Por qué necesitamos Smart Cities


Las ciudades inteligentes, llamadas Smart City, son aquellas ciudades que utilizan las tecnologías de la información y de la comunicación (TIC) con el objetivo de proveerlas de una infraestructura que garantice una mayor eficacia en el uso de los recursos disponibles para garantizar un desarrollo sostenible y un incremento de la calidad de vida de los ciudadanos.

Básicamente, el objetivo es utilizar las tecnologías de la información y de la comunicación (TIC) para gestionar de forma optima los restos de las ciudades como, por ejemplo:
  • El abastecimiento energético.
  • Las emisiones de CO 2.
  • La planificación del tráfico.
  • El abastecimiento de bienes y materias primas.
  • La prestación de servicios tales como los servicios sanitarios, de seguridad, educación etc.

SISTEMAS DE UNA SMART CITY

El resto es enorme, hay que desarrollar un centro de control apoyado sobre una gigantesca red y sensores que recopilen información en tiempo real sobre el estado de la ciudad permitiendo que el centro de control analice y tome decisiones. De forma manual o automática (IA).

La captura de datos es fundamental: clima, calidad del aire, radiación, contaminantes, tránsito peatonal, tráfico de vehículos, humedad del suelo, contaminación acústica, niveles de luz, polen, calidad del agua, niveles de agua, aguas residuales son algunos tipos de los millones de datos que deben recopilar los dispositivos de ciudades inteligentes.

Obviamente el pilar fundamental es el Big Data: El análisis de los datos en tiempo real es fundamental en el desarrollo de las ciudades inteligentes. Cuanto mayor volumen de información, y cuanto más amplia sea la variedad de fuentes, más acertadas serán las conclusiones que se extraigan del análisis de los datos y por tanto las decisiones.

Enumero aquí algunos de los subsistemas más importantes de una ciudad inteligente:

Smart Grid. Son redes de distribución eléctricas donde la electricidad no solo va hacia un sentido, sino que es bidireccional. Es decir, las viviendas y otros edificios y actividades pueden en un momento dado convertirse también en pequeños productores de electricidad y no solo consumidores.

Apoyado en el concepto de Smart Grid surge la generación distribuida. La ciudad inteligente tiene capacidad para una generación eléctrica repartida siendo gran parte del abastecimiento individualizado (micro-generación), no centralizado.

Smart Buildings. Edificios Breeam o LeeD que respetan el medio ambiente y que poseen sistemas de producción de energía integrados

eMobility. Aplicación de los sistemas inteligentes de transporte que combinan diferentes tecnologías para recabar datos en tiempo real de personas, vehículos e infraestructuras, informar a los usuarios y ayudarles en la toma de decisiones, así como controlar dispositivos automáticos de regulación del tráfico. La base de este sistema es la implantación del vehículo eléctrico apoyado en ideas como carpooling o carsharing.

CONCLUSIONES FINALES

Las ciudades representan más del 70% de todas las emisiones globales de dióxido de carbono cada año. Hay que poner en marcha actuaciones para luchar contra el calentamiento global y las ciudades tienen que adaptarse y reducir su impacto medioambiental.



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¿Contamina más un coche eléctrico? ¿Es la solución?



Fruto de un interesante debate familiar, he retomado este blog después de muchos meses (12 exactamente) intentado aclarar mis ideas y compartirlas con vosotros. El tema es una discusión muy manida en estos días ¿Contamina más un coche eléctrico? ¿Es la solución?

En 2018 la Agencia Europea de Medio Ambiente público un detallado informe sobre los impactos de un vehículo eléctrico a lo largo de todo su ciclo de vida, desde que se extraen los materiales para fabricarlo hasta que termina en el desguace. En un coche como en cualquier otro producto manufacturado se debe evaluar la evaluación del ciclo de vida (LCA), en el que se toman los datos de contaminación durante toda la vida del vehículo, desde su fabricación hasta su desguace y reciclado: su huella de carbono o CO2

En un vehículo se debe de estudiar la creación y distribución del carburante, producción del vehículo, uso del vehículo y eliminación del vehículo. Todas y cada una de las fases liberan grandes cantidades de CO2, aunque solo el que emite el tubo de escape del vehículo es el que se suele fijar el ciudadano de a pie ajeno a esta problemática. 

MATERIALES UTILIZADOS

Según la Agencia Europea de Medio Ambiente un vehículo eléctrico necesita una serie de materiales suplementarios a los habituales en coches de gasolina o diésel: por la batería y el tipo de motor. Un coche eléctrico puede usar de media cuatro veces más cobre y níquel. Esto conlleva unos impactos en la extracción y procesamiento de esos materiales mayores a los de un coche de gasolina o diésel.

Respecto a la carrocería y resto de componente, no hay diferencias notables entre un coche de gasolina o diésel y otro eléctrico. Sin embargo, la Agencia considera que los mayores requerimientos para reducir el peso de los eléctricos (para aumentar su autonomía) hace que a veces utilicen más materiales ligeros como aluminio, fibra de carbono o composite, que suponen un mayor impacto en la huella de CO2.

FABRICACIÓN

En la etapa de fabricación, un coche eléctrico supone más emisiones que otro convencional de gasolina o diésel, debido fundamentalmente a la energía utilizada en la batería (que está relacionada con el 33 - 44% del total de emisiones en la producción del vehículo). Sin embargo, el impacto real va a depender mucho de dónde se fabrique esa batería y de qué energía se utilice (se utilizan todavía muchas centrales eléctricas contaminantes en estos procesos de fabricación). Este dato es tan significativo, que esta fase de fabricación supone un tercio del total de las emisiones relacionadas con el vehículo eléctrico durante su vida útil.

También es muy importante la batería que se monta en el vehículo. Según la Agencia, las de menor impacto en la fabricación serían las de litio fosfato de hierro (LiFePO4) y las de litio níquel manganeso óxido de cobalto (LiNMC). Las de litio fosfato de hierro (LiFePO4) no pueden suministrar hoy en día suficiente autonomía para la mayoría de los coches eléctricos y están principalmente restringidas a los vehículos híbridos. 

FASE DE USO

Un coche eléctrico no genera emisiones durante su uso, pero sí que puede haber contaminación en la generación de la electricidad con la que se recarga su batería. Esta fase es muy importante porque hay que considerar no solo las emisiones del motor sino también las generadas en la obtención del combustible o electricidad, lo que se denomina del pozo a la rueda (well-to-wheel). En este punto la Agencia Europea de Medio Ambiente explica que un coche de motor de combustión medio emite unos 143 gramos de CO2/km y uno eléctrico de características similares (que utilice para recargarse el actual mix-eléctrico medio de la UE) unos 76 gramos de CO2/km, es decir un 47% menos.

Este punto es muy importante porque si las emisiones producidas por la generación de la electricidad se reducen al aumentar las energías renovables podríamos hablar de 40 gramos de CO2/km es decir un 70% menos.

El informe es muy detallado e incluso tiene en cuenta que el coche eléctrico, al igual que los vehículos de gasolina o diésel genera partículas PM por la abrasión de las ruedas contra el asfalto y por la frenada. Según la Agencia, resulta complicado comparar este tipo de contaminación en condiciones reales, pero considera que es muy similar en un vehículo eléctrico que en los de gasolina o diésel.

DESGUACE Y RECICLADO

Durante el proceso de eliminación del vehículo, el CO2 liberado procede del peso o los componentes que monta. No hay mucha información sobre las emisiones de CO2 en esta etapa del ciclo de vida de los vehículos.

Todo apunta a que el protagonismo lo tendrán las baterías y su reciclaje. En la UE, solo se reciclan el 5 % de las baterías de litio que salen al mercado. Sin embargo, las baterías de los coches eléctricos, que supondrán en torno al 90 % de las baterías de iones de litio en el 2025 suponen un reto energético y medio ambiental. La mayoría de las empresas de reciclaje actuales emplean altas temperaturas, una técnica conocida como pirometalurgia, para obtener el cobalto y el níquel. Pero extraer el litio requiere otros métodos bastante más complejos.

La situación puede cambiar en el futuro, cuando haya aumentado el volumen de baterías desechadas y la creciente demanda ponga por las nubes el precio de metales como el cobalto y el propio litio.

CONCLUSIONES

Los vehículos eléctricos también contaminan y tienen una huella de CO2 significativa que no se puede despreciar. Pero siendo honestos, después de leer el informe de la Agencia Europea de Medio Ambiente, menos que cualquier otro coche de gasolina o diésel.

Solo en el caso que la electricidad sea generada exclusivamente quemando carbón, cosa que dista mucho de ser el caso en España y en la mayoría de los países de la UE, el coche eléctrico sale perdiendo.

Durante la fabricación de un vehículo eléctrico se emite más CO2, pero este incremento se compensa rápidamente durante el uso del vehículo en cuanto empieza a circular. Su punto mas oscuro es el reciclaje del coche eléctrico y todos aquellos dispositivos que usan baterías de iones de litio. Estas baterías suponen un reto medio ambiental que aún no está resuelto.


Además, para el despliegue del coche eléctrico es necesario instalar miles de puntos de recarga eléctricos de acceso público. En España hay más de 12.000 gasolineras y solo dispone en todo el pais de unos pocos punto de recarga ultra rápida. Un sistema que permite recargar hasta el 80% de la batería en tan solo 6 minutos, un tiempo equivalente al de un método de repostaje convencional. Tambien escasean los de modo 4 unos 30 minutos.

No hemos encontrado la solución perfecta, no seamos hipócritas, para minimizar las emisiones que no corresponden al tubo de escape de los vehículos queda mucho camino por recorrer, empezando por optimizar la obtención de energía desde procesos respetuosos con el medio ambiente (energías renovables), la mejora de los procesos de producción y una elección de materiales más sostenibles.

Para mantener el aumento de temperatura por debajo de los 2 grados centígrados, promedio que los científicos consideran el límite máximo para evitar el catastrófico cambio climático, se requiere que en 2050 la economía mundial emita no más de 6 de bióxido de carbono por cada dólar de producción económica. 

Unos datos que ayudan a entender la magnitud del reto. La economía de Estados Unidos emite actualmente 360. La economía francesa con un uso intensivo de energía nuclear, emite 150 gramos por dólar de producción. 

Hay que cambiar el modelo, si la pregunta ¿conviene reparar o comprar uno nuevo? sigue teniendo vigencia en 20 años, vamos encaminados a la destrucción. La obsolescencia programada acabará con nosotros.

Podéis leer el informe completo aquí


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