En EAFIT se levanta una ceiba que se mueve buscando la luz del sol. En la mañana mira hacia el este, en la tarde al oeste y al mediodía está completamente horizontal. Su apariencia no es la de un árbol convencional, pero sus atributos justifican su nombre: no solo cobija a los transeúntes con sombra, sino que imita el proceso de la fotosíntesis: convierte la energía solar en energía útil.
Se ubica justo en frente del Edificio de Ingenierías y hace juego con la imagen verde y las características sostenibles que configuran este bloque de la Universidad. Se trata de la ceiba o estación solar, estructura que se pensó dentro de un proyecto que se denomina Helios, que se llevó a cabo entre 2013 y 2014, y que contó con el apoyo de Ruta N. La iniciativa se efectuó con el objetivo de desarrollar productos que permitieran aprovechar el sol como fuente de energía alternativa y renovable.
Según Alejandro Velásquez López, docente del pregrado en Ingeniería de Diseño de Producto y responsable de la estación, uno de los frentes que abordó Helios se enfocó en las fachadas, al ser estas la fuente de inspiración para el diseño de un concepto innovador, con un valor arquitectónico que le permitiera adaptarse a espacios públicos y, sobre todo, que conservara los atributos de la energía solar.
Primero desarrollaron un producto propio de áreas verticales, pero en el camino se encontraron con que las fachadas también podían ser la quinta cara de un cubo, es decir, horizontales. En este sentido, diseñaron un segundo prototipo que estuvo listo en diciembre de 2014 y se instaló en el primer semestre de 2015.
“Fácilmente podríamos tener estos paneles en un techo y generar la misma o más energía, pero nadie los vería y no tendría el impacto de hoy. Nuestra idea era acercar este tipo de tecnología a la gente”, explica.
Y es que las funcionalidades de la ceiba eafitense permiten a propios y a visitantes acceder a una fuente de energía alternativa e interactuar con el espacio. Solo basta con le vantar la tapa protectora de uno de los cuatro tomacorrientes instalados para conectar allí sus dispositivos eléctricos, ya sean celulares, tabletas, portátiles e, incluso, medios de transporte como bicicletas o segways.
Además, la estación permite el abastecimiento de energía de seis de las 15 luminarias, en forma de vela, que se encuentran ubicadas a su alrededor.
Este proyecto no solo fue intervenido desde el Departamento de Ingeniería de Diseño de Producto, sino también desde Mecánica, Eléctrica, Sistemas e, incluso, Geología. Esta última, por ejemplo, fue fundamental para el diseño de la cimentación de la estructura.
Ícono de la Escuela de Ingeniería
Entre el desarrollo del concepto, los cálculos y la construcción, el grupo de trabajo liderado por el profesor Alejandro y conformado por siete estudiantes del pregrado en Ingeniería de Diseño de Producto tardó nueve meses en convertir la estación en una realidad. Luego fue importante definir el lugar donde sería instalada sin afectar la arquitectura y el paisajismo de la Universidad.
“La estación es un ícono para la escuela. Por eso, quisimos ubicarla al frente del Edificio de Ingenierías. Además de representar nuestro quehacer, evidencia la integración de las ingenierías”, anota el docente.
Este proyecto no solo fue intervenido desde el Departamento de Ingeniería de Diseño de Producto, sino también desde Mecánica, Eléctrica, Sistemas e, incluso, Geología. Esta última, por ejemplo, fue fundamental para el diseño de la cimentación de la estructura.
Su materialización contó con recursos de Ruta N, los que se utilizaron para la adquisición de los insumos. No obstante, el proceso de manufactura se realizó en los laboratorios de la Universidad con el apoyo de estudiantes como Juan Sebastián Amaya Quiroz y Jhonatan Aguilar Zapata, de noveno semestre.
“Este es un proyecto muy bonito, porque permitió que todas las caras del conocimiento tuvieran la oportunidad de intervenir para que la estación fuera una realidad”, afirma Juan Sebastián, quien agrega que mientras unos se encargaban del diseño eléctrico otros se ocupaban de la manufactura.
Ahora el equipo trabaja en un segundo prototipo horizontal que dará como resultado dos nuevas estaciones que serán ubicadas, en 2016, en diferentes puntos de EAFIT. Estas tendrán cambios en el diseño del poste, que en la estación actual es más robusto. A su vez, el gabinete ya no estará por fuera y tendrá una mejor configuración de la capacidad instalada. “Es un producto que ya tenemos para comercializar. A la gente le ha gustado mucho, tanto estética como funcionalmente”, anota el profesor Velásquez.
Aunque la ceiba no es la única estación solar en Medellín –teniendo en cuenta que empresas como Ruta N y EPM le apuestan a proyectos que se valen del uso de energía fotovoltaica (transformación de energía solar en eléctrica)– Jhonatan señala que el proyecto de EAFIT tiene dos ventajas frente a los demás: su característica móvil y su enfoque formativo.
“En EAFIT no solo le apuntamos a generar energía, sino que miramos la forma de beneficiar a la ciudad también en la parte educativa”, dice, y agrega que es importante que tanto la ciudadanía, especialmente las nuevas generaciones, aprendan sobre la importancia de este tipo de energía.
¿Cómo se puede explicar el proceso de transformación de energía solar en eléctrica a través de la estación? Según explica Alejandro Velásquez, el proceso inicia a partir de los fotones que llegan directamente desde la luz del Sol hasta el sistema de paneles que, para el caso de la ceiba, es el elemento móvil que genera la sombra.
De los rayos del Sol al dispositivo eléctrico
Pero, ¿cómo se puede explicar el proceso de transformación de energía solar en eléctrica a través de la estación? Según explica Alejandro Velásquez, el proceso inicia a partir de los fotones que llegan directamente desde la luz del Sol hasta el sistema de paneles que, para el caso de la ceiba, es el elemento móvil que genera la sombra.
“A una escala microscópica los fotones le pegan a los electrones, que están viajando en una órbita, y los hace bajar a otra. Así, al impactar el panel, los fotones se convierten en energía eléctrica”, explica.
La ventaja que tiene este proceso, respecto a otros, es que el material fotovoltaico convierte directamente la energía solar en energía eléctrica, y no tiene que pasar por otras fases, como es el caso de la energía hidroeléctrica y la energía eólica.
Sin embargo, la historia no termina con la obtención de la energía eléctrica, pues esta debe ser gestionada según la necesidad que se tenga. Los tomacorrientes estándar son funcionales en 110 voltios y el sistema de paneles, para el caso de la ceiba, entrega un voltaje directo de 32, por lo que debe pasar por un proceso de amplificación que, en este caso, se lleva a cabo dentro del gabinete que se encuentra adjunto al poste.
¿Hacia dónde va la energía solar? En la actualidad, Colombia cuenta con 15 gigavatios de energía instalados y distribuidos entre diferentes fuentes como, por ejemplo, hidroeléctricas y termoeléctricas. Sin embargo, menos de un gigavatio corresponde a energía solar.
Velásquez López indica que esto se debe, en gran medida, a la tranquilidad que generan las empresas prestadoras de servicios públicos que, además de ser líderes en la región, están en capacidad de exportar el recurso eléctrico a otros países.
No obstante, resalta que el potencial de la energía solar debería ser mejor aprovechado en un país como Colombia, con ubicación geográfica privilegiada gracias a su cercanía con la línea del Ecuador, como lo han hecho, incluso, países alejados y con condiciones ambientales adversas.
“Los rayos del sol tiene que recorrer una distancia más larga para llegar a los países que se encuentran más alejados de la línea del Ecuador. Estos atraen menos energía porque, de hecho, la luz debe atravesar más atmósfera”, resalta.
Se espera que para 2020 la capacidad instalada de energía solar en el mundo sea igual a la que hoy representa la energía hidroeléctrica. Esto teniendo en cuenta que en los últimos años la primera ha aumentado en cerca del 40 por ciento respecto al año anterior.
Por eso, llama la atención la experiencia de Alemania, que se ha impuesto en el ámbito internacional como número uno en la implementación de energía solar en su red eléctrica. Y China que, además de ocupar el segundo lugar, se ha consolidado como principal fabricante.
Se espera que para 2020 la capacidad instalada de energía solar en el mundo sea igual a la que hoy representa la energía hidroeléctrica.
Esto teniendo en cuenta que en los últimos años la primera ha aumentado en cerca del 40 por ciento respecto al año anterior.
“Podríamos decir que, incluso, crece más rápido que la energía eólica. Esto basado en la premisa de que el sol es la única fuente de energía y hacia allá apuntan todos los esfuerzos”, dice Alejandro. Esta tendencia también indica que los ríos y los afluentes serán cada vez más escasos debido a fenómenos como el calentamiento global, por lo que disminuiría la capacidad hidroeléctrica.
En este sentido, los esfuerzos de EAFIT están dirigidos a implementar materiales fotovoltaicos y proponer productos y soluciones que, hasta el momento, se han visto reflejados en iniciativas como Helios.
