Los caminos inteligentes pueden ser una plataforma para la energía solar

Los alcaldes de Nueva York y Atlanta, Georgia, sufrieron duras críticas por su manejo de las recientes tormentas de nieve, pero en el futuro cercano la tecnología podría limpiar las calles de hielo y nieve , simplemente derritiéndolos.

Los crudos inviernos de Estados Unidos cuestan a la economía del país miles de millones de dólares cada año en equipo para quitar la nieve, daños a calles y vehículos por el clima, días escolares adicionales y los ingresos perdidos de los negocios cerrados.

Scott Bursaw, un ingeniero eléctrico de 53 años de la pequeña Sagle, Idaho, cree tener la solución. Hasta el momento, ha generado interés en el gobierno federal y en la empresa General Electric en su idea de caminos alimentados por energía solar, hechos con un vidrio súper fuerte, en lugar del convencional asfalto o concreto.

"Estoy mirando por la ventana en este momento y veo cerca de 30 centímetros de nieve, así que si podemos hacer funcionar el proyectyo aquí, lo podremos hacer en cualquier lugar del país", dijo Bursaw. "Espero que esta primavera comencemos a sentar las bases justo fuera de nuestro edificio".

Las celdas solares dentro de la superficie del vidrio permitirían que el camino actúe como un gigantesco generador de energía solar, alimentando elementos incorporados de calefacción, y haciendo los quitanieves y otros equipos para remover la nieve innecesarios.

Los elementos de calefacción podrían trabajar "como en la ventana trasera de tu auto", dijo el inventor, quien pretende experimentar con los ajustes de temperatura durante las siguientes etapas del proceso de desarrollo.

La electricidad generada por la carretera podría ser utilizada para recargar vehículos eléctricos y alimentar el alumbrado y señales de precaución LED del mismo camino.

De hecho, Brusaw cree que los caminos solares, si son ampliamente aceptados, podrían generar eventualmente electricidad limpia en todo el mundo, eliminando la necesidad de combustibles fósiles y salvando al planeta del cambio climático mundial.

Acoplando el pavimento y edificios

En el otro lado del país, en el Instituto Politécnico de Worcester en Massachusetts, el ingeniero civil, Rajib Malick, tiene una visión propia de caminos inteligentes.

Con la ayuda de una beca de la National Science Foundation y el Massachusetts Technology Collaborative, él y un grupo de colegas están trabajando para desarrollar un pavimento más fuerte y que absorba el calor.

Una idea es integrar al pavimento tuberías de media pulgada llenas con un fluido que resista el congelamiento. En un clima más cálido, el fluido calentado por el sol es almacenado en una cámara de aislamiento, en donde permanecerá caliente. Entonces, en un clima frío, cuando sea necesario, el fluido caliente será enviado a través de las tuberías para derretir el hielo y la nieve.

"Piensa en ello, tenemos más de 4.8 millones de kilómetros de carreteras expuestas a la luz solar. Podríamos almacenar esa energía sin necesidad de celdas solares fotovoltaicas, y gratis", dijo Mallick.

En el verano, el sistema podría vincular los estacionamientos con edificios adyacentes, dijo Mallick, transfiriendo el calor del asfalto a tanques de agua de edificios adyacentes, lo cual podría ahorrar electricidad.

Incluso el clima caluroso como el de Miami, Florida, podría beneficiarse del pavimento regulador de temperatura. El proyecto de Worcester estima que cada 50 metros de tubería integrada en el pavimento de Miami costaría 12,500 para construir, 1,000 al año para mantenimiento y proporcionaría suficiente energía anual para dar energía a 55 casas al mes.

En seis años, el pavimento inteligente podría pagarse a sí mismo con la producción de energía y el ahorro, de acuerdo a una investigación de Mallick y sus colegas.

Las tres preguntas frecuentes que tiene Bursaw

Para Bursaw, la mayor oposición hasta ahora puede ser resumida en una palabra: "cambio", dijo. "Espanta a la gente, creo".

¿Cómo el vidrio puede dar suficiente tracción mientras soporta el peso, y el uso de autopistas de concreto o asfalto convencional? El vidrio, especialmente cuando se fusiona con en diferentes capas, es más fuerte de lo que la gente cree, dijo Burstaw. Dijo que ha unido esfuerzos con los principales investigadores de vidrios en la University of Dayton y Penn State, quienes han desarrollado un vidrio súper resistente que podría ofrecer a los vehículos la tracción necesaria.

¿Cuánto costaría la autopista solar? Bursaw calcula un costo estimado, a gran detalle, en su página web. La respuesta rápida: cada 1.6 kilómetros costaría 4.4 millones de dólares. ¿Cómo se pagaría? Una carretera más limpia, autosustentable que eventualmente pagaría por sí misma en producción de energía y de otras formas, dijo.

¿La superficie de la carretera solar podría recolectar suficiente luz de sol cuando esté congestionada? Sí, dijo. Incluso cuando los caminos estén congestionados con el tráfico, la recolección solar será del 50%, según sus estimaciones.

Apoyo federal y estatal

Construir y mantener caminos "mejores, más rápidos y más inteligentes", para mejorar la seguridad, incrementará el valor del contribuyente y para permanecer competitivo en la economía global hay algunas razones detrás del compromiso de la Administración Federal de Carreteras con la innovación, dijo el administrador de la agencia, Victor Méndez.

La Administración Federal de Autopistas (FHWA, por sus siglas en inglés) le dio a Brusaw un contrato por 100,000 dólares y está apoyando otras investigaciones de caminos inteligentes en todo el país. Virginia Tech está buscando utilizar unas máquinas llamadas generadores piezoeléctricos para convertir el peso del tráfico de los camiones sobre el pavimento en energía que alimente las señales luminosas cercanas.

Otro programa de FHWA en la Universidad de Nebraska-Lincoln estudiará cómo los híbridos solares y los generadores eólicos, colocados a lo largo de los caminos, pueden alimentar la infraestructura de autopistas, e incluso enviar electricidad adicional a las comunidades cercanas.

Sin embargo, después de que ideas como ésta son perfeccionadas en los laboratorios, el camino político y financiero del mundo real podría ser difícil cuando los presupuestos estatales y federales son muy limitados, dijo Robert E. Lang, director del panel de expertos Brookings Mountain West de la Universidad de Nevada Las Vegas.

"No hay muchas fuentes de ingreso para pagar esto", dijo Lang. Justificar el costo de instalar caminos inteligentes anti-nieve puede ser más sencillo en áreas de alta densidad de población, dijo Lang, en donde se les puede cobrar a los vehículos por el derecho de utilizarlas.

En cuanto a Bursaw, su meta es asociarse con cadenas nacionales de alto perfil como McDonalds o Walmart, para convertir sus estacionamientos convencionales en alimentados por energía solar, interactivos, espacios con control de temperatura en donde los propietarios de los vehículos puedan recargar sus vehículos mientras compran o recorren el país.

"La FHWA nos dijo que no nos van a dejar probarlo en carreteras para iniciar esto", dijo Bursaw. "Nos dijeron que fuéramos a un estacionamiento primero, probáramos la tecnología y la perfeccionáramos y aprendiéramos ahí las lecciones, lo cual tiene sentido".