La fermentación es quizá una de las tecnologías más antiguas que ha acompañado a la humanidad desde hace miles de años. A lo largo de la historia, son numerosas las pruebas y vestigios encontrados que demuestran el uso de la fermentación por parte de diversas culturas y civilizaciones, como una práctica común y fundamental en la producción de alimentos y bebidas, o incluso con fines medicinales y ceremoniales.
Así, por ejemplo, se han encontrado restos arqueológicos en China (7000-6600 a.c) de una bebida fermentada hecha de arroz, miel y frutas en vasijas de cerámica, o en Irán (5000 a.c.) jarras de cerámica con residuos de vino, o jeroglíficos y papiros egipcios (2500 a.c.) que describen la producción de cerveza y vino, así como su consumo en ceremonias religiosas y en la vida cotidiana.
Además, el análisis de restos botánicos (semillas, fragmentos de plantas) ha proporcionado pruebas del uso de plantas fermentadas, o más recientemente el análisis y estudio del ADN de levaduras y otros microorganismos, ha permitido tener una evidencia genética del uso de la fermentación desde antiguo. Estos métodos ancestrales sentaron las bases para el uso y evolución de una práctica que ha ido evolucionando significativamente a lo largo del tiempo.
La aplicación de técnicas biotecnológicas para la fabricación de productos farmacéuticos, biocombustibles, fertilizantes y suplementos nutricionales ha demostrado ser una herramienta milenaria que se ha adaptado y sofisticado para adaptarse a las necesidades actuales.
Desafíos globales como la sostenibilidad ambiental, la seguridad alimentaria, la escasez de alimentos, la reducción y valorización de residuos encuentran en la fermentación una herramienta poderosa para abordar estos problemas.
De este modo, el uso de diferentes microorganismos puede ser la clave a la revalorización de diferentes subproductos y residuos de la industria, transformándolos en productos de alto valor como biocombustibles (biodiésel, biogás), compuestos biodegradables (bioplásticos), o moléculas de interés (lípidos, ácidos orgánicos, colorantes, etc.) que pueden ser incorporados de nuevo a la cadena de valor contribuyendo así a una economía circular.
La fermentación puede transformar algunos subproductos agroalimentarios, que de otro modo serían desperdiciados, en productos con perfil organoléptico mejorado, al reducir o transformar compuestos no deseados que afectan negativamente al sabor y la textura. De este modo, los procesos fermentativos pueden mejorar el perfil organoléptico y, por tanto, la aceptabilidad de ciertos subproductos, para posteriormente incorporarlo de nuevo a la cadena de valor.
Otro de los retos futuros es el aumento de la población mundial que trae consigo el aumento de la demanda de proteínas y plantea retos sobre la sostenibilidad de las fuentes tradicionales de las mismas, como la carne y los productos lácteos. Aquí es donde el uso de microorganismos, en este caso la fermentación con hongos, emergen como una alternativa a las fuentes tradicionales de proteínas. La fermentación con hongos es clave para obtener microproteínas que permiten desarrollar sabores y texturas que imitan a la carne y son atractivas sensorialmente para el consumidor. Este tipo de proteínas son ricas en nutrientes de alta calidad, y además se presentan como alternativa que requiere menos recursos naturales (agua y tierra) y produce menos gases efecto invernadero.
La fermentación tiene también el potencial de mitigar la contaminación, teniendo un papel muy importante en la gestión de residuos y la reducción de contaminantes. Así, ciertos residuos orgánicos (aceites usados, residuos industriales, aguas contaminadas) pueden ser fermentados para producir biogás, fertilizantes y bioplásticos, o puede utilizarse para tratar aguas residuales reduciendo compuestos orgánicos antes de ser liberados al medio ambiente. Estos procesos pueden utilizarse también en procesos de biorremediación, tratamientos de suelos y áreas contaminadas.
Incluso otro de los problemas actuales como es la acumulación de millones de toneladas de plástico, podría tener una alternativa en el uso de microorganismos, ya que, según las últimas investigaciones, podrían utilizarse ciertas bacterias y hongos para fermentar y degradar plásticos, como el polietileno y el poliéster, o incluso utilizarlos como fuente de carbono para obtener compuestos de interés.
Por tanto, la fermentación en la actualidad no queda restringida a su uso en la industria alimentaria para la producción de alimentos fermentados. La sociedad debe reconocer y explorar las alternativas que ofrece la biotecnología, y en particular los procesos fermentativos, para enfrentar retos presentes y futuros.
Aprovechar las capacidades de bacterias, levaduras y hongos para transformar materiales residuales en productos útiles, reducir el desperdicio y la contaminación permitirán avanzar hacia un futuro más limpio y sostenible, gracias a los microorganismos, unos compañeros de viaje que desde hace miles de años han sido útiles a la humanidad, y que ahora pueden ser la solución a muchos de nuestros retos futuros.
En el vasto universo de la tecnología energética, las baterías de iones de litio han reinado supremas durante décadas. Desde nuestros teléfonos móviles hasta los vehículos eléctricos, estas baterías han sido el motor silencioso que impulsa nuestra vida cotidiana. Pero, como toda tecnología, el litio también tiene sus limitaciones y desafíos. ¿Qué viene después? Acompáñanos a explorar las baterías del futuro y las alternativas al litio que podrían transformar el mundo.
¿Por qué buscar alternativas al litio?
El litio tiene numerosas ventajas, pero también presenta desafíos significativos. La extracción de litio puede ser ambientalmente costosa, y la creciente demanda está ejerciendo presión sobre los suministros globales. Además, las baterías de litio, aunque eficientes, tienen limitaciones en cuanto a capacidad de almacenamiento y seguridad. Entonces, ¿qué opciones tenemos?
Avances en baterías: superando retos para un futuro energético sostenible
En la búsqueda de alternativas más accesibles y abundantes que las baterías de litio-ion, las baterías de sodio-ion están emergiendo como una opción prometedora al utilizar sodio en lugar de litio como ion activo. Aunque actualmente no alcanzan la misma densidad energética que las baterías de litio, las baterías de sodio-ion ofrecen ventajas significativas en seguridad y sostenibilidad al emplear materiales más abundantes y menos costosos. Además, las baterías de estado sólido representan otra innovación al reemplazar el electrolito líquido por uno sólido, mejorando la seguridad y, potencialmente, la eficiencia energética con densidades de energía más altas y tiempos de carga más rápidos, lo que las hace ideales para aplicaciones en vehículos eléctricos y dispositivos portátiles. Por último, el grafeno, conocido por su estructura ultradelgada y resistente, está revolucionando el almacenamiento energético con promesas de tiempos de carga ultrarrápidos y una larga vida útil, promoviendo avances significativos en electrónica de consumo e industrias, y allanando el camino hacia una nueva generación de dispositivos más eficientes y duraderos.
Más allá de las baterías: explorando nuevas fronteras en almacenamiento energético
Aunque las baterías eléctricas han sido el pilar del almacenamiento energético moderno, depender únicamente de una tecnología no es suficiente para enfrentar los desafíos energéticos del futuro. La diversificación de las fuentes de almacenamiento es esencial para crear un sistema energético robusto y resiliente. Además de las baterías eléctricas, explorar opciones como el almacenamiento térmico y otros métodos innovadores nos permitirá aprovechar mejor las energías renovables, optimizar la eficiencia energética y asegurar un suministro constante y fiable.
¡Vamos a descubrir algunas de estas fascinantes alternativas!
¿Se pueden aprovechar recursos naturales abundantes para el almacenamiento de energía? ¡Aire y agua lo demuestran!
El almacenamiento de energía con aire comprimido (CAES) utiliza cavernas subterráneas o tanques para comprimir aire a alta presión durante periodos de baja demanda eléctrica. Cuando se requiere electricidad, el aire comprimido se expande para generar energía eficientemente mediante turbinas, siendo crucial para estabilizar redes eléctricas en áreas donde la topografía no permite embalses. Por otro lado, el almacenamiento hidráulico aprovecha embalses y presas para almacenar y liberar agua según la demanda, proporcionando estabilidad al sistema eléctrico y facilitando la integración de energías renovables intermitentes hacia un futuro más sostenible y estable.
Revolución energética: cómo cubrimos los picos de demanda con tecnología avanzada
En el vibrante mundo de la energía, uno de los mayores desafíos es gestionar esos momentos en los que el consumo energético se dispara inesperadamente. ¿Cómo aseguramos que nuestra red eléctrica aguante sin apagones?
Una alternativa pueden ser los volantes de inercia, que destacan por su capacidad de almacenar energía cinética en un disco giratorio y liberarla casi al instante. Pero no son los únicos héroes en este escenario. Los supercondensadores, con su habilidad para cargar y descargar energía a velocidades vertiginosas, también juegan un papel crucial al proporcionar un impulso de energía cuando más se necesita.
Al integrar estas tecnologías, capaces de proporcionar grandes picos de potencia en cortos períodos de tiempo, con otros sistemas de almacenamiento o generación, se logra una notable estabilidad en las redes eléctricas. Esto es especialmente beneficioso para pequeñas o medianas redes que se propongan operar de forma aislada, asegurando un suministro energético confiable y constante.
Materiales de cambio de fase (PCM): calor bajo control y materiales de cambio térmico (TCM): almacenamiento eficiente
Los materiales de cambio de fase (PCM, por sus siglas en inglés) son sustancias que almacenan y liberan grandes cantidades de energía térmica durante su proceso de fusión y solidificación. Estos materiales pueden ser utilizados para aplicaciones como laclimatización de edificios, mejorando la eficiencia energética y reduciendo la necesidad de sistemas de calefacción y refrigeración tradicionales.
Similar a los PCM, los materiales de cambio térmico (TCM) almacenan energía térmica, pero con mecanismos diferentes, como la absorción y liberación de calor mediante reacciones químicas. Los TCM pueden ser usados en sistemas de almacenamiento de energía térmica para plantas de energía solar, aumentando la eficiencia y la capacidad de almacenamiento.
Almacenamiento y transporte: amoníaco e hidrógeno. Soluciones integradas
El amoníaco está emergiendo como un vector energético prometedor. Puede ser utilizado como combustible directamente o como medio de almacenamiento de hidrógeno. Al ser liquido a temperatura y presión moderadas, es más fácil de almacenar y transportar que el hidrógeno puro. Además, se puede producir de manera sostenible utilizando energías renovables.
El hidrógeno es considerado por muchos como el combustible del futuro. Puede ser producido a partir de agua utilizando energía renovable, almacenado y luego convertido nuevamente en electricidad mediante celdas de combustible. Además, tiene aplicaciones térmicas y de movilidad. Sin embargo, el desafío sigue siendo la infraestructura para su producción, almacenamiento y distribución de manera eficiente y segura.
El futuro de las baterías y el almacenamiento energético es brillante
La carrera por la próxima generación de tecnologías de almacenamiento energético está en pleno apogeo. Con tantas opciones prometedoras en el horizonte, el futuro de la energía portátil y el almacenamiento parece más brillante que nunca. Desde el sodio y el grafeno hasta los innovadores materiales de cambio de fase y el hidrógeno, estamos a punto de presenciar una revolución energética.
En CARTIF, nos destacamos con proyectos innovadores que exploran soluciones avanzadas para el almacenamiento energético, como THUMBS UP y SINNOGENES, entre otros. Estos proyectos reflejan nuestro firme compromiso con la investigación y el desarrollo de tecnologías sostenibles que están destinadas a transformar el panorama energético global. Mantente al tanto de las últimas novedades visitando nuestro blog y la página web para seguir de cerca estos emocionantes avances.
La ‘innflación’ (innovación + inflación) es el fenómeno por el cual el aumento de la oferta de I+D no repercute en la reducción de su precio dado que existe una demanda estimulada hacia la adquisición de esa I+D.
Fig1. Sistema de innovación apagado y próspero según oferta y demanda agregada
Se trata del fenómeno que nos aleja de los sistemas de innovación apagados caracterizados por la reducción continuada de los precios al existir exceso de oferta y nos permite tener sistemas de innovación prósperos caracterizados por las relaciones de transferencia a largo plazo para que la I+D generada se transforme en innovación al explotarse con éxito.
Un sistema de innovación apagado, en el que no se da el fenómenos de la ‘innflación’, se caracteriza porque los recursos públicos destinados a la generación de oferta de I+D son gasto público, porque los agentes que generan esa oferta están estresados y compiten en un océano rojo en precio. Se trata de sistemas de innovación dependientes del exterior con bajos y decrecientes niveles de productividad caracterizados por la huida del talento.
«Sistema de innovación apagado. Sistema de innovación dependiente del exterior con bajos y decrecientes niveles de productividad caracterizados por la huida del talento.»
Fig 2. Representación con imágenes de las características de sistema de innovación apagado y próspero
Se trata por tanto de implementar políticas duales de innovación que permitan sostener la oferta de I+D, pero también estimular la demanda de I+D para que los recursos públicos sean inversión y no gasto, se compita en valor creando océanos azules y no en precio, infravalorando la innovación, se cuente con agentes de I+D estimulados y eficientes, se utilice nuestra propia tecnología y se fomente nuestra independencia tecnológica, y repercuta sobre el incremento de la productividad, y la retención del talento.
La estimulación de la demanda de I+D debe realizarse con políticas sistémicas con una visión global y única que incluya:
Políticas fiscales de deducciones atractivas para estimular nuevos inversores en innovación.
Política industrial que permita aumentar los m2 de plantas productivas dotadas de tecnología propia (oferta de I+D generada).
Políticas de educación y empleo para crear y conservar el talento.
Política de comunicación e información para crear cultura, pero, sobre todo, disciplina de innovación.
Políticas de creación de empresas de base tecnológica a partir de la oferta de I+D generada.
La estimulación de la demanda permitirá mantener las relaciones de transferencia a largo plazo y un efecto positivo en los niveles de ‘innflación’.
El sector de la construcción ha ido evolucionando con el paso de los años y, con él, los procesos y productos se han ido adaptando poco a poco a las necesidades del mercado en cada momento. Desde CARTIF llevamos alrededor de treinta años investigando y trabajando en el campo de las infraestructuras y la edificación para transformar la arquitectura, y así poder desarrollar soluciones tecnológicas centradas en la construcción sostenible e inteligente.
Actuamos en diferentes campos de aplicación con especial énfasis en la sensorización y monitorización de infraestructuras, en la integración de energías renovables en edificación, así como en tecnologías de impresión 3D en construcción, dispositivos y redes IoT (Internet of Things o Internet de las Cosas).
En la ruta hacia la búsqueda del hogar inteligente, CARTIF investiga en la rehabilitación y mantenimiento preventivo de edificios, digitalización y medición 3D, en simulación FEM, en el desarrollo de nuevos materiales con propiedades innovadoras y soluciones para la logística y el transporte.
Una prueba de ello es el proyecto METABUILDING Labs, donde lideramos la construcción de red de bancos de pruebas de componentes de fachadas.
El objetivo principal de este proyecto, financiado por el programa europeo Horizon 2020 y formado por un consorcio de 40 socios procedentes de 13 países europeos, es contribuir un Ecosistema Europeo de Innovación y una red de Bancos de Pruebas de Innovación Abierta (OITB) competitiva, sostenible e inclusiva, que estimule la inversión en tecnologías de vanguardia para envolventes de edificios.
Con la vista puesta en la optimización de la calidad técnica y medioambiental de los productos constructivos, el consorcio del proyecto está impulsando el desarrollo de estas tecnologías, facilitando el acceso a servicios e infraestructuras para la creación de prototipos, testeo y certificación. La plataforma metabuilding.com sirve como acceso virtual y único a este potente ecosistema de innovación, que incluye una amplia red de instalaciones del testeo.
Como complemento, durante el proyecto se han diseñado y desarrollado instalaciones innovadoras, replicables, estandarizadas y rentables, conocidas como O3BET (Open Source/Data/Access Building Envelope Testbench) para poder testear componentes innovadores para envolventes en condiciones reales a escala 1:1.
Desde CARTIF hemos estado involucrados en la definición de los requisitos y especificaciones del prototipo de este O3BET y ha construido el primer y único banco de pruebas de estas características en España, que está ubicado en el Parque Tecnológico de Boecillo, junto a nuestras instalaciones. A través de él se busca continuar trabajando en la puesta en marcha, la definición de ensayos y servicios, el desarrollo del gemelo digital correspondiente, así como en la réplica de este banco de pruebas que será construido en otros siete países más de la Unión Europea.
Este hecho supone un hito que queremos seguir trasladando a todas las empresas del sector de la rehabilitación de edificios, especialmente las PyMES, para facilitar su acceso a herramientas de ensayo altamente innovadoras. Y, en definitiva, para mejorar la sostenibilidad de la construcción.
En un mundo cada vez más globalizado, la tendencia a consumir productos locales y optar por cadenas cortas de distribución se ha vuelto cada vez más relevante. Este enfoque no solo tiene implicaciones económicas, sino también ambientales y sociales, que repercuten positivamente en los ciudadanos y en el planeta. Sin embargo, esta tendencia está lejos de establecerse como nuestra rutina de compra de alimentos.
De acuerdo con los datos publicados por el Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación 2021, los alimentos se distribuyen principalmente a través de supermercados, hipermercados y tiendas de descuento alcanzando un 73% de las ventas1, mientras que la tienda tradicional distribuye un 18% de los alimentos. A nivel europeo, las ventas directas entre agricultores y consumidores solo representan el 2% del mercado de alimentos frescos2.
Algunas formas de venta de productos locales o de proximidad a través de cadenas cortas de distribución son, por ejemplo, los mercados de productores, la venta directa en granja o la agricultura sostenida por la comunidad (CSA, por sus siglas en inglés), un modelo en el que los consumidores compran suscripciones directamente a los agricultores y a cambio reciben regularmente productos frescos, como frutas, verduras y a veces carnes o lácteos, durante la temporada de cosecha.
Consumir productos locales fortalece la economía de nuestra región. Al comprar directamente a productores y agricultores locales, se fomenta el crecimiento de pequeñas y medianas empresas, generando empleo y manteniendo los recursos dentro de la comunidad. Este ciclo de consumo y producción local ayuda a crear una economía más resiliente y menos dependiente de fluctuaciones globales.
Las cadenas cortas de distribución, caracterizadas por la mínima cantidad de intermediarios entre el productor y el consumidor, tienen un impacto directo en la frescura y calidad de los productos. Al reducir el tiempo y la distancia de transporte, los alimentos llegan más frescos y nutritivos a nuestras mesas. Además, esta reducción en el transporte disminuye las emisiones de carbono y la huella ecológica, contribuyendo significativamente a la lucha contra el cambio climático.
Desde una perspectiva social, el consumo local fortalece los lazos sociales. Conocer a los productores y entender el origen de los productos que consumimos crea una conexión más profunda y un sentido de pertenencia y responsabilidad hacia nuestra comunidad. Esta relación directa también permite un comercio más justo, donde los productores reciben una remuneración adecuada por su trabajo, evitando la explotación y promoviendo condiciones laborales dignas.
En términos de sostenibilidad, las cadenas cortas de distribución fomentan prácticas agrícolas y de producción más responsables y sostenibles. Los productores locales suelen adoptar métodos de cultivo más respetuosos con el medio ambiente, como la agricultura orgánica o regenerativa, que preservan la biodiversidad y mejoran la salud del suelo. Esto contrasta con las prácticas intensivas y a gran escala de las industrias alimentarias globales, que a menudo resultan en la degradación ambiental y pérdida de recursos naturales.
Sin embargo, existen barreras que no están permitiendo el despegue de este tipo de distribución. Las principales limitaciones son los pequeños volúmenes y limitada variedad de producción que no siempre son capaces de satisfacer la demanda de grandes compradores como en el caso de las compras públicas para hospitales, colegios, etc. También, el tiempo y la falta de conocimientos de los productores en áreas determinadas se pueden considerar barreras pues, además de dedicarse a las tareas de producción, deben realizar tareas de marketing, publicidad, venta, gestión, etc. Por otro lado, el mayor precio y la menor conveniencia, es decir, menos variedad de tamaños, formatos, pre-procesados etc. de este tipo de productos hace que no se adapten tanto al estilo de vida de muchas personas como lo hacen algunos productos vendidos en grandes cadenas de distribución. Así como la menor disponibilidad de horario o cercanía que estos mercados pueden ofrecer al consumidor
Trabajar en encontrar soluciones para minimizar estas barreras es clave para equilibrar la balanza hacia un modelo de producción y consumo más responsable y sostenible a largo plazo. Una mayor concienciación del consumidor junto con un mayor apoyo por parte de los organismos públicos para generar y mantener estrategias y acciones que apoyen el consumo local son fundamentales.
Son muchas las ciudades y regiones que están poniendo en marcha estrategias múltiples e integradas para promover el acortamiento de las cadenas de suministros y la estimulación de la demanda de alimentos de producción local y sostenible. Suponen una apuesta firme por el desarrollo de sistemas alimentarios bajos en carbono, resilientes y diversificados. Algunos ejemplos son el Plan Estratégico de Alimentación de Cataluña 2021-2026, El Plan de Acción Municipal de la Estrategia Alimentaria de Vitoria Gasteiz 2017-2025 o la Estrategia Food Corridors en Coimbra (Portugal).
Algunas de las acciones que forman parte de estas estrategias son el impulso de una red de venta en línea de productos de proximidad, la potenciación de la comercialización de productos locales a través del aumento y mejora de las infraestructuras de mercados de productores, ferias de comercio justo, etc., crear una red de distribución de productos locales y facilitar la adhesión de productores locales a la misma, legislar y formar a los técnicos públicos para mejorar el acceso de los productores locales a la compra pública en general pero especialmente en las licitaciones dirigidas a comedores escolares, entre otras.
Estas estrategias y acciones están siendo desarrolladas con la participación de muchos actores involucrados, desde productores hasta asociaciones de consumidores pasando por distribuidores, empresas de alimentación, representantes de organismos públicos, etc. y están dotadas de mecanismos de seguimiento y evaluación sólidos.
CARTIF a través del proyecto FUSILLI está trabajando en 12 ciudades europeas con el objetivo de acortar las cadenas de distribución de alimentos y contribuyendo a la transición hacia un sistema alimentario más sostenible. Este conjunto de buenas prácticas y experiencias están disponibles para ser trasladadas de una forma adaptada a cualquier otro contexto involucrado con el consumo local y la sostenibilidad de sus gentes y su planeta.
Y para ejemplo de nuestro compromiso, CARTIF en colaboración con la Asociación de productores de producto ecológico Vallaecolid pone a disposición de sus trabajadores la posibilidad de comprar semanalmente productos locales y de temporada y recibirlos en su puesto de trabajo. ¡Así de fácil! ¿Te animas a formar parte de una iniciativa similar?
El sector hidroeléctrico es un motor clave de la transición energética en Europa. Así, en el año 2022, las energías renovables representaron el 41,2% del consumo total de electricidad en Europa y la hidroeléctrica supuso un 29,9% del total de generación renovable.
Figura 1. Fuentes de energía renovable en grandes consumos de electricidad en la UE, 2022, Eurostat
A medida que más fuentes de energía se integran en el panorama energético europeo, más esencial es el papel que desempeña la energía hidroeléctrica debido a su flexibilidad. Mientras que la generación con otras fuentes renovables como la solar o eólica está supeditada a condiciones climáticas variables que no se pueden controlar, sí es posible decidir en qué momentos se turbina el agua de un embalse o un río para generar energía. De esta forma, el sector hidroeléctrico ayuda a mantener la estabilidad en la red eléctrica al equilibrar la demanda y la generación.
Además de su contribución fundamental para reducir las emisiones de CO2, este tipo de energía presenta otras ventajas medioambientales y socio-económicas. Por un lado, regula el flujo de los ríos a través de sus presas, actuando frente amenazas de inundaciones y proporcionando abastecimiento de agua para consumo humano y el sector agrícola. Por otro lado, puede tener un impacto en el desarrollo de economías locales al generar empleo, fijando capital humano y creando atractivos turísticos.
Sin embargo, la energía hidroeléctrica, que emerge como una solución fundamental en la transición energética en Europa, no esta exenta de retos y riesgos:
Figura 2. Evolución en el tiempo de la capacidad de la cuenca del Guadalquviir
En concreto uno de los mayores desafíos que presenta el sector en Europa es la alta antigüedad de las infraestructuras (edad media de 45 años, frente a los 30 de otras regiones como Asia-Pacífico o los 15 de China1), provocando ineficiencias en la producción de energía, aumentando las paradas por mantenimiento y los costes de producción debido a la necesidad de inversión y reparación.
Por otro lado, los eventos climáticos están dejando sentir sus efectos en todas las regiones del mundo. En el caso de Europa, muchas de sus áreas están sufriendo sequías más frecuentes, intensas y prolongadas. Durante la segunda mitad de 2022, esta situación se hizo evidente con una reducción notable en la producción de energía hidroeléctrica, especialmente notoria en el sur del continente, donde se registró una disminución en la producción cercana al 15%.
Esta situación hace que sea necesario abordar una gestión inteligente de los recursos hídricose hidroeléctricos. Así, el proyecto iAMP-Hydro (intelligent Asset Management Platform for Hydropower) coordinado por el Trinity Collegue de Dublín, y en el que participa CARTIF, se erige como una respuesta innovadora a los desafíos que enfrenta el sector hidroeléctrico europeo.
En el marco del proyecto se va a desarrollar un paquete de soluciones digitales, basadas en inteligencia artificial, que serán validadas en cinco plantas hidroeléctricas distribuidas entre España y Grecia y que ayudarán en la toma de decisiones a los operadores de las centrales, atendiendo a factores medioambientales y socio-económicos.
El proyecto incluye una solución de mantenimiento predictivo, mediante el desarrollo de avanzados sensores capaces de monitorizar en tiempo real el estado de las turbinas y de las instalaciones. Estos dispositivos recopilarán datos que, mediante algoritmos de inteligencia artificial basados en aprendizaje profundo, permitirán prever posibles fallos de funcionamiento antes de que ocurran. Esto no solo reducirá significativamente los costes de mantenimiento hasta un 10%, sino que también posibilitará la realización de paradas programadas de manera óptima, ajustadas a las condiciones del mercado y a las necesidades socioeconómicas.
Figura 3. Bermejales HPP, proyecto iAMP-Hydro
Por otro lado, un conjunto de sensores especializados se encargará de monitorizar diversos parámetros de biodiversidad, asegurando que la operación de las plantas se realice con el mínimo impacto ambiental posible.
Por último, CARTIF está liderando el uso de técnicas de inteligencia artificial y redes neuronales para crear modelos predictivos del caudal. Estos modelos están siendo diseñados para analizar patrones en datos históricos, incluido el clima, y serán capaces de anticipar la energía potencial que una planta hidroeléctrica puede generar durante los próximos siete días. Esta anticipación permitirá una operación hasta un 23% más eficiente de la planta, asegurando al mismo tiempo la disponibilidad de agua y reduciendo al mínimo el desperdicio de este recurso. En situaciones de sequía extrema, como las acontecidas en el sur de Europa, se están implementando modelos predictivos para evaluar la capacidad de recuperación de las reservas hidroeléctricas a corto y medio plazo, considerando diversos escenarios climáticos y demandas de riego. Estos modelos proporcionarán a los operadores una visión clara de la evolución de la planta a medio plazo y les permitirá optimizar la selección de turbinas más adecuadas para el punto de operación de cada escenario.
Los investigadores que trabajan en el proyecto pronostican que iAMP-Hydromejorará la sostenibilidad ambiental y socioeconómica de la actual flota hidroeléctrica al reducir los costos operativos en 1000M€, al disminuir las emisiones de CO2 en 1.260 toneladas, al crear 10.000 empleos futuros y al permitir la regulación de flujos ambientalmente sostenibles mediante soluciones digitales. Las estimaciones actuales muestran que la digitalización de los 1.225 GW hidroeléctricos existentes en el mundo podría aumentar la producción anual en 42 TWh, lo que equivale a $5000M en ahorros operativos anuales2.
1IEA. Hydropower Special Market Report; International Energy Agency: Paris, France, 2021; p. 126.
2 Kougias, Ioannis & Aggidis, George & Avellan, François & Deniz, Sabri & Lundin, Urban & Moro, Alberto & Muntean, Sebastian & Novara, Daniele & Pérez-Díaz, Juan & Quaranta, Emanuele & Schild, Philippe & Theodossiou, Nicolaos. (2019). Analysis of emerging technologies in the hydropower sector. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 113. 10.1016/j.rser.2019.109257
