lunes, 31 de marzo de 2008

ENVEJECIENDO CON CALOR


Los recientes desprendimientos de grandes masas de hielo son, tal vez, la imagen más elocuente de los profundos cambios que el fenómeno denominado calentamiento global está produciendo en nuestro planeta. Estamos intentando reaccionar: el apagón total programado para el pasado sábado en 20 grandes ciudades fue una muestra de la necesidad de actuar rápidamente y en gran escala (Lamentablemente, la actitud de los dirigentes y habitantes de Buenos Aires no fue la más apropiada).

Los términos energías renovables, fuentes alternativas de energía, nuevos combustibles y similares están cada día más presentes en los medios de comunicación, en los discursos de diferentes políticos y en las conversaciones cotidianas, pero paradójicamente no hay una masa crítica de científicos e ingenieros que estén trabajando arduamente para resolver el problema.

En anteriores posts, describí los importantes avances que están produciendo en la obtención de energía a partir del viento (energía eólica), como así también la relativa baja inversión en Investigación & Desarrollo (I&D) en temas de energía solar. Vuelvo a insistir en esta última problemática con información actualizada, aunque con la misma conclusión: sólo podremos salvar al planeta (o a nuestro estándar de vida) si rápidamente encontramos la manera de reemplazar los combustibles fósiles por energía solar.

Analicemos los números; en el año 2005, George Crabtree del Laboratorio Argonne de los Estados Unidos pronosticó las siguientes posibilidades para las energías renovables en todo el planeta (expresadas en terawatios (TW) o trillones de watios o 10 elevado a la potencia 18 watios.)

Energía eólica: 2 – 4 TW extraíbles
Energía geotérmica: 9.7 TW
Biomasa (incluye biocombustibles y residuos): 5 -7 TW
Hidroelectricidad: 4.6 TW, de los cuales son técnicamente factibles 1.6 TW
Energía a partir del océano y de las corrientes marítimas: 2 TW
Energía solar: 36.000 TW

Los números son concluyentes: los mayores esfuerzos en I&D deberían volcarse a la energía solar.

Para los escépticos muestro los valores que calculó el Dr. Daniel Nocera del Massachussets Institute of Technology (el famoso MIT), presentados hace sólo quince días atrás en un encuentro de científicos e ingenieros en el Instituto Aspen (EE.UU.):

Nuestro consumo actual de energía es de 12.8 TW.
Para el año 2050, con una población cercana a los 9.000 millones de individuos y con el crecimiento tecnológico-económico de los últimos años, el consumo global de energía ascenderá a los 30 TW.

En resumen, la humanidad deberá conseguir rápidamente alrededor de 18 TW adicionales a los que actualmente utiliza. Si los va a obtener a partir del petróleo y del carbón, olvídense del ski y demás deportes de invierno. También apúrense a conocer los glaciares.

Si decide obtener los 18 TW a partir de las fuentes alternativas de energía, puede hacerlo de la siguiente manera:

Cortar todas las plantas y árboles del planeta y transformarlas en biocombustibles. Obtendrá 7 TW, aún le faltarán 11 TW pero se quedará sin alimentos.
Construir plantas nucleares. El Dr. Nocera calculó que si se construye cada 1.6 días, hasta el año 2050, una nueva planta nuclear generadora de 100 millones de watts, habremos conseguido sólo 8 TW.
Llenar de parques eólicos todos los sitios apropiados (en magnitud y continuidad de viento) y llegamos a 2TW.
Embalsar todos los ríos del planeta para generar hidroelectricidad y obtendremos 1 TW adicional.

Para conseguir los 18 TW requeridos sólo tendremos que construir un número impresionante de usinas nucleares, embalsar todos los ríos, capturar todo el viento y cortar todos los árboles y plantas que puedan ser transformadas en biocombustibles. No es el planeta que quisiera legarle a mis nietos.

Por el contrario, sólo debemos recuperar 18 de los 800 TW que, según Nocera, el sol hace incidir continuamente sobre el planeta.

¿Está la humanidad embarcada en tal empresa?. La respuesta es inevitablemente NO si tenemos en cuenta que hay una relación 30 a 1 entre los gastos de I&D destinados a salud y los destinados a energías alternativas.

Nuestra “miopía” es tan grande que estamos mejorando y alargando la vida de millones de personas, sólo para decirles: “Lo lamento, pero no hay energía suficiente para todos”.

viernes, 21 de marzo de 2008

CARBONO VS. SILICIO


En el mundo científico existe una frenética búsqueda de nuevos materiales y de nuevas tecnologías que permitan reducir la concentración en la atmósfera de gases derivados del carbono. Paradójicamente, el mismo carbono podría ser el elemento clave que permita resolver la principal restricción que impide el uso masivo de la energía solar: la dificultad en almacenar la energía que se puede generar mediante celdas fotovoltaicas.

Hiroo Inokuchi, un “joven” químico orgánico de 80 años, ha creado a lo largo de su carrera científica un nuevo campo del conocimiento: los superconductores orgánicos. Ganador de uno de los tres Premios Kyoto (la Fundación Kyoto entrega anualmente tres premios a quienes se distinguen en ciencias, cultura y espíritu humano), Inokuchi aprendió como utilizar el carbono para conducir electricidad y para almacenar energía.

Sus descubrimientos se materializaron en las pantallas OLED, acrónimo de Organic Light Emitting Diode (diodo orgánico emisor de luz); el diodo OLED se basa en una capa electroluminiscente formada por una película de componentes orgánicos que reaccionan a un determinado estímulo eléctrico generando y emitiendo luz por si mismos.

La tecnología OLED se utiliza en las pantallas de televisión. Pronto reemplazarán a los televisores LCD y de plasma debido a que las nuevas pantallas son más delgadas y flexibles y permiten mayores niveles de brillo y contraste. La tecnología OLED ha permitido crear películas de 3 milímetros de espesor, con lo cual serán ampliamente utilizadas en los teléfonos móviles, monitores de computación, reproductores del tipo MP3 y PDA’s.

Los diodos OLED reemplazarán a los LED’s en los avisos, carteles, señales luminosos y toda otra actividad que requiera un brillo intenso, lo cual será “una bendición” para quienes necesitamos anteojos a la hora de leer caracteres pequeños.

Por supuesto que hay un conjunto de importantes desventajas, las cuales deberán ser subsanadas para que esta tecnología predomine en el mercado: hay ciertos colores (azul) que tienen tiempos de vida relativamente cortos (1000 horas), el agua daña fácilmente a los componentes, es costoso respecto a sus actuales competidores y los componentes orgánicos involucrados son difíciles de reciclar, lo cual se traduciría en un aumento de la contaminación ambiental.

Pero en algún momento las fibras de carbono rodeadas por una matriz de polímeros serán más baratas que los componentes electrónicos fabricados a partir del silicio. Cuando ello ocurra, su capacidad de semiconducción y la facilidad con que disipan calor implicará una nueva revolución en el campo de la electrónica.

El área de aplicación más promisoria de estos nuevos materiales está en la conversión de energía, tanto para celdas de combustibles como para dispositivos fotovoltaicos. Se está trabajando intensamente en el desarrollo de películas muy delgadas que puedan almacenar energía. Se piensa en paneles formados por varias capas del material semiconductor separadas mediante polímeros aisladores. Cuando los mismos puedan instalarse en los techos de los autos, tendremos al fin un auto propulsado con energía solar económicamente viable. También se plantea recubrir ciertas partes del fuselaje de los aviones para aprovechar la enorme radiación solar que incide sobre los mismos durante el vuelo.

El carbono es un material abundante en el planeta, no se oxida ni se ensucia; se descompone para dar monóxido o dióxido de carbono, pero estos procesos son muy lentos a temperatura ambiente y las aplicaciones tecnológicas y energéticas en su carácter de semiconductor son muy promisorias.

El escritor polaco Stanislaw Lem publicó hace varias décadas un excelente libro titulado “El Invencible”; en el mismo, una nave espacial terrestre llega a un lejano planeta y sus tripulantes son atacados por una civilización que evolucionó a partir del silicio. Aquí, en nuestro planeta se avecina una nueva lucha entre el carbono y el silicio. Como organismo basado en el carbono, no tengo dudas respecto a quien prefiero que triunfe en la misma.

jueves, 13 de marzo de 2008

FREECONOMICS


En el post anterior (¿Papel o Pantalla?) describí los argumentos que dos columnistas de la revista Wired postulan respecto al consumo energético y a la contaminación ambiental de los diarios y revistas, tanto en su versión impresa como online. En el mismo post afirmé que Wired es la mejor revista de divulgación científico – técnica. Para confirmarlo, su editor en jefe Chris Anderson ha publicado un excelente artículo titulado “Free! Why $0.00 Is the Future of Business” (¡Gratis! Porque $ 0.00 es el futuro en los negocios) que trata como la World Wide Web (la Red) sigue modificando a pasos acelerados la manera de hacer negocios, y por lo tanto sigue modificando al mundo tal como lo conocemos.

Anderson comienza relatando la historia de King Gillette, el inventor de la hoja de afeitar. Cuenta que Gillette se sentía frustrado por no haber inventado algún objeto de interés comercial y seguía, a sus 40 años, vendiendo tapas de botellas. Su jefe, para levantarle el ánimo, le sugirió que inventara algo que la gente use y luego tire. Un día, con la cara irritada por una mala afeitada, tuvo la brillante idea de la hoja de afeitar descartable.

Tras años de experimentos con distintos materiales y tamaños, el conjunto máquina de afeitar – hoja de afeitar descartable estaba listo para entrar en el mercado. Sin embargo, las ventas del primer año fueron desoladoras: 51 máquinas y 168 hojas de afeitar. Entonces comenzó a desarrollar diversas estrategias de marketing hasta que se convenció que la mejor de ellas consistía en vender la máquina por debajo del costo o directamente regalarla adosadas en paquetes de café, té, especias y otros artículos de consumo, de forma tal que la real ganancia estaba en la venta de las hojas descartables. Tras 20 años de duros esfuerzos, Gillette se transformó en un empresario millonario que había olvidado por completo la prédica anticapitalista de su juventud.

Los economistas rotulan a la técnica de venta de Gillette con el término de “subsidios cruzados”, porque hay un traslado de los costos de un producto hacia el segundo. Este modelo de negocios es utilizado ampliamente en la actualidad y los teléfonos móviles con su enorme diferencia de precio según se adhiera o no a un plan de facturación mensual, son el ejemplo clásico de su inserción en el mercado actual.

El editor de Wired postula que este modelo de negocios está cambiando porque el costo de ciertos productos está cayendo a un ritmo muy acelerado, lo que permite (o permitirá en un futuro cercano) directamente regalarlo y obtener beneficios por otras vías. Está surgiendo la “Freeconomics”, la economía de los productos gratis.

El fenómeno de la economía de productos gratis se manifiesta con toda su magnitud en la red. El ejemplo más evidente lo dio Google cuando informó que Gmail ofrecía en forma gratuita almacenamiento sin limitaciones de espacio para todos los usuarios del servicio; tampoco les cobra por Picasa o por la utilización de Google Earth.

¿Dónde está el negocio de Google?; está en varios frentes, pero el más significativo está en los avisos publicitarios (Google Adsense) que se manejan vía software. Google transformó un negocio basado en costosos operadores humanos por un modelo basado en software y recursos informáticos, cuyos precios decrecen año tras año.

Otro ejemplo de la economía de productos gratis: la banda de rock Radiohead y la posibilidad de bajar gratis su último disco. La reproducción digital y la distribución “peer to peer” han obligado a los músicos (y muy pronto a las compañías discográficas) a ofrecer sin costo a sus producciones artísticas. Para los músicos restan dos alternativas: hacer música por el placer creativo o distribuir gratuitamente discos para promocionar conciertos o recitales.

Más ejemplos: Flickr tiene su versión gratis y una variante “Premium” que sólo cuesta 25 dólares por año. El diario Wall Street Journal pronto será gratis online, pero tendrá una serie de artículos “Premium” con costo adicional. La Wikipedia es gratis (los editores de enciclopedias la acusan de competencia desleal), poner un aviso clasificado en numerosas páginas es gratis; también lo es postularse para trabajos, mostrar tus videos en You Tube, etc, etc, etc.

Todo lo que pasa a través de medios digitales rápidamente siente los efectos de los costos decrecientes. En la medida en que el costo del procesamiento (costo de los chips), el costo del almacenamiento y el costo del ancho de banda sigan cayendo, y el número de usuarios crezca por cientos de miles, el costo de hacer negocios online tiende inexorablemente a cero. En el momento en que el costo principal de una determinada empresa sean objetos “basados en silicio”, el destino inevitable del producto es su entrega gratis al consumidor. El único modelo de negocios posible es como agregar valor económico a esa entrega gratuita.

Anderson no sólo refuta a los economistas clásicos (“la economía es la ciencia social de la elección bajo condiciones de escasez”), alertándonos sobre la nueva economía de la abundancia donde sobra potencia de procesamiento, capacidad de almacenamiento y ancho de banda. Hasta se da el lujo de criticar las ideas del Nobel de Economía Milton Friedman.


¿Cómo hacer para ganar dinero?. Lo que realmente importa en el opulento mundo digital es la reputación y el tráfico. La reputación mide la credibilidad en la red de una empresa o persona o página. El tráfico cuantifica la cantidad de usuarios que pasan por la pagina. Entre ambos definen el costo del banner o del instrumento publicitario que se inserta en la página.

Las empresas deberán competir duramente en la red para lograr credibilidad y tráfico. Muchas deberán ingresar en la economía de los productos gratis para poder cotizar bien en el mercado. Para aquellos escépticos: ¿Cuánto vale Google?; ¿cuánto ofrecen pagar por Facebook?; ¿cuántos nuevos millonarios hicieron su fortuna en 3 o 4 años nada más?: A Gillette le tomó más de dos décadas y un enorme esfuerzo.

Si su modelo de negocios incluye la Red, comience a pensar en la Freeconomics.

viernes, 7 de marzo de 2008

¿PAPEL O PANTALLA?


Día tras día aumenta el número de personas que van tomando conciencia respecto a como su actividad diaria influye en el calentamiento global de la atmósfera. Entre tales actividades se incluyen las pautas de consumo; entonces empiezan a consumir “productos verdes” y/o energéticamente eficientes y/o reciclables y/o reutilizables. Por supuesto que la industria ya tomó nota del fenómeno y comenzó a analizar sus procesos productivos y el “contenido verde” de sus productos finales.

Las industrias que emiten mayores cantidades de dióxido de carbono (CO2) son (en orden decreciente): química, petróleo y carbón, metales primarios y manufactura de papel. Dado que ésta última es la proveedora de materias primas para la impresión de diarios y revistas, todo parece indicar que una apropiada conducta verde implica reemplazar la compra del diario del domingo o del semanario de noticias por sus equivalentes en la red.

Antes de tomar una decisión los invito a analizar dos opiniones con distintos resultados respecto al tema citado. Los emisores de las opiniones son dos “peso pesados” de Wired, la mejor revista de divulgación científico – técnica.

En este rincón se encuentra Brendan Koerner, columnista de la revista y especialista en divulgación de temas ambientales. Sus cálculos comienzan de la siguiente manera: se necesitan 12 árboles “maduros” para producir una tonelada de material de impresión; un diario de gran volumen y tirada en los Estados Unidos (172 páginas por ejemplar y una edición dominical de 600 mil ejemplares) utiliza 4.712 árboles por semana, lo que implica más de 230 mil árboles al año. El 40% del material de impresión es reciclado y el periódico sólo compra a empresas que plantan la misma cantidad que talan.

A continuación sigue la etapa de convertir la madera en pulpa, proceso que consume las 2/3 partes de la energía total involucrada y que es responsable de la mayor emisión de CO2 a la atmósfera. Las siguientes etapas comprenden la distribución al consumidor de los periódicos y revistas y la etapa de recolección y traslado hacia los centros de reciclado o hacia los basureros municipales. Ambas etapas implican consumos de energía, en particular cuando los productos a reciclar son embarcados hacia China. El número final: un diario que pesa aproximadamente 182 gramos emite alrededor de 155 gramos de CO2 a la atmósfera.

Tener un diario online trae aparejado un enorme costo energético: si bien el costo de crear los contenidos es el mismo que en la variante impresa, hay que mantener encendidos a los servidores de la red las 24 horas del día, durante los 7 días de la semana. La cantidad de servidores varía según la importancia del diario, pero su número se cuenta por centenares y cada uno de ellos consume alrededor de 4.500 kilowatt – hora de electricidad por año (el consumo de electricidad anual promedio de un hogar norteamericano es de 10.000 kilowatt – hora).

A lo anterior hay que sumarle la energía consumida por las miles de computadoras que se conectan para leer las noticias, cómodamente desde la casa o el lugar de trabajo. Koerner concluye que a pesar de todos estos consumos, el diario online es más amigable con el medio ambiente debido a que evita cualquier proceso de deforestación y de contaminación de aguas por los residuos de la industria papelera.

En el otro rincón se encuentra Chris Anderson, editor en jefe de Wired, que está a favor de la edición impresa de las revistas a través del siguiente análisis:

1.- los árboles eliminan CO2 de la atmósfera: balance de carbono negativo.

2.- las compañías forestales cortan esos árboles y plantan un número equivalente: balance de carbono neutro.

3.- el proceso de transformar el árbol en pulpa se realiza mediante hidroelectricidad porque las pasteras están ubicadas a la vera de los ríos; los residuos del proceso se utilizan para generar electricidad: balance de carbono neutro.

4.- se imprimen las revistas y se distribuyen principalmente por vía ferroviaria: balance de carbono ligeramente positivo.

5.- los suscriptores de la revista, al finalizar su lectura la envían a la basura pero garantizando que la misma llegue a un centro de reciclado: balance de carbono neutro.

En resumen, Anderson postula que la edición impresa “quita carbono de la atmósfera” cuando los árboles son transformados en pulpa y se vuelven a plantar la misma cantidad de nuevos ejemplares. Anderson aclara que no existe suficiente material reciclable para todos los periódicos y revistas del planeta y que tampoco existen cálculos apropiados de los costos energéticos involucrados en el transporte y reciclado de los mismos.

¿Qué decisión tomar si nuestra conducta es favorecer todo aquello que ayude a mitigar los efectos del calentamiento global?. Mis expectativas están puestas en el Kindle (o similares), una delgada pantalla de alta resolución que promete ser el “papel electrónico” que reemplace tanto a las computadoras como al material impreso.

Es un dispositivo que se conecta en forma inalámbrica con un proveedor de diarios y libros (y revistas en el futuro cercano), se elige el material que se desea leer y en segundos él mismo está disponible en la pantalla. Se puede elegir entre 100 mil libros, decenas de periódicos, cientos de blogs (¿podrá llegar el mío?), la Wikipedia y otras fuentes de información. No requiere WiFi y su consumo es el de una batería recargable, menor al de la mayoría de computadoras y notebooks.

Indudablemente será un gran desafío para quienes “crecimos intelectualmente” utilizando sólo materiales impresos.