El año de la luz

Los científicos son optimistas en cuanto al grafeno: es resistente, abundante y económico

La luz es necesaria para nuestra existencia. En el caso de la ciencia, la luz ha revolucionado la medicina, la agricultura y el campo de la energía, así como la tecnología óptica que es la base de la infraestructura moderna de las comunicaciones”, así comenzó su discurso Ban Ki-moon, secretario general de Naciones Unidas, en la ceremonia de inauguración del Año Internacional de la Luz.

La iniciativa busca generar conciencia, desarrollar nuevas tecnologías y ampliar el acceso a este recurso que se ha vuelto básico. Casi 1.600 millones de personas en el mundo no cuentan aún con electricidad. Varios países africanos –como Malaui o Níger– no alcanzan el 10% de hogares iluminados. En Uruguay, el índice es del 99,7%. El dato anterior es alarmante, dado que la luz y la energía eléctrica son sinónimos de cambio y de transformación social y cultural.

“La electricidad cambió la manera en la que el hombre se relaciona con la energía”, consideró Ramón Méndez, ex director nacional de Energía. Y agregó: “Fue un hecho clave de la historia cuando las personas la dejaron entrar en sus casas”.

Desde 1879, cuando Joseph Swan hizo funcionar la primera lamparita incandescente de la historia, el hombre se relaciona con esta tecnología. Ahora, el Año Internacional de la Luz trae varios avances, como las lamparitas de grafeno y la aplicación de distintos mecanismos lumínicos para mejorar la calidad de la educación y la salud de los seres humanos.

La luz es necesaria para nuestra existencia. En el caso de la ciencia, la luz ha revolucionado la medicina, la agricultura y el campo de la energía, así como la tecnología óptica que es la base de la infraestructura moderna de las comunicaciones”, dijo Ban Ki-moon, secretario general de Naciones Unidas

Cuestión de eficiencia

El vínculo entre energía y desarrollo es fuerte. Como también lo es con los problemas medioambientales. El 80% de la energía se genera a partir de minerales, recursos finitos que se sacan de la tierra. A su vez esta explotación es la responsable de los cambios climáticos en el mundo y los expertos opinan que una transformación colectiva y a corto plazo es la única solución para intentar detenerlos.

En los últimos años las empresas han dedicado todos sus esfuerzos para producir productos que usen la energía de forma más eficiente y lo han logrado. Las heladeras consumen 40% menos que hace 20 años y las lamparitas hasta 20% menos. Por ejemplo, del consumo total de una lamparita incandescente, solo el 15% se convierte en luz; el otro 85% se traduce en calor y en radiación. Pero otra cosa sucede con las lámparas de vapor de mercurio o fluorescentes: su rendimiento es 10% superior, emiten menos calor y radiación y dan mayor luz.

Méndez indicó que Uruguay se encuentra a la vanguardia en materia de eficiencia energética. La población, a pesar de haber aumentado su acceso a los servicios eléctricos, ha mantenido sus niveles de consumo a raya. “La eficiencia energética es sobre todo un aspecto cultural más que tecnológico”, alertó Méndez. “Cada vez los ciudadanos nos interesamos más por ser eficientes”, dijo a Cromo.

Pero hay un escollo: el precio de los productos green o eficientes. Mientras que una lamparita común cuesta un promedio de $ 15, una de bajo consumo se aproxima a los $?200. El gasto, si se puede hacer, vale la pena, ya que implica un consumo menor de vatios y mayor cantidad de luz.

La solución prometida

Este año se conocieron algunos progresos dentro de este universo. El más notorio es el que se ha considerado como el futuro de las lamparitas: el grafeno.

Denominado por algunos investigadores como “un material con propiedades mágicas”, la conmemoración que se celebra sobre la luz parece ser el escenario perfecto para catapultar a este material atómico al mercado (ver ¿Cuáles son las ventajas del grafeno?)

Fue un hecho clave de la historia cuando las personas dejaron entrar la electricidad en sus casas”, señaló Ramón Méndez, exdirector nacional de Energía

El grafeno sería capaz de componer una lamparita 10% más eficiente que las de bajo consumo. La sustancia está formada por carbono puro, es más fuerte que el acero, pero sumamente liviana.

Su descubrimiento le valió el premio Nobel de Física a Andréy Gueim y a Konstantín Novosiólov en 2010. Hasta se formó su propia academia, el Instituto Nacional de Grafeno en la Universidad de Manchester, donde los expertos analizan y prueban su uso y eficiencia.

Se espera que las lamparitas de grafeno comiencen a comercializarse de forma masiva este año. El instituto dice haber encontrado una forma sencilla y económica de producirlo y distribuirlo en grandes cantidades. Los encargados del proyecto afirman que el precio de una lamparita rondará los US$?20, pero hasta ahora no han especificado cuánto más duradera será en comparación con las lámparas fluorescentes compactas, cuya vida útil oscila entre 3.000 y 8.000 horas.

En apariencia será igual a una tradicional, solo que tendrá luces LED recubiertas de grafeno. Una diferencia importante es que las de grafeno no contienen mercurio, por lo que su toxicidad e impacto en el medioambiente es significativamente menor.

Más allá de este uso, los científicos también buscan explotar el grafeno en otras aplicaciones. La medicina, por ejemplo, planea utilizarlo en tratamientos de pacientes con cáncer, ya que este material podría ser útil para producir moléculas capaces de destruir células cancerígenas.

También lo observa de cerca la industria automovilística por tratarse de una materia prima ligera y sumamente resistente para la elaboración de chasis. En la última edición del Salón del Automóvil de Ginebra se presentó el GTA Spano, el primer automóvil con componentes de grafeno.

Además, investigadores de la Universidad de Beihang en China lo aliaron con el azufre para crear baterías, en teoría, más duraderas y económicas.

Debido a su peculiar estructura de alta densidad, también se lo estudia para su posible uso durante la desalinización del agua en menos tiempo y con un costo mucho más reducido en comparación con los métodos más tradicionales.

Pero tiene usos tan diversos como el que llevó a este material hasta la raqueta del tenista serbio Novak Djokovic, que desde 2013 usa una hecha con una aleación de grafeno, que le permite imprimir más potencia a los golpes con menos esfuerzo.

A la luz de la innovación

El grafeno no es el único avance de la tecnología de la luz. Debido a que se trata de un área en la que se involucran físicos, biólogos, químicos, matemáticos y hasta diseñadores, sus alcances parecen ser infinitos, multidisciplinarios y transversales a la vida humana.

Mar Gandolfo, directora de la Philips Lighting University, explicó que en diversas empresas electrónicas se está investigando cómo la luz puede mejorar la vida de las personas en hospitales, colegios y oficinas.

Por ejemplo, se ha implementado un techo luminoso en un hospital alemán que permite estimular a los ojos de forma natural para que el organismo segregue una hormona que evita el delirio en pacientes psiquiátricos. Por otro lado, se ha aplicado una tecnología similar en un salón de clase para ayudar a los estudiantes a concentrarse durante pruebas y exámenes. El proyecto lleva el nombre de School Vision y, según Gandolfo, parece estar funcionando con mucho éxito.

Resulta curioso observar cómo una tecnología que forma parte de la vida cotidiana del hombre desde hace tiempo pase inadvertida para algunos y llegue a hacerles falta a otros. La luz juega un papel primordial en el mundo. Si es para bien o para mal depende de la forma en la que es consumida por el hombre.

¿Cuáles son las ventajas del grafeno?

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Es un material formado por átomos de carbono. Es transparente, flexible, resistente, impermeable, abundante, económico y conduce la electricidad mejor que ningún otro metal conocido. En concreto, es cerca de 100 veces más fuerte que el acero.

Los átomos están dispuestos en una estructura de panal de abeja de dos dimensiones.

El descubrimiento del grafeno fue anunciado en 2004 por la revista Science

Aproximadamente, 1% de grafeno puede convertir al plástico en conductor de electricidad.

Los investigadores sostienen que podría sustituir al silicio en la electrónica.