Medio Ambiente

Baterías de hierro y otras tecnologías esperanzadoras para el futuro

Desde baterías de hierro, agua y sal o de calcio hasta construcciones de tierra prensada y otras innovaciones en proceso de desarrollo ofrecen enfoques optimistas para una transición ecológica que respete los límites físicos del planeta.

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20
Jun
2022
Transición Verde

Los llamados materiales críticos tienen un papel fundamental no ya en la Transición Verde, sino en el funcionamiento diario de nuestra sociedad actual, que todavía tiene pendiente una enorme tarea: descarbonizarse. Sin embargo, estos materiales han pasado en el último tiempo por numerosas crisis: se vieron sometidos a la crisis de la inflación que empezó antes de la pandemia, situación que se agravó con los cuellos de botella en las cadenas de suministros provocados por el confinamiento y que ahora vive un nuevo shock debido a la guerra en Ucrania y los problemas internos de China. Además, muchos estudios apuntan a que estos recursos se están agotando. La Tierra tiene unos límites, y los estamos rozando.

Así, investigadores y científicos de todo el planeta están trabajando en alternativas sostenibles y duraderas que nos permitan ejecutar la transición energética sin seguir esquilmando los recursos del planeta. Por ejemplo, frente a la fiebre del litio, un mineral escaso, caro y con altos costes medioambientales para ser extraído, cada vez se plantean diferentes tipos de baterías que puedan sustituirlo, tanto para la futura movilidad eléctrica como para el almacenamiento de las renovables –uno de los grandes retos para el futuro–.

El más llamativo, por la sencillez de los materiales que propone, es el de las baterías de hierro, agua y sal. Desde 2011, la compañía estadounidense ESS trabaja en estos modelos sobre datos como que para que una red eléctrica que funcionase en un 80% con energía solar y eólica, requeriría poder almacenar energía durante al menos 12 horas. Algo muy complicado, costoso o, según el caso, directamente imposible (al menos cuando nació la empresa).

Por otro lado, la mayor parte de las baterías que se utilizan actualmente son de iones de litio. Y esto tiene muchas desventajas: se deterioran con el paso del tiempo, son difíciles de reciclar, pueden incendiarse o explotar y son caras. Además, para duplicar la capacidad de almacenamiento la única opción es comprar el doble de baterías. Eso hace que sea demasiado caro almacenar energía durante más de unas pocas horas. Y también precisa de las escasísimas tierra raras, un mercado cada vez más acotado y que acapara China.

La mayor parte de las baterías actuales contienen litio, lo que las hace difíciles de reciclar e incluso peligrosas

Sin embargo, gracias a una reacción química básica, en las baterías de hierro o baterías de flujo, el almacenamiento de energía está separado de la producción de energía. Esta división entre energía y potencia permite agregar más almacenamiento sin tener que añadir más células de batería electroquímicas. Aunque tienen la desventaja de no poder almacenar tanta energía de una sola vez, y requieren más inversión inicial y mantenimiento, lo que se amortiza porque no tienen rival para almacenar grandes cantidades de energía de manera segura durante largo períodos.

Las investigaciones en materiales, en realidad, caminan hacia aprovechar lo mejor posible los que sean más abundantes, y por tanto baratos, en la naturaleza. Hay proyectos con participación española como el ALTERA (Almacenamiento Termo-Eléctrico por Reflectancia Aumentada) que pretenden crear baterías de silicio, el segundo elemento más presente en la corteza terrestre tras el oxígeno, que se encuentra en la arena. Ya se utiliza abundantemente para la microelectrónica o las placas fotovoltaicas por su cualidades semiconductoras, y dado que es el segundo elemento con más calor latente de fusión de la tabla periódica, la idea es aprovecharlo como almacenador.

Otro proyecto, en este caso de la Universidad de Córdoba, investiga la creación de baterías para coches eléctricos basadas en el calcio, un material más abundante que el litio que podría permitir fabricar acumuladores más seguros y de mayor capacidad. Aunque están más lejos de poder comercializarse que otros modelos, suponen un gran paso de cara a no depender del litio exclusivamente para un hipotético futuro parque móvil eléctrico.

Construcción barata, adaptada y… tradicional

El sector de la construcción, cuya evolución será clave para la eficiencia energética y también para mitigación de los efectos de la crisis climática, es otro de los que busca vías para adaptarse y hacerse más barato. En su caso, curiosamente, las técnicas más modernas se mezclan con las más tradicionales, mirando a dos materiales: la madera y la tierra. 

Otra rama de la innovación se limita a modernizar las técnicas ancestrales, como construir con madera

Aunque abandonada en la actualidad por recursos más contundentes, la construcción en madera presenta numerosas ventajas que ya se ensayan en Europa y en países en desarrollo, y que prácticamente se limitan a modernizar técnicas ancestrales. La madera es un material natural, renovable y reciclable, además de aislante tanto del ruido como de la temperatura y, por si fuera pco, minimiza los gastos en energía, incluida la necesaria para producirlo. Es ligera y con alta capacidad de carga, por lo que sus construcciones requieren menos cimentación y permiten ahorrar otros materiales. Y también apta para toda clase de ambientes. Por si fuera poco, también captura y fija dióxido de carbono durante su crecimiento.

Finalmente la construcción en tierra es una de las grandes apuestas de arquitectura sostenible. El material más utilizado durante milenios para la humanidad para construir en gran parte del mundo no solo es abundante, sino aislante y duradero. En el tapial, o tierra pisada, hablamos de un método de construcción que consiste en elaborar muros con tierra arcillosa húmeda, compactada a golpes con un pisón rellenando un encofrado con diferentes capas. Incombustible frente a incendios, enormemente ecológico y económico, favorece el confort y salubridad interior gracias al equilibrio entre humedad y temperatura que se produce entre el interior y el exterior. Y su demolición es también ecológica, pues es tierra inocua que podrá volver a ser utilizada.

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