Un desert no sembla un lloc que tingui futur.

Una empresa anomenada Xlinks t un innovador cable submarí que podria representar una gran oportunitat per a la generació d’energia renovable.

Es preveu que, per al 2029, aquest cable connecti el desert del Marroc amb el Regne Unit, proporcionant el 8 % del consum elèctric britànic.

Si el projecte té èxit, podria establir un precedent per al desenvolupament d’una xarxa global basada en cables de llarga distància capaços de transportar electricitat de fonts netes entre continents. No obstant això, abans caldrà superar nombrosos obstacles polítics, logístics i financers. La iniciativa parteix de la premissa que el Marroc pot generar energia renovable en moments en què el Regne Unit no en pot produir suficient, com durant els mesos d’hivern. Per aquest motiu, es preveu la instal·lació de 11,5 GW de capacitat renovable en territori marroquí..

Segons Industrial News, el projecte requerirà la construcció de 200 quilòmetres quadrats de panells solars fotovoltaics, complementats amb generació eòlica. A més, es preveu la instal·lació de bateries amb una capacitat de 5 GW i 22,5 GWh d’emmagatzematge d’energia.

L’energia es transportarà a través de dos cables de corrent continu d’alta tensió (HVDC) amb una longitud de 3.800 km, seguint un recorregut per les costes de Portugal, el nord d’Espanya i el sud-oest de França fins a arribar al nord de Devon. Es calcula que aquests cables aportaran una mitjana de 3,6 GW d’energia a la xarxa britànica.

A nivell polític, hi ha un acord entre el Marroc i el Regne Unit, però el projecte encara no té assegurat el finançament. Xlinks estima que el cost serà d’almenys 25.000 milions d’euros. Tot i això, fins que el projecte no es materialitzi, serà difícil determinar amb exactitud si resulta econòmicament viable i si compensa invertir en el transport d’electricitat a més de 3.500 km de distància.

Segons Memorya, Europa ja compta amb alguns cables HVDC internacionals de considerables dimensions. L’enllaç del mar del Nord, per exemple, actualment ostenta el rècord de longitud amb 720 km i connecta el Regne Unit amb la xarxa de Noruega.

Pel que fa al traçat del nou cable, la ruta escollida és la més curta possible, però presenta reptes tècnics importants. Es preveu que els cables es dipositin al fons marí, a una profunditat de fins a 700 metres, fet que implicarà la fabricació d’un cable capaç de suportar 70 atmosferes de pressió. Si el projecte segueix endavant, es preveu que l’energia comenci a fluir a partir del 2029.

Tot i que aquest projecte suposa un avantatge per a la quota de generació renovable del Regne Unit, la seva repercussió per al Marroc genera debat. Encara que pot estimular l’activitat econòmica i atraure inversions, també planteja interrogants sobre el benefici real per a la xarxa elèctrica marroquina, ja que tota l’energia generada es destinarà al Regne Unit. A més, el projecte comporta un elevat consum d’aigua per al manteniment de la infraestructura, especialment per a la neteja i refrigeració dels panells solars. En un país on els agricultors ja s’enfronten a una greu escassetat hídrica, aquest factor podria generar controvèrsia.

Ramon Gallart

Final del cicle de vida de les bateries dels VE's.

S’han compromès desenes de milers de milions d'euros per al desenvolupament d’instal·lacions de fabricació de bateries i cadenes de subministrament per a vehicles elèctrics (VE) durant els darrers anys.

Molts països d'arreu del món han estat oferint i ofereixen ajuts  per subvencionar la compra de vehicles elèctrics i el desenvolupament d'infraestructures de càrrega. A més, s’estan estudiant propostes legislatives per imposar la venda de vehicles amb zero emissions en tots els vehicles lleugers per al 2035.

Pel que fa a la reducció d’emissions de gasos d’efecte hivernacle (GEH) i altres contaminants, així com a l’eficiència energètica, els vehicles elèctrics superen àmpliament els vehicles convencionals amb motor de combustió interna.

El transport per carretera representa el 14% de les emissions globals de GEH. Per tant, l’adopció generalitzada dels vehicles elèctrics és àmpliament reconeguda com un element essencial dels plans de descarbonització efectius.

No obstant això, quan es valora des de la perspectiva del cicle de vida, l’electrificació del transport genera dubtes sobre la seva sostenibilitat, com ara:

Augment del consum elèctric: Per cobrir la nova demanda derivada de l'ús dels vehicles elèctrics. Aquest fet és tant complicat com necessari, per la qual cosa diversos estudis estan analitzant com adequar les infraestructures de distribució elèctrica.

Impactes i riscos: Relacionats amb els materials i les cadenes de subministrament necessàries per fabricar vehicles elèctrics, especialment pel que fa a la mineria de minerals crítics imprescindibles per a la producció de bateries.

Gestió i eliminació: De les bateries dels vehicles elèctrics al final de la seva vida útil, ja que són productes complexos que poden contenir materials considerats tòxics segons les lleis de protecció del medi ambient.

Actualment, diversos països estan donant suport al desenvolupament de recursos minerals crítics per a la fabricació de bateries de vehicles elèctrics. Però, què passarà quan aquestes bateries arribin al final de la seva vida útil?

Les àrees de risc i les oportunitats han de ser identificades aviat i cal establir marcs normatius per abordar aquests problemes abans que es converteixin en una preocupació greu. L'enfocament que es segueix a Europa podria ser un model a seguir a nivell global.

La importància de gestionar les bateries de vehicles elèctrics al final de la seva vida útil augmentarà a mesura que creixin les vendes d’aquests vehicles. Cada nova venda generarà una bateria que, un cop arribi al final de la seva vida útil, haurà de ser gestionada.

A més de la necessitat de prevenir l’impacte ambiental o els riscos per a la salut de les persones en el procés de la seva eliminació, cal destacar que els materials recuperats de les bateries podrien reduir la necessitat d'explotar nous materials crítics, a més de minimitzar els impactes negatius ambientals, sanitaris i socials associats a les activitats extractives.

També està augmentant l’interès pel potencial de les bateries de vehicles elèctrics per tenir una "segona vida" a les xarxes elèctriques, contribuint a la integració d'energies renovables i a la creació d'illes energètiques desconnectades de la xarxa quan hi hagi congestió o avaries.

La realitat és que, fora d'Europa, actualment hi ha poca informació pública sobre el destí real de les bateries de vehicles elèctrics un cop arriben al final de la seva vida operativa. Alguns defensen que el reciclatge de les bateries és rendible tant per als fabricants com per als recicladors, la qual cosa evitaria que aquestes acabin als abocadors o emmagatzemades a llarg termini.

La regulació de la UE es fonamenta en el principi de responsabilitat ampliada del productor. Els fabricants estan obligats a establir plans per a la recuperació i el reciclatge de les bateries que fabriquin o introdueixin al mercat un cop arriben al final de la seva vida útil.

Aquesta regulació també inclou sistemes per fer un seguiment del destí de les bateries al final de la seva vida útil, com els "passaports de les bateries", i avança cap a l’exigència d’un nivell mínim de materials reciclats per a les bateries noves.

Per tant, és fonamental prestar atenció a les implicacions del cicle de vida de les transicions energètiques per assegurar un desenvolupament sostenible d’aquest sector..

Ramon Gallart

Llei de la reducció de la inflació dels EUA.

La Llei de Reducció de la Inflació de 2022 als Estats Units va suposar un punt d'inflexió en la competitivitat econòmica dels combustibles nets, fent-los cada cop més viables com a alternativa als combustibles fòssils.

Aquest marc legislatiu va introduïr incentius financers sense precedents per fomentar tecnologies de baixes emissions de gasos d'efecte hivernacle, incloent-hi la producció d'hidrogen de baixes emissions i combustibles líquids sintètics.

L'impacte d'aquesta històrica legislació ha estat analitzat en profunditat a l'estudi "Impactes de la Llei de Reducció de la Inflació sobre l'economia de l'hidrogen net i els combustibles líquids sintètics", que va ser publicat a Environmental Science & Technology. Aquesta anàlisi va permetre identificar quines vies de producció d'hidrogen i combustibles sintètics es beneficien més de les subvencions, quines encara no assoleixen la competitivitat econòmica malgrat els ajuts i quines incerteses podrien condicionar-ne l'èxit.

Els punts clau de la legislació històrica són:

Hidrogen: La producció d'hidrogen mitjançant electròlisi (hidrogen verd), en què s'utilitzen fonts d'electricitat que no emeten carboni per crear hidrogen a partir de l'aigua, disposa de grans ajuts fiscals. De fet, aquest credit fiscal, fa possible que obtenir hidrogen verd pasi de ser més de dues vegades més costós a una q    uarta part.

També permet que la producció d'hidrogen a partir de gas natural inclogui la captura de carboni (hidrogen blau) i així, competeixi amb l'hidrogen gris convencional.

Les linies d'ajut basades en la biomassa per a la producció d'hidrogen encara no estan prou subvencionades per competir amb altres vies, tot i que poden ajudar a minvar les reduccions d'emissions de carboni per unitat d'hidrogen produït.

Combustibles sintètics: Els ajuts per a combustibles nets, a partir del 2025 i que expirarà el 2027, s'hauria d'ampliar i renovar per fer què els combustibles sintètics siguin competitius en costos amb els combustibles derivats del petroli.Aquests ajuts es poden acumular amb altres subvencions. Amb un modesta intentsita dels ajuts es poden desenvolupar diferetns linies "netes" per produir combustibles sintètics  que poden ser competitives respecte els preus històrics del combustible per a avions.

No obstant això, les històriques  variacions en el ajuts i seva actual la curta durada fan que la futura competitivitat sigui incerta.

Punts de conflicte amb els reguladors: Tot i que es va acordar que la Llei de reducció de la inflació està a punt de tenir un profund impacte en l'energia neta als Estats Units, el grau d'èxit dependrà en part de com s'escriguin les regles d'aplicació dels ajuts.

Si les regles són massa laxes, es podrien combinar diferens ajuts que facin augmentar els seus ingressos dels ajuts sense els corresponents beneficis ambientals.  Tanmateix, si les regles són massa estrictes poden fer que ningú demani aqesut ajuts.

Llavors, perquè la Llei de Reducció de la Inflació assoleixi plenament els seus objectius, cal assegurar que els incentius econòmics impulsin realment el desenvolupament i la implantació de tecnologies netes, en lloc de generar beneficis financers sense un impacte ambiental tangiblen. 

Ramon Gallart

Estracció directa de Líti.

A les muntanyes dels Andes, hi han grans extensions blanques de sal les quals, s'estenen durant centenars de quilòmetres. Sota aquests plans hi han dipòsits d'aigua que contenen aproximadament tres quartes parts del liti mundial.

Durant dècades, s'ha extret aquest liti gràcies a bombejar aigua fins a la superfície i deixant-la evaporar fins que les sals de liti es concentren per ser filtrades. Aqeust procés dura més d'un any i permet deixar enrere residus que contenen altres metalls. També és cer que requereix prop de 2 milions de litres de recursos hídrics locals i això és un perjudici per les comunitats indígenes.

Amb el creixment dels vehicles elèctrics que instal·l3n emmagatzematge d'energia, es preveu que la demanda de liti augmenti més de 40 vegades el 2040, segons el Cleantech Group. Per poder fer front a la demadna, moltes empreses estan desenvolupant processos per filtrar químicament o físicament el liti de les salmorres i injectar la salmorra sota terra. Aquestes tecnologies d'extracció directa de liti (DLE) triguen hores en lloc de mesos i podrien duplicar la producció de liti a partir de les actuals operacions de salmorra. Tal com es va fer per l'extracció d'esquist per al petroli, el mètide DLE és una potencial tecnologia que permet canviar l'estratègai per al subministrament de liti ja què, podria fer possible accedir a noves fonts de liti, segons un informe de Goldman Sachs. Però a diferència dels riscos del fracking de pissarra, el DLE aporta beneficis ambientals, reduint l'ús de la terra, l'aigua, i els residus.

Summit és una d'una de la desena de les joves empreses que estan pilotant nous processos DLE amb la intenció de fer la producció comercial en el 2025. Els principals productors de liti del món, Albemarle i SQM, tenen previst provar les seves pròpies tecnologies DLE. A la Xina, ja hi han projectes comercials que utilitzen la tecnologia innovadora DLE de SunResin .

La majoria dels actuals projectes de DLE, es basen en l'adsorció. La idea és atrapar molècules de liti a les superfícies de petites perles fetes de materials i estructures físiques escollides amb cura. La majoria de les empreses actuals utilitzen una variació dels adsorbents d'alumini inventats fa 60 anys.

Les partícules basades en alumini de Summit Nanotech són altament poroses i la seva superfície està dissenyada per interactuar electrònicament amb ions de liti. Els porus tenen diàmetres comparables als ions de liti, que l'ajuden a agafar més del 90 % del liti de la salmorra; l'evaporació només es recupera al voltant del 40 %. 

SunResin utilitza el seu propi absorbent d'alumini. Tres productors xinesos de liti han estat utilitzant la tecnologia de SunResin des del 2017 i hi han cinc projectes més quee stan en curs, segons exposa l'informe de Goldman Sachs.

Per altre badna hi ha un procés bassat en l'intercanvi iònic que s'utilitza per a finalitats quotidianes, com ara els suavitzadadors d'aigua domèstics. Però desenvolupar un material d'intercanvi d'ions per al liti sempre ha estat un gran repte. De fetm des de fa 20 anys, les grans empreses han estat intentant que l'intercanvi d'ions funcioni. Només els materials ceràmics poden absorbir el liti amb una alta selectivitat, però el repte és fer una ceràmica duradora que pugui sobreviure als rentats de salmorra i l'àcid. Tot i que els materials ceràmics d'intercanvi d'ions actuals es degraden després de només 10 cicles les noves tecnologeis preveun que els ciclis superin els 2.000.

Els pesos pesants de la indústria del petroli i el gas comencen a ramificar-se al liti, segons el Financial Times.  La capacitat d'aprofitar diverses fonts nacionals de liti és d'especial interès per als  governs que en disposen.

Quina serà tecnologia  DLE guanyadora? encara no es sap ja que no s'entreveu  un clar guanyador  pel que fa al que volen els clients i al que pot oferir la tecnologia. Però totes les tecnologies DLE de separació atuals, ja s'utilitzen per a altres propòsits.

Font: Prachi Patel is a freelance journalist based in Pittsburgh. She writes about energy, biotechnology, materials science, nanotechnology, and computing.

Metanol verd.

La transició cap a fonts d’energia renovables comporta grans reptes, especialment pel que fa a la seva intermitència.

La integració d’energies com l’eòlica i la solar en les xarxes de distribució elèctrica requereix solucions d’emmagatzematge eficients per garantir un subministrament estable i fiable. D’aquesta necessitat sorgeixen diverses propostes, entre elles l’ús de cavitats subterrànies per emmagatzemar hidrogen i la conversió d’aquest en metanol com una possible alternativa viable.

A l’octubre de 2023, la Royal Society  va instar el govern britànic a desenvolupar infraestructures subterrànies per a l’emmagatzematge a gran escala d’hidrogen. Segons els experts, el Regne Unit hauria d’acumular fins a 1.000 vegades més energia en forma d’hidrogen del que actualment poden contenir els seus embassaments hidroelèctrics de bombeig reversible, superant àmpliament també la capacitat de les bateries. Afortunadament, el territori britànic disposa de dipòsits de sal subterranis que poden servir per aquesta finalitat, però no totes les regions del món compten amb aquesta avantatja. A la costa del Pacífic dels Estats Units, així com a la Xina, Àfrica i Amèrica del Sud, és difícil trobar formacions geològiques idònies per aquest tipus d’emmagatzematge.

Per als llocs menys afavorits, una solució ha estat proposada per investigadors alemanys: convertir l’hidrogen en metanol. Segons Tom Brown, expert en modelització energètica de la Technische Universität Berlin, el metanol presenta un gran avantatge respecte a l’hidrogen, ja que es pot emmagatzemar en estat líquid en dipòsits convencionals, facilitant-ne el transport i l’ús posterior.

Aquesta idea va guanyar encara més suport al novembre de 2023, quan la revista  Joule, va publicar un estudi que demostrava que l’emmagatzematge d’energia en forma de metanol pot ser rendible. La clau és integrar les tecnologies necessàries per a la producció d’hidrogen, la conversió en metanol i la generació d’electricitat, aprofitant així els excedents de producció renovable.

A més, el metanol de baix contingut en carboni ja està començant a substituir el fuel pesant utilitzat en la  navegació marítima, una de les fonts de contaminació més importants del sector del transport. A Texas, per exemple, ja hi ha una planta de generació de 25 MW que funciona amb metanol.

Un exemple destacat d’innovació en aquest camp és la central de generació de La Porte, a Texas, que utilitza el cicle Allam, una tecnologia avançada que crema combustible en un circuit tancat de diòxid de carboni en estat supercrític. Aquest sistema permet capturar el CO₂ de manera eficient sense les pèrdues associades als sistemes convencionals. Adaptar aquesta tecnologia per cremar metanol en un sistema d’energia totalment renovable podria representar un gran pas endavant en l’emmagatzematge i ús eficient de l’energia.

Els avantatges del metanol com a vector energètic són evidents: un sol tanc de 200.000 metres cúbics pot contenir suficient metanol per generar fins a 580 GWh d’electricitat. Els costos estimats d’aquesta solució es mouen entre els 77 i els 94 euros per MWh, una xifra que es troba dins dels llindars del mercat elèctric per a la compensació entre oferta i demanda mitjançant centrals de gas natural.

Malgrat això, l’informe va concloure que l’hidrogen emmagatzemat sota terra segueix sent l’opció més econòmica en aquells llocs on les condicions geològiques ho permeten. En concret, l’energia emmagatzemada en cavernes de sal seria entre un 14% i un 17% més barata que el metanol.

Més enllà d’aquestes opcions, també s’explora la construcció d’interconnexions elèctriques de llarg abast entre països per estabilitzar el sistema elèctric global. No obstant això, aquestes infraestructures poden trigar més d’una dècada a construir-se, fet que contrasta amb la rapidesa amb què es pot implementar l’emmagatzematge en metanol. Aquesta flexibilitat, sumada a la seva capacitat d’integració en infraestructures existents, podria convertir-lo en una solució de referència per a l’estabilització del subministrament energètic renovable.

Davant la urgència de la crisi climàtica, apostar per solucions d’emmagatzematge d’energia eficients i escalables és essencial. La conversió d’hidrogen en metanol es presenta com una alternativa viable, especialment per a aquelles regions que no poden comptar amb emmagatzematge subterrani. A curt termini, aquesta tecnologia podria esdevenir una peça clau en la transició cap a un sistema energètic net, fiable i sostenible.

Ramon Gallart

Adaptació de les Xarxes Elèctriques.

Tot i que les fonts d’energies alternatives poden ser respectuoses amb el medi ambient, la xarxa de distribució elèctrica ha d’adaptar-se per facilitar la transició cap a aquestes fonts renovables.

Aquest canvi requereix la implementació de xarxes intel·ligents capaces de gestionar la variabilitat d’una gama diversa d’energies renovables. La integració d’aquestes xarxes es fonamenta en l’Internet de les coses, on cada dispositiu connectat a la xarxa, com termòstats programables, aparells d’aire condicionat o els convertidors de plantes fotovoltaiques, poden comunicar en temps real informació sobre la generació i el consum d’energia. Tot i que la teoria de les xarxes intel·ligents té dècades d’antiguitat, només ara s’està convertint en una realitat palpable.

Aquest nou model de gestió energètica genera una gran quantitat de dades. Gràcies a les avançades eines d’anàlisi i els detallats informes, les distribuïdores poden comparar el consum d’energia de cada client amb el dels seus veïns, proporcionant informació útil i personalitzada. Aquestes dades poden ser accessibles a través de llocs web o fins i tot mostrades directament en dispositius domèstics, com termòstats intel·ligents. Això permet als consumidors prendre decisions sobre el seu consum energètic i adaptar-lo a les seves necessitats i preferències.

Una gran part dels usuaris opten per rebre notificacions quan el seu consum energètic supera la mitjana o excedeix una quota predefinida. Alguns d’aquests consumidors també participen en mercats olcals de flexibilitat, on són informats sobre quna sorgeix una sobrecàrrega del sistema elèctric i reben compensacions per reduir el seu consum durant aquests períodes. A més, es fomenten hàbits de consum eficients, com traslladar l’ús d’energia a hores no punta, aconseguint així un equilibri entre les necessitats del consumidor i l’eficiència de la xarxa.

L’adopció d’eines de computació en núvol i d’anàlisi de dades ha permès a monitoritzar l’ús d’energia minut a minut, facilitant la implementació de polítiques d’estalvi i eficiència energètica. Aquesta capacitat d’anàlisi també, permet incentivar el consum responsable i optimitzat, beneficiant tant els consumidors com el medi ambient. No obstant això, és essencial trobar un equilibri entre les necessitats energètiques i la disponibilitat de recursos, per evitar desajustos en la xarxa.

La implementació de xarxes intel·ligents s’ha accelerat gràcies a diverses raons. Les economies d’escala han fet més assequibles aquestes tecnologies, la caiguda del cost per kW de les energies renovables ha impulsat la seva adopció, i la millora de la infraestructura informàtica ha facilitat la seva gestió eficient. Per establir una xarxa integral, cal desplegar una gran quantitat de sensors capaços de comunicar-se amb el sistema en temps real. La proliferació de tecnologies sense fils ha reduït significativament el cost d’aquests dispositius, fent viable la implementació de xarxes intel·ligents a gran escala.

La supervisió en temps real és fonamental per a la integració efectiva de les energies renovables. La producció d’energia solar, per exemple, té un pic durant el dia que no sempre coincideix amb la demanda energètica. L’energia eòlica, per la seva banda, pot generar electricitat en moments de baixa demanda. Aquesta variabilitat requereix un sistema de gestió flexible i dinàmic, capaç de sincronitzar diverses fonts de generació i equilibrar el subministrament energètic.

A mesura que augmenten les energies renovables en el sistema elèctric, també creix la necessitat d’integrar generadors de reserva que garanteixin l’estabilitat de la xarxa. Això suposa un repte econòmic, ja que requereix inversions addicionals en infraestructures de generació tradicional, com centrals de gas natural, per compensar la variabilitat de les fonts renovables. Per tal d’optimitzar aquests recursos i reduir costos, les xarxes intel·ligents es presenten com la solució ideal per gestionar projectes d’energia renovable descentralitzada.

Les dades generades per les xarxes intel·ligents són una eina valuosa per als comercialitzadors d’energia, ja que permeten analitzar patrons de consum, correlacionar-los amb factors externs com la temperatura i ajustar l’oferta energètica a la demanda. A més, els agregadors d’energia poden utilitzar aquestes dades per registrar el consum en intervals curts de temps, la qual cosa possibilita la participació activa dels consumidors en els mercats d’equilibri energètic.

L’anàlisi de dades no només permet optimitzar el consum i reduir costos, sinó que també contribueix a empoderar els consumidors en la transició energètica. La combinació de tecnologies intel·ligents, energies renovables i estratègies d’incentius crea un ecosistema sostenible que equilibra la necessitat d’energia amb la seva disponibilitat, garantint així un futur energètic més eficien i resilinet

Ramon Gallart

Àtoms entrellaçats per sensòrica.

El fenomen quàntic conegut com a entrellaçament, pot enllaçar àtoms i altres partícules de manera que puguin influir-se mútuament de forma instantània, independentment de la distància.

En aqeust sentit, hi han noves investigacions que expliquen que és possible aprofitar l'entrellaçat per a sensors quàntics el qual, són significativament més precisos i ràpids i així,  podrien donar suport per exemple a les tecnologies de navegació per satèl·lit com seria el GPS.

Els sensors quàntics es basen en efectes notòriament fràgils a les interferències externes. Tanmateix, els sensors quàntics aprofiten aquesta vulnerabilitat per respondre a les més lleus pertorbacions del medi ambient.

Cada cop més, els sensors quàntics estan assolint nivells de sensibilitat i precisió sense precedents, per a potencials aplicacions com podria ser, detectar els camps magnètics dels pensaments, descobrir estructures i recursos subterranis ocults, entre d'altres.

Els rellotges atòmics, els cronometradors amb molta precissió, també poden servir com a sensors quàntics. De manera semblant a com un rellotge molt vell manté el temps amb un pèndol que oscil·la, un rellotge atòmic controla les vibracions d'un àtom. Els rellotges atòmics òptics, que utilitzen raigs làser per atrapar i controlar els àtoms, actualment tenen una precisió de fins a 1 attosegon.

Els rellotges atòmics tenen moltes possibles aplicacions. Per exemple, són clau per als senyals cronometrats amb precisió en què es basen els GPS i altres sistemes globals de navegació per satèl·lit (GNSS) per ajudar els usuaris a identificar les seves pròpies ubicacions.

Quan els àtoms individualment s'utilitzen com a sensors quàntics, mentre es mouen entre estats d'energia, són intrínsecament sorollosos. Tanmateix, quan els àtoms estan entrellaçats, la manera com es comporten tots a l'uníson, pot reduir aquest soroll. Això fa que els senyals dels àtoms entrellaçats siguin més clars, millorant les mesures reals i reduint la quantitat de temps que es necessita per obtenir resultats fiables.

En teoria, es poden enllaçar partícules en extrems oposats de l'univers. A la pràctica, és difícil enllaçar àtoms que estan més allunyats els uns dels altres. Els àtoms tenen interaccions més fortes amb els àtoms més propers a ells; com més gran sigui la distància, més febles són les seves interaccions. 

En un recent experiment, ha estat possible alinear 51 ions de calci atrapats elèctricament, cadascun a una distància d'aproximadament 5 micròmetres. PEr fer-ho possible, es van utilitzar làsers per generar vibracions de quasipartícules conegudes com a fonons en els ions. Aquests fonons els van fer van baixar peruna  la cadena d'àtoms, de manera que podien compartir informació quàntica.

Una manera de generar l'entrellaçat, és mitjançant un procés conegut com a spin squeezing.Tots els objectes que segueixen les regles de la física quàntica poden existir en diversos estats d'energia alhora, aquest efecte, es conegut com a superposició. La compressió de girs redueix tots aquells estats de superposició possibles a només unes poques possibilitats, mentre que els expandeix en d'altres.

Amb 12 ions, es va trobar que aqeusta nova tècnica podria reduir el soroll del seu sensor una mica més d'un factor de dos. Es preveu atrapar ions en disposicions bidimensionals en lloc de cadenes lineals, cosa que  pot ajudar a atrapar més ions i accelerar la dinàmica, generant un millor enredament.

S'espera implementar aquesta estratègia en rellotges d'última generació que operen amb milers de partícules atrapades en matrius 3D i, per tant, en principi creen els sensors més precisos que s'hagin imaginat mai.

Ramon Gallart.

Sense Dubtes Sobre La Urgència Climàtica.

L'Acord de París pretenia limitar l'augment de temperatura global per sota dels 2°C, idealment a 1,5°C, però les emissions continuen augmentant. L'any 2024 es van emetre 37,4 mil milions de tones de CO₂, un rècord històric, i per primera vegada, les temperatures globals van superar el llindar  d'1,5°C.

Aquestes xifres fan pressagiar un panorama desolador d'un planeta que avança cap a un futur incert. La realitat és clara: malgrat els avisos, el món continua augmentant les seves emissions, fent que el repte del net zero emissions sigui encara més difícil d'assolir.

També, el ritme lent en el desplegament de les energies renovables no ajuda. Tot i que l'energia solar i eòlica s'estan tornant més viables econòmicament i estan àmpliament disponibles, la transició no està avançant prou ràpidament en aqesut camí. L'Agència Internacional de l'Energia adverteix que la inversió en energia neta ha de més que duplicar-se aquesta dècada per alinear-se amb l'objectiu de les emissions netes zero (manquen 5 anys per acbar aqesuta dècada). Les nacions en desenvolupament, requereixen un suport financer significatiu per fer el canvi, però els compromisos dels països més rics estan molt per sota del necessari. Els 300 mil milions de dòlars anuals en finançament climàtic promesos per al 2035 a la COP29 són insuficients en comparació amb l'escala de la crisi.

Potser el més preocupant és la manera en què els objectius de les zero emissions poden servir com a cortina de fum. Molts governs i corporacions promouen els seus compromisos de zero emissions mentre continuen aprovant nous projectes de combustibles fòssils. Sense una acció genuïna per eliminar gradualment els combustibles fòssils, aquestes promeses corren el risc de ser només paraules sense valor que amaguen una contínua degradació ambiental.

Malgrat això, l'energia renovable és ara la forma més econòmica de l'electricitat en la història, superant els combustibles fòssils en la majoria de les grans economies. Es preveu que la capacitat global d'energies renovables augmenti substancialment. A mesura que els costos disminueixen i l'acceptació pública creix, la transició cap a un futur energètic net es farà cada vegada més difícil d'ignorar.

Els compromisos amb les net zero emissions, tot i que a vegades ambigus, també són extensos. Gairebé tres quartes parts de les nacions del món han establert objectius de zero emissions, juntament amb més de mil de les companyies més grans del món. Encara que és necessari un cert escepticisme davant la manca de plans detallats i mecanismes per la seva aplicació, aquest nivell de reconeixement assenyala un canvi de prioritats que no es pot desescoltar.

La innovació tecnològica també reforça el cas per a l'optimisme. De la mateixa manera que la revolució digital va transformar la comunicació i el comerç en els últims 25 anys, els avenços en xarxes elèctriques intel·ligents, emmagatzematge d'energia i captura de carboni estan obrint camins cap a un futur amb baixes emissions. Aquestes innovacions no es limiten al sector energètic, sinó que també s'estenen al transport, l'agricultura i la indústria, oferint solucions multisectorials a la crisi climàtica.

Potser la font d'esperança més significativa és la mateixa societat. La creixent demanda social d'acció climàtica continua pressionant governs i empreses per actuar de manera responsable. Saber que el canvi climàtic és causat pels humans no és només un advertiment, sinó una crida a l'acció.

El camí cap a les  net zero emissions serà complicat, ple d'obstacles, complexitats econòmiques i dificultats tecnològiques. Però el desànim no és una opció. Les decisions preses avui definiran el clima de demà. Tot i que les amenaces són reals, també ho són la  capacitat per a la innovació, la determinació i la resiliència. Assolir les net zero emissions no és només un objectiu aspiracional, sinó una necessitat que està a l'abast si es decideix actuar amb decisió.

Ramon Gallart

Les Megatendències Tecnològiques

Les megatendències tecnològiques va destacar com la intel·ligència artificial (IA), la transformació digital i la sostenibilitat estan preparades per revolucionar les empreses, els governs i les universitats.

Aquestes tres tecnologies emergents no només transformaran els sectors clau sinó que també influiran en les competències necessàries per als treballadors.

Què són les megatendències?

Les megatendències sorgeixen de la integració de diverses tendències que es desenvolupen al llarg de dues dècades, amb un impacte significatiu en la societat, la tecnologia, l’ecologia i l’economia. 

Beneficis i reptes de la intel·ligència artificial

La IA engloba tecnologies com ChatGPT, robots autònoms, dispositius portables i bessons digitals. Els sectors de l’educació, la salut i la fabricació poden beneficiar-se enormement d’aquestes aplicacions:

Educació: L’expansió de l’ensenyament a distància i la personalització de l’educació podrien substituir els mètodes tradicionals, permetent experiències d’aprenentatge més adaptatives i accessibles.

Salut: Tractaments personalitzats, descobriment ràpid de medicaments i plans de tractament optimitzats podrien ser possibles gràcies a la IA, reduint costos i millorant l’eficiència.

Fabricació: La IA pot millorar el control de qualitat, disminuir el temps d’aturada i augmentar la producció, escurçant el temps de comercialització dels productes.

Tanmateix, la implementació de la IA no està exempta de resoldre reptes, com la privacitat de les dades, els dilemes ètics i la potencial desocupació. L’informe subratlla la necessitat de programes de requalificació per adaptar els treballadors a aquestes noves tecnologies.

La transformació digital: Una nova era per a la tecnologia

La transformació digital implica la integració de tecnologies autònomes, la connectivitat per tot arreu i la creació d’entorns intel·ligents. Aquesta tendència té prometedores aplicacions  en sectors com la construcció, l’educació, la salut i la fabricació.

Construcció: L’ús de models digitals com el Building Information Modeling (BIM) pot millorar la seguretat i l’eficiència en projectes d’infraestructura.

Educació: Tot i que s’han introduït dispositius electrònics a les aules, l’informe assenyala que cal una major inversió en formació contínua per a treballadors.

Salut: Des de registres electrònics fins al disseny assistit per ordinador, la transformació digital pot agilitzar processos com la creació de pròtesis i la planificació hospitalària.

Els experts, però, avisen de la manca de recursos com microxips i bateries, així com de les dificultats d’accés en regions amb menys desenvolupament tecnològic, cosa que pot amplificar la bretxa digital.

Cap a una sostenibilitat impulsada per la tecnologia

La sostenibilitat ja és una prioritat per moltes organitzacions, però menys del 20% té objectius clarament definits per implementar-la. La tecnologia pot ajudar a impulsar canvis socials i ambientals amb aplicacions com l’energia renovable, la descarbonització i l’emmagatzematge energètic.

Noves oportunitats: L’aplicació de tecnologies com la blockchain en xarxes elèctriques pot optimitzar l’energia sobrant, creant nous llocs de treball i millorant la seguretat energètica.

Reptes: La falta de regulacions, incentius per promoure comportaments eco-sostenibles i els costos elevats de les tecnologies sostenibles són obstacles importants.

Sinergies entre les megatendències

Els experts subratllen la necessitat de considerar aquestes megatendències de manera sinèrgica. L’IA, per exemple, es pot aplicar a solucions sostenibles i de transformació digital, mentre que aquestes transformacions requereixen actualitzacions constants amb components d’IAG i enfocaments sostenibles.

Recomanacions per a col·laboracions efectives

Per abordar la manca de formació i promoure l’adopció d’aquestes tecnologies, l’informe suggereix que la indústria treballi amb universitats per formar els futurs treballadors i actualitzar el personal docent. Els governs han de fomentar la recerca acadèmica, i les organitzacions professionals, com l’IEEE, haurien de desenvolupar estàndards tècnics i mapes de ruta estratègics per guiar el desenvolupament a llarg termini.

En definitiva, l’informe emfatitza que aquestes megatendències tecnològiques, si s’adopten amb una perspectiva integrada, poden redefinir el futur de la indústria, l’educació i les polítiques governamentals, contribuint a un progrés sostenible i equitatiu per a la societat global.

Ramon Gallart

Font: https://engage.ieee.org/FD-Megatrends-2024.htmle

Centrals nuclears i el H2.

Les centrals nuclears han estat una font clau per a la generació d'electricitat durant dècades en els països que utilitzen aquesta tecnologia. 

Aquestes instal·lacions ofereixen una producció constant, independentment de les condicions meteorològiques, i contribueixen a garantir una base estable d'energia a la xarxa elèctrica. Tot i això, encara tene aspectes a millorar, especialment en termes d'eficiència i adaptabilitat. Una de les principals dificultats està en els elevats costos de construcció i la seva gestió, així com en la seva incapacitat per respondre ràpidament a les fluctuacions de la demanda deigual manera que ho fa una turbina hidroelèctrica. Quan la demanda és baixa, l'excedent d'energia generat es ven al mercat a preus molt baixos, reduint així els guanys i afectant la rendibilitat.

Una solució innovadora que podria fer que l'energia nuclear sigui més rendible és la integració amb sistemes d'electrolitzadors d'hidrogen i piles de combustible. Aquesta combinació permetria utilitzar l'energia nuclear sobrera per produir hidrogen en moments de baixa demanda. Aquest hidrogen es podria emmagatzemar i posteriorment utilitzar per generar electricitat en períodes de major demanda, mitjançant piles de combustible. Així, es maximitzaria l'aprofitament de l'energia produïda, augmentant els ingressos i millorant la sostenibilitat econòmica de les centrals nuclears. A més, l'excedent d'hidrogen podria ser venut com a matèria primera per a la indústria química, obrint noves vies de negoci.

Aquesta visió està alineada amb el concepte d'energia transactiva, que implica la interacció de diversos actors en la generació, distribució i venda d'energia segons els preus dinàmics del mercat. Tot i que aquesta idea té el potencial d'augmentar els ingressos dels proveïdors i reduir els costos per als consumidors, també comporta una complexitat en la seva explotació. La gestió òptima del sistema requeriria identificar els moments adequats per canviar entre la producció d'electricitat i la generació d'hidrogen, fet que resulta un repte davant les fluctuacions constants del preu de l'energia.

Aquí és on el modelatge amb deep learning pot jugar un bon paper. Mitjançant l'ús d'aquesta tecnologia, seria possible analitzar variables com la demanda de la xarxa, els costos operatius i les característiques específiques dels electrolitzadors i piles de combustible. Aquest modelatge permetria predir els moments més rendibles per fer els canvis d'operació, maximitzant així els beneficis econòmics. El deep learning seria especialment útil per gestionar la variabilitat del preu de l'energia, que depèn de factors com el clima, la disponibilitat d'energia renovable i l'hora del dia.

Malgrat que actualment hi han països que preveuen anara aturarn centrlas nucleas orientades a impulsar l'energia neta i les inversions en tecnologies renovables, podria ser d'interés en països on encara s¡ aposta per la nueclear, la realitat és que encara hi ha una notable manca de projectes que integrin de manera eficient l'hidrogen en la cadena energètica. L'aplicació de tecnologies d'hidrogen combinades amb l'energia nuclear i el deep learning podrien representar una revolució en termes d'eficiència i rendibilitat per als productors d'energia, alhora que contribuiria a avançar cap a un sistema energètic més sostenible i equilibrat.

Ramon Gallart

Replantegar les matemàtiques com una matèria viva i creativa

El mite que les matemàtiques consisteixen només a trobar la resposta correcta,  perjudica l’educació.

De fet, acaba per fer minvar una matèria plena de creativitat i resolució de problemes a un exercici rígid i poc inspiradora orietnada a trobar resultats i respostes. Aquest fet, desmotiva i fomenta l’ansietat, alhora que redueix la capacitat de pensar de manera crítica.

Les matemàtiques, tenen el potencial de ser una un procés col·laboratiu i exploratori que enforteix el raonament i construeix resiliència.

El problema està en l’èmfasi en una única manera correcta de resoldre un problema. Aquest fet crea una falsa sensació de certesa i control, alhora que reprimeix la creativitat.

La veritable resolució de problemes requereix una altra cosa. Es tracta de preguntar-se: Què està passant en aquest problema?  i d’acceptar que sovint hi ha múltiples caires vàlids. La comprensió té prioritat sobre els mètodes mecànics per tant,  no és el mètode específic que es fa servir, sinó el raonament que hi ha al darrere.

Quan es limiten a instruccions pas a pas, es perd l’oportunitat de desenvolupar el pensament crític i la confiança. Per contra, la resolució de problemes implica creativitat, risc i persistència. Els perfils tècnics, habitualment encaren els problemes des de múltiples perspectives, fins i tot quan ja es te una solució. Explorar altres mètodes sovint condueix a resultats més econòmics, eficients o elegants. No es tracta només de trobar una resposta, sinó de trobar la millor resposta.

Tanmateix, l’educació matemàtica sovint desincentiva l’experimentació i la col·laboració donat que s'apren a prioritzar ràpidament sobre la comprensió i la precisió sobre el procés. Això reforça l’ansietat i l’autocrítica negativa doant que es possible sentir-se derrotats abans fins i tot de començar. Poden haver casos de tenir dubtes a fer preguntes o compartir idees, per por de ser jutjats per si s'està equivocat. Això desgasta aquest entorn minvant la curiositat natural i la disposició a implicar-se.

Molts adults podem recordar moments a l’escola en què se’ns va penalitzar per resoldre un problema de manera no convencional, fins i tot si la seva resposta era correcta. Aquest enfocament rígid cancel·la la creativitat i deixa una sensació de frustració que perdura.

Un tipus d’ensenyament que transformi les matemàtiques en una experiència compartida i exploratòria de igual manara que es fa en altres matèries, on es valora la col·laboració i el debat peremtria que les matemàtiques esdevinguin més com un esport d'equip fent possible  aprendre els uns dels altres i així, descobrir diferents maneres de resoldre problemes que acabaria en desenvolupar la confiança per fer front a reptes de manera creativa.

Per tant, replantejar les matemàtiques com una matèria col·laborativa i centrada en el procés ajudaria a veure-les no com un conjunt de regles per memoritzar, sinó com una eina per entendre el món. 

Ramon Gallart

Lleis per la IA

A mesura que el món avança cap a una era basada en la intel·ligència artificial,  és moment de revisar els marcs ètics que guien les nostres interaccions amb la tecnologia. 

L’any 1942, Isaac Asimov, autor de ciència-ficció, va introduir les Tres Lleis de la Robòtica al seu relat “Runaround”. Aquestes regles, posteriorment immortalitzades al seu llibre I, Robot, van servir com a guia per a l’ètica robòtica durant dècades. Les lleis d’Asimov eren elegantment simples: els robots no han de fer mal als humans, han d’obeir els humans excepte si això causa danys, i han de protegir-se ells mateixos sempre que això no entri en conflicte amb les dues primeres lleis.

Tot i que aquestes lleis van néixer de la ficció, han tingut una influència profunda en els debats reals sobre l’ètica en tecnologia. Tanmateix, els sistemes d’IA amb què ens enfrontem avui són molt diferents dels robots físics que Asimov imaginava. La intel·ligència artificial generativa, capaç de crear textos, imatges, vídeos i fins i tot veus humanes, planteja reptes molt més enllà del que Asimov podia preveure. Les Tres Lleis ja no són suficients. La nostra era exigeix una actualització que consideri la IA.

Pensem en la proliferació de la manipulació digital mitjançant la IA: Deepfakes, que utilitzen la IA per crear continguts sintètics convincents. LA veritat és que s’han convertit en una amenaça seriosa per a la confiança en la comunicació digital. Vídeos, àudios i imatges falses poden suplantar qualsevol persona, facilitant estafes i escampant desinformació amb una facilitat sorprenent. El discurs polític ja ha patit l’impacte de campanyes generades per bots que simulen opinió pública, mentre les trucades d’estafa i vídeos generats per IA que suplanten persones estimades ataquen els membres més vulnerables de la societat.

És fàcil quedar-se sorprès per un vídeo de qualsevol de nosaltres parlant amb qualsevol llengua amb fluïdesa. Aquesta experiència no és res comparada amb els perills que enfrontem la canalla i els adolescents que formen vincles emocionals amb xatbots d’IA, víctimes que cauen en estafes creades per veus generades amb IA, i persones que perden la capacitat de distingir entre interaccions humanes i artificials.

Les conseqüències van més enllà de la incomoditat o l’embolic. L’angoixa emocional, la pèrdua de recursos i fins i tot els suïcidis s’han vinculat a interaccions amb sistemes d’IA enganyosos. 

Per mantenir la confiança cal un entorn legal que permeti mantenir la confiança en l’era de la IA. La col·laboració humana-IA té un potencial immens, però ha d’estar fonamentada en la transparència. Els agents artificials han d’identificar-se com a tals, i els continguts generats per IA han d’estar clarament etiquetats, tret que hagin estat extensament adaptats per un humà. La implementació d’aquest principi requeriria divulgació de la IA, etiquetatge clar, estàndards tècnics per a la identificació, marcs legals per fer complir aquestes mesures, i iniciatives educatives per millorar la competència en IA.

És clar que això és més fàcil de dir que de fer. La investigació sobre el marcatge i la detecció de continguts generats per IA tot just comença. Qui vol fer coses malintencionades probablement trobarà formes de el·ludir aquestes mesures de seguretat, i escalar aquestes solucions a nivell més global i això, requerirà un gran esforç. Però això és essencial. El futur de la col·laboració humana-IA depèn de la  capacitat per distingir entre interaccions artificials i humanes. 

Els relats d’Asimov sovint exploraven les conseqüències no desitjades dels robots que intentaven seguir les regles. Els seus mons imaginaris ens mostren com fins i tot els sistemes ben intencionats poden fallar. Tot i això, cal esforç per aconseguir sistemes d’IA ètics que segueixin aquests principis, continua essent un objectiu clau. Cal garantir que el desenvolupament de la IA s’alineï amb els valors humans. El moment d’actuar és ara, abans que l’engany es converteixi en la norma i la confiança en el nostre món digital quedi irremeiablement erosionada.

Ramon Gallart

La Viabilitat dels Cotxes Solars: Un Futur Prometedor?

Per entendre el potencial de l’energia solar en els vehicles, només cal recordar què passa quan deixem un cotxe al sol, especialment durant l'estiu: l’interior s’escalfa fins a temperatures extremes. Això evidencia que els cotxes són capaços d’absorbir grans quantitats d’energia solar. De fet, ja estigui aparcat o circulant, un cotxe passa una gran part del temps exposat al sol. Així doncs, per què no s’ha aprofitat més aquesta energia?

Durant un trajecte, l’energia solar captada podria contribuir a reduir la dependència de les infraestructures de recàrrega elèctrica. Algunes marques han començat a explorar aquest camp. Toyota, per exemple, va provar d’incorporar un sostre solar al model  PRIUS Prime, però la proposta no va tenir l’impacte esperat

Amb la tecnologia actual, els cotxes alimentats exclusivament per energia solar encara no són una realista. Tanmateix, la integració de cel·les solars en vehicles elèctrics (VE) com a sistema d’assistència podria ser una solució factible i beneficiosa. Aquesta tecnologia permetria alleugerir la pressió sobre la xarxa elèctrica, especialment en un context en què els VE guanyen presència al mercat.

Si els vehicles amb assistència solar fossin àmpliament adoptats, podríem observar canvis importants en les necessitats de recàrrega. Per exemple, en comptes de carregar un cotxe una vegada per setmana, potser només caldria fer-ho cada dues setmanes. Això significaria que la mateixa infraestructura podria donar servei al doble de vehicles, fent-la més eficient i sostenible.

Un dels principals reptes d’aquesta tecnologia és el pes dels vehicles. Les cel·les fotovoltaiques utilitzades en aquests cotxes són similars a les que es fan servir en panells solars residencials. Tanmateix, l’espai limitat als sostres dels cotxes exigeix cel·les d’alta eficiència per maximitzar la captació d’energia. Paral·lelament, caldria treballar per reduir el pes dels vehicles, ja que moure 1.500 kg per transportar una persona de 80 kg és altament ineficient. Els cotxes solars de carreres, per exemple, tenen un pes aproximat de només 150 kg, una fracció del pes dels cotxes convencionals.

Un altre aspecte clau és el disseny de les cel·les solars. Actualment, aquestes solen ser planes per captar la màxima llum solar, però els sostres dels cotxes no són plans, ja que el disseny aerodinàmic és fonamental per millorar l’eficiència del vehicle. Per tant, serà imprescindible adaptar les cel·les solars a les formes corbes i complexes dels sostres dels vehicles.

També cal tenir en compte factors ambientals com l’ombra d’edificis alts o d’arbres en entorns urbans, que podrien reduir l’eficiència de les cel·les solars. En aquest sentit, un estudi publicat a la revista Progress in Photovoltaicss analitza com aquests elements afecten la captació d’energia solar en zones urbanes, proporcionant pistes sobre com optimitzar la tecnologia.

Actualment, empreses com l’alemanya Sono Motors treballen en el desenvolupament de vehicles elèctrics solars i aposten per oferir aquesta tecnologia a altres fabricants. Això suggereix que l’energia solar podria arribar al mercat automobilístic com una opció opcional per complementar l’eficiència dels VE.

En resum, tot i que encara hi ha reptes importants a superar, l’assistència solar en vehicles elèctrics és un pas cap a un futur més sostenible. La combinació d’avenços tecnològics en materials lleugers, cel·les solars més eficients i dissenys adaptats podria fer que aquesta opció esdevingui una realitat a curt o mitjà termini.

Ramon Gallart

Què és la intel·ligència?

Des de fa temps, hi ha un gran debat entre psicòlegs, neurocientífics i experts en intel·ligència artificial sobre què significa realment la intel·ligència.

El diccionari defineix la intel·ligència com la capacitat d'aprendre, raonar, comprendre i realitzar altres activitats mentals similars; és a dir, l'habilitat per comprendre veritats, relacions, fets, significats i més.

Tot i aquesta definició, queda implícit que la intel·ligència no es limita només a un conjunt de coneixements tècnics o especialitzats. Per exemple, una persona que sigui capaç d'entendre la mecànica quàntica pot ser altament competent en aquest àmbit, però aquest coneixement específic no té una aplicació immediata per a la majoria de la societat, que potser no té cap mena de coneixement previ sobre el tema. Així, la intel·ligència no es mesura només per la profunditat d'un coneixement en una àrea concreta, sinó per la capacitat de comprendre i aplicar informació en una varietat de contextos.

Llavors, una persona realment intel·ligent és aquella que té una comprensió àmplia de diversos temes i disciplines, que pot integrar coneixements i adaptar-se a diferents situacions. La intel·ligència no només es manifesta en l'aprenentatge de fets o teories, sinó també en la capacitat de pensar críticament, de resoldre problemes de manera creativa i de comunicar-se de manera efectiva amb altres individus de diversos àmbits de coneixement. Així, la verdadera intel·ligència implica una combinació d'habilitats cognitives, socials i emocionals que permeten una adaptació flexible i efectiva a un món cada vegada més complex i interconnectat.

Què passa amb la creativitat? Les persones creatives pensen d'una manera única, diferent a la majoria. Per exemple, on molts veuen un problema sense solució, una persona creativa ho veu com una oportunitat de creixement i innovació. La creativitat els permet mirar el món des de noves perspectives, cosa que els permet identificar solucions que d'altres quedarien invisibles. Però, què va fer que aquestes persones fossin tan excepcionals? Quins van ser els coeficients intel·lectuals de figures com Marie, Curie, Einstein, Tesla o Newton? La veritat és que no es pot saber-ho amb certesa, ja que no existien proves d'estudi del coeficient intel·lectual (IQ) quan van néixer. Tot i així, el que està clar és que els grans genis de la història no només van dominar el seu camp específic, sinó que eren polímates, és a dir, persones amb un gran coneixement en diverses disciplines.

Molts d'aquests grans pensadors van portar vides solitàries, potser a causa de la intensitat amb què es dedicaven a les seves passions. Els seus incomparables talents, sovint, venien acompanyats d’un alt cost emocional, ja que molts d'ells van patir problemes relacionats amb l'aïllament social i els trastorns emocionals. És habitual que, en el camí de la creativitat, hi hagi grans alts i baixos emocionals, però el que uneix a tots aquests genis és una profunda curiositat pel món. Aquesta curiositat insaciable els porta a buscar constantment nous coneixements i a explorar noves possibilitats, sense por de sortir de la zona de confort. I és precisament aquesta curiositat el que els permet descobrir noves formes de veure les coses i generar idees innovadores.

La seva creativitat els impulsa a pensar fora del convencional, a veure la vida des d'un angle diferent i a proposar solucions noves i inusuals. És per això que, enfront de problemes aparentment sense solució, la seva ment els porta a idear alternatives i a afrontar-los d’una manera totalment nova. Aquest enfocament és el que acaba convertint-los en avantatge respecte a altres, ja que la seva capacitat per innovar els permet avançar i transformar el món. Els genis són també persones amb una gran determinació, disposades a dedicar-se en cos i ànima a les seves passions. Estan preparats per treballar incansablement fins a assolir els seus objectius, demostrant una força de voluntat inquebrantable.

En definitiva, la intel·ligència és un element essencial per a l'èxit de les persones creatives. La seva capacitat per comprendre conceptes complexos, connectar idees aparentment disjuntes i fer deduccions lògiques, els permet aportar grans innovacions al seu camp. Però, més enllà d'això, el que els fa realment únics és la seva visió capaç de veure més enllà del que els altres poden percebre. Aquesta habilitat per identificar connexions entre conceptes separats i establir ponts entre disciplines és la que els permet trobar solucions noves a problemes antics, donant lloc a canvis radicals en la societat i el coneixement.

Ramon Gallart.

Panells Antisolars: Una Revolució per a la Transició Energètica.

És evident que les tecnologies renovables són essencials per impulsar la transició energètica cap a un model més sostenible.

No obstant això, presenten certes limitacions inherents, com la seva dependència de les condicions naturals. En el cas de la fotovoltaica, la capacitat de generació d'electricitat depèn directament de la intensitat i les hores de llum solar disponibles. Per aquest motiu, esdevé clau desenvolupar solucions que permetin produir energia elèctrica en condicions de baixa o nul·la radiació solar..

No hi ha dubte que l'aprofitament de les fonts renovables aporta beneficis significatius per al medi ambient, com ara la reducció d'emissions de gasos d'efecte hivernacle i una menor dependència de combustibles fòssils. Això fa imprescindible continuar innovant i aplicant avenços tecnològics que ens permetin superar les limitacions actuals i establir un sistema energètic més robust i sostenible.

Una d'aquestes innovacions és el desenvolupament dels anomenats panells antisolars, uns dispositius capaços de generar electricitat sense necessitat d'absorbir la llum del sol. Aquesta tecnologia representa un avenç significatiu en l'ampliació de les hores de generació d'energia en sistemes basats en la fotovoltaica convencional.

A la Universitat Davis de Califòrnia, s'ha desenvolupat una tecnologia pionera que optimitza el sistema de refrigeració per radiació dels panells. La idea es basa en aprofitar la calor acumulada durant el dia i transformar-la, durant la nit, en llum infraroja que pot ser convertida en energia elèctrica. Aquest procés és possible gràcies a l'intercanvi tèrmic entre dos cossos amb temperatures diferents: la Terra, que actua com a cos calent, i l'Espai, que actua com a cos fred. A mesura que la calor flueix cap a l'exterior, aquest procés genera electricitat mitjançant mecanismes termoelèctrics.

Els resultats inicials d'aquesta tecnologia són prometedors. Mitjançant projectes pilot, s'ha aconseguit generar fins a 50 watts d'energia per metre quadrat durant la nit, una xifra que representa aproximadament el 25% de l'energia que pot produir un panell solar convencional durant el dia. Aquesta capacitat obre la porta a un sistema energètic més equilibrat, amb una producció contínua que aprofita tant les hores de llum solar com les de foscor.

Actualment, els panells solars tradicionals es fabriquen principalment amb silici, un material altament eficient per capturar la llum visible. No obstant això, la recerca es dirigeix ara cap a l'ús d'altres materials o aliatges, com el mercuri i altres components termoelèctrics, que podrien maximitzar l'eficiència dels panells antisolars durant les hores nocturnes.

En definitiva, el desenvolupament dels panells antisolars no només complementa la generació diürna de les tecnologies fotovoltaiques tradicionals, sinó que també introdueix una nova manera de concebre la producció d'energia neta, contínua i sostenible. Si aquesta tecnologia aconsegueix madurar i demostrar la seva viabilitat econòmica en els propers anys, podria suposar una veritable revolució en el sector energètic, acostant-nos encara més a l'objectiu d'un futur sense emissions de carboni.

Ramon Gallart.

Què causa els incendis de la bateria d'ions de liti?

La majoria de vehicles elèctrics estan equipats amb bateries d’ions de liti, una tecnologia similar a la que s’utilitza en els telèfons mòbils. Tot i això, cal destacar que les bateries d’ions de liti dels vehicles elèctrics són altament segures..

Tanmateix, en situacions on aquestes bateries es sobreescalfen, poden ser susceptibles a un fenomen conegut com a “fuga tèrmica”. Aquest procés químic pot desencadenar-se a causa d’errors en la bateria, ja sigui per un defecte intern (com un curtcircuit) o per algun tipus de dany extern. En situacions extremes, això podria provocar que la bateria s’incendiï o, fins i tot, exploti.

L'inici i la intensificació dels incendis en bateries d'ions de liti

Els incendis en bateries d'ions de liti poden tenir múltiples causes, incloent-hi factors relacionats amb el comportament de l’usuari, com ara una càrrega inadequada o danys físics. Aquestes circumstàncies poden comprometre la seguretat i provocar l'escalfament descontrolat o fins i tot explosions.

Pel que fa a bateries de grans dimensions són unitats d'emmagatzematge d'energia basades en liti amb una capacitat de l'ordes d'algun MWh. La seva funció és donar suport i estabilitzar la xarxa elèctrica. Tot i el seu potencial beneficiós per al sistema energètic, aquestes bateries també presenten desafiaments significatius en termes de seguretat, especialment en cas d’incendi.

Com actuar en cas d'un incendi?

Si es produeix un incendi en un vehicle elèctric (VE) o una instal·lació d'emmagatzematge amb bateries d'ions de liti, la reacció instintiva podria ser utilitzar aigua per extingir-lo. No obstant això, aquesta actuació podria empitjorar la situació.

Les bateries d'ions de liti presenten reaccions químiques perilloses quan entren en contacte amb l’aigua. Lluny d’apagar les flames, l’aigua pot intensificar l’incendi. Això succeeix perquè la reacció entre el liti i l’aigua genera hidrogen, un gas altament inflamable que pot agreujar la propagació del foc.

En molts casos, pot ser més segur permetre que la bateria es consumeixi per complet. Tesla, per exemple, recomana en la seva guia de resposta del Model 3: "Els incendis de bateries poden trigar fins a 24 hores a extingir-se."

Altres riscos associats a l’ús d’aigua

A més de potenciar les flames, l’aigua també condueix l'electricitat. Això significa que ruixar una bateria que està en combustió pot augmentar el risc de descàrregues elèctriques o curtcircuits, especialment si la bateria roman connectada a un dispositiu com un vehicle elèctric.

Per tot plegat, és fonamental comptar amb protocols específics i equips especialitzats per gestionar els incendis de bateries d'ions de liti, minimitzant així els riscos per a les persones i les instal·lacions.

Un altre aspecte crític a tenir en compte són les conseqüències dels incendis de bateries, especialment la generació de fums tòxics. Quan una bateria d’ions de liti es crema, no només emet fum, sinó també una barreja perillosa de gasos, com ara monòxid de carboni, fluorur d’hidrogen i clorur d’hidrogen.

Aquests gasos representen un risc greu per a la salut, especialment en espais tancats com garatges, on es poden acumular ràpidament en concentracions nocives. La inhalació d’aquests fums en quantitats significatives pot provocar greus problemes respiratoris.

Tot i que els incendis de vehicles elèctrics (VE) són molt poc freqüents, és recomanable adoptar les següents mesures preventives:

1.- Familiaritzar-se amb les característiques de seguretat del vehicle: Els VE disposen d’un sistema de gestió tèrmica que ajuda a mantenir la bateria a una temperatura adequada. Si aquest sistema falla, pot no detectar anomalies ni evitar un possible incendi.

2.- Optimitzar els cicles de càrrega: És important evitar l’ús habitual de carregadors ràpids, ja que poden escalfar la bateria més ràpidament i incrementar el risc de sobreescalfament. Així mateix, és fonamental evitar la sobrecàrrega de la bateria, ja que això també pot augmentar la probabilitat d’un incendi.

Ramon Gallart
Font: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016236124019677?via%3Dihub

 

Innovacions Tecnològiques Revolucionen la Lluita contra el Canvi Climàtic en un Any de Connectivitat Sense Fronteres.

El 2024 ha estat un any revolucionari per a la tecnologia climàtica, amb avenços que han demostrat que la innovació pot transformar els reptes mediambientals en oportunitats.

Des de cometes generadores d’electricitat fins a sistemes de captura de carboni oceànics i tecnologies subterrànies que alimenten l’agricultura, aquest camp interdisciplinari no deixa d’evolucionar a gran velocitat. Tot seguit es presenten algunes de les innovacions més destacades que han marcat aquest any 2024 i que apunten a un futur més sostenible.

Els espectaculars fenòmens naturals com les aurora boreals ens han ofert meravelloses imatges aquest any, però també han servit com a avísa sobre els impulsos electromagnètics (EMP) causats per tempestes solars. Aquestes explosions energètiques poden danyar seriosament sistemes electrònics i col·lapsar xarxes elèctriques, posant en risc a la societat moderna. També es poden generar artificialment mitjançant armes nuclears detonades a l’atmosfera. Aquests riscos han impulsat investigacions per dissenyar edificis més resistents, capaços de protegir els equips sensibles d’aquests perills invisibles però devastadors.

Una altra solució ha estat des del cel: els cometes que generen energia. En llocs llunyans on els aerogeneradors convencionals són inviables, l’empresa neerlandesa Kitepower ha creat un sistema innovador anomenat Hawk. Aquestes cometes de 60 metres quadrats poden volar fins a 350 metres d’alçada, capturant els vents més forts i constants. Així, generen energia neta amb un mínim impacte ambiental i ofereixen una alternativa sostenible als generadors dièsel, especialment útil per a comunitats aïllades.

Enguany, les bombes de calor també han experimentat una millora significativa. Tradicionalment ineficaces en climes molt freds, ara poden escalfar habitatges fins i tot a temperatures de -15 °C gràcies a avenços en els compressors. Aquestes millores formen part del repte internacional  Cold-Climate Heat Pump Technology Challenge, que busca optimitzar el rendiment d’aquesta tecnologia en condicions extremes i reduir així la dependència dels combustibles fòssils.

L’agricultura, per la seva banda, s'està transformant gràcies a la Internet de les Coses (IoT). Els sensors agrícoles, que monitoritzen dades com la humitat o la temperatura del sòl, ja són habituals. Ara, investigadors de la ennessee Tech University han desenvolupat una forma de capturar energia directament del sòl per alimentar aquests sensors, reduint costos i augmentant l’eficiència en les operacions agrícoles.

A nivell oceànic, la startup Ebb Carbon ha revolucionat el camp de la geoenginyeria amb un sistema innovador que captura diòxid de carboni (CO₂) de l’aire mitjançant un procés electroquímic. Aquest sistema converteix l’aigua de mar en bicarbonat, una forma estable d’emmagatzemar carboni que podria ajudar a revertir els efectes del canvi climàtic capturant centenars de tones de CO₂ cada any.

Amb la fi de vida útil de molts panells solars a la volta de la cantonada, el reciclatge d’aquests dispositius s’ha convertit en una prioritat. Empreses com 9-Tech han desenvolupat processos que permeten recuperar fins al 90% dels materials valuosos, com el silici i la plata, evitant l’ús de productes químics nocius. Aquestes iniciatives són crucials per garantir que les tecnologies renovables segueixin sent sostenibles a llarg termini.

Mentrestant, es plantegen idees més futuristes per a la descarbonització, com la possibilitat de fer funcionar avions amb microones. Aquesta tecnologia experimental implica antenes que transmeten energia des de grans matrius terrestres cap a avions en vol. Encara en fase de proves, aquesta innovació podria reduir la dependència de l’aviació dels combustibles fòssils i obrir el camí cap a vols més nets.

Climeworks, una de les empreses líders en captura directa de l’aire, també ha fet grans avenços aquest any. La seva nova tecnologia permet capturar el doble de CO₂ utilitzant només la meitat de l’energia necessària fins ara. La seva instal·lació més recent a Suïssa podrà capturar fins a 36.000 tones de CO₂ anualment, establint un nou estàndard per a les tecnologies de captura de carboni.

Fins i tot el reciclatge de panells solars està experimentant grans avenços i revolucionaris. Investigadors del Laboratori Nacional d’Energies Renovables dels EUA han utilitzat làsers de femtosegon per unir vidres en panells solars, eliminant la necessitat de polímers difícils de reciclar. Aquesta tècnica simplifica el procés de reciclatge, augmentant la sostenibilitat d’aquestes tecnologies renovables.

Finalment, en regions tropicals com Singapur, s’està treballant en noves solucions per refrigerar centres de dades de manera més sostenible. Els sistemes d’intercanvi líquid-aire i tecnologies de dessecació podrien reduir significativament la despesa energètica i la dependència de l’aire condicionat tradicional, contribuint a una gestió més ecològica dels centres de dades.

Aquestes innovacions demostren que la tecnologia climàtica està donant passos  per abordar els grans reptes del canvi climàtic de manera creativa i sostenible. Amb el futur del planeta en joc, aquestes solucions interdisciplinàries no només inspiren esperança, sinó que també assenyalen un camí clar cap a un món més verd i habitable.

Altrament, el 2024, les telecomunicacions es van consolidar com una frontera dinàmica de la innovació, amb avenços que van redefinir els límits de la connectivitat global. ha estat un any en què els senyals van estendre el seu abast, van desafiar les limitacions tradicionals i van trobar noves maneres de connectar persones i llocs arreu del món. Des de la cursa per dominar les xarxes de banda ampla espacials fins a la integració subtil de tecnologia avançada en la vida quotidiana, les històries que van marcar l'any reflecteixen un món que es transforma ràpidament gràcies al poder de la comunicació.

L'aposta ambiciosa de la Xina per entrar al sector de la banda ampla via satèl·lit va ser un dels desenvolupaments més destacats de l'any. La seva constel·lació Qianfan, una resposta al Starlink de SpaceX, es va proposar desplegar 14.000 satèl·lits en òrbita baixa terrestre abans de finalitzar d'aquesta dècada. Tot i que actualment només hi han 54 satèl·lits en òrbita, l'escala d'aquest projecte ha posat de manifest la determinació de la Xina per competir en un sector fins ara dominat per empreses occidentals privades. Aquest moviment ha fet  plantejar importants qüestions sobre la gestió de residus espacials, la col·laboració internacional i les implicacions geopolítiques de l'accés a Internet via satèl·lit. 

Mentrestant, la tan esperada promesa de la tecnologia 6G s'ha acostat una mica més a la realitat. Les ones de terahertz (THz), que ocupen l'espai entre les microones i l'infraroig a l'espectre electromagnètic, han demostrat la seva capacitat única per corbar-se al voltant d'obstacles físics. A diferència dels senyals sense fils tradicionals, aquestes ones no depenen d'una línia directa de visió, oferint així la possibilitat d'una cobertura més àmplia i una amplada de banda ampliada. Tot i que encara es troba en fase de recerca i desenvolupament, les aplicacions potencials del 6G estan generaant interés pel futur d'una connectivitat ultraràpida i omnipresent.

La intel·ligència artificial també està deixant la seva empremta en les telecomunicacions el 2024. Qualcomm va presentar el seu xip FastConnect 7900, que ha introduit capacitats de Wi-Fi millorades amb IA. Aquesta innovació optimitza els senyals Wi-Fi en temps real, adaptant-los a aplicacions específiques com ara el streaming de vídeo o les trucades de veu. En integrar intel·ligència al nucli de la comunicació sense fils, la tecnologia de Qualcomm ha remarcat el paper que va creixent de la IA en la configuració de xarxes més intel·ligents i eficients.

Les preocupacions de seguretat continuent essent un tema capdal, especialment a Europa, on es va avançar en la progressiva eliminació dels equips de Huawei i ZTE de les xarxes 5G. La directiva de la Unió Europea per eliminar aquests gegants xinesos de les infraestructures crítiques va posar de manifest un creixent focus en la ciberseguretat. No obstant això, la implementació d'aquesta directiva està essent desigual, el que vol dir que cal compaginar el progrés tecnològic amb les imperatives de seguretat nacional.

La connectivitat també es va expandir cap a nous horitzons amb el desenvolupament de xarxes Wi-Fi de baix consum capaces d’arribar a distàncies sense precedents. Una empresa australiana, Morse Micro, va ser titular en estendre els senyals Wi-Fi fins a 3 quilòmetres, establint un rècord de connectivitat de llarg abast. Tot i que l’amplada de banda d’aquestes xarxes segueix sent limitada, presetna un gran potencial per a aplicacions de l’Internet de les Coses (IoT) en àrees rurals i remotes. 

Paral·lelament, el camp de la criptografia s'ha fet un salt quàntic. La distribució de claus quàntiques (QKD), una tecnologia que promet comunicacions virtualment inhackejables, va experimentar grans avenços mentre països com la Xina, l'Índia, els EUA i la UE perseguien enfocaments competitius. Al costat del QKD, l’emergència d’estàndards de criptografia post-quàntica va suggerir que el món s’està preparant per a una nova era de comunicacions segures, impulsada per la revolució quàntica.

Fins ara, no tots els desenvolupaments han estat ben rebuts per exemple, la Comissió Federal de Comunicacions dels Estats Units (FCC) va rebutjar la petició de SpaceX per posicionar satèl·lits Starlink en òrbita terrestre molt baixa. L’òrbita proposada, dissenyada per reduir la latència, es va considerar un possible perill per a la seguretat d’aeronaus com l’Estació Espacial Internacional. Aquesta decisió ha fet sorgir la complexitat d’equilibrar la innovació amb les preocupacions logístiques i de seguretat en un entorn orbital cada cop més saturat.

Ramon Gallart