{"id":56279,"date":"2021-05-17T10:41:07","date_gmt":"2021-05-17T10:41:07","guid":{"rendered":"https:\/\/www.ull.es\/portal\/noticias\/?p=56279"},"modified":"2021-05-17T12:07:37","modified_gmt":"2021-05-17T12:07:37","slug":"exprimiendo-la-luz","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ull.es\/portal\/noticias\/2021\/exprimiendo-la-luz\/","title":{"rendered":"Exprimiendo la luz"},"content":{"rendered":"

Resulta curioso pensar que una pandemia y su consecuente confinamiento, como el que hemos vivido nosotros, le sirvi\u00f3 a Newton para poner sus ideas en orden y elaborar unas de las teor\u00edas m\u00e1s famosas y revolucionarias de la Historia. Aunque todos imaginamos al f\u00edsico ingl\u00e9s dormitando bajo un \u00e1rbol y a punto de ser golpeado por una manzana, lo cierto es que Newton tambi\u00e9n fue un gran estudioso de la luz. Sin ir m\u00e1s lejos fue el primero en descomponer la luz blanca, la visible, en los diferentes colores que la componen. Tan importante es la investigaci\u00f3n de la Luz que tiene su propio d\u00eda. Cada a\u00f1o, el 16 de mayo celebramos el D\u00eda Mundial de la Luz. Esta es, seg\u00fan sus organizadores \u201cuna iniciativa global que promover\u00e1 una celebraci\u00f3n anual para incrementar el conocimiento que la sociedad tiene del papel crucial que la ciencia de la luz y las tecnolog\u00edas de la luz representan en el mundo actual, en campos tan diversos como la medicina, las comunicaciones, la producci\u00f3n de energ\u00eda, la agricultura, la biolog\u00eda, la astronom\u00eda, etc.\u201d<\/span><\/p>\n

Podr\u00edamos afirmar que el D\u00eda de la Luz es el d\u00eda de los d\u00edas, ya que este elemento mitad part\u00edcula, mitad onda, est\u00e1 presente en muchos aspectos de nuestra vida, desde la luz que nos llega del sol hasta la que circula por la fibra \u00f3ptica llevando terabytes de informaci\u00f3n. Es directamente responsable de la vida en la Tierra, causante de vientos, generador de calor, canal de comunicaci\u00f3n e instrumento de observaci\u00f3n. Detr\u00e1s de la capacidad de exprimir la luz est\u00e1 la oportunidad de acceder a fuentes de energ\u00eda limpias e inagotables.<\/span><\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Nuestro protagonista de hoy ha hecho del estudio de la luz su objetivo. Desde que se licenci\u00f3 en Ciencias F\u00edsicas no ha dejado de escudri\u00f1ar la luz en busca de nuevas propiedades. Jorge M\u00e9ndez Ramos es profesor titular del Departamento de F\u00edsica de la Universidad de La Laguna y lleva cerca de 20 a\u00f1os intentando sacarle todo el jugo posible a la Luz desde varios frentes diferentes.\u00a0<\/span><\/p>\n

\u00a1Se fue la luz! Esta desafortunadamente habitual frase nos arrastra a menudo a la confusi\u00f3n, ya que solemos llamar luz a la corriente el\u00e9ctrica. La hemos denominado por una de sus aplicaciones m\u00e1s populares, la luz el\u00e9ctrica. Es como si llam\u00e1ramos ducha al agua corriente. La luz es mucho m\u00e1s, como bien conoce Jorge M\u00e9ndez. \u201cDesde que acab\u00e9 la carrera no he dejado de trabajar con la luz, primero estudiando el Erbio, un elemento qu\u00edmico englobado dentro de las Tierras Raras que es fundamental para la fibra \u00f3ptica, despu\u00e9s pas\u00e9 a las placas solares, trabajando en aumentar su eficiencia utilizando estos mismos materiales. Tambi\u00e9n hemos trabajado en materiales luminiscentes que emiten luz blanca, como la que utilizan las pantallas. Estas fuentes de luz blanca han derivado en dos patentes\u201d.<\/span><\/p>\n

\u00bfQu\u00e9 relaci\u00f3n tienen una salina de Gran Canaria con la capacidad de obtener Hidr\u00f3geno? Estos dos escenarios, a priori muy distantes, se dar\u00e1n la mano al final de nuestra historia que nos llevar\u00e1 desde el Sol hasta la capacidad de obtener una fuente de energ\u00eda ilimitada y limpia, pasando por las Tierras Raras. Todo, a trav\u00e9s de la luz.<\/span><\/p>\n

Las denominadas Tierras Raras y la luz tienen una historia com\u00fan que se remonta varias d\u00e9cadas atr\u00e1s. Estos elementos se han utilizado tradicionalmente en la iluminaci\u00f3n y, aunque los denominamos \u201craros\u201d son m\u00e1s cotidianos de lo que imaginamos, pues est\u00e1n presentes en los famosos tubos fluorescentes. El primer uso que se le dio a las Tierras Raras fue en los a\u00f1os 60 y 70. Una de sus primeras aplicaciones fueron los tubos fluorescentes, en principio se utilizaba el Europio o el Terbio, por eso los americanos vieron su potencial y comenzaron a sacar Tierras Raras en sus minas. De ah\u00ed se pas\u00f3 a las telecomunicaciones. Aproximadamente en los a\u00f1os 90 se produjo el boom de la fibra \u00f3ptica gracias a la televisi\u00f3n e internet.\u00a0 Desde ese momento hemos visto c\u00f3mo China lideraba el mercado, ya que es el mayor productor de Tierras Raras del mundo, con mucha diferencia del segundo. \u201cAhora vivimos una carrera internacional en la investigaci\u00f3n de estos elementos para la generaci\u00f3n de energ\u00edas renovables, tanto para mejorar la eficacia de las placas solares como para la generaci\u00f3n de Hidr\u00f3geno Verde\u201d.\u00a0<\/span><\/p>\n

El Hidr\u00f3geno Verde<\/b><\/p>\n

Estamos en un momento de transici\u00f3n entre el uso del petr\u00f3leo y las energ\u00edas renovables. De la misma manera que no salimos de la Edad de Piedra por que se acabaran las piedras, no esperaremos a que se agote el petr\u00f3leo para pasar a otro modelo energ\u00e9tico. El cambio vendr\u00e1 de la mano de la concienciaci\u00f3n social, de un cambio en nuestras necesidades y gustos de consumo. Ahora vivimos un momento de enfoque hacia las energ\u00edas renovables, unas fuentes de energ\u00eda que no emiten CO<\/span>2<\/span> pero que contin\u00faan teniendo un indiscutible impacto ambiental en modo de generaci\u00f3n de residuos no reciclables, alta ocupaci\u00f3n del suelo o de impacto visual. Las fuentes de energ\u00eda alternativas como la fotovoltaica y la e\u00f3lica son el camino, pero no la meta. El objetivo es conseguir una fuente de energ\u00eda completamente limpia, inagotable y de f\u00e1cil acceso, y el Hidr\u00f3geno Verde puede ser la soluci\u00f3n.\u00a0<\/span><\/p>\n

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\u201cEl gran problema de las energ\u00edas renovables es el almacenamiento de una energ\u00eda que es intermitente, como la del sol o el viento. Las bater\u00edas son limitadas y lo ser\u00e1n siempre, no podr\u00e1n crecer indefinidamente. La soluci\u00f3n est\u00e1 en almacenar la luz del sol en un combustible, eso es el Hidr\u00f3geno\u201d. \u00bfY para qu\u00e9 queremos Hidr\u00f3geno? \u00bfC\u00f3mo sacamos electricidad de ah\u00ed? La soluci\u00f3n est\u00e1 en un proceso harto conocido por los qu\u00edmicos y que est\u00e1 en el origen de las pilas de combustible.\u00a0<\/span><\/p>\n

Las pilas de combustible combinan el Hidr\u00f3geno con el Ox\u00edgeno del aire para generar energ\u00eda y agua como producto residual. De una manera m\u00e1s t\u00e9cnica podemos decir que los protones de Hidr\u00f3geno que utilizamos como combustible son atra\u00eddos hacia el ox\u00edgeno a trav\u00e9s de una membrana, produciendo agua, y dejando atr\u00e1s los electrones de Hidr\u00f3geno, creando como resultado una corriente el\u00e9ctrica que se puede extraer para mover un motor el\u00e9ctrico. El kit de la cuesti\u00f3n est\u00e1 en los ingredientes de la membrana que, como no pod\u00eda ser de otra manera, est\u00e1 compuesta por Tierras Raras.<\/span><\/p>\n

Pero se puede ir un poco m\u00e1s all\u00e1. La soluci\u00f3n definitiva est\u00e1 mucho m\u00e1s cerca de lo creemos, nos rodea de una manera exuberante. Las plantas llevan millones de a\u00f1os convirtiendo la luz del sol en energ\u00eda, directamente, sin pasos intermedios y de una manera muy eficiente. Ahora, investigadores como Jorge M\u00e9ndez est\u00e1n intentando imitar la famosa fotos\u00edntesis de las plantas para generar energ\u00eda como ellas. \u201cNosotros ahora estamos trabajando con los materiales que emiten luz, las Tierras Raras, para mejorar la eficiencia de la generaci\u00f3n de Hidr\u00f3geno verde. Pasa algo similar que con las placas solares. Las placas fotovoltaicas solo aprovechan la luz visible, la ultravioleta y la infrarroja no, por lo tanto, exprimen muy poco la luz que no llega del sol. Con el Hidr\u00f3geno verde sucede lo mismo, lo que haces es meter electricidad en el agua para sacar Hidr\u00f3geno, la descompones. Pero esa electricidad tiene que venir de alg\u00fan lado. Lo ideal es que venga de la renovable, de la placa solar o del molino e\u00f3lico, por ejemplo\u201d.\u00a0 Pero no todo el consumo de Hidr\u00f3genos es sostenible, ahora se utiliza el Hidr\u00f3geno Gris, es el Hidr\u00f3geno que se extrae quemando carb\u00f3n o petr\u00f3leo. \u201cTu coche no contamina, pero si lo hace la central el\u00e9ctrica, al final es lo mismo, solo que no lo vemos\u201d.\u00a0<\/span><\/p>\n

Se puede ir un paso m\u00e1s all\u00e1. Obtener hidr\u00f3geno utilizando energ\u00edas renovables es un gran paso y un considerable avance medioambiental, pero se puede llegar m\u00e1s lejos, solo tenemos que imitar a las plantas, es la fotos\u00edntesis artificial. Ahora tenemos que usar una tecnolog\u00eda que transforma la energ\u00eda solar o e\u00f3lica en electricidad y otra que usa esa energ\u00eda para obtener hidr\u00f3geno. Pero \u00bfy si pudi\u00e9ramos obtener Hidr\u00f3geno exponiendo directamente el agua al Sol? Sin intermediarios tecnol\u00f3gicos, como hacen las plantas. En esto trabaja el grupo de investigaci\u00f3n MAGEC, siglas de \u201cMateriales para una Avanzada Generaci\u00f3n de Energ\u00eda en Canarias\u201d pero que contienen un gui\u00f1o obvio a la cultura aborigen, ya que MAGEC era el nombre que le daban los guanches al Sol.\u00a0<\/span><\/p>\n

\u201cLo ideal ser\u00eda transformar la energ\u00eda solar directamente en Hidr\u00f3geno, sin pasar por otras tecnolog\u00edas intermedias, eso es lo que hacen las plantas. Las plantas no tienen placas solares ni molinos para generar energ\u00eda que pasarle al cloroplasto. Las plantas fabrican Hidr\u00f3geno directamente del agua y el Sol. Quedan muchos problemas tecnol\u00f3gicos que resolver, mientras hay que seguir utilizando las energ\u00edas renovables para obtener Hidr\u00f3geno Verde. Ahora estamos trabajando en esto que tambi\u00e9n se denomina fotocat\u00e1lisis del agua o combustible solar\u201d.\u00a0<\/span><\/p>\n

En realidad, el concepto es real, se puede obtener Hidr\u00f3geno directamente del agua utilizando la luz solar, esto es algo que realiz\u00f3 por primera vez en 1972. Pero no lancemos las campanas al vuelo, porque esta reacci\u00f3n solo se logr\u00f3 solo con luz Ultravioleta (UV), que es justamente la parte de la luz solar que con menor cantidad llega a la Tierra. Afortunadamente s\u00f3lo un 4%, ya que si bien es malo para la generaci\u00f3n de electricidad es fundamental para la preservaci\u00f3n de la vida. La Capa de Ozono nos protege de esta radiaci\u00f3n que, en dosis altas, es incompatible con la vida.\u00a0<\/span><\/p>\n

\u00bfQu\u00e9 podemos hacer entonces? Es impensable utilizar un sistema de generaci\u00f3n de energ\u00eda que solo aproveche el 4% de la luz del Sol, ser\u00eda muy poco eficiente. Ahora se est\u00e1 trabajando en materiales que pasen el resto de la luz solar a UV. \u201cSabemos que el \u00d3xido de Titanio es un fotocatalizador que funciona, los qu\u00edmicos est\u00e1n trabajando el optimizarlo, pero nosotros lo que hemos planteado es una nueva estrategia: si sabemos que ese fotocatalizador es el que mejor funciona, utilic\u00e9moslo. \u00bfQue solo reacciona con el UV? pues bien, convirtamos toda la luz del Sol en Ultravioleta. Llevamos varios a\u00f1os investigando y publicando sobre esto. Ahora estamos colaborando con el centro tecnol\u00f3gico IDONIAL de Asturias para dise\u00f1ar prototipos con capas y vidrio luminiscentes, etc\u201d.\u00a0<\/span><\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Las salinas canarias pueden tener la clave<\/b><\/p>\n

En el a\u00f1o 2009 el Gobierno de Estados Unidos encarg\u00f3 un estudio a un comit\u00e9 de expertos compuesto por cient\u00edficos de sus universidades m\u00e1s prestigiosas para que propusieran maneras de obtener Hidr\u00f3geno del agua. Ese estudio tecnoecon\u00f3mico contemplaba el dise\u00f1o de \u201cunas instalaciones costeras de piscinas de agua de mar poco profundas\u201d. Incluso se adjuntaron unos bocetos con cuadr\u00edculas de piscinas de 10 cent\u00edmetros de profundidad con agua de mar.\u00a0<\/span><\/p>\n

Al leer este informe Jorge M\u00e9ndez pens\u00f3: \u201cEso es una salina canaria de toda la vida. Las salinas son piscinas de agua de mar que est\u00e1n en la costa, y adem\u00e1s tienen unos 10 cent\u00edmetros de profundidad, son fotorreactores naturales de agua mar, aunque hasta ahora sacamos solo sal\u201d. La idea es saber qu\u00e9 pasa en las salinas cuando unimos el sol, el agua del mar y los barros que se utilizan, que no son de cualquier tierra. \u201cTenemos mucho que aprender de los salineros y llevar la salina al laboratorio para aprender de la naturaleza y la artesan\u00eda de nuestros abuelos\u201d, asegura el investigador de la Universidad de La laguna, y director acad\u00e9mico del congreso internacional <\/span>SHIFT 2022<\/span><\/a>.<\/span><\/p>\n

Las salinas seguir\u00e1n extrayendo sal de primera calidad, pero tambi\u00e9n pueden ser la clave de c\u00f3mo se podr\u00eda extraer Hidr\u00f3geno utilizando solo la energ\u00eda del sol. Uno de los objetivos del proyecto es utilizar esta experiencia para aprovechar algunas de estas instalaciones costeras para implementar los elementos necesarios para obrar esa reacci\u00f3n maravillosa que imita a las hojas de las plantas.\u00a0<\/span><\/p>\n

Unidad de cultura cient\u00edfica y de la innovaci\u00f3n (UCC+i) Cienci@ULL<\/b><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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