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¿Qué es energy harvesting? Extracción de energía ambiente

energy harvesting mediante vibración del suelo

La demanda energética global no ha dejado de crecer desde la Revolución Industrial. Y esta demanda no se aplica exclusivamente a procesos industriales o a gran escala. El Sector Residencial representa un 25% de la demanda total española (según IDAE). Esto quiere decir que nuestros hogares suponen una cifra muy a tener en cuenta en lo que a consumo se refiere: dispositivos electrónicos, luces, aparatos de calefacción y refrigeración eléctricos… Y no solo eso, los edificios en los que invertimos nuestro tiempo también necesitan una alta cantidad de energía térmica, que puede ser eléctrica o de otro tipo.

Para hacer frente a estas demandas, existen diferentes métodos de obtención de energía. Una de ellas es el Energy Harvesting o extracción de Energía Ambiente. 

Los métodos de obtención de energía más utilizados hoy en día son los combustibles fósiles, energía no renovable que supone un fuerte impacto ambiental sobre nuestro planeta, y la energía nuclear. En este mix energético, poco a poco se están haciendo un hueco las energías renovables sostenibles, como la energía eólica, la solar o la Energía Ambiente. Un planeta energéticamente sostenible es la meta que todos debemos tener en mente, y en esa transición a gran escala, juega un papel importante la Energía Ambiente o el Energy Harvesting.

La Energía Ambiente o Energy Harvesting

La llamada Energía Ambiente es la aprovechada de la energía latente de nuestro entorno. En todas las transformaciones de energía que ocurren a nuestro alrededor, hay energía que se “pierde”. Estas pérdidas son energía que se disipa de una forma no aprovechable, como, por ejemplo, el calor de la tierra. El Energy Harvesting busca, de formas diferentes, el aprovechamiento de este tipo de energía disipada para producir energía utilizable en nuestro día a día. Por ello, vamos a diferenciar dos tipos de aprovechamiento, el aprovechamiento térmico y el eléctrico.

Aprovechamiento térmico

Las aplicaciones térmicas de la Energía Ambiente se basan en el aprovechamiento del calor que encontramos en diferentes localizaciones. La gran mayoría de energía útil de nuestro planeta tiene su origen en el Sol. Pero la energía que el Sol aporta a la Tierra también se queda acumulada en ciertos puntos de forma residual. Por ello, la Energía Ambiente de aprovechamiento térmico propone utilizar esa energía térmica para la climatización y el confort de las edificaciones. Y para ello, utiliza los diferentes tipos de bombas de calor, que consiguen recuperar la Energía Ambiente del aire, del interior de la tierra o del agua.

Aerotermia

La aerotermia es un sistema que aprovecha el calor residual en el aire exterior para calentar el interior de un edificio. Para ello utiliza una bomba de calor, que es capaz de, con una cantidad pequeña de energía eléctrica, conseguir cantidades importantes de calor. La bomba está integrada en un sistema cerrado con refrigerante, que es el que absorbe el calor del exterior y lo transmite al interior. Antes de terminar, hay que mencionar también que la aerotermia es capaz de funcionar de forma inversa. Es decir, es capaz de extraer el calor del interior de la estancia y trasladarlo al exterior, funcionando como refrigerante.

Geotermia

Al igual que la aerotermia, la geotermia también funciona con una bomba de calor. Lo que cambia en este sistema es la procedencia de dicha energía ambiental. La geotermia aprovecha el calor residual del interior de la tierra, que se acumula debido a la incidencia continua del sol. Para trasladarlo al interior del hogar, habitualmente se utilizan circuitos de agua y las bombas de calor de tipo agua-agua. Después este calor se puede utilizar, por ejemplo, para calentar un suelo radiante.

Hidrotermia

El último tipo de Energía Ambiente de aprovechamiento térmico es la Hidrotermia. Este sistema utiliza, al igual que en la geotermia, bombas de calor de tipo agua-agua. Pero este sistema, en vez de aprovechar el calor de la tierra, aprovecha el calor latente del agua presente en las capas accesibles del subsuelo. Incluso, hay algunos modelos hidrotérmicos que son capaces de aprovechar el calor residual del agua de nuestras instalaciones de ACS.

Aprovechamiento eléctrico

Por otro lado, existe también el aprovechamiento de la energía residual de nuestro día a día para el autoabastecimiento de energía eléctrica. Los métodos para recolectar esta energía, varían con la fuente de la energía que se quiera extraer. Una de ellas son las vibraciones, derivadas del trabajo de maquinaria o del paso de humanos o animales. La segunda es la luz, proveniente tanto del sol como del ambiente. Y finalmente los gradientes de temperatura, que permiten saltos térmicos de los que obtener energía.

Sistemas mediante vibraciones y energía mecánica

Empresas como POWERleap o Pavegen ya han desarrollado pavimentos que aprovechan el paso de los humanos, trenes o automóviles para generar energía. La idea se originó en una discoteca de Rotterdam que aprovechaba los saltos y bailes de los jóvenes para abastecerse. Los ejemplos más claros de hoy en día son ciertas calles de Toulousse, o la estación de trenes de Tokyo, que se iluminan debido al paso de los peatones.

Sistemas fotovoltaicos

Aparte de los sistemas mecánicos, también existen sistemas fotovoltaicos. Estos funcionan convirtiendo la radiación del sol en energía eléctrica mediante paneles de silicio o algún material con propiedades similares. Entre los sistemas existentes podemos destacar mochilas solares que sirven para cargar los dispositivos que se guardan en el interior, o también cargadores solares para dispositivos portátiles.

Sistemas termoeléctricos

Estos sistemas se basan en aprovechar el calor residual de ciertos procesos. Dos de los ejemplos prácticos son el medidor de pulsaciones que se coloca en los dedos, desarrollado por el Holst Center, y o los conversores termoeléctricos de Fraunhofer IIS. En el futuro se aspira a que estas tecnologías sirvan para convertir pérdidas de calor mayores en energía eléctrica utilizable como, por ejemplo, el del motor de combustión de los automóviles.

Por lo tanto, la Energía Ambiental, o el Energy Harvesting, es un paso más en el camino hacia un mundo sostenible. Las energías renovables limpias a gran escala son el futuro, pero en ese futuro también caben todas las ideas que supongan reducir las emisiones contaminantes.

 

FUENTE: Energía Ambiental (Energy Harvesting), Mª Cruz Acero y Jaime Esteve

Imagen: Sensitile Systems

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