Hemos visto llenar desiertos y llanuras con granjas de energía solar concentrada (CSP), donde vemos filas y filas de espejos brillantes agrupados en las más diversas formas tratando de recolectar y mantener los rayos del Sol. Son eficientes, sin duda, pero los investigadores del MIT creían que podían ser más eficientes aún y estudiando sus diseños (la disposición de los espejos), han dado con que cuanta más forma espiral tengan -como en la Naturaleza-, más efectivos son. Esta es la historia de cómo los girasoles inspiran un mejor modelo de recolección de energía solar.
El girasol es una de las flores que más rápido rendimiento manifiestan debido a la capacidad de absorción de rayos UV que las caracteriza y por no demandar suelos muy ricos, sino bien drenados. No por nada en inglés su nombre es “SunFlower” (Flor de Sol), y una de las propiedades más efectivas y también más vistosas, es la forma de espiral de Fermat que tienen sus caras (de ahí lo de Girasol), que se exponen al Sol en busca de energía. Las matemáticas han hecho del girasol todo un símbolo de lo que la Naturaleza esconde entre sus misterios (ve la película “Pi, Fé en el Caos”, de Darren Aronofsky antes de morirte, por favor).
La introducción es necesaria, porque mientras que los investigadores del MIT y la Universidad RWTH de Aquisgrán, en Alemania, analizaban las estructuras y diseños de sus granjas de energía solar concentrada (CSP por sus siglas en inglés), han encontrado que sus modelos no eran tan eficientes como el de la naturaleza, en especial el de la planta de girasol. Con esto en vista, han desarrollado un diseño inspirado en estas bellas flores que reduce la cantidad de tierra necesaria para crear una granja de energía solar concentrada, utilizando un simple cambio de ángulo en la orientación de los helióstatos.
Con la generación de modelos computacionales en el MIT para evaluar la eficiencia de los diseños de helióstatos, a medida que los diseños fueron siendo refinados, los investigadores notaron que un patrón altamente eficiente tenía algunos elementos en forma de espiral, similares a los diseños que vemos en la naturaleza. Entonces entendieron que la respuesta a la cuestión de la eficiencia en la energía estaba en los verdes prados, en la cara de los girasoles y en cómo aprovechan la energía que reciben.
La sorpresa se llevó a la acción utilizando estos modelos basados en formas de espiral. Y para empezar, los investigadores descubrieron que organizando los helióstatos (son un grupo de espejos que se montan conjuntamente y de una determinada forma para que los reflejos de los rayos solares se mantengan generando energía por más tiempo sobre un objeto o área a pesar de la rotación terrestre) en un patrón similar a la espiral que se ve en la cara de un girasol, podrían reducir la cantidad de tierra necesaria en un 20 por ciento y aumentar su potencial de generación de energía.
Esto se logró únicamente girando cada espejo en un ángulo de 137 grados en relación a su vecino, generando una grilla gigantesca de helióstatos con similar aspecto al de la cara del girasol. Este hallazgo es algo que los investigadores ya cuidan con recelo y han publicado en la revista Solar Energy, además de haber ido corriendo a patentar el diseño. Otra vez, la Naturaleza orientándonos en nuestra búsqueda por preservarla de nosotros mismos.
