Gracias a un nuevo diseño de dispositivo termoeléctrico incrustado en la tapa de la botella, que tiene un puerto de carga USB. Conectando el cable de recarga, el icono de carga de la batería en la pantalla del móvil se activa.

La botella de agua puede proporcionar de 20 a 30 minutos de electricidad después de que vertimos de 300 a 500 mililitros de agua hirviendo. Lo suficiente para cargar un smartphone y otros pequeños electrodomésticos.

Dispositivo termoeléctrico

Los dispositivos termoeléctricos están hechos de materiales que pueden convertir una diferencia de temperatura en electricidad.

Investigadores de la China Academy of Launch Vehicle Technology, un fabricante chino de cohetes espaciales, ha desarrollado un tipo de botella de agua aislada equipada con un chip termoeléctrico que convierte el calor del agua en electricidad para cargar dispositivos.

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Haciendo hincapié en la seguridad de la invención, sus desarrolladores garantizan que produce bajo voltaje y no tiene riesgo de cortocircuito.

Los investigadores ahora buscan establecer una cooperación con empresas para comercializar el concepto. Es probable que el producto tenga un precio de 150 yuanes, unos 20 euros.

Electro, uno de los supervillanos de Spiderman, puede generar grandes cantidades de electricidad, teóricamente hasta aproximadamente un millón de voltios. En la naturaleza no podemos encontrar algo así, pero al menos sí una criatura que puede generar hasta 860 voltios.

Esta criatura es la anguila eléctrica (género Electrophorus), que es nativa de los sistemas fluviales de los trópicos de Sudámerica y Centroamérica.

Electrophorus

Según un estudio publicado en Nature en 2019, de las tres especies vivas conocidas, E. voltai es la que genera más electricidad, con hasta 860 voltios en el caso de una hembra de 1,2 metros de longitud.

El pez produce electricidad con tres pares de órganos a lo largo del cuerpo. El doctor William Crampton, uno de los directores del estudio, declara, sin embargo, que el tamaño y el potencial eléctrico no están relacionados:

Las anguilas eléctricas pueden alcanzar tamaños enormes, de hasta 2 metros, pero con frecuencia, esos monstruos tienen menos voltaje que otros ejemplares más pequeños.

La potencia de la Electrophorus voltai podría explicarse como una forma de adaptarse a su medio acuático, situado en altiplanos, donde la conductividad eléctrica es débil. Unas 250 especies de peces eléctricos viven en América del Sur. Todas producen corriente eléctrica para comunicarse u orientarse, pero las anguilas son las únicas que la utilizan para cazar o defenderse.

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Las anguilas eléctricas, que pese a su nombre se parecen más a los peces que a las verdaderas anguilas, apasionan a los científicos por su capacidad de producir electricidad, logrando paralizar a sus presas mediante un mecanismo de electrochoque. Para hacernos una idea: una pistola Taser proporciona 19 pulsos de alto voltaje por segundo, mientras que la anguila eléctrica produce 400 pulsos por segundo. La anguila sería capaz de derribar a un caballo.

Un apagón continuo y persistente en Colombia, a principios de la década de 1990, provocó un aumento de los nacimientos no planificados, según una investigación llevada a cabo Amar Shanghavi y sus colegas.

Es más, las mujeres jóvenes que se convirtieron en madres después del apagón tuvieron peores resultados en su vida posterior. Pero ¿qué tiene que ver la electricidad con la fertilidad? Aparentemente, solo una cosa: sin electricidad hay menos ocio, menos cosas que hacer, y hay más tiempo para tener sexo.

Menos sexo y menos hijos

Tener en cuenta factores como la electricidad y otras es importante a la hora de poner en marcha políticas de planificación similar, porque ponen en evidencia hasta qué punto los factores cotidianos afectan a la frecuencia con la que se practica sexo y de qué forma se hace.

Además, si una mujer se encuentra en una etapa crítica de la vida, digamos en su adolescencia o adultez temprana, tener un parto no planeado podría dañar su nivel educativo, su desarrollo profesional e incluso sus relaciones románticas, que es precisamente lo que ocurrió en el estudio citado.

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Según el estudio, que analizó los efectos a corto y largo plazo de una variación cuasi exógena en el comportamiento de la fecundidad debido a un período de un año de racionamiento de energía en Colombia en 1992, el corte de luz fue decisivo en la felicidad futura de esas madres adolescentes. Concretamente, según los autores del estudio:

Estimamos que las mujeres que tuvieron un hijo en 1993 debido al apagón tuvieron, en promedio, 0.07 hijos más en 2005. Esta estimación implica que en 2005, hubo aproximadamente 14.100 niños más como consecuencia del apagón. Por lo tanto, el choque de fertilidad aún no se había compensado 12 años después. Además, encontramos que, para las mujeres que ya habían dado a luz al menos una vez antes del apagón, el apagón redujo el tiempo entre nacimientos de 1 a 2 meses.

Al fin y al cabo, uno de los principales factores que hacen reducir el número de hijos en un país en vías de desarrollo es la llegada del agua potable (menor probabilidad de muerte por enfermedad de los niños, menos necesidad de tener muchos niños), lo que unido a la electricidad y todo lo que se obtiene con ella (como el ocio o el desahogo sexual a través de otros medios) permite entender mejor por qué los países ricos tienen cada vez menos hijos y también menos relaciones sexuales. Podéis saber más sobre todo ello en el siguiente vídeo:

Las anguilas eléctricas (que en realidad son peces con apariencia de anguila) son criaturas que usan su electricidad para cazar y en defensa propia. Al igual que otros peces eléctricos, también navegan y se comunican con la electricidad que producen.

E. voltai puede descargar hasta 860 voltios de electricidad, significativamente más que los 650 voltios generados por E. electricus. Esto hace que la especie sea el generador bioeléctrico más fuerte conocido, y puede ser una adaptación a la baja conductividad de las aguas de las tierras altas.

Nuevas tecnologías

Es el resultado de un nuevo análisis de 107 peces recogidos en Brasil, Guayana Francesa, Guyana y Surinam en los últimos años que publican en la revista Nature Communications. Basado en comparaciones genéticas, se ha determinado que dos grupos de anguilas eléctricas comenzaron a evolucionar en América del Sur hace aproximadamente 7,1 millones de años.

Según el análisis, 'E. voltai' y 'E. electricus' divergieron hace unos 3,6 millones de años, cuando el río Amazonas cambió de rumbo, cruzó el continente y atravesó regiones montañosas.

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Los órganos eléctricos están ubicados en la zona craneal, y consisten en tres pares diferenciados empleados con fines distintos; están formados por miles de nicolitos conectados en serie. Un par, llamado órganos de Sachs, produce descargas de bajo voltaje, empleadas para detectar posibles presas y comunicarse con otros; los otros dos pares, llamados órganos de Hut, producen descargas hasta 5 veces más potentes, con las que la anguila atonta a sus potenciales presas.

Es récord de descarga eléctrica es importante, según uno de los investigadores de este estudio, C. David de Santana, porque estas anguilas en particular pueden haber desarrollado sistemas únicos para la electrogénesis y, en el caso de 'E. voltai', este sistema está completamente inexplorado:

Realmente podría tener diferentes enzimas, diferentes compuestos que podrían usarse en medicina o podrían inspirar nuevas tecnologías.

Investigadores del Instituto Bernal de la Universidad de Limerick (UL) han observado que los cristales de lisozima, cuando se someten a presión, pueden generar electricidad.

La lisozima es una proteína modelo que es abundante en claras de huevo de aves así como en las lágrimas, saliva y leche de mamíferos.

Lizozima

La piezoelectricidad directa (la capacidad de generar electricidad mediante la aplicación de presión) es una propiedad de materiales como el cuarzo que pueden convertir la energía mecánica en energía eléctrica y viceversa. Ahora hay que añadir los cristales de lisozima.

Tal y como explica Aimee Stapleton, el autor principal de la investigación, que se ha publicado en Applied Physics Letters:

Es un material biológico, no es tóxico, por lo que podría tener muchas aplicaciones innovadoras, tales como revestimientos electroactivos, antimicrobianos para los implantes médicos.

Las aplicaciones futuras del descubrimiento pueden incluir el control de la liberación de fármacos en el cuerpo usando lisozima, así como la electrónica flexible para los dispositivos biomédicos.

Por primera vez podrían transformarse metano en electricidad en los propios lugares donde se extrae el primero gracias a este hallazgo en el que la conversión se realiza directamente, sin pasos intermedios, gracias a bacterias.

De esta manera, la producción evitaría el gas de efecto invernadero que se produce cuando el metano se envía por tuberías.

Células de combustible microbianas

Thomas K. Wood, titular de la cátedra de biotecnología y profesor de ingeniería química en Penn State, ha creado junto a sus colaboradores una célula de combustible accionada por bacterias que puede convertir el metano en pequeñas cantidades de electricidad.

En realidad, no se trata de una bacteria, sino de un conjunto de bacterias distintas creadas en laboratorio usando enfoques biológicos sintéticos, incluyendo la clonación de ADN.

En un futuro, esto podría derivar en la creación de células de combustible microbianas, que convierten la energía química del metano en energía eléctrica usando microorganismos, aunque por el momento no es viable, según Wood:

Este proceso hace una gran cantidad de electricidad para una célula de combustible microbiana. Sin embargo, en este punto esa cantidad es 1.000 veces menor que la electricidad producida por una pila de combustible de metanol.

Hubo un tiempo en que la electricidad era como magia, como un hechizo de Harry Potter. Algo desconocido y extraño que tenía propiedades como de otro mundo. Progresivamente, sin embargo, se fueron descubriendo sus propiedades hasta que la electricidad se volvió una herramienta más al servicio del ser humano. Pero ¿cómo empezó todo?

El término <> procede del ámbar (que en la antigua Grecia se denominaba elektron), un material que, al ser frotado, atraía pequeñas briznas de paja. En 1600, Willian Gilbert descubrió que esta extraña propiedad no solo era exclusiva del ámbar, sino del vidrio, el azufre, la sal y otros materiales a los que llamó <<eléctricos>>.

Un siglo más tarde, Stephen Gray llevó a cabo experimentos que demostraban que la electricidad se transfería de unos cuerpos a otros si se conectaban con un material metálico. En 1733, Charles du Fay señala que hay dos tipos de atracción electrostática, la atractiva y la repulsiva. La repulsiva tenía lugar entre materiales idénticos frotados de la misma manera.

Más tarde, Benjamin Franklin determina que cada cuerpo posee una cantidad justa de fluido eléctrico: al frotar un cuero contra otro, pues, se producía un desequilibrio, quedando uno de los dos cuerpos con defecto de fluido (-) y otro con exceso (+). Hacia 1760, Bernoulli, Priestly y Cavendish llegaron a la conclusión de que la interacción electroestática varía conforme al inverso del cuadrado de la distancia, tal y como ocurría con la gravitatoria. Y en 1785, Charles Coulomb midió esa dependencia estableciendo la ley que lleva su nombre.

Misteriosa electricidad

Con todo, a pesar de toda esta espiral de conocimiento acumulado, la electricidad todavía era un misterio. Tal y como señala el Premio Nobel de Física Leon Lederman, en aquella época la electricidad resultaba tan exótica como los quarks (los diminutos y esquivos constituyentes de los protones y neutrones) lo son hoy en día.

Ninguna fórmula de la ciencia convencional de aquella época podía explicar el fenómeno de que, entre el alambre y el metal, sólo hubiera espacio vacío cuando un alambre de cobre actuaba como un imán y atraía limaduras de metal. O cuando se situaba un clavo bajo un electroimán: el clavo se levantaba, a pesar de que la gravedad de toda la masa de la Tierra lo atraía en sentido contrario.

Creando movimiento

En 1812, Michael Faraday construyó una pila voltaica con siete medios peniques, siete discos de lámina de zinc y seis piezas de papel mojado en agua salada. Y, como consecuencia de que, en 1821, el químico danés Han Christian Oersted descubriera los campos magnéticos generados por corrientes eléctricas, Faraday construyó una serie de aparatos para producir lo que él bautizó como <<rotación electromagnética>>, apareciendo así el motor eléctrico y la dinamo.

Para ello, en 1831, gracias a sus experimentos en colaboración con el inventor y miembro de la Royal Society Charles Wheatstone, Faraday empezó a investigar sobre el fenómeno inducción electromagnética, descubriendo que un imán en movimiento a través de una bobina induce en ella una corriente eléctrica, lo cual le condujo a describir matemáticamente la ley que rige la producción de electricidad por un imán.

Tal y como escribo en el libro Ciencia de alta tensión:

Entonces compuso una imagen mental que le ayudara a conjeturar la razón de aquel pequeño fenómeno. Imaginó que, al igual que una corriente de aire caliente a veces se transformaba en torbellino, una corriente de electricidad ascendente tal vez podría producir vientos espirales de magnetismo que ocasionaran la pequeña rotación de la brújula. Para comprobar su conjetura, Faraday se propuso diseñar otro experimento que demostrara si tales vientos magnéticos eran capaces de hacer girar continuamente cualquier objeto magnético y no simplemente un poco, tal y como sucedía con la brújula de Oersted. Después de varias semanas, Faraday logró su objetivo. A principios de septiembre lastró una barrita imantada por uno de sus polos en el interior de un recipiente de mercurio: así la barrita flotaba verticalmente al igual que lo haría una pequeñísima boya. A continuación, situó un cable vertical en el centro del recipiente e hizo pasar, de abajo a arriba, una corriente eléctrica. Lo que ocurrió fue que la boya imantada empezó a rotar alrededor del alambre en sentido contrario a las agujas del reloj, como si estuviera siendo arrastrada por una corriente invisible. Sus conjeturas, pues, parecían confirmarse, y de añadidura había también construido un rudimentario motor eléctrico, el primero del mundo. Faraday había transformado la electricidad en movimiento, capaz de efectuar trabajo. Era el 3 de septiembre de 1821.

El Quarterly Journal of Science publicó el experimento de Faraday en octubre de 1821 bajo un título ciertamente modesto, habida cuenta de las implicaciones que más tarde acarrearía su descubrimiento: <>. Y el descubrimiento de Faraday de que una fuerza cambiante produce electricidad originó dispositivos prometeicos mucho más eficaces que las pilas de Volta. Las dinamos empezaron a ser tan potentes que en 1865 proporcionaron lámparas de arco de tamaño gigantesco que se usaron en la mayoría de los faros. La electricidad obró su magia en el mundo:

Las resollantes máquinas de vapor que habían caracterizado la Revolución industrial fueron también sustituidas paulatinamente por motores eléctricos más silenciosos y eficientes. Y también acabaron por alimentar el teléfono de Alexander Graham Bell, las bombillas de Thomas Alva Edison o la radio de Guglielmo Marchese Marconi. La electricidad acabó siendo, de hecho, un indicador extremadamente fiable del crecimiento o decrecimiento del producto interior bruto de cualquier país del mundo: cuanto mayor era la producción de electricidad, mayor era la prosperidad de una nación, creando espontáneamente empleos, productos y consumidores.

Michael Faraday, así, contempló cómo Londres, poco a poco, empezaba estar mejor iluminado y cómo esa característica niebla que siempre estaba suspendida en el ambiente (muy romántica pero ciertamente nociva para la salud, pues se debía a la polución que originaban las máquinas de la Revolución industrial) al fin empezaba a disiparse.

El futuro de la energía solar todavía es incierto, pero no podemos negar sus posibilidades habida cuenta de que la tecnología está permitiendo diseñar paneles cada vez más baratos y eficientes. También cabe que se desarrolle una suerte de internet solar, como explico aquí.

A esto se suman gadgets como el siguiente, que ni siquiera necesita una instalación compleja: basta con plantar el Smartflower POP en tu jardín y empezarás a generar electricidad. Como los girasoles, este dispositivo sigue la trayectoria solar gracias a un control astronómico que lo sitúa siempre formando un ángulo de 90º respecto al sol.

En función de la región, según sus creadores el sistema proporciona entre 3.400 y 6.200 kWh, una vez ha desplegado sus pétalos de 18 metros cuadrados, lo que supone la cobertura de la demanda de electricidad de un hogar medio.

Además, estéticamente resulta hasta decorativo, aunque su precio aún sea algo prohibitivo: alrededor de 12.000 euros.

Gram Power, una pequeña empresa de reciente creación dirigda por Yashraj Khaitan, un empresario social de 22 años graduado por la Universidad de California, fue elegida por la NASA como una de las diez empresas más innovadoras del mundo en el campo de las tecnologías limpias.

No en vano, Gram Power fue la responsable de instalar la primera microrred eléctrica inteligente de la India en la pequeña aldea de Khareda Lakshmipura. Un grupo de paneles fotovoltaicos situados sobre una subestación hecha de adobe es la encargada de proporcionar la electricidad a eta microrred. En sus entrañas hay baterías que liberan electricidad durante los días nublados o durante la noche.

Tal y como lo explica Jeremy Rifkin en su libro La sociedad de coste marginal cero:

Un tendido de cables sobre postes de madera transporta esta electricidad verde de la subestación a las casas del pueblo y a servicio a sus más de 200 habitantes. Cada casa está equipada con un contador inteligente que indica el consumo y el coste correspondiente según el momento del día. La electricidad verde es mucho más barata que la de la red eléctrica nacional y reduce la combustión de queroseno, que contamina mucho y provoca enfermedades cardiorrespiratorias muy frecuentes en la India.

Copiando el modelo

La pequeña aldea de Khareda Lakshmipura es la primera en usar esta microrred de electricidad, pero no la única. Gram Power, desde entonces, ya ha instalado microrredes eléctricas en diez pueblos más, y espera llevar electricidad verde a 40.000 personas más en los próximos meses.

En el futuro, Gram Power está negociando con el Gobierno indio ampliarse a 120 pueblos más, dotando así de este tipo de energía a 100.000 viviendas.

Pero no es tampoco la única empresa que se dedica a ello en la India. Husk Power Systems es otra empresa con sede en el estado de Bihar, donde el 85 % de la población no tiene electricidad y la empresa emplea biomasa en forma de cascarrilla de arroz para alimentar 90 centrales eléctricas locales que llevan electricidad a 45.000 viviendas rurales por medio de microrredes eléctricas.

El coste medio de instalar una microrred para un pueblo de unas cien viviendas es de 2.500 dólares, una inversión que la comunidad puede amortizar en solo unos años. Después, el coste marginal de generar y enviar cada kilovatio adicional es prácticamente nulo.

Estas microrredes eléctricas locales también se pueden conectar entre sí para crear redes regionales que, con el tiempo, se conectarán a las redes nacionales transformando la estructura eléctrica centralizada en una red eléctrica distribuida, colaborativa y de escala horizontal o lateral. Se calcula que en 2018 las microrredes eléctricas supondrán más del 75 % de los ingresos mundiales obtenidos por la generación de energías renovables.

El coste en energía eléctrica de enviar información a través de Internet, si bien es muy bajo, casi minúsculo, todavía es significativamente cuantificable.

Se estima que enviar un megabyte de información a través de la Red cuesta actualmente unos 0,001 dólares. Es poco, pero sumándole todo el uso que la humanidad hace de la Red, resulta que Internet consume hasta el 1,5 % de toda la electricidad mundial con un coste de 8.500 millones de dólares.

Pero esto no ha hecho más que empezar. Cada vez hay más millones de personas navegando por la Red, y cada vez enviamos más información. Tal y como lo explica Jeremy Rifkin en su libro La sociedad de coste marginal casi cero:

Google consume la misma electricidad que 200.000 viviendas. Gran parte de la electricidad se destina a servidores y centros de datos de todo el mundo. En 2011, y solo en los Estados Unidos, la electricidad consumida por servidores y centros de datos tuvo un coste aproximado de 7.500 millones de dólares. El Gobierno federal ha pasado de tener 432 centros de datos en 1998 a tener 2.094 en 2010. En 2011 había en todo el planeta más de 509.000 centros de datos que ocupaban 26,5 millones de metros cuadrados, una superficie equivalente a 6.000 campos de fútbol.

Mucha de esta energía eléctrica empleada se transforma en calor, un calor que debe disiparse con equipos de refrigeración que también consumen electricidad: entre el 25 y el 50 % de la electricidad se destina a refrigerar las instalaciones.

Como explicamos en Internet también contamina, el buscador Google, que ya funciona como una especie de biblioteca de Alejandría, no genera una cantidad de dióxido de carbono tal como lo haría una biblioteca de semejante tamaño. Pero lo hace:

Una simple búsqueda en el buscador genera unos 7 gramos de dióxido de carbono. Para que os hagáis una idea de la cifra, hervir una tetera produce unos 15 gramos. Y es que Google funciona mediante electricidad, y la electricidad es real.

El futuro del consumo de Internet

Pero ya hay en marcha diversas investigaciones para reducir considerablemente el consumo de energía de Internet, que ya de por sí es bajo, hasta niveles de coste marginal próximo a cero. En enero de 2013, investigadores del European Bioinformatics Institute de Cambridge, Inglaterra, presentaron un método consistente en almacenar datos en ADN sintético.

De esta forma, lograron almacenar cinco archivos, entre los que estaban el mp3 del discurso “I have a dream” de Martin Luther King Jr. o un artículo de Watson y Crick describiendo el ADN, transformando los ceros y unos en las letras del ADN.

Según George Church, investigador de Harvard, la información que hoy se almacena en todas las unidades de disco del mundo se podría almacenar en una cadena de ADN que cabría en la palma de la mano. (…) Hoy por hoy, el coste de leer el código es elevado y se tarda mucho tiempo en decodificar la información. Pero los investigadores confían en que la bioinformática también irá avanzando de una manera exponencial y que el coste marginal se acercará a cero en los próximos decenios.

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