{"id":247955,"date":"2017-10-26T15:14:26","date_gmt":"2017-10-26T17:14:26","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=247955\/"},"modified":"2017-10-26T15:44:47","modified_gmt":"2017-10-26T17:44:47","slug":"peliculas-captan-la-energia-del-sol","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/peliculas-captan-la-energia-del-sol\/","title":{"rendered":"Pel\u00edculas captan la energ\u00eda del Sol"},"content":{"rendered":"
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CSEM Brasil<\/span><\/a> En forma de pel\u00edcula, las c\u00e9lulas solares de CSEM BrasilCSEM Brasil<\/span><\/p><\/div>\n

Todos los a\u00f1os, la Tierra recibe el equivalente en forma de luz y calor a 10 mil veces el consumo mundial de energ\u00eda el\u00e9ctrica. El problema reside en transformar toda esa potencia en electricidad. La tecnolog\u00eda m\u00e1s eficiente utilizada actualmente, empleada desde los a\u00f1os 1980, est\u00e1 constituida por las c\u00e9lulas fotovoltaicas de silicio, con aplicaciones limitadas, pues son pesadas y r\u00edgidas. La b\u00fasqueda actual apunta a dispositivos en forma de pel\u00edculas finas que puedan aplicarse y moldearse en diversas superficies, tales como vidrios de ventanas, por ejemplo, al igual que las c\u00e9lulas org\u00e1nicas OPV (del ingl\u00e9s Organic Photovoltaic<\/em>), hechas de un material semiconductor a base de carbono. En Brasil existen varios grupos de investigaci\u00f3n y empresas que trabajan en el desarrollo de c\u00e9lulas org\u00e1nicas.<\/p>\n

La empresa nChemi, de S\u00e3o Carlos, produce nanopart\u00edculas de \u00f3xido de molibdeno, hierro, titanio y circonio, por ejemplo. Entre sus diversas aplicaciones diversas, pueden integrar algunas de las capas de las c\u00e9lulas solares org\u00e1nicas. La compa\u00f1\u00eda nChemi fue creada hace un a\u00f1o en un laboratorio del Departamento de Qu\u00edmica de la Universidad Federal de S\u00e3o Carlos (UFSCar), que forma parte del Centro de Investigaci\u00f3n para el Desarrollo de Materiales Funcionales (CDFM), uno de los 17 Centros de Investigaci\u00f3n, Innovaci\u00f3n y Difusi\u00f3n (Cepid) que cuentan con el apoyo de la FAPESP.<\/p>\n

Las nanopart\u00edculas de nChemi se encuentran en an\u00e1lisis en el nivel de Investigaci\u00f3n y Desarrollo (I&D) en CSEM Brasil, para su futura utilizaci\u00f3n en la empresa Sunew, de Minas Gerais, que empez\u00f3 en agosto la producci\u00f3n de las c\u00e9lulas fotovoltaicas org\u00e1nicas. Sunew fue creada en noviembre de 2015 como una spin-off<\/em> de CSEM Brasil en composici\u00f3n con gestoras de fondos de capital emprendedor. CSEM Brasil es una instituci\u00f3n sin fines de lucro cuyo objetivo es desarrollar investigaci\u00f3n tecnol\u00f3gica y transfer\u00edrsela a la industria. Y eso fue lo que sucedi\u00f3 con la tecnolog\u00eda de las OPVs licenciada para su producci\u00f3n y su comercializaci\u00f3n por Sunew. Para llegar a esa madurez tecnol\u00f3gica, CSEM recibi\u00f3 un aporte econ\u00f3mico para la investigaci\u00f3n proveniente la Fundaci\u00f3n de Apoyo a la Investigaci\u00f3n Cient\u00edfica del Estado de Minas Gerais (Fapemig), entre otras instituciones p\u00fablicas y privadas. La empresa nChemi cuenta con financiaci\u00f3n del Programa de Investigaci\u00f3n Innovadora en Peque\u00f1as Empresas (Pipe) de la FAPESP.<\/p>\n

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L\u00e9o Ramos<\/span><\/a> Nanopart\u00edculas en soluci\u00f3n en nChemiL\u00e9o Ramos<\/span><\/p><\/div>\n

\u201cPor la asociaci\u00f3n que firmamos, nos encargamos del dise\u00f1o y la producci\u00f3n de las nanopart\u00edculas y el CSEM hace lo propio con el an\u00e1lisis de su desempe\u00f1o en los dispositivos fotovoltaicos\u201d, comenta Bruno Lima, uno de los socios fundadores de nChemi. \u201cEste acuerdo ha constituido un modelo que queremos seguir, con la participaci\u00f3n activa del socio en el desarrollo de nanopart\u00edculas bajo demanda\u201d. El investigador Edson Leite, del CDFM, que fue docente de Lima y de su socio, Tiago de Goes Conti, dirigi\u00f3 a ambos en la aplicaci\u00f3n de las nanopart\u00edculas en OPV y en la creaci\u00f3n de nChemi. \u201cLos electrones se generan en el material activo de la c\u00e9lula, que es un pol\u00edmero semiconductor\u201d, explica Leite. \u201cSurgen cuando el pol\u00edmero absorbe la luz solar y son responsables de la generaci\u00f3n de la energ\u00eda el\u00e9ctrica\u201d. Las nanopart\u00edculas son actualmente importadas por CSEM Brasil y la idea principal del trabajo de la empresa de S\u00e3o Carlos consiste en erigirse en un proveedor nacional para aportar ventajas en t\u00e9rminos de costos y log\u00edstica. \u201cEste desarrollo apunta tambi\u00e9n obtener materiales con mejor desempe\u00f1o\u201d, a\u00f1ade Leite.<\/p>\n

\u201cLas nanopart\u00edculas pueden tener diversas funciones, tales como el aumento de las propiedades mec\u00e1nicas, de barrera contra la entrada de humedad externa o incluso la mejora de las propiedades el\u00e9ctricas de las c\u00e9lulas fotovoltaicas org\u00e1nicas\u201d, explica Luiza Correa, investigadora del CSEM Brasil. \u201cDependiendo de donde se las aplique, existe un alto potencial para aumentar la eficiencia y el tiempo de vida de los m\u00f3dulos\u201d. Correa aclara que el OPV es un conjunto de capa polim\u00e9ricas impresas mediante una soluci\u00f3n sobre un sustrato, que puede ser r\u00edgido, como el vidrio, o flexible, como el pl\u00e1stico.<\/p>\n

Seg\u00fan Filipe Ivo, gerente de Nuevos Negocios de CSEM Brasil, uno de los primeros proyectos con OPV desarrollados es la fachada de vidrio del nuevo edificio de Totvs, en S\u00e3o Paulo, una empresa brasile\u00f1a de software<\/em>, que ser\u00e1 entregada en noviembre de este a\u00f1o. \u201cEs la instalaci\u00f3n de la primera fachada de c\u00e9lulas org\u00e1nicas encapsuladas en vidrio y\u00a0 generadoras de energ\u00eda el\u00e9ctrica del pa\u00eds\u201d, asegura Ivo. \u201cLos vidrios externos del nuevo edificio generar\u00e1n energ\u00eda el\u00e9ctrica para el consumo interno\u201d. CSEM mantiene tambi\u00e9n proyectos de investigaci\u00f3n y desarrollo (I&D) con Fiat para la integraci\u00f3n de OPVs en el techo de autom\u00f3viles, con Votorantim, para su aplicaci\u00f3n en estructuras flotantes en centrales hidroel\u00e9ctricas, y con Medabil, para su aplicaci\u00f3n en tejas met\u00e1licas, entre otros proyectos.<\/p>\n

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L\u00e9o Ramos<\/span><\/a> Prototipos de c\u00e9lulas solares en el CTI Renato ArcherL\u00e9o Ramos<\/span><\/p><\/div>\n

Nanopart\u00edculas semiconductoras<\/strong>
\nEn el Centro de Tecnolog\u00eda de la Informaci\u00f3n Renato Archer (CTI) en Campinas, el investigador Fernando Ely trabaja en el desarrollo de OPVs desde 2007. \u00c9stas se producen a partir de pinturas de nanopart\u00edculas semiconductoras en la capa activa. \u201cLas c\u00e9lulas que desarrollamos en el laboratorio poseen en general cinco camadas, cada una de ellas con funci\u00f3n espec\u00edfica de generaci\u00f3n, transporte y recolecci\u00f3n de cargas\u201d, explica. \u201cEl uso de pintura viabiliza la fabricaci\u00f3n mediante t\u00e9cnicas baratas de impresi\u00f3n de la industria gr\u00e1fica, reduciendo as\u00ed el costo de producci\u00f3n y aumentando las posibilidades de aplicaciones cuando se las realiza sobre materiales ligeros y flexibles.\u201d<\/p>\n

M\u00e1s all\u00e1 de contar con una variedad mayor de aplicaciones, las c\u00e9lulas fotovoltaicas org\u00e1nicas tiene otras ventajas. \u201cA diferencia de las de silicio cristalino, que se caracterizan por ser monol\u00edticas, en forma de l\u00e1minas, la mayor parte de las c\u00e9lulas OPV est\u00e1n constituidas por pel\u00edculas de algunas centenas de nan\u00f3metros de espesor, depositadas sobre sustratos de vidrio o de pl\u00e1stico\u201d, informa Ely. \u201cDe este modo, mientras que para fabricar un panel de silicio es necesario soldar las c\u00e9lulas individuales, los de OPV se fabrican directamente sobre los sustratos a partir de un dise\u00f1o predefinido\u201d. Esta medida, de acuerdo con Ely, simplifica el proceso productivo. El consumo de energ\u00eda (el\u00e9ctrica y t\u00e9rmica) para crear paneles fotovoltaicos tipo OPV es menor que para hacer los convencionales de silicio, que consumen m\u00e1s, especialmente en la etapa de purificaci\u00f3n de la materia prima.<\/p>\n

Leite, del CDFM, a\u00f1ade que a diferencia de las c\u00e9lulas org\u00e1nicas, las convencionales de silicio, como no son flexibles, son mucho m\u00e1s fr\u00e1giles mec\u00e1nicamente. En compensaci\u00f3n, exhiben una mayor eficiencia en la conversi\u00f3n solar: m\u00e1s del 15%, ante entre el 4% y el 8% de las OPVs. Estos porcentajes indican cu\u00e1nto del total de energ\u00eda recibida del Sol se convierte en electricidad. Aparte la menor eficiencia energ\u00e9tica, las org\u00e1nicas tienen otra gran desventaja, que es su menor tiempo de vida \u00fatil con respecto a las de silicio. \u201cAl pasar a usar las nanopart\u00edculas, nuestro objetivo consiste en aumentar su tiempo de duraci\u00f3n\u201d, dice Leite. \u201cEn esto trabaja nChemi, en asociaci\u00f3n con CSEM y CDFM. Las c\u00e9lulas org\u00e1nicas duran actualmente entre 5 y 10 a\u00f1os, mientras que las de silicio superan los 10 a\u00f1os.\u201d<\/p>\n

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CSEM<\/span><\/a> Edificio en S\u00e3o Paulo con pel\u00edculas org\u00e1nicas de CSEM BrasilCSEM<\/span><\/p><\/div>\n

Tambi\u00e9n con relaci\u00f3n a la menor eficiencia energ\u00e9tica de las c\u00e9lulas org\u00e1nicas, Filipe Ivo, de CSEM Brasil, acota que en esta nueva tecnolog\u00eda se tienen en cuenta otras variables, tales como las propias caracter\u00edsticas f\u00edsicas del material: levedad, transparencia, flexibilidad, baja huella de carbono y el hecho de ser reciclable, por ejemplo. \u201cPor esos factores, las OPVs constituyen la mejor opci\u00f3n de utilizaci\u00f3n en varios escenarios de aplicaci\u00f3n, como en el techo de autom\u00f3viles o en fachadas de vidrio, por ejemplo\u201d, afirma Ivo. \u201cEs importante remarcar que la tecnolog\u00eda del silicio es una industria madura, con m\u00e1s de 40 a\u00f1os de existencia. En tanto, la org\u00e1nica impresa es reciente y viene ganando terreno ahora\u201d. Para Ivo, la producci\u00f3n a grande escala aportar\u00e1 una mejora de los procesos productivos para tener impacto en la eficiencia y en la vida \u00fatil.<\/p>\n

Ely, del CTI, es cauteloso en cuanto al avance de las OPVs. \u201cPara que estas c\u00e9lulas se vuelvan factibles comercialmente a\u00fan es necesario superar desaf\u00edos importantes, como el aumentar la confiabilidad, la durabilidad y la eficiencia\u201d, advierte. \u201cExiste tambi\u00e9n la dificultad econ\u00f3mica com\u00fan a la mayor\u00eda de las fuentes de energ\u00edas renovables, porque a\u00fan corren en desventaja en el precio con relaci\u00f3n a las fuentes m\u00e1s tradicionales, tales como la hidroel\u00e9ctrica o la t\u00e9rmica.\u201d<\/p>\n

China tiene la mayor potencia instalada<\/strong><\/p>\n

La utilizaci\u00f3n de energ\u00eda solar crece en todo el mundo. Seg\u00fan el bolet\u00edn La energ\u00eda solar en Brasil y en el mundo 2015<\/em>, publicado en julio de este a\u00f1o por el Ministerio de Minas y Energ\u00eda (MME) de Brasil, la potencia instalada en el mundo el a\u00f1o pasado era de 234 GW (gigavatios), lo que corresponde a 16,7 centrales de Itaip\u00fa. China ocupa el primer puesto, con 43,4 GW, seguida por Alemania, con 39,6 GW, y por Jap\u00f3n, con 35,4 GW. Brasil, en julio, contaba con tan s\u00f3lo 51 megavatios (MW) de potencia instalada con generaci\u00f3n solar, correspondientes a 3.851 instalaciones (el triple de lo que hab\u00eda ocho meses antes), fundamentalmente residencias, empresas y f\u00e1bricas. Tambi\u00e9n de acuerdo con el bolet\u00edn del MME, el Plan Decenal de Expansi\u00f3n de Energ\u00eda prev\u00e9 que la capacidad instalada de generaci\u00f3n solar llegue al 1% del total de la energ\u00eda producida en el pa\u00eds en 2024. En julio, ese \u00edndice era de tan s\u00f3lo el 0,01%, seg\u00fan el Banco de Informaciones de Generaci\u00f3n, de la Agencia Nacional de Energ\u00eda El\u00e9ctrica.<\/p>\n

Proyectos<\/strong>
\n 1.<\/strong> Pintura nanoestructurada para c\u00e9lulas fotovoltaicas org\u00e1nicas (n\u00ba 2015\/15921-0<\/a>); Modalidad<\/strong> Investigaci\u00f3n Innovadora en Peque\u00f1as Empresas (Pipe); Investigador responsable<\/strong> Tiago de Goes Conti (nChemi); Inversi\u00f3n<\/strong> R$ 124.450,00.
\n2.<\/strong> S\u00edntesis de nanopart\u00edculas funcionales a escala piloto (n\u00ba 2014\/21682-5<\/a>); Modalidad<\/strong> Investigaci\u00f3n Innovadora en Peque\u00f1as Empresas (Pipe); Investigador responsable<\/strong> Bruno Henrique Ramos de Lima (nChemi); Inversi\u00f3n<\/strong> R$ R$ 113.157,00.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Las c\u00e9lulas solares org\u00e1nicas flexibles empiezan a producirse en Brasil","protected":false},"author":20,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[1561,192],"tags":[296,312,269,331],"coauthors":[112],"class_list":["post-247955","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-programa-de-innovacion-tecnologica-en-pequenas-empresas-pipe","category-tecnologia-es","tag-energia-es","tag-innovacion","tag-ambiente-es","tag-sostenibilidad"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/247955","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/20"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=247955"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/247955\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=247955"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=247955"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=247955"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=247955"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}