Collier. “Poder generar [electricidad] mediante fuentes renovables es una forma real de suministrar energía asequible”.
Soluciones de distribución
El 70 % de la red eléctrica de EE. UU., incluyendo líneas y transformadores, tiene más de 25 años. Se construyó para una época en la que teníamos necesidades energéticas muy distintas y la electricidad fluía principalmente de la empresa de servicios públicos a las empresas y consumidores finales. “Tenemos una red eléctrica anticuada... se diseñó para un flujo unidireccional de electricidad”, explica Collier.
Estos sistemas deben actualizarse para poder manejar las fuentes de energía renovables que devuelven energía a la red eléctrica. Este flujo inverso puede proceder de parques eólicos o solares comerciales o de clientes particulares que han instalado sistemas renovables en sus propias instalaciones. La energía renovable almacenada en baterías también puede regresar a la red eléctrica. “La generación distribuida añade un flujo bidireccional de energía a la red eléctrica y la hace funcionar de una forma totalmente nueva”, explica Collier.
Estos recursos energéticos distribuidos (DER) necesitan redes eléctricas inteligentes, respaldadas por sensores, comunicaciones y análisis de datos, para manejar flujos bidireccionales que, de otro modo, podrían causar cortocircuitos y otras fallas. “Integrar todo esto realmente puede optimizar cómo usamos la energía y reducimos el desperdicio”, explica Collier. 3M ha desarrollado una serie de innovaciones para ayudar a la red eléctrica a afrontar los retos actuales incluyendo:
- • Accesorios para cables con sensores de 3M™: Permiten medir parámetros críticos (voltaje, corriente, ángulo de fase) en redes eléctricas subterráneas de medio voltaje que sirven de puente entre las centrales eléctricas y los usuarios finales. Estas soluciones pretenden dar una mayor precisión en la medición del voltaje y la corriente mediante la incorporación de tecnología avanzada en accesorios para estas redes. “Realmente queremos ayudar a nuestros clientes para que no tengan cortes de energía imprevistos”, explica Collier.
- • Conductor de aluminio compuesto reforzado de 3M™. Otro problema que afecta a la red son las tormentas más frecuentes que el cambio climático causa. “Lo que vemos es que han aumentado los cortes”, explica Collier. Para aumentar la resiliencia, las empresas de servicios públicos deben agregar redundancia. Normalmente, eso implica actividades que generan carbono, como añadir líneas, torres y bases. Las líneas aéreas de transmisión ACCR de 3M ofrecen 2 veces más ampacidad que una línea de acero típica. Eso significa que las empresas de servicios públicos pueden simplemente reemplazar las líneas existentes con el ACCR para aumentar su resistencia y capacidad.
La red inteligente está “revolucionando realmente la manera en que creamos, generamos, distribuimos y usamos la energía”, explica Collier.
Impulsar el progreso
Uno de los ámbitos en los que la electrificación puede tener mayor impacto es el del transporte, esto representa aproximadamente una cuarta parte de las emisiones mundiales CO2. De eso, el 41 % procede de los coches y el 22 % de los camiones. Los EV permiten reducir estas emisiones. “Con un auto eléctrico, comparado con el motor de combustión interna, no se producen escapes ni emisiones en el punto de uso”, explica Collier.
Lo que es alentador es que la cuota de mercado de los vehículos eléctricos está creciendo exponencialmente y se espera que representen el 59 % de las ventas mundiales en 2035. Para que esto ocurra, el rendimiento y la fiabilidad deben aumentar continuamente. 3M ofrece una gama de productos que pueden mejorar los componentes críticos de los vehículos eléctricos. Estos incluyen:
- • Adhesivos de 3M: 3M produce adhesivos, fabricados mediante un proceso de fabricación sin solventes, que están diseñados para la dura tarea de unir de manera segura las baterías de los vehículos eléctricos a los componentes circundantes fabricados con todo tipo de materiales. Esto mejora el rendimiento de la batería al tiempo que reduce el riesgo de incendios, fugas y otros peligros.
- • 3M™ Glass Bubbles: Algunos fabricantes de vehículos eléctricos los fabrican con materiales compuestos hechos en parte con microesferas de vidrio de 3M. Estas microesferas huecas, pero increíblemente resistentes pueden reducir el peso de las carcasas de las baterías hasta en un 45 %. La reducción de peso ayuda a aumentar la autonomía del auto.
- • Boron Nitride Cooling Fillers de 3M™ (rellenos refrigerantes de nitruro de boro): Pueden usarse para aislar eléctricamente y disipar el calor de las baterías, motores y componentes electrónicos de los vehículos eléctricos.
3M también da al sector de los vehículos eléctricos aislantes, cintas y adhesivos para optimizar los motores eléctricos. “Se está haciendo un trabajo increíble para habilitar los vehículos eléctricos”, explica Collier.
“Se trata de establecer políticas y de realmente apoyar la integración de renovables en la red. Vemos cómo esto sucede alrededor del mundo”.
Energía para el futuro
Las innovaciones de 3M que apoyan la electricidad renovable afectan a docenas de industrias, pero todas surgen de un mismo lugar: la misión de la empresa de usar la ciencia para mejorar la vida de las personas. Para que el progreso continúe, 3M cree que todos los sectores de la sociedad, incluyendo las empresas, los consumidores y los gobiernos, deben adoptar el cambio hacia la electrificación. “Esto tiene que ser una estrategia integral a medida que hacemos la transición”, explica Collier. La empresa apoya políticas públicas que animen a las empresas a adoptar fuentes de energía alternativas. “Desde los gobiernos, se trata de establecer políticas y realmente apoyar la integración de las energías renovables en la red”, explica Collier. “Vemos que esto ocurre en todo el mundo”.
Los consumidores también tienen un papel importante. “Se trata de que las personas entiendan, la importancia de la sostenibilidad, pero también de que comprendan ‘¿cómo puedo hacer compras para garantizar que soy lo más eficiente posible en mi casa?’, ya sea eligiendo el electrodoméstico adecuado o tomando decisiones sobre cuándo o cómo usar la energía”, explica Collier.
Energía para el futuro
Las innovaciones de 3M que apoyan la electricidad renovable afectan a docenas de industrias, pero todas surgen de un mismo lugar: la misión de la empresa de usar la ciencia para mejorar la vida de las personas. Para que el progreso continúe, 3M cree que todos los sectores de la sociedad, incluyendo las empresas, los consumidores y los gobiernos, deben adoptar el cambio hacia la electrificación. “Esto tiene que ser una estrategia integral a medida que hacemos la transición”, explica Collier. La empresa apoya políticas públicas que animen a las empresas a adoptar fuentes de energía alternativas. “Desde los gobiernos, se trata de establecer políticas y realmente apoyar la integración de las energías renovables en la red”, explica Collier. “Vemos que esto ocurre en todo el mundo”.
“Se trata de establecer políticas y de realmente apoyar la integración de renovables en la red. Vemos cómo esto sucede alrededor del mundo”.
Los consumidores también tienen un papel importante. “Se trata de que las personas entiendan, la importancia de la sostenibilidad, pero también de que comprendan ‘¿cómo puedo hacer compras para garantizar que soy lo más eficiente posible en mi casa?’, ya sea eligiendo el electrodoméstico adecuado o tomando decisiones sobre cuándo o cómo usar la energía”, explica Collier.