Pictures of the Future

Transcripción

1 Pictures of the Future Revista de investigación e innovación Primavera Detectives moleculares Enfrentando patógenos y contaminantes con nuevas tecnologías Innovación abierta Caminos costo efectivos y colaboradores hacia el conocimiento Construyendo ciudades más verdes Tecnologías de avanzada para infraestructurasurbanas y edificios

2 Pictures of the Future Editorial Anna Kajumulo Tibaijuka, Directora Ejecutiva del Programa de Asentamientos Urbanos Humanos de Naciones Unidas (UN-HABITAT), resumió la tendencia crucial de nuestra época cuando dijo "el 2007 fue el año en el cual el Homo sapiens se convirtió en Homo urbanus". Ese año marcó la primera vez en la historia en que el número de personas que viven en ciudades sobrepasó el número de personas que viven en regiones rurales y el proceso de urbanización está lejos del final. Únicamente en Asia, la población de las principales ciudades se espera que crezca en un 80% para el 2030, pasando de 1.6 mil millones hoy a casi 2.7 mil millones. China ahí tiene 175 ciudades con más de un millón de habitantes, y cada año, asentamientos urbanos acomodan 13 millones de personas adicionales que está literalmente brotando de la tierra. Un ícono de la sostenibilidad bano y la protección del medio ambiente vayan de la mano en China. En Europa, la compañía ha creado el Índice de Ciudades Verdes Europeas (European Green City Index) (p. 17), el cual compara la amigabilidad medioambiental y las medidas asociadas en las 30 ciudades más importantes del continente. Las ciudades escandinavas de Copenhague (p. 20), Estocolmo y Oslo (p. 22) encabezan la lista, mientras que la ciudad de Vilna del este europeo (p. 31) ha obtenido buenas calificaciones por su calidad del aire y construcciones. Las ciudades fuera de Europa y China también están realizando un trabajo pionero para lograr mayor sostenibilidad para sus habitantes en muchos casos con la ayuda de Siemens. Por ejemplo, durante muchos años Siemens ha El Dr. Heinrich Hiesinger es el Presidente del Sector Industry y miembro de la Junta Directiva de Siemens AG. Portada: balanceándonos en el mundo del mañana un arco tan alto como un edificio de 30 pisos se extiende sobre el Estadio Moses Mabhida en Durban Sudáfrica. Brilla gracias a los diodos emisores de luz LEDs de Siemens Osram. Esto simboliza la nueva Sudáfrica y demuestra las posibilidades multifacéticas asociadas con un diseño urbano de eficiencia energética. El slogan de la feria mundial EXPO 2010 en Shanghái "Mejor Ciudad, Mejor Vida" resulta en consecuencia, muy apropiado. Solamente el desarrollo urbano sostenible puede garantizar que las ciudades del mañana serán sitios decentes para vivir. Entre mayo y octubre de 2010, 240 países, ciudades y organizaciones internacionales le mostrarán soluciones urbanas eficientes en energía y medioambientalmente amigables a los 70 millones de visitantes que se esperan en la EXPO. Ninguna otra compañía puede ofrecer un espectro tan amplio de estas soluciones como Siemens. Siemens ha recibido pedidos que suman más de 1 billón de euros en relación con las tecnologías que presenta en la EXPO Aproximadamente el 90% de esta suma corresponde a tecnología medioambiental. Los pedidos incluyen diodos emisores de luz (LEDs) ahorradores de energía en las instalaciones de la EXPO, nuevas líneas de metro y sistemas guías de parqueo y tecnología de construcción inteligente en edificaciones dentro y fuera de los pabellones de exhibición. Siemens ayudó también a construir la planta de energía de Waigaoqiao, la cual abastece casi la tercera parte de los requerimientos de energía de Shanghái y es una de las plantas de energía más eficientes del mundo (p. 38). Esta edición de la Revista Pictures of the Future documenta la forma como se están implementando en todo el mundo soluciones ultramodernas para el desarrollo urbano (p ). Por ejemplo, en asocio con la Universidad Tongji de Shanghái, Siemens desarrolla "modelos de eco-ciudades" (p. 104) que permitirán que el crecimiento ur- apoyando los esfuerzos de la ciudad-estado como Singapur a ser más verde (p. 44). Nuestro aporte incluye la ayuda a un centro de competencia e investigación en desarrollo urbano y soluciones eficientes para el tratamiento de aguas residuales y agua potable. Aquí, planeamos inaugurar una planta piloto que utiliza campos eléctricos para desalinizar el agua salida en un proceso altamente eficiente y que consume menos de la mitad de la energía requerida por los mejores métodos convencionales. En Sudáfrica Siemens desempeñó un rol importante en la modernización de la infraestructura para la Copa Mundial de fútbol (p. 28). Los proyectos incluyen tecnología de comunicación para sistemas de tráfico y seguridad, turbinas para el suministro de energía y miles de LEDs para el arco de 350 de longitud que se levanta sobre el Estado Moses Mabhida de Durban. El último ejemplo demuestra que el mejoramiento de la eficiencia energética no va en contra de la estética de la arquitectura", como nos comenta el famoso arquitecto Daniel Libeskind (p. 36). Su afirmación aplica también a muchos de los sorprendentes pabellones de la EXPO 2010 de Shanghái. El pabellón temático, el EXPO Centro, el Centro Cultural, al igual que el gigantesco Pabellón de China, tienen algo en común: gracias a la ultramoderna tecnología de construcción de Siemens, estos consumen hasta un 25% menos energía que las construcciones convencionales, mientras que sus costos operativos se redujeron hasta en un 50%. Después de que termine la feria mundial, estas construcciones se mantendrán como un sello distintivo de la sostenibilidad que simbolizará la importancia de Shanghái y de China. 2 Pictures of the Future Primavera 2010

3 Contenido Pictures of the Future Ciudades Verdes 112 Escenario del 2040 Maestro de los jardines colgantes 114 Tendencias Naturaleza urbana 117 Índice Europeo de Ciudades Verdes Compatibilidad en el ranking medioambiental 120 Copenhague La ciudad más verde de Europa 122 Oslo y Trondheim Hitos verdes 124 Madrid Un Alcázar de la sostenibilidad 126 Lisboa: sol, viento y tranvía 128 Sudáfrica Preparándose para el saque inicial 130 Vilna: Perla del barroco en un anillo verde 132 Ekaterimburgo: No al desperdicio 133 París: Carriles rápidos, luces brillantes 134 Hechos y pronósticos Ciudades verdes: un mercado en crecimiento 135 Entrevista: Paul Pelosi Presidente Comisión Medio Ambiente. San Francisco 36 Entrevista: Daniel Libeskind Arquitecto estrella de ciudades habitables 37 Masdar y Abu Dhabi Un desierto lleno de contrastes 138 China La mayoría de edad de las megaciudades 142 Entrevista: Oscar Niemeyer El legendario arquitecto de Brasil creando condiciones para la dignidad humana 144 Singapur Banco de pruebas verde 146 Reciclaje de CO 2 Convirtiendo el carbono en dinero en efectivo 149 Granjas verticales Alimentos donde se necesitan 151 Administración de la Energía El método holístico de las construcciones 152 Diodos Emisores de Luz Orgánicos Paredes de luz 154 Alumbrado Público con LEDs Regensburg con la luz correcta Detectives moleculares 160 Escenario del 2020 Felices por siempre 162 Tendencias Orientando la nano frontera 65 Entrevista: Dr. Charles M. Lieber Científico de Harvard explora la convergencia de la nanoelectrónica y de las celdas 166 Identificando a los invasores invisibles Cuando el virus H1N1 atacó en el 2009, los científicos de Siemens determinaron la identidad única del organismo 168 Fusión de Imágenes La combinación de la TC y el PET apoya la detección temprana del cáncer 170 Espectroscopia Infrarroja La luz infrarroja se puede utilizar para detectar la calidad del carbón y las características de las células 172 Sensibilidad Medioambiental Siemens está desarrollando sistemas diseñados para descargar datos satelitales 174 Sensibilidad basada en la celda Sensores innovadores pueden descubrir sustancias peligrosas rápidamente y en el sitio 177 Hechos y pronósticos Detectando amenazas con base en el agua 178 Seguridad en los Túneles Los RFIDs y la imagenología térmica identifican los vehículos riesgosos an tes de que ingresen a los túneles Secciones 184 Tomas Cortas Noticias de los Laboratorios Siemens 186 Entrevista: Amory Lovins El fundador del Instituto de energía de las Montañas Rocosas 188 Energía Térmica Solar Lo que Solel significa para Siemens 157 Prof. Dennis Meadows Es el "Desarrollo Sostenible" un oxímoron? Innovación abierta 184 Escenario del 2020 Sabiduría ilimitada 186 Tendencias: Aprovechando los nuevos mundos de ideas 189 Entrevista: Prof. Dr. Frank Piller El experto habla del valor de la innovación abierta 190 Revelación de los Tejidos Blandos Imagenología de rayos X de contraste de fase 192 Todos Cargados Integrando los carros eléctricos a la grilla de partida 195 Colaboración con el DTU de Dinamarca Contaminantes en la mira 196 Rusia: Ideas Innovadoras Desarrollando tecnologías con socios 199 Hechos y Pronósticos De qué manera la innovación abierta afecta el éxito 100 Tecnología para los Centros de Negocios Ideas asombrosas de compañías jóvenes 104 Universidad Tongji en Shanghái El futuro modelo de China 105 Nanotecnología 106 Fusión Nuclear: aquí viene el sol 108 La Universidad Más Nueva de Arabia Saudita Un oasis de educación 109 Investigación Energética en los EE.UU. Economía del metro del futuro a base de CO Separación del C0 2 : Agente de depuración ganador 158 Lord Nicholas Stern Autor del Informe de Stern sobre la protección climática 180 Secadoras de Platos con Zeolita Ahorrando energía en la cocina 181 Finanzas Verdes Invirtiendo en protección climática 182 Estudio Delphi del 2030 El valor de la información digital 114 Retroalimentación/Avances Pictures of the Future Primavera

4 Pictures of the Future Tomas cortas Girando con las mareas Siemens ha adquirido aproximadamente el 10% de la compañía Marine Current Turbines. La firma británica es pionera en lo que respecta a planeación y desarrollo de plantas de energía marítimas que operan debajo de la superficie oceánica. Este tipo de instalaciones utiliza corrientes como el flujo y el reflujo de las mareas para producir energía eléctrica. La turbina de la planta es montada sobre un mástil firmemente anclado al piso del océano. De manera similar a una turbina de viento, rotores de dos palas giran con los movimien- Las imágenes ganadoras de un concurso ilustran que se puede conseguir un detalle anatómico superior con una mínima exposición a los rayos X en la imagenología angiográfica (izquierda), pancreática (parte superior derecha) y torácica. Exposición mínima La tomografía computarizada (TC) hace posible visualizar estructuras de tamaño milimétrico dentro del cuerpo, como por ejemplo los vasos coronarios y las delgadas arterias de los pulmones. Como resulta esencial minimizar la exposición de los pacientes a los rayos X, Siemens Healthcare inició el Concurso Internacional de Imágenes de TC en octubre de La competencia convocó a los médicos, institutos médicos y hospitales que utilizan el sistema de tomografía computarizada Somaton Definition de Siemens para conseguir la mejor calidad de imagen posible con la menor dosis de rayos X. Algunas 300 imágenes de más de 30 países fueron sometidas a consideración. Los nombres de los ganadores fueron anunciados en marzo de Los aportes exitosos provinieron de Bélgica, China, Japón, Canadá, Portugal y Suecia. Un jurado compuesto por especialistas médicos reconocidos internacionalmente concluyó que las imágenes ganadoras no sólo tenían buena calidad sino que también demostraron que un nivel muy alto de relevancia diagnóstica y una clara descripción de incluso los detalles más finos se puede conseguir con dosis de radiación extremadamente bajas. El público pudo unirse a la discusión en Facebook, donde más de personas comentaron sobre las imágenes presentadas. "La competencia tiene como intención informar al público sobre el tema de las dosis de rayos X y aumentar su conciencia de la responsabilidad que tienen los fabricantes y radiólogos del equipo", dijo el Dr. Sami Atiya, Presidente de Tomografía Computarizada de Siemens Healthcare. El Somatom Definition CT, que fue desarrollado por los científicos de Siemens en el 2005, es la primera unidad de tomografía computarizada de doble fuente en el mundo. El dispositivo está equipado con dos fuentes de rayos X y dos detectores que giran sincrónicamente y que registran simultáneamente datos en la mitad del tiempo que le toma a la tecnología convencional hacer lo mismo. La unidad de TC puede por tanto registrar imágenes del corazón en 83 milisegundos un tiempo de exposición extremadamente corto. De esta manera es posible producir una muy buena imagen incluso cuando los pacientes tienen un ritmo cardíaco alto. El Somatom Definition Flash, que fue desarrollado en el 2008, es también un sistema de TC de doble fuente. En comparación con su predecesor, reduce el tiempo de registro de las imágenes y las dosis de radiación aún más y necesita únicamente aproximadamente 0.25 segundos para radiografiar el corazón. La dosis requerida aquí es menor a un milisievert (msv), en contraposición a entre 8-30 msv que requieren los equipos convencionales. hs Los rotores giran con la marea y producen electricidad en un proceso desarrollado por Marine Current Turbines. tos del flujo mareal y pueden ser girados hasta 180 grados sobre sus ejes para ajustar óptimamente la dirección y la velocidad de la corriente. Las turbinas marinas producen electricidad de una manera mucho más eficiente que sus homólogas terrestres debido a que la densidad de la energía del agua es 800 veces mayor que la del viento. Una ventaja adicional la proporciona el hecho que los ciclos de mareas regulares hacen más predecible la producción de electricidad, lo cual simplifica la planeación del sistema. Marine Current Turbines ya ha puesto en operación su primera instalación de producción de electricidad submarina comercial en el Estrecho de Strangford en Irlanda del Norte, donde dos rotores con una producción total de 1.2 megavatios han estado alimentando energía a la red desde noviembre de Esta instalación genera energía a hogares, lo que la convierte en la planta de energía mareal más poderosa del mundo en el momento. La tecnología ofrece un potencial particularmente importante en las regiones costeras con corrientes fuertes como las de Francia, Canadá, el Reino Unido y parte del Este de Asia. fm 4 Pictures of the Future Primavera 2010

5 Dresden asegura sus tesoros con IDs de radiofrecuencia. Estado del arte Las Colecciones de Arte Estatales de Dresden, Alemania, están utilizando una tecnología sofisticada para proteger sus obras de arte los chips RFID que Siemens y varios socios desarrollaron especialmente para los tesoros de arte de la ciudad. Los pequeños y discretos radio sensores se pueden conectar fácilmente a cualquier obra de arte y no contienen ningún tipo de alambre invisible ni ningún otro componente que pudiera alterar la vista del observador. Los sensores detectan incluso el movimiento más ligero y utilizan algoritmos especiales para establecer la diferencia entre un contacto no intencional y emergencias reales. Estos pasan luego la información que recogen a un centro de seguridad en tiempo real. sw Récord brillante La luz está creando nuevas oportunidades en áreas tan diversas como los mini proyectores y la transmisión de información. Osram ha desarrollado el diodo láser azul más pequeño del mundo, en el que se afianza para dar el primer paso hacia la producción de proyectores delgados que pueden ser instalados en teléfonos celulares y cámaras digitales. Por lo tanto pronto será posible que las terminales móviles no sólo muestren fotos y videos sino también que las proyecten en la pared. Dichos proyectores crean sus imágenes línea por línea a partir de un punto móvil de luz, al igual que la televisión de tubos. En contraposición, un nuevo mini proyector de video genera imágenes como un proyector de diapositivas utilizando el poderoso diodo emisor de luz (LED) de Osram, en vez de una lámpara de luz. Los proyectores de bolsillo del tamaño de un teléfono celular pueden alcanzar un tamaño de pantalla de hasta 127 centímetros. La luz LED blanca modulada puede también utilizarse para transmitir información en forma inalámbrica sin ninguna diferencia visible en cuanto a brillo. Los investigadores de Siemens y el Instituto Heinrich Hertz de Fraunhofer han establecido un récord mundial en transmisión de datos de 500 megabits por segundo con su nueva técnica. hs Los diodos emisores de luz pueden transmitir información y proyectar imágenes en paredes (de izquierda a derecha). Luces y colores placenteros le ayudan a los pacientes a relajarse durante los exámenes diagnósticos. Escaneo placentero La realización de una TC o de una RM con frecuencia provoca sensaciones que alternan entre el temor y la esperanza. Siemens en consecuencia trabajó con médicos y pacientes para desarrollar Healthcare Lighting, un concepto de diseño de iluminación para instalaciones médicas. Los pacientes pueden ahora elegir el ambiente lumínico y los colores que les gustaría tener en la sala de examen. Una película temática, por ejemplo, muestra cielos azules o un paisaje montañoso, dependiendo del deseo del paciente, tocando a la vez la música favorita del paciente como fondo. Muchos pacientes se sienten más cómodos y relajados en esta atmósfera. ak Grafiti individualizado El Grafiti Digital un sistema de información revolucionario desarrollado por los investigadores de Siemens Corporate Technology y la Universidad Johannes Kepler de Linz ha ganado el "ebiz egovernment award" de Austria. La tecnología se puede utilizar para dejar mensajes virtuales en sitios específicos para algunas personas, o sólo para alguien. Siempre que el receptor designado ingrese a dicho sitio la información es transmitida a su teléfono celular y el grafiti puede ser leído en pantalla. Los planes de la Universidad de Linz buscan utilizar el sistema para suministrar información sobre temas de interés, citas personales y sitios de conferencia a los estudiantes y al personal. fm El grafiti digital ofrece automáticamente información basada en el sitio. Pictures of the Future Primavera

6 Pictures of the Future Experto en Energía Amory Lovins Aunque la casa de Lovins queda en lo alto de las Montañas Rocosas, las medidas de eficiencia de energía inteligentes junto con las celdas solares y los colectores en el techo la hacen autosuficiente. Invirtiendo la pirámide Más de han visitado la casa de bajo consumo de energía de Amory Lovins, codiseñada y construida en los años 80's. Sin embargo, el experto en energía de 62 años de edad y que utiliza gafas, transpira entusiasmo y explica los beneficios de su recientemente modernizado domicilio a los visitantes con el orgullo de un hombre que ha transformado sus ideas en realidad por lo menos en su propio hogar. La casa está ubicada a metros del nivel del mar en las Montañas Rocosas, no muy lejos de Aspen, Colorado, donde las temperaturas en invierno alcanzan los menos 44 grados centígrados. Los dobles cristales de las ventanas encierran dos películas plásticas invisibles con revestimientos reflectores del calor en ambos lados, y el gas xenón aislante rellena los espacios entre ellas. Súper-ventanas, súper-aislamiento y recuperación del calor de la ventilación un paquete que ayudó a inspirar al movimiento "Passivahus" alemán reduce los requerimientos de calefacción en aproximadamente el 99% en la casa. Esto ayudó a ahorrarse casi la totalidad de los costos de calentamiento de agua y de electricidad también. El costo de capital neto extra total fue reembolsado por los ahorros en energía en 10 meses. El equipo que monitorea las corrientes de datos de la casa podría utilizar más energía que los electrodomésticos y las luces LED. Durante el día, Lovins utiliza las celdas solares del techo para generar electricidad. Gracias a sus electrodomésticos y lámparas eficientes él puede alimentar la red con parte de su energía. En la noche, la electricidad es suministrada por la energía eólica de la red pública. El techo aloja también una unidad solar que suministra agua caliente y calienta los pisos. Por lo tanto pasado más de un año desde que Lovins tenía que utilizar las dos cocinas de leña que había instalado como respaldo. Su casa es tan cálida que árboles de banano han florecido en su jardín de invierno durante más de 20 años. El tour por la casa confirma la hipótesis clave de Amory Lovins de que la mayor fuente de energía es su verdadero uso productivo. Lovins, que fue galardonado con el Premio Nobel Alternativo en 1983, estudió en Harvard y Oxford. En esta última universidad no se le permitió buscar un doctorado en energía. Pero él estaba obsesionado con el tema, y en 1976 se hizo público con su mensaje en un ensayo publicado en el prestigioso diario Relaciones Exteriores. En 1982, él y su entonces esposa, Hunter Lovins, fundaron el Instituto de las Montañas Rocosas (RMI) en Old Snowmass, Colorado, que hoy cuenta con más de 90 empleados y que se autofinancia parcialmente con contratos de asesoría con compañías importantes. Entres sus clientes se encuentran grupos de energía, compañías automotrices, el Pentágono y gigantes del sector de ventas al por menor como Wal- Mart. Lovins es ahora Presidente y Científico Jefe del Instituto. 6 Pictures of the Future Primavera 2010

7 Entrevista Usted ha sido pionero en el campo de la eficiencia energética desde los años 70's. Qué se siente ver que las cosas de las que usted ha estado hablando se han convertido en parte del discurso público? Lovins: es definitivamente mejor ver las ideas que usted ha promovido ganar aceptación después de un largo tiempo que ver que nunca fueron aceptadas. Sin embargo, eso no significa que el RMI y yo podamos quedarnos sentados y relejarnos. Al contrario, justo hemos lanzado nuestro proyecto más ambicioso, que denominamos "Reinventando el Fuego". Este nuevo proyecto une coherentemente en una síntesis todo el conocimiento que hemos obtenido en las últimas tres décadas. Estamos desarrollando un mapa amplio para la transición rentable del carbón y el petróleo hacia la energía eficiente y renovable. presente y el Los expertos predicen que las plantas de energía alimentadas con carbón estarán aún cubriendo más de una tercera parte de los requerimientos de electricidad inclusive en el Lovins: este escenario no se dará si se toman decisiones inteligentes. Estoy de acuerdo en que podría ser más difícil dejar de utilizar el carbón que el petróleo. Pero necesitamos alejarnos del carbón, tanto por protección climática como para hacer los sistemas de electricidad más seguros y asequible. El RMI determinó que la eficiencia energética, más las fuentes de energía distribuidas y renovables de los EE.UU. podrían producir 22 veces más electricidad al año en comparación con lo que produce el carbón de EE.UU. hoy día. Cuál es la forma más efectiva de desa-coplar la producción de electricidad del carbón? Lovins: con negavatios. Negavatios? Lovins: ese es un error tipográfico que popularicé y que significa "electricidad ahorrada". Nuestro mayor recurso energético es utilizar la energía mucho más productivamente. El potencial aquí es enorme. Por ejemplo, si todo el país utilizara la electricidad de una manera más eficiente como lo hicieron los 10 estados más importantes en el 2005, podríamos reemplazar aproximadamente el 62% de la electricidad generada con Lovins: desde luego, las nuevas plantas operadas con carbón deben utilizar mejores tecnologías. Sin embargo, estas no son buen negocio. Las redes de energía distribuida y la energía renovable son por lo general más baratas, más limpias, más robustas y menos riesgosas en términos financieros. Aquí en los EE.UU., la capacidad eólica aumentó más en el 2007 en comparación con el aumento de la capacidad total del carbón durante los últimos cinco años. Y globalmente estamos viendo desarrollos similares. En el 2008 el mundo invirtió más en fuentes de energía renovable que en combustibles fósiles. China está aún construyendo una gran proporción de plantas de carbón y nucleares Lovins: en el 2009 China adicionó sólo la mitad de las muchas plantas de energía operadas con carbón netas en comparación con el Para el 2020 el país planea obtener 120 gigavatios de la energía eólica. El objetivo original de 30 gigavatios para el 2020 se había ya alcanzado en el China es ahora el creador o usuario número uno de la energía fotovoltaica, de la energía eólica y de otros renovables. Entonces la energía renovable es la repuesta? Lovins: al final, no hay ninguna respuesta única correcta. Sin embargo, los renovables son parte clave de la solución. Imaginémonos el sistema de suministro de electricidad como una pirámide cuya del suministro de energía El petróleo es un tema que usted había abordado ya en el 2004, cuando publicó Ganándole la partida final al petróleo Lovins: Sí y nos hemos dirigido más hacia la independencia del petróleo hoy día de lo que podríamos haber esperado hace 60 años. El consumo de gasolina en los EE.UU. se ha venido reduciendo desde el 2007, principalmente debido a vehículos a gasolina más eficientes y al uso de aditivos biocombustibles. Los EE.UU. podrían llegar a independizarse del petróleo importado para el 2040 y de todo el petróleo para el El Banco Alemán está incluso pronosticando que el uso global del petróleo se empezará a reducir a partir del Sin embargo, va a ser mucho más difícil eliminar el carbón. La Agencia Internacional de Energía (IEA) considera que el crecimiento de la población y la creciente prosperidad harán que el consumo global de electricidad aumente en un 76% entre el carbón en los EE.UU. Ahorrándose costos de aproximadamente un centavo de dólar por kilovatio hora, estas medidas son mucho más baratas que generar electricidad. Podría darnos un ejemplo? Lovins: tomemos como ejemplo un viejo edificio de oficinas. Nosotros le ayudamos a los propietarios del Empire State Building en la ciudad de Nueva York a demostrarles cómo un paquete de modernización podría reducir el consumo de energía del rascacielos en un 38% con un retorno de la inversión en tres años. El diseño integra aislamiento de calor, iluminación eficiente y rehacer ventanas que reduzcan los costos de calefacción y enfriamiento. Hablemos de los productores de electricidad. No tiene sentido en el corto plazo construir plantas operadas con carbón más eficiente y medioambientalmente amigable? base hoy día está conformada por energía de carbón y nuclear. En la parte intermedia de la pirámide se encuentra el gas natural y en la punta está la energía renovable y la eficiencia. Deberíamos invertir esta pirámide para que la base la represente un consumo de electricidad más eficiente. Las fuentes de energía renovable y la combinación de calor y energía constituirían la parte intermedia. Esta parte está asociada a la fijación de precios en tiempo real, a la respuesta a la demanda y a la carga y descarga inteligente de los carros eléctricos para ayudar a balancear el suministro con la demanda. En la punta de la pirámide los combustibles fósiles y la energía nuclear restantes se extinguirán gradualmente, de la misma forma en que se extinguieron las locomotoras a vapor. Y qué del problema clásico de las fuentes de energía renovables la carga base? Lovins: esa es una falacia muy difundida. Las plantas de carbón y nucleares individualmente consideradas no suministran de ninguna forma Pictures of the Future Primavera

8 Pictures of the Future Entrevista Energía térmica solar energía constantemente. Las plantas de energía térmica están por lo general cerradas entre el 10% y el 12% del tiempo. A veces fallan inesperadamente. De otra parte, algunas fuentes de energía renovables generan energía constantemente. Entre los ejemplos se encuentran las plantas hidroeléctricas pequeñas, las instalaciones de biomasa y geotérmicas y las plantas térmicas solares con un almacenamiento adecuado de calor. Sin embargo, la energía eólica Lovins: y la energía fotovoltaica dependen del clima. Es el mismo dilema al que se ha enfrentado la industria de la electricidad desde la época de Edison: ninguna fuente de electricidad genera energía de una forma tan consistente como los consumidores quieren. Esa es la razón por la cual tenemos redes de electricidad que enlazan todas las plantas de energía para que juntas puedan satisfacer la demanda. Los líderes comerciales le están prestando más atención a usted. Estamos encaminados en la dirección correcta? Lovins: ninguna de las instalaciones de suministro de energía de hoy estarán en operación en el Las decisiones que tomemos hoy determinarán el sistema de energía que tendremos en 40 años. El espectro de posibilidades es amplio, variado y rápidamente cambiante. Las compañías que estén a la altura del desafío tendrán éxito, y no tendremos que preocuparnos por las demás porque estas ya no existirán. Parece que estos retos fueron olvidados en la Conferencia Climática de Copenhague. Lovins: los delegados argumentaron que al ser los costos de protección del clima tan altos, quién iba a pagar por ellos, y si valía la pena el esfuerzo. Ese es el debate incorrecto, ya que la inversión en protección del clima no cuesta dinero, produce dinero. Esta es la razón por la que es sencillamente más barato conservar la energía que generarla. Una vez los políticos y el público empiecen a entender esto, la resistencia hacia las medidas necesarias se fundirá más rápido que lo que lo están haciendo los glaciales hoy. Usted realmente no tiene mucho de pesimista Lovins: en el RMI, creamos soluciones, no problemas. Somos profesionales, no teóricos. Hacemos transformación, no incrementalismo. Y no somos ni optimistas ni pesimistas. Estas dos posturas tratan el futuro como el destino, sin elección, y no nos permiten asumir la responsabilidad de crear el futuro que queremos. Entrevista realizada por Hubertus Breuer. Enfoque en el Sol Los ingenieros se han esforzado por generar energía a partir de la fuente térmica solar durante un siglo. Ahora, la tecnología está finalmente llegando a su etapa de maduración. Con la adquisición de Solel, Siemens se ha convertido en el líder del mercado a la vanguardia de varias tecnologías térmicas solares claves: espejos parabólicos, tubos receptores y turbinas de vapor. No hay nada más poderoso, dice el dicho, que una idea a la que le haya llegado su hora. La tecnología térmica solar la generación de energía a partir del calor del sol ha tratado de despegar ya en tres ocasiones. En 1912, el estadounidense Frank Shuman construyó un sistema reflector parabólico en Egipto que se esperaba que produjera 55 kilovatios (kv) de energía. "Veinte mil millas cuadradas de colectores en el Sahara", decía él, "podrían suministrarle de manera permanente al mundo los 270 millones de caballos de fuerza que necesita". Pero el mundo no espera; necesita más y más caballos de fuerza y cada vez más extrae su energía del petróleo y otros combustibles fósiles. La energía térmica solar parecía volverse una nota de pie de página en la historia de la generación de energía. El excesivo aumento del precio del petróleo en los años 70's, fue el que despertó nuevamente el interés en la tecnología. Sesenta años después del primer intento de Shuman, la compañía israelí Luz desarrolló nuevas plantas de energía de colectores cilindro-parabólicos. Nueve plantas de ese periodo están todavía generando energía hoy en el Desierto Mojave de California. Pero cuando el precio del petróleo empezó a descender nuevamente, así mismo se desvaneció el interés por los sistemas térmicos solares. Los proyectos de estaciones de energía fueron pospuestos o cancelados, y Luz entró en bancarrota. Ahora, casi 100 años después del primer proyecto de Shuman, parece haberle llegado por fin el día a la tecnología térmica solar. Avi Brenmiller es uno de los autores de este éxito. Él recuerda bien las decepciones de las décadas pasadas: "En los años 80's, estaba trabajan- 8 Pictures of the Future Primavera 2010

9 Las plantas de energía térmica solares con espejos parabólicos que le siguen la trayectoria al sol son la tecnología establecida para la producción de electricidad. Abajo: Planta Lebrija 1 de Siemens cerca de Sevilla. Con un personal superior a 500 personas, Solel posteriormente se convirtió en Siemens Concentrated Solar Power Ltd. El sueño de Brenmiller se había hecho realidad. Ahora, gracias a la adquisición, los componentes claves, los sistemas y las soluciones para las estaciones de energía térmica solar que abarcan toda la cadena de conversión pueden ser suministrados a partir de una sola fuente. La División de Energía Renovable de Siemens ofrece todo, desde los espejos parabólicos hasta las turbinas de vapor. "Esta integración vertical es esencial", dice Brenmiller. "Los sistemas de energía solar concentrada son muy complejos; lo cual significa que el conductor más importante para maximizar la eficiencia es la perfecta interacción de todos los componentes". Una visión hecha realidad. Una planta de energía compuesta casi en su totalidad por componentes de Siemens se está construyendo ahora en Lebrija, Andalucía. La planta ilustra la forma como podría algún día lucir un proyecto visionario denominado Desertec (ver Pictures of ran huevos. Hasta espejos llegan cada semana. Se necesitan casi para crear la que pronto será una planta de energía de 50 megavatios (MV). En síntesis, los espejos representan aproximadamente el 6% del costo total del planta de casi 300 millones de euros. Los tubos receptores las tuberías que reciben la radiación solar de los espejos y la convierte en líquido representan otro gasto importante. Los componentes son ensamblados en el sitio en Lebrija y es un salón especialmente construido. "Cuando llegamos encontramos una plantación de algodón en el sitio", dice el Vicepresidente de Siemens Concentrated Solar Power Moshe Shtamper, quien es responsable de la construcción de la instalación solar térmica en Lebrija 1. Su equipo del proyecto tuvo que retirar primero el algodón y luego hacer drenajes en el delta pantanoso del río Guadalquivir. Ahora hay pilares de concreto extendiéndose hasta 40 metros dentro del suelo, y los colectores cilindro-parabólicos son montados encima de estos. Cada colector consta de 28 espejos individuales que enfocan la luz sobre los receptores. Las partes están siendo unidas aho- do en revestimientos especiales para los tubos receptores en los cuales el petróleo térmico era calentado con energía solar concentrada. Nuestra visión en ese momento era dominar la cadena completa en otras palabras, todo desde la captura de la energía solar y la generación del ciclo de vapor de la energía eléctrica. Fue frustrante ver cómo una tecnología prometedora de repente perdió apoyo", dice él. Pero Brenmiller fue persistente. Mediante una operación de compra Luz se convirtió en Solel, uno de los proveedores líderes de componentes para sistemas de generación de energía utilizando energía solar concentrada (CSP) y Brenmiller se convirtió en presidente. En los primeros seis meses del 2009, Solel reportó ventas de casi $90 millones. Luego, a finales del 2009 Siemens compró la compañía. the Future, Otoño de 2009, p. 19). La visión del Desertec Industrial Initiative (DII) es ambiciosa. Reúne una red de plantas de energía térmica solar y de granjas eólicas en la región del Mediterráneo no sólo para satisfacer la demanda local, sino para generar el 15% de los requerimientos de electricidad de Europa. El consorcio comercial que maneja el DII, que inició su trabajo en el 2009, está actualmente desarrollando estrategias económicamente viables para la construcción de una red de plantas. El trabajo de construcción en la planta de CSP Lebrija 1 al sur de España se inició en el La mayor parte de sus componentes importantes son enviados desde Israel y llegan al puerto de Cádiz. Sin embargo, el contenido de los contenedores de carga marítima enviado a Lebrija tiene que ser tratado tan delicadamente como si fuera en la sala de ensamble por trabajadores del área, algunos de los cuales, solían ganarse la vida recogiendo algodón. Utilizando grúas elevadoras están combinando los espejos individuales para crear colectores cilindro-parabólicos, los cuales son luego transportados al campo solar por un tractor y un remolque. Hay grúas que levantan los colectores de dos toneladas y los colocan en posición. La planta podría quedar en línea a final del año y, con la ayuda de una turbina de vapor de Siemens, se espera que abastezca otros hogares españoles con electricidad (ver p. 10). "El objetivo más importante para los próximos años es reducir aún más el costo de la electricidad producida en las plantas de CSP", dice Eli Lipman, Vicepresidente de Investigación y Desarrollo de Siemens Concentrated Solar Po- Pictures of the Future Primavera

10 Pictures of the Future Energía térmica solar Por que los tubos receptores son tan calientes El principio básico de la generación de energía térmica solar es sencillo. La energía del sol calienta el agua, bien directa o indirectamente a través de un medio de transferencia de calor. El agua se vuelve vapor, y el vapor impulsa la turbina a alta presión (ver Pictures of the Future, Otoño de 2009, p. 23). Los espejos parabólicos enfocan la luz solar necesaria sobre una superficie pequeña con el fin de conseguir temperaturas lo suficientemente altas. El tubo receptor es fijado en la línea focal de una fila de espejos cóncavos. El líquido fluye a través de estos tubos como medio de transferencia de calor petróleo sintético y sal fundida son las sustancias más comúnmente utilizadas hoy. El medio de transferencia de calor es calentado hasta aproximadamente 400 grados centígrados las sales fundidas permiten temperaturas de has 550 grados y son por lo tanto más eficientes y en la segunda fase liberan el calor a través del intercambiador de calor transformándolo en agua, la cual a su vez se torna en vapor y el últimas impulsa la turbina. Los receptores tienen una considerable influencia sobre la eficiencia general de la planta. Siemens en consecuencia está realizando una investigación intensiva sobre mejoras adicionales a estos tubos de alta tecnología (fotografía de arriba). La mayor prioridad es absorber la mayor radiación solar posible evitando simultáneamente la emisión del calor almacenado en el medio de transferencia. La estructura de los receptores es compleja. "El revestimiento es crucial: múltiples capas de varios materiales, entre ellos una mezcla de cerámica-metal reducen las pérdidas de re-radiación", dice el Vicepresidente de Investigación y Desarrollo de Siemens Concentrated Solar Power, Eli Lipman. El medio de transferencia de calor fluye a través de un tubo de acero inoxidable. Este viene insertado en un cilindro de gas y en el espacio entre estos hay un vacío que reduce adicionalmente la re-radiación. El tubo receptor es por lo tanto similar, en cuanto a principio, a un invernadero. La máxima cantidad de luz solar deberá quedar atrapada en el interior, pero el calor producido no deberá salirse. Entre mejor se realice este procedimiento, más eficiente y rentable será la instalación solar. Pero mucho calor representa también retos importantes. Cuando la temperatura aumenta los diferentes materiales utilizados en el receptor se expanden en grados diferentes. Un conjunto de fuelles que conectan el tubo de metal con la tubería externa de vidrio compensa flexiblemente las tensiones resultantes. Los últimos tubos receptores de Siemens son actualmente los más eficientes del mercado. En una planta de 50 MV, el uso de este modelo en vez de receptores convencionales producirá en promedio MVh extra, o la suficiente energía para hogares adicionales. Esto representa un aumento del 5% en la eficiencia de la planta considerada como un todo sólo con las mejoras hechas al receptor. wer. "El progreso real de la tecnología térmica solar llegará tan pronto permita la generación de energía a precios competitivos en otras palabras, cuando se pueda hacer sin subsidios". La influencia de los tubos receptores sobre la eficiencia general de la planta térmica solar es mayor a la de cualquier otro componente individual. Una prioridad por lo tanto hacer aún más eficiente este eslabón de la cadena. A finales de 2009, Siemens Concentrated Solar Power introdujo lo que actualmente es el receptor más eficiente del mercado. Su eficiencia se deriva de la combinación de la alta absorción solar y la reducción de la pérdida térmica. La última depende del grado hasta el cual la energía solar absorbida sea re-irradiada. La mejora se debe parcialmente a los revestimientos especiales con películas delgadas, explica Lipman: "Ahora podemos capitalizar las sinergias de investigación y desarrollo con Siemens Corporate Technology. Esto nos ayudará a mejorar aún más la tecnología. Esperamos poder conseguir no sólo una eficiencia de más del 25% en la carga pico sino también una eficiencia anual general promedio de más del 16%". Otros componentes también influencian la eficiencia económica de las plantas de energía térmica solares. Al utilizar espejos parabólicos más grandes, por ejemplo, se pueden reducir los costos fijos por metro cuadrado. Las mejoras adicionales asociadas a los espejos ayudarán a reducir el costo final de la energía basado en la inversión inicial, Operaciones y mantenimiento, y el costo del capital. "Al combinar nuestras fortalezas y optimizar el campo solar y los subsistemas de bloqueo de energía estamos utilizando una palanca adicional para levantar la eficiencia de las instalaciones de CSP", dice René Umlauft, presidente de la División de Energía Renovable de Siemens. "Tenemos el claro objetivo de producir electricidad a un precio competitivo en el mediano plazo". Curvas perfectas. Los espejos individuales que crean los colectores cilindro-parabólicos son fabricados cerca del pueblo de Nazaret al norte de Israel. El gerente del proyecto de Siemens, Ehud Epstein, se coloca las gafas de seguridad que protegen sus ojos de las esquirlas voladoras y abre el segundo botón de su camisa. Entre más se acerca al horno más calor hace. Aproximadamente a grados centígrados, el silicato de propósito especial del horno se funde transformándose en vidrio. "En otros tiempos, el vidrio para los vehículos blindados se hacía aquí. Tenemos un turno independiente para los espejos parabólicos", dice Epstein. "En este caso, utilizamos vidrio con un bajo contenido de hierro. Esto garantiza que los espejos absorberán sólo una cantidad míni- 10 Pictures of the Future Primavera 2010

11 Con los espejos parabólicos, conseguir la curva correcta es esencial para maximizar la eficiencia. El meticuloso control de calidad implementado en la planta de Israel ayuda a garantizar como mínimo 25 años de operación. ma de la energía solar y por lo tanto reflejen la mayor parte de esta". El vidrio líquido caliente fluye del horno sobre ruedas de acero en un río de luces fundidas. Hojas que miden 1.6 por 1.7 metros de diámetro son estalladas, machacadas en los bordes y luego calentadas nuevamente. Las hojas de vidrio son colocadas en esterillas de acero inoxidable y luego pasadas por otro horno que fue especialmente construido para este propósito. Aquí, en el curso de aproximadamente 1.5 horas, estas toman la forma curva deseada necesaria para que enfoquen perfectamente la radiación solar. "Durante esta fase es importante que no se dejen tensiones en el material que pudieran luego conducir a fracturas. Después de todo, garantizamos una vida de servicio de 25 años". Un solo colector parabólico consta de 28 espejos individuales. Como el colector debe poder reflejar la luz del sol de forma tal que la enfoque perfectamente en el tubo receptor cercano, cada espejo deberá tener una curvatura de una fracción de un grado para que minimice las pérdidas por dispersión. Y lo que es más, los espejos en sí deberán absorber la menor radiación solar posible. Como ocurre con los tubos receptores, los revestimientos desempeñan un papel clave en términos de maximizar las características deseables y minimizar las indeseables. Así, el equipo de Epstein garantiza que la solución de plata, al igual que el revestimiento de cobre y las varias capas de pintura anticorrosiva sea esparcida sobre la parte posterior de cada espejo. Epstein camina a través de la larga línea de espejos terminados. Dependiendo de cómo sean apilados, parece alargarse en proporciones cómicas o estirarse verticalmente como un gigante delgado con piernas flacas. "Esta es mi sala de espejos de circo", bromea. "Después de un largo día, sólo tienes que pararte en frente del correcto y de repente te podrás olvidar de esos kilos extra de peso en unos segundos. Esto te pone de mejor humor". Producción competitiva. Aunque algunas plantas de energía térmica solares han entrado en servicio en España y en el estado americano de Arizona, se están hasta ahora haciendo planes para las primeras instalaciones en Israel. "La información de la irradiación de Israel es perfecta. Todo el Desierto Negev es un área ideal para las plantas de CSP", dice Brenmiller. "Y si las planta fueran equipadas también con turbinas de gas, usted podría generar energía de manera competitiva ahora mismo en Israel, inclusive sin ningún subsidio". La turbina de vapor descendente de estas plantas de energía híbridas a gassolares podría ser energizada por calor solar, y por el calor de desecho producido por la turbina de gas. Esto se traduce en que la planta de energía podría generar también electricidad durante las horas de oscuridad. Al menos durante un periodo de transición, la energía solar y los combustibles fósiles coexistirán para maximizar las fortalezas de cada una. Sin embargo, la mezcla de energía considerada como un todo cambiará cada vez más hacia las energías renovables, cree Brenmiller. Si no existe alguna otra razón, este desarrollo se dará definitivamente simplemente debido a la disminución de las reservas de petróleo. En retrospectiva, entonces, parece casi una ironía de la historia que la tecnología térmica solar haya hecho una de sus grandes entradas justo al inicio de la era del petróleo hace aproximadamente 100 años. Después de todo, ahora está haciendo otra entrada, justo cuando esa era en particular parece estar cerca de su ocaso. Andreas Kleinschmidt Israel: el sitio perfecto para la PV La planta Lebrija 1 de Siemens en el sur de España está diseñada para generar electricidad como mínimo durante 25 años. Israel es el sitio ideal para recolectar la energía solar no sólo en la forma de plantas térmicas solares, sino también con sistemas fotovoltaicos que prometen grandes producciones. Siemens ha invertido un 40% en Arava Power, el desarrollador líder de Israel de sistemas fotovoltaicos. Siemens es también el contratista general de un proyecto para construir las primeras plantas de energía PV en el desierto incluida una en Kibutz Ketrua en el sur de Israel. Aquí, en la región desértica entre el Mar Rojo y el Mar Muerto, las condiciones para la energía solar no podrían ser mejores. A finales de 2010 la planta de Kibutz Ketrua podría estar suministrándole energía a la red desde una instalación fotovoltaica de cinco megavatios. Aparte de los paneles solares en sí, los cuales están siendo suministrados por Suntech, casi todos los componentes de esta primera planta provendrán de Siemens. Mike Green, Ingeniero Eléctrico Jefe de Arava Power, se siente orgulloso de ser el pionero de la energía verde en Israel. "Mi gran esperanza es que esto marcará el inicio de un futuro lucrativo para la energía renovable en Israel", dice él. Pictures of the Future Primavera

12 Ciudades verdes Escenario del 2040 Destacados 17 Maestros de la sostenibilidad El Economist Intelligence Unit realizó un estudio para determinar cuáles ciudades europeas han realizado su tarea "verde" mejor. Las mejores calificaciones fueron para Copenhague, Oslo y Estocolmo. 28 Preparándose para el saque inicial En Sudáfrica, el campeonato de fútbol Copa Mundo 2010 es el símbolo de un mejor futuro y una oportunidad para realizar inversiones considerables en las infraestructuras. 36 Diseñando Ciudades Sostenibles El arquitecto estrella de EE.UU. Daniel Libeskind explica lo que convierte una metrópoli en habitable. 38 La mayoría de edad de las ciudades de China China planea orientar su rápida urbanización hacia canales "verdes". Esto está convirtiendo el país en un caso de prueba de tecnologías verdes, algunas de las cuales serán presentadas en la EXPO 2010 en Shanghái. 42 Una leyenda viva Oscar Niemeyer, el arquitecto de los principales edificios de la capital de Brasil, quiere ver ciudades más humanas cuya infraestructura beneficie al máximo a las personas. 44 Banco de pruebas verde Singapur se refiere a la sostenibilidad como una parte importante de su atractivo como destino de negocios. Compañías de todo el mundo pueden evaluar sus sistemas de protección medioambiental innovadores en esta ciudad estado. Es el año 2040, y los rascacielos de Singapur se han convertido en paraísos de producción de alimentos. Las plantaciones en los techos de la gente están atrayendo la atención de "jardineros verticales" como Lee, un antiguo arquitecto y planeador urbano. Su oficina en el último piso es un biotipo complejo en medio de una metrópoli atiborrada un jardín virgen donde crecen frutas no tocadas por la ingeniería genética. Pero este paraíso es también un mundo artificial Maestro de Singapur en el Lee, antiguo arquitecto y planeador urbano, ha convertido su hobby en una profesión. Es uno de los "jardineros verticales" de esta metrópoli y el maestro de un pequeño mundo exótico ubicado en lo más alto de la ciudad. 12 Pictures of the Future Primavera 2010

13 los jardines colgantes El viejo, vestido con overoles sencillos, no encaja bien en el cuadro general. Después de todo, este es el sofisticado lobby de Tiger Towers, uno de los más modernos rascacielos de Singapur. Y él ciertamente no necesitaría de las máquinas de cortar setos que lleva si tuviera una reservación en el restaurante gurmé del edificio o si se dirigiera a la peluquería de alta gama del piso 40. De hecho, Lee viene aquí todas las noches porque es su lugar de trabajo. Antes de que se jubilara, Lee, que tiene ahora 70 años de edad, era un reconocido arquitecto y un planeador urbano innovador que acompañó el crecimiento de Singapur. Pero ahora ha convertido su hobby en una profesión. Lee es uno de los "jardineros verticales" oficialmente nombrados de Singapur. El se pasea por los ascensores del extremo final del lobby, entra a uno, presiona el botón del último piso y mira a través de un escáner retinal como es usual. En la fracción de un segundo el chip de huellas del botón del ascensor y el sensor retinal lo identifican. "Acceso permitido", dice una voz femenina suave y el ascensor empieza a ascender. Las puertas del ascensor se abren lentamente revelando la vista de un mundo diferente. Una onda de trinares de pájaros y el sonido de incontables insectos rodean a Lee. Un dosel de hojas y flores se arquean sobre él, y se percibe un olor a tierra mojada y a flores exóticas. Pictures of the Future Primavera

14 Ciudades verdes Escenario del 2040 Tendencias Un estrecho sendero marca su camino desde el ascensor a través de la espesura verde de las plantas y se pierde entre un par de hibiscos. Lee espanta de nuevo un ave que está a punto de reunirse con él en el ascensor y se sumerge en el jardín tropical. Como si hubiera pasado una barrera invisible, la temperatura cambia bruscamente el mundo perfectamente climatizado de Tiger Torres se convierte en el clima caliente y húmedo de la selva. Pero cuando Lee saca su PDA, este desierto se revela como la ilusión perfecta de una jungla exótica un ultramoderno invernadero en el último piso de uno de los incontables rascacielos de la ciudad. Con sólo unos clics, Lee puede monitorear, controlar y realizar cambios en este mundo artificial. Innumerables sensores están enterrados en el suelo para controlar su temperatura, humedad y contenido de nutrientes. Un sistema de administración inteligente controla automáticamente la cantidad de luz solar que entra, así como la ventilación y la irrigación. Los sistemas son alimentados por células solares montadas en todo el edificio. Lee es en realidad más un gerente que un jardinero aquí, porque el trabajo real de jardinería lo realizan robots que se mueven a través de la maleza sobre piernas de metal. Sin embargo, en este entorno verde, Lee es más que un externo. Jugó un papel importante cuando este "piso verde" fue diseñado, y el éxito de este concepto justifica sus esfuerzos. A pesar de su aspecto selvático, el jardín es más que una plantación natural o que un parque. Entre los arbustos y lianas, hay lechos florecientes de hortalizas, mangos, plátanos y otras frutas tropicales que se venden muy rentablemente. La calidad de estos productos es muy alta, porque los frutos no sólo están libres de ingeniería genética y son cultivados de forma orgánica, sino que también están creciendo en un entorno natural en contraste con otras granjas de alta producción la ciudad, donde las plantas crecen en densos monocultivos. El grupo exclusivo de clientes de Lee incluye el restaurante gourmet situado unos cuantos pisos abajo. Allí, el reconocido chef Jean Amann dirige la cocina. El chef de múltiples estrellas se ha puesto en contacto con Lee de nuevo hoy para comprar productos frescos de la granja orgánica vertical directamente del productor. El sonido de PDA Lee interrumpe su paseo de inspección. "El señor Amann acaba de llegar ", anuncia un asistente virtual. "Pero me temo que se ha perdido." El idilio se ve perturbado por un crujido en la maleza, seguido por una palabrota y una carcajada ruidosa. "Jean, ha conseguido perderse otra vez!" Lee grita en la espesura. "Estoy de pie en el borde de la plan- Sería difícil imaginar una ciudad más verde. Aquí, todos los habitantes viven en un edificio gigantesco que se complementa perfectamente con su entorno inmediato. Los materiales de construcción son de producción local y completamente biodegradables. La sofisticada disposición de las pasarelas, pozos de ventilación, y las capas de aislamiento garantizan un clima agradable en el interior, incluso al aire libre cuando las variaciones de temperatura son extremas. Es más, lo hacen sin tener que consumir un solo kilovatio-hora de energía. De hecho, el edificio está dispuesto de tal manera que sólo su parte más estrecha capta el sol del mediodía, lo que reduce los efectos del calentamiento solar. En lo profundo de la estructura, los residentes tienden amplios jardines, que sirven de alimento para toda la ciudad. En este caso, la suma total de los gases de efecto invernadero producidos por la población es simplemente el resultado de sus procesos digestivos. Suena como a ciencia ficción? Para las termitas y otros insectos, ha sido una realidad desde el principio de los tiempos. Estas criaturas son verdaderos maestros ingeniosos de la planificación urbana sostenible. Sus hogares, que pueden tener una altura hasta de siete metros, no sólo proporcionan albergue para millones de insectos compañeros; son también extremadamente eficientes energéticamente y construyen en total armonía con la naturaleza. En este aspecto, por lo menos, las termitas están muy adelantadas en relación con nosotros los humanos. "Tenemos que aprender que la vida en espacios reducidos y la sostenibilidad no son mutuamente excluyentes", dice el arquitecto y urbatación frente a la ventana panorámica. Ven aquí, pero utilice el sendero. Estás confundiendo mi completo equilibrio ecológico aquí". Unos segundos después, se observa una figura sudorosa y se une a Lee frente a la ventana gigantesca. Debajo de ellos se extiende la metrópoli como una telaraña, salpicada por cientos de pequeños parques y zonas verdes. Incluso los rascacielos están cubiertos de vegetación algunos tienen plantas en sus fachadas, otros tienen decenas de terrazas verdes. " Usted tiene que tener sus gallinas corriendo por ahí?" dice el chef. "Por lo menos usted se deshizo de esos pequeños cerdos barrigones. Uno de ellos irrumpió una vez en el ascensor saliendo del restaurante eso no fue para nada divertido. " Lee sonríe. "Jean, mi viejo amigo, los pollos fertilizan mi jardín, devoran las plagas, y terminan en las ollas de la cocina. Todos cumplen un propósito como tantas otras cosas en esta ciudad. Señala la ventana. "Basta con mirar todas esas plantas en las fachadas de los edificios. No sólo lucen hermosas, sino que también actúan como un sistema natural de aire acondicionado para reducir la temperatura interior de los edificios. Esto ahorra mucha energía y dinero. O mirar las propias fachadas. La pintura en algunos de los edificios contiene dióxido de titanio, que puede transformar la luz solar en electricidad, así como lo hace el silicón en una celda solar. Lee golpea el cristal de la ventana. "Y lo que es más, muchas ventanas transparentes tienen diodos emisores de luz orgánicos unidos a ellas sirviendo como fuentes de luz tan pronto como oscurezca. Y lo que ves en este jardín no está aquí sólo por diversión", explica. "Singapur es una pequeña ciudad-estado que tiene muy poco espacio disponible. Las granjas verticales en los rascacielos nos ayudan a disminuir nuestra dependencia de las importaciones. Es más, los alimentos producidos en el país ahorran enormes cantidades de costos de transporte y refrigeración, al igual que reducen las emisiones de dióxido de carbono, también". Lee le da al chef una palmada en el hombro. "Pero eso basta de dar conferencias, vamos a ir al grano. Hoy tengo algo muy especial para usted: frutas de durián recién cosechadas, recogidas por primera vez en una granja vertical. Echa un vistazo! "Amann huele este manjar, que se caracteriza por su olor penetrante. "Me recuerda un poco a tus cerdos ", dice el chef con una sonrisa. " Cuánto quieres por ellos?" Lee observa la puesta del sol. "Para usted, amigo mío," dice, "todo es gratis en la actualidad. Pero hazme un favor. Espere un minuto, para que te acompañe de regreso al ascensor. " Florian Martini 14 Pictures of the Future Primavera 2010

15 Las torres de termitas (izquierda) han sido ejemplos de arquitectura sostenible durante millones de años. Las ciudades del futuro van a tener que seguir el liderazgo de la naturaleza, como aquí, en una visión de las granjas verticales de Hong Kong. Naturaleza urbana Más y más personas se están trasladando a las ciudades, las cuales ahora son responsables del 80% de las emisiones de gas de efecto invernadero. Para orientar esta rápida urbanización hacia un futuro más verde, las principales ciudades están cambiando a tecnologías energéticamente eficientes. comprende una superficie inferior a Hamburgo, Alemania, es el hogar de cinco millones de personas. Sin embargo, o quizás debido a esto, es una de las ciudades más verdes de Asia. "Tenemos un alto crecimiento poblacional, al igual que otras ciudades, pero difícilmente contamos con materias primas y apenas tenemos una superficie de 710 kilómetros cuadrados", explica Richard Hoo, Director del Grupo de Planificación Estratégica de la Autoridad de Reurbanización Urbana de Singapur. "Es por eso que siempre ha sido crucial para nosotros crecer de manera sostenible". La población de Singapur se ha incrementado en un 70% desde Según Hoo, el área de la cubierta vegetal también ha crecido un 50% durante el mismo período. Además de contar con numerosos parques, que proporcionan un refugio acogedor para los habitantes de la ciudad, así como un sistema de aire acondicionado natural, Singapur también promueve el uso y desarrollo de tecnologías energéticamente eficientes. Siemens, por ejemplo, maneja un centro de competencia para el desarrollo urbano sostenible en Singapur y está tranista de EE.UU. Daniel Libeskind. "La combinación de los dos es actualmente el mayor desafío que enfrenta el desarrollo urbano. De hecho, muchas de las megaciudades de hoy son junglas de concreto aparentemente interminables que continúan devorando espacio y recursos. Las previsiones apuntan a que el número de megaciudades aquellas con al menos diez millones de habitantes se incrementará de 22 a 26 en el La mayoría de estas se encuentran en economías emergentes y en países en desarrollo en otras palabras, lugares donde a la sostenibilidad no siempre se le asignó la máxima prioridad en el pasado. En este caso, las autoridades a menudo han limitado los medios a su alcance para hacer frente a los desafíos ambientales más urgentes. Estos incluyen mejoras al transporte público local, rehabilitación de edificios, renovación de las redes de energía y la infraestructura del agua. Sin embargo, la batalla contra el cambio climático se debe librar en los grandes centros urbanos. Las ciudades representan ya el 75% de la energía consumida en todo el mundo y son res- ponsables del 80% de las emisiones de gases de efecto invernadero. Hoy en día, arquitectos como Libeskind ven un cambio de actitud gradual. "Se están repensando las cosas", dice. "Las autoridades municipales están ahora buscando formas más sostenibles para manejar la rápida urbanización. Eso crea un gran potencial para la innovación. El banco HSBC, con sede en Londres, estima que alrededor del 15% de las medidas para estimular la economía en todo el mundo, van encaminadas hacia proyectos de infraestructura verde, como la construcción de sistemas de eficiencia energética (ver p. 34). Al mismo tiempo, los últimos avances en investigación sobre el clima también pueden haber hecho a las ciudades despertar a la cuestión de la sostenibilidad. Eso es porque el impacto del cambio climático sequías, escasez de agua y el aumento del nivel del mar golpeará más duro a países en desarrollo y emergentes. Singapur ha estado demostrando cómo llevar a cabo la planificación urbana sostenible en un espacio cerrado desde que consiguió su independencia en 1965 (ver p. 44). La ciudad-estado, que Pictures of the Future Primavera

16 Ciudades verdes Tendencias de los autobuses de tracción eléctrica en el transporte público local. Estos son todos elementos del ambicioso plan de las autoridades municipales de convertir a Copenhague en la primera ciudad de Europa totalmente libre de CO 2 para el año 2025 (ver p. 20). Efectivamente no hacen falta ideas creativas sobre cómo hacer realidad esta visión de la ciudad verde. Por ejemplo, los investigadores de Siemens Osram, Ahmed y Maximilian Fleischer, tienen planes para crear un revestimiento especial para fachadas que explota el principio de la fotosíntesis. Al igual que las plantas, los edificios serían entonces capaces de convertir el dióxido de carbono de la atmósfera en sustancias como metanol, que podrían ser utilizadas como combustibles (ver p. 46). Mientras tanto, otras tecnologías con visión de futuro están ya en uso. En la ciudad de Regensburg, Alemania, por ejemplo, declarada por la UNESCO Patrimonio de la Humanidad, el alumbrado público se hará ahora a partir de fibajando en nuevos métodos, más eficientes para el tratamiento del agua y de las aguas residuales. La Compañía tiene previsto abrir una planta de desalinización piloto en octubre de La instalación utilizará campos eléctricos para separar la sal del agua de mar en un proceso que requiere menos de la mitad de la energía consumida por los métodos convencionales. China, el gigante vecino de Singapur, también está buscando la forma de presentar un matriz de Al mismo tiempo, Siemens está desarrollando los modelos de la "eco ciudad" en colaboración con la Escuela de Planificación Urbana de la Universidad de Tongji. Estos modelos están diseñados para asegurar que las megaciudades se planeen desde el principio para que sean lo más sostenibles posible. Y la Expo de Shanghái de este año, con su lema "Mejor Ciudad, Mejor Vida", también demostrará que China no es un tigre de papel en materia de sostenibilidad. Los cerca de 70 millones vi- Las megaciudades de China se están convirtiendo en bancos de pruebas de tecnologías amigables con el clima y energéticamente eficientes. crecimiento urbano más ecológico (ver p. 38). Allí, más de la mitad de un billón de personas viven ya en las ciudades, cifra que bien podría duplicarse para el año En la actualidad, las plantas de energía a base de carbón satisfacen la mayor parte de la necesidad energética del país, demanda sitantes de todo el mundo de la Expo tendrán la oportunidad de conocer soluciones ecológicas para el problema de urbanización. Fachadas fotosintéticas. Al otro lado del mundo, los países europeos también están que están en aumento con la urbanización. Además de los problemas ambientales como el smog y la contaminación de las aguas residuales, esto le representa a las autoridades el problema del aumento de las emisiones de CO 2. China ya ha superado a los EE.UU. como el mayor emisor mundial de gases de efecto invernadero y, de acuerdo con la Agencia Internacional de Energía, ha emitido aproximadamente seis millones de toneladas métricas de CO 2 sólo en 2007 casi el doble de su nivel de Con el fin de evitar que los frutos del impacto de su crecimiento económico se conviertan, literalmente, en humo, China ahora pretende utilizar energías renovables para generar una participación del 15% de toda la energía que consumirá en el Esto convertirá a las megaciudades de China en El Dorado de las tecnologías energéticamente eficientes y amigables climáticamente como las de Siemens. Por ejemplo, la Compañía tiene previsto equipar todo el distrito de Shanghái con sistemas de construcción ahorradores de energía. Las autoridades municipales podrán cubrir completamente los pagos de estos sistemas con lo que se ahorren en los costos de la energía. Los edificios energéticamente eficientes ofrecen la vía más rápida para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero de las ciudades aquí la sede de Siemens en Beijing (L), los rascacielos de Singapur (M), y la Torre de Cristal de Madrid. involucrados en un gran esfuerzo para hacer la planificación urbana más amigable con el clima. En Europa, donde el 72% de la población ya vive en ciudades, en comparación con alrededor del 43% en China, el reto principal es por lo tanto hacer las infraestructuras existentes más eficientes energéticamente y medioambientalmente compatibles. En un informe encargado por Siemens, la compañía de investigación y asesoría Economist Intelligence Unit ha investigado cuáles son las ciudades europeas particularmente innovadoras en términos de sostenibilidad (ver p. 17). Al frente del "Índice de Ciudades Verdes Europeas" está Copenhague, seguida por Estocolmo, Oslo y Viena. La capital danesa debe su alta calificación a una serie de medidas de ahorro de energía y de protección del clima, incluyendo sistemas de calefacción ultra-eficientes para el distrito, el creciente uso de la energía eólica, y la introducción nales de 2009 con LEDs de alta eficiencia suministrados por la filial de Siemens Osram, que funcionan únicamente con alrededor de la mitad de la energía de las farolas de alumbrado público convencionales (ver p. 54). Los investigadores de Osram están desarrollando también diodos orgánicos emisores de luz (OLED). En el futuro, estas nuevas fuentes de luz transparente podrían ser utilizadas como ventanas, donde permitirán la entrada de la luz del sol durante el día y luego emiten luz en la noche (ver p. 52). Sin embargo, según científicos, como el profesor emérito Dickson Despommier de la Universidad de Columbia, ha llegado el momento de los planificadores de la ciudad sigan a su vez al ejemplo de las termitas con el fin de garantizar un desarrollo urbano sostenible (ver p. 49). En armonía con la naturaleza, los rascacielos de las megaciudades del futuro podrían entonces servir como grandes invernaderos en los que se cultiven verduras, frutas, granos y aves de corral exclusivamente para uso local al igual que los insectos han estado cultivando sus "jardines" durante millones de años. Florian Martini 16 Pictures of the Future Primavera 2010

17 Índice de ciudades verdes europeas Los grandes esfuerzos de conservación energética y protección del clima de Copenhague la convierten en la ciudad más eco amigable de Europa. La ciudad planea quedar completamente libre de CO 2 en el Cómo están asumiendo las ciudades esta responsabilidad? La pregunta nos da buenas razones para echarle un vistazo cercano a las principales ciudades de Europa. Qué esfuerzos están haciendo para conservar los recursos? Cómo están tratando de evitar daños al medio ambiente, reducir las emisiones de CO 2 y para mantener las zonas urbanas como lugares donde vale la pena vivir? Qué proyectos de protección medioambiental ejemplares se están llevando a cabo? Para responder a estas preguntas, Siemens le encargó al Economist Intelligence Unit (EIU), una investigación y asesoría independiente, para comparar la eficiencia medioambiental de 30 de las principales ciudades de 30 países europeos. Desde Atenas hasta Zagreb, desde Liubliana hasta Estambul, y des Oslo hasta Kiev, el estudio se enfocó en las ciudades más grandes de los países en cuestión, en la mayoría de los casos sus capitales. Con el fin de ilustrar su desempeño y objetivos en cuanto a protección medioambiental y del clima, cada una de las ciudades se evaluó sobre la base de 30 indicadores divididos en ocho categorías: Emisiones de CO 2, Energía, Edificios, Transporte, Agua, Aire, Uso de Residuos/ Suelo y Regulación Medioambiental. La metodología del estudio fue desarrollada por el Economist Intelligence Unit (EIU) en colaboración con expertos urbanísticos independientes y Siemens. "El resultado es el Índice de ciudades verdes europeas una clasificación de las ciudades más importantes de Europa- es único en cuanto a su amplio ámbito de aplicación", dice James Watson, director del estudio. "El Índice proporciona una visión de los puntos fuertes y débiles de cada ciudad", dice Stefan Denig, gerente del proyecto por parte de Siemens. De Qué hace que una ciudad sea la ganadora? El Índice de ciudades verdes europeas, un estudio realizado por el Economist Intelligence Unit, en cooperación con Siemens, compara la compatibilidad medioambiental de 30 ciudades europeas. Encabezando la lista se encuentra la capital de Dinamarca, Copenhague. Los hechos hablan por sí solos: La mitad de la población mundial vive en ciudades y, en Europa donde la urbanización es aún más avanzada el 72% de la población son habitantes urbanos. Esta situación tiene importantes consecuencias sobre el medio ambiente porque los centros urbanos son responsables del 75% del consumo mundial de energía y del 80% de las emisiones de gases de efecto invernadero generadas por la actividad humana. Las ciudades por lo tanto ofrecen la posibilidad de desempeñar un papel más importante que nunca en la batalla contra el cambio climático. esta manera, apoya los esfuerzos de estas ciudades para desarrollar medidas más efectivas de protección del clima, y también ayuda a la priorización de las actividades medio ambientales. "Lo más importante, sin embargo, es el hecho de que el estudio permite que las ciudades aprendan unas de otras, esfuerzo que vale la pena independientemente de si se trata de la planta de energía de biomasa más grande de Europa en Viena, de las instalaciones de energía eólica costeras más modernas en Dinamarca, del sistema de reciclaje de lotería en Liubliana, del alquiler gratuito de bicicletas en París, de rellenos Pictures of the Future Primavera

18 Ciudades verdes Índice de ciudades verdes europeas teligentes de dirección del tráfico que garantizan flujos de tráfico aceptables. Ámsterdam lideró en el campo de las categorías de Uso del Agua y Uso de Residuos/Suelo. El consumo de agua promedio en las 30 ciudades estudiadas es de más de 100 metros cúbicos por habitante al año, pero los residentes de la capital holandesa sólo necesita 53 metros cúbicos. Esto se debe en parte al bajo desperdicio de agua sólo un 3,5 % del agua potable de Ámsterdam se pierde debido a fugas en las tuberías. Además, la presencia masiva en la ciudad de contadores de agua motisanitarios con instalaciones de producción de metano en Estambul, o de los autobuses equipados con sistemas que hacen que el semáforo cambie a verde más rápido en Tallin. El estudio centra su atención en los proyectos interesantes de cada ciudad que puedan servir de modelo para las demás. Algunos hallazgos claves del Estudio: Copenhague es la ciudad más verde de Europa (ver p. 20). La ciudad sede de la 15 Conferencia de Cambio Climático de la ONU celebrada en diciembre de 2009 se desempeña muy bien en las ocho categorías. El segundo lugar, en la clasificación general, lo ocupa Estocolmo. Oslo termina tercero (ver p. 22), seguida por Viena y Ámsterdam. En general, las ciudades escandinavas obtienen las clasificaciones más altas en el índice, lo que no debería sorprendernos, dado que la protección del medio ambiente ha sido una causa popular en la región durante muchos años. El hecho de que los países escandinavos sean muy ricos también ayuda, y las ciudades de la región por lo tanto, invierten la mayor parte de su capacidad financiera en promover inversiones en medidas de protección del medio ambiente. Edificios ahorradores de energía, extensas redes de transporte público, y la energía generada a partir de fuentes renovables, especialmente viento y agua, se han generalizado en toda la región. Las ciudades del Este europeo reciben en general una calificación inferior al promedio en el Índice de ciudades verdes, recibiendo la calificación más alta la ciudad de Vilna, la capital de Lituania, terminando en la posición 13 en el índice general. Este resultado se debe en parte al PIB de la región y a su historia después de todo, la mayoría de estas ciudades consideraron que la protección del medio ambiente carecía de importancia durante la era comunista. Este último hecho se refleja en el alto consumo de energía de la región, en particular por los edificios y otras infraestructuras obsoletas. Pero las ciudades del Este europeo en general, reciben calificaciones por encima del promedio en lo que respecta al transporte público local. El porcentaje de personas que utiliza el transporte público para ir a trabajar en Kiev, por ejemplo, que ocupó el lugar 30 en el índice, es el más alto entre todas las ciudades estudiadas. La ciudad mejor clasificada en las categorías de Emisiones de CO 2 y Energía es Oslo. La capital noruega se beneficia aquí de su uso de la energía hidroeléctrica. En general, las fuentes renovables ya representan el 65% de la energía consumida en Oslo, que también tiene el ambicioso objetivo de reducir las emisiones de CO 2 en un 50% para el Además, la ciudad está estimulando la utilización más amplia de sistemas de calefacción urbana y de vehículos híbridos y eléctricos. Oslo también maneja un fondo para el clima y la energía financiado por un impuesto a la electricidad local. El fondo ha sido utilizado para apoyar un gran número de proyectos de eficiencia energética en los últimos 20 años. El primer lugar en la categoría de Edificios es compartido por Berlín y Estocolmo. Tras la reunificación alemana, Berlín ha modernizado una gran parte de sus edificios en consonancia con las estrictas directrices de eficiencia energética. El resultado es el ahorro de CO 2 de entre 1 y 1,5 toneladas métricas por año en los edificios modernizados. Berlín también puso en marcha un programa de cooperación energética público-privado para sus edificios públicos, con empresas como Siemens. Las empresas priva- Escandinavia ha invertido en protección medioambiental durante años esto hizo que se ubicara en los primeros puestos del Índice. Producto Interno Bruto: El principal factor que afecta la clasificación de casi todas las Ciudades Europeas 100 European Green City Index Score Value Norm Stockholm Copenhagen Vienna Amsterdam Oslo Berlín Zürich Brussels Helsinki París London Madrid Vilnius Riga Rome Warsaw Budapest Bratislava Tallinn Ljubljana Athens Dublin Prague Istanbul Belgrade Zagreb Bucharest Sofia Kiev Per capita GDP (euros) 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000 60,000 70,000 80,000 Lisbon das de estas asociaciones asumen los costos de modernización y pagan sus inversiones iniciales con base en el ahorro de energía obtenido. Estocolmo se destaca por sus ejemplares directrices de eficiencia energética y por la construcción de casas y zonas residenciales que utilizan muy poca energía. Estas casas tienen un consumo total de energía de menos de kilovatios-hora por año, a pesar del clima frío de la ciudad. Estocolmo también aparece en los primeros lugares en la categoría de Transporte. Gracias a una red de ciclo-vías perfectamente estructurada, el 68% de los residentes de la ciudad va en bicicleta al trabajo, o caminan tres veces el promedio de otras ciudades europeas. Un 25% adicional de la población utiliza el sistema de transporte público. La capital sueca también se basa en tecnología de vanguardia para su sistema de transporte público, que incluye buses propulsados con etanol y sistemas inva a los usuarios a conservar. Ámsterdam también puede estar orgullosa de su alto índice de reciclaje una de las razones por las que terminó primera en la categoría de Uso de Residuos/Suelo. En total el 43% de todos los residuos municipales, el doble de la media europea, son separados y reciclados en la ciudad al mismo tiempo mayor parte del resto se utiliza para producir suficiente energía para abastecer el 75% de los hogares de Ámsterdam con electricidad. Sólo el uno por ciento de los residuos de la ciudad se envía a rellenos sanitarios. Vilna es la ciudad europea de más alto rango en el categoría Aire (ver p. 31). Aparte de sus muy bajos niveles de gases de escape y de emisiones, la capital lituana también hace hincapié en la expansión de las zonas verdes y de los bosques dentro y fuera de la ciudad. El primer puesto de Vilna en la categoría Aire se debe también a su pequeño tamaño y la falta de industria pesada. 18 Pictures of the Future Primavera 2010

19 En Estocolmo, el 68% de los residentes van a trabajar en bicicleta. Berlín (derecha) modernizó la mayoría de sus edificios en consonancia con los estrictos criterios de eficiencia energética después de Énfasis en protección medioambiental. La mayoría de las grandes ciudades europeas ya son líderes en desempeño ambiental. Casi todas las 30 ciudades estudiadas que en conjunto tienen casi 75 millones de habitantes y el promedio per cápita de las emisiones de CO 2 es de 5,2 toneladas se encuentran por debajo de la cifra promedio de emisiones de todos los países de la UE, que es de 8,5 toneladas métricas. La ciudad número uno, Oslo, produce sólo 2,2 toneladas métricas de CO 2 por habitante al año. Es más, la conciencia ambiental es cada vez mayor. De las 30 ciudades europeas estudiadas, 26 han desarrollado sus propios planes medioambientales. La mitad de las ciudades también objetivos viables de reducción del CO 2. Copenhague está planeando quedar completamente libre de CO 2 en el 2025 (ver p. 20), y Estocolmo tiene la intención de hacer lo mismo para el Sin embargo, todas las ciudades se enfrentan a grandes desafíos. Por ejemplo, en promedio, las fuentes renovables de energía representan sólo alrededor del 7% de su suministro total de energía muy por debajo el objetivo de la UE del 20% en el Menos del Clasificación de las Ciudades más verdes de Europa Dublin, Ireland London, United Kingdom Lisbon, Portugal Paris, France Copenhagen, Denmark 11 Brussels, Belgium Zürich, Switzerland Madrid, Spain 10 Amsterdam, Netherlands 20% de los residuos de las ciudades estudiadas se reciclan actualmente, y uno de cada cuatro litros de agua se pierde por fugas en las tuberías. Es evidente que uno de los indicadores clave que determinan la clasificación de una ciudad dentro del índice es su nivel relativo de afluencia. Por ejemplo, nueve de las ciudades que llegaron a los 10 principales puestos tiene un PIB por encima del promedio. Estas ciudades no sólo tienen mejores infraestructuras, más medioambientalmente amigables que las que se encuentran en las ciudades menos ricas, sino que también están persiguiendo objetivos de protección climática y medioambiental ambiciosos un sorprendente resultado teniendo en cuenta el hecho de que la riqueza y un mayor nivel de desarrollo a menudo se asocian con mayor consumo de energía y con mayores emisiones. Comprometerse. Pero el dinero no lo es todo, como Berlín y Vilna impresionantemente lo demuestran. A pesar de tener el noveno PIB más bajo de las 30 ciudades, Berlín se las arregló para terminar octavo en la clasificación general, por delante de otras ciudades más grandes Oslo, Norway Stockholm, Sweden Berlin, Germany Belgrade, Serbia Helsinki, Finland Tallinn, Estonia Riga, Latvia Vilnius, Lithuania Warsaw, Poland Prague, Czech Republic Vienna, Austria Bratislava, Slovakia Ljubljana, Slovenia Rome, Italy Zagreb, Croatia Budapest, Hungary Kiev, Ukraine Bucharest, Romania Sofia, Bulgaria 25 Istanbul, Turkey Athens, Greece y más prósperas, como París, Londres y Madrid. Berlín también compartió la mejor clasificación en la categoría de Edificios con Estocolmo. Vilna, con el sexto menor PIB del índice, deja atrás a otras ciudades en la categoría de Aire y tiene la mejor clasificación general (13º lugar) entre las ciudades de Europa del Este. Mucho de esto tiene que ver con la gente, sin embargo. Los esfuerzos de protección ambiental de los distintos habitantes de las ciudades suman. Entre más residentes se comprometan, mejor clasificación obtendrá la ciudad en el Índice de Ciudades Verdes Europeas. Esto abre interesantes posibilidades para conseguir poblaciones urbanas comprometidas en la protección climática y del medio ambiente. Una opción aquí es la participación ciudadana como la ya que se practica en Bruselas, que puso en marcha un iniciativa conocida como Barrio Duradero (barrio sostenible). La iniciativa pide a los residentes desarrollar ideas verdes para sus barrios. Las ideas más prometedoras reciben orientación técnica y el apoyo financiero de la ciudad. La sensibilización sobre las cuestiones de los cambios climáticos y medioambientales y el suministro de información son también elementos indispensables en la batalla contra el cambio climático. "Muchos responsables políticos todavía no se dan cuenta de que las inversiones en tecnologías energéticamente eficientes tienden a ser compensadas financieramente", dice Denig. Independientemente de si se trata de un mejor aislamiento térmico del edificio, de sistemas de iluminación ahorradores de energía, o de sistemas de administración eficientes de las construcciones la mayoría de estas tecnologías requieren una inversión inicial mayor, pero se compensa con menores costos de energía a lo largo de los ciclos de vida del producto (ver Pictures of the Future, Primavera de 2009, p. 35). "Y es más", dice James Watson, "si la mayoría de los residentes de la ciudad utilizan el transporte público, ahorran agua y energía, y toman decisiones de compra "verdes", el cambio en su comportamiento podrá sumarse a resultados muy superiores a lo que puede lograrse con regulaciones restrictivas en la ciudad ". Karen Stelzner Pictures of the Future Primavera

20 Ciudades Verdes Copenhague El apoyo al transporte público, los edificios energéticamente eficientes y el enfoque en la energía eólica han convertido a la capital de Dinamarca en la ciudad más medioambientalmente amigable de Europa. Viento, madera y dos ruedas Con su primer lugar en la clasificación en el Índice de ciudades verdes europeas, Copenhague eclipsa a otras 29 municipalidades importantes. Su título como la ciudad más medioambientalmente amigable de Europa es el resultado de una amplia gama de medidas de protección climáticas, como el sistema de calefacción urbana operado con perdigones de madera, parques eólicos, ciclovías y el sistema integrado de transporte público. Si hay un signo reconocible al instante de las credenciales ecológicas de Copenhague es el gran número de bicicletas en sus calles. Un considerable número de residentes de la ciudad son ávidos ciclistas, incluso cuando las nubes están bajas y la lluvia cae. Los amplios carriles para bicicletas de la ciudad están literalmente llenos de bicicletas, bicicletas con remolques, e incluso triciclos de aspecto deportivo completos con cajas de transporte para llevar a un niño o paquetes. "Si uno mira las fotografías de los años 30's, se ve una imagen muy similar", dice Peter Elsman, director adjunto de finanzas de la ciudad de Copenhague. En ese entonces, no había mucha gente capaz de permitirse un coche, pero hoy, tener una bicicleta es sólo parte del estilo de vida de Copenhague. Casi el 40% de la población de la ciudad viaja en bicicleta todos los días a su lugar de trabajo o estudio". Las bicicletas son el símbolo perfecto de Copenhague, sede de la Conferencia sobre Cambio Climático de la ONU en el 2009, y de su posición actual como la ciudad más verde de Europa. Este honor le fue concedido de nuevo en diciembre, durante la conferencia de la ONU, cuando Siemens y el Economist Intelligence Unit del Reino Unido presentaron el Índice de ciudades verdes europeas (ver p.17). La posición privilegiada de Copenhague es, por supuesto, el resultado no sólo de las bicicletas. Ello fue posible gracias a un paquete de medidas que han puesto la ciudad, justo por delante de Estocolmo, Suecia, en el ranking verde. Qué convierte a Copenhague en el líder del lote? Para empezar, su sistema de calefacción urbana único en el mundo. El sistema es muy eficiente y proporciona calefacción para el 98% de los hogares por medio de una gran planta híbrida de calor y energía (CHP), en lugar de que cada hogar tenga que producir su propio calor. Con todo, eliminando a la vez la necesidad de sistemas de calefacción privados, la planta de CHP de la ciudad es 90% eficiente. Copenhague empezó a utilizar tubos gemelos de vapor sobrecalentado ya en 1925, inicialmente para el suministro de vapor a hospitales para la esterilización de sus instrumentos. Hoy en día, la ciudad tiene kilómetros de tuberías gemelas que transportan vapor sobrecalentado y agua caliente de la planta CHP a los hogares y viceversa. Durante muchos años, la planta, que también presta sus servicios a varias comunidades de los alrededores, fue alimentada con carbón. Ya no. Una de las unidades de cogeneración es ahora alimentada con perdigones de madera medioambientalmente amigables, y la segunda está prevista para que se convierta a este combustible en el futuro próximo. Comprometida con la energía eólica. Además de depender de su planta híbrida de calor y energía, Copenhague también satisface algunas de sus necesidades de electricidad con energía eóli- 20 Pictures of the Future Primavera 2010

21 ca, que hoy abastece, en promedio, una quinta parte del requerimiento de energía del país. La granja eólica costera de Middelgrunden, situada a pocos kilómetros de la ciudad, ha estado en funcionamiento desde hace casi diez años. Las 20 turbinas eólicas de la granja fueron fabricadas por Bonus, en la actualidad una filial de Siemens Wind Power. Cada turbina tiene una capacidad de dos megavatios, a plena carga. En conjunto, la granja puede abastecer alrededor de hogares. También se encuentra cerca de las 48 turbinas de la granja eólica de Lillgrund, comisionada en el Las turbinas son visibles desde el Puente Öresund, que cruza el estrecho que separa Dinamarca de Suecia. Lillgrund tiene una capacidad total de 110 megavatios. Siemens instaló los aerogeneradores y la estación transformadora costera asociada, que se eleva por encima de las olas como un tambor gigante. El transformador recoge la energía de las turbinas y alimenta la red nacional de Suecia, que está conectada a la de Dinamarca. Copenhague, planea ahora construir más granjas eólicas, en la ciudad y en el Báltico. "No tenemos la intención de dormirnos en los laureles", dijo Ritt Bjerregaard (parte superior izses de las rutas céntricas de la ciudad, por ejemplo, son ahora impulsados eléctricamente, lo cual reduce el humo del tubo de escape y los niveles de ruido en las calles estrechas. La ciudad pretende también ajustar su flota completa de vehículos, 600 en total, con sistemas de conducción eléctricos o híbridos. Y todos los inmuebles de propiedad pública de Copenhague se ajustarán a las últimas normas de eficiencia energética. El plan de acción aprobado de Copenhague para conseguir neutralizar el dióxido de carbono en el de halógeno convencionales. En la misma parte de la ciudad, la iluminación de una calle es también proporcionada por farolas LEDs de Osram. Durante la Conferencia del Cambio Climático, proyectos de iluminación ahorradores de energía podían encontrarse en toda la ciudad, incluido un árbol de navidad frente al ayuntamiento (p. 20). El árbol estaba iluminado por varios cientos de LEDs que estaban conectados a bicicletas para hacer ejercicio. Entre más rápido pedaleaba la gente, más iluminaban las luces. Durante su discurso de inauguración, la Alcaldesa Bjerregaard jocosamente hizo "Pretendemos convertir a Copenhague en una ciudad libre de dióxido de carbono para el año 2025" incluye la construcción de un nuevo anillo de metro, el cual conectará el área del sur de la ciudad con la red de ferrocarriles en el Ya, casi todas las personas de la ciudad viven en un perímetro de 350 metros de una estación de transporte público. Adicionalmente, el área del antiguo puerto se va a utilizar para la construcción de un nuevo barrio que llevará el nombre de Nordhavn, con hogares para referencia al árbol como "el árbol de navidad más verde del mundo". Copenhague tiene mucho por hacer para el Es esencial, explica Bjerregaard, que los habitantes de la ciudad adopten medidas ambientales. "Gran parte de las emisiones de CO 2 son causadas por la misma gente de Copenhague. Si queremos conseguir nuestro objetivo, los residentes quierda), alcaldesa de Copenhague hasta finales de 2009, en la presentación del Índice de ciudades verdes europeas. Ella hizo el anuncio de una meta ambiciosa: "Pretendemos convertir a Copenhague en una ciudad libre de CO 2 para el año 2025". En términos concretos, libre de dióxido de carbono significa dos cosas. En primer lugar, reducir el nivel de emisiones actual de 2.5 millones de toneladas métricas de dióxido de carbono al año a 1.15 millones de toneladas métricas en el 2025 con medidas que ya han sido implementadas o que están programadas. En segundo lugar, compensar las emisiones de CO 2 restantes por medio de proyectos como nuevas granjas eólicas y la plantación de bosques. Como lo muestran las mejoras de los últimos años, este objetivo ambicioso parece totalmente posible. Aunque las emisiones de CO 2 en muchas otras ciudades han aumentado, las de Copenhague ya bajas para empezar se han reducido en un 20% desde El paquete de medidas adoptadas por Copenhague se extiende también al transporte. Los bu personas. Las casas se construirán en consonancia con estrictas normas de eficiencia energética, y el nuevo desarrollo en sí ofrecerá una mezcla balanceada de zonas residenciales, oficinas y espacios comerciales. El resultado será un vecindario compacto en el cual las personas podrán hacer muchos de sus viajes a pie. Más LEDs y menos carros. La iluminación es una parte importante de la huella de dióxido de carbono de toda ciudad. Teniendo esto presente, la filial de Siemens Osram ha equipado un edificio comercial reformado del centro de Copenhague con diodos emisores de luz (LEDs). La nueva iluminación no sólo reducirá el valor de las facturas de energía, sino que proporcionara una atmósfera íntima para los eventos culturales planeados en la localidad. Un total de 144 lámparas LED se instalaron en el primer piso. En conjunto, las lámparas consumen 190 vatios sólo aproximadamente la mitad de las lámparas de la ciudad tendrán que cambiar la forma cómo viven. Hay ya campañas publicitarias encaminadas a conseguirlo. Queremos asegurarnos de que la gente esté comprometida en el desarrollo de las soluciones". Con una quinta parte de las emisiones de CO 2 causadas por el transporte, el plan está encaminado a estimular más el uso de las bicicletas por parte de los residentes. La ciudad está así buscando mejorar aún más las condiciones para los ciclistas, con instalaciones como ciclovías y biciparques cubiertos. De hecho, desde el último otoño, hay incluso luces de advertencia especiales instaladas en las vías del centro que alertan a los conductores de camiones para que viren a la derecha ante la presencia de ciclistas en el punto muerto de sus retrovisores. Si un ciclista se aproxima al punto muerto, las luces empiezan a titilar. En otras palabras, los ciclistas están siendo tomados en serio en Copenhague otra buena razón para pasarse a las dos ruedas. Tim Schröder Pictures of the Future Primavera

22 Ciudades verdes Oslo Las plantas de energía hidroeléctricas y el nuevo metro energéticamente eficiente han ayudado a reducir las emisiones per cápita de CO 2 de Oslo a sólo dos toneladas. Las cosas pequeñas como una lámpara de LEDs en el Teatro de Ópera de la ciudad ayudan también. Hitos verdes Según un estudio realizado para el Índice de ciudades verdes europeas, Oslo es una de las ciudades más verdes de Europa. El método sostenible de la ciudad fue hecho realidad gracias a numerosas tecnologías medioambientalmente amigables, algunas de las cuales son de Siemens. La última incluye un metro económico y la iluminación altamente eficiente del Teatro de Ópera. Ala mayoría de las personas no les gustaría tener un metro pasándoles por debajo. Pero Tor Hasselknippe lo ve como un desafío bienvenido. Todos los días Hasselknippe, el gerente técnico de la compañía de transporte público Vognselskap de Oslo, inspecciona los trenes de Siemens que desde el 2006 han estado reemplazando gradualmente los trenes subterráneos de más de 30 años previamente utilizados en la capital noruega. En el centro de mantenimiento, los carros del metro son levantados sobre plataformas de rieles en un salón amplio. Los técnicos trabajan en las carrocerías y hacen los retoques finales a los carros antes de enviarlos a la red subterránea de la ciudad de aproximadamente 80 kilómetros de longitud. "Este es uno de los motores eléctricos", dice Hasselknippe, mostrando un bloque rectangular grande debajo de uno de los carros. "La unidad impulsora del tren tiene una producción de kilovatios y es también energéticamente eficiente. Cuando el conductor frena, el motor entra en modo generador y envía la electricidad que produce nuevamente a la red". Hasselknippe golpea entonces la pared exterior de un carro. "Toda el casco está hecho de aluminio", dice él. "Esto hace que el tren sea extremadamente liviano". Como resultado, el nuevo tren subterráneo consume 30% menos de energía que los antiguos. Y eso no es todo", dice Hasselknippe mientras sube a la cabina de pasajeros y pasa sus manos sobre los cobertores de las sillas. "Estos textiles están hechos de un material muy sofisticado que no sólo cumple con todos los requerimientos de protección de incendios sino que también se puede reciclar lo que ocurre con el 95% de los componentes de estos trenes. Todo esto convierte a nuestro metro en uno de los sistemas más sostenibles del mundo". Calefacción por demanda. No siempre resulta fácil combinar la sostenibilidad con la operación efectiva de nuestro metro. Por un lado, aproximadamente el 80% del sistema de metro de Oslo va sobre el suelo, lo cual tiene un impacto negativo sobre su balance energético, especialmente en invierno. "El sistema de calefacción todavía consume aproximadamente el 20% de la energía requerida por lo que necesitamos trabajar en eso", dice Hasselknippe. Los ingenieros de Siemens Mobility en Viena, Austria, están miran- do la forma de reducir el consumo de energía de los sistemas de control de la calefacción y del clima. "Hemos desarrollado una unidad de control de la calefacción que regula el sistema en línea con los requerimientos en tiempo real", dice el gerente del proyecto Dr. Walter Struckl. "La unidad está conectada a un sensor de dióxido de carbono que determina cuántos pasajeros hay en el carro con base en el principio de que el contenido de CO 2 aumenta con el número de personas presentes". Según Struckl, la unidad puede calentar el aire del exterior en línea con las necesidades de calefacción reales. En contraposición, los sistemas convencionales calientan continuamente los carros del metro, independientemente de si hay o no pasajeros a bordo. "Nuestra tecnología deberá generar ahorros de energía de hasta el 30%", dice Struckl. La sostenibilidad y la eficiencia energética han sido las principales prioridades de Oslo durante algún tiempo. En el 2002 la ciudad, que tenía una población de habitantes, lanzó su ambicioso Programa de Ecología Urbana para reducir las emisiones de contaminantes y mejorar la calidad de vida de sus ciudadanos. Entre otras 22 Pictures of the Future Primavera 2010

23 cosas, el plan asociado busca una reducción del 50% de los niveles de emisión de gases de efecto invernadero de 1990 para el Este programa verde ya está produciendo resultados. El estudio de sostenibilidad de 30 ciudades europeas para el Índice de ciudades verdes europeas (p. 17) clasificó a Oslo en el tercer lugar después de Estocolmo y Copenhague. El estudio incluso le dio una clasificación mejor a la capital noruega en cuanto a emisiones de CO 2, ya que la ciudad produce solamente un poco más de dos toneladas de gas de efecto invernadero per cápita principalmente debido a que Oslo abastece aproximadamente el 60% de sus requerimientos de electricidad con la energía de grandes plantas de energía de Noruega. Pero todavía queda trabajo por hacer, porque el Programa de Ecología Urbana, programado para operar hasta el 2014, se centra también en del metro de Jernbanetorget. Semejándose a un iceberg gigante transformado en concreto, el nuevo teatro de la ópera se levanta fuera del puerto. El imponente edificio, que abrió en el 2008, es uno de los teatros de la ópera más energéticamente eficientes del mundo una hazaña hecha posible en parte gracias al concepto del sistema de iluminación innovador que depende de diodos emisores de luz (LEDs). "Nosotros equipamos toda la sala de conciertos con LEDs no hay ninguna igual en el mundo", dice Cato Johannessen, que está manejando el proyecto de Osram Noruega. Johannessen está particularmente orgulloso de la lámpara de ocho toneladas que cuelga 16 metros arriba de las sillas. "También instalamos reguladores de intensidad especiales para adaptar individualmente los módulos LED a los más diversos requerimientos de iluminación". Los pequeños LEDs son altamente eficientes, con una producción de 45 lúmenes por vatio en comparación con el máximo de 12 lúmenes por vatio de las lámparas incandescentes convencionales. En estado de iluminación máxima los LEDs consumen sólo 14 kilovatios. Son tan poderosos como si fueran grandes, dice Johannessen. "En promedio, sólo uno de cada millón de LEDs falla durante su vida útil de seis años, y es más no hemos tenido que reemplazar una sola unidad", dice él. Johannessen cree que Oslo aumentará su uso de iluminación energéticamente eficiente en el futuro. Los pequeños y flexibles LEDs en particular ofrecen un gran potencial en relación con la protección climática y no sólo en edificios imponentes como el Teatro de la Ópera. "Oslo ha trazado planes iniciales para demostrar que los LEDs pueden también hacer el alumbrado público más ecológico", dice él. Florian Martini Parangón de la eficiencia Ciudad Inteligente de Trondheim ampliar la red de transporte público local. Los estudios han demostrado que el tráfico por carretera es responsable de gran parte de las emisiones de CO 2 de Oslo. A pesar de los altos peajes para ingresar al centro de la ciudad, algunos vehículos continúan conduciendo a través de Oslo todo el día. El gobierno de la ciudad cree que mejorar el sistema de buses y el metro hará que más personas dejen sus carros en la casa. Además, el nuevo sistema de metro ha demostrado ya que el gobierno podría tener razón. "Las encuestas demuestran que los pasajeros están extremadamente satisfechos", dice Hasselknippe. "Desde la introducción de los nuevos trenes, el número de pasajeros ha aumentado aproximadamente un 10% llegando a 73 millones en el 2008". Él cree que incluso más personas optarán por utilizar el metro en el futuro, especialmente ahora que los intervalos entre los trenes se han reducido a la mitad. "Los trenes han estado trabajando cada siete minutos 20 horas al día al año ahora y eso elimina la necesidad de conducir para muchas personas". Otro hito verde de Oslo está cerca del centro apenas a unos cuantos minutos de la estación Incluso un país como Noruega puede volverse más verde. Trondheim se extiende 500 kilómetros al norte de Oslo. Con habitantes, es la tercera ciudad más grande el país. En el 2001 las autoridades locales le declararon la guerra al CO 2. Desde entonces, la ciudad ha introducido una gama de medidas ecológicas las cuales fueron implementadas por el Ministerio del Medio Ambiente en el El objetivo es una reducción del 20 por ciento en las emisiones de CO 2 en comparación con los niveles de 1991 para el año Para ayudar a cumplir con esta meta, las autoridades de Trondheim intentan ampliar el transporte público local y mejorar la eficiencia energética de los edificios de la ciudad. Hay un gran potencial en la última área según un estudio conjunto realizado por Siemens, las autoridades de la ciudad y la organización medioambiental Bellona como parte de un proyecto piloto titulado "Ciudad de Energía Inteligente". El estudio busca formas de ahorrar energía en las áreas de los edificios residenciales y comerciales, alumbrado público, la red de energía y la industria. Demuestra que utilizando la tecnología ya disponible, Trondheim podría reducir su consumo de energía de cinco teravatios-hora al año en 22% sin comprometer la calidad de vida de sus ciudadanos. "Nos daremos cuenta más de estos ahorros potenciales en uno o dos años", dice Rita Ottervik, Alcaldesa de Trondheim. Una buena forma de reducir el consumo de energía es instalando nuevos sistemas de administración en los edificios que controlen de manera inteligente los sistemas de iluminación, calefacción y ventilación. Únicamente en las oficinas de Trondheim esto ahorraría mucho más electricidad que la consumida durante el mismo periodo por hogares. El alumbrado público ofrece también el potencial de grandes ahorros, a pesar del hecho de que las farolas instaladas en las calles son ya muy eficientes. Al regularlas disminuyendo su luminosidad en un 50%, por ejemplo, se reduciría el consumo anual de energía en más de cinco gigavatios hora (GVh) y nos ahorraríamos aproximadamente al año. Incluso mayores ahorros se podrían conseguir actualizando la red eléctrica de la ciudad, donde cada año el cinco por ciento de la electricidad se pierde en forma de calor, mientras es transmitida al consumidor. Los sistemas de alto voltaje eficientes podrían reducir estas pérdidas en más de 50 GVh, ahorrándonos así 3 millones al año. Según Ottervik, antes de que pueda empezar la instalación de la tecnología energéticamente eficiente, es esencial asegurarnos de que los habitantes de Trondheim adoptarán las medidas. "Hemos persuadido a nuestros ciudadanos para que ahorren energía", dice ella. Aquí también Trondheim va por el camino correcto. El proyecto ha sido publicitado en una gran campaña desde el Otoño de El ahorro de energía está siendo promovido en los medios, en simposios, en competencias escolares, en los buses y en mensajes impresos en las autopistas. Pictures of the Future Primavera

24 Ciudades verdes Madrid Las Cuatro Torres son el ícono de la Madrid moderna, que está también volteando sus ojos hacia la protección medioambiental. Algunos camiones recolectores de basura y buses de la ciudad utilizan ya energía alternativa (derecha). Un Alcázar de sostenibilidad El área circundante a Madrid es una de las regiones de más rápido crecimiento de Europa. En los últimos 10 años el número de habitantes residentes aquí aumentó en casi el 20%. Para mantener la calidad de vida en la España central y salvaguardar sus recursos, la administración de la ciudad está apostándole a soluciones logísticas eficientes, algunas de las cuales están siendo suministradas por Siemens. Mirar a través de la ventana de un avión que se aproxime a Madrid es como devolverse en el tiempo. Las tierras altas áridas en las afueras de la capital española están moteadas con pequeñas villas castellanas que lucen como reliquias de siglos anteriores coladas en piedra. Esta vista le ofrece al observador una perspectiva de la forma como pudo haber lucido Madrid después de que la ciudad fue fundada en la Edad Media, cuando los primeros asentamientos se establecieron a lo largo del rústico castillo moro conocido como el Alcázar. Hoy, Madrid es el centro geográfico, político y cultural de España y con una población de cerca de 3.3 millones (6.3 millones en el área metropolitana), es también la tercera ciudad más grandes de la UE. La ciudad continúa creciendo y casi personas se han sumado a la población desde el Los sistemas logísticos eficientes son por lo tanto, cruciales para garantizar una rutina diaria fluida en la capital española y en sus regiones circundantes. El Aeropuerto Internacional de Barajas de Madrid el décimo aeropuerto más grande del mundo (50 millones de pasajeros en el 2008) ya está en marcha en este sentido. Cerca del 60% de los pasajeros de las instalaciones utilizan ahora su futurista Terminal 4, que abrió en el Aquí se requiere de un desempeño logístico excepcional para garantizar que todo opere como un reloj. La AENA de propiedad del Estado, el operador aeroportuario más grande del mundo, garantiza el rendimiento máximo, principalmente con la ayuda de soluciones de Siemens. Estos incluyen el sistema de seguridad, de iluminación y un sofisticado sistema de manejo de equipajes. El sistema de manejo de equipajes del aeropuerto es el más grande y el más moderno de este tipo en Europa. Operando en las catacumbas debajo del aeropuerto, el sistema puede recoger y ordenar hasta piezas de equipaje por hora desde los 172 mostradores de recepción y conexiones de vuelos que luego son transportadas a velocidades de hasta 10 metros por segundo a las puertas o áreas de reclamación de equipajes en cintas transportadoras con una longitud total de 104 kilómetros. Cada pieza de equipaje tiene que llegar a su puerta en el término de 25 minutos, incluso si di- cha puerta está ubicada en el terminal de vuelos internacionales, que se encuentra aproximadamente a tres kilómetros. "Siemens fue el único licitante en ese momento capaz de ofrecer la tecnología que podría ganar esta carrera contra el tiempo", dice Nerea Torres, quien es responsable de los aeropuertos en Siemens Mobility en Madrid. La AENA comisionó también a Siemens en el 2008 para reducir el consumo de energía de su ya eficiente sistema de manejo de equipajes en un 30% para el 2011 y hacerlo sin instalar un hardware adicional. "Ahora, por ejemplo, estamos optimizando los parámetros del software de control para que podamos ajustar la operación del sistema para que se ajuste al número real de maletas a transportar", explica Torres. "Esto evita cosas como tener segmentos completos de cintas transportadoras operando sin ningún equipaje". Los esfuerzos han sido exitosos, porque los expertos de Siemens ya han reducido el consumo de energía en aproximadamente el 15%. Energía eólica en Las Palmas. La eficiencia es la prioridad fundamental general en AENA, la cual 24 Pictures of the Future Primavera 2010

25 opera todos los aeropuertos de España y alrededor de 30 otros aeropuertos en todo el mundo. "Siempre estamos buscando reducir el consumo de energía en cada uno de nuestros aeropuertos", dice José Manuel Hesse Martin, responsable de los temas de sostenibilidad en AENA. "Una de las áreas en la que nos estamos centrando es la iluminación. La Terminal 4, por ejemplo, fue diseñada para garantizar que en la medida de lo posible las luces externas brillen en el edificio. Estamos utilizando también energía renovable. Por ejemplo, ahora producimos más energía con turbinas de aire en el aeropuerto de Las Palmas de Gran Canaria de la que la instalación realmente necesita, y canalizamos el excedente a la red pública". La AENA planea también evaluar las diversas medidas de actualización de la energía en el 2010 en el pequeño, pero aún selecto aeropuerto, y aquí también la compañía recibirá la ayuda de Siemens. "Este será nuestro laboratorio de pruebas vede", dice Hesse. "Independientemente de si se trata de iluminación con LEDs, tecnologías de edificios inteligentes o la generación y utilización de energía de varias fuentes Una de estas líneas la Número 10 para directamente en el Estadio Santiago Bernabéu, hogar del club de fútbol Real Madrid, el cual vendió sus antiguas instalaciones de práctica a solo dos paradas de la línea, Ciudad Deportiva, por varios cientos de millones de euros en el Las instalaciones donde el Real alguna vez practicó tiros libres, tipos de penalti y planteamientos ofensivos es ahora el sitio de las Cuatro Torres, cuyo moderno diseño arquitectónico ha atraído mucha atención. Una razón para esto es que con una mero cada vez mayor de proyectos ahorradores de energía basados en los edificios potenciales. No hay riesgo para el cliente, ya que Siemens garantiza un nivel de responsabilidad contractual de ahorros después de que se hayan implementado las medidas de modernización, donde el cliente podrá utilizar los ahorros para pagar por la inversión en eficiencia en sí. Planes verdes. En los últimos años, la administración de la ciudad de Madrid se ha enfocado La longitud de la red del metro de Madrid es mayor al doble desde 1994 y todavía sigue creciendo. altura de aproximadamente 250 metros, las torres de edificios son las estructuras más altas de España y están entre las más modernas. "Estos edificios de oficinas contienen tecnologías de vanguardia para iluminación, calefacción y protección de incendios inteligentes, la mayoría de las cuales fueron suministradas por Siemens", dice Margarita Izquierdo, responsable de la Unicada vez más en la sostenibilidad. "Siendo una de las ciudades de más rápido crecimiento de Europa, necesitamos ser muy proactivos en términos de eficiencia y protección medioambiental si queremos evitar poner en riesgo los recursos de Madrid y la calidad de vida de sus residentes", dice Ana Botella, Alcaldesa Encargada de Madrid, quien maneja las políticas de la ciudad en relación renovables utilizaremos los resultados para desarrollar normas que en últimas sean aplicadas a nuestros demás aeropuertos. La optimización del sistema de manejo de equipajes en Barajas es sólo el comienzo". Aquellas personas que recojan sus maletas en el Aeropuerto de Barajas podrán dirigirse directamente a la estación del metro y abordar un tren que rápida y cómodamente los llevará al centro de Madrid. El metro de la ciudad es la tercera red de metros más grande del mundo. Solamente Nueva York y Londres tienen redes más grandes. Es también uno de los sistemas de metro de más rápido crecimiento en el mundo. De hecho, su longitud total fue doblada desde Los pasajeros tampoco tienen que esperar mucho por un tren. Con intervalos de apenas aproximadamente cinco minutos, el metro es más que capaz de competir con el transporte de automóviles. Las 13 líneas del sistema transportan 2.5 millones de personas al día a un total de 318 estaciones, gracias en parte a la tecnología de señalización representativa de la vanguardia de Siemens. dad de Eficiencia Energética de Siemens Building Technologies en Madrid. "La tecnología en la Torre de Cristal y la Torre Caja Madrid puede ser regulada centralmente de forma tal que sólo los sistemas que sean necesarios en un determinado momento realmente operen", dice ella. En este punto, los sistemas de manejo de construcciones de Siemens utilizan estaciones climáticas en el techo para monitorear continuamente parámetros como luz solar entrante y temperatura, y luego ajustar los sistemas de iluminación y ventilación en salas individuales apropiadamente. La información de miles de sensores de los edificios le permite a los sistemas determinar cuáles salas no están en uso y ajustar las unidades de ventilación e iluminación apropiadamente. "Estas medidas de mejoramiento de la eficiencia no están siendo usadas todavía en gran medida en España, a pesar de los grandes ahorros en energía y costos que genera", reporta Izquierdo. Sin embargo, ella espera más órdenes como la Unidad, que se estableció en el 2009, que identifiquen un núcon los temas medioambientales. "Esa es la razón por la que hemos iniciado varios programas que convertirán a nuestra ciudad en pionera en protección medioambiental en el mediano plazo". Por ejemplo, Madrid planea reducir las emisiones de gases de efecto invernadero del área metropolitana en el 50% en relación con los niveles del 2004 para el 2050, y reemplazar como mínimo el 20% de sus transportadores de energía fósil por recursos renovables para el "Ya tenemos una gran participación de fuentes de energía renovable en la forma de biomasa, energía eólica e instalaciones solares", dice Botella. Madrid ha implementado también otras medidas importantes, entre las que se encuentran rociar sus áreas verdes principalmente con aguas residuales recicladas una medida importante teniendo en cuenta que la ciudad padece frecuentemente de cortes de agua. Los planes buscan también la prohibición de los motores diesel y a gasolina convencionales en todos los vehículos de propiedad de la ciudad en otras palabras, los buses y carros de pasajeros de la flota oficial de la administración mu- Pictures of the Future Primavera

26 Ciudades verdes Madrid nicipal para finales de Esta medida afectará los vehículos o más operados por la ciudad, los cuales luego operarán con sistemas de propulsión alternativos como los que utilizan electricidad o gas natural, o serán equipados con sistemas híbridos que utilicen unidades eléctricas de Siemens. Lisboa Los nuevos tranvías de Siemens (derecha) complementan los modelos tradicionales como lo hace Lisboa para combatir la congestión del tránsito. La ciudad está cada vez más pasándose a la energía solar y eólica para generar su electricidad. Recolección silenciosa de basuras. Cerca de 15 camiones recolectores de basura de Madrid ya funcionan con motores de combustión-motores eléctricos que demuestran otro aspecto de la sostenibilidad: el silencio. Esta flota será complementada por 30 vehículos adicionales a finales del Dice Luis Pérez Piñeiro de la división de Tecnologías de Conducción de Siemens, "Estos vehículos consumen hasta un 30% menos combustible que los equipados con los motores de combustión convencionales". Aunque los motores de combustión de los camiones recolectores de basura arrancan a velocidades más altas del motor, sus unidades de almacenamiento de energía (baterías) suministran energía a sus motores eléctricos durante la aceleración inicial y también recuperan la energía durante el frenado. "Contrario a lo que ocurre en los vehículos convencionales, la energía del frenado no se pierde sino que en vez de ello es convertida en energía por el motor de propulsión eléctrico", explica Piñeiro. "Esta unidad representa noticias buenas para los residentes particularmente en la noche, cuando los camiones operan eléctricamente. Madrid cree que soluciones efectivas y eficientes como estas están preparando a la ciudad para el futuro. Y muchos residentes de la ciudad están respondiendo con cambios a sus hábitos de vieja data. Por ejemplo, los que deseen viajar a Barcelona, que está ubicada a 620 kilómetros al sudeste, a hora les resulta mejor tomar un tren que viajar en avión. Esto porque la compañía ferrocarrilera Renfe de España está operando ahora el tren de alta velocidad Velaro E de Siemens entre el centro de Madrid y el centro de Barcelona. Viajando aproximadamente a 300 kilómetros por hora, el tren hace el viaje en menos de 2.5 horas. Los trenes Velaro E (también conocidos como el S-103) hacen esta ruta más de 20 veces al día. Como los pasajeros no tienen que viajar al aeropuerto ni esperar en los mostradores de recepción, el tren le está representando ahora a las aerolíneas una gran competencia. De hecho, las aerolíneas han cedido más o menos el 50% de sus pasajeros a Renfe en la ruta Madrid-Barcelona, la cual es todavía una de las rutas de viaje por avión más frecuentadas en el mundo (aproximadamente 25 vuelos al día). Esto no es sorprendente, ya que el tren es tan cómodo como el avión e incluso ofrece el mismo servicio en la silla. Y lo que es más, las villas castellanas lucen igual de encantadoras desde la tierra que desde el cielo. Sebastian Webel Sol, viento y tranvía Más del diez por ciento de la electricidad de Lisboa es suministrada por fuentes de energía renovable como el viento y la luz del sol. La ciudad está también comprometida en reducir la contaminación asociada al transporte y en ampliar su sistema de transporte público. Siemens está ofreciendo soluciones en estas dos áreas. Las noches empiezan tarde en Lisboa pero duran bastante. Todas las noches la gente pasea por los callejones del Barrio Alto, donde se pueden escuchar las risas desde las ventanas de los restaurantes y los apartamentos, las cuales se mantienen abiertas incluso en invierno. Las calles son el centro de la vida en Lisboa. Sin embargo, se puede atrapar un resfriado en la capital portuguesa; las temperaturas con frecuencia descienden a 10 grados centígrados en invierno. Debido a la falta de calefacción central, muchos apartamentos y otros edificios operan calentadores eléctricos portátiles que no sólo calientan las salas en las que se encuentran ubicados sino también los callejones, cuando el calor generado se escapa a través de las ventanas y puertas abiertas. "El cambio tiene que iniciarse en la forma de pensar de la gente, desde luego", dice el Profesor José Delgado Domingos. A él no le incomoda la naturaleza festiva del portugués, pero le gustaría cambiar su actitud frente a la conservación de energía. Delgado Domingos es el director de la agencia medioambiental e-nova de Lisboa, la cual está planeando un fututo energéticamente 26 Pictures of the Future Primavera 2010

27 eficiente para la metrópolis desde sus oficinas en una casa anodina no lejos del Barrio Alto. Con su población de alrededor dos millones de personas, Lisboa está trabajando duro para ampliar su sistema de transporte público un paso diseñado para reducir la flota de aproximadamente vehículos que viajan por la ciudad todos los días a través del Puente Tejo y otras vías de acceso. La ciudad ha lanzado iniciativas para estimular la conservación de la energía y está ahora en el proceso de construir una red de recarga para carros eléctricos que abarcará alrededor de 300 estaciones a finales de 2010 y 700 estaciones a finales del Un número desproporcionado de los residentes de la capital conducen actualmente hasta sus sitios de trabajo, lo que conlleva altos niveles de emisiones de gases de efecto invernadero. La producción de Lisboa de 7.5 toneladas de CO 2 por residente y por año la coloca por encima del promedio de las ciudades inves- comprende los trenes, el sistema eléctrico, los dispositivos de señalización, el centro de control, el sistema de información a los pasajeros y la administración del proyecto, es dirigido por Herbert Seelmann. Él le da al empleado de la Estación de Pragal un euro por un tiquete de tranvía y recibe 20 centavos de cambio. El tiquete es barato porque el sistema es todavía subsidiado. Sin embargo, tan pronto como el volumen de pasajeros diario supere los , el sistema podrá autofinanciarse y no requerirá ya más de financiación pública. Esto probablemente tomará otros cuantos años, sin embargo. Mientras tanto, los planeadores de la ciudad están pensando en ampliar las líneas. Un destino que están mirando es el aeropuerto principal, planeado para la parte sureste de Lisboa. Los ingenieros de Siemens están evaluando también el tranvía del futuro en una bodega del ferrocarril ubicada cerca de la estación terminal. La unidad es un prototipo equipado con los denominados ultracaps capacitores que utilizan la energía del frenado para recargarse, después de lo cual estos ahorran temporalmente esta energía y luego la liberan cuando el tranvía acelera. El innovador sistema incluye también baterías recargables que le permiten a los tranvías recorrer distancias cortas sin tener ningún contacto con las líneas aéreas. Esta característica puede ser muy útil en el caso de un corte de energía y, lo más importante, eliminaría la necesidad de construir líneas aéreas en áreas donde estas podrían verse desagradables (ver Pictures of the Future, Otoño de 2007, p. 74). Aunque los tranvías no utilizan combustible diesel, resulta necesario producir electricidad para que funcionen. Esta generación de energía es con frecuencia muy medioambientalmente amigable en Portugal, ya que una cantidad cada vez mayor de energía es producida en las instalaciones de energía eólica terrestres. Gran parte de las instalaciones de energía eólica del país, cuya capacidad combinada ya suma alrededor de dos gigavatios, utiliza turbinas de Siemens. En Sabugo, sólo a unos cuantos minutos de Lisboa, Siemens fabricó los componentes básicos de las turbinas que son utilizadas en 26 países. Las instalaciones de Sabugo producen transformadores extremadamente compactos y robustos que son instalados en la barquilla de molinos de viento difícil de realizarle mantenimiento, un tipo de sala de máquinas localizada a más de 60 metros en el aire. Para finales de 2011 Lisboa espera contar con aproximadamente 700 puntos de recarga para vehículos eléctricos. tigadas para el Índice de ciudades verdes europeas (ver p. 17). Sin embargo, para el número creciente de residentes, el viaje diario al trabajo se está volviendo más placentero y medioambientalmente amigable. La ciudad ha tenido tranvías eléctricos durante casi 110 años, ya que el primero de estos entró en servicio en Sin embargo, los turistas parecen ser los únicos que disfrutan el estruendoso y tintineante paseo a través de Barrio Alto en el antiguo trazado vial estrecho. En contraste, en la parte sur del río Tejo uno puede ver cómo un sistema de tranvía moderno hace la red de transporte público más energéticamente eficiente y costo eficiente. Aquí, 24 trenes Combino de Siemens enlazan los suburbios del sudeste de Lisboa con la estación de tren de Pragal a través de tres líneas con una longitud total de aproximadamente 20 kilómetros. Los pasajeros pueden pasarse en la estación a un tren de tránsito rápido que los lleva a través del Puente Tejo y al centro de la ciudad. De esta manera, los viajeros pueden evitar la vía desesperanzadamente congestionada que comparte el mismo puente. El proyecto de Siemens, que Atrapando el sol. Aparte de sus grandes inversiones en energía eólica, Portugal está determinado a aprovechar al máximo el sol. Gracias a las políticas diseñadas para estimular la inversión en sistemas fotovoltaicos, las casas privadas reciben 60 centavos de euro por kilovatio hora de electricidad generada con celdas solares montadas en los techos. Aún así los principales productores de energía solar obtienen 30 centavos. Tecneira, una compañía que opera granjas eólicas, opera también uno de los diez parques solares más grandes de Portugal en la región de Alentejo al sur de Lisboa, un área de pastizales para ovejas donde durante miles de años las olivas maduran bajo el sol. Pero desde finales de 2009, la región ha estado recolectando la energía del sol más directamente. Aquí, paneles están alineados en largas filas. Esta unidad fotovoltaica de 10 megavatios puede abastecer con energía a personas. Siemens suministró los inversores de las unidades, los cuales convierten la corriente directa en corriente alterna, y también suministró el equipo de control de las instalaciones. Esta nueva fuente de energía verde en Alentejo parece estar reviviendo una región rural cuya gente joven estaba migrando hacia grandes ciudades, especialmente Lisboa. La energía renovable es sólo un ejemplo de una nueva industria que está generando empleo y atrayendo de nuevo a la gente joven hacia el campo. Sin embargo, la gente joven realmente no quiere perderse la diversión que brinda Barrio Alto, cuyos bares, clubes y discotecas tienen un atractivo magnético. Pero la energía para toda esa vida nocturna está proviniendo cada vez más de las turbinas de viento costeras de las brisas fuertes del Atlántico que son especialmente fuertes en la noche, cuando el sol desaparece en el mar en el punto más occidental de Europa y las unidades de energía solar de Alentejo se han apagado durante la noche. Andreas Kleinschmidt Pictures of the Future Primavera

28 Ciudades verdes Sudáfrica El Estadio Moses Mabhida de Durban ofrece una eficiencia energética impresionante gran parte de está basada en LEDs de la filial Osram de Siemens, que utilizan 20% menos energía que las lámparas fluorescentes. Preparándose para el saque inicial La Copa Mundo de Fútbol del 2010 estimuló inversiones sustanciales en la infraestructura de Sudáfrica, muchas de las cuales están basadas en tecnología de Siemens. Ahora está tomando forma el sistema ferroviario que une a Johannesburgo con Pretoria, los sistemas de generación y almacenamiento de energía, los proyectos de iluminación eficiente del estado y pasos para la transmisión de eventos deportivos. Tshepo Maseko está tomándose su coctel en el News Café Sandton, actualmente su bar favorito. Las llaves de su BMW están en la mesa que se encuentra al frente de él. Con su carro rápido, Maseko realmente no parece salir más rápidamente de los trancones de tráfico de Johannesburgo que los demás conductores. "Pero el truco no es tener un motor más potente", dice Maseko, actor de la ópera de jabón de álamo Isidingo. "El truco es siempre tomar el atajo correcto a la hora correcta del día". Algunas veces Johannesburgo impresiona a Maseko por estar completamente atestada mucha gente, pocos árboles, mucha contaminación ambiental. Sin embargo, esto no disminuye su entusiasmo por la ciudad más grande de Sudáfrica. "No me gustaría vivir en ninguna otra parte. La diferente gente, la música, las vibras la ciudad está encendida. Amo a Jo'burg", dice él. Jo'burg, como muchos sudafricanos llaman a Johannesburgo, es su ciudad natal. Maseko creció en el municipio de Soweto, asistió a la escuela de actuación y labró su propio camino. La ópera en la cual Maseko aparece es un caleidoscopio de la sociedad sudafricana. Celebra la comunidad a pesar del legado pesado del apartheid, a pesar de la epidemia incontrolada de VIH/SIDA, y a pesar de la enorme desigualdad económica. Algunos de los espectadores, que viven en condiciones mucho menos favorables, podrían soñar con hacer lo que Maseko hizo. Muchos sudafricanos jóvenes y bien educados llegan, de hecho, a vivir a Johannesburgo. Al igual que los buscadores de tesoros del siglo XIX, ellos esperan encontrar trabajo y un futuro dorado aquí. Ahora que la producción de oro, del que alguna vez Sudáfrica fuera el principal exportador, está declinando muchos depósitos se han agotado por completo el recurso del futuro para un creciente número de personas es la educación. Para conseguir buenos trabajos la gente incluso quiere abandonar las playas de la otra metrópoli de Sudáfrica, Ciudad del Cabo. 28 Pictures of the Future Primavera 2010

29 Sin embargo, como la población ha crecido, esto tiene un precio. Johannesburgo parece estar creciendo de manera incontrolable. De hecho, es posible que en los próximos 5 años converja con Pretoria, la capital sudafricana, para formar una aglomeración de aproximadamente 15 millones de habitantes. Este es el principal reto porque el tránsito público es raro, y la mayoría de personas lo evitan porque frecuentemente es inconveniente y está asociado con el alto índice de criminalidad de la ciudad. Sin embargo, las cosas van a cambiar, ya que la Copa Mundo de Fútbol ha traído inversiones sustanciales en infraestructura que están diseñadas para mejorar el estándar de vida en el largo plazo. De la carretera al ferrocarril. El Director de Siemens Mobility Kevin Pillay, quien respalda a Metrorail, el operador del sistema de transporte ferroviario de Sudáfrica, cree firmemente que las cosas van a mejorar. Los sistemas de información públicos de las principales estaciones están siendo revisados justo a tiempo para la Copa Mundo. Siemens es responsable del diseño, la implementación y la integración de estos nuevos sistemas. "Los modernos sistemas de señalización, de direcciones públicas y de información que estamos instalando no noce el sistema, unirá a Pretoria con Johannesburgo utilizando el ancho de vía estándar en vez de las estrechas vías comúnmente utilizadas en Sudáfrica. El primer segmento entre el aeropuerto internacional de Johannesburgo y el distrito comercial Sandton de la ciudad se completará a tiempo para el saque inicial de la Copa Mundo. "Para garantizar la confiabilidad del sistema de información de Gautrain, nuestro equipo ha instalado un total de kilómetros de líneas de fibra óptica a lo largo de las vías. Estas líneas son utiliza- Paraíso de energía verde. Sudáfrica también intenta reducir sus emisiones de dióxido de carbono. John Hazakis, Director de Siemens de Soluciones de Energía, Productos y Renovables en Sudáfrica, está convencido de que la energías verdes por lo tanto deberán y podrán tener un futuro en Sudáfrica como complemento de los combustibles fósiles. "Viento, agua, energía solar independientemente de en cuál fuente de energía renovable se fije, las condiciones naturales en Sudáfrica son excepcionales", dice él. Viento, agua, energía solar: Sudáfrica tiene sorprendentes recursos naturales para un futuro verde. das para cosas como controlar lo sistemas de señalización", dice Martin Venter, ingeniero de sistemas de Siemens Industry, justo cuando uno de los trenes pasa raudo ante él en una operación de prueba de una velocidad máxima de 160 kilómetros por hora. "Si el enlace de información llegara a fallar, el Gautrain como un todo, se pararía", explica Ray Holmes, gerente de sistemas del cliente. "Pero esa es precisamente la razón por la que escogimos a Siemens para este componente crucial. Sin embargo, desarrollar estos recursos requiere de voluntad política y la concientización correspondiente de parte de los usuarios, ya que los precios al consumidor extremadamente bajos en Sudáfrica de la electricidad, los cuales son equivalentes a tres centavos de euro por kilovatio hora, muy probablemente aumentarán significativamente. Sitios apropiados para las turbinas de viento se pueden encontrar en las costas oeste y sur del país, cerca al Puerto Elizabeth y en la vecindad de la meseta del desierto de Karoo en el sólo aumentarán la eficiencia de todo el sistema, el cual entrará en operación total durante la Copa Mundo; mejorarán también su confiabilidad, seguridad y atractivo", dice Pillay. "Siendo optimistas, más personas tomarán el tren después de la Copa Mundo, porque desesperadamente necesitamos desplazar una gran parte de nuestro tráfico por carretera al ferrocarril". Aunque el proyecto Metrorail utiliza las ferrovías y los trenes existentes, una línea diferente a cualquier otra en el continente africano que nunca se ha visto antes está actualmente en construcción. Con partes de la ruta alta sobre el suelo en pilones de concreto, el Gautrain, como se co- Sabemos y apreciamos la compañía por su absoluta confiabilidad, especialmente cuando se trata de aplicaciones críticas como esta". La red de información por fibra óptica de Siemens está configurada como la denominada Red de Transporte Abierto. Los cables son tendidos en un anillo a lo largo de la ruta y por lo tanto garantizan el flujo de información en ambas direcciones. Un segundo anillo garantiza la disponibilidad de todo el sistema en caso de fallas. La instalación es más costosa en comparación con soluciones alternativas, pero los costos de operación del sistema se espera que sean sustancialmente menores que los de la Ethernet, por ejemplo. interior. Una planta de energía eléctrica de almacenamiento bombeado con una capacidad de megavatios se está construyendo en las montañas Drakensberg en la parte este del país. Esta podría servir algún día como módulo de almacenamiento de energía en una red inteligente. Siemens fue socio local de Voith, la cual construirá la planta y es la responsable del proyecto. Y cuando se llegue a utilizar la energía del sol, los datos de la irradiación solar de Sudáfrica serán duros de derrotar. Las aplicaciones térmicas y fotovoltaicas solares son prometedoras teniendo en cuenta la intensa luz solar en todo el país. "Si todos vamos en la dirección correcta, aproximadamente el 10% de la demanda de electricidad de Pictures of the Future Primavera

30 Ciudades verdes Sudáfrica Vilna El transporte ferroviario en Sudáfrica se volverá más atractivo en la medida en que el país invierta en sistemas de control. Sudáfrica podría ser abastecidas por renovables antes del final de la década", dice Hazakis. La expansión de la capacidad de generación eléctrica general de Sudáfrica es otra tarea urgente. Si la crisis económica actual no hubiera conducido a la reducción de la actividad económica y al descenso de la demanda de electricidad, cortes de energía fatales hubieran sido una posibilidad real durante la Copa Mundo del Atrás en el 2007 y el 2008, en respuesta a esta debilidad conocida, se hicieron pedidos de 10 gigavatios de la nueva capacidad de carga base. Las nuevas plantas de energía de turbinas a gas, como las ubicadas en Ciudad del Cabo y en Bahía Mossel utilizan turbinas de Siemens. Y lo que es más, todos los diez estadios de la Copa Mundo de Sudáfrica están iluminados con lámparas energéticamente eficientes de Osram (ver Pictures of the Future, Otoño de 2009, p. 4). El Estadio Moses Mabhida de Durban es particularmente impresionante. Miles de luces de LEDs iluminan el lugar, el cual puede albergar hasta espectadores. Un arco de 350 metros de longitud se extiende a lo largo de la elipse del estadio, alcanzando la altura de un edificio de 30 pisos. En la noche, su luz es visible desde kilómetros de distancia. Sin embargo, la iluminación del edificio es extremadamente eficiente energéticamente. Sus LEDs de Osram consumen aproximadamente 20% menos de energía para la misma producción de luz que las soluciones alternativas que requerirían las lámparas fluorescentes. Alta tecnología en todas partes. La tecnología de Siemens acompañará los 3.5 millones de visitantes que se esperan en la Copa Mundo en cada parte del camino, empezando con su llegada a los aeropuertos. Los pasaportes serán escaneados en los puntos de control fronterizos y serán comparados automáticamente con el archivo de visas; Siemens fue el integrador de los sistemas. En el Centro de Convenciones de Sandton, uno de los centros más importantes de la Copa Mundo, los sistemas de construcción de Siemens ofrecerán una estructura de comunicaciones confiable. La Corporación Radiodifusora Sudafricana (SABC), la red más importante de radio y televisión del país, es la responsable de la transmisión de los partidos de la Copa Mundo al mundo entero. Siemens está actualmente remodelando dos estudios de televisión con equipo de vanguardia que la SABC luego podrá integrar sin problemas al nuevo concepto tecnológico general. "En nuestro rol como socio de tecnología, estamos asesorando a la SABC sobre cuáles soluciones de mercadeo satisfacen mejor los requerimientos de la red y cómo pueden ser integrados de una manera costo eficiente. No estamos suministrando hardware de Siemens, sino más bien nuestro know-how", explica Klaus Pachner, gerente del proyecto de Siemens IT Solutions and Services. Él lidera los trabajos en el Estudio 6, el cual a primera vista se asemeja a una bodega de muebles. Sofás, mesas y armarios están acomodados en pequeñas salas. Aquí también hay una cara familiar: Tshepo Maseko. "Isidingo" se está grabando en el Estudio 6, el cual se ha convertido en el segundo hogar de Maseko, aunque uno con dificultades. "Tenga cuidado", dice él, "están en el proceso de volver a colgar las lámparas. Algo podría caerse del techo. Aunque contamos con equipo nuevo, como el sistema de iluminación, hacemos lo mejor que podemos". Sonriendo añade, "Es una típica solución africana. Si aprendimos algo de la pobreza en el pueblo fue el optimismo. Usted puede convertir las cosas negativas en algo positivo a través del esfuerzo personal". Maseko no tiene ninguna duda, sin embargo, de que las cosas no se improvisarán para la Copa Mundo en Sudáfrica. "Le mostraremos al mundo lo que nuestro país puede hacer. Si hay algo que mantiene unidad la gente en nuestro país son los deportes. El mundo verá a todos los sudafricanos celebrando la Copa Mundo unidos. Independientemente del color de su piel, e independientemente de que tipo de carro conduzcan", dice él. Andreas Kleinschmidt Desde el último piso del flamante edificio del Swedbank de 60 metros de alto, el segundo banco más grande de Lituania, el Presidente Antanas Danys tiene una espectacular vista del centro histórico de la ciudad de Vilna. Magníficos edificios barrocos, renacentistas y góticos forman un ensamble histórico que no tiene igual en Europa. Es bello, pero no muy práctico para el Swedbank, cuyos 800 empleados solían dispersarse entre diez diferentes sitios pero ahora todos ellos trabajan en el más moderno edificio de la ciudad capital de Lituania. El arquitecto Audrius Ambrasas diseñó el sitio de trabajo que luce transparente, con oficinas y salas de conferencia en vidrio que parecen flotar entre los pisos del edificio, al igual que un lobby gigante con un pequeño restaurante. Pero hay muchas razones para sonreír cuando se trata de costos. La tecnología de construcción de Siemens regula el sistema de aire acondicionado y de ventilación del edificio, con sensores que miden la temperatura y el contenido de CO2 del aire. Si los valores son muy altos, partes de la fachada de vidrio se abren automáticamente para dejar entras las brisas frescas del río Neris. Esto ha reducido los costos de la energía en una cuarta parte, aún cuando el espacio de la oficina es ahora 20% más grande que antes. Lituania tiene muchas ventajas para los negocios. Su gente es muy educada. Aunque el país tiene una población de sólo 3.4 millones de habitantes, alberga 49 instituciones de educación superior, incluidas 15 universidades. Vilna, que tiene habitantes, ocupa el 13º lugar en el Índice de ciudades verdes europeas (ver p. 17) la clasificación más alta de todas las ciudades del Este Europeo en el Índice. Hay muchas razones para haber logrado esto. Una ordenanza de la ciudad protege su bosque circundante, los extensos parques y plantaciones. Varias cadenas de hoteles internacionales han abierto sucursales en Vilna. Muchos de ellos utilizan tecnologías de construcción de Siemens. El tráfico es manejado estrictamente. "Nuestro centro histórico de la ciudad es Patrimonio de la Humanidad de la UNES- 30 Pictures of the Future Primavera 2010

31 El que pronto se convertirá en una zona peatonal, el centro histórico de la ciudad de Vilna es un ícono de la UNESCO. Muchos de sus edificios, como las nuevas oficinales principales del Swedbank, están equipados con tecnología de Siemens energéticamente eficiente. Perla del barroco en un anillo verde Vilna, la capital de Lituania, está mejorando continuamente su calidad de vida. El estricto manejo del tráfico y las reducciones de la demanda de energía de los edificios son la clave. comotoras de carga con tecnología de impulsión de corriente alterna trifásica moderna para la compañía ferroviaria estatal. Las nuevas locomotoras utilizan 40% menos diesel que las antiguas y pueden transportar dos veces más carga. Lituania tiene ahora 34 de las 44 locomotoras que solicitó, lo que significa que posee la flota ferroviaria más moderna de Europa del Este. Primera en calidad del aire. Hay un sinnúmero de razones por las que Vilna ocupó el primer lugar en la categoría de Calidad del Aire en el Índice de ciudades verdes incluso por encima de Estocolmo. Una de ellas es que, a pesar de su historia llena de incidentes entre las fases de independencia Lituania ha sido parte de Alemania, Polonia, Rusia y la Unión Soviética sus recursos naturales se salvaron. Sus gigantescos bosques, a los que los lituanos le rinden un culto casi mítico, se han mantenido intactos. La mayoría de los trabajos del país son en agricultura, ingeniería mecánica y la industria de producción de muebles que ahora está en rápida expansión. La principal fuente de energía del país es el gas natural ruso, en vez de las plantas de energía basadas en la combustión del carbón obsoletas, las cuales se encuentran entre los peores contaminantes del aire del este europeo. Lituania tampoco posee una industria fuerte. Las pocas plantas industriales construidas en la era soviética no fueron rentables y fueron cerradas. Vilna intenta sacar el máximo provecho del alto nivel educativo de sus ciudadanos. "La crisis es la oportunidad para crear empleos más calificados", dice Danys del Swedbank. Las universidades están trabajando con las empresas para crear un grupo de expertos en tecnología láser y bio- CO, y sus estrechos callejones no son apropiados para el tráfico motorizado", dice el alcalde de Vilna, Vilius Navickas. Calles de una sola vía y zonas peatonales mantienen a los conductores fuera del centro de la ciudad. Sin embargo, el número de carros privados ha aumentado casi cuatro veces desde que el país obtuvo su independencia en Esto ha ocasionado trancones alrededor del centro de la ciudad y un nivel relativamente alto de emisiones de CO 2. La estrategia de manejo del tráfico orientada al medio ambiente de la ciudad tiene un sinnúmero de componentes, entre los que se encuentra el manejo inteligente del tráfico. Aquí, el sistema de Siemens utiliza detectores de circuitos y video en algunas 200 intersecciones para medir la densidad del tráfico y ajustar los semáforos apropiadamente. "En promedio, esto le ahorra a los conductores aproximadamente el 30% del tiempo de conducción y el 10% de combustible", dice Kestutis Ciplys, encargado del sistema de manejo de tráfico de Siemens en Vilna. Los semáforos utilizan LEDs ultramodernos que sólo necesitan una quinta parte de la energía requerida por sus predecesores. La ciudad pretende también ampliar sus carreteras circunvalares y mantener el centro histórico de la ciudad lo más libre de tráfico posible mediante peajes y manejo estricto del espacio de parqueo. Aunque los planes para el sistema de metro o de tranvía se encuentran lejos del cumplimiento debido a la crisis financiera, 60 buses de la compañía de tránsito local que ya opera con gas natural medioambientalmente amigable, y 100 buses adicionales serán convertidos a este sistema este año. El tráfico de carga desempeña también un papel importante en Lituania, y Vilna es el principal centro. Siemens ha desarrollado lotecnología. El Barclays Bank del Reino Unido ha establecido su centro de servicios IT europeo en Vilna, y muchas empresas escandinavas están buscando oportunidades de inversión. Siemens opera en Vilna con algunos 100 empleados en los Sectores Indutry, Energy y Healthcare. Un ejemplo de nuevas ideas rentables es el Vichy Aqua Park, el cual abrió en el La piscina de aventuras atrae hasta visitantes al día. El Gerente de las instalaciones, Jurga Mekaite, tiene que mantener la temperatura correcta en todo el complejo y asegurarse de que el agua sea constantemente purificada, óptimamente clorada y ajustar el sistema de iluminación. La mayor parte de este trabajo es realizado por el sistema de manejo de construcciones de Siemens, el cual garantiza que se utilicen las cantidades adecuadas de energía, agua y cloro que la operación óptima del complejo requiera. Vilna tiene menos problemas medioambientales heredados en comparación con las demás ciudades del este europeo. Sin embargo, en un esfuerzo por mejorar el medio ambiente, la ciudad está subsidiando proyectos de renovación ahorradores de energía en los edificios. Un hito fue la modernización, a cargo de Siemens, del suministro de agua de la ciudad en el Esta incluyó la instalación de 11 nuevos sistemas de bombeo de agua que mejoraron el rendimiento del sistema dos veces, reduciendo a la vez el consumo de energía en 40%. Otros desafíos importantes, como mejorar el sistema de eliminación de desechos, se mantienen todavía. Pero el estado de ánimo general es optimista. Vilna ofrece una alta calidad de vida que continúa atrayendo a inversionistas, turistas y estudiantes del exterior. Katrin Nikolaus Pictures of the Future Primavera

32 Ciudades verdes Ekaterimburgo Ekaterimburgo consume mucha energía. Las modernizaciones de los edificios y las tecnologías avanzadas las turbinas de Siemens, por ejemplo- podrían reducir los requerimientos de energía en un 44%. "No" al desperdicio Grandes plantas de energía en la mitad de ciudades que ya están plagadas de contaminación? Ese es exactamente el método que eligió Moscú para abordar el problema que tenía con el nuevo Centro de Negocios Internacionales de Moscú (MIBC). El Centro es similar a distritos comerciales como Canary Wharf, que está ubicado en Londres, Reino Unido, y La Défense en París, Francia. Pero el MIBC requería de más electricidad y agua caliente para su operación de lo que la red pública le podía suministrar. Con el objetivo de abastecer esta ciudad dentro de la ciudad, las autoridades locales se unieron con inversionistas privados para construir la planta de energía Ciudad de Moscú cerca al área residencial. Estos pudieron hacerlo gracias a que las modernas plantas de energía de ciclo combinado producen un nivel relativamen- El mejor aislamiento de los edificios y las nuevas estructuras de generación de energía podrían ayudar a Rusia a reducir significativamente su consumo de energía primario, según un estudio realizado en Ekaterimburgo. La tecnología de Siemens podría hacer realidad gran parte de este ahorro. Emisiones de vapor de las tuberías de calefacción del distrito que tienen varios metros de diámetro. En el aire helado de invierno, forman lo que parecen cojines gigantes de algodón, lo que produce una escena de cuento de hadas en invierno. Sin embargo, en realidad, la escena es un monumento al desperdicio, ya que cada cojín blanco indica una fuga a través de la cual se pierde una gran cantidad de agua caliente. Los sistemas de calefacción del distrito se pueden encontrar en casi toda ciudad grande de Rusia. Pero algunas partes de estos sistemas tienen más de 50 años y podrían por lo tanto ser mucho más eficientes. El gobierno ruso le ha declarado ahora la guerra a dicho desperdicio. Los planes buscan que el país reduzca su consumo de energía primario en 40 por ciento para el 2020 en comparación con los niveles del Un estudio reciente sobre el consumo de energía y del potencial de ahorro de energía en la ciudad de Ekaterimburgo en la Rusia central del este de los Montes Urales muestra cómo se puede conseguir este objetivo. Siemens Management Consulting y BASF, apoyados por los representantes de la ciudad y del distrito administrativo de Sverdlovsk, analizaron recientemente el consumo de energía de la ciudad y determinaron los costos y el potencial de ahorro de energía asociados con varias medidas, entre las que se encuentran la instalación de termostatos para las unidades de calefacción y el uso de materiales de aislamiento en los edificios y sistemas de iluminación energéticamente eficientes. Los socios determinaron que al implementar sólo estas medidas con las mejores relaciones de costo-beneficio, sería necesaria una inversión de millones. Sin embargo, esto produciría como resultado un ahorro de energía del 44%. Plantas de energía urbanas. Se concluyó que la modernización y el aislamiento de los edificios generarían beneficios de ahorro excepcionales. La sola instalación de dispositivos de control de la calefacción podrían ahorrar el equivalente a 3.8 teravatios hora de energía primaria al año lo cual no es sorprendente, teniendo en cuenta la inclinación rusa hacia moderar la temperatura de las salas calefaccionadas abriendo las ventanas. La inversión aquí podría recuperarse en tan solo unos pocos meses. Otra palanca fundamental implica la reestructuración de la producción de energía. "En muchas ciudades rusas, el agua para la calefacción del distrito es producida en salas de calderas operadas con gas justo en la mitad del pueblo", dice Alexander Gushchin, Director Regional de Ventas de Siemens Industrial Power Oil and Gas en Moscú. "La electricidad, de otra parte, es con frecuencia generada en plantas de energía fuera de la ciudad. Sin embargo, si usted construye plantas de energía de ciclo combinado dentro de la ciudad, podría producir tanto electricidad como agua caliente de una manera energéticamente eficiente". te bajo de emisiones. La planta está equipada con dos turbinas a gas SGT-800 de Siemens. Gushchin cree que las plantas de energía de ciclo combinado podrían utilizarse también en muchas otras ciudades. "Si se operan turbinas de gas y vapor secuencialmente, como en el caso de Moscú, podrá conseguirse una eficiencia general de casi el 90%", dice él. Las salas de caldera autónomas pueden conseguir un índice de eficiencia de aproximadamente el 90% también, pero la producción de electricidad fuera de la ciudad es bastante menos eficiente. De hecho, las viejas plantas de turbinas a vapor que se encuentran todavía en operación cerca de Rusia consiguen niveles de eficiencia de apenas aproximadamente el 35%. "Si usted reemplaza las salas de calderas existentes por plantas de energía de ciclo combinado, podría producir la misma cantidad de agua caliente y electricidad con 30-40% menos de gas", dice Gushchin. Básicamente, esto es posible por dos razones: el calor desperdiciado es utilizado y las plantas de ciclo combinado modernas producen energía eléctrica de una manera mucho más eficiente. Según el estudio, aplicar esta estructura a Ekaterimburgo podría ahorrar 5.7 TVh de energía primaria equivalente al año. Y si todas las fugas de la red de calefacción distrital del país se conectan, las metas ambiciosas de ahorro de energía de Rusia parecerán más reales. Sin embargo, las nubes de cuentos de hadas desaparecerían. Andreas Kleinschmidt 32 Pictures of the Future Primavera 2010

33 París El Metro es el modo de transporte más importante de París. Las paredes de vidrio entre las plataformas y los trenes, y los nuevos sistemas sin conductor de Siemens aumentarán el rendimiento en las líneas sobrecargadas. Vías rápidas, luces brillantes París tiene una de las redes de metro más densas y más viejas del mundo. La tecnología de automatización de Siemens está haciendo el sistema más eficiente energéticamente. Entre tanto, sensores de luz están ayudando a los edificios a reducir el consumo de energía. En París el aire se está quemando literalmente. Cuando usted pasea por la ciudad es imposible no ver los muchos calentadores en forma de hongo pequeños que arden en las terrazas de los cafés y al interior de cervecerías mal aisladas. Aunque estos se encienden sólo durante unas pocas horas al día durante los meses fríos del año, cada uno de ellos genera casi el mismo dióxido de carbono al año que un automóvil de tamaño intermedio. Sin embargo, quién se atrevería prohibirles a los parisinos utilizar sus calentadores de patio? Después de todo, cuando la temperatura desciende, de qué otra manera podrían disfrutar de sus noches al aire libre después del trabajo o de camino a casa? Para muchos parisinos ahorrar energía es importante pero no debería comprometer el estilo de vida francés. El transporte público es un buen ejemplo de cómo esto podría solucionarse. Aquí también, la comodidad es la principal motivación, aunque existe una buena razón para ello. Sólo el 20% de los viajeros viajan a pie o en bicicleta, en comparación con el 68% de los que lo hacen en Estocolmo. A primera vista esto parece sorprendente. Después de todo, hay una amplia red de ciclovías en París, y las autoridades crearon un sistema de alquiler de bicicletas en el 2007, con bicicletas en estaciones automáticas, todas gratuitas durante los primeros 30 minutos. Una de las principales razones por las que los parisinos prefieren no utilizar la energía de pedal es el magnífico sistema de metro que encuentran a su paso. No es sólo una de las redes de metro más densas del mundo, sino también, con 214 kilómetros de longitud, una de las más largas. La primera estación abrió en julio de 1900 para la Feria Mundial. De hecho, muchas de las estaciones demuestran su antigüedad y difícilmente pueden manejar volúmenes de pasajeros en horas pico. Una forma de aumentar la eficiencia es reducir los intervalos entre los trenes. Esto se está empezando a hacer ahora en la Línea 1 la más antigua y, con pasajeros al día, una de las rutas más frecuentadas en un proyecto conjunto entre la autoridad de transporte de París RATP y Siemens. De hecho, Siemens les ha estado suministrando a las líneas de Metro de París tecnología de señalización y sistemas de asistencia avanzada a los conductores desde los últimos 30 años. Ahora hay planes para introducir trenes sin conductor en la Línea 1 con tecnología de Siemens. En la actualidad se están acomodando en las estaciones paredes de vidrio para separar las plataformas de las vías. Estas incorporarán puertas automáticas que se abren para permitir el ingreso seguro de los pasajeros a los trenes. Esto ayudará a reducir los costos de mantenimiento y a disminuir los intervalos actuales entre los trenes de 105 a aproximadamente 85 segundos, al igual que a aumentar la flexibilidad y la confiabilidad. Estos trenes subterráneos totalmente automáticos con tecnología de Siemens han estado en servicio en la Línea 14 del Metro de París durante 12 años. Con una velocidad promedio de 40 km/h, son sustancialmente más rápidos que las líneas externas, que operan alrededor de 25 km/h. 70% menos para iluminación. El ahorro de energía continúa después de que el Metro diario sale a trabajar por lo menos para los empleados de las oficinas principales parisinas de la OECD, la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico. Aunque partes del edificio tienen 50 años, son capaces de adaptarse automáticamente a las condiciones climáticas prevalentes. En el curso de una remodelación general, se instaló el sistema de iluminación inteligente Dali Multi de la filial de Siemens Osram. El sistema consta de aproximadamente lámparas con sensores que determinan qué tanta luz se requiere realmente y luego adaptan la producción de las lámparas apropiadamente. Las lámparas han reemplazado la iluminación de techo convencional que le brindaba a cada estación de trabajo iluminación constante durante todo el día. Siempre que los empleados abandonen sus oficinas durante un periodo prolongado de tiempo, las luces se apagan automáticamente. En forma similar, cuando está nublado y menos luz natural ingresa a través de las ventanas, las lámparas automáticamente se encienden. Mediciones independientes han demostrado que el consumo de energía para iluminación ha disminuido en mucho más del 70 por ciento en comparación con lo que ocurría antes de la remodelación. Bernard Balia, antiguo jefe de administración de las instalaciones en OECD, es el responsable del proyecto. "El sistema nos hace más adaptables. En vez de que cada uno tenga una iluminación uniforme, los empleados pueden ahora ayudar a determinar la cantidad correcta de luz para sus necesidades. Y el sistema es económico, porque las luces sólo se encienden cuando realmente se necesitan", dice él. Afuera, en las terrazas de los cafés, los calentadores de patio continúan chamuscando el aire parisino independientemente de si hay clientes o no. Quizás algún día se les coloquen sensores también, que permitan que tomen vida sólo cuando realmente se necesiten. Después de todo, tratándose de preservar el estilo de vida francés, deberán permitirse todavía algunos pecados menores eso sí, evitando crímenes reales contra el medio ambiente. Andreas Kleinschmidt Pictures of the Future Primavera

34 Ciudades verdes Hechos y pronósticos Gigantesco crecimiento del mercado de soluciones de infraestructura urbana verdes Las ciudades están creciendo a un ritmo impresionante en todo el mundo. Más de la mitad de la población del mundo vive ya en ciudades, y esta cifra crecerá en un 70% en el Esta tendencia está creándole retos gigantes a los administradores de las ciudades, quienes tendrán que ampliar mucho las infraestructuras municipales porque los 6.4 billones de residentes necesitarán electricidad, agua y servicios de transporte en el 2050, en comparación con los 3.3 billones que tienen hoy. Al mismo tiempo las ciudades tendrán que reducir su consumo de energía y emisiones de CO 2. En la actualidad, estas representan ya el 75% de la energía consumida en todo el mundo y son responsables del 80% de las emisiones de gases de efecto invernadero. Las medidas de protección del clima prometen por lo tanto ser particularmente efectivas en las ciudades y abrirán oportunidades para la comercialización de soluciones de infraestructura urbana verdes. El potencial en este sentido es grande. Después de todo, una gran parte de la infraestructura en los mercados emergentes y en los países en desarrollo tendrá que renovarse por completo, ya que estos países representan el 95% del crecimiento de la población mundial. Muchos países industrializados tendrán que modernizar también sus infraestructuras. La firma de consultoría comercial Booz Allen Hamilton estima que las ciudades del mundo tendrán que gastarse alrededor de 27 trillones en los próximos 25 años para modernizar y ampliar sus infraestructuras. De esta cifra, 15 trillones se gastarán en sistemas de administración del agua, 6 trillones en redes de energía y 5 trillones en redes de vías y ferrovías. Para permitir que las ciudades satisfagan sus necesidades de infraestructura de una manera amigable con el clima, tendrán que emplear tecnologías eficientes energéticamente. Utilizando a Múnich como ejemplo, el Instituto Wuppertal y Siemens realizaron un estudio que demostró que las soluciones energéticamente eficientes podrían transformar una ciudad con cerca de un millón de habitantes en un área casi completamente libre de CO 2 (Pictures of the Future, Primavera de 2006, p. 6). Se podrían conseguir reducciones importantes de CO 2 ampliando los sistemas de transporte masivo locales e introduciendo tecnologías como sistemas de construcción representativos del estado del arte, sistemas de administración del tráfico y vehículos eléctricos. La demanda creciente de electricidad podría satisfacerse también de una manera medioambientalmente amigable impulsando la eficiencia energética. Los sistemas que se podrían emplear aquí fluctúan entre plantas de energía y de calor combinadas hasta redes inteligentes y técnicas para transmitir electricidad con pérdidas mínimas. El Ministerio alemán del Medio Ambiente (BMU) estima que el mercado global de tecnologías medioambientales será superior al doble entre lo que es ahora y el 2020, superando los 3 trillones. Este desarrollo será impulsado por la crisis financiera. Por ejemplo, la compañía de inversión establecida en Londres HSBC estima que aproximadamente 300 billones o alrededor del 15% de la cantidad que se está gastando en programas de estímulos económicos en todo el mundo está fluyendo hacia la creación de infraestructuras vedes, donde aproximadamente el 68% de esta cifra será invertida en tecnologías energéticamente eficientes. El potencial de ahorro de energía de los edificios es particularmente grande, ya que representan aproximadamente el 40% de la demanda mundial de energía. Alrededor del 30% de esta demanda podría eliminarse a través del aislamiento apropiado, el aire acondicionado controlado y sistemas de calefacción eficientes. Según el BMU, estas medidas serán suficientes para darle al mer- cado global de sistemas de construcción de edificios un mayor impulso y para aumentar su volumen en más de 400 billones en el La Federación de Industrias Alemanas (BDI) espera que el mercado mundial de tecnología de plantas de energía crezca entre el cinco y el diez por ciento al año. La demanda es particularmente alta por plantas más eficientes y de baja emisión de CO 2. Al mismo tiempo, el mercado global de fuentes renovables de energía se espera que crezca tres veces o incluso seis veces en los próximos 15 años, expandiéndose de 45 billones a algo más de 250 billones. Para crear ciudades "verdes" los administradores de las ciudades tendrán que invertir grandes sumas en proyectos complejos. Como los presupuestos municipales no serán suficientes para la realización de estas tareas, las ciudades tendrán que trabajar con inversionistas privados. Cada año el sector privado aporta hasta el 15% de las inversiones realizadas en proyectos de infraestructura en todo el mundo. Estas inversiones se hacen con frecuencia en la forma de sociedades públicas-privadas (PPP), donde las empresas no sólo suministran productos y servicios, sino que también realizan la administración del proyecto y ofrecen financiación de largo plazo de una parte de los costos. La contratación de desempeño ahorrador de energía de Siemens representa un tipo especial de PPP. Aquí, el uso de tecnologías medioambientales es financiado exclusivamente a través de los ahorros obtenidos en los costos de la energía. Hasta la fecha, Siemens ha implementado más de de estos proyectos en edificios de todo el mundo con ahorros garantizados de 2 billones y una reducción de 2.4 billones de toneladas de CO 2. Para las ciudades afectadas esto se traduce en edificios más verdes gratis. Anette Freise El mercado global de tecnologías medioambientales crecerá hasta más de 3 miles de millones Miles de millones de euros, por sector Eficiencia Energética Manejo de aguas sostenible Movilidad sostenible Energías ecológicas y almacenamiento de energía Eficiencia de recursos y materiales Economía de reciclaje Mercado total en 2007: 1,383 mil millones Mercado total en 2020: 3,138 mil millones Los programas de estímulo económico incluyen 300 mil millones para soluciones verdes en todo el mundo Miles de millones de euros, por sector 56 Eficiencia Energética Agua Energía renovables Otros Edificios 46 Total: 300 mil millones Vehículo de baja emisión de CO Fuente: BMU, Roland Berger Redes de Energía 63 Sistemas ferroviarios 84 Fuente: HSBC 34 Pictures of the Future Primavera 2010

35 Entrevista Paul Pelosi Jr.,de 41 años, es el Presidente de la Comisión de San Francisco sobre el Medio Ambiente. Bajo su liderazgo la ciudad realizó programas de eficiencia energética que conllevaron a una reducción de 28 MV en el uso de la electricidad. El reciclaje aumentó pasando del 46 al 70%, y las emisiones de CO 2 se redujeron en un 60% a niveles por debajo de los de Durante más de 15 años Pelosi ha estado asesorando empresas en finanzas, infraestructura y sostenibilidad. El obtuvo un BA en Historia y un JD/MBDA en Negocios Internacionales. Qué le gusta de San Francisco? Pelosi: me encanta la gente y la atmósfera abierta. Es una ciudad compacta en que caminar es una alternativa viable al transporte por vehículos. En cuanto a acciones medioambientales, encontrará a muchas personas interesadas en los temas que quieren realizar cambios. San Francisco: Por qué está pensando volverse cada vez más verde tado equipos mejoradores de la eficiencia y hemos implementado incentivos económicos. Se han alcanzado ya grandes victorias y hemos hecho grandes ahorros. La utilidad marginal de las medidas adicionales tiende de reducirse con el tiempo. Pero si usted va, por ejemplo, a Oklahoma, todavía queda por ganar mucho, en materia medioambiental y económica. Alguna vez trabajó en la banca. Hace cálculos del costo-beneficio antes a implementar iniciativas verdes en San Francisco? Pelosi: antes de que adoptemos una iniciativa usualmente realizamos un análisis completo. Por ejemplo, miramos a fondo nuestras políticas de reciclaje hace algún tiempo y determinamos que con el fin de hacerlas sostenibles, teníamos que alinearlas más estrechamente a la dinámica del mercado. La basura contiene elementos muy valiosos. Por ejemplo, se pueden recolectar algunos metales, aunque sus precios fluctúan salvajemente, creando un nivel de riesgo económico que ningún socio privado en el negocio del reciclaje aceptaría. Por lo tanto, a nivel general de ventas Debe ser más fácil introducir nuevas políticas de protección ambiental en San Francisco que en otras áreas de EE.UU. Pelosi: es al revés. Es más desafiante avanzar en San Francisco, porque ya hemos recorrido gran parte del camino. Reciclamos, hemos implemenfirmamos contratos futuros que garantizan precios estables para los metales de nuestra basura. Con base en esto colaboramos con los inversionistas privados que realizan la parte operacional. Cómo puede la tecnología ayudar a limitar el impacto medioambiental? Pelosi: la tecnología es una herramienta. Debe diseñarse de forma tal que aborde de manera efectiva los problemas más relevantes. Cuando pienso en el tratamiento del agua y en la eficiencia energética, me viene a la mente el portafolio de Siemens. Muchas de estas tecnologías le abren la puerta a la descentralización. La red inteligente, que Siemens está promoviendo, va en esa dirección. Con su ayuda, podremos diversificar las fuentes de energía y permitirle a las comunidades desarrollar sus propias soluciones únicas a los desafíos locales. Esto podría hacer posible que la ciudad cierre las plantas de energía a base de carbón en el futuro. En los últimos dos años hemos podido cerrar dos de estas instalaciones, en Bay View y en Potrero Hill. Por persona y al año, la cantidad de CO 2 emitida por los residentes de San Francisco es la mitad del promedio de todos los EE.UU. un gran éxito, pero aún es dos veces más que la de Copenhague Pelosi: esta diferencia se puede reducir con el tiempo, cuando hagamos uso de nuevas tecnologías que reduzcan el consumo de energía. Podemos aprender mucho de este proceso de los ejemplos exitosos que estamos viendo en Europa, en particular en lo que respecta al mejoramiento de la eficiencia energética. De qué forma cambiará San Francisco para el 2050? Pelosi: esperemos que no se encuentre bajo el agua! Debido al cambio climático, si no reducimos las emisiones de CO 2 drásticamente, partes de la ciudad posiblemente estarán completamente bajo el agua. Desviaremos la mayor parte de nuestra basura de los rellenos al reciclaje; la mayoría de los edificios estarán certificados por la LEED, lo que significa que satisfarán normas muy estrictas en materia de construcción medioambientalmente sostenible. Estos edificios serán también lugares más agradables para trabajar, porque tendrán más luz natural y ventilación. La ciudad mantendrá su compromiso en los parques y lo verde. Usted verá molinos de viento en la ciudad, verá plantas aprovechando la energía de las mareas y de las olas. Verá carros eléctricos y un mejor sistema de transporte local y más sistemas fotovoltaicos. Me encantará vivir en el San Francisco del 2050 siempre y cuando no esté bajo el agua. Entrevista realizada por Andreas Kleinschmidt Pictures of the Future Primavera

36 Ciudades verdes Entrevista Qué es, en su opinión, una ciudad habitable? Libeskind: una ciudad democrática, abierta, una ciudad donde usted pueda participar en el diseño de su futuro. Tiene que ser excitante. Debe haber mucha tensión en términos de tecnología, política, construcciones un cierto aire de creatividad e innovación. Usted puede tener una ciudad donde todo es perfecto y todo opere eficiente y homogéneamente, y aún así querer suicidarse porque no hay espíritu en ella. O vivir en una ciudad con grandes problemas, pero donde exista potencial y usted pueda participar en el rediseño de la ciudad. Esto último es obviamente más inspirador. Qué tan importante es el papel que desempeña la eficiencia energética en lo que concierne a sus proyectos? Libeskind: en diciembre de 2009 CityCenter abrió en Las Vegas. Es un complejo urbano de uso mixto con un área de más de 1.5 millones de metros cuadrados. Su costo total de aproximadamente $11 billones la convierte en el desarrollo más grande financiado por la empresa privada en los Estados Unidos. Es enorme, pero expresa una visión arquitectónica. Y es verde también. Todo el edificio tiene certificado oro de la LEED, lo que significa que cumple con los estándares más altos de eficiencia energética (foto en la izquierda). Regresando al sentido de la irremplazabilidad Daniel Libeskind, de 63 años, es uno de los arquitectos más reconocidos en todo el mundo. Durante muchos años enseñó teoría arquitectónica en Harvard, Yale y en la Universidad de Londres. Libeskind terminó su primer edificio, el Museo Judío, en Berlín, a la edad de 52 años. El proyecto, que se inauguró en 1999, puso a Libeskind en el mapa. Desde entonces ha estado comprometido en innovadores proyectos arquitectónicos como la reurbanización de la "Zona Cero" de Nueva York. Sus proyectos cada vez más llegan a la esfera del diseño urbano. En el 2009 el presentó una villa prefabricada eficiente energéticamente. Cuál ciudad se aproxima más a su ideal? Libeskind: tendría que ser una combinación de varias ciudades: un poco de Berlín y su talento creativo, un poco de la gran Nueva York, incluyendo partes de Queens y Brooklyn, una parte de Milán y de su estilo clásico, un poco de Kyoto con su orden, un poco de Sao Paulo y su caos. Ese sería el tipo de ciudad global que me gustaría. Las ciudades construidas sin homogeneidad con el propósito de ser parangones de eficiencia serían por lo tanto menos atractivas para usted? Libeskind: no necesariamente. Cuando digo que una gran ciudad necesita un poco de desorden para ser más habitable, me estoy refiriendo a la capacidad intelectual de cambiar en la ciudad. Se puede observar en Berlín, una ciudad en constante cambio. Sería posible hallarlo en una ciudad construida sin homogeneidad. Brasilia ofrece el ejemplo. Masdar City podría serlo también. No se trata de un edificio en particular, se trata de un ambiente que libere a la gente. La eficiencia energética se está volviendo cada vez más importante tanto en la arquitectura como en el diseño urbano. Qué significa esto para su trabajo? Libeskind: el mejoramiento de la eficiencia energética no entra en conflicto con la belleza de nuestra arquitectura. Sin embargo, un edificio grande y sostenible no debe tener arraigado en su estética la declaración: aquí estamos ahorrando energía. La gran arquitectura tiene que ver aún con sueños humanos, aspiraciones humanas. Pero la tecnología puede ayudarnos a llegar allí. La nueva tecnología nos ofrece oportunidades increíbles. No es una barrera para la gran arquitectura, no es la expresión de la gran arquitectura. La veo como un posibilitador. Siemens suministró soluciones para CityCenter que sumaron en total $100 millones Libeskind: Sí, la tecnología de construcción de Siemens se destaca prominentemente en ella. City- Center utiliza equipos de iluminación de bajo vatiaje de Osram, por ejemplo, y produce su propia energía en una planta de energía de cogeneración altamente eficiente. Los cabezales de las duchas, los grifos y los sanitarios reducen el uso de agua en un 30%. Creo que todo edificio debería tener alguna de estas características para que se le pueda denominar una obra de arquitectura. Y entonces allí está la villa prefabricada que diseñé el año pasado. Utilizamos madera como su material base. La energía fotovoltaica produce energía, y la orientación de las salas en relación con las fuentes de luz y las proporciones de las salas posibilita una impresión de baja energía. Será uno de los edificios más energéticamente eficientes, neutros en carbono, del mercado. La sostenibilidad es el camino a seguir. La gran arquitectura tiene que adoptar esta tendencia. En qué forma han afectado la arquitectura la crisis financiera y económica mundial? Libeskind: algunos proyectos gigantes como la Torre Burj Khalifa en Dubái obviamente tuvieron que terminarse a pesar de sus problemas de financiación. Otros proyectos más recientes pudieron haber sido recortados o reducidos. Pero la buena arquitectura no se trata nunca de desperdiciar dinero en proyectos. Pudimos realizar el Museo Judío de Berlín con varios millones de dólares por debajo del presupuesto. Hay límites para todo, y el hecho de que el mundo parezca estar quedándose sin recursos es un poderoso recordatorio de esto. Veo la situación actual como una oportunidad de ver la percepción de la arquitectura como algo irremplazable. No es sólo otro artículo para el consumidor, sino algo que necesitamos para la vida. Entrevista Realizada por Andreas Kleinschmidt 36 Pictures of the Future Primavera 2010

37 Masdar y Abu Dhabi El circuito de Fórmula Uno de Yas Marina se realiza en la noche. La sofisticada tecnología de Siemens, la cual podría utilizarse también en Masdar en el futuro, lo hace posible (derecha). Un desierto lleno de contrastes Abu Dhabi se está preparando para la era post petróleo con tecnología energéticamente eficiente de Siemens. Como socio tecnológico potencial, la compañía está trabajando con la iniciativa de Masdar para desarrollar conceptos para la ciudad desértica libre de CO 2 del futuro. Mayores contrastes son difíciles de imaginar. Aproximadamente el 9% de las reservas conocidas de petróleo del planeta se pueden hallar debajo de las arenas del desierto de Abu Dhabi, sin embargo allí es donde se creará también la primera metrópoli del mundo libre de CO 2 Masdar City (ver Pictures of the Future, Otoño de 2008, p. 76 y Otoño de 2009, p. 34). Sólo a unas cuantas millas de distancia, en Yas Island, los carros de carreras están rugiendo alrededor del circuito de Fórmula Uno más moderno del mundo. Entre tanto, tomando forma se encuentra cerca Saadiyat Island, un paraíso de ocio y vacaciones, que será también el hábitat de especies animales raras como la tortuga de carey. Abu Dhabi está creciendo, y en el proceso deberá establecer un balance entre todos estos desarrollos paradójicos. Pero una cosa está clara: el futuro la pertenece a la energía de fuentes renovables. Con el proyecto Masdar City, que actualmente se está concretando, los líderes municipales están mostrando su compromiso con esta tendencia. La ciudad está siendo construida cerca del aeropuerto internacional. Y al depender de fuentes renovables de energía incluida la fotovoltaica y la tecnología térmica solar deberá ser capaz de cubrir de manera autosuficiente las necesidades de sus casi residentes y de los viajeros diarios esperados. Estas necesidades serán relativamente modestas gracias en parte a los sistemas ultramodernos de manejo de los edificios. Siemens podría desempeñar un papel importante en Masdar City en áreas como el sistema de red de energía inteligente planeada, el sistema de transporte y las infraestructuras para la generación de energía. Masdar City es el único de los proyectos en el que Siemens ha estado trabajando en Abu Dhabi. En el 2008, por ejemplo, la compañía construyó una subestación transformadora cerca de la ciudad, en Saadiyat Island, que se espera que le suministre energía a toda la isla. Las instalaciones se diseñaron para que le suministraran suficiente energía hasta personas, quienes en últimas vivirán en casi apartamentos y casas privadas en la isla o se quedarán en los casi 29 hoteles de allí. Siemens y su socio del consorcio austriaco PKE Electronics AG suministró e instaló todos los sistemas eléctricos y electrónicos y el equipo del circuito de Yas Marina en la vecindad de Yas Island, incluido los sistemas de control y monitoreo necesarios para las carreras, los diferentes sistemas de seguridad y de acceso y el suministro de energía, una red de voltaje promedio de 22 kv con 18 unidades de transformadores. En este circuito, por primera vez en la historia de la Fórmula Uno, una carrera empezará en el día y terminará en la noche. Esta es la razón por la cual los mariscales de la carrera ya no ondearán más banderas para señalizar los mensajes importantes a los conductores. Este trabajo será realizado ahora por paneles de LEDs muy brillantes a lo largo de la pista. Las actividades de Siemens en el emirato van mucho más allá de infraestructura. La compañía ha invertido un total de $75 millones en dos fondos de Tecnología Limpia de Masdar; el más reciente de los cuales fue lanzado en enero de El fondo invierte principalmente en compañías en los campos de tecnologías de energía verde, recursos medioambientales, eficiencia energética y eficiencia de los materiales. "Consideramos esta inversión como una inversión estratégica que además fortalece el papel de Siemens como socio de tecnología de Masdar en el largo plazo", dice Joachim Kundt, Presidente de Siemens en la Región Inferior del Golfo. Otra inversión en Masdar el parque eólico London Array, en el cual Masdar está actuando como inversionista y desarrollador del proyecto está basada también en tecnología de Siemens aunque está en el Reino Unido, lejos de las arenas del emirato. Siemens Energy fue comisionada para equipar el parque eólico costero, el cual está ubicado en la boca del Támesis, con 175 turbinas de viento y para conectarlo a la red de energía. Con una producción de 630 megavatios, el London Array será el parque eólico más grande del mundo de su tipo cuando se termine en el A través de sus inversiones, el emirato está dejando muy claro que las contradicciones en el aquí y el ahora podrían tal vez un día sólo parecer paradójicas. Después de todo, Abu Dhabi se está preparando completamente para la era post petróleo trabajando con sus socios para desarrollar y aplicar nuevas tecnologías hasta que llegue el día en que cueste más extraer el petróleo restante del planeta que utilizar alternativas como la energía solar y eólica. Quién lo sabe? Quizás para entonces, en el circuito de Yas Marina, los carros de carreras no serán impulsados por motores de combustión y entonces, sólo en ocasiones especiales para los verdaderos fanáticos, habrá carreras que muestren la ventaja de los carros impulsados por gasolina de antaño. Andreas Kleinschmidt Pictures of the Future Primavera

38 Ciudades verdes Soluciones urbanas para China Se dice que el distrito de Pudong de Shanghái tiene el mayor número de rascacielos por kilómetro cuadrado del mundo. Las soluciones de Siemens garantizan un suministro de energía eficiente. La edad adulta de las ciudades de China Las nuevas ciudades que están surgiendo ahora en China para acomodar a millones de personas necesitan una cosa sobre todo: infraestructura eficiente que satisfaga las necesidades de los residentes y los requerimientos de protección medioambiental. China planea demostrar su capacidad de abordar este desafío en los Juegos Asiáticos de este año y especialmente durante la EXPO 2010 de Shanghái. Recibirá apoyo de la experiencia y tecnología de Siemens. C hina se enfrenta hoy a una onda de urbanización sin precedentes. En sólo las últimas pocas décadas, cientos de millones de personas se han mudado a ciudades desde el campo, y más de medio billón de chinos viven ahora en áreas urbanas. Para el 2030 en sólo 20 años esa cifra podría duplicarse. Los nuevos residentes urbanos necesitarán albergue, electricidad y agua. Adicionalmente, la continuamente creciente clase media china está aumentando el voraz apetito de energía del país al comprar más y más electrodomésticos como aspiradoras y microondas. La clase media continuará también comprando carros en la medida en que los sistemas de transporte público de las ciudades sigan sobrecargados. Los trancones de tráfico y los días de smog son ya la norma; como resultado, Chi- na es ahora el mayor productor del mundo de emisiones contaminantes. El gobierno chino está buscando constantemente soluciones de infraestructura efectivas que puedan abordar los requerimientos urbanos del siglo XXI. En algunos casos el gobierno está recibiendo ayuda de Siemens, una compañía cuyo compromiso en China data de hace más de 130 años y cuya experiencia incluye la introducción de tecnologías eficientes en muchas ciudades chinas. Siemens coordina todas sus actividades en China desde sus oficinas principales en Beijing, una torre de vidrio de 123 metros de alto que fue inaugurada en agosto de Gracias a un sistema de manejo inteligente del edificio, a su propio sistema de reciclaje de aguas residuales y al sistema de recuperación del calor, el edificio requiere aproximadamente 30% menos de energía que los edificios comparables que no cuentan con esta tecnología. Dos eventos importantes dominarán el 2010 en China: los Juegos Asiáticos en Guangzhou (noviembre 12-27) y la EXPO 2010 en Shanghái (Mayo 1-Octubre 31. Ver recuadro p. 41). A China le gustaría utilizar estos eventos para demostrar su capacidad para solucionar los retos asociados con la urbanización. Los Juegos Asiáticos serán lo destacable del año en Guangzhou, la capital de la provincia de Guangdong en el sur de China. Los preparativos se están realizando a alta velocidad desde hace varios años, con trabajadores martillando, construyendo y renovando contra el reloj. Guangzhou, que tiene más de diez millones de residentes, 38 Pictures of the Future Primavera 2010

39 intenta dar un paso adelante garantizando el manejo profesional de los millones de fanáticos del deporte que llegarán a la ciudad. El transporte público es un área clave. "Guangzhou ampliará su red de metro de cinco a ocho líneas para los Juegos Asiáticos, y otras siete líneas adicionales se implementarán para el 2020", dice Liu Hao de la División de Movilidad de Siemens. Su equipo y colegas, incluidos los socios locales, están manejando la distribución de los 79 trenes subterráneos de los tres proyectos del metro del operador del transporte público de la ciudad. Siemens ha equipado estos trenes con, entre otras cosas, tecnologías de control inteligentes y un sistema de propulsión que convierte la energía del frenado en electricidad, la cual es luego alimentada a la red. "El sistema de propulsión puede producir ahorros importantes de energía", dice Liu. El grado hasta donde la expansión del sistema de metro afectará el tráfico en las calles se está viendo gradualmente más claro. Hoy, aproximadamente 3.6 millones de personas utilizan el sistema. Sin embargo, después de la expansión del sistema, los pasajeros podrán viajar a la nueva estación ferroviaria de Guangz- hou, la cual estará abierta a tiempo para los Juegos Asiáticos. Al atender a más de personas al día, será la estación de tren más grande de Asia. La nueva Estación Ferroviaria de Guangzhou utilizará sistemas de conmutación de Siemens, lo cual garantiza una distribución confiable de la electricidad. Guangzhou obtiene gran parte de su energía de plantas hidroeléctricas ubicadas a kilómetros en la provincia de Yunnan. La distribución de la electricidad desde tan larga distancia la hace posible el que actualmente es el más grande y más poderoso sistema de transmisión de corriente directa de alto voltaje del mundo. Construido por Siemens, el sistema de transmisión transporta energía producida limpiamente a un récord de voltios y una producción de megavatios a las megaciudades de la costa sureste de China. La red abastece hasta cinco millones de hogares con electricidad; su uso de la energía hidroeléctrica reduce también las emisiones anuales de CO 2 en China en 33 millones de toneladas en comparación con la misma producción conseguida con carbón (ver Pictures of the Future, Otoño de 2009, p. 24). Uno de los principales consumidores de esta energía limpia será la Torre Oeste, cuya altura de 432 metros la convertirá en el segundo edificio más alto de China. Después de que abra sus puertas en Octubre de 2010, el gigante de vidrio será visible desde una distancia de varios kilómetros en la noche gracias a los más de accesorios de LEDs de Osram, los cuales destacarán la fachada de rombos de diamante del edificio. "Un software especial regulará cada LED y el color de la luz que este produce", explica Li Gang, gerente de proyecto de Osram en Guangzhou. "Osram ofreció el mejor sistema de iluminación controlado por computador de una sola fuente. Nuestros LEDs consumen también hasta un 80% menos de elec- prendente que la ciudad sea el mercado más importante de Siemens en China. Ya en 1904 la compañía abrió su primera oficina permanente para China en Shanghái. Hoy, Siemens emplea a personas en Shanghái, lo que la convierte en la localidad más grande de la compañía fuera de Alemania. Todos los Sectores de Siemens están representados aquí y todos ellos han ayudado a hacer a Shanghái más eficiente (ver Pictures of the Future, Primavera de 2004, p. 11). Shanghái simplemente sigue creciendo. Desde 1990, la población de la ciudad se ha casi duplicado siendo ahora de 14 millones. Pero la exuberancia de Shanghái tiene un precio. Los requerimientos de energía de la ciudad están creciendo en más de megavatios (MV) al año. Esta voraz sed de energía está siendo calmada por instalaciones como la estación de energía a base de combustión de carbón de Waigaoqiao, donde Siemens ha instalado varias turbinas de vapor de MV y generadores. Hoy, Waigaoqiao es una de las estaciones de energía a base de carbón más eficientes del mundo y abastece aproximadamente el 30% de los requerimientos de energía de Shanghái. Pero a pesar de Waigaoqiao y de muchas otras plantas de energía, la autoridad energética de Shanghái está siendo presionada a los límites de su capacidad. En diciembre de 2009, el requerimiento energético de la ciudad llegó a MV en algunos días, por lo que los cortes de energía parecían inminentes. Para satisfacer la necesidad creciente de electricidad de Shanghái y de todo el país, China planea construir no sólo plantas a base de carbón poderoso, sino también más instalaciones que utilicen fuentes de energía renovables y libres de CO 2. El enfoque aquí está en la energía eólica. En mayo de 2009 la agencia nacional de energía de China anunció planes para generar 100 gigavatios (GV) de energía con energía eólica en el Con fines comparativos, 120 GV de energía son producidos ahora con viento en todo el mundo, lo que significa que China po- Personas de todo el mundo visitarán la EXPO de Shanghái (izquierda) y los Juegos Asiáticos de Guangzhou (derecha). Los sistemas ferroviarios avanzados limitarán los trancones de tráfico. tricidad que los sistemas de iluminación de exteriores convencionales, y con una vida útil de aproximadamente horas, duran también mucho más". Símbolo de urbanización. Aunque Guangzhou es impresionante, ofrece sólo unas cuantas cosas de las que mostrará Shanghái, la ciudad industrial más importante de China y una de las ciudades de más rápido crecimiento del mundo. La población de Shanghái casi se duplicó entre 1990 y Hoy, con casi 14 millones de personas, su densidad de población es de residentes por kilómetro cuadrado, el doble de la de Berlín. Ninguna otra ciudad de China simboliza el rápido ritmo de desarrollo del país como lo hace Shanghái, donde el crecimiento puede verse por doquier. Teniendo en cuenta todo esto, no resulta sor- Pictures of the Future Primavera

40 Ciudades verdes Soluciones urbanas para China Siemens ofrece soluciones eficientes. Entre los ejemplos se encuentran el Siemens Center en Shanghái (izquierda), la planta de energía de Waigaoqiao (centro) y la planta de procesamiento de agua potable de Wuxi (derecha). drá pronto convertirse en el mercado más grande del mundo de energía eólica. Siemens está por lo tanto ampliando su red de producción mundial de plantas de energía eólica. Entre otras cosas, la compañía está construyendo una nueva planta de pala de rotor en el área industrial de la Nueva Ciudad de Lingang justo en las afueras de Shanghái. "En Septiembre de 2010 aproximadamente 200 personas empezarán a trabajar en Lingang. Las palas que producirán nos ayudarán a generar una producción anual con turbinas de viento de 500 MV", dice el Dr. Martin Meyer ter Vehn, Gerente General de Siemens Wind Power Blades. "En el largo plazo, planeamos construir tanto palas de rotor como turbinas de viento completas de la clase de 2.3 MV y 3.6 MV en Lingang para China, la región de Asia del Pacífico y otros mercados. Planeamos también aumentar la producción anual máxima de las instalaciones a aproximadamente MV". Meyer ciones. Para reducir el consumo de energía de Yangpu, Siemens ha entrado como socio estratégico de la administración del distrito. La meta inicial es emplear tecnologías de construcción de vanguardia para reducir el consumo de energía en aproximadamente 16% en las oficinas administrativas, y luego en el complejo de oficinas del Centro Comercial de Yangpu. Vendrán otros edificios. El cliente no posee riesgo financiero, ya que el modelo de contratación del rendimiento energético le permitirá al distrito pagar las cuotas de financiación del proyecto exclusivamente a través de los ahorros conseguidos en los costos de energía. En la EXPO 2010 Siemens demuestra cómo la eficiencia energética, la comodidad y la conveniencia pueden ir de la mano en el Distrito de Yangpu. La compañía planea abrir sus nuevas oficinas sede de Shanghái en Yangpu para que coincidan con la EXPO. El complejo consistirá en cuatro edificios de oficinas Bien sea en el tránsito, en la generación de energía o en la atención en salud, Siemens está involucrado en las infraestructuras de Shanghái. ter Vehn está seguro de que Siemens tendrá éxito. "China tiene un soberbio potencial, especialmente en el segmento costero. Esta es la razón por la cual el océano aquí es muy poco profundo muchos kilómetros lejos de la costa, lo cual lo hace perfecto para este tipo de instalaciones y como líder del mercado mundial de plantas de energía eólica costeras, Siemens es el proveedor perfecto", dice él (ver Pictures of the Future, Otoño de 2009, p. 16). Estrategias para reducir la demanda de energía. Sin embargo, se necesitarán más que proveedores de electricidad eficientes para garantizar que una ciudad como Shanghái obtenga la energía que necesita. El consumo de energía se ha reducido también, y esto aplica especialmente para los edificios viejos de Shanghái. Yangpu es un buen ejemplo de cómo abordar este problema. Anteriormente una zona industrial, el distrito ahora sirve como centro de conocimiento e innovación de Shanghái, albergando las renombradas universidades Tongji y Fudan, entre otras instalade cristal que albergarán a casi empleados. Gracias a las tecnologías de construcción eficientes, las bombas de calor y los sistemas de almacenamiento de frío y de recuperación del calor desperdiciado, se espera que el uso de energía del complejo sea aproximadamente 25% más bajo que el estándar de consumo de energía de EE.UU. La meta de la compañía es conseguir el certificado de la LEED expedido por el Comité de Construcciones Verdes de EE.UU. "Aumentar la eficiencia energética en los edificios es una de las principales fortalezas de Siemens en Shanghái", dice el Dr. Meng Fanchen, Gerente General de Siemens en Shanghái. "Nuestra meta y la de China implica mucho más que esto, sin embargo. Necesitamos alinear la infraestructura de todas las ciudades con las necesidades de sus poblaciones y con los requerimientos de protección medioambiental. Necesitamos hacerlo especialmente con las ciudades que se están construyendo ahora para acomodar las 13 millones de personas que se mudarán a las áreas urbanas desde el campo cada año". Esta es la razón por la que Siemens está tra- bajando con la Universidad de Tongji en modelos de eco-ciudades, los cuales se utilizarán para darle a estas "ciudades instantáneas" un diseño lo más sosteniblemente posible desde el principio (ver p. 104). "Junto con el suministro de energía y los sistemas de manejo de edificios, este método incluye también una red de transporte público eficiente, atención médica de alta calidad y el suministro de agua potable limpia", dice Meng. Estos resultan ser también ámbitos en donde Siemens tiene una amplia experiencia en Shanghái. La compañía está suministrando los componentes claves del sistema de metro de Shanghái. Por ejemplo, Siemens está construyendo 58 trenes para la Línea 11 de Shanghái junto con CSR Zhuzhou Electric Locomotive Co. de China, los sistemas de Siemens se utilizarán también para estabilizar el suministro de energía para la Línea 13 del nuevo metro, la cual hará trayectos de ida y vuelta entre el centro de la ciudad y el sitio de la EXPO. Para mejorar la atención médica en Shanghái, Siemens está planeando ahora un hospital vanguardista, integrado con la tecnología de información (IT), ahorrador de energía y medioambientalmente amigable en una sociedad pública-privada con la Universidad de Tongji y la compañía operadora de hospitales establecida en Alemania Asklepios Kliniken. La nueva instalación, que será construida en la Zona Médica Internacional de Shanghái, contará con equipo médico y soluciones de IT innovadoras de Siemens que la ofrecerán a los pacientes tratamiento de alta calidad y eficiente a precios asequibles. Agua potable asequible y hierro colado. Siemens es también pionero en la tecnología de tratamiento de agua. Al final del 2009, la compañía completó la construcción de las instalaciones de membrana de ultrafiltración más grandes de China en la ciudad de Wuxi, una de las ciudades vecinas de Shanghái. La nueva planta puede procesar metros cúbicos de agua potable al día. El sistema no requiere de pretratamiento químico y administra agua de alta calidad a la vez que requiere de muy poco espacio. Los costos operacionales de la planta son también menores en comparación con los de las plantas de tratamiento de agua convencionales. 40 Pictures of the Future Primavera 2010

41 Un golpe de eficiencia similar se espera que se logre con otra instalación construida por Siemens en Shanghái. En noviembre de 2007, Siemens-VAI entregó la planta de Corex más grande del mundo a la gigante del acero Baosteel. Las nuevas instalaciones tienen la capacidad de producir 1.5 millones de toneladas de hierro colado al año (ver Pictures of the Future, Otoño de 2006, p. 39). El sistema Corex no requiere de plantas especiales de carbón de coque ni de planta especiales de coque. Esto produce como resultado costos más bajos de los materiales para la producción de hierro colado en comparación con los sistemas convencionales. La nueva planta de Shanghái ha reducido también las emisiones contaminantes en más del 90% (ver Pictures of the Future, Primavera de 2009, p. 20 y Otoño de 2009, p. 62). Y lo que es más, el proceso Corex produce un gas que se puede utilizar en las plantas de ciclo combinado para generar electricidad de una forma costo-eficiente sin embargo hay otro beneficio que Baosteel aprecia. La compañía le comisionó a Siemens la construcción de una segunda instalación de Corex antes de que se terminara la primera. Esta tecnología podría también desarrollarse con gran éxito para Siemens, ya que China está actualmente produciendo aproximadamente la mitad del acero del mundo. Un sistema costo-efectivo y medioambientalmente amigable como Corex es por lo tanto muy interesante para el mercado chino. "Independientemente de si se trata de edificios, plantas industriales, transporte o suministro de agua todos los componentes necesarios para una eco-ciudad están aquí", dice el Dr. Meng. "Nuestro trabajo es combinarlos para crear conceptos de infraestructura alineados con las necesidades de todas las ciudades". A pesar de los gigantescos desafíos de urbanización que enfrentan megaciudades como Shanghái o Guangzhou, Meng cree que China va por el camino correcto. Uno puede por lo tanto esperar que la EXPO 2010 atraiga funcionarios de las principales ciudades de todo el mundo que estén buscando las mejores ideas para un desarrollo urbano sostenible. El slogan de la EXPO Mejor Ciudad, Mejor Vida- será simplemente como presentar fuera el centro de la Expo de Shanghái, como si estuvieran aún al interior de las puertas de la exposición. Sebastian Webel Siemens en la EXPO 2010: soluciones eficientes para la vida urbana Cuando la EXPO de Shanghái abra sus puertas en Mayo 1 de 2010 en la parte este de la ciudad, los pabellones de exhibición de 5.28 kilómetros de longitud atraerán la atención de los representantes de las principales ciudades de todo el mundo. Esta es la razón por la cual los participantes de la Feria Mundial de este año, cuyo eslogan es "Mejor Ciudad, Mejor Vida", harán énfasis en soluciones para el desarrollo urbano en una era donde la urbanización es uno de los mayores retos a los que se enfrenta el mundo. Los organizadores de la Expo esperan atraer a 70 millones de visitantes de más de 200 naciones y organizaciones internacionales a finales de octubre. Siemens está trabajando estrechamente con los organizadores de la Expo, como lo ha hecho en muchas Ferias Mundiales anteriores. La Feria Mundial de este año es particularmente importante para Siemens, que es el Socio Global oficial de la EXPO 2010 en Shanghái, China, porque la compañía se está comprometiendo cada vez más en ofrecer infraestructuras urbanas y tiene una gama en crecimiento de soluciones diseñadas específicamente para mejorar las condiciones de vida en las ciudades. Siemens demuestra estas durante la exhibición en varios pabellones individuales. Aquí Siemens, por ejemplo, presenta numerosas soluciones energéticas, industriales y relacionadas con la salud que fluctúan entre sistemas de movilidad eléctrica y modelos de turbinas de viento hasta escenarios que muestran las tecnologías del mañana. Además, muchas de las instalaciones en la EXPO 2010 tienen también en su interior tecnología de Siemens, aunque para algunos visitantes esta podría no evidenciarse de inmediato. Por ejemplo, Siemens está acondicionando la Casa de Hamburgo con soluciones tecnológicas innovadoras con el fin de garantizar un muy alto nivel de eficiencia energética. El edificio es una casa pasiva, que no requiere virtualmente de energía del exterior y que emite solamente cantidades mínimas de gases de efecto invernadero. Los sensores miden varios factores, como la temperatura, la calidad del aire, la inclinación de los rayos del sol y el número de personas actualmente presentes en el edificio. El sistema de control del edificio utiliza esta información para calcular en tiempo real cuál debe ser la posición óptima de las persianas, al igual el punto hasta el cual las salas deben ser calentadas, enfriadas o ventiladas. Siemens se está enfocando también en instalaciones permanentes que servirán como el nuevo hito verde de Shanghái una vez termine la exhibición. Estas incluyen el pabellón temático, el EXPO Center, el Centro Cultural y el inmenso Pabellón de China (foto arriba), que abarca un área total de metros cuadrados. Gracias a los sistemas de construcción vanguardistas de Siemens, estas estructuras consumen hasta un 25% menos energía que los edificios tradicionales y reducen los costos de mano de obra hasta en un 50%. Por ejemplo, los LEDs energéticamente eficientes que Osram instaló en el Pabellón de China consumen hasta 80% menos electricidad que las lámparas incandescentes tradicionales. De esta forma, Siemens está ayudando a la EXPO a demostrar cómo crear una mejor ciudad para una mejor vida. Pictures of the Future Pimavera

42 Ciudades verdes Entrevista Entre los monumentos diseñados por Niemeyer se encuentran la Catedral de Brasilia, una estructura de concreto y vidrio graciosamente curva y el Teatro Nacional de Brasilia (derecha abajo) Patrimonio de la Humanidad. Brasil: Aproximándose a su momento Oscar Niemeyer, de 102 años, es conocido por rechazar las líneas rectas. Al diseñar edificios para Brasilia en la década de los 50's, él utilizó concreto reforzado para crear formas curvilíneas notoriamente atrevidas. Uno de los pocos arquitectos que realmente diseñó la ciudad desde la mesa de dibujo hasta su terminación, Niemeyer le dio a la arquitectura brasileña una imagen conocida en todo el mundo. Nacido el 1907 en Rio de Janeiro en una familia de ancestros alemanes, Niemeyer todavía trabaja en sus proyectos diarios en su estudio en el noveno piso de un edificio de Copacabana. Muchos brasileños están convencidos de que su país está experimentando un momento mágico. La economía registra un crecimiento estable, se ha encontrado petróleo en las afueras de la costa de Rio de Janeiro y ahora los Juegos Olímpicos llegan a la ciudad Niemeyer: estoy totalmente de acuerdo. En teoría, Brasil ofrecer todo lo que la gente necesita para ser feliz. Adicionalmente, el sistema político del país ha sido bastante estable hasta ahora, gracias a que tenemos un presidente muy competente. La Copa Mundo de fútbol en el 2014 y los Juegos Olímpicos en el 2016 serán eventos muy importantes y maravillosos para el país y para Rio de Janeiro en particular. Brasil será el anfitrión de todo el mundo, y les demostraremos a todos lo que podemos hacer. El momento de Brasil en la historia mundial por fin ha llegado. Para el desarrollo urbano de Rio esto representa también oportunidades y riesgos. Los residentes de Rio, los "Cariocas", cuentan con los recursos para llevar a cabo la nueva visión de la ciudad? Niemeyer: seguro que sí. Rio está preparado para adaptarse a la nueva situación. Y para una ciudad que es ya tan bella como lo es nuestra ciudad, estos esfuerzos son muy valiosos. El gran desafío aquí, sin embargo, es estructurar inversiones de las que todos se puedan beneficiar y que incluyan también a la gente pobre. Hallaremos formas inteligentes de ampliar la infraestructura de una manera que mejore la vida del mayor número de personas posible. Y lo haremos también. No olvidemos el sentido de entusiasmo que actualmente alimenta a nuestro país. El principal problema de las ciudades brasileñas es el crecimiento incontrolado. Es todavía posible una buena calidad de vida en áreas metropolitanas con 20 millones de residentes? Niemeyer: aproximadamente 12 millones de personas viven actualmente en el gran Rio. El crecimiento sin cesar de las grandes ciudades es un problema enorme, también en Rio sólo en términos del impacto sobre el medio ambiente. Cómo le garantizaremos un suministro adecuado de agua a todas estas personas, por ejemplo? Una solución aislada no es la respuesta porque, después de todo, el fenómeno no es un problema aislado; se deriva de una variedad de causas, sobre todo sociales. Esta es la razón por la que no existe ningún gran plan que ofrezca una visión para la solución a los problemas que enfrentan las ciudades brasileñas. Brasilia, la capital, se suponía que era precisamente ese gran plan Niemeyer: Brasilia fue completamente otra cosa. La ciudad fue diseñada como una visión que simboliza el progreso de todo el país. Hallamos un sitio desocupado en que podíamos hacerlo. Pero incluso allí nos hemos enfrentado a la realidad. La ciudad entonces construida fue diseñada para una población de aproximadamente habitantes; hoy 2.5 millones de personas viven allí. Eso no significa que Brasilia sea un sueño roto. Pero los sueños deben darle vía a la realidad tarde o temprano. Los problemas de las ciudades brasileñas se pueden solucionar sólo a través de los esfuerzos diarios de planeadores urbanos y políticos que trabajen para mejorar las cosas paso por paso. Espero 42 Pictures of the Future Primavera 2010

43 que el resultado final sean ciudades que sean más humanas, con estructuras más sencillas. Cómo se le puede dar a Rio un diseño urbano más humano? Niemeyer: la respuesta es sencilla: proporcionándole alivio a las personas que viven en la miseria en los tugurios, las favelas. Creando condiciones de vida posibles que permitan la dignidad humana, a través de inversiones que realmente ayuden a las personas. Los métodos que estamos viendo hoy a nivel nacional y local no son malos. Si me pide que enumere tres cosas que me gustaría ver que el gobierno cambie, mi respuesta sería: reducir la pobreza, reducir la pobreza, reducir la pobreza. El hecho de en la historia mundial que les tome horas a los chicos que viven en las afueras de la ciudad para llegar a una escuela pública se traduce en que estos no asistan a la escuela. Esa es una de las peores cosas en lo que a mí respecta. La infraestructura debe atender las necesidades de las personas y de las inmediaciones. La gente tiene que tener acceso a cosas como cines y escuelas. Sin embargo, sin cambios sociales, no seremos capaces de movernos en esta dirección. Qué papel desempeña la innovación y la tecnología moderna en su trabajo? Niemeyer: yo asumo una visión pragmática. El progreso tecnológico es importante y valioso si atiende las necesidades de la gente. Cuando me detengo a pensar en el trabajo realizado en Brasilia, tengo que decir que para nosotros es decir los arquitectos la vida era más difícil en ese entonces en comparación con hoy. Hace cincuenta años, si queríamos construir un domo con un diámetro de 40 metros, era posible pero requería de un enorme esfuerzo. No hace mucho construimos ese domo en España. Allí no hubo problemas, como si hacer algo como esto fuera una tarea diaria. Eso principalmente debido a la innovación y al avance de la tecnología. Un desarrollo importante para muchos arquitectos es la creciente importancia de los edificios energéticamente eficientes. Lo es también para usted? Niemeyer: seguro, ese es el futuro. La arquitectura es parte de la sociedad y por lo tanto debe conllevar responsabilidad, también por su impacto, por ejemplo, sobre el medio ambiente. En mi vida profesional como arquitecto, sin embargo, ese fue un factor menos importante. Afirmaba construir cosas de una manera responsable, ya que construía para la mayoría de la gente, no para una minoría privilegiada. Y espero que la gente vea esto reflejado en los edificios. Pero entre tanto, la conciencia de la necesidad de conservar la energía se ha vuelto también parte de la responsabilidad del arquitecto. En qué está trabajando actualmente? Niemeyer: trato de mantenerme muy ocupado. Pero hemos hablado suficiente sobre arquitectura por ahora. Tú lo sabes, la vida es mucho más importante que la arquitectura. Entrevista realizada por Andreas Kleinschmidt Rio en el 2020 Durante el Carnaval, los usuarios de buses de Rio ciertamente no tienen que preocuparse por morir de sed a pesar de temperaturas de aproximadamente 40 grados Celsius. Los vendedores ambulantes venden bebidas frías en cajas de icopor llenas de hielo por dos reales ( 0.80) en los vaporosos buses calientes. Los envases vacíos son prensados por los recolectores de basura en las paradas de los autobuses. Alrededor de personas en Brasil se ganan la vida recolectando envases. Este es un ejemplo de cómo los incentivos económicos hacen posible los ciclos de los recursos sostenibles. Pero Rio, que es el hogar de seis millones de personas y de otros seis millones adicionales en la aún más grande área metropolitana, ha puesto su mirada mucho más arriba en lo que concierne a sostenibilidad. En el 2014, la ciudad será la anfitriona de un sinnúmero de partidos de la Copa Mundo de fútbol. En el 2016, Rio será la ciudad anfitriona de los Juegos Olímpicos. Las inversiones asociadas con un valor estimado de aproximadamente $10 mil millones están diseñadas para producir un legado sostenible para la ciudad de Rio de Janeiro, principalmente en la forma de nuevos corredores de tráfico y otra infraestructura. Además, estas cosas per se deben ser sostenibles en otras palabras, confiables y eficientes en materia de operación pero a la misma vez frugales en materia de consumo de energía. "Los eventos importantes que se van a realizar son una oportunidad gigante para invertir en la sostenibilidad de la ciudad", dice Luiz Fernando de Souza Pezão, Vicegobernador del Estado de Rio. "Las tecnologías energéticamente eficientes tienen un tremendo potencial en este sentido, como lo tiene la generación de energías renovables". El Rio del 2020 podría por lo tanto diferir de manera importante en relación con el Rio del La esperanza es que la gente disfrute de una vía más rápida para ir al trabajo en metros con aire acondicionado en vez de buses repletos. La energía hidroeléctrica continuará representando la mayor participación de la torta de energía, aunque una fracción cada vez mayor de la mezcla de energía provendrá de la energía eólica. Los carros serán propulsados como ya ocurre con etanol en vez de gasolina, aunque un número creciente de personas dejarán sus carros en la casa. Siemens ya está trabajando en las soluciones sostenibles del mañana. La ampliación de la Línea 1 del metro al distrito de Ipanema de la ciudad abrió sus puertas en diciembre de Aquí, como en el resto del sistema de metro, Siemens suministró, entre otras cosas, el equipo eléctrico, la iluminación y los sistemas de monitoreo e información. La línea pretende ahora ampliarse justo a tiempo para los Juegos Olímpicos a Barra de Tijuca, donde estarán ubicadas la mayoría de las instalaciones de los deportes Olímpicos. La emisión de Otoño de 2010 de Pictures of the Future informará detalladamente sobre los proyectos de infraestructura para las oportunidades de desarrollo de Rio y de Brasil. Pictures of the Future Primavera

44 Ciudades verdes Singapur Singapur está estudiando sistemas eficientes para desalinizar el agua de mar (izquierda). Los urbanistas pueden simular los efectos de los diferentes escenarios de su ciudad en el centro "Ciudad del Futuro" de Siemens (derecha). Al regreso a Singapur de un viaje al exterior en los años 60's, el Primer Ministro Lee Kuan Yew desarrolló una idea novedosa. Él decidió que esta pequeña nación isleña necesitaba apartarse de las frías ciudades grises del resto del mundo. Su sencilla receta para la prosperidad y el desarrollo fue "Plantar árboles". Hoy, casi 40 años después, la antigua nación en vía de desarrollo se ha convertido en un centro internacional de comercio y financiero. Cerca de cinco millones de personas se albergan en esta húmeda metrópoli, que ocupa un área más pequeña que la de Hamburgo. A pesar de esto, o quizás debido a esto, la sostenibilidad es la principal razón por la que este tigre asiático se ha vuelto exitoso. Las áreas verdes de la ciudad se han incrementado en un 50% desde 1986, por ejemplo, aún cuando la población creció en un 70%. Esta es una de las cosas que distinguen a Singapur de casi todas las demás ciudades importantes del mundo. "Nuestro espacio limitado hace vital que seamos diferentes", dice Andrew Tan, Presidente de la Agencia Nacional del Medio Ambiente de Singapur. "Tener una ciudad completamente funcional con un medio ambiente limpio nos dará una ventaja competitiva invaluable". Contrario a otras ciudades asiáticas grandes, Singapur se ha convertido en un verdadero jardín. Plantas exóticas dominan los cañones entre los rascacielos de Singapur y los bulevares de la ciudad tienen árboles a su alrededor. Sólo a unos cuantos kilómetros de distancia está un bosque Banco de pruebas verdes Singapur es una de las ciudades más ricas del mundo no sólo en términos de dinero sino también en lo que respecta a protección medioambiental y sostenibilidad. Siemens está ayudando a la ciudad estado a avanzar hacia un futuro verde durante más de 100 años. tropical exuberante que contiene más especies de árboles que el continente norteamericano. El gobierno planea aumentar los espacios verdes de Singapur con 900 hectáreas adicionales entre ahora y el 2020, y lanza una solución para el problema de la falta de espacio en el suelo. "Hemos lanzado un programa que apoya la plantación de áreas verdes en las terrazas de los edificios", dice Richard Hoo, Director del Grupo de Planeación Estratégica de la Autoridad de Reurbanización Urbana de Singapur. "Queremos plantar 50 hectáreas de jardinería en los edificios para el 2030, incluyendo áreas verdes en las azoteas, las fachadas y las terrazas". Estos "jardines 44 Pictures of the Future Frühjahr 2010

45 colgantes" servirán como acondicionadores naturales del aire. Dependiendo de cuánto se plante, el resultado podría reducir la temperatura ambiente en más de cuatro grados centígrados. Pero esta ciudad jardín también necesita mucha agua. En vista de esto Singapur está conectada con una red de kilómetros de drenajes y canales que transportan el agua de sus lluvias tropicales a las 15 enormes reservas, que la almacenan y la tratan y que sirven como áreas de recreación comunal. El más reciente proyecto, Marina Barrage, es un embalse, una barrera contra las inundaciones y una atracción recreativa. Además de recolectar de la lluvia y el agua de importación, la ciudad cuenta con otras dos fuentes: agua reprocesada de alto grado, denominada NEWater (agua nueva), y agua desalinizada, que es todavía una fuente de alto consumo de energía. "Es crucial para nosotros desarrollar procesos que produzcan la misma cantidad de agua potable purificada que tenemos ahora, pero que utilicen menos energía", dice Yap Kheng Guan, director de la agencia del agua de Singapur. Esto requerirá de sistemas como los desarrollados por Siemens Water Technologies en Singapur. En el 2002 la compañía instaló un nuevo sistema de filtros de membrana en las instalaciones de tratamiento del agua de Kranji en la parte norte de la isla. Estas instalaciones convierten ahora metros cúbicos de aguas residuales en agua limpia al día, la mayor parte de la cual es utilizada por la industria de semiconductores del nología de tratamiento de aguas residuales que necesita mucho menos electricidad que las técnicas convencionales", dice el Dr. Rüdiger Knauf de Siemens Water Technologies. "En este proceso, el carbono de las aguas residuales es enlazado a microorganismos que posteriormente lo convierten en biogás". El gas se puede utilizar luego para generar electricidad. "Por lo que al final, esperamos derivar la misma cantidad de energía que el proceso consume", agrega Knauf. Banco de pruebas verdes. El desarrollo de tecnologías verdes más que una oportunidad es una como banco de pruebas para el desarrollo de tecnologías sostenibles que se puedan fabricar listas para ser comercializadas. Este tipo de compañías podrán también presentar solicitudes de apoyo del gobierno. El gobierno entonces asume el control de los proyectos cuyas innovaciones ofrezcan una solución para las cuestiones urgentes de Singapur, como ocurrió con Siemens y sus tecnologías de tratamiento del agua. Singapur está buscando un método similar en el sector de suministro de energía. El país obtiene actualmente el 80% de su electricidad de plantas de energía a gas. Para reducir su dependencia del Las compañías internacionales podrán utilizar a Singapur como el banco de pruebas de tecnologías sostenibles. necesidad en Singapur. El gobierno prevé que el sector de tecnología limpia facturará alrededor de 1.6 mil millones para el 2015 y que creará también empleos. "Queremos convertirnos en el centro mundial del desarrollo y producción de tecnologías verdes", dice Manohar Khiatani, Presidente de JTC Corporation, que es responsable del desarrollo de sitios industriales en Singapur. Para ofrecerle a las compañías de tecnología limpia un escenario apropiado y ofrecerles un banco de pruebas para sus innovaciones, JTC está construyendo el primer parque comercial "verde" de Singapur, en el cual los gas, planea mejorar la eficiencia y estimular fuentes de energía renovable como la energía solar. Una red de electricidad inteligente con algunos metros de electricidad inteligente sirve ahora como campo de pruebas. "Queremos examinar cómo la cantidad cada vez mayor de energía solar se puede integrar a la red y cómo la red inteligente puede ayudar a los consumidores a optimizar el uso de la electricidad", dice Lawrence Wong, Presidente de la Autoridad de Comercialización de Energía de Singapur. "Junto con la red inteligente, el gobierno está evaluando también carros eléctricos y desplegando una red de estaciones de recarga que atiendan al lote inicial de carros eléctricos que se espera esté circulando el próximo año. Ambos proyectos nos prepararán para el futuro", dice él. país (ver Pictures of the Future, Primavera de 2006, p. 22). Y lo que es más, Siemens está ahora perseverando en lanzar otra tecnología innovadora que con seguridad atraerá mucha atención. En octubre de 2010 la compañía empezará a operar una instalación piloto que puede desalinizar 50 metros cúbicos de agua de mar de una manera altamente eficiente utilizando campos eléctricos. El proceso utiliza 50% menos energía que las mejores tecnologías convencionales (ver Pictures of the Future, Otoño de 2008, p. 39). Y los científicos de los laboratorios de la compañía en Singapur están ya preparando la siguiente innovación. "Estamos trabajando en una nueva tecedificios estarán unidos por senderos cubiertos con plantas para reducir la temperatura de todo el complejo. "La sostenibilidad medioambiental será la dirección natural que los negocios tomarán en su avanzada", dice Khiatani. "Nuestro Parque de Tecnología Limpia será emblemático". Singapur espera que su revolución verde conduzca no sólo al éxito económico sino también a nuevas ideas para equilibrar el alto crecimiento poblacional con sostenibilidad y espacio limitado por ejemplo, la estrategia de "laboratorios vivos" (ver entrevista en la p. 46). Esta estrategia le permite a las compañías internacionales utilizar la ciudad Economía sostenible. El futuro de las principales áreas metropolitas es también el enfoque del centro de competencias de desarrollo urbano "Ciudad del Futuro" operado por Siemens en Singapur. Aquí los legisladores de todo el mundo pueden revisar soluciones para las ciudades y aprender cómo manejar el crecimiento urbano de una manera más sostenible. "Hemos desarrollado un juego interactivo que le permite a los visitantes manejar una ciudad virtual", dice el director del centro, Klaus Heidinger. Aquí, cuatro jugadores asumen la responsabilidad de la ciudad durante un periodo simulado de 50 años. "Usted pierde muy rápidamente si no juega en equipo", dice él. Perder significa poner en riesgo de bancarrota a su ciudad virtual algo que puede pasar muy rápidamente. Si, por ejemplo, el jugador responsable de la infraestructura construye muchas vías, el nivel de contaminación ambiental aumentará automáticamente y el índice de calidad de vida descenderá. Si uno de los demás miembros del equipo fracasa en contrarrestar Pictures of the Future Primavera

46 Ciudades verdes Singapur Reciclaje del CO 2 este desarrollo rápidamente construyendo plantas de energía verde que compensen los mayores niveles de emisión, por ejemplo, la ciudad simulada colapsará y entrará en bancarrota. Incluso algunos de los alcaldes de la vida real tendrían problemas con el juego, según Heidinger, especialmente si no son capaces de tomar decisiones rápidas. Sin embargo otra aplicación de Siemens desarrollada en el centro le ayudará en el proceso de la toma rápida de este tipo de decisiones: "Cabina de la Ciudad" es una solución de software que le permite a los encargados de tomar decisiones visualizar la información actualizada de su ciudad en sus PCs. Esta información puede incluir todo desde niveles particulares hasta ingresos por impuestos. "Este software hace posible solucionar prácticamente cualquier problema de la ciudad en sólo dos minutos", dice Heidinger. Florian Martini Mercado líder de la sostenibilidad Entrevista El Dr. Beh Swan Gin (42 años) es el Director Administrativo del Comité de Desarrollo Económico de Singapur. Doctor en medicina, ha trabajado durante 16 años en el Comité, que el mismo considera como la "brújula" para la evolución de Singapur como centro de negocios. La planta de tratamiento NEWater de Kranji transforma el agua residual en agua potable. Qué papel desempeña la sostenibilidad en el desarrollo de Singapur? Gin: En Singapur, con espacio y recursos limitados, la tierra ha sido siempre un lujo que debe ser manejado cuidadosa y eficientemente. Es gracias a nuestros padres fundadores que con frecuencia somos vistos como un ejemplo de urbanización sostenible. Ya en los años 60's ellos tomaron una decisión consciente de darle prioridad al desarrollo sostenible. Ellos querían que Singapur se convirtiera en una ciudad jardín que prosperara económicamente mientras crecía en armonía con la naturaleza. Hasta qué punto puede la sostenibilidad estimular también el desarrollo económico? Gin: en Singapur combinamos nuestra propia necesidad de soluciones sostenibles con ideas innovadoras de compañías de todo el mundo para el beneficio de ambas partes. Compañías como Siemens puede utilizar nuestra ciudad como banco de pruebas y colaborar con las universidades e institutos locales para determinar si sus ideas funcionan. Si lo hacen, Singapur podrá entonces servir como mercado líder. En consecuencia utilizamos a Singapur como un conjunto de laboratorios vivos para las innovaciones. Podría darnos un ejemplo concreto? Gin: miremos las tecnologías del agua. La idea del laboratorio vivo nació cuando buscábamos nuevas soluciones en el campo del tratamiento del agua con el fin de depender menos de las importaciones. Soluciones que fueran de interés para Singapur tecnologías altamente eficientes, ahorradoras de espacio no existían en ese entonces. En consecuencia establecimos las condiciones óptimas para que compañías de todo el mundo desarrollaran y evaluaran nuevas ideas innovadoras aquí. Muchas de estas innovaciones están ahora en operación en Singapur. Entrevista realizada por Florian Martini. El dióxido de carbono es más que sólo un gas de efecto invernadero que estimula el calentamiento global. Hace que las plantas crezcan más rápido y sirve como materia prima de productos químicos y combustibles. Esta es la razón por la que los investigadores de Siemens quieren hacer mucho más con él que bombearlo al subsuelo. 46 Pictures of the Future Primavera 2010

47 Si el doctor Ahmed Osman se saliera con la suya, todos los edificios en la tierra podrían convertirse en un árbol. Ahmed, que dirige la Investigación y el Desarrollo de la División de Tecnologías de Construcción de Siemens en Buffalo Grove, Illinois, estaría feliz de ver Edificios "verdes" en todas partes metafóricamente hablando, claro está. "Si aplicamos los principios de la fotosíntesis en el recubrimiento de fachadas, cada edificio podría convertir el dióxido de carbono (CO 2 ) del aire en compuestos de carbono, tales como metanol", dice él al describir su visión de los "Edificios como un árbol", que está promocionando, junto con el Prof. Maximiliano de Fleischer Siemens Corporate Technology (CT) en Múnich, Alemania. Estos revestimientos deben contener partículas de pigmentos a nanoescala que ayuden a capturar la luz del sol en la misma forma que lo hace la clorofila en las plantas, así como el dióxido de titanio, que también se encuentra en los revestimientos de las paredes y en la pasta de dientes y, como la silicona de una celda solar, puede convierten la luz solar en electricidad. "Los recubrimientos podrían ser verdes como una hoja, pero también naranja, rosa o gris", añade Ahmed. La energía solar capturada de esta manera podría ser utiliza para convertir el CO 2 en combustibles como el metanol, que luego sería transmitido a través de un sistema de tuberías capilares a un tanque dentro del edificio. Desde allí podría Las algas utilizan el CO 2 para crear biomasa. Y lo que es más, ellas lo hacen entre cinco y diez veces más eficientemente que las plantas de la tierra, y podría reemplazar el petróleo como fuente de combustible o los plásticos. Convirtiendo el Carbono en dinero en efectivo ser transportado a otros lugares o utilizado en el sitio si es necesario para producir calor y electricidad. Ahmed está particularmente impresionado con el tremendo potencial del método. "Al aprovechar sólo una cuarta parte de la energía solar que cae sobre los edificios en Estados Unidos, una gran parte del dióxido de carbono emitido en los EE.UU. podría ser reutilizado", dice él. Pero lograr una eficiencia del 25% en estos sistemas sigue siendo sólo una visión aunque una atractiva. La Asociación de Industria Química Alemana (VCI) considera la fotosíntesis sintética como "una de las más atractivas variantes" para la reutilización de CO 2 "en el largo plazo". De hecho, celdas de dióxido de titanio de color rojo brillante que convierten la luz solar en electricidad ya existen. Estas están siendo fabricadas por la compañía de celdas solares australiana Dyesol para su despliegue en los techos y tienen una eficiencia del 10%. Y la empresa galesa G24 Innovations ha estado produciendo estas celdas solares como proveedores de electricidad empaquetada en plástico en una buena racha desde finales de Utilizar la luz solar para convertir el CO 2 y el agua en metanol y oxígeno, sin embargo, sigue siendo un problema para los científicos que realizan investigación básica. Sus estudios se centran en la búsqueda de catalizadores adecuados y estables para la reacción química. La fotosíntesis sintética es una de las muchas opciones cuando se trata de reutilizar el CO 2 perjudicial para el clima, en lugar de sólo lanzarlo a la atmósfera o enterrarlo bajo tierra. Después de todo, todo lo que se produce en la actualidad con materias primas fósiles desde los combustibles hasta los plásticos se podría teóricamente producir también a partir del dióxido de carbono. Expertos representantes de la ciencia, los negocios y la industria le dieron una mirada más atenta a las más prometedoras ideas para el reciclaje de CO 2 en un taller en Bonn, en el otoño de El coloquio fue organizado por Siemens y el Ministerio Federal de Educación e Investigación (BMBF) de Alemania. "Nuestro objetivo primordial fue ilustrar el potencial para la realización de las diversas estrategias para el uso del CO 2 ", dice el Dr. Jochen Kölzer de Siemens CT. El solo BMBF invertirá 100 millones en los próximos cinco años en investigación y desarrollo en este campo. Biocombustibles a partir de algas. Uno de los métodos que se discutieron en el taller de Bonn fue el reciclaje del CO 2 a partir de las algas. "Las algas utilizan la fotosíntesis para la construcción de nueva biomasa a partir de los átomos de carbono del dióxido de carbono, y lo hacen entre cinco y diez veces más eficientemente que las plantas terrestres", informa el Dr. Manfred Baldauf, un químico de Siemens CT en Erlangen. La biomasa resultante se podría utilizar en el futuro para producir biogás, biodiesel y bioplásticos. No se requiere de agua potable para el cultivo de las algas; los pequeños organismos prosperan en aguas salobres o incluso agua de mar. "El cultivo de algas no consume acres de superficie que de otro modo se podrían utilizar para el cultivo de alimentos, ya que se podrían construir bioreactores en terrenos baldíos", dice Baldauf. El taller puso de manifiesto, sin embargo, que una superficie equivalente a unos campos de fútbol sería necesaria para convertir las emisiones de CO 2 de una planta de 100 megavatios de energía operada con carbón. Con su instalación piloto de algas de 600 metros cuadrados en la planta de energía a base de lignito de Niederausβem en las afueras de Colonia, por ejemplo, el operador de la planta de energía RWE Power acumula menos CO 2 en un año entero del que la planta de energía produce en sólo 15 segundos de funcionamiento. La investigación en esta área es sin embargo significativa porque las algas pueden procesar el CO 2 directamente de los gases de combustión de una central eléctrica. De hecho, los residuos de calor de la planta de energía incluso estimulan su crecimiento. Científicos de numerosas instituciones de investigación están trabajando para hacer el proceso más eficiente. Quieren no sólo aumentar la cantidad de luz que es introducida en los sis- Pictures of the Future Primavera

48 Ciudades verdes Reciclaje del CO 2 temas de algas sino también desarrollar métodos para el reciclaje de los nutrientes de las algas como los fosfatos y los óxidos de nitrógeno. Además, las aguas residuales industriales podrían utilizarse también como una fuente de nutrientes. Los investigadores de CT han desarrollado un método por medio del cual, las algas pueden ser fácilmente cultivadas: adicionando partículas de magnetita a las algas. Un imán puede luego recolectar las algas sin que se tenga que drenar el agua del tanque de cultivo. Una de las ventajas de este concepto es que como se minimiza la pérdida de agua, se abre la opción para la producción de algas en áreas secas. Una materia prima industrial? En lo que respecta al reciclaje de CO 2, los investigadores pueden buscar algunas tecnologías comprobadas como inspiración. Después de todo, el dióxido de carbono ha sido una fuente importante de carbono para la industria química durante décadas. Aproximadamente 110 millones de toneladas de CO 2 son sometidas a reacción aquí cada año, reporta el Dr. Michele Aresta, profesor de química de la Universidad de Bari, Italia. El dióxido de carbono es utilizado como materia prima para la urea, la cual puede ser luego procesada como fertilizantes y resinas sintéticas. El ácido salicílico de la Aspirina es también fabricado con la ayuda del CO 2. Un proceso que podría ser particularmente importante para el reciclaje futuro del dióxido de carbono es la producción de metanol. Este alcohol es actualmente producido industrialmente a partir de la síntesis del gas, una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno. Es también técnicamente posible producirlo a partir del CO 2 y de hidrógeno. Hoy, el metanol es utilizado principalmente como solvente y como sustancia base de químicos industriales. Se puede utilizar también en celdas de combustible para la generación de electricidad o como combustible. "El metanol se podría utilizar básicamente inmediatamente como aditivo de la gasolina sin necesidad de crear una nueva infraestructura o colocarlo en las nuevas bombas de las estaciones de gas", dice el químico de Siemens Baldauf. El metanol se puede convertir también en dimetil éter como aditivo del combustible diesel. Incluso metano, especialmente en la forma en la cual se presenta en el gas natural, podría algún día producirse en grandes cantidades a partir del CO 2 y del hidrógeno y luego enviarlo directamente a las redes de suministro de gas existentes. El factor decisivo para el equilibrio de CO 2 ambientalmente amigable entre la producción de metanol y de metano es la fuente del hidrógeno. "Si el hidrógeno es extraído del gas natural o del petróleo, como ocurre típicamente en la actualidad, el daño medioambiental excede el beneficio", dice Baldauf. Lo anterior porque en últimas más CO 2 es liberado en comparación con el que se puede capturar mediante la reacción para producir metanol. Los investigadores están por lo tanto trabajando, por ejemplo, en métodos para producir hidrógeno a partir del agua utilizando algas o electricidad de fuentes renovables. "Si el hidrógeno se produjera en granjas eólicas o parques solares, podría ser procesado adicionalmente en la forma de metanol o metano directamente en el sitio", explica Baldauf. "Eso proporcionaría simultáneamente medios de almacenamiento para la energía eólica o solar extra". El hidrógeno podría, desde luego, ser utilizado directamente como fuente de energía, la cual sería dos veces igual de eficiente desde el punto de vista energético. Sin embargo, un argumento en contra de este método es que tendría que construirse una infraestructura independiente, incluyendo bombas de reabastecimiento de combustible, para poder transportarlo. Mineralización: la respuesta en el largo plazo? Una tecnología que está lejos de la realización, pero que ofrece quizás el mayor potencial es la mineralización. "Con la mineralización, el CO 2 es químicamente enlazado en las rocas de silicato que contienen magnesio o calcio", reporta Baldauf. Este proceso se da de manera espontánea en la naturaleza, aunque lentamente. Los productos de la mineralización son los carbonatos polvos tipo tiza que se podrían utilizar como rellenos en la industria del papel o en la construcción. El carbonato de magnesio es familiar para los alpinistas o los que practican gimnasia. Le da mayor agarre a las manos y ayuda a secar la transpiración. La mineralización podría tener un potencial tremendo. "Teóricamente, la roca de una sola montaña grande del Sultanato de Omán podría sacar de circulación más dióxido de carbono que el que podríamos producir en todo el mundo", dijo el Profesor Ron Zerhoven de la Abo Akademi de Finlandia en el taller realizado en Bonn. Sin embargo, la roca tendría que ser primero minada y pulverizada para que proporcionara la mayor área posible para la reacción química, acelerando así la reacción un procedimiento que emplearía mucha energía. Además, millones de toneladas de carbonato tendrían que ser transportadas y almacenadas. Muchos métodos para utilizar el CO 2 están todavía en su infancia. "La mayoría de ellos son téc- La energía eólica puede producir hidrógeno, el cual se puede combinar con el CO 2 del aire para formar metanol. Las algas utilizan el CO 2 del gas de combustión de las plantas de energía para crecer. Los silicatos por lo tanto se podrían transformar en sustancias útiles como el carbonato de magnesio (derecha). nicamente viables, sin embargo", hace énfasis el Dr. Günter Reuscher de la Asociación de Ingenieros Alemanes. El objetivo más importante es preparar ahora equilibrios amplios de energía y CO 2 y revisar la viabilidad económica de la implementación industrial. Estos análisis se deben comparar también con los balances de estrategias alternativas. "Sólo entonces podremos decir cuál opción tecnológica es mejor desde el punto de vista medioambiental", dice Reuscher. Las posibilidades de reciclar el CO 2 no se deben utilizar como una excusa para ser menos cuidadosos en el futuro tratándose del uso de materias primas fósiles. Como dice Reuscher, "Siempre resultará más eficiente evitar la producción de dióxido de carbono que reciclarlo". Sin embargo, las inversiones en la investigación y el desarrollo, al igual que el trabajo continuo de parte de químicos e ingenieros, podría convertir el dióxido de carbono en un mejor vendedor algún día. Esto ya ocurrió con una refinería de petróleo alemana. Su gas de desecho de dióxido de carbono es utilizado como acelerador del crecimiento en invernaderos cercanos. Aquí, el gas vilificado como un asesino del clima se ha convertido en una vaca de dinero que incluso vende de vez en cuando. Andrea Hoferichter 48 Pictures of the Future Primavera 2010

49 Granjas verticales Las granjas verticales podrían alimentar a las megaciudades. Incluso hoy, invernaderos en las azoteas serían suficientes para alimentar gran parte de la población de Nueva York. Comida donde se necesita En el futuro, los invernaderos urbanos a gran altura podrían ayudar a alimentar a la población creciente del mundo, haciendo posible a la vez transformar algunas granjas en bosques. Dickson Despommier, un parasitólogo de la Universidad de Columbia en la ciudad de Nueva York, tiene su oficina en el segundo piso del edificio de 15 pisos con vista al Río Hudson. Desde aquí él puede ver el puente George Washington y los acantilados boscosos de New Jersey en el banco opuesto. A pesar de esta gran ubicación, el científico de 70 años está soñando en un tipo muy diferente de edificio. Lo que Despommier tiene en mente es lo siguiente: un rascacielos de 30 pisos con una fachada transparente detrás de la cual colores verdes que fluctúan entre pastel y esmeralda brillan en el sol. En vez de tener paredes interiores, cada piso contendría campos hidropónicos de trigo, cebada o maíz; estantes con cientos de plantas vegetales y macetas coloridas; áreas en las cuales los pollos podrían caminar con libertad; y tanques de agua para la cría de peces o de camarones. El calor y la luz provendrían de celdas solares, fuentes geotérmicas, energía eólica o hidroeléctrica, y los fertilizantes se obtendrían del sistema de aguas residuales y de estiércol de ganado. Esta visión de Despommier de una "granja vertical" que suministraría alimento fresco a miles de personas desde un sitio en el centro. Y aunque la idea podría parecer audaz, realmente encaja idealmente con la onda actual de planeación urbana verde moderna, y los rascacielos simplemente conformarían un oasis urbano que complementaría los parques de hoy. Y lo que es más, la gente podría obtener vegetales frescos, frutas, granos y aves de corral todos los días de sus granjas, eliminando de esta forma la necesidad de tener que importar alimentos sin mencionar los de otras partes del mundo. "Muchas personas medioambientalmente conscientes dicen que necesitamos comprar alimentos producidos localmente pero usted no puede conseguir nada más local que su propio vecindario ", dice Despommier. Despommier tiene dos argumentos que respaldan su concepto de granja vertical. El primero implica el crecimiento de la población global. La ONU estima que para el 2050, más de nueve billones de personas estarán viviendo en el planeta, la mayoría de los cuales lo harán en ciudades. Esto creará la necesidad de casi un billón más de hectáreas de tierra cultivable un área aproximada al tamaño de Brasil. En segundo lugar, las granjas verticales ayudarían a combatir el cambio climático de dos maneras, como lo explica Despommier: "Por un lado, los alimentos producidos localmente en todo el año tendrían un impacto tremendamente positivo sobre los costos de transporte y refrigeración, al igual que sobre las emisiones de CO 2. Adicionalmente, la tierra actualmente utilizada para la agricultura podría devolvérsele a la naturaleza, creando sumideros de carbono gigantes". No hay duda de que Despommier está alcanzando el cielo, metafóricamente hablando. Sin embargo, el concepto con el que llegaron él y sus estudiantes hace diez años podría ser viable. Por ejemplo, invernaderos altamente eficientes han existido durante algún tiempo en sitios donde uno no esperaría encontrarlos. Uno de estos invernaderos, conocido como Eurofresh, es el invernadero hidropónico más grande de los EE.UU., y es capaz de producir todo el año, incluyendo toneladas métricas de tomates al año. El invernadero requiere también 70% menos agua que un campo convencional, ocupando a la vez mucho menos espacio. Esta es la razón por la cual en un sistema hidropónico, el agua enriquecida con nutrientes no es absorbida por el suelo sino que por el contrario es suministrada directamente a las plantas de raíz dentro de un recipiente de material hidropónico y donde no hay suelo hay menos plagas. Las enferme- Pictures of the Future Primavera

50 Ciudades verdes Granjas verticales dades peligrosas y los parásitos representan menos problemas aquí que en campos abiertos, lo que significa que se necesitan también menos pesticidas. Según Despommier, Eurofresh demuestra sólo cuánto puede cultivarse en interiores hoy utilizando tecnología de vanguardia. Sin embargo, critica el hecho de que Eurofresh esté ubicada tan A pesar de todo el entusiasmo, quedan muchas preguntas abiertas, especialmente las que involucran los costos. Por una parte, los valores de las propiedades son muy altos en las ciudades principales. Cuando se le indaga al respecto, Despommier dice que toda ciudad tiene suficientes áreas abandonadas para acomodar granjas verticales, pudiéndose uti- Un edificio de treinta pisos podría cultivar tantas plantas como una granja convencional de diez kilómetros cuadrados. lejos de un área metropolitana importante y que distribuya gran parte de su producción en todos los Estados Unidos. "Incluso si no se tienen en cuenta los costos de transporte y energía, un gran número de vegetales se dañan en la ruta", explica él. Sin embargo, Despommier se imagina estas granjas verticales como algo parecido a Eurofresh, con la excepción de que sus instalaciones estarían en varios pisos y localizadas directamente en áreas urbanas. lizar también las propiedades de la ciudad. "En Nueva York, por ejemplo, tenemos el Campo Floyd Bennett en Brooklyn, un campo aéreo que mide aproximadamente cinco kilómetros cuadrados", explica él. "También está la Isla de los Gobernadores en el Puerto de Nueva York. Tiene 70 hectáreas, y la ciudad lleva años tratando de imaginar que hacer con esto". Despommier dice también que aunque las granjas verticales ocupan poco espacio, estas pue- la razón por la que Gene Giacomelli es cuidadosamente optimista sobre los prospectos de granjas verticales. Como experto del Centro de Agricultura Medioambiental Controlada de la Universidad de Arizona en Tucson, Giacomelli planeó y construyó una sala de cultivo para la estación de investigación de EE.UU. Amundsen- Scott en la Antártica en el "Todavía no está claro cómo podemos resolver el problema de producir suficiente luz a un precio asequible para todas las plantas en este edificio", dice él. "Esa es la razón por la que todavía resulta más fácil cultivar afuera en el campo. Pero los obstáculos no son insuperables". Despommier, por su parte, no se deja intimidar por un par de obstáculos; aunque él ha reducido un poco sus planes y los ha vuelto más flexibles. Por una parte, él ha decidido que las primeras granjas verticales no necesitarán tener 30 pisos de alto ni tener que alimentar a personas. En vez de esto, él está ahora promoviendo un proyecto piloto que involucra la cooperación con universidades y compañías agrícolas para evaluar inicialmente va- No resulta sorprendente que los arquitectos, que tienen reputación de emocionarse con conceptos futuristas, hayan presentado innumerables propuestas de granjas verticales. Uno de ellos es Oliver Foster de "O Design" en Brisbane, Australia. El diseño de Foster prevé una granja de 12 pisos al aire libre que sea tan atractiva como la que se presentó en "Science Express", una exhibición basada en un tren que es parcialmente financiada por Siemens y que recorrió varias ciudades alemanas en el 2009 (ver Pictures of the Future, Otoño de 2009, página 82). Actualmente Foster está trabajando en el diseño de una granja vertical para Singapur. Cada piso del edificio redondo que Foster planea tiene seis metros de alto, para permitir la mayor entrada de luz día posible. La estructura tendría superficies blancas y reflectivas, que junto con los LEDs ayudarían a distribuir mejor la luz en todo el edificio. El diseño de Foster tiene también un garaje adyacente cuyo techo serviría como plantación de frutas. El garaje en sí estaría conectado a la granja por un puente. "Usted podría integrar fácilmente un restaurante a este complejo", dice Foster, "y utilizar los alimentos de la granja producido en el sitio". Producir alimentos en los edificios altos de una megaciudad no sólo reduciría significativamente las emisiones de CO 2, sino que también reducirían los costos de transporte, refrigeración y almacenamiento. den medir lo mismo que instalaciones de agricultura grandes. Esa es la razón por la que los cultivos pueden crecer durante todo el año, lo que significa que la lechuga se puede recoger cada seis semanas, e incluso el maíz y el trigo podrían cosecharse tres o cuatro veces al año. Se podrían utilizar también granos en miniatura especialmente cultivados. Sus tallos podrían crecer más cerca unos de otros y en dos niveles en vez de un solo nivel en cada piso. Este tipo de pensamiento conduce a Despommier a la siguiente conclusión: "Un edificio de 30 pisos ubicado en un bloque de 0.6 kilómetros cuadrados en Nueva York podría cultivar tantas plantas como una granja de diez kilómetros cuadrados". Plantaciones en las azoteas. Una granja vertical necesita tener un sistema de irrigación y ventilación que funcione bien y suficiente luz y electricidad todos a un costo asequible. Esa es rias tecnologías. Él ha dado también pequeños pasos en la dirección correcta, como invernaderos en las azoteas, los cuales si se instalaran por todo Nueva York podrían producir suficiente comida para alimentar una proporción importante de los residentes de la ciudad. Las autoridades públicas están tomando en serio las ideas de Despommier. Varias ciudades, incluida Nueva York y Newark, New Jersey e incluso el gobierno de Jordania han expresado su interés en este concepto de granjas verticales debido a su deseo de reducir la presión sobre los recursos de agua. El problema es que los presupuestos están apretados en el momento, lo que significa que no se puede esperar un gran avance por ahora. Sin embargo, Despommier cree que el reto que se avecina forzará en últimas a la gente a poner en acción este plan. "Nada motiva más a la gente que tratar de evitar la muerte inminente", dice él, "que es realmente a lo que nos enfrentamos con la sobrepoblación y el cambio climático. Las granjas verticales podrían ayudarnos a salir del embrollo en el que nos encontramos". Hubertus Breuer 50 Pictures of the Future Primavera 2010

51 Manejo de la energía Gracias a la tecnología de iluminación y de construcción de Siemens, el Centro de Convenciones de Vancouver (izquierda) y la sede del periódico Süddeutscher de Alemania satisfacen los más altos estándares de eficiencia. Un método holístico para los edificios Los edificios de hoy podrían conseguir ahorros de energía de hasta el 50%. Todo lo que se necesita es la combinación inteligente de sistemas de iluminación, aire acondicionado y seguridad. Los edificios literalmente engullen energía. De hecho, los gastos por el consumo de energía representan alrededor del 40% de los costos operativos totales de un edificio. En conjunto, los edificios son responsables del 40% del consumo de energía primaria de todo el mundo y de alrededor del 21% de las emisiones de gases de efecto invernadero (Pictures of the Future, Otoño de 2008, pp ). Pero el potencial de ahorro es también considerable. "La iluminación representa el 19% del consumo total de electricidad en todo el mundo", explica Peter Dobiasch, especialista en sistemas de iluminación profesionales de la filial de Siemens Osram. "El uso de sistemas de iluminación más eficientes entre todas las formas de fuentes de luz reduciría el consumo de energía en una tercera parte". Incluso se podrían conseguir mayores ahorros cuando las fuentes de energía y los consumidores de energía estén óptimamente armonizados. Eso es lo que la división de Tecnologías de Construcción de Siemens (BT) está ahora haciendo en sociedad con Osram. La configuración optimizada en un edificio de oficinas podría lucir como esto: un detector de presencia para determinar si hay alguien en la sala; un sensor de calidad del aire para medir el nivel de CO 2 si no hay nadie allí, la iluminación y la ventilación se podrían apagar; un sistema regulador de intensidad con un sensor de brillo para determinar cuanta, si se necesita, luz artificial se requiere; persianas y mamparas solares que automáticamente rastreen el curso del sol para permitir el ingreso de la cantidad óptima de luz día; y un sensor de temperatura para medir la entrada de calor para que el sistema pueda determinar si la combinación del aumento de sombra y luz artificial sería más energéticamente eficiente que aumentar el aire acon- dicionado. "Algoritmos inteligentes son utilizados para calcular cuál combinación ahorra más energía", explica Dobiasch. "Un edificio puede conseguir ahorros de hasta el 50%. Hoy, Siemens es la única compañía que ofrece este sistema holístico para reducir los costos de energía". De hecho, como lo explica Dobiasch, Siemens garantiza incluso que se consigan sus ahorros de energía predichos. "La inversión se paga como norma, entre dos y cinco años", dice él. Siemens ofrece un servicio contractual especial en este campo. Una vez los ingenieros de Siemens y los diseñadores de iluminación de Osram han analizado los requerimientos de un edificio, la compañía financiará provisionalmente la instalación de la nueva tecnología. Esto significa que el cliente no tiene que pagar de una vez sino que puede amortizar la inversión por medio de los ahorros anuales en los costos de energía. Hasta la fecha, Siemens ha terminado más de de este tipo de proyectos en todo el mundo, con ahorros garantizados de 2 billones y una reducción de las emisiones de CO 2 de 1.4 toneladas métricas. Los proyectos conjuntos de Osram y Siemens BT incluyen la instalación de un sistema de manejo integrado de edificios para la extensión del Centro de Convenciones de Vancouver de metros cuadrados en Canadá. Como resultado, el edificio ha recibido la certificación de oro por el cumplimiento de las normas de Liderazgo en Energía y Diseño Medioambiental (LEED). Este sistema de clasificación de EE.UU. otorga puntos por el bajo consumo de energía, el diseño de edificios verdes, la reducción de desechos y la reducción de las emisiones de CO 2. El Centro de Convenciones de Vancouver tiene un techo verde de 2.5 hectáreas que ayudará a dejar el edificio completamente neutro de CO 2 desde el A comienzos de 2010 la sede de Múnich del periódico Süddeutscher Verlag, con un espacio en oficina para empleados, fue premiada también con la certificado LEED de oro el primer edificio de oficinas en Alemania en recibir este honor. Las especificaciones de este cliente fueron estrictas, incluyendo eficiencia energética y un medio ambiente de trabajo óptimo, pero también flexibilidad para acomodar a diferentes usuarios y a los inquilinos potenciales. La solución fue instalar un sistema de automatización innovador en el edificio de Siemens junto con sistemas de control de salas individuales con la presencia de detectores, por lo que la iluminación se puede apagar o regular cuando se requiera de menos luz. Adicionalmente, un sistema electrónico proporciona una mezcla óptima entre una bomba de calor geotérmica, consumidores de energía, radiación solar incidente y ventilación, manteniendo así la temperatura ideal en el edificio sin tener que hacer uso del sistema de calefacción del distrito municipal. "Osram y BT tienen mucho más ideas para los edificios del futuro", explica Tobias Huber, Jefe de Desarrollo Comercial de Iluminación en BT. En el evento de un incendio en el hotel, por ejemplo, el siguiente escenario sería posible: detectores de presencia registran cuáles salas están ocupadas y la iluminación de la sala se activa para despertar a los ocupantes. Las persianas se levantan automáticamente para que el acceso a las ventanas no se bloquee. Al mismo tiempo, el sistema de iluminación es encendido para el suministro de energía de emergencia, la luz ilumina la ruta de evacuación en los salones, y los detectores de presencia ayudan a los trabajadores rescatistas a ubicar personas lesionadas. Bernhard Gerl Pictures of the Future Primavera

52 Ciudades verdes LEDs Orgánicos Le gustaría echar un vistazo? dice el Dr. Christoph Gärditz, quien trabaja en el desarrollo comercial de luces de LED y OLED en Opto Semiconductores de Osram, la filial de Siemens. Gärditz hace referencia a "Orbeos", la primera baldosa de luz OLED disponible comercialmente en el mundo. En sus manos tiene una hoja del tamaño de una palma delgada de vidrio no reflectivo que despliega un blanco placentero. Pesa un poco más que un sobre. "Este es un producto pionero en el camino de crear OLEDs que se ajusten a iluminación de propósito general", dice Gärditz, quien dice que es un buen ejemplo de por qué los diodos emisores de luz orgánicos (OLEDs) cambiarán por completo nuestra idea de la iluminación (Pictures of the Future, Primavera de 2007, p. 34). La mayoría de lámparas que se usan hoy, bien en la forma de bombillos incandescentes, de focos de halógeno o de diodos emisores de luz (LED), son fuentes de puntos de iluminación. Los OLEDs, de otra parte, son planos y emiten luz a color o blanca uniformemente a lo largo de su superficie. En su núcleo, un OLED consta de varias capas de materiales especialmente diseñados que en conjunto tienen sólo 500 nanómetros de espesor una centésima de un cabello humano. Estas capas están apiladas entre dos superficies de contacto conductoras de electricidad y una tapa y una base hechas de vidrio. Cada capa de plástico consta de cadenas de pequeñas moléculas orgánicas. Cuando se aplica una corriente eléctrica, los portadores de la carga, en este caso electrones y "orificios" de electrones, se desplazan a lo largo de estas cadenas. Los orificios son sitios que están disponibles para los electrones. Empezando desde un nivel más alto de energía, los electrones pueden caer en estos espacios vacíos y en el proceso emitir su energía extra en la forma de luz. Como resultado, la capa se ilumina, y el tipo de molécula que está involucrada determina el color de la luz. El color de la luz no está restringido tanto como en un LED, sino que por el contrario se expande en un rango bastante amplio. Esto es importante para los OLEDs blancos, los cuales constan de capas emisoras de luz roja, verde y azul apiladas una encima de otra porque entre más continuo sea el espectro de la lámpara, más colores similares a los observados en la vida real aparecerán en su luz. Como son tan delgados y ligeros, los OLEDs se pueden montar casi en cualquier parte, y pueden por lo tanto convertir las paredes en fuentes de luz. Con su luz difusa y su buena reproducción del color, las luces de techo de OLEDs blancos grandes nos harán sentir como si estuviéramos sentados bajo el cielo abierto. En los laboratorios, los desarrolladores están trabajando también en OLEDs transparentes que podrían estar comercialmente disponibles en dos o tres años. Entre otras cosas, esto requiere reemplazar una de las dos ca- En la filial de Siemens Osram, los investigadores están trabajando en baldosas de iluminación como Orbeos (izquierda) al igual que OLEDs transparentes que podrían algún día servir como ventanas emisoras de luz (derecha). Paredes de luz Los LEDs orgánicos (OLEDs) son superficies extremadamente delgadas y livianas emisoras de luz que cambiarán radicalmente la forma de proveer iluminación. Aunque en su mayoría están confinados a laboratorios, la tecnología OLED está en camino a la comercialización. En el 2009 Osram se convirtió en el primer fabricante en colocar una baldosa de OLED en el mercado. 52 Pictures of the Future Primavera 2010

53 pas de contacto metálicas con un material diferente. Las capas plásticas en sí son ya transparentes. Las cubiertas de vidrio con OLEDs transparentes podrían algún día utilizarse en puertas, vitrinas o divisores de salones bien para ofrecer una visibilidad transparente o para producir luz. Los investigadores están trabajando también en crear OLEDs más estables en relación con la luz ultravioleta. Esto hará posible producir ventanas que dejen entrar el sol durante el día y que emitan luz por sí solas en la noche. En principio, los OLEDs serían también flexibles si no fuera por sus capas de contacto de vidrio frágiles. En el laboratorio, los investigadores están experimentando con hojas plásticas, técnicas de películas finas y otros materiales de contacto para crear lámparas de OLEDs flexibles. En unos pocos años podríamos encontrar estas como revestimientos de techos luminosos en los carros o como columnas luminosas. Además en el futuro los OLEDs serán flexibles y podrán suministrar iluminación en formas sin precedentes como películas de luz. Los OLEDs tuvieron su más grande exhibición pública hasta la fecha en la feria comercial de Luces & Edificios en abril de 2010 en Frankfurt, Alemania. Allí, Osram convirtió el tema de los OLEDs en el enfoque especial de su presentación y la sacó del estadio mostrando una variedad de instalaciones de iluminación y técnicas de iluminación con el fin de alimentarles a los arquitectos y diseñadores de iluminación su pensamiento. Los OLEDs son fabricados en alto vacío. Un sustrato de vidrio de menos de un milímetro de Fuentes de luz durables. El Orbeos entrega 25 lúmenes por vatio (lm/v) y por lo tanto supera las lámparas de halógeno modernas. En el laboratorio, los investigadores pueden obtener ya 60 lm/v de los OLEDs. Y en los próximos años, ellos quieren aumentar la eficiencia a 100 lm/v el cual corresponde al nivel de los LEDs utilizados hoy. Para lograr esto, los desarrolladores de Osram tiene que usar películas especiales para evitar que la luz que sale del OLED sea reflejada en el límite donde el vidrio se encuentra con el aire, lo cual hace que quede sin usar dentro de la lámpara. Cuando se trata de generar más luz dentro del OLED, la estructura de las capas es crucial, dice el Dr. Karsten Heuser, quien gerencia el departamento de desarrolladores. Los OLEDs de ahora durante aproximadamente ocho años en el almacén. Hoy, los OLEDs son todavía costosos, porque son fabricados en pequeños lotes en laboratorios. En su forma actual las baldosas Orbeos cuestan aproximadamente 250 Euros. Pero las líneas de producción de alto volumen reducirán los costos considerablemente y esto aplica para los materiales orgánicos, los cuales todavía se están produciendo en muy pequeñas cantidades. En vez de los sustratos de vidrio de la industria de LCD, los desarrolladores quieren algún día revestimientos de vidrio de ventana o incluso películas plásticas; la última es la posible solución para los OLEDs flexibles. Los OLEDS de ahora duran cinco veces más que las bombillas incandescentes y son más eficientes que las lámparas de halógeno. OLEDs de Osram. "Sin una buena arquitectura de los componentes la combinación inteligente de moléculas y espesores de capa correctos usted no podrá conseguir buenos resultados incluso con los mejores materiales", dice él. El material en sí es también importante. Los electrones no siempre liberan su energía en forma de luz cuando se conectan con el orificio. Pero la probabilidad de producir luz se puede aumentar integrando metales como el iridio a las capas. Adicionalmente, la vida útil de los OLEDs el tiempo que transcurre para que su brillo dis- A los investigadores les gustaría también reemplazar la cubierta de vidrio por un encapsulamiento de película delgada especial. Esta técnica ofrece tan buena protección que no se requiere desecante. Esto reduciría los costos y aumentaría la transparencia. Sin embargo, todavía de necesita un reemplazo para la capa de contacto transparente que ahora es de óxido de indio estaño frágil y de nuevas estrategias de producción para los OLEDs flexibles. Tomará por lo menos cinco años, cree Heuser, antes de que el primer producto flexible espesor es suministrado con una capa de contacto conductora de la electricidad transparente y luego las sustancias individualmente consideradas son depositadas al vapor sobre esta capa una después de la otra, seguida por otra capa metálica. Al final, se adicionan el desecante y la cubierta de vidrio para proteger las capas plásticas del oxígeno y la humedad. Finalmente, el sustrato terminado es dividido en baldosas de luz individuales que son revisadas en la inspección de control de calidad. Los OLEDs emiten luz a través del sustrato de vidrio, mientras que el contacto de metal en la parte posterior de la capa de plástico refleja la luz como un espejo. minuya a la mitad depende de la estabilidad de las moléculas. "Como norma, un OLED envejece más rápido cuando es operado a mayor brillo", dice Heuser. En el momento, los OLEDs llegan a horas, lo cual es cinco veces mayor que la bombilla incandescente. En unos cuantos años podrán durar entre y horas las nuevas sustancias robustas se espera que aumenten la longevidad de las moléculas que emiten luz azul en particular. Pero los OLEDs pueden también envejecer en el almacén si la humedad y el oxígeno penetran sus capas de plástico. La buena encapsulación es por lo tanto un tema clave para los esté listo. Y los papeles de colgadura emisores luz están todavía relativamente muy lejanos. "Una cosa es doblar el OLED una vez en cierta forma, y otra cosa es poder enrollarlo y desenrollarlo repetidamente. Eso representa un reto mucho más complejo, especialmente en tratándose de la encapsulación", dice Heuser. Sin embargo, algún día nos preguntaremos cómo se las arreglaban sin luces de paneles livianos. En tres o cuatro años, estima Gärditz, los OLEDs a base de vidrio serán tan brillantes, tendrán una vida útil prolongada y serán tan baratos que se empezarán a instalar en las salas y habitaciones. Christine Rüth Pictures of the Future Primavera

54 Ciudades verdes Farolas del alumbrado público de LEDs Patrimonio de la humanidad bajo una nueva luz Las farolas del alumbrado público que utilizan diodos emisores de luz (LEDs) reducen el consumo de electricidad hasta en un 80%. No sólo los LEDs son eficientes, sino que su luz se puede direccionar óptimamente. Un paseo en la noche por el centro histórico de la ciudad de Regensburg, Alemania, da lugar a una pregunta. Las farolas del alumbrado público de LEDs modernas encajan armoniosamente en los estrechos carriles medievales de la ciudad Patrimonio de la Humanidad? La luz proviene de una amplia variedad de lámparas. Algunos callejones están bañados de luces amarillentas, como si provinieran de otro mundo. Luego, solo unos pasos más adelante, conos de luz estrechamente enfocados crean un patrón de luz y oscuridad sobre los adoquines. Iluminando dos de los estrechos carriles cos", explica el Dr. Martin Moeck, Gerente de Proyecto de Osram. "Esto no es posible con las lámparas convencionales, por lo que tienen que ser muy brillantes para que iluminen áreas a donde de otra forma no llegaría su luz. Las lámparas de LEDs pueden enfocar su luz más efectivamente, por lo que son más eficientes energéticamente hablando". A Alfons Swaczyna, Director de Obra y Director de la Oficina de Ingeniería Civil de la municipalidad de Regensburg, también le gustan las nuevas lámparas. "Los LEDs han reducido la contaminación luminosa, esto es la luz que se con la de uno rojo. Todo esto convierte a los pequeños diodos en socios ideales para los controles inteligentes. Su longevidad también los hace muy atractivos para las municipalidades. Con más de horas de luz, su vida útil es el doble de las lámparas convencionales, y sólo tienen que ser reemplazados cada diez años. El alumbrado público energéticamente eficiente ha se convertido en un tema importante en muchas ciudades especialmente después de la reglamentación de la Unión Europea que en el 2009 anunció el final de las lámparas in- Las nuevas farolas de alumbrado público de LEDs de Osram iluminan el centro histórico de Regensburg. Las lámparas reducen el consumo de electricidad en un 80% y tienen una vida útil del doble de las lámparas convencionales. se encuentran cilindros con muchos puntos diminutos de luz lámparas con diodos emisores de luz (LEDs) desarrollados por Opto Semiconductores de Osram. Las lámparas fueron fabricadas por Siemens en Regensburg y están diseñadas para ser atornilladas directamente en las tomas de las farolas. Hasta 54 LEDs individuales encajan en un cilindro. La luz cálida emitida por los LEDs sobre las fachadas históricas de la ciudad hace que la ciudad luzca muy pintoresca tanto de noche como de día. Los callejones lucen también más brillantes, donde difícilmente se observa una esquina oscura. Esto es porque muchos de los LEDs crean largos conos de luz a lo largo de las estrechas calles, mientras que unos cuantos también enfocan la luz hacia abajo. Los LEDs que iluminan las paredes opuestas son ajustados para que utilicen sólo el 30% de la electricidad requerida para iluminar las aceras. Esta es otra razón por la que las lámparas requieren sólo de 40 vatios en comparación con los 90 vatios que requerían sus predecesoras. "Otra ventaja de los LEDs es que su luz se puede direccionar a puntos específiutilizaba para encandilar a los residentes a través de sus ventanas o que se desperdiciaba en el cielo", dice él. Colores confortables. Los LEDs se destacan debido a su alta eficiencia energética y a su excelente reproducción del color de la luz. Y estos pueden hacer mucho más que la iluminación convencional. Los LEDs alumbran inmediatamente apenas se encienden y se pueden graduar hasta que queden completamente oscuros. Con muchas otras lámparas, la descarga de gas que produce la luz deja de trabajar si se reduce por debajo de cierto nivel. Y en el futuro será posible regular automáticamente el color de las farolas de LEDs del alumbrado público, por ejemplo, mezclando la luz de un LED blanco candescentes. La reglamentación podría eliminar también progresivamente las lámparas del alumbrado públicos menos eficientes para el 2015, incluidas las lámparas de vapor de mercurio ampliamente utilizadas, las cuales sólo producen 50 lúmenes de luz blanca fría por vario (lm/v). Una alternativa aquí es la lámpara de sodio de alta eficiencia, la cual ilumina muchas autopistas con 120 lm/v. "Sin embargo, la eficiencia energética del sodio tiene su costo. La calidad de la luz es inferior", dice Matthias Fiegler, responsable del portafolio de productos global de Osram para la iluminación de exteriores. A las personas les resulta difícil frecuentemente identificar los colores y los contrastes en la luz amarilla, la cual con frecuencia les transmite también una sensación de intranquilidad. Esta es la razón por la que estas lámparas son menos apropiadas para las áreas residenciales. Entre las tecnologías convencionales, las lámparas de halogenuros metálicos cerámicos están ahora liderando el mercado. Los poderosos rayos 54 Pictures of the Future Primavera 2010

55 de luz blanca producidos por estas lámparas reproducen muy bien los colores. Son principalmente utilizadas en áreas donde se necesita una muy grande cantidad de luz, como en los estadios. Los LEDs de hoy, con su eficiencia energética de 100 lm/v y un índice de representación del color de 80, están casi a la par con las lámparas de halogenuros metálicos cerámicos. El índice mide el grado hasta el cual una lámpara puede reproducir los colores en comparación con la luz día natural (índice 100). Sin embargo, todavía hay espacio para el mejoramiento de los LEDs. Los investigadores esperan conseguir 150 ml/v y están trabajando para conseguir un índice de rendimiento del color de 90. En conjunto, los LEDs ofrecen el mayor potencial de ahorro. En comparación con los viejos sistemas basados en lámparas de vapor de mercurio, los LEDs podrían reducir el consumo de energía hasta en el 80%, dice Fiegler. "Y los LEDs se pueden combinar con sistemas de control que pueden explotar sus características de regulación ideales". Reduciendo los costos a la mitad. Los costos de obtención de lámparas LEDs, sin embargo, son entre dos y tres veces más altos en comparación con los de las fuentes de luz convencionales. La cifra que las ciudades se podrían ahorrar utilizando LEDs depende de las tecnologías que estén actualmente utilizando. Los expertos pronostican, en promedio, una reducción del 50% en el uso de electricidad y periodos de amortización entre 10 y 20 años. Para facilitar la transición, Osram está desarrollando "modelos contractuales" en cooperación con las municipalidades, los proveedores de energía y los socios financieros como Siemens Financial Services. Estos modelos le permiten a las ciudades utilizar los ahorros en energía para pagar la inversión en cómodas cuotas. Osram planea también reducir los costos de las lámparas a la mitad, por lo que los precios de compra de los sistemas de LEDs futuros serán apenas equivalentes a un 50% más que los sistemas de iluminación convencionales. Muchos proyectos se están financiando ahora a través de programas de financiación, como es el caso de Regensburg. La ciudad se ganó el primer premio con su concepto de iluminación con LEDs en la competencia "Iluminación Energéticamente Eficiente de la Ciudad" de Alemania. En consecuencia recibirá un reembolso del 60% de los costos en que incurriría si reemplaza todas las 250 farolas del centro histórico de la ciudad por luces de LEDs en los próximos dos años. En el futuro, la iluminación con LEDs blandos de Regensburg cautivará a los visitantes y a los habitantes en la noche utilizando sólo la mitad de la electricidad que solía utilizar en el pasado. Christine Rüth En resumen El proceso de urbanización está avanzando rápidamente en todo el mundo con consecuencias de gran alcance para el medio ambiente. Más de la mitad de la población del mundo ya vive en ciudades, lo cual genera 80% de emisiones de gases de efecto invernadero y consume el 75% de la energía utilizada en todo el mundo. Los pronósticos indican que el número de ciudades con más de diez millones de habitantes aumentará pasando de 22 a 26 en el La mayoría de estas megaciudades se encontrarán en los países en vía de desarrollo y en mercados emergentes, cuyas infraestructuras con frecuencia son indiferentes en materia de sostenibilidad. Para reducir el impacto de esta rápida urbanización, las autoridades municipales están pasándose a tecnologías energéticamente eficientes y a conceptos de planeación sostenible para la ciudad (p. 14, 34). En un estudio realizado con el patrocinio de Siemens, el Economist Intelligence Unit elaboró el Índice de Ciudades Verdes Europeas, el cual evaluó los esfuerzos en sostenibilidad de 30 ciudades europeas importantes. Copenhague llegó a la cima, seguida por Oslo, Estocolmo y Viena. Las ciudades recibieron sus buenas clasificaciones como reconocimiento a sus esfuerzos en materia de ahorro de energía y de protección del clima (p. 17, 20, 22). Debido a la falta de espacio y de recursos, Singapur se vio forzada a implementar la planeación urbana sostenible en un área limitada. En este punto, incentiva a las compañías internacionales para que utilicen la ciudad estado como banco de pruebas para innovaciones ecológicas, lo que la convierte en una de las megaciudades más verdes de Asia. China está mirando también formas de darle al crecimiento urbano una complexión más verde por ejemplo, mediante el uso de tecnologías de Siemens altamente eficientes. Una amplia gama de soluciones serán presentadas en la EXPO 2010 en Shanghái en sintonía con el eslogan de la feria mundial de "Mejor Ciudad, Mejor Vida". (p. 38, 44). Para hacer el sueño de una ciudad verde realidad, los científicos de todo el mundo están trabajando en nuevos tipos de tecnologías e ideas visionarias. Los investigadores de Siemens, por ejemplo, quieren instalar LEDs orgánicos transparentes en los edificios y explotar el principio de la fotosíntesis para crear un revestimiento especial para fachadas. LEDs ahorradores de energía de Osram se están utilizando ya en el alumbrado público de Regensburg. A algunos científicos les gustaría también transformar los rascacielos en invernaderos para satisfacer, al menos parcialmente, la demanda de alimentos en las megaciudades con productos producidos en forma local (p. 46, 49, 52). GENTE: Índice de Ciudades Verdes Europeas: Stefan Denig, Siemens Issue Management stefan.denig@siemens.com Ciudades verdes en China: Bernd Eitel, CC China bernd.eitel@siemens.com Solutiones para Sudáfrica: Rolf Huber, CC, rolf.huber@siemens.com Singapur: Klaus Heidinger, Ciudad del Futuro klaus.heidinger@siemens.com Oslo y la ciudad inteligente Trondheim: Gry Rohde Nordhus, CC Norway gry.nordhus@siemens.com Uso del CO 2 : Dr. Osman Ahmed, BT USA osman.ahmed@siemens.com Prof. Dr. Maximilian Fleischer, CT maximilian.fleischer@siemens.com Sistemas de iluminación y edificios: Dr. Peter Dobiasch, Osram p.dobiasch@osram.com Tobias Huber, BT t.huber@siemens.com Alumbrado público con LEDs: Dr. Martin Moeck, Osram martin.moeck@osram-os.com Diodos emisores de luz orgánicos (OLEDs): Dr. Christoph Gärditz, Osram christoph.gaerditz@osram-os.com Granjas verticales: Dr. Dickson Despommier ddd1@columbia.edu ENLACES: Índice de Ciudades Verdes Europeas: Expo 2010 Mejor Ciudad, Mejor Vida : Diálogo Futurista: Sitio web de Daniel Libeskind: LEDs: Granjas verticales: Singapur en la Web: Artículo sobre la planta de energía de la ciudad de Moscú en la revista Venture: hq/en/energy-topics/publications/venture Pictures of the Future Primavera

56 Diálogo futurista Futuro verde Representantes de alto nivel de la ciencia, la industria y el gobierno se reunieron en la conferencia Diálogo Futurista en Berlín para hablar sobre las formas de combatir el cambio climático. Qué es el futuro sostenible? Grandes mentes piensan igual, dice el refrán. Sin embargo, pensar sobre los mismos aspectos no siempre es suficiente. Sólo el diálogo entre la ciencia, la industria y el gobierno puede producir los pasos concretos que se necesitan cuando se trata de abordar desafíos severos como el cambio climático. Para hacer que este diálogo se dé, la Sociedad Max Planck y Siemens iniciaron el foro de discusión Diálogo Futurista. Dennis Meadows, el vocero principal del foro de discusión Diálogo Futurista mira el auditorio. La sala está llena con aproximadamente 500 tomadores de decisiones de las áreas de la política, la academia y el sector comercial de todo el mundo. Ellos se han reunido en Berlín para hablar de algunos de los temas urgentes que le preocupan a la humanidad de hoy cuestiones como el cambio climático y el agotamiento progresivo de los recursos y cómo megatendencias como la creciente urbanización y los cambios demográficos los están afectando. Meadows, coautor del controvertido libro Los Límites del crecimiento, hace una pausa para hacer énfasis en lo que tiene que decir. Nadie hace ruido, nadie tose. Meadows entonces continúa. "Estamos ya casi en los límites, utilizando 1.3 Tierras en vez de una. Los hábitos que nos permitieron el crecimiento y el progreso en el pasado no nos permitirán crecer y progresar en el futuro", dice él. "Veremos más cambios en los próximos 20 años que en todos los últimos 100 años" (ver p. 57). Frases como esta estimularon la controversia en las discusiones en el panel de seguimiento y en las sesiones de descanso del Diálogo Futurista. Esa fue la controversia que condujo a los resultados. El Diálogo Futurista, que tuvo lugar por primera vez a finales de 2009, fue iniciado por la Sociedad Max Planck y por Siemens en cooperación con el Economist Intelligence Unit una compañía de consultoría líder a nivel mundial de análisis económico que tiene su sede en Londres. La lista de conferencistas fue impresionante, incluyendo, por ejemplo, al arquitecto estrella y urbanista Daniel Libeskind (ver p. 36) y a Lord Nicholas Stern (ver p. 58), autor del informe Stern sobre el cambio climático. En las sesiones de descanso, se definieron requerimientos clave sobre las responsabilidades del gobierno, del comercio y de la ciencia. El gobierno, concluyeron los participantes, debe medir todas las iniciativas de acuerdo con el objetivo claro de reducir la huella global del carbono, atraer a los votantes con la parte atractiva del cambio hacia una economía baja en carbono y garantizar que la investigación básica reciba la adecuada financiación, brindando con ello la oportunidad de desarrollar innovaciones radicales. Los negocios, a su vez, deben trabajar más estrechamente con los investigadores para mejorar la conexión entre la invención y la innovación, un esfuerzo en el cual Siemens está activamente comprometido, particularmente en relación con las tecnologías verdes. "Cuando pienso sobre el tratamiento del agua y la eficiencia energética, por ejemplo, me viene a la mente el portafolio de Siemens (tecnología)", dice Paul Pelosi Jr., Presidente de la Comisión de San Francisco sobre el Medio Ambiente y orador de la conferencia Diálogo Futurista (ver p. 35). "Muchas de estas tecnologías le abren la puerta a una mayor descentralización. La red inteligente, que Siemens está promoviendo, va en esa dirección. La producción y el consumo descentralizados nos ayudan a diversificar nuestras fuentes de energía y le permiten a las comunidades desarrollar sus propias soluciones únicas para los retos locales". Los participantes de la conferencia estuvieron unánimemente de acuerdo, sin embargo, en que no sólo el comercio y el gobierno tienen que hacer su tarea la ciencia tiene también que asegurarse 56 Pictures of the Future Primavera 2010

57 El Presidente de Siemens Peter Löscher (izquierda), el Presidente de la Sociedad Max Planck Peter Gruss (centro) y el anterior Ministro de Relaciones Exteriores alemán Joschka Fischer (derecha) hicieron énfasis en la importancia de las acciones de cooperación. de que los incentivos al rendimiento estimulen a los científicos a emplear más tiempo comunicándose efectivamente con el público. Para la comunidad científica esto significa mirar más allá de la investigación básica y hacia soluciones orientadas a la aplicación. Como lo manifestó Peter Gruss, presidente de la Sociedad Max Planck: "La ciencia en la torre de marfil es una cosa del pasado". Con el fin de hacer resonar la innovación en la sociedad considerada como un todo, es crucial crear una visión obligante que comprometa al público y consiga su apoyo. O, como lo manifestó un participante, "El programa Apolo encendió la imaginación de toda una generación. Cuáles podrían ser los programas Apolo del siglo XXI?". Peter Löscher, Presidente de Siemens AG, no fue tímido al dar ejemplos refiriéndose sólo a unas pocas visiones asociadas con el portafolio de Siemens: Desertec (ver p. 8); electromovilidad, incluida toda la infraestructura que requerirá; redes inteligentes las redes de distribución de energía inteligentes; y atención en salud personalizada. "La clave es que usted tenga una estructura confiable de largo plazo a la que pueda dirigir su trabajo", dijo Löscher al resumir las discusiones. Hacia el final de la conferencia, los participantes se pusieron de acuerdo en que las soluciones basadas en el mercado tendrán la mayor probabilidad de éxito siempre y cuando el gobierno establezca una estructura práctica. "El gobierno influencia el mercado y establece la estructura", dijo Joschka Fischer, antiguo ministro de relaciones exteriores alemán y antiguo líder del Partido Verde. "Si, por ejemplo, usted cambia la estructura de los mercados fijando el precio del carbono en un nivel uniforme global usted cambia los mercados, y esto podría tener un gran efecto para cambiar los comportamientos hacia bienes, servicios y el método general de utilizar la energía". Al mismo tiem- Es la crisis financiera un poco análoga a la crisis medioambiental que estamos enfrentando? Meadows: Sí, en términos de medio ambiente veremos resultados muy similares, sistémicamente hablando, como lo hemos visto en las finanzas. Al igual que la crisis financiera, el cambio climático o la escasez de energía no van a proseguir de una forma ordenadamente uniforme. Alguna vez en el futuro previsible habrá discontinuidades, que nos colocarán en un modo de crisis. Espero que seapo, nos centrarnos en los individuos y en sus elecciones diarias, ese es el otro elemento clave necesario para hacer que el cambio se dé a gran escala, como lo manifestó Meadows: "La sostenibilidad no es cuestión de aparatos, sino de actitud". El resultado de la conferencia no pudo haber sido más claro: ni el mercado, ni el gobierno, ni la industria por sí solos pueden ser clave. Al contrario, sólo cuando estos tres elementos trabajen de manera conjunta será posible conseguir un éxito real en el abordaje de los temas más urgentes de nuestro tiempo. Y ese, de hecho, era el propósito de la conferencia. Andreas Kleinschmidt El "Desarrollo Sostenible" es un oxímoron? Entrevista Cuál es su definición de desarrollo sostenible? Meadows: en mi opinión esto es un oxímoron, un término cuyo significado no tiene sentido. Para muchas personas "desarrollo" parece implicar simplemente hacer lo que hemos hecho en los últimos 100 años, gastando los recursos en gran escala y contaminando fuertemente. Y adicionar algún tipo de "sostenibilidad" hace que los efectos nocivos de nuestro modelo de desarrollo desaparezcan. Yo estoy más interesado en el término "resiliencia". Este concepto habla de cómo estructurar una compañía Profesor emérito Dennis L. Meadows (67 años) coautor de Los límites del crecimiento. Ya en 1972 Meadows le prestó atención al hecho de que el modelo económico basado en el crecimiento entraría en conflicto con la finitud de los recursos en el periodo Su trabajo ha despertado gran controversia y ha sido publicado en 30 idiomas, vendiendo 30 millones de copias. Meadows tiene un BA en Química y un PhD en gerencia del Instituto Tecnológico de Massachusetts. o una ciudad o un país para que pueda continuar funcionando completamente bien incluso de cara a grandes impactos. Implementar políticas que le den a usted resiliencia tiende a hacer el sistema más sostenible. Podría darnos un ejemplo? Meadows: el sistema financiero es un buen ejemplo. Es muy resiliente. Fue estructurado de una forma que los pequeños cambios en los precios de los activos en los Estados Unidos podrían diseminarse e infectar a los bancos y a las economías de todo el mundo. Esto es lo yo denominaría un sistema frágil que debe ser modificado. Pictures of the Future Primavera

58 Diálogo futurista Futuro verde Entrevista mos mejores enfrentándolos que como lo hemos sido enfrentando la crisis financiera. Para prepararnos, lo más importante es ampliar nuestro horizonte en el tiempo. Y ciertamente debemos desarrollar también nuevas tecnologías. Pero no debemos creer que tecnologías como estas sean la solución para nuestros problemas. El hambre, el cambio climático, la desigualdad, los conflictos, la escasez de energía, el descenso de las capas de agua, se derivan del conjunto de prácticas de valores, éticas y comportamientos que tenemos. Si no las cambiamos continuaremos teniendo estos problemas. La tecnología es importante pero es sólo una herramienta para conseguir nuestros objetivos. La clave es repensar los objetivos. Cuando compro un carro lo conservo durante años, en vez de cambiarlo cada pocos años. Y he adoptado una política en mi casa de que cuando compro algo nuevo, tengo que botar algo de lo que ya está allí. Esto me impide un poco comprar algo más en la tienda. Todas estas cosas son triviales, pero este es el nivel en el cual en síntesis pueden darse cambios importantes. En resumen, en lo que respecta a energía, nos tendremos que apretar los cinturones? Meadows: es insostenible que un porcentaje mínimo de la población global sea responsable de la tajada grande del consumo de energía y de recursos mientras que dos billones de personas tienen "La tecnología es importante, pero es sólo una herramienta", le dijo Dennis Meadows (derecha) al Presidente de Siemens Peter Löscher. Cómo pueden los individuos ayudar a mejorar la resiliencia de los sistemas hechos por el hombre? Meadows: cuando trato de ayudar a la gente a pensar en cambiar, lo primero que hago es darles herramientas para medir las consecuencias de lo que actualmente están haciendo. Los remito a un sitio web donde pueden calcular su huella ecológica o podría ofrecerles algunos artículos para que lean, ayudándolos a concientizarse más de la energía que se necesita para producir sus alimentos. Sólo cuando las personas entiendan las consecuencias de su propio comportamiento podrán ayudar a desarrollar un interés real en modificarlo. De qué manera ha cambiado su vida para hacerla más sostenible o resiliente? Meadows: lo más valioso que podría hacer por el medio ambiente sería dejar de viajar en avión. Sin embargo, todavía lo hago. Esa es la fracción más grande de mi huella ecológica. Sin importar que haya hecho algunas cosas. Por ejemplo remodelé mi casa para que fuera más energéticamente eficiente. La calefacción la opero con energía solar y madera. que vivir con menos de $2 dólares al día. En las sociedades tradicionales la mayor parte de la energía que consumimos es en la forma de alimentos. El 80% de la población está ocupada produciendo energía, bien sea en la caza o en la agricultura. Hoy, con el petróleo barato, la gente que cultiva energía, por ejemplo en plataformas petroleras, representa una porción mínima de la población. El resto pueden ser profesores, periodistas, deportistas o peluqueros. Pero consumiremos energía, y tendremos que cambiarnos a un sistema diferente en este sentido. No será como en la Edad de las Tinieblas. Pero será una sociedad en la cual mucho más del uno por ciento de la sociedad tendrá que trabajar en cultivar energía. Y este es un cambio que haremos mejor preparándonos desde ahora para hacerlo menos destructivo. Espera usted que este cambio sea un proceso homogéneo? Meadows: para ser honestos, no. Espero muchos desórdenes allí, mucho más grandes por ejemplo que la crisis financiera que comenzó en el Creo fehacientemente que veremos más cambios destructivos en los próximos 20 años que en los pasados 100. Entrevista realizada por Andreas Kleinschmidt Lord Nicholas Herbert Stern (63 años) se volvió famoso casi de la noche a la mañana después de la publicación del denominado "Informe Stern" en el El Informe presentó un análisis cuantitativo detallado de los efectos económicos potenciales del cambio climático, y de la política a este respecto (ver Pictures of the Future, Primavera de 2007, p. 85). Stern estudió matemáticas en la Universidad de Cambridge y obtuvo un PhD en economía en la Universidad de Oxford. Ha trabajado como Profesor en la Escuela de Economía de Londres y como Economista Jefe del Banco Mundial. Recientemente actualizó su informe sobre el cambio climático. 58 Pictures of the Future Primavera 2010

59 Usted busca reducciones drásticas en las emisiones de CO 2 con el fin de evitar los efectos más catastróficos del cambio climático. Esto significa que tendremos que comprometer nuestro estándar de vida? Stern: no creo que este sea el tipo de lenguaje que nos conduzca hacia delante. No se trata de comprometer nuestros estándares de vida, sino de realizar cambios en el estilo de vida, en invertir, y en utilizar la energía de una forma más eficiente. Los cambios de este tipo no significan comprometer nuestros estándares de vida. Simplemente construiremos una economía que sea más ecológica, más segura y más biodiversa, al igual que más dinámica e innovadora. Desde mi punto de vista, eso significa un mejoramiento de embargo, el sujeto que soy ahora, en materia profesional, es esencialmente internacional. Por lo que estoy trabajando con India, China, la Unión Africana y los EE.UU. y viajar es imprescindible. Cómo pueden las innovaciones tecnológicas contribuir a disminuir el cambio climático? Stern: la tecnología será clave para ayudar que se dé el cambio. Por ejemplo, hay formas de mejorar la eficiencia energética en la vida diaria. Podemos aumentar el uso de energías renovables y desarrollar nuevas generaciones de reactores nucleares. De otra parte, tenemos que aprender más sobre el almacenamiento de energía, la captura y almacenaje de carbono y sobre cómo reducir el de la temperatura que nos sacarán del rango de la experiencia humana y, dentro de 100 años o más, más allá de ese rango. Tenemos que reducir estos riesgos. La ruta de crecimiento de baja emisión de carbono es la única vía de crecimiento posible. Tenemos que hacer una transición en este sentido en las próximas dos o tres décadas. Será un periodo de enorme innovación, inventiva y creatividad que permitirá un periodo de crecimiento dinámico. Qué les dice a los críticos que sugieren que habrá beneficios superiores si nuestra sociedad invierte en la prevención del SIDA y la malaria, en vez de invertir en la reducción de las emisiones de carbono? EL Futuro le pertenece a las industrias de baja producción de carbono nuestros estándares de vida. Por ejemplo, pienso en la forma como la gente se desplazará. Podemos hacer el transporte público más atractivo, ofreciendo de esta forma un incentivo para reducir el uso del transporte personal. Podemos hacer el uso de los hidrocarburos o de los combustibles fósiles en general mucho más costoso gravándolos mucho más fuertemente y podríamos utilizar estos recursos para financiar un mejor transporte público y estimular un transporte privado más ecológico. Obviamente, tendremos que darle incentivos a la gente para que respalden un comportamiento responsable, y los incentivos económicos son por lo general los más fuertes. Pero le compete a la responsabilidad individual también. Así como la mayoría de la personas aceptan hoy que no se debe conducir y tomar trago, en el futuro tal vez no querrán contaminar. De qué manera ha cambiado su vida para reducir su huella de carbono? Stern: uso el transporte público con mayor frecuencia que en el pasado, escudándome en el hecho de que no me gusta conducir, por lo que no es un gran sacrificio. A veces resulta inevitable utilizar mi carro, porque la mayor parte del tiempo vivo en la zona rural de Sussex y sólo parcialmente en Londres. Sin embargo, en Londres el transporte público es mucho más atractivo que conducir. Esto parcialmente debido a la congestión, la cual es un incentivo económico apropiado. He realizado cambios en mi casa, que es del siglo XV. Por ejemplo, hemos instalado una bomba de calefacción en el suelo. Y le compramos la electricidad a una compañía de energía eólica. Por lo que la calefacción y la electricidad utilizan en principio cero carbonos. Pero viajo mucho en avión, lo que trataré de reducir con el tiempo. Sin costo de producir energía renovable. La innovación en estos campos es crucial. Cómo pueden ayudar las multinacionales? Stern: las multinacionales tienen una gran ventaja. A pesar del concepto muy criticado del valor para los accionistas y de la presión que de ello se deriva, estas pueden y con frecuencia lo hacen, asumir una visión de largo plazo en materia de mercados futuros y desarrollo de productos. Por lo menos son más capaces de hacerlo en comparación con las compañías más pequeñas. Lo que podemos decir confiadamente en este sentido es que el futuro de este planeta y de sus economías depende de las industrias de baja generación y consumo de carbono. Los que no sigan este camino quedarán atascados. Así las multinacionales que están mirando hacia delante ya han hecho grandes inversiones en estas áreas. Y deben hacerlo, como una obligación con sus accionistas y demás partes interesadas. La inversión en industrias de bajas emisiones de carbono estimulará el crecimiento económico? Stern: déjeme ponérselo de esta forma: la economía de alta emisión de carbono que tenemos ahora es la opción de crecimiento más lenta para la economía mundial. La economía de alta emisión de carbono se autoliquidará, primero gracias a los precios cada vez más altos de los hidrocarburos y en segundo lugar, y más fundamentalmente, porque se creará un medio ambiente físico más y más hostil. Tampoco hay que subestimar los daños que se le puedan causar al planeta mediante la continua emisión de gases de efecto invernadero a una tasa elevada y creciente. En los próximos años podríamos ver aumentos Stern: los proponentes de este método están profundamente confundidos desde el punto de vista económico. Ellos presentan diferentes tipos de programas y los miran como independientes, colocando en consecuencia la prevención de la malaria contra la lucha contra el cambio climático. Pero de hecho, estos aspectos están lógicamente entrelazados y deben ser por lo tanto tratados de manera conjunta. Veámoslo a través de un ejemplo. El cambio climático alterará radicalmente los prospectos de salud de millones de personas en diferentes partes del mundo al igual que los estándares de vida del futuro, lo cuales, a su vez, afectarán nuevamente los prospectos de salud. El aumento de la temperatura hará de la malaria un problema incluso mayor al de hoy. La migración, disparada por el cambio climático, podrá contribuir al aumento de las tasas de infección con VIH. Por lo que abordar el cambio climático significa también abordar la malaria y el VIH indirectamente al mismo tiempo, y debemos abordar la malaria y el VIH directamente también. Los desafíos del cambio climático y el desarrollo deben abordarse de manera conjunta. Entrevista realizada por Andreas Kleinschmidt Pictures of the Future Primavera

60 Detectives moleculares Escenario del 2020 Destacables 62 Dirigiéndonos a la nano frontera Los investigadores están cavando más profundamente que antes en los mundos de nanonivel de células, proteínas y ácidos nucleicos. Para hacerlo, están desarrollando equipos y tecnologías que mantienen la promesa de información diagnóstica puntual, confiable y asequible. 66 La Nanoelectrónica y las células El Profesor Charles M. Lieber de la Universidad de Harvard describe las asombrosas implicaciones de la convergencia de las células vivas con la nanoelectrónica. 66 Identificando a los invasores invisibles Cuando el virus H1N1 en el 2009 empezó a cobrar vidas, Siemens se convirtió en el jugador clave para identificar la identidad del organismo. 68 Soluciones de imagenología híbridas Cuando se combinan los sistemas de TC y PET le permiten a los radiólogos determinar la presencia de células tumorosas en el contexto anatómico. 72 Ojos sobre la Tierra Siemens está desarrollando sistemas de evaluación especiales diseñados para ayudar a bajar grandes volúmenes de información a la tierra desde satélites de monitoreo medioambiental. 74 Sistemas sensores basados en las células Los investigadores de Siemens están desarrollando sensores, algunos de los cuales están basados en células vivas, para detectar patógenos y contaminantes en el sitio, reduciendo de esta manera la necesidad de pruebas de laboratorio dispendiosas Una mujer adulta mayor es hallada muerta en su casa. Parece que murió por causas naturales. Pero la investigación puntual de sus registros médicos electrónicos demostró que a ella se le había colocado una prótesis retinal para corregir su degeneración macular. Y lo que es más, la prótesis resultó tener funciones de memoria completas con acceso inalámbrico. La reproducción de las experiencias finales de la mujer condujo al descubrimiento de un juego sucio molecular. Felices En lo que respecta a las investigaciones criminales, la evidencia debe ser fresca y no contaminada. Para el 2020, las organizaciones policiales se asegurarán de que estos objetivos se cumplan utilizando dispositivos tan pequeños como un teléfono inteligente para identificar biomarcadores y trazas moleculares basadas en la sangre de las sustancias incriminatorias en la propia escena del crimen. 60 Pictures of the Future Primavera 2010

61 por siempre Más temprano que tarde, tendremos que comprar nuestros chips. Para la mayoría de nosotros es natural. Para unos cuantos, no. Mi trabajo es descubrir la diferencia. Es una fresca y soleada mañana de lunes de junio. Después de una semana de lluvia, es el típico día en que usted desearía llamar a la oficina y decirles que tiene algo mejor por hacer que analizar los resultados de las pruebas moleculares o averiguar si el abuelo se rompió el cuello en las escaleras o si fue ayudado por su señora. En el caso de Henrietta Gabrielli de 84 años de edad todos los signos indicaban un pasaje por causas naturales con destino a la felicidad eterna. Casi todos los signos. "Lamento ser el primero en molestarlo esta mañana de lunes, detective", dijo el médico cuyo vehículo respondió a la llamada del servicio de emergencias. "Pero el tipo luce un poco nervioso". Él le hizo un gesto sobre su hombro a un hombre que se encontraba moviendo sus pies nerviosamente cerca del sofá donde fue hallado el cuerpo de la Sra. Gabrielli. Incluso desde donde estaba parado podía ver el sudor manchando la camisa del hombre. " De quién se trata?" Pregunté. "Él es quien nos llamó. Su nombre es Pulsifer". " Tuvo precaución con los preliminares?" pregunté. "Prueba de sangre de rutina", dijo el médico. "El analizador halló lo que usted esperaba un alto nivel de troponina usted sabe, una de esas proteínas liberadas por las células cardíacas en respuesta a eventos dañinos. Pulsifer dijo que la víctima se quedó sin respiración cuando ella lo llamó. Los junté y parece como un accidente cerebrovascular que condujo a depresión respiratoria y a ataque cardíaco. Podemos colocar el cuerpo en la ambulancia?". Caminé hacia Pulsifer y me presenté. " Es usted familiar de la víctima?" le pregunté. "No", dijo él. "Sólo un amigo cercano. La conocía hace años. Mi madre solía ser el ama de llaves de la Sra. Gabrielli. Cuando mamá murió, simplemente me sentí usted sabe obligado. La Sra. Gabrielli estaba tan sola. No tenía amigos, sólo uno o dos parientes Pictures of the Future Primavera

62 Detectives moleculares Escenario 2020 Tendencias lejanos en el sur". "Perfecta situación", dije provocativamente cuando vi el tamaño de la casa y la aparente calidad de los muebles. "No estará usted en el testamento de la abuela, cierto? le dije. Antes de que Pulsifer pudiera responder, el médico interrumpió. "Detective, hemos hallado una firma de un pariente en los registros médicos de la Sra. Gabrielli. Mejor échele un vistazo". Le alcanzó su teléfono inteligente. Gabrielli parecía haber estado muy consciente de su salud. Los registros indican que en el 2015 ella se había realizado un escaneo de todo el genoma. Se habían identificado predisposiciones a varias enfermedades cardíacas. Fuera de eso, Gabrielli había vivido aparentemente como una santa. El diagnóstico de un ataque empezaba a parecer poco probable. Pero aquí hubo algo que atrajo mi atención: justo un año antes, a Gabrielli se le había instalado una prótesis retinal por degeneración macular en su ojo derecho. Y aparentemente el implante un microchip que se interconectaba directamente con su nervio óptico fue acondicionado con funciones de memoria. Y lo que es más, el microchip era accesible inalámbricamente para mantenimiento y actualizaciones. "Bien", le dije al médico. "Veamos si todavía ladra". Pocos minutos después, después de otra firma, pudimos descargar el código de acceso del registro médico de Gabrielli y utilizar mi teléfono inteligente para examinar el contenido del chip. Las imágenes clave de las últimas 48 horas pasaron como una película de cine mudo de alta velocidad. Todo cuestión de rutina. Luego, aproximadamente a las 18:30 de la noche anterior Pulsifer apareció en las imágenes. Después de lo que parecía ser unas cuantas formalidades, él sacó un pequeño paquete empacado como un regalo del bolsillo de su chaqueta y se lo entregó a la víctima. En el interior había un pañuelo de seda. Él ayudo a Gabrielli a colocárselo alrededor del cuello. Luego se fue. Después de esto, la víctima aparentemente se sentó en el sofá y eventualmente se quedó dormida. El único otro evento registrado fue la llamada que le hizo a Pulsifer esa mañana justo antes de que expirara. Había algo sospechoso. Miré de arriba abajo a Gabrielli. Tenía la bufanda, un leve color rosa precioso con un patrón de flores discreto. Justo el tipo de cosa que le derritió el viejo corazón de una chica. " Cuál era la ocasión para el regalo?" le dije a Pulsifer. "Ninguna ocasión", dijo él. "Yo trabajo para un distribuidor de atuendos para damas y a la Sra. Gabrielli le encantaban las cosas finas. Con frecuencia le daba regalos de nuestras colecciones para animar su vida". Me arrodillé y miré cuidadosamente la bufanda. Tenía un revestimiento interno rosado oscuro. No queriendo contaminar ninguna evidencia potencial, abrí un paquete de guantes quirúrgicos estériles y raspé un par de milímetros de la bufanda que había estado en contacto con la piel de la víctima. Luego extendí la boquilla aspiradora tipo antena flexible de mi teléfono inteligente, activé el vacío y pasé la cabeza de la boquilla cepillando la suave seda de atrás hacia delante. Dentro del dispositivo, lo sabía, nanopartículas de la superficie de la bufanda serían detectadas por una vasta selección de "moléculas receptoras" empotradas en una pieza delgada de material especializado. Cada molécula que es atrapada enviará una señal electrónica de su identidad a un chip especializado que se encuentra debajo del material que a su vez procesa la información, la compara con la base de datos en línea y crea una representación gráfica de los resultados. La tecnología le ahorra a la policía tiempo y entrega resultados limpios que son aceptados en la corte. En cuestión de segundos una larga columna roja marcada como "Fentanilo" había aparecido en la pantalla. Como cualquiera de los que trabajan en mi campo se lo podrá confirmar, el Fentanilo es un poderoso y potencialmente mortal analgésico. En forma de polvo, puede ser absorbido transdérmicamente. Una vez ha ingresado en el cuerpo, su efecto es irreversible. Generalmente hablando, hace que la víctima retenga progresivamente dióxido de carbono, lo que la dejará sin respiración, lo que mostrará síntomas de un accidente cerebrovascular. Me puse de pie y miré a Pulsifer a los ojos. " Por qué lo hiciste?" le dije sacudiendo mi cabeza como no creyéndolo después de que había asegurado sus húmedas muñecas detrás de su espalda con esposas. Aunque la mañana estaba todavía fresca y fría, la cara de Pulsifer se cubrió con gotas de sudor. Sus ojos se pusieron rojos y pude ver que se estaba desmoronando internamente. En poco más de un suspiro dijo, "Ella me trató como su hijo. Pero quería más y más de mi tiempo. Finalmente empezó a insistirme para que fuera a vivir con ella. Yo no podía hacerlo. Pero tampoco podía simplemente dejarla. Luego pensé en darle un regalo que la haría feliz por siempre". Arthur F. Pease Pregunta: Qué tanta información le puede usted exprimir a una gota de sangre o de agua, a un centímetro cúbico de aire, o a unos cuantos vóxeles valiosos de información imagenológica? Respuesta: más y más con cada día que pasa. En todos los ámbitos, desde nano alambres diseñados para sacarle información a las células (p. 65) hasta análisis espectroscópicos que identifican los compuestos de las emisiones de una fábrica (p. 70) y la distribución del dióxido de carbono atmosférico (p. 72), y desde programas que identifican las firmas genéticas de los nuevos virus (p. 66) hasta microchips que pueden identificar antibióticos, hormonas y bacterias en una gota de agua (p. 74), los científicos están hallando un universo en expansión de información en espacios cada vez más pequeños. 62 Pictures of the Future Primavera 2010

63 Hay una célula cancerosa escondida entre estas células sanguíneas rojas y blancas? Los detectives moleculares de Siemens están desarrollando tecnologías que podrían suministrar una alerta temprana en los pacientes de alto riesgo. sustancias objetivo. La combinación es brillantemente económica porque en vez de exponer el chip a los líquidos, sólo se ve afectada una tira desechable de "papel". El papel es montado en el chip y los dos son colocados en el lector. El papel es luego expuesto al líquido del cuerpo objetivo, al igual que los reactivos que son piezo-inyectados a la superficie del papel para catalizar las reacciones con la sustancia investigada. Si el médico sospecha que el paciente podría estar experimentando un ataque cardíaco, el lector expondrá una gota de la sangre del paciente a reactivos que activarán las moléculas de detección receptoras sensibles a la troponina en el papel. "Cuando estos se unan con las sustancias objetivo, estos receptores emitirán electrones a los sensores del chip", explica Pugia. "En cuestión de segundos, el dispositivo no sólo confirma la presencia de troponina, sino que suministra también la lectura de su nivel". Dirigiéndonos hacia la nano frontera Los investigadores están penetrando mucho más que antes en los mundos a nano nivel de las células, las proteínas y los ácidos nucleicos. Para hacerlo, están desarrollando equipos y tecnologías que mantienen la promesa de información diagnóstica en el punto, rápida, confiable y asequible. En Siemens, uno de los desarrollos de mayor alcance que surgen de esta tendencia es el entendimiento cada vez mayor de cómo podemos extraer información relacionada con la salud de la nano descendencia de la actividad genómica los ácidos nucleicos y las proteínas. Los biomarcadores cardíacos son un caso puntual. Miremos el caso de las troponinas, por ejemplo las proteínas liberadas por las células cardíacas en respuesta a eventos dañinos, como un infarto. "Lo qué se necesita si se sospecha de un ataque cardíaco es una prueba rápida, económica y automatizada para medir los niveles de troponina que se pueda aplicar en el sitio y que suministre información accionable", dice el Científico Director de Investigación de Siemens, el Dr. Walter Gumbrecht, quien es un reconocido líder mundial de la denominada tecnología de "laboratorio en un chip". Teniendo en mente suministrar ese tipo de información, el Dr. Gumbrecht ha hecho equipo con Michael Pugia, PhD, uno de los 12 "Inventores del Año 2009" de Siemens y líder en el campo de los sistemas de diagnóstico microfluídico. Con base en Siemens Healthcare Diagnostics en Elkhart, Indiana, Pugia tiene acreditados 203 inventos y 140 patentes. Ahora, él y Gumbrecht han aparecido con el concepto denominado "cámara electroquímica" que puede exprimir cantidades notables de información de cualquier líquido para la que está programada para la analizar. El dispositivo combina una resolución del tamaño de un pixel basada en la detección del microchip del CMOS (de ahí el término "cámara") con una revolucionaria sustancia parecida al papel imbuida con una gama de moléculas "receptoras" que responden a las Diagnóstico de escritorio. Probablemente varios años después de su introducción al mercado, la tecnología de la cámara electroquímica podría cambiar la cara del diagnóstico. "Como depende de procesos que son extremadamente rápidos y confiables, le abriría la puerta a la evaluación de escritorio en el consultorio del médico o en la sala de emergencia de condiciones como un ataque y un infarto, y podría hacer posible evaluar a los pacientes antes de que estos ingresen al hospital una bacteria peligrosa como el Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (MRSA), la principal causa de infecciones adquiridas en el hospital y de muertes", dice Gumbrecht. La tecnología también mantiene el potencial de mejoramiento de la exactitud en el tratamiento de condiciones crónicas, como la diabetes. La evaluación en el escritorio de los biomarcadores de la diabetes basada en la sangre ahora bajo desarrollo en Siemens haría ajustes en el sitio del posible tratamiento, eliminando de esta forma millones de visitas de control y reduciría los costos de la atención en salud. Trabajando en este sentido, Pugia y su equipo han descubierto un nuevo marcador de un fragmento genético que controla la producción de insulina en el cuerpo. "La investigación regular del nivel de este marcador", dice Pugia, "podría conducir a nuevos tratamientos de la enfermedad e incluso a la capacidad de prevenirla. Tiene ventajas similares para la aplicación de la nueva tecnología a las pruebas del PSA (el antígeno específico de la próstata), las cuales son realizadas a decenas de millones de hombres en todo el mundo cada año. "Creo que la Pictures of the Future Primavera

64 Detectives moleculares Tendencias que está diseñada a interceptar e identificar las denominadas "células tumorales circulantes" o CTCs, proporcionando así un sistema de advertencia temprana para las personas que han sido tratadas por cáncer y que se encuentran en riesgo de recurrencia. Contrario a las proteínas que pueden indicar el distrés cardíaco, la diabetes o la inflamación de la próstata, las cuales se pueden encontrar en cantidades importantes en la sangre, las CTCs son extremadamente raras aproximadamente una célula tumoral entre un millón de células sanguíneas blancas. Liberadas en la sangre por un tubo primario, algunas CTCs (aquellas con cualidades de células madre) se cree prueba de PSA ejecutándose en un dispositivo basado en la cámara electroquímica, será competitiva con las pruebas clave de laboratorio", dice Hanjoon Ryu, Vicepresidente Senior de Puntos de Evaluación en Salud de Siemens Healthcare Diagnostics en Deerfield, Illinois. Y lo que es más, dice él, gracias a la reutilización de su chip, la tecnología podría ser lo suficientemente asequible para incluso aplicarla en las poblaciones rurales del Tercer Mundo. Una tecnología que podría hacer asequible la evaluación a nivel molecular al escritorio del médico, sin importar si su consultorio está en Manhattan o en una villa polvorienta de Mozambique, ofrece amplias ventajas para los pazado en la cámara electroquímica, es imbuido con moléculas receptoras especializadas como por ejemplo anticuerpos de las moléculas de la superficie celular que son comunes para la mayoría de las células cancerosas. "Estas atrapan cualquier células tumorosa que entre en contacto directo con ellas", dice Hiltawsky. "Y lo que es más", agrega él, "el catéter se podría recubrir con anticuerpos de los tipos de cáncer principales, como el de próstata, pulmón, etc., permitiéndole de esta forma a la prueba identificar el origen de las células". Por qué utilizar un catéter en vez de sacar sangre y realizar la evaluación de las CTCs? "Sencillo", dice Hiltawsky, "el catéter funciona que es el mecanismo que se esconde detrás de la colonización metastásica, y se encuentran por lo tanto en la mira de la investigación en oncología más emocionante de hoy. "Las CTCs podrían ser apenas uno de los muchos biomarcadores del cáncer", dice Karsten Hiltawsky, M.D. PhD, gerente de desarrollo comercial de Siemens Healthcare, "aunque, en mi opinión, estas tienen más potencial porque pueden ser más fácilmente caracterizadas en términos del tipo de cáncer que representan. Dicho de manera sencilla, usted está tratando con una célula completa en vez de tan sólo con una molécula como una proteína". Desarrollada por un equipo dirigido por el Dr. Daniel Sickert de Siemens Corporate Technology (CT) en Múnich, Alemania, en colaboración con Siemens Healthcare, el catéter de la biopsia líquida tiene un revestimiento superficial exclusivo que, al igual que el "papel" utilicientes y para los sistemas de atención en salud. "Por primera vez, los pacientes podrán obtener respuestas a muchas de sus inquietudes diagnósticas fundamentales directamente de sus médicos", dice Ryu. "Por la misma razón, esta tendencia podría eliminar una gran cantidad de presión en los hospitales, los cuales se encuentran hoy congestionados de pacientes que padecen de condiciones menores". Y esa tendencia, una vez sea aplicable, se acelerará rápidamente. Ya, la tecnología de la cámara electroquímica puede detectar casi 100 proteínas muchas de ellas en menos de un minuto. "Mirando hacia adelante", dice Pugia, "esperamos descubrir un número creciente de proteínas, y así poder trabajar con socios para aplicarle ingeniería a un espectro más amplio de moléculas receptoras para detectarlas y evaluarlas". Atrapando los mensajeros del cáncer. Con tan sólo unas cuantas pulgadas cúbicas de tamaño, la cámara electroquímica mantiene la promesa de realizar muchas de las pruebas que hoy son realizadas por máquinas especializadas en laboratorios centrales. Pero que tal un sistema diagnóstico lo suficientemente pequeño como para ajustarse a la superficie de un catéter? Esa es la idea detrás de la "biopsia líquida", una tecnología que se está desarrollando ahora en Siemens Michael Pugia (izquierda) utiliza las moléculas receptoras y un microchip (derecha) para identificar las proteínas específicas de las enfermedades. Otros investigadores están desarrollando tecnologías para atrapar células tumorales fuera del torrente sanguíneo del paciente (centro). como lanzar una red desde un bote de alta velocidad. Usted aumenta su posibilidad de atrapar lo que está buscando mientras corre la sangre". Sin embargo admite que "el catéter atrapa CTCs meramente por casualidad". Solucionar este problema no va a ser fácil. Pero eso es lo que el Gerente de Programa de Siemens CT, el Dr. Oliver Hayden está explorando. Basado en la idea de la extracción regular de sangre de las personas con riesgo de desarrollar cáncer metastásico, su trabajo se centra en exponer la sangre a anticuerpos que tienen una afinidad por las células cancerosas anticuerpos que son portadores de un rótulo detectable. "Nuestro trabajo ha demostrado que los anticuerpos se unen a las CTCs o a otras células raras de manera efectiva", dice Hayden. Las CTCs son luego extractadas de la sangre integral, filtradas y "leídas" por un chip sensor, utilizando el rótulo fijado a los anticuerpos. "Cada vez que una célula rotulada pase por el lector del chip", dice Hayden, "está básicamente dice, Hola, estoy aquí y soy una CTC". Y cuando estas células empiecen a marchar en los próximos años, suministrando evidencia objetiva de las tendencias del conteo de las CTC de los pacientes, podrá decirse también que son las cosas más pequeñas las que pueden crear un mundo de diferencias. Arthur F. Pease 64 Pictures of the Future Primavera 2010

65 Entrevista A dónde nos llevará la convergencia de los dispositivos electrónicos y las células vivas? Lieber: los nano alambres ofrecen la oportunidad de que una célula automáticamente los internalice. La idea es construir un puente de comunicaciones con células o tejidos celulares que sean indistinguibles del sistema biológico en sí. Esto le podría abrir la puerta al monitoreo de las actividades celulares y las respuestas a los medicamentos en tiempo real. Un paquete de sensores podría, por ejemplo, monitorear continuamente la sangre para determinar marcadores de cualquier cosa desde la gripa hasta el cáncer. Y depen- Si la nanoelectrónica y las células vivas convergen Charles M. Lieber, Ph.D. (50 años) es el Profesor Mark Hyman de Química de la Universidad de Harvard. Su investigación se centra en la síntesis, las propiedades físicas básicas y las aplicaciones de los materiales a escala nano con un enfoque en los problemas de las ciencias de la vida, los sistemas nanoelectrónicos y la energía renovable. Ganador reciente del prestigioso Premio Pionero del Director del NIH, Lieber está desarrollando interfaces activas entre dispositivos nanoelectrónicos, células y tejidos. Lieber tiene un PhD en química de la Universidad de Stanford. Esto tiene alguna implicación en el campo del cálculo a nano escala? Lieber: usted podría desarrollar un nuevo tipo de material vivo, híbrido una red de células vivas que sería electrónica y que podría por sí misma ser computacionalmente activa. Por lo que nos hemos naturalmente preguntado a nosotros mismos si existe alguna convergencia donde las moléculas pueden unirse a nano alambres y de esta forma producir los mensajes de encendido y apagado que se requieren para la computación. La meta aquí es combinar las fortalezas de los computadores con las células del cerebro humano a través de dispositivos a nano escala para crear nuevos de tipos de sistemas computacionadiendo de los resultados, el dispositivo ajustaría automáticamente el flujo de una sustancia terapéutica para optimizar el tratamiento. Podríamos hacerlo con las enfermedades del corazón o con los cánceres colocándole al individuo en riesgo un parche en la piel que daría una lectura y que se conectaría con el sistema administrador de drogas. Esa es la visión. Cómo va a hacer realidad esta visión? Lieber: hemos construido nano estructuras de materiales semiconductores que pueden funcionar como transmisores de efectos de campo (FETs) en el punto exacto de un pliegue del alambre (foto izquierda). Teniendo la forma de un brazo, esto le permite al sistema moverse en el universo de la 3D. Un alambre puede por tanto ingresar a una célula o tocar un punto de ella como un receptor o como un canal de iones. Nuestro trabajo en esta área ha hecho posible, por primera vez, interrogarnos sobre lo que pasa en la célula sin afectar las funciones de la célula. Esta línea de investigación podría abrir un nuevo mundo de conocimiento. Por ejemplo? Lieber: si podemos construir matrices de estos sistemas de 3D, entonces podremos crear un tejido en torno a ellas. Este podría implantarse en el cerebro o en el corazón para monitorear y manejar los procesos celulares en tiempo real un nuevo tipo de dispositivo protésico. Esto está por encima del estado del arte de hoy, el cual está basado en el uso de sondas inmensas de cientos de micrones que dejan cicatrices y se degradan rápidamente. Contrario a muchos otros de la comunidad de los microelectrodos (ver Pictures of the Future, Primavera de 2003, página 15), nuestro laboratorio ha demostrado por primera vez que uno puede interconectarse a nivel sub-celular con neuronas cultivadas. les con capacidades únicas. Es una corazonada. Pero lo que me gusta hacer como científico es trabajar en cosas que todavía no se ha demostrado que funcionan. Creo que hay un mundo fuera de allí al que nos permitirá ingresar la convergencia de la nano ciencia y la biología. Qué tipo de aplicaciones prevé? Lieber: sistemas que funcionen dentro del cuerpo y que extraigan su energía directamente de las mitocondrias, por ejemplo. Esto es algo en lo que estamos trabajando en síntesis, algo como tejidos artificiales, pero que obtenga energía directamente del cuerpo. Existe alguna implicación para el medio ambiente, la salud y la seguridad? Lieber: sí, los problemas son muy similares entre medir eventos celulares dentro del cuerpo e interrogar a los organismos en el medio ambiente. Por ejemplo, variaciones del mismo virus son distinguibles a través de diferencias ligeras en los revestimientos proteínicos, las cuales se reflejan en las propiedades de enlace a los virus y que podrían, a su vez, darnos una luz sobre el nivel de amenaza del organismo. Cuál es el límite de tiempo de algunas de las tecnologías de las que estamos hablando? Lieber: sistemas sensores que puedan monitorear cientos de biomarcadores de los riesgos de una enfermedad como la recurrencia de cáncer podrían aproximarse a su advenimiento en el término de cinco años. Aplicaciones protésicas capaces de crear una interfaz con el cerebro empezarán a llegar al nivel de los estudios en animales en aproximadamente cinco años, con aplicaciones en humanos en diez años. Entrevista realizada por Arthur F. Pease Pictures of the Future Primavera

66 Detectives moleculares Detección viral Los científicos de centro de investigación de Siemens en Berkeley, California desarrollaron una prueba exacta para el virus H1N1 (abajo). La prueba la hizo posible un sistema de identificación genética desarrollado por Siemens en Princeton. Identificando a los invasores invisibles Cuando en el 2009 el virus H1N1 empezó a cobrar vidas en México y en los EE.UU., Siemens se convirtió en el jugador clave para determinar la identidad única del organismo. Al hacerlo, la compañía reunió poderosas herramientas computacionales, una nueva tecnología de reconocimiento del patrón y la primera aplicación comercial jamás vista en Norteamérica de su tecnología de detección genética automatizada en tiempo real. Los detectives están ocupados en Siemens. Están tamizando las líneas del código genético de la evidencia, desarrollos más inteligentes, herramientas más rápidas para descubrir a los fugitivos que están persiguiendo, y trabajando estrechamente con las autoridades de las universidades y las agencias del gobierno para capturar y liquidar a sus objetivos. "Es una relación depredador-presa", comenta Gayle Wittenberg, Gerente del Programa de Siemens Corporate Research (SCR) en Princeton, New Jersey. "Estamos mejorando cada vez más lo que hacemos. Pero los chicos malos los virus y las bacterias a los que les estamos siguiendo la pista son difíciles de identificar debido a que sus características genéticas se encuentran en constante evolución". Aunque la batalla contra los invasores invisibles, como la astuta bacteria Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (MRSA), que es responsable de aproximadamente muertes hospitalarias al año en los EE.UU. sólo ha empezado, Wittenberg y otros detectives moleculares de Siemens han cosechados éxitos importantes, principalmente en relación con identificar las características exclusivas de lo que ahora se conoce como "la pandemia del virus de la influenza H1N1 del 2009". La historia de cómo los investigadores de Siemens identificaron el "sospechoso" de la Influenza H1N1 del 2009 se desarrolló como una novela policiaca de tiro rápido. El 14 de abril de 2009, después de numerosas muertes en México, la Organi- zación Mundial de la Salud (OMS) y los Centros para el Control de Enfermedades (CDC) de EE.UU. anunciaron siete casos de la cepa única de la influenza hemaglutinina-neuraminidasa (H1N1) en los EE.UU. El 27 de abril, la OMS declaró un nivel 4 de alerta de pandemia sobre una escala de seis puntos (donde 6 es el nivel más alto). Y el 28 de abril los Institutos Nacionales de Salud (NIH) de EE.UU. publicaron todas las versiones disponibles del código genético del virus en la Internet. "Tan pronto como se puso a disposición la información, empezamos a procesarla en nuestro proceso de descubrimiento de biomarcadores para el desarrollo de pruebas diagnósticas rápidas, las cuales denominamos el conducto RAPID 2 ", dice Dorin Comaniciu, PhD, quien lidera el 66 Pictures of the Future Primavera 2010

67 Campo de Tecnología a Nivel Global de la Informática Médica de Siemens en Siemens Corporate Research en Princeton, New Jersey. Comaniciu explica que la clave para la identificación de cualquier patógeno está en la capacidad de identificar aquellas partes de su genoma que todos los miembros de su grupo tienen en común. "No hay dos secuencias genéticas en el mismo grupo totalmente idénticas", dice él. "Pero algunas partes de sus secuencias sí lo son. Y allí es donde nuestra tecnología entra a trabajar específicamente nuestra experiencia con el aprendizaje de la máquina y el reconocimiento de la cara, las cuales son un tipo similar de problema de reconocimiento del patrón". Utilizando un grupo de computadores de alto rendimiento interconectados, Wittenberg, Comaniciu y otros investigadores de SCR compararon las secuencias del H1N1 del NIH con la base de datos públicamente disponible de secuencias de cepas de la influenza común. Su esfuerzo dio frutos rápidamente. En menos de dos días después de la publicación por parte del NIH del genotipo del H1N1, RAPID 2 había identificado las secuencias únicas también conocidas como las "firmas" o los "patrones fundamentales" que distinguieron el virus H1N1 de todos los demás. ma automatizada VERSANT de Siemens para la detección genética basada en la reacción en cadena cinética de la polimerasa (kpcr). "El resultado", dice Piel, "fue que justo en el primer intento obtuvimos una coincidencia perfecta entre las firmas que habíamos generado y las del virus real". Tan pronto como la prueba estuvo lista, fue adicionada al panel de Diagnóstico Molecular de Siemens de las pruebas de influenza, transferida al laboratorio del estado mexicano en el corazón de la pandemia y probaba en una evaluación doble ciego Sólo dos días después de la publicación por parte del NIH del código genético del H1N1, RAPID 2 identificó exactamente que hacía único el virus. virus peligrosos, como las nuevas cepas de VIH resistentes a las drogas o las amenazas de la guerra biológica potenciales, sino también la caracterización de las bacterias e incluso la detección de las células cancerosas, abriendo de esta forma la puerta a tratamientos acelerados, más exactos y más costo efectivos de un amplio espectro de enfermedades. Independientemente del organismo objetivo, el proceso de identificación genética empieza con la secuenciación del ADN de un gran númeen la plataforma VERSANT kpcr automatizada. "Allí, los resultados indicaron que el análisis fue igual de sensible y posiblemente más específico para el virus H1N1 del 2009 que la prueba desarrollada por los Centros para el Control de Enfermedades", dice el Director de Siemens Healthcare Diagnostics, James Uzgiris, PhD. "En esta comparación con el análisis de los CDC, nuestra prueba fue más específica para el virus H1N1 del Atribuimos lo anterior a las excelentes capacidades del algoritmo RAPID 2 y al ro de muestras individuales. "Entre más secuencias analice, mayor probabilidad habrá de que los resultados sean identificar el puñado de características que todos los miembros de un grupo tienen en común", explica el Científico de Investigación de SCR Lance Palmer, quien declaró que la secuenciación de alto rendimiento se está volviendo cada vez más asequible aproximadamente $ por, digamos, 100 genomas del Staphylococcus aureus. Sin embargo, como pasa La información resultante la representación digital de parte del código genético del virus que es equivalente a las huellas digitales del sospechoso fue transferida de Siemens Corporate Research a las instalaciones de investigación y desarrollo de clase mundial de Siemens Molecular Diagnostics en Berkeley, California. Allí, según el Vicepresidente de Global R&D Management, el Dr. Norbert Piel, "uno de nuestros científicos más experimentados pudo traducir las firmas generadas por computador del RAPID 2 en sus homólogos de ácidos nucleicos, también conocidos como reactivos de detección". Una vez se produjeron estos reactivos, estos fueron evaluados en copias conocidas del virus utilizando la platafordesempeño de la plataforma VERSANT kpcr". Siemens ha presentado la solicitud de patente de los métodos empleados y está analizando si existe la oportunidad comercial de desarrollar una prueba comercial de H1N1 para adicionarlo a su panel de pruebas de influenza. Plataforma multipropósito. El sistema computacional capaz de identificar el puñado de pares de bases genéticas que distinguen un grupo de organismos objetivos de otros (como por ejemplo la pandemia de H1N1 del 2009 comparado con otros virus de la influenza) es más que un truco. Además, la tecnología RAPID 2 de SCR podría acelerar no sólo la identificación de otros con el virus H1N1, Wittenberg y sus colegas han determinado que ellos podían reducir el costo de identificar qué hace diferente el MRSA del Staphylococcus aureus haciendo uso de la información de la secuenciación que se encuentra públicamente disponible. Trabajando estrechamente con los investigadores de la Universidad de Medicina y Odontología de Nueva Jersey, la cual posee una de la colecciones más grandes del mundo de aislados del MRSA, Wittenberg ha desarrollado grupos de patrones (firmas) optimizados computacionalmente. "El siguiente paso", dice ella, "será secuenciar el material genético de una población más grande de bacterias MRSA para desarrollar una grupo Pictures of the Future Primavera

68 Detectives moleculares Detección viral Fusión de imágenes más robusto de identificadores. Descubrir lo que hace único a este organismo es la precondición para combatirlo". Wittenberg hace énfasis sin embargo en que el MRSA es un objetivo en movimiento. "Este organismo está en evolución constante. Eso amerita un proceso continuo de vigilancia. Cuando surgen nuevas cepas, se deben identificar los nuevos patrones, lo que convierte a nuestra herramienta RAPID 2 en un arma cada vez más valiosa contra estos microbios". "Tendencias" en esta sección de Pictures of the Future). Aquí, la idea es capturar células que han sido extraídas de tumores las denominadas células tumorales circulantes descubrir su origen y, una vez iniciado el tratamiento, determinar si su número está aumentando o disminuyendo. Y al adicionar la tecnología RAPID 2 al cuadro, el "manejo" del cáncer se podría ampliar a su nivel más efectivo la evaluación de la predisposición. "Supongamos que usted tiene dos cohortes de Las pruebas de genoma en los seres humanos conducirán a la identificación de las predisposiciones y a la detección temprana de enfermedades. Lo que nos depara el futuro. RAPID 2 y el nuevo Sistema Molecular VERSANT kpcr de Siemens (disponible en Europa y en aprobación de la FDA de EE.UU.) ha acelerado ya los tiempos de respuesta a las nuevas amenazas virales. En comparación con las pruebas de anticuerpos inmunodiagnósticos convencionales, por ejemplo, que detectan la presencia de un virus sólo de manera indirecta en otras palabras, sólo si números grandes de anticuerpos contra el virus están en la muestra los análisis del VERSANT kpcr no necesitan esperar a que el cuerpo instituya una respuesta inmune. En vez de ello, a través del uso de Mientras que los sistemas convencionales detectan virus con base en la respuesta dispendiosa de los anticuerpos, los últimos sistemas de detección molecular automatizados pueden identificar rápidamente cantidades ínfimas de patógenos en las muestras de sangre. patrones y sondas de ADN, estos pueden identificar un virus en una muestra de sangre y confirmar su identidad genética en concentraciones muy bajas. "Esto es crucial porque facilita la detección y posibilidad direccionar el tratamiento", dice Piel. "Y lo que es más", agrega, "una vez se inicie la terapia, usted podrá utilizar pruebas de control para garantizar que la carga viral en la sangre del paciente esté declinando. En otras palabras, con la kpcr usted siempre hace dos cosas: identificar el objetivo y cuantificar su presencia". Los mismos pasos podrían, en principio, emplearse para combatir los cánceres (si desea mayor información por favor remítase el artículo personas de quienes usted posee secuencias del genoma, y que un grupo ha desarrollado cáncer de seno", dice Uzgiris. "RAPID 2 podría ser capaz de identificar las diferentes genéticas claves entre estos grupos y por tanto ayudar a optimizar el diagnóstico y la terapia". Esto podría no estar tan lejos como parece. Los avances tecnológicos recientes han reducido el costo de la secuenciación genómica humana pasando de $ a aproximadamente $ Una vez el precio descienda a aproximadamente $1.000, como se espera que ocurra en los próximos años las ventajas del escaneo genómico individual será irresistible. "Más temprano que tarde, la exploración genómica completa podría convertirse en algo así como el derecho a obtener la licencia de conducción después de que una persona cumpla sus 18 años", predice Uzgiris. "En ese punto, usted conocerá sus predisposiciones. Las pruebas sanguíneas de rutina buscarán señales de peligro. Y si se descubre una mutación sospechosa 30 o 40 años después, la versión turboalimentada de la tecnología RAPID 2 la comparará con su genotipo de la línea de base para descubrir la relevancia del cambio. Todo esto se traducirá en términos de cuidado preventivo". Arthur F. Pease No existe ninguna regla de oro para el tratamiento del cáncer: la batalla deberá comenzar a la mayor brevedad posible. Sin embargo, desafortunadamente, la enfermedad con frecuencia avanza sin que se note durante mucho tiempo. En ese punto, la búsqueda de metástasis o de tumores malignos se hace clave en la planeación del tratamiento. Lo indispensable aquí son procedimientos que no sólo generen y muestren imágenes transversales de los órganos sino que también hagan visibles los procesos bioquímicos. Esta es la razón por la cual las células enfermas se revelan por sí solas a través de su metabolismo alterado. Las células de los tejidos que consumen una cantidad inusual de azúcar, por ejemplo, indican un crecimiento celular incontrolado. Esta combinación de capacidades imagenológicas (anatómicas y fisiológicas) es lo que hace ideal la TC Molecular Biograph (mct) de Siemens para el diagnóstico del cáncer. El escáner de cuerpo entero Biograph combina la tomografía de emisión de positrones (PET) con las imágenes de rayos X tridimensionales de la tomografía computarizada (TC). El escaneo con PET mide la concentración de un trazador ligeramente radioactivo usualmente el compuesto de glucosa F-18-FDG (18F Fludesoxiglucosa) el cual es inyectado en el antebrazo del paciente. El trazador radioactivo se concentra en aquellas áreas que lo metabolizan más rápido en otras palabras, los tumores. Durante el proceso de metabolismo de la glucosa, el F-18 decae emitiendo un positrón, el cual, a su vez es transformado en fotones que son detectados por la unidad de PET y convertidos en imágenes. Al mismo tiempo, la unidad de TC en forma de anillo produce imágenes de rayos X en 3D de alta resolución de la parte del cuerpo que se está examinando. El resultado es una imagen fusionada que muestra la ubicación y la dimensión de los tumores. "La imagenología híbrida nos presenta información significativamente mejor más rápidamente de lo que cualquier otro método lo haría", dice el radiólogo Dr. Martin Fressmeyer, Médico Jefe de la Clínica de Medicina Nuclear de la Hospital Universitario de Jena, Alemania, donde la unidad de 68 Pictures of the Future Primavera 2010

69 Combinar las imágenes de rayos X en 3D con la tomografía de emisión de positrones hace posible identificar la ubicación y las dimensiones de los tumores pulmonares más exactamente que en el pasado. Solución de imagenología híbrida Cuando se combinan, la tomografía computarizada y la imagenología de la medicina nuclear les brindan a los radiólogos la capacidad de determinar la presencia de pequeños nidos de células tumorales en el contexto anatómico, detectando de esta forma la dispersión temprana del tumor y proporcionando un resultado potencialmente mejor. PET/TC de Siemens entró en funcionamiento a mediados del El Biograph no sólo realiza mediciones más rápidas que cualquier otro sistema, sino que establece además nuevas normas para la nitidez de la imagen. Mientras que los sistemas convencionales producen una resolución de imagen en la PET de entre cuatro y cinco milímetros, el mct Biograph genera imágenes con una resolución aproximada de dos milímetros a lo largo de casi toda la región registrada. Lo consigue gracias a cuatro anillos detectores individuales que pueden capturar cambios en el metabolismo de la glucosa que antes eran imposibles de resolver. Los pacientes se benefician del nuevo sistema porque es rápido. El escaneo de rutina no toma más de entre cinco y diez minutos. En vez de tener que realizar varios exámenes de rayos X y de la correspondiente alta exposición a la radiación, los pacientes tienen que sólo completar un solo escaneo PET/TC combinado para que los médicos obtengan imágenes diagnósticas de alto contraste precisas. Norbert Franke, quien es responsable de las ventas del Biograph en Siemens Healthcare en Erlangen, cree que la reducción de los exámenes requeridos ofrece un gran beneficio. "La combinación de una mejor oportunidad de recuperación y de menos exámenes reduce los costos del tratamiento", dice él. Un total de 50 unidades del Biograph se encuentran ahora operando en Alemania. "Ahora estamos viendo un aumento significativo de la demanda de estas unidades en Asia y en otros países europeos", informa Franke. Los costos de adquisición de los dispositivos son el principal factor que entorpece su uso extendido. Un mct Biograph cuesta hasta 3 millones dependiendo de las características del equipo. Sin embargo, al mismo tiempo, el dispositivo híbrido reduce los costos de tratamiento al eliminar la necesidad de realizar múltiples exámenes. Los radiólogos y oncólogos americanos y europeos creen también que el uso de trazadores radioactivos garantiza la detección eficiente del cáncer. Esta tecnología se requiere con urgencia porque nuevos casos de cáncer son descubiertos en Alemania cada año y personas mueren anualmente a causa de la enfermedad, según la Sociedad Alemana de Ayuda al Cáncer. La Organización Mundial de la Salud (OMS) cree que el número de víctimas de cáncer en todo el mundo aumentará en un 50% entre ahora y el 2030 debido al aumento de la proporción de personas adultas mayores en la población global. El más reciente Informe de Cáncer Mundial expedido por la OMS predice que el cáncer pronto reemplazará a la enfermedad cardiovascular como causa número uno de muerte en el mundo. Desenmascarando las células cancerosas. La economía que ofrece el procedimiento combinado PET/TC adquiere una nueva dimensión cuando se compara con los antecedentes de estas cifras alarmantes. Por una parte, el éxito de los costosos tratamientos de quimioterapia se pueden monitorear más efectivamente a través de técnicas diagnósticas moleculares, y las medidas de tratamiento en sí se pueden planear mejor si el cáncer es detectado más tempranamente. "Particularmente en la fase pos-tratamiento, los exámenes de PET/TC combinados son superiores a todos los demás procedimientos", dice el Prof. Jürgen Ruhlmann del Medizin Center de Bonn. Esa es la razón por la que los trazadores radioactivos pueden detectar inmediatamente las células tumorales. "La información experimental demuestra que los dispositivos combinados de PET/TC pueden detectar nidos de células tumorales que midan apenas menos de un milímetro", dice Ruhlmann. Esta capacidad les permite a los médicos implementar tempranamente contramedidas. Muchos estudios han demostrado que la combinación de la imagenología molecular y la tomografía computarizada mejora la posibilidad de supervivencia de los pacientes con cáncer. Los exámenes de PET/TC se están utilizando cada vez más para buscar tumores de pulmón, colon, piel, nodos linfáticos, seno y tiroides, y cada vez más los especialistas médicos nucleares y los radiólogos están empezando a utilizar imágenes de alta resolución para detectar otros tipos de cánceres incluidos los carcinomas en la próstata, los bronquios y la cabeza/cuello. Andreas Beuthner Pictures of the Future Primavera

70 Detectives moleculares Espectroscopia de infrarrojos Los investigadores de Siemens utilizan la espectroscopia de infrarrojos para identificar los diferentes tipos de carbón y su calidad. El procedimiento puede ayudar a los operadores de las plantas de energía a manejar la combustión más exactamente. Calidad: la luz cuenta una nueva historia Los expertos de Siemens están utilizando la luz infrarroja para ayudar a controlar las plantas de energía operadas a carbón con mayor precisión y evitan que los fermentadores de biogás fallen. Esta nueva tecnología de medición tiene aplicaciones interesantes en medicina, e incluso en los hornos caseros. El bloque 2 de una planta de cogeneración importante en Múnich, Alemania quema más de toneladas de carbón duro al año. Todos los días, tres o cuatro trenes, cada uno con un promedio de 22 vagones, distribuyen el combustible, el cual es luego convertido en polvo y enviado a una caldera a través de 24 quemadores. La planta de energía produce tanto electricidad como calor. El Bloque 2 incluye una turbina de Siemens, y consigue una producción térmica de 550 megavatios y una producción eléctrica de 237 megavatios. La instalación es también un campeón de la economía, y su nivel de eficiencia general es un excelente 85%. Pero no es sólo la calidad del equipo de una planta de energía el que determina el resultado. La eficiencia depende también de la calidad del combustible. Mientras que los operadores de la planta en el pasado comúnmente empleaban sólo un tipo de carbón, hoy utilizan carbón de todas partes del mundo para limitar los costos. Múnich, por ejemplo, quema carbón de Venezuela, Sudáfrica, Polonia y la República Checa. Pero aunque esto ahorra dinero, conduce también a fluctuaciones de la calidad. Esta es la razón por la que el valor calórico del carbón varía, como lo hace también su contenido de humedad y de azufre. "Utilizar carbón muy malo puede hacer que la producción de la planta falle", dice el Prof. Maximilian Fleischer, experto en sensores de Siemens Corporate Technology (CT) en Múnich. "Si usted quiere conseguir siempre la producción que se necesita, usted tiene que ajustar la cantidad de carbón que coloca en el quemador en consonancia con el valor calorífico de ese carbón en particular". Lo que se necesita aquí es un tipo de sistema de inspección de la recepción de la materia prima que les permita a los operadores de la planta saber exactamente qué tipo de carbón se está quemando en cualquier momento dado. Los procesos de combustión se podrán entonces ajustar dependiendo de la calidad del carbón insertado al horno. Fleischer, quien es físico, está trabajando en el desarrollo de un sistema de estos utilizando la espectroscopia de infrarrojos (IR). La idea es emplear la luz infrarroja, la cual es invisible al ojo humano, para determinar la composición del carbón. Esto se puede hacer porque los elementos químicos emiten ondas electromagnéticas en frecuencias específicas después de ser estimulados por una fuente de energía como los rayos IR dentro del rango de longitud de onda de micrómetros (casi infrarrojo NIR), o dentro del rango de micrómetros (infrarrojo intermedio MIR). Esta exposición hace que los átomos o in- 70 Pictures of the Future Primavera 2010

71 cluso las moléculas de todo el horno vibren. Esta energía es luego radiada de nuevo, creando la "huella" de las moléculas presentes, la cual se puede analizar en un espectrómetro. "Las mediciones tomadas en el MIR revelan picos claros que se pueden asignar de manera concluyente a estructuras químicas específicas", explica Fleischer. "Estas conexiones no se pueden hacer de manera tan clara en el rango NIR porque los picos son más amplios y por lo tanto se superponen". Esto se debe al hecho que las vibraciones moleculares se acoplan entre sí pero aquí también, la información sobre la composición molecular se puede relevar utilizando redes neurales. Aunque esto hace el proceso NIR un poco más costoso que el MIR, los espectrómetros NIR tienen un diseño más sencillo y son más robustos y más baratos, costando entre y en comparación con los aproximadamente que cuestan sus homólogos MIR, los cuales son en consecuencia utilizados principalmente por laboratorios grandes. Los NIR y los micro espectrómetros ligeramente menos precisos ( ) son por lo tanto candidatos ideales para el monitoreo y el control de procesos industriales como la combustión del carbón. En la primera fase de su proyecto, los expertos de Siemens demostraron su capacidad para distinguir entre los diferentes tipos de carbón con la ayuda de la cionamiento en el Esa instalación se diseñará para su operación continua y en el largo plazo. La información obtenida de la detección infrarroja les permitirá a los operadores de la planta de energía implementar mejores contramedidas contra la contaminación de las instalaciones, ya que si ellos conocen las propiedades de su combustible por anticipado, podrán ajustar la cantidad de aire alimentado y así evitar la formación de desecho en el horno. La formación de desperdicio se presenta porque las cenizas del carbón empiezan a ablandarse o a derretirse a cierta temperatura, lo cual depende del tipo de carbón empleado, y se asientan en la caldera como una masa pastosa. Los operadores por lo general tienen que apagar sus plantas una vez cada dos o tres meses para retirar el desecho en un proceso que resulta Estos dañan las bacterias que crean el metano", dice Götz. "En el peor caso, la bacterias mueren y toda la instalación se paraliza". Ponerla nuevamente en funcionamiento puede tardar entre tres y seis meses porque los procesos biológicos complejos tienen que ser relanzados y el operador de la planta podría incluso tener que volver a llenar toda la instalación. Esto podría conducir a pérdidas de hasta "El problema es que no es posible medir los indicadores clave, como las concentraciones de los ácidos, en nada que se aproxime al tiempo real", dice Götz. "En este sentido, los bioreactores son todavía como algún tipo de caja negra. Bajo condiciones óptimas, estos producen suficiente biogás, pero cuando las cosas andan mal el fermentador puede estrellarse repentinamente". Los escáneres infrarrojos se podrían utilizar para monitorear los alimentos y para analizar el contenido de alcohol y de azúcar de los cócteles. complicado y costoso. Aumentar levemente el suministro de aire podría mantener el calor por debajo del valor crítico. Para conseguir este objetivo, los operadores tienen que conocer la composición precisa de su carbón. En otras palabras, con las medidas apropiadas, los hornos no tendrán que limpiarse con tanta frecuencia. La solución, según Fleischer de CT, podría ser el espectroscopio de IR. Fleischer planea utilizar el NIR en el futuro para determinar la concentración de ácido en los fermentadores por ejemplo, a través del retiro automatizado de muestras que sean luego analizadas inmediatamente. Este proyecto será lanzado en el verano del 2010 y recibirá respaldo finan- ciero del Centro de Tecnología y Financiación del gobierno del estado bávaro. espectroscopia IR. Su sonda NIR consta de una corona de diodos emisores de luz (LEDs) infrarroja que ilumina el combustible cuando este se desplaza a través de la tubería desde el molino de carbón al quemador. Un sensor absorbe la luz reflejada por el polvo de carbón y la envía a través de un cable de fibra de vidrio al espectrómetro. "Como siguiente paso queremos determinar la calidad del carbón con base en su valor calorífico y el contenido de azufre y de humedad con el fin de optimizar el proceso de combustión", dice Paul Herrmann de Siemens Energy en Karlsruhe, Alemania, quien maneja el proyecto en el departamento de Instrumentación, Controles & Estrategia Eléctrica. "Una vez se culmine el estudio de factibilidad actual, planeamos implementar esta segunda fase a principios del verano del 2010 y si todo sale bien, podremos configurar la primera instalación piloto y ponerla en fun- Por qué resulta importante mantener contentas a las bacterias. Josef Götz quiere aprender más acerca de lo que ocurre dentro del reactor en sus instalaciones de biogás del pueblo alemán de Markt Indesdorf. Aquí, las bacterias producen gas metano a partir del estiércol y de materias primas renovables como el pasto y el ensilaje del maíz. El gas es utilizado para producir calor y electricidad en una planta de cogeneración. Götz, que es granjero, necesita mantener constantemente sus bacterias sensibles felices. "Las bacterias deben ser alimentadas con las materias primas lo más uniformemente posible y mantenerlas a una temperatura constante", dice él. El paso final del proceso, cuando el biometano es producido, es particularmente sensible. "Si usted coloca mucha biomasa en el reactor, se forma mucha cantidad de ácidos acético y propiónico inhibidores. IR en el refrigerador. Fleischer tiene otros planes también. Si se hacen menos costosos, espectrómetros de IR pequeños se podrían instalar en los refrigeradores en el futuro para monitorear los alimentos y asegurarse que no se dañen. Estos podrían también construirse dentro de los hornos para garantizar que, por ejemplo, que un asado desarrolle sólo la corteza apropiada. Esta hazaña podría conseguirse utilizando proteínas que reaccionen con la grasa durante el proceso de cocción. Las lavadoras podrían también ser capaces de analizar sus cargas y emitir una alarma si alguien trata, por ejemplo, de lavar una corbata de seda utilizando el programa de lavado de algodón. "La espectroscopia IR se puede utilizar también en aplicaciones médicas para examinar condiciones de la piel que luzcan sospechosas", dice Fleischer. "Las células cancerosas, por ejemplo, contienen diferentes proteínas en comparación con las células sanas, lo cual permitiría identificar un melanoma a partir de su espectro". La curiosidad de Fleischer en esta área se extiende incluso a la vida nocturna. "Es teóricamente posible colocar un escáner IR diminuto dentro de un teléfono celular y utilizarlo para medir la cantidad de alcohol y de azúcar de un coctel", dice él. Después de esto, el teléfono celular podría llamar a un taxi para garantizar un retorno seguro a casa. Christian Buck Pictures of the Future Primavera

72 Detectives moleculares Detección medioambiental El satélite CryoSat-2 monitorea las capas de hielo en constante disminución de la tierra. Otros satélites miden el campo gravitacional de la tierra (imagen desigual de la tierra) y la concentración de metano (extrema derecha). Ojos sobre la Tierra Los satélites realizan mediciones que ofrecen profundización sobre las erupciones volcánicas, los terremotos y el cambio climático. Siemens está desarrollando sistemas de evaluación especiales diseñados para descargar los grandes volúmenes de información generados por estos costosos exploradores a la tierra. Con la luz del sol de invierno titilando a través de las hojas del árbol de oliva, el cráter del volcán Monte Cavo se encumbra en la distancia más allá de los viñedos. En las afueras del pueblo de Frascati, Italia, al sur de Roma, el césped forma un verde profundo incluso en la mitad del invierno y se observan con frecuencia gatos callejeros merodeando. Los felinos han encontrado un nuevo hogar aquí, entre los árboles de oliva y la gigantesca antena. La instalación, el corazón del Centro de Observación de la Tierra de la Agencia Espacial Europea (ESA) podría lucir como algo del propio espacio, pero es donde la mayoría de las señales del satélite de la ESA son recibidas. Las transmisiones de datos de la ESA deben siempre funcionar confiablemente. Esa es la razón por la que los ingenieros de Siemens están desarrollando equipos especiales para la evaluación completa de los satélites antes de que estos sean lanzados al espacio. "En las imágenes satelitales los árboles lucen como pequeños huecos. Podemos ver que son árboles sólo porque están en filas derechas", dice Dieter Isakeit del Centro de Observación de la Tierra. Las imágenes satelitales a las que él se refiere tienen una resolución de un metro por pixel. A Isakeit le gustan los árboles de oliva, los cuales florecen aquí en los pies del Monte Cavo. La erupción del volcán hace miles de años reemplazó el suelo con toba y basalto, materiales extraordinarios por el agua que contienen. "Aunque el volcán no ha estado activo desde entonces, no nos debemos quedar dormidos confiándonos en el sentido de falsa seguridad", dice él. Esto porque el interior del plante está en constante movimiento. Cuando las placas continentales, las cuales flotan sobre un manto maleable, se desplazan unas so- 72 Pictures of the Future Primavera 2010

73 bre otras se pueden producir terremotos. En los extremos de las placas, la roca, a alta temperatura envía su fuerza a la superficie y sirve de combustible para los volcanes. "Esta es la forma como el planeta nos demuestra que está vivo, y en cambio constante", dice Isakeit. Este tipo de cambios es exactamente lo que los investigadores de la ESA quieren capturar. A comienzos de los años 90's ellos crearon el programa Planeta Vivo, un proyecto científico a gran escala diseñado para suministrar información que nos ayude a comprender mejor el planeta Tierra. El primer satélite, ERS-1 abreviatura de Satélite Europeo de Detección Remota fue lanzado a la órbita polar en Hasta el 2000 estaba ocupado obteniendo mediciones relacionadas con la superficie de la tierra, la temperatura de los océaoceánicas portadoras de calor, y de esta forma afecta el clima. La Corriente del Golfo, por ejemplo, calienta el norte de Europa cada año con el equivalente a la energía de plantas de energía grandes. Medir la gravedad es necesario porque está lejos de la constante en la superficie de la tierra. Las oscilaciones de alta montaña la aumenta, y las depresiones profundas en el mar la debilitan. Sin embargo otro factor es la densidad de la roca en el suelo. La mayor densidad produce como resultado un mayor campo gravitacional local. El Océano Índico ofrece un claro ejemplo de la forma como la gravedad cambia. "Si usted viaja en barco, usted pasa a través de una depresión de 100 metros de profundidad sin que nos demos cuenta", explica el Prof. Volker Liebig, Director del Instituto de Obsacudido sobre plataformas que simulan las fuerzas de los cohetes de lanzamiento durante el despegue. El sistema de Siemens monitorea simultáneamente las funciones de telecomunicación del satélite para garantizar que funcionen confiablemente incluso bajo estas condiciones extremas. servación de la Tierra de la ESA. La razón de lo anterior es que la superficie del océano siempre se ajusta al campo gravitacional vertical de la tierra. Para garantizar que toda la información recolectada por GOCE llegue a la tierra, las transmisiones de datos del satélite a la estación en tierra deben funcionar confiablemente. Cualquier error por mínimo que sea podría comprometer el valor de mente pueden procesar las señales de radio, por ejemplo. Para hacerlo simulan un medio ambiente ruidoso introduciendo deliberadamente fallas a la señal. El resultado es similar a una mala recepción en un radio; en el espacio exterior, el equivalente a esto es causado principalmente por el viento solar. El personal de evaluación observa las reacciones del satélite a las Las mediciones de los satélites les permiten a los investigadores predecir los cambios climáticos y otros desarrollos. Ruido artificial. El satélite cuenta como mínimo con tres antenas. Una envía la información telemétrica la información sobre el estado del satélite a la estación en tierra. La segunda les permite a los científicos enviar comandos al satélite, por ejemplo para activar o desactivar los dispositivos de medición. Finalmente, la mayoría de los satélites utilizan la tercera antena para enviar las mediciones a la tierra. Los científicos evalúan el satélite para determinar que tan confiablenos, las olas, sus corrientes y otra información de importancia para los investigadores del clima. Satélites adicionales se le han unido desde entonces, incluido el Campo de Gravedad y el Exploración de la Circulación Oceánica en Estado Estacionario (GOCE), el cual fue lanzado a comienzos del Desde entonces el GOCE ha estado monitoreando el campo gravitacional de la tierra con una precisión sin precedentes. Sus resultados son de interés para los investigadores del clima porque la gravedad hace que los cuerpos de agua con un alto contenido de sal se asienten en los niveles más bajos un fenómeno que regula las corrientes los satélites, de los estudios científicos asociados y de los cientos de millones de euros invertidos en las instalaciones de la ESA. Los ingenieros de Soluciones Aeroespaciales de Siemens han desarrollado soluciones para el GOCE, incluido un equipo de evaluación de radio frecuencia. Este sistema coloca la tecnología de comunicación de los satélites a sus pies durante la fase de evaluación. Primero que todo el satélite es sometido a todo tipo de estrés que pudiera presentarse durante su misión. En una cámara de vacío, por ejemplo, un escenario como el del espacio exterior es creado y el satélite es violentamente señales para determinar si las señales se pueden procesar a pesar de un fondo ruidoso. Esto hace posible detectar y corregir los funcionamientos defectuosos en forma temprana. La energía del satélite es otra área donde los investigadores no dejan nada al azar, dependiendo en vez de ello de un sistema de Siemens. "Este sistema hace posible simular no sólo la energía distribuida por las velas en el espacio, sino también el comportamiento de la batería en el caso de una reducción monstruosa de la radiación solar", explica Hans Steiner de Soluciones Aeroespaciales de Siemens en Pictures of the Future Primavera

74 Detectives moleculares Detección medioambiental Sensores Viena, Austria. Durante las pruebas, los investigadores determinan si el voltaje fluctúa fuertemente o si se hace muy alto y coloca una tensión excesiva en los dispositivos de medición. Los ingenieros de Siemens desarrollaron también un equipo de evaluación similar para el satélite CyoSat-2, el cual la Agencia Espacial Europea lanzó ya en abril de Este satélite va a ser el primero en medir el espesor del hielo del mar. Hasta ahora ha sido posible determinar únicamente la expansión de las superficies de hielo, pero eso va a cambiar gracias al altímetro radar a bordo del CryoSat-2. Este altímetro emite impulsos electromagnéticos y mide cuánto tiempo les toma regresar al satélite después de que han sido reflejados por la superficie de la tierra. Para medir el espesor del hielo, el altímetro tiene que emitir dos ondas, una de la cual es reflejada por la superficie del agua y la otra por la superficie de la tierra. Debido a las diferentes elevaciones del agua y del hielo, las dos ondas GOCE, el satélite del campo de gravedad y de la circulación oceánica, es completamente evaluado antes de comenzar su misión espacial. llegan en tiempos diferentes, lo que le permite a los científicos calcular exactamente la altura del banco de hielo. Y como sólo hasta el 10% de la masa total de un iceberg está por encima de la superficie del agua, ellos pueden también deducir el espesor del hielo. El satélite CryoSat-2 se encuentra en una misión de tres años para medir las masas de hielo del planeta y presentar en consecuencia hallazgos importantes sobre la relación exacta entre el cambio climático y el estado de las capas de hielo en Groenlandia, en los Polos Norte y Sur, al igual que los témpanos de hielo que se desplazan en el mar. Los sistemas de Siemens se están utilizando también para la evaluación rigurosa de otro satélite que pertenece a la Misión Dinámica Atmosférica, o Eolo-ADM. El satélite está programado para entrar en servicio en el 2011 y medir los perfiles de los vientos a nivel global las direcciones y velocidades de las masas de aire. El Eolo puede hacer esto gracias a que tiene a Lidar a bordo, un tipo de radar que emite luz. Las moléculas aerotransportadas dispersan luz, parte de la cual es reflejada. Dependiendo de la velocidad de las moléculas de aire, la frecuencia de las ondas de luz cambia. En forma similar, la altitud de las partículas de la atmósfera afecta el tiempo requerido para que la luz esparcida haga su viaje de vuelta al satélite. Esto hace posible refinar aún más los modelos atmosféricos existentes. Arroz y metano. También de gran importancia científica es la composición de las capas atmosféricas. Estas están siendo analizada por uno de los satélites más sofisticados del Programa Plantea Vivo ENVISAT, los cuales, desde el 2002, han estado midiendo valores como la distribución de óxido de nitrógeno (NO2) y de metano. El satélite mide la luz del sol dispersa en la atmósfera y en la tierra. Como la luz cambia su frecuencia dependiendo de cuál molécula la ha dispersado, la frecuencia generada, por ejemplo, por el dióxido de nitrógeno, es diferente a la producida por el metano. ENVISAT puede medir estas frecuencias por medio de un espectrómetro especial. Se ha detectado incremento de los valores de metano en regiones donde hay una granja extensa de arroz, por ejemplo; se han registrados valores altos de NO2 en áreas fuertemente industrializadas. Todos los días un total de aproximadamente 270 gigabytes de datos de observación han sido transmitidos a la tierra por todos los satélites combinados de la ESA como imágenes y valores de medición. La sola antena del Frascati recibe 200 gigabytes. "Esta información es utilizada por casi equipos del proyecto en muy diferentes tipos de organizaciones", dice Liebig. "El conocimiento que ellos obtienen nos puede ayudar a aprender sobre las causas del cambio climático, y quizás a predecir mejor sus efectos". Helen Sedlmeier Sistemas Las personas del estado alemán de Baden- Württemberg todavía se estremecen cuando piensan en el ataque con veneno. En el 2005 una persona desconocida sumergió tres potes de herbicida en el Lago Constanza, muy cerca de una estación de bombeo de agua potable. Una carta anónima se acreditaba la responsabilidad del ataque que condujo a los buzos a buscar el veneno a una profundidad de 70 metros. Afortunadamente, sólo pequeñas cantidades del pesticida fueron liberadas al lago, y los umbrales no se excedieron. Pero escenarios similares como por ejemplo si terroristas derramaran veneno en las tuberías de agua continúan causándole pesadillas a las compañías de agua. Los peces o las pulgas de agua son con frecuencia utilizados como sistemas de alarma naturales, pero esto no es para nada óptimo. El agua potable es sometida a exhaustivas investigaciones de laboratorio a intervalos ampliados. "Pero estas pruebas sólo encuentran las cosas que específicamente se están buscando", dice el Dr. Heike Barlag, Jefe del equipo de Biosensores de Siemens Corporate Technology (CT) en Erlangen, Alemania. Las neurotoxinas o pesticidas que no son ya registradas no aparecen en la lista de análisis. Esta es la razón por la cual los químicos de biosensores de Siemens y el grupo liderado por el Prof. 74 Pictures of the Future Primavera 2010

75 Los investigadores de Siemens están explorando la forma como se pueden utilizar células de animales como sensores. Este nuevos biosensores ha demostrado un alto nivel de sensibilidad a cualquier toxina que interfiera con su metabolismo. sensores basados en células Detectar sustancias peligrosas en el agua y en el aire requiere actualmente de pruebas de laboratorio dispendiosas. Los investigadores de Siemens están desarrollando sistemas sensores, algunos de los cuales están basados en células vivas, para detectar rápidamente patógenos y contaminantes en el sitio. Maximilian Fleischer de Siemens CT en Múnich están explorando nuevos métodos para la detección de contaminantes. Los investigadores han desarrollado tres sistemas de sensores que se pueden utilizar para el monitoreo efectivo del aire y el agua. Todos los tres sistemas utilizan componentes biológicos para la detección y son mutuamente complementarios. Por ejemplo, un sistema denominado Siequa- SAFE, que fue desarrollado por el equipo de Barlag en colaboración con varias empresas de agua, funciona como un sistema de advertencia en el caso de un ataque terrorista. En el corazón del sistema hay un sensor que duplica el proceso metabólico crucial realizado por la acetilcolinesterasa (AChE), una enzima que funciona como un catalizador extremadamente rápido. La AChE descompone la sustancia mensajera que, en los animales, transmite las señales de las células nerviosas a los músculos. Las sustancias que inhiben la enzima, como las armas químicas Sarin y Tabun o el insecticida prohibido E605, son altamente tóxicas. "Si una sustancia como Sarin interfiere con esta enzima, entonces es una buena indicación de que algo muy peligroso está en el agua", dice Barlag. Sin embargo, la preocupación inicial no radica en sí en la identificación de la sustancia, sino en la capacidad de emitir instantáneamente una advertencia. El desafío de los químicos de Siemens fue convertir la prueba de inhibición enzimática un procedimiento de laboratorio establecido en un sistema totalmente automatizado. El prototipo tiene aproximadamente el tamaño de una impresora y tiene múltiples conexiones para tubos delgados a través de los cuales las muestras de agua y las soluciones son transportadas a un chip sensor. "Hallamos una forma de AChE cuyo producto de división puede ser detectado electroquímicamente", explica Barlag. El SiequaSAFE empieza bombeando la muestra de agua a través del chip. Luego le proporciona a la AChE una sustancia con la cual se puede dividir. Siempre y cuando la AChE esté intacta, descompone esta sustancia. Pero si esta ha sido expuesta a un veneno, deja de trabajar y no se forman productos de descomposición. El sensor utiliza el flujo en el electrodo para determinar la cantidad de estos productos. La actividad de la enzima de control también es monitoreada. SiequaSAFE activa una alarma sólo si esta enzima está trabajando adecuadamente y la AChE no. "Pero incluso si el SiequaSAFE encuentra una sustancia peligrosa, no queda inhabilitado", dice Barlag. El sistema se regenera automáticamente lavando el chip y reemplazando la enzima. El SiequaSAFE es extremadamente sensible, detectando la toxina E605 en cantidades de menos de una millonésima de gramo por litro. Una décima de un gramo es mortal para los humanos. Sin embargo, muchas más aplicaciones serán posibles en el futuro. "Los metales pesados, los fenoles y las toxinas de las algas azul verdosas son candidatos apropiados para las pruebas de inhibición enzimática", dice Barlag. Laboratorio móvil. El equipo de Barlag está trabajando no sólo en el SiequaSAFE, el cual puede monitorear continuamente la seguridad de un sistema de agua potable, sino también en un sistema de laboratorio portátil que puede identificar un gran número de contaminantes y determinar aproximadamente sus cantidades en el término de media hora. En eso es lo que el miembro del equipo Peter Paulicka está trabajando. Como parte del proyecto financiado por el Ministerio Federal de Educación e Investigación alemán, Paulicka y otros han desarrollado un dispositivo semiautomático denominado AquaSENS. El dispositivo utiliza una prueba inmunológica para detectar moléculas pequeñas como hormonas, antibióticos y pesticidas, al igual que bacterias mucho más grandes en una muestra de agua diminuta. La detección está basada en Pictures of the Future Primavera

76 Detectives moleculares Sensores la capacidad que tienen los anticuerpos de propio cuerpo de identificar sustancias extrañas mediante la presencia de compuestos característicos denominados antígenos. Los anticuerpos de hasta 25 sustancias están localizados en el chip de una tarjeta removible. Cuando la muestra de agua es bombeada a través del chip, las sustancias objetivo se unen con El AquaSENS encuentra hormonas, antibióticos, pesticidas y bacterias en las muestras más pequeñas de agua. los anticuerpos específicos del chip. Esto conduce a otra acción, cuyos productos son detectados eléctricamente. "Las corrientes más pequeñas aquí están dentro del rango de unos cuantas trillonésimas de un amperio", dice Paulicka sobre el desempeño del sistema. La principal ventaja del AquaSENS es que esta reacción anticuerpo-antígeno tiene lugar en un mente desarrollado, el AquaSENS podrá realizar el monitoreo rutinario en los sistemas de agua potable. "En Múnich, por ejemplo, 45 muestras son sacadas de las tuberías de agua día de por medio y evaluadas en un laboratorio para determinar presencia de legionella", dice Paulicka. "Pero con el AquaSENS, los análisis se podrían realizar justo en el sitio". son permitidas en 100 milímetros de agua potable, la cual debe estar también completamente libre de bacterias coliformes". Aunque el Aqua- SENS no ha alcanzado todavía ese nivel de sensibilidad, se está aproximando. Un socio del proyecto, por ejemplo, está desarrollando un método de filtración que pesca las bacterias del agua y las concentra. Cuando esté completaestas variables cambian, las células basadas en el chip podrían estar bajo estrés. Los cultivos celulares se encuentran disponibles comercialmente y originarse de varios organismos. El Dr. Stütz descubrió que las células musculares de las ratas son particularmente ideales para los análisis del agua residual porque estas reaccionan con gran sensibilidad a los contaminantes, tienen un tiempo de vida prolongado y experimentan cambios genéticos sólo lentamente. Ella está experimentando también con una línea celular que fue aislada del tejido pulmonar de hámsteres al igual que con células de carcinoma hepático humano. "Queremos encontrar líneas celulares apropiadas para varias aplicaciones, incluidos los análisis del aire", dice Stütz. "Esto es desafiante porque los cultivos de células vivas deben ser lavados con un medio de cultivo acuoso". Se están realizando ya experimentos iniciales en los cuales gases son inyectados a la solución de nutrientes de las células. Los investigadores de Siemens están optimizando también el sistema Bionas para mediciones autochip electrónico. "Sistemas de laboratorio óptico costosos son utilizados ahora para la mayoría de análisis inmunológicos, y estos tienen que ser operados por expertos", dice Paulicka. El AquaSENS, de otra parte, es un equipo robusto del tamaño de un computador portátil que entrega relativamente resultados rápidos con sólo presionar un botón. El AquaSENS detecta pesticidas como la atrazina en concentraciones de apenas unas cuantas millonésimas de un gramo por litro, el cual es muy cercano al umbral permitido por la ley. "Es óptimo para el tamizaje rápido", dice Paulicka. "No está diseñado para reemplazar a los laboratorios de alta precisión, sino simplemente para evaluar las concentraciones de contaminantes rápidamente y fácilmente en el sitio". El dispositivo móvil podría ser de utilidad durante los despliegues en el campo de organizaciones internacionales, por ejemplo. Y puede capturar también microbios. "La detección de bacterias es una tarea clave en el monitoreo de la calidad del agua", dice Paulicka. Esto requiere típicamente de la preparación dispendiosa de cultivos de bacterias. Las leyes que regulan el agua potable son estrictas. "No más de 100 unidades formadoras de colonias de legionella El corazón del sistema de evaluación del agua SiequaSAFE es una enzima en un chip que es destruido si una sustancia peligrosa se encuentra en el agua. Detectores vivos. El Prof. Fleischer y el Dr. Evamaria Stütz de Siemens Corporate Technology de Múnich están trabajando en sensores basados en células de animales para el AquaSENS y el SiequaSAFE. Aunque son incapaces de detectar sustancias individuales, los sensores responden a un amplio espectro de materiales que podrían ser peligrosos para la salud o el medio ambiente. Estos incluyen metales pesados, pesticidas, óxidos de ozono y nitrógeno, al igual que residuos de alcohol, nicotina y de drogas. El principio fundamental de los sensores es que estos miden cambios en el metabolismo celular. Los investigadores de Siemens han tomado una unidad de análisis diseñada por Rostock, Bionas de Alemania, para utilizarlo en el sector farmacéutico y están actualmente modificando el equipo para el análisis medioambiental. El equipo utiliza chips de silicona revestidos con cultivos de células vidas como sus sensores. La condición de las células es monitoreada observando tres signos vitales: el sistema mide su forma física, el consumo de oxígeno y el ph de sus productos de desecho. Si una o más de máticas en el largo plazo. "Ser capaces de utilizar un sistema existente no ha permitido una ventaja sobre la competencia, quienes tienen que desarrollar todo arañando", dice Fleischer. Los planes buscan pruebas prácticas basadas en el uso de células vivas como sensores medioambientales que se puedan implementar a finales del 2010 con las compañías de agua en la región de Ruhr, Alemania. Fleischer ve una amplia gama de aplicaciones potenciales, por ejemplo en el monitoreo de plantas de tratamiento de aguas residuales y en las aguas residuales industriales. Los sensores celulares podrían medir la calidad del aire y del agua en edificios ecológicos y emitir advertencias en el caso de un ataque químico en un aeropuerto. Idealmente a Fleischer le gustaría convertir todos los organismos en sensores. "Líquenes podrían monitorear la calidad del aire en intersecciones concurridas, por ejemplo", dice él sobre esta idea. Los biólogos de este equipo piensan que esto es bastante utópico teniendo en cuenta que nadie ha tenido éxito en lograr que una comunidad entera crezca como un cultivo en un chip. Pero son exactamente retos como estos los que inspiran a los inventores exitosos. Ute Kehse 76 Pictures of the Future Primavera 2010

77 Hechos y pronósticos Agua limpia un reto para la humanidad Aproximadamente el 71% de la superficie de la tierra está cubierta de agua. Sin embargo, sólo apenas menos del 3% de esta es agua dulce, y la mayoría de esta está contenida en glaciares y nieve. Además, el agua dulce que se encuentra libremente disponible está también distribuida muy desigualmente. De hecho, el 60% de las reservas utilizables del mundo de agua potable se encuentran localizados solamente en diez países. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), cerca de un billón de personas dos tercios de la de Asia no tienen todavía acceso a agua potable limpia. En África, el 42% de la población del Sub Sahara se ve obligado a vivir con un suministro de agua que es insuficiente. China e India se verán enfrentadas también a serios recortes de agua en el Implicará una inversión de por lo menos $10 billones al año para conseguir la Meta de Desarrollo del Mileno de la ONU de reducir a la mitad la proporción de la población mundial con acceso insuficiente a agua potable limpia para el Cerca del 80% de las enfermedades infecciosas en todo el mundo son causadas por agua potable contaminada. La OMS informa que 1.8 millones de personas mueren cada año debido a enfermedades diarreicas; el 90% de estas personas son niños menores de cinco años, la mayoría de los cuales se encuentran en países en desarrollo. Solamente en la India, alrededor de niños mueren por este tipo de enfermedades todos los días. Las causas aquí incluyen aguas residuales que contienen materia fecal humana o animal que se filtra a las aguas subterráneas o a los pozos a través de tuberías podridas. Hoy día, una amplia gama de organismos son utilizados como indicadores estándar en todo el mundo para determinar si el agua está contaminada. Los esfuerzos por identificar el agua contaminada se centran en la bacteria intestinal Escherichia coli, o en la identificación del número total de bacterias heterótrofas en las muestras de agua. El desafío con el análisis del agua potable es que requiere detectar un número pequeño de organismos en grandes volúmenes de agua. Los procedimientos tradicionales, que son sencillos pero a la vez dispendiosos, involucran el cultivo de células individuales de las bacterias E. coli y enterococcus, a las que luego se les deja crecer en colonias visibles. Su presencia es luego determinada mediante el conteo de las colonias que se han desarrollado. Los métodos que hacen uso de técnicas biológicas moleculares ya empleados para diagnósticos médicos acelerarían el proceso. Sin embargo, estos tendrían que adaptarse para ser utilizados con los análisis del agua potable. En el denominado procedimiento PCR, por ejemplo, secciones del ADN específicas cortas de E. coli son duplicadas. Un tinte fluorescente que se incorpora al ADN hace visible los fragmentos de ADN sintetizados. El agua potable se puede purificar por medio de diferentes procedimientos que se pueden combinar también entre sí. Los métodos convencionales utilizan carbono activado, cloro, ozono y sistemas de filtros de membrana, entre otros. Otra posibilidad es matar gérmenes con radiación UV de alta energía. Según la UNESCO, Finlandia tiene el agua de mejor calidad del mundo, seguida por Canadá y Nueva Zelanda. El índice utilizado para determinar esta clasificación tuvo en cuenta varios factores como la cantidad y la calidad del agua dulce (especialmente el agua subterránea), la efectividad del tratamiento de las aguas residuales y el cumplimiento de las leyes medioambientales. Los indicadores utilizados en los cálculos incluyen "oxígeno disuelto", "sólidos en suspensión", "fósforo" y la "permeabilidad". Según la Asociación Alemana de Industrias de Energía y Agua, sin embargo, una clasificación objetiva debería incluir también el contenido de metales pesados y de nitrógeno. El desarrollo de técnicas de tratamiento del agua ha sido liderado principalmente por Alemania, Austria y EE.UU., mediante las cuales sus estrictas normas son también frecuentemente adoptadas por otros países europeos. El límite europeo de nitratos, por ejemplo, es de 50 mg/litro pero en los EE.UU. es tan sólo de 10 mg/litro. Sin embargo, los expertos no siempre se ponen de acuerdo sobre las concentraciones permitidas de cada sustancia. Mientras que la EPA en los EE.UU. establece un límite de 30 microgramos (µg) por litro de uranio, la OMS recomienda no más de 15 µg y la Agencia Medioambiental Federal Alemana recomienda tan sólo 10 µg. Las tuberías de plomo son un problema también, especialmente en los edificios construidos antes de En áreas con aguas blandas, el uso de estas tuberías puede conducir a concentraciones altas de plomo. La ingestión regular de pequeñas cantidades de plomo por parte de niños pequeños puede dañar el proceso de formación de la sangre y el desarrollo de sus sistemas nerviosos. La UE, por su parte, planea revisar su directiva sobre agua potable en el 2013, momento en el cual el límite de plomo se reducirá de los 25 µg/litro actuales a sólo 10 µg/litro. Sylvia Trage Fuente: Lenntech, WHO, EU, German Health Authority Diferentes Límites de los Contaminantes Parámetros OMS UE Alemania químicos Guías sobre Directiva sobre agua Ordenanza sobre calidad del agua potable agua potable potable /83/EC [mg/l] [mg/l] [mg/l] Benceno Nitrato Mercurio Arsénico Plomo (Valor prov. hasta el (Valor prov. hasta el 12/25/2013: 0.025) 11/30/2013: 0.025) Cadmio Niquel Nitrito Aluminio 0.2 resp Hierro Tritio 100 Bq/l (radioactivo) 100 Bq/l El Agua está escaseando en África y Asia Porcentaje de población con acceso a agua potable limpia menos de o más Sin Datos La ONU y el Banco Mundial temen que conflictos por el acceso a agua dulce surgirán en África y Asia, ya que la mayoría de los pronósticos climáticos estiman que el calentamiento global producirá como resultado un mayor deterioro de las fuentes de agua en estas regiones. Fuente: UNFPA, State of World Population 2007 Pictures of the Future Primavera

78 Detectives moleculares Seguridad en los túneles Cámaras que combina imágenes de video y térmicas pueden identificar lo que antes eran fuentes invisibles de peligro. Los investigadores de CT (derecha) revisan las funciones de un chip RFID diseñado para detectar camiones que transportan cargas peligrosas. Peligro hecho visible Un camión con un motor defectuoso, frenos fallando o una carga peligrosa puede desencadenar un infierno en un túnel. Los investigadores de Siemens están averiguando cómo utilizar la tecnología RFID, el video análisis y las cámaras de imagenología térmica para identificar los vehículos que se encuentran en riesgo. El conductor de un carrotanque no sabe que se dirige a un desastre. Desconoce que el sistema de frenos de una de sus llantas traseras se está bloqueando y empezando a echar chispas. Hay una entrada a un túnel a tres kilómetros pero la catástrofe potencial no tendrá oportunidad de desarrollarse gracias a los nuevos sistemas de seguridad desarrollados que ya han detectado la bomba de tiempo rodante y disparado una alarma en el centro de control del operador del túnel. Aquí, el personal enciende las luces rojas en la entrada del túnel, y señales de peligro titilando reorientan al conductor para que desactive la situación peligrosa. Este escenario es todavía una visión futurista. Sin embargo, un proyecto de investigación conocido como SKRIBT (acrónimo alemán de "Protección de Puentes Críticos y Túneles en las Carreteras") que está siendo realizado por científicos de Siemens Corporate Technology (CT) y su División de Movilidad, se está acercando cada vez más a hacer esta visión realidad. Diez socios de agencias del gobierno, la industria e institutos de investigación están participando en el proyecto de tres años, que es también financiado por el Ministerio Alemán de Educación e Investigación. El propósito es hacer los segmentos de carreteras críticos más seguros. "Los túneles y los puentes son los componentes más importantes de la red de carreteras", dice el Dr. Frank Heimbecher, coordinador del proyecto en el Instituto Federal de Investigación de Autopistas de Alemania, el cual inició el proyecto SKRIBT. "Si se llegan a dañar, las consecuencias pueden ser económicamente devastadoras". La mayoría de los accidentes en los túneles involucran a camiones defectuosos situaciones en las cuales las llantas se estallan, los frenos se sobrecalientan o los motores fallan de una manera que conllevan a un incendio. Esta es la razón por la que Alla Heidenreich, gerente del proyecto de infraestructura de Siemens CT, ha estado trabajando con su equipo desde el 2008 sobre dos sistemas de seguridad que pueden identificar camiones defectuosos y aquellos que transportan materiales peligrosos antes de que ingresen a un túnel. Los investigadores, que son de Múnich y Princeton, Nueva Jersey (EE.UU.), llegaron con la idea de combinar las imágenes de video con la tecnología de imagenología térmica. Esto les permite determinar si algunos componentes del vehículo están sobrecalentados. El sistema trabaja así: un programa de procesamiento de video conectado a las cámaras de vigilancia identifica el camión en tránsito y convierte la imagen bidimensional segmentada del mismo en un modelo en 3D con la utilización de los algoritmos recientemente desarrollados. El programa es luego capaz de identificar los componentes susceptibles a incendio, como las llantas, los frenos y los ejes. La imagen térmica del camión, que es grabada utilizando una cámara infrarroja, es conectada con la imagen en 3D, después de lo cual un programa de análisis busca las anomalías que podrían indicar defectos. Lo hace utilizando el conocimiento obtenido de modelos que suministran información sobre aspectos como de que forma el calentamiento de un eje puede tener relación con los demás. Como las cámaras de video normales necesitan una iluminación externa costosa en la noche, los investigadores de Siemens están trabajando en otra idea. "Nuestro próximo paso será estudiar las posibilidades del uso exclusivo de imágenes infrarrojas para identificar situaciones peligrosas potenciales con las llantas, los frenos y los ejes", dice el Dr. Andreas Hutter, experto en procesamiento de imágenes en tiempo real. "Si tenemos éxito, podremos reducir significativamente los costos". Los transportes de materiales peligrosos representan un problema aún mayor, especialmente si no se tiene claridad sobre qué tipo de carga se está transportando. Algunos materiales como la gasolina sólo podrán ser transportados en camión a través de ciertos túneles. Hasta hora, no hay ningún sistema automatizado para monitorear el cumplimiento de estas normas. A los camiones de hoy de hecho se les exige llevar adhesivos color naranja que indiquen mediante información codificada que tan peligrosa es su carga y por qué categorías de túneles podrían pasar este tipo de camiones. Sin embargo, las videocámaras no pueden descifrar estas etiquetas cuando la visibilidad es mala o cuando las etiquetas están cubiertas de polvo. Los transponedores de Identificación de Radio Frecuencia (RFID) ofrecerían en consecuencia un mayor beneficio aquí. Etiquetas adhesivas con transmisión habilitada. Si los expertos de CT tienen éxito, los camiones pronto estarán equipados también con etiquetas de materiales peligrosos que contengan un chip de RFID pequeño que pueda ser leído a través de radio y que también contenga información sobre lo que el camión está transportando. "Esto aumentaría significativamente la exactitud del sistema de monitoreo", dice Heidenreich. Dicho sistema funcionaría aproximadamente de la siguiente manera. Cuando un camión pase por el punto de lectura aproximadamente tres kilómetros antes del túnel, la información de su carga será registrada por el sistema RFID y enviada al centro de control. Sólo se permitirá el paso de un camión que transporte materiales peligrosos por el túnel en ese momento. Si ocurre un accidente, los bomberos combatirán el fuego utilizando exactamente el agente extintor apropiado. Cual- 78 Pictures of the Future Primavera 2010

79 quier camión que intente ingresar al túnel con carga prohibida será detenido por una luz roja en frente de la entrada. El equipo de CT se siente particularmente orgulloso de la capacidad del sistema transpondedor RFID recientemente desarrollado de satisfacer demandas extremadamente altas. El chip puede transmitir su señal al dispositivo de lectura de la unidad sobre una distancia de aproximadamente 50 metros y enviar la información al menos dos veces en dos segundos. "Los chips de radio pasivos convencionales sin una fuente de energía incorporada tienen un rango de sólo seis metros", dice Daniel Evers, experto en RFID en CT. "Esa es la razón por la cual utilizamos un chip activo que tiene una batería incorporada y que transmite en el rango de alta frecuencia de 2.45 gigahercios. Para garantizar que la batería dure lo máximo posible, el transmisor del transpondedor duerme hasta que es despertado por un impulso de radio emitido por el dispositivo de lectura del punto de control". Evers también dice que la información del RFID no puede ser interceptada ni falsificada. Para asegurarse de que sea así, los investigadores de Siemens emplean una técnica de encriptación que ellos previamente desarrollaron para los chips de RFID pasivos (ver Pictures of the Future, Primavera de 2009, p. 45). "La soluciones anteriores requerían de mucha energía", dice Hermann Seuschek, un experto en seguridad IT de CT. "Sin embargo, nuestro criptochip es tan eficiente energéticamente que el transpondedor puede operar como mínimo durante tres años sin que requiera de reemplazo de la batería". A las actividades de investigación les seguirán pruebas en carretera a mediados del 2010, cuando los investigadores de Siemens instalarán los componentes del sistema de detección de camiones en el Túnel Aubinger cerca de Múnich. Los planes determinan que el sistema de seguridad en el túnel será evaluado hasta febrero de "Hasta ahora, las actividades se han centrado en mejorar la seguridad dentro del túnel", dice Heidenreich. "Pero en el futuro, vamos a ser capaces de detectar y de evitar el peligro antes de que un vehículo ingrese. El video, el RFID y las tecnologías infrarrojas desempeñarán un papel clave en este proceso". Rolf Sterbak Resumen Los investigadores están penetrando cada vez más en los nano mundos de las células, las proteínas y los genes. En este sentido se están desarrollando tecnologías que agilizarán los diagnósticos, los harán más confiables y menos costosos. Los investigadores de Siemens están, por ejemplo, trabajando en sistemas portátiles que podrían instantáneamente evaluar una gota de sangre para determinar la presencia de una serie de enfermedades (p. 62, 66). En una entrevista, el Dr. Charles M. Lieber de la Universidad de Harvard manifiesta que quizás en cinco años será posible ubicar sistemas sensores diminutos debajo de la piel de una persona, donde estos podrá revisar continuamente su sangre para determinar biomarcadores de enfermedades como el cáncer o la gripe (p. 65). Contar con el tipo correcto de diagnóstico es fundamental al momento de combatir el cáncer. Siemens está combinando las imágenes de rayos X en 3D de las tomografías computarizadas con las imágenes de la tomografía de emisión de positrones utilizada en la medicina nuclear. Resultado: los médicos podrá determinar más rápida y efectivamente el tamaño y la ubicación de tumores peligrosos (p. 68). La luz infrarroja se puede utilizar para descubrir moléculas y optimizar así los procesos. Los expertos de Siemens están utilizando la espectroscopia infrarroja para ayudar a regular las plantas de energía operadas con carbón de una manera más precisa y prevenir fallas en los fermentadores de biogás (p. 70). La ESA emplea satélites de observación de la tierra para obtener información sobre las interrelaciones entre las erupciones volcánicas, los terremotos y el cambio climático. Siemens está desarrollando Sistemas de evaluación especiales para garantizar que los grandes volúmenes de información recolectada por los satélites lleguen a la tierra (p. 72). Actualmente se necesitan pruebas de laboratorio dispendiosas para detectar contaminantes en el agua y el aire. Los investigadores de Siemens han desarrollado varios sistemas de sensores que detectan sustancias peligrosas como patógenos y contaminantes rápida y directamente en el sitio (p. 74). Los camiones con motores y frenos defectuosos podrían desencadenar un infierno en un túnel, al igual que lo podrían hacer los camiones que transportan cargas peligrosas. Los investigadores de Siemens planean utilizar la tecnología RFID, los análisis de video y las cámaras de imagenología térmica para identificar los vehículos en riesgo y prevenir así la ocurrencia de desastres (p. 78). GENTE: Detectives moleculares, tendencias: Dr. Walter Gumbrecht, CT walter.gumbrecht@siemens.com Dr. Michael Pugia, Healthcare Diagnostics michael.pugia@siemens.com Hanjoon Ryu, Healthcare Diagnostics hanjoon.ryu@siemens.com Dr. Karsten Hiltawsky, Siemens Healthcare karsten.hiltawsky@siemens.com Dr. Oliver Hayden, CT oliver.hayden@siemens.com Detectives de virus: Gayle Wittenberg, SCR Princeton gayle.wittenberg@siemens.com Dorin Comaniciu, SCR Princeton dorin.comaniciu@siemens.com Lance Palmer, SCR Princeton lance.palmer@siemens.com Dr. Norbert Piel, Healthcare Diagnostics norbert.piel@siemens.com Dr. James Uzgiris, Healthcare Diagnostics arejas.uzigiris@siemens.com Espectroscopia infrarroja: Prof. Maximilian Fleischer, CT maximilian.fleischer@siemens.com Paul Herrmann, Siemens Energy herrmann.paul@siemens.com Satélites: Hans Steiner, Siemens Aerospace Solutions hans.m.steiner@siemens.com Biosensores del aire y el agua: Dr. Heike Barlag, CT heike.barlag@siemens.com Peter Paulicka, CT peter.paulicka@siemens.com Proyecto de seguridad en los túneles SKRIBT: Alla Heidenreich, CT alla.heidenreich@siemens.com Dr. Andreas Hutter, CT andreas.hutter@siemens.com Prof. Charles M. Lieber, Harvard: cml@cmliris.harvard.edu ENLACES: Grupo de Investigación de Lieber: cmliris.harvard.edu Asociación Espacial Europea, GOCE: Proyecto de túneles SKRIBT: Pictures of the Future Primavera

80 Imágenes del futuro Secado con zeolita Los gránulos de zeolita absorben rápidamente la humedad de los platos y liberan calor, reduciendo de esta forma la demanda de electricidad de la secadora de platos. Aunque este proceso consume energía, las lavadoras de platos speedmatic utiliza aproximadamente 20% menos electricidad en comparación con los modelos convencionales de la categoría de eficiencia energética más alta según el defensor del consumidor alemán "Stiftung Warentest". Como el agua que ha sido adsorbida no es extraída de los gránulos de zeolita hasta el siguiente ciclo de lavado, el aire húmedo caliente de esta forma generada se puede utilizar para humedecer y calentar los platos sucios. Parte de la energía calórica consumida para este propósito es recuperada más tarde y utilizada para el proceso de secado en la forma de la energía liberada cuando las moléculas de agua son adsorbidas en los poros diminutos de los gránulos. Al mismo Platos más secos El secado con minerales de zeolita está ayudando a la nueva generación de lavadoras de platos de Bosch y de Siemens Hausgeräte a hacer grandes ahorros de energía. Los gránulos grisáceos parecen un puñado de arroz vaporizado. Sin embargo, sólo sople un poco de aire húmedo sobre ellos y estos rápidamente se calentarán hasta quemarle las manos. "Eso es calor de adsorción", dice Michael Rosenbauer, Jefe de Desarrollo de Lavadoras de Platos de BSH Bosch y de Siemens Hausgeräte (electrodomésticos) en Dillingen, Alemania. Este calor es generado cuando los gránulos microporosos atrapan moléculas de agua en sus poros diminutos. El material inusual del que están hechos es zeolita de silicato de aluminio que es fácilmente reciclable. Al colocarlos en un recipiente sobre el piso de una de las lavadoras de platos de la última generación de BSH con funcionalidad "speed-matic", 1.15 kilogramos de estos gránulos adsorben la humedad de los platos que se están secando. Operando en un ciclo continuo, la máquina humedece los platos y luego los seca en sólo dos minutos. Incluso las manchas húmedas en la parte inferior de las copas o las gotas que siempre se pegan a los envases de plástico se evaporan en segundos debido al aire caliente generado por el calor de los gránulos de zeolita. Rosenbauer dice que la idea original surgió durante la presentación en el Centro Bávaro de Investigación de la Energía Aplicada (ZAE) en Garching, cerca de Múnich. Esta asociación sin ánimo de lucro, que fue fundada gracias a colaboraciones entre la industria y la educación superior, había organizado una demostración para los desarrolladores de los grupos de productos de BSH. En síntesis, esta generó 39 ideas, pero el equipo de Dillingen fue el primero en salir con un producto. En el 2008, 250 lavadoras de platos de producción piloto fueron enviadas a evaluadores en muchos sitios, sin ninguna referencia a la funcionalidad especial. "La respuesta fue inmediata. La gente se sorprendió de qué tan secos estaban los platos", recuerda Rosenbauer. Reciclaje de energía. En la actualidad ningún otro fabricante en ninguna parte cuenta con nada que le compita al sistema de zeolita y esto es improbable que cambie con el tiempo. BSH ha solicitado casi 30 patentes, ZAE ha apoyado la investigación y los ingenieros de Dillingen han protegido tanto la idea del secado con zeolita como su implementación. El sistema consta del recipiente de zeolita y el mecanismo de calefacción. Un ventilador sopla aire húmedo sobre los gránulos de zeolita y aire seco caliente de nuevo a la cámara de la lavadora de platos. Esto reduce el contenido de humedad del 100 al 10%. En el proceso, los gránulos retienen hasta 200 gramos de agua suficientes para eliminar hasta la última gota de los platos. Para eliminar el agua, los espirales calefactores calientan luego la zeolita a una temperatura de 240º centígrados. tiempo, el bajo consumo de agua de la máquina 10 en vez de 14 litros por ciclo establece un nuevo récord. Como reconocimiento a este desarrollo innovador, los desarrolladores de BSH fueron galardonados con el Premio Innovación Climática y Medioambiental del Ministerio del Medio Ambiente alemán. La innovación speedmatic ofrece también beneficios medioambientales. Si todos los hogares alemanes con lavadoras de platos con un consumo de 1.3 kilovatios hora (kwh) por ciclo fueran reemplazadas por modelos speedmatic de 0.83 kwh, las emisiones de CO 2 descenderían en 1.2 millones de toneladas métricas al año. La evaluación del ciclo de vida por parte de BSH indica que aunque la producción de las nuevas lavadoras de platos requiere entre cuatro y seis por ciento más energía en comparación con los modelos más viejos, el impacto medioambiental de estos factores es insignificante porque la lavadora de platos de zeolita utiliza una quinta parte menos de energía durante su vida operativa, la cual es responsable del 95% de su impacto medioambiental. Los consumidores se benefician también. A un costo de la electricidad de 0.19 euros por kwh, el costo adicional de la compara se puede recuperar en un tiempo de servicio promedio de 13 años o incluso antes si los precios de la energía continúan subiendo. Bernd Müller 80 Pictures of the Future Primavera 2010

81 Servicios financieros de Siemens Independientemente de si se trata del tren Sapsan de alta velocidad ruso o de los parques eólicos costeros más importantes Siemens está ayudando a financiar proyectos de infraestructura ecológicos complejos. Financiación verde Las inversiones medioambientales requieren con frecuencia de un plan de financiación complejo. Siemens Financial Services está idealmente diseñado para estos proyectos, ya que puede realizar estudios de factibilidad, ofrecer capital y atraer a los socios correctos a la mesa. Tecnologías eficientes y medioambientalmente amigables se encuentran en marcha. Según Allan Hamilton de Booz, una firma de consultoría, cerca de 27 mil millones tendrán que invertirse en la expansión de la infraestructura de agua, electricidad y transporte en los próximos 25 años. Siemens, con su Portafolio Medioambiental, actúa como socio de Tecnología en muchos proyectos de infraestructura. Sin embargo, el papel de la compañía es mucho más amplio que eso. Específicamente, su propia división de Servicios Financieros de Siemens (SFS) ayuda a hacer que los proyectos se muevan, se encarga de la planeación financiera, atrae a los socios apropiados e incluso participa financieramente en los proyectos principales a través de su filial Siemens Project Ventures (SPV). SPV se involucró en la adquisición por parte de Siemens de acciones en la compañía israelí Arava Power (p. 11), una firma de desarrollo de PV fundada en el 2006 con el objetivo de utilizar comercialmente la energía solar en Israel por primera vez. La compañía necesitaba un socio internacional y por lo tanto empezó a negociar con SPV en febrero de Sólo seis meses después, las dos compañías firmaron un contrato bajo el cual Siemens adquirió acciones por $15 millones en Arava Power. "La química entre los propietarios de Arava y Siemens fue grande desde el comienzo", dice Klaus Kolof, quien es el responsable de Energía Renovable en SPV. Pero ese fue sólo el primer obstáculo. Arava todavía tenía que negociar con las autoridades israelíes sobre el precio de la electricidad verde del futuro. Después de todo, la energía solar nunca había alimentado la red israelí antes. Finalmente, el precio se fijo a finales del "Esto nos permitió conseguir hitos adicionales", dice Kolof. Los dos socios están ahora fundando una compañía de proyectos que construirá la primera instalación solar en el Ketura Kibbutz, entre el Mar Muerto y el Mar Rojo. Su producción máxima será de 4.9 megavatios. Siemens está no sólo proporcionando la experiencia técnica y los componentes, sino que está manejando también el proyecto como su contratista general. Cuatro Gigavatios de energía eólica. El hecho de que Siemens invierta su propio capital es importante para muchos clientes que le comisionan proyectos de infraestructura importantes en particular en el despertar de la crisis financiera. SFS tiene actualmente inversiones que suman en total algunos 7 mil millones, aproximadamente 1.4 mil millones de los cuales corresponden a tecnologías del Portafolio Medioambiental de Siemens. El Reino Unido quiere también reducir significativamente sus emisiones de CO 2. Por ejemplo, para el 2020 el gobierno británico planea abastecer aproximadamente el 25% de sus necesidades de electricidad a través de nueve parques eólicos costeros. Estas instalaciones se encuentran actualmente en su fase de planeación. Siemens está involucrado en varios proyectos aquí, el más grande de los cuales es un parque eólico con una producción planeada de cuatro gigavatios, el cual será construido cerca de Hornsea en el condado de Yorkshire. Junto con la firma Mainstream Renewable Power, Siemens ha fundado la Compañía de proyectos Smart Wind para desarrollar el parque eólico. Cada socio está aportando la mitad del capital inicial. "Y eso significa que estamos financiando la mitad de las medidas de preparación requeridas", explica Kolof. La construcción está programada para iniciarse en el 2014 pero primero tendrán que realizarse estudios para determinar el impacto de la nueva instalación sobre el medio ambiente, el suelo oceánico y la población de peces. Los desarrolladores tendrán que medir también cuánto viento sopla en qué momento y desde cuáles direcciones con el fin de determinar la ubicación óptima del parque. Ellos tendrán también que determinar si hay que modificar las rutas de los barcos. Kolof estima que costará aproximadamente 19 mil millones construir el parque eólico. La participación de Siemens en el contrato será aproximadamente de 6 mil millones. Una vez se haya terminado, la instalación, que producirá suficiente energía para aproximadamente de hogares, será vendida a la compañía de suministro de energía. Siemens está ayudando también a financiar el proyecto de parque eólico costero Lincs, el Pictures of the Future Primavera

82 Pictures of the Future Estudio Delphi 2030 cual empezará este verano en las afueras de la costa este de Inglaterra. En este sentido, SPV y la compañía de suministro de energía danesa DONG Energy han adquirido unas acciones en la firma de energía británica Céntrica. La empresa de riesgo compartido resultante ha financiado ya la mitad de los 55 millones de los costos de desarrollo en los que se ha incurrido hasta la fecha, y adquirirá el 50% de los dividendos del proyecto como retorno a la inversión. "Ahora, estamos listos para implementar Lincs con la ayuda del mercado financiero del proyecto", dice Roger C. Ernst, director de SPV en la empresa conjunta. Esto significa que el equipo del Proyecto está ahora buscando bancos e inversionistas interesados en la financiación de cerca de los 830 millones de los costos de construcción. El hecho de que Siemens está haciendo también un aporte importante facilita la búsqueda. "La situación del mercado crediticio no es tan mala como lo fue al comienzo de la crisis financiera", dice Ernst. El parque eólico Lincs estará en línea en apneas algo más de dos años, cuando su producción máxima de 270 megavatios satisfará la demanda anual de energía de aproximadamente hogares. La inyección de su propio capital es sólo uno de los muchos instrumentos financieros con que cuenta SFS. Por ejemplo, Siemens construyó e instaló 130 turbinas de viento en el parque eólico Windy Point en el estado de Washington, EE.UU. Estas turbinan abastecen a algunos hogares con electricidad ecológica. SFS suministró una línea de crédito de $178 millones para este proyecto, el cual fue realizado por Cannon Power Corporation, una de las compañías líderes en energía eólica de los EE.UU. Otras opciones para apoyar proyectos de inversión ecológicos incluyen esquemas de arrendamiento financiero y la contratación de eficiencia energética. Aquí, la inversión en capital es devuelta en instalamentos con los ahorros obtenidos gracias a la reducción de las facturas de energía. La inversión sostenible incluye también la financiación de proyectos de transporte como uno que involucra el nuevo tren de alta velocidad Sapsan. Este tren de Siemens un Velaro adaptado a las condiciones climáticas rusas ha estado operando entre Moscú y San Petersburgo desde diciembre de Con una velocidad máxima de 250 kilómetros por hora, el tren reduce el viaje en aproximadamente 45 minutos, y está de esta forma estimulando a los pasajeros a pasarse de los aviones al tren. Después de años de negociaciones, SFS fue seleccionado para aportar los 318 millones que se requerían para financiar la nueva flota de ocho trenes de alta velocidad. A Siemens se le otorgó también un contrato de mantenimiento de 30 años. Katrin Nikolaus Bienvenidos a la era digital El estudio internacional Delphi del 2030 subraya la importancia de las tecnologías de información y de comunicación (ICT). Como parte del estudio, 550 expertos de todo el mundo evaluaron los desarrollos claves, los desafíos, las tendencias y las oportunidades asociadas con la ICT. Los expertos de todo el mundo que participaron en los "Prospectos y Oportunidades de las Tecnologías de Información y Comunicación (ICT) y de los Medios Estudio Internacional Delphi del 2030" coincidieron en su totalidad en que la marcha triunfal de la ICT continuará. Las razones para esto incluyen el número creciente de componentes que se pueden colocar en microchips, las capacidades de memoria en expansión continua, las mejoras en curso de la capacidad de rendimiento de los microprocesadores y del software asociado, y el hecho de que los precios bajarán en el futuro, aún cuando aumentará el rendimiento. Los expertos del Delphi predicen que la ICT estará gobernando nuestras vidas en tan sólo diez años. Esa es la razón por la cual la digitalización de todos los campos privados y profesionales continuará como la Internet en particular ofreciendo nuevas aplicaciones, funcionalidades y servicios. Además, al aumentar la competencia global, mayores retos globales como el cambio climático, y los desarrollos demográficos estimularán en su totalidad innovaciones en la ICT. Como parte del estudio Delphi del 2009, el cual fue financiado en parte por el Ministerio de Economía de Alemania, a algunos 550 expertos en ICT de todo el mundo se les pidió que describieran las tendencias más importantes en sus campos entre ahora y el Algunos hallazgos claves: Redes de comunicación poderosas mejorarán la economía global. La amplia cobertura de banda ancha estacionaria con conexiones de fibra vidrio e índices de transferencia de datos de 100 megabits por segundo o más se convertirán en la norma general. Este desarrolló avanzará a diferentes velocidades en diferentes regiones, donde los pioneros serán las naciones de Asia, los EE.UU., el Reino Unido, Francia y Alemania. Las tendencias futuras de la ICT incluirán la "Internet de las Cosas" un sistema en el cual los ar- 82 Pictures of the Future Primavera 2010

83 Modulando luz de LED blanca, los investigadores de Siemens en Berlín pudieron establecer un récord en la transferencia digital de información -500 megabits por segundo en hasta cinco metros. dustria automovilística aumentará probablemente desde su nivel actual de entre el 20 y el 30% al 50% para el Este crecimiento incluirá la expansión de la Internet en el carro al igual que la comunicación en red entre carros. La ICT desempeñará también un papel clave en la movilidad de la electricidad por ejemplo, cuando se lleguen a establecer redes de electricidad inteligentes. El estudio fue publicado por el Münchner Kreis, una asociación renovada de expertos en ICT de Alemania, al igual que por el Centro Europeo de Tecnologías de Información y Comunicación (EICT), Deutsche Telekom AG y TNS Infratest. Siemens también trabajó ampliamente en el estudio, el cual considera es de particular interés para la compañía. "La ICT forma la base de la mayoría de nuestros productos, sistemas y Soluciones entre otras cosas, en los sectores de automatización, cuidado de la salud y de energía", dice el Prof. Dr. Hartmut Raffler, quien desempeñó un papel clave en el manejo del estudio en Siemens. Este tipo de tecnologías ayudarán a conservar la energía por ejemplo, en edificios energéticamente eficientes que sean manejados inteligentemente y controlados con sistemas de ICT. Los dispositivos en estos edificios podrán devolver el excedente de energía a la red sin amenazar su estabilidad. tículos de uso diario se enlazarán digitalmente e Intercambiarán información de manera autónoma. Aquí, veremos también sistemas empotrados operando como procesadores inteligentes conectados en red en las arquitecturas de las aeronaves y de las máquinas. Estos sistemas serán capaces de aprender de y de comunicarse con otros sistemas inteligentes o entre ellos. Será necesario establecer redes de comunicación de alto desempeño que garanticen conexiones de Internet permanentes entre computadores estacionarios y terminales móviles para crear recursos en la Web distribuidos en todo el mundo (informática en las nubes). En lugar de PCs estacionarios poderosos, los proveedores del servicio de Internet les ofrecerán a los usuarios capacidad informática, memoria, programas y banda ancha en la red de acuerdo a sus necesidades. Cerca del 70% de los expertos encuestados creen que accesar el desempeño informático en las nubes será una actividad normal en el La Unión Europea se ha fijado la meta de aumentar la porción de energía suministrada por fuentes de energía renovable del siete por ciento actual al 20% en el Sin embargo, para explotar eficientemente la energía renovable y garantizar el suministro que será necesario para modernizar los sistemas de energía a través de la introducción de soluciones de ICT innovadoras como la red inteligente. Los expertos en consecuencia consideran que la ICT deberá ser introducida a los sistemas de energía en el 2020 por tarde. La ICT en sectores como el transporte, la telemática, la energía y los sistemas de edificios inteligentes podría ayudar también a reducir significativamente las emisiones de CO 2 en el El desarrollo dinámico de la ICT impactará principalmente a los sectores alemanes claves de la producción de automóviles, los sistemas de automatización, la ingeniería mecánica, la energía y el cuidado de la salud sirviendo como acelerador del crecimiento y regulador de la innovación. Justo menos de dos terceras partes de los expertos en Alemania reportaron que el valor agregado de la ICT en la in- Una Internet de energía. Raffler predice que el futuro traerá también una "Internet de energía" que contendrá muchos nodos de redes que enlazarán inteligentemente a los participantes del sistema de energía. Los participantes incluirán hogares, consumidores industriales, compañías de suministro y almacenamiento de energía, vehículos eléctricos y mercados electrónicos. La ICT y el sistema de energía se fusionarán en una unidad en la cual la energía podrá fluir en cualquier dirección deseada. Corporate Technology está trabajando intensamente en el desarrollo de soluciones para la Internet de energía (ver Pictures of the Future, Otoño de 2009, p. 14). Según Raffler, la evaluación internacional del estudio de muchas tecnologías claves lo hace particularmente valioso. "La perspectiva global de los expertos del estudio nos permite calcular mejor exactamente cuándo algunas innovaciones podrían tener éxito en mercados específicos", dice él. Los expertos del Delphi concluyeron también que la innovación abierta es fundamental si Europa quiere competir con los EE.UU. y el este Asiático en la campo de la innovación. "Debemos abrir nuestras empresas y permitir el ingreso del conocimiento de expertos del exterior", dice Raffler. "La innovación abierta ya está casi en marcha en Siemens, y nos estamos transformando pasando de una compañía cuya filosofía es 'el laboratorio es nuestro mundo' a la que asume la perspectiva de que 'el mundo es nuestro laboratorio'". Nikola Wohllaib Pictures of the Future Primavera

84 Innovación abierta Escenario del 2020 Destacables 86 Aprovechando los mundos nuevos de ideas Las sociedades son importantes para que las compañías que se esfuerzan por utilizar los últimos resultados de la investigación fundamental y aplicada. Adicionalmente, las compañías han empezado recientemente a explotar otros métodos de innovación abierta. Páginas 86, Todos cargados La Universidad Tecnológica de Dinamarca (DTU) es una de las universidades aliadas de Siemens más importantes. Las prioridades de la agenda de investigación conjunta incluyen formas de integrar los vehículos eléctricos a las redes de energía del mañana y nuevas soluciones para el procesamiento del agua potable. Páginas 92, El Futuro del modelo de china Cada año 13 millones de chinos se desplazan de las regiones rurales a las ciudades. La Universidad Tongji de Shanghái y Siemens están trabajando conjuntamente para desarrollar modelos de Eco-Ciudades que conectarán la protección medioambiental con el crecimiento urbano. 108 Un oasis de educación Siemens ha cofinanciado un programa de colaboración industrial en la Universidad Rey Abdullah de Ciencia y Tecnología (KAUST) en Arabia Saudita. 109 Economía subterránea Trabajando con socios de investigación internacionales, Siemens está estudiando cómo el CO 2 se puede separar y explotar comercialmente. Páginas 109, El concepto de innovaciones abiertas fue concebido por primera vez hace aproximadamente 20 años. Hoy es un aspecto fundamental del trabajo que se está realizando en los laboratorios de investigación de todo el mundo. Open Innovative es una compañía que se especializa en proyectos de desarrollo de todos los tipos. El director administrativo Diego le está mostrando a Johannes Quistorp cómo la compañía realiza incluso las tareas más complejas con la ayuda de su red de conocimiento y de la Internet. Brasil 2020: una compañía brasileña desarrolla soluciones complejas para clientes corporativos de todo el mundo. En sus operaciones combina las ventajas de la gigantesca red de conocimiento global con las del espacio virtual. Esto ahorra tiempo y dinero y minimiza el riesgo. Una mirada a la especialista en IT Johannes Quistorp en su primer día de trabajo. 84 Pictures of the Future Primavera 2010

85 Sabiduría ilimitada Bienvenidos a Open Innovative! Soy Diego, el Director Administrativo". Un taxi me ha dejado justo en las puertas de una casa playera levemente dilapidada, y apenas puedo creer lo que ven mis ojos. Recién me gradué en un programa interdisciplinario en IT e ingeniería en Bremen, Alemania, y no hace mucho apliqué para un trabajo con el líder del mercado mundial en el área de la innovación abierta (OI) en la ciudad de Niterói en Brasil. Para mi sorpresa fue inmediatamente contratado. Incluso en esta era virtual aún estoy en buena forma para presentarme personalmente a un trabajo, por lo que he volado a Brasil en parte porque ese país siempre me ha fascinado. No sé cómo esperaba que lucieran las oficinas principales del líder global del mercado, pero esta casa de la playa es una decepción. Ni me imaginaba tampoco que me iba a encontrar a un hombre vestido con una camisa hawaiana, shorts y flip-flops, pero ahí está él, atrayéndome con sus aplausos. Estoy en el lugar correcto? Revisé la dirección en la tarjeta varias veces, lo estoy? Pero volví en sí cuando el hombre exclamó, "Usted debe ser Johannes, cierto?" Sólo pude inclinar la cabeza, pero Diego ya había empezado a hablarme de su compañía: "Open Innovative le ofrece a compañías de todos los sectores sociedades de investigación y soluciones de desarrollo de todo tipo pero desde luego eso ya lo sabe. Para conseguir nuestros objetivos todo lo que necesitamos son unos cuantos empleados inteligentes, espacio para almacenamiento y capacidad informática en las nubes en otras palabras, en espacio virtual". Empecé a ruborizarme. Parece como si mi nuevo jefe me estuviera leyendo la mente. Diego me conduce a un ala de la villa y coloca su palma sobre un panel de seguridad. La puerta se abre y entramos a una sala con una mesa redonda situada en el centro. "Esta es nuestra sala de exhibición", explica Diego. Él presiona un botón, que hace que un holograma tridimensional salga de la mesa. El holograma muestra una estructura extraña que parece ser una maraña confusa de puntos y líneas conectados. "Esta es nuestra carta del triunfo", me dice Diego con orgullo. "Es nuestra gigantesca red de conocimiento. Cada una de estas decenas de miles de puntos representa a un inventor amateur, a un científico o a todo un instituto de investigación que se ha registrado en nuestra plataforma de Internet y que pondrá a nuestra disposición su conocimiento cuando así se lo solicitemos. Las incontables líneas muestras cómo todo estos puntos se comunican entre sí. El cen- Pictures of the Future Primavera

86 Innovación abierta Escenario del 2020 Tendencias tro de la estructura es nuestra compañía, porque es allí donde todas las comunicaciones se encuentran al final". " Qué es realmente lo nuevo de esto?" interpelo. "Los proveedores del servicio de Internet han estado aplicando este principios durante años". Diego inclina su cabeza insinuándome que está de acuerdo. "Tienes razón, pero nuestros servicios van mucho más allá de los ofrecidos por los proveedores de OI. No sólo ayudamos a nuestros consumidores a encontrar soluciones individuales para varios problemas pequeños. También les ofrecemos la opción de permitirnos desarrollar soluciones completas de todo tipo para ellos". Él hace un movimiento de dirección y una cámara que está oculta en alguna parte obviamente lo intercepta correctamente, cuando el holograma de un laboratorio virtual aparece inmediatamente. "Le mostraré un ejemplo real", dice Diego. "Naciones Unidas nos ha comisionado para realizar modelos de ecociudades en otras palabras, planes para el desarrollo urbano sostenible con infraestructuras personalizadas y para transferirlos al espacio virtual de una forma que se asemeje a la vida real. Entonces tenemos que armonizar sus elementos individuales, como el transporte, el suministro de agua y la tecnología de construcción de edificios entre sí hasta el más mínimo detalle y optimizar su eficiencia. El crecimiento urbano y la protección medioambiental deben ir de la mano". Diego una vez más realiza un movimiento manual que se asemeja a pasar una página de un libro, y el holograma muestra algunos detalles nuevos. "Al igual que con cualquier comisión, el cliente nos envió requerimientos detallados, incluido los costos máximos de los materiales y de operación. Alimentamos estas cifras en nuestra red de conocimiento incluida la cantidad de premios que se le otorgarán a las mejores soluciones. En ese punto abrimos un laboratorio virtual en la Internet, como lo hacemos para cada uno de nuestros proyectos. Dependiendo de la complejidad del pedido y del conocimiento que puedan aportar, los Innovadores Abiertos individuales que se han registrado con nosotros podrán entonces accesar lógicamente a estos laboratorios virtuales, sin importar donde estén ubicados. Nuestras innovaciones pueden conseguir los componentes virtuales que necesitan para su trabajo desde una base de datos en línea de productos y técnicas de procesamiento. Ahí es donde almacenamos también la información sobre los requerimientos del cliente. En el caso de las eco-ciudades, esta información incluye modelos en 3D de elementos de infraestructura individuales, incluidos los precios, los parámetros del clima de varias regiones y los requerimientos ecológicos que deben cumplir los materiales de construcción. Utilizando esta información, nuestros investigadores pueden construir modelos similares a los de la vida real de cualquier cosa del espacio virtual en unas pocas semanas, evaluarlos y optimizarlos". Me queda claro que tan entusiasta es Diego frente a estos procesos. "Un punto destacable particular de este proyecto fue la infraestructura que creamos para las eco-ciudades", agrega. "Tuvimos que integrar plantas de energía grandes y pequeñas, energías renovables, carros eléctricos, equipos de almacenamiento de calor y frío, edificios inteligentes y miles de metros eléctricos. Luego tuvimos que simular el comportamiento de los consumidores de la región y conectar el sistema con soluciones aun más novedosas que habíamos desarrollado en proyectos secundarios". El señala partes del holograma. "Por ejemplo, los principales institutos de investigación de Rusia aportaron sus últimas turbinas de síntesis de gas y una universidad de EE.UU. desarrolló justamente un método altamente eficiente de separación del CO 2 para este tipo de turbina. Un arquitecto brillante de Madagascar nos sugirió cómo podríamos utilizar el gas de invernadero capturado para estimular las cosechas en las áreas agrícolas que él había construido en sus rascacielos verdes. Como puedes ver, estos son todos aspectos muy complejos que tenemos que optimizar por medio de la interacción de nuestros expertos de todo el mundo. Para asegurarnos de que estas interacciones se realicen homogéneamente y que la creatividad y la productividad vaya de la mano, necesitamos a nuestros administradores. Y ese es exactamente el trabajo que queremos que realice. Como parte de nuestro equipo virtual, usted podrá desde luego trabajar en cualquier computador en cualquier parte del mundo". Diego se da cuenta de que estoy ansioso por empezar a trabajar, y decide bajarme el entusiasmo un poquito. "Vamos a colocarlo en un proyecto sencillo. El operador de un hospital está buscando una universidad con quien trabajar en un proyecto piloto que involucra bases de datos de conocimiento de enfermedades cardiovasculares. Luego vamos a lanzar una competencia de ideas en la cual las universidades podrán presentar sus conceptos a nuestra red. Usted va a coordinar ese proyecto". Diego agrega luego con una sonrisa, "pero primero, como su nuevo jefe tengo que saber si sabe surfear". Lo miro sorprendido. Él se ríe y señala la pared del otro lado de la sala. "No quiero decir surfear en la Internet! exclama él. "Agarre una tabla de surf nos vamos para la playa!" Sebastian Webel Potencialmente, innovaciones cambiantes como un juego están por todas partes. Están ocultas en las mentes de empleados y clientes y en proyectos en universidades e institutos de investigación. Aprovechar estos recursos es algo que los empleados están haciendo en un grado cada vez mayor. Al hacerlo, están abriendo las puertas de sus laboratorios, intercambiando ideas con socios externos y creando un mundo de sinergias. 86 Pictures of the Future Primavera 2010

87 A medida que Siemens fortalece su portafolio en el largo plazo con cerca de proyectos de cooperación al año, la Compañía y sus socios en las universidades alrededor del mundo mejoran sus conocimientos en los campos de experiencia de cada uno. Y naturalmente, esto se cumple en Siemens también. Cada año la compañía se vincula a más de proyectos cooperativos con universidades, institutos de investigación y socios industriales en un esfuerzo por fortalecer su portafolio de innovaciones en el largo plazo. En el Sector de Energía, por ejemplo, Siemens está desarrollando la tecnología de la captura del dióxido de carbono en las plantas de energía, y se está esforzando por dejarlo listo para utilizarlo comercialmente en colaboración con los proveedores de energía de Alemania y Finlandia y con los institutos de investigación de Holanda (ver p. 111). Al mismo tiempo, Siemens está evaluando la integración de los carros eléctricos a la red de energía con varias compañías, al igual que la Universidad Tecnológica de Dinamarca (DTU) en Copenhague. Aquí, el objetivo es conseguir conectar los carros eléctricos a las tomas lo más pronto posible para que puedan ser utilizados como medio de almacenamiento de las cantidades fluctuantes de energía eléctrica generada por viento (ver p. 92). Entre tanto, en el sector del cuidado de la salud, Siemens está trabajando con socios para desarrollar nuevos tipos de sistemas de rayos X de contraste de fase que puedan reproducir una gran variedad de tejidos blandos detalladamente una mejora que hará más precisos los diagnósticos (ver p. 90). En Siemens Corporate Technology (CT) un departamento especializado se centra en la interfaz vital entre la compañía y sus colaboradores universitarios. El departamento coordina el trabajo realizado con los socios, incluidos los parámetros de la actividad. "Junto con nuestros socios estratégicos del proyecto, queremos hacer que las innovaciones avancen", explica el Jefe del Departamento, Dr. Natascha Eckert. "Nuestra principal tarea en ese sentido es trabajar con Siemens Sectors y Corporate Technology para identificar constantemente nuevas oportunidades y formas de colaboración con las universidades". Aprovechando los nuevos mundos de ideas Henry Ford fu un pionero de la tecnología. Él fundó una de las compañías de automóviles más exitosas y fue el primero en introducir la producción en línea de ensamblaje, la cual revolucionó las industrias manufactureras. Sin embargo, a pesar de su capacidad de invención, Ford no fue capaz de desarrollar sus ideas solo. Y él lo aceptó. Una de sus declaraciones más famosas, de hecho, fue la afirmación de que "unirnos es el comienzo; mantenernos unidos es un progreso; trabajar unidos es un éxito". El sacó su idea de la línea de ensamblaje, por ejemplo, de la banda transportadora que utilizaban en las carnicerías de Chicago, lo que hacía que cada trabajador tuviera que realizar sólo unas pocas tareas. Ford amplió esta idea para sus propios propósitos, y el resto, como dicen ellos, es historia. Hoy "trabajar unidos" es todavía una forma efectiva de acelerar el desarrollo de las nuevas tecnologías. Y esto se cumple especialmente en las compañías cuyo éxito en los negocios depende de las innovaciones. Este tipo de compañías con frecuencia tienen que depender de la experiencia de otros, en particular cuando el trabajo en cuestión involucra los últimos hallazgos de la investigación básica o aplicada. La universidad como socio. Siemens en consecuencia forja lazos en todo el mundo con las universidades más importantes, por ejemplo entrando en sociedades estratégicas con estas. El propósito es realizar investigación conjuntamente, estimular el talento y establecer redes. Teniendo esto en mente, Siemens ha creado los denominados "Centros de Intercambio de Conocimiento" (CKls) en los campus de un sinnúmero de universidades (ver Pictures of the Future, Otoño de 2006, p. 66). "Cada CKl es supervisado por un gerente de cuenta clave pagado por Siemens en la universidad", dice Eckert. "Esta persona coordina el trabajo cooperativo a nivel local, identifica los socios, organiza talleres y nomina estudiantes para los programas de becas de Siemens". Siemens actualmente opera ocho CKls, los cuales están localizados en la Universidad Tecnológica de Múnich, la Universidad Tecnológica de Berlín y en el RWTH Aachen en Alemania; en la DTU en Copenhague; en la Universidad Tsinghua de Beijing y en la Universidad Tongji de Shanghái; al igual que en los EE.UU. en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) en Boston, y en la Universidad de California, Berkeley. Los CKls reflejan las tecnologías y los mercados que tienen un futuro prometedor para Siemens", dice Eckert. Aparte de su experiencia en investigación en energías renovables, la DTU, por ejemplo, está también comprometida en la investigación con Siemens centrándose en las tecnologías de membrana para el tratamiento de aguas (ver p. 95). La Universidad Tecnológica de Múnich aporta su experiencia en el campo de la tecnología del cuidado de la salud para el desarrollo de sistemas de rayos X de contraste de fase. Y los científicos de la prestigiosa Universidad Tongji de Shanghái están trabajando con Siemens en el desarrollo de modelos de "eco-ciudades". Se espera que estos modelos ayuden a reconciliar el crecimiento extraordinariamente rápido de las ciudades chinas con las necesidades de protección medioambiental (ver p. 104). Desde luego, estos proyectos cooperativos benefician no sólo a Siemens sino también a sus socios. Los científicos que trabajan en los proyectos del CKl Pictures of the Future Primavera

88 Innovación abierta Tendencias se benefician con la exposición de los temas de interés práctico para la industria, lo que les permite ir más allá de la investigación netamente académica. Y lo que es más, no es raro que los científicos jóvenes de las instituciones socias encuentren trabajo posteriormente en Siemens. Internet como plataforma de investigación. Aparte de los proyectos cooperativos, hay otra manera para compañías como Siemens de ampliar sus horizontes de investigación: un paradigma conocido como "innovación abierta" (OI). "En contraste con la sociedad de investigación clásica con un contrato de estructura, en este caso el desarrollador en búsqueda de una solución busca ofertas en la Internet y con ello integra a solucionadores de problemas externos, y a veces del exterior, en su proceso de innovación", como NineSigma o yet2com, y ofrecen una recompensa en efectivo a la mejor solución. Y esa solución puede venir de una compañía de IT grande de la India o de un desarrollador aficionado de Alemania. Aproximadamente la mitad de los problemas son resueltos con éxito de esta forma. Por lo que no es sorprendente que compañías grandes como BASF, Novartis y Nestlé estén igualmente utilizando este método para encontrar soluciones. Adicionalmente, Siemens ha desarrollado su propia herramienta para estimular la asociación entre los empleados de la compañía. "Cuando se trata del proceso de encontrar soluciones, nuestra herramienta interna en Siemens, que se denomina TechnoWeb, más o menos se adapta al principio del e-agente", dice Lackner. "Dicho de manera sencilla, funciona como un foro en Internet en el cual te en la elección organizada por el fabricante de fideos japonés Acecook para determinar cuáles sabores les gusta más a los consumidores. De la misma forma, los fanáticos del fabricante de carros Fiat tuvieron la oportunidad de aportar ideas sobre el diseño del nuevo Fiat 500. El fabricante de artículos para el consumidor Procter & Gamble planea hacer especial énfasis en los aportes de los clientes a través de la tercerización masiva. En el largo plazo, la compañía intenta generar la mitad de todos los nuevos productos por medio de la retroalimentación del cliente. "Con la tercerización masiva, las compañías pueden tener en cuenta las necesidades de los clientes más rápidamente y reaccionar velozmente a las condiciones dinámicas del mercado. Eso conduce en algunos casos a una ventaja competitiva enorme", dice Rudzinski. El cliente como socio de desarrollo. El método más difundido de innovación abierta, sin embargo, se denomina "tercerización masiva". En este caso, las compañías externalizan su inventiva, por decirlo así, comprometiendo a los clientes activamente en el proceso de innovación a través de plataformas de trabajo en red o de competencias de ideas, por ejemplo", dice Caroline Rudzinski de Management Zentrum Witten (MZW), que ha estado manejando el tema de la inteligencia colectiva desde hace algún tiempo y está analizando el uso de la innovación abierta en el mercado comercial. La lista de compañías que utilizan ahora la tercerización masiva es larga. En el 2008, por ejemplo, aproximadamente personas utilizaron una plataforma de red dedicada para tomar parexplica el Prof. Frank Piller, un experto en gerencia de innovación de RWTH Aachen (ver p. 89), una prestigiosa universidad tecnológica del noroeste de Alemania. Esta estrategia de innovación abierta ya está siendo implementada de varias maneras por muy diferentes compañías incluida Siemens. Un tipo de innovación abierta es conocido como "Grupo de innovación". Basada en la Red, y usualmente en el hogar, estas discusiones moderadas con cientos o incluso miles de participantes están diseñadas para encontrar y evaluar ideas nuevas. "Hacia finales del 2009 creamos un grupo, donde la preguntamos a nuestros empleados de qué manera la IT del futuro y las tecnologías de comunicación del futuro como la informática en las nubes podrían cambiar la forma de hacer negocios de Siemens", dice el investigador de CT, Dr. Thomas Lackner, quien es responsable de los temas de innovación abierta en Siemens. "Gracias a aproximadamente aportes de quienes se involucraron, pudimos desarrollar algunos conceptos iniciales para responder a estas tendencias en evolución". Siemens está haciendo uso de métodos de OI en la investigación también. Cuando se enfrenta a problemas particularmente difíciles, los investigadores de Siemens a veces acuden a "e-agentes", quienes hacen equipo con solucionadores de problemas externos. En estos casos, los desarrolladores describen públicamente su problema en un sitio de e-agentes, La innovación abierta le facilita relativamente a los desarrolladores mejorar su potencial de innovación. Osram, por ejemplo, utilizó la competencia de ideas para recoger más de 600 propuestas de soluciones de iluminación, como fue el caso de este balón cromático. La subsidiaria de iluminación de Siemens Osram ganó también experiencia en el campo de la OI. En el 2009 Osram puso en práctica su competencia de ideas "LED Emocionaliza tu Luz". La competencia le dio a los diseñadores profesionales al igual que a los aficionados la oportunidad de presentar, inspeccionar y discutir en línea sus ideas sobre la iluminación. El objetivo general era identificar soluciones de iluminación prácticas y asequibles que fueran fáciles de operar y de instalar para los usuarios. Se otorgaron premios a las mejores ideas. Los aportes incluyeron una lámpara de festones flotantes que proporcionaba tonos relajantes de luz en la bañera, y el "balón cromático" (ver imágenes arriba), que utiliza sensores de aceleración para modificar el color de su luz cuando gira. "Más de 600 ideas se presentaron durante la competencia, y la mayoría de ellas son técnicamente viables", dice Lackner, quien confía en que Osram implementará una o más de estas ideas en el futuro no muy distante. A pesar de estos escenarios exitosos, muchas compañías se muestran todavía renuentes a abrir sus procesos de innovación, porque temen una pérdida de la propiedad intelectual o les preocupa que no pueda ser posible patentar productos de OI. "Pero la OI tiene lugar totalmente dentro del proceso de patentado existente si se definen las reglas apropiadamente como con un contrato de confidencialidad o una renuncia de derechos", explica el Prof. Picualquier empleado registrado puede formular un problema específico. Independientemente de si se trata de un problema técnico complejo o sólo de una pregunta sobre cómo utilizar Microsoft Word cada usuario puede ver y responder estas preguntas. Eso acelera las rutinas de trabajo de los usuarios individuales un resto". 88 Pictures of the Future Primavera 2010

89 ller. Sin embargo, él cree que las compañías nunca expondrán toda su experiencia a forasteros, en parte debido al tema de protección de la patente. En su opinión, la OI será por tanto sólo un complemente del método clásico de desarrollo en casa en vez de reemplazarlo. El especialista en OI Lackner está planeando conseguir una incluso mayor integración de las diferentes herramientas de innovación abierta en Siemens. El éxito que Siemens ha tenido hasta ahora con la OI lo hace confiable. En febrero de 2010 la compañía fue clasificada segunda por su manejo del conocimiento y por sus actividades de OI en el estudio de Empresas Europeas de Conocimiento Más Admirado (MAKE) realizado por la firma de investigación internacional de mercados Teleos. Esta ha sido la sexta vez desde el 2001 en que Siemens ha estado entre los finalistas principales del MAKE. Lackner está considerando ahora organizar nuevas competencias de ideas en Bosch y Siemens Hausgeräte GmbH, Osram y en las universidades. Los colegas podrían presentar propuestas de proyectos de investigación, y el que tenga el concepto más prometedor entrará entonces en sociedad con Siemens. "Aunque las competencias de ideas identifican las mejores ideas nuevas, que serán posteriormente implementadas, los e-agentes ubican soluciones que ya existen", dice Lackner. "Esto es especialmente útil en el caso de problemas técnicos complejos relevantes para los Sectores de Siemens que trabajan con plantas de energía, instalaciones industriales y equipos médicos". Lackner espera buscar métodos de innovación abierta además dentro de Siemens también, porque estos ofrecen un vehículo para discutir las tendencias del futuro con un gran número de empleados y de identificar también las mejores ideas. Otra competencia de ideas de dos meses está por lo tanto próxima a iniciarse a mediados de Abril, y estará dedicada al tema de la sostenibilidad. Dice Lackner: "sin importar que tan diferentes puedan ser los métodos individuales de OI, tienen una cosa en común. Ellos complementan la investigación y el desarrollo tradicionales integrando la creatividad y la experiencia de muchas personas al proceso de innovación. Estas por lo tanto amplían el horizonte de R&D de una forma relativamente simple. Sebastian Webel Camino abierto a la innovación Entrevista El Prof. Frank Piller, de 40 años, dicta la Cátedra de Manejo de la Tecnología y la Innovación en RWTH Aachen, Alemania, desde el El Prof. Piller recibió su doctorado en administración de empresas en Würzburg y lideró el grupo de investigación Creación de Valor Impulsado por el Cliente en la Universidad Tecnológica de Múnich. Hasta su nombramiento en Aachen era Socio de Investigación de la Escuela Sloan de Administración del Instituto de Tecnología de Massachusetts en Boston, Massachusetts. Qué es la innovación abierta? Piller: la "OI" representa una forma completamente novedosa de organizar el proceso de innovación. En vez de que una compañía dependa exclusivamente de sus propias capacidades de R&D, busca la asistencia de soluciones de problemas externos y los integra al proceso de innovación. Como resultado, los desarrolladores utilizan el mundo exterior para mejorar su potencial de innovación. De esta forma las compañías adquieren experiencia y soluciones sin incurrir en grandes gastos. Esto aplica para el B2B al igual que para los productos para el consumidor. Las compañías utilizan la OI para asegurarse de que sus productos satisfagan las necesidades de los clientes, reduciendo con ello el riesgo de fracasos. Ellas específicamente preguntan lo que el cliente quiere, o podrían incluso incluirlos activamente en el desarrollo de un producto por ejemplo con las competencias de ideas tradicionales. La OI no pone en peligro los derechos de propiedad intelectual del desarrollador? Piller: la OI opera dentro del proceso de patentado existente siempre y cuando se definan apropiadamente las reglas del procedimiento, tales como contratos de confidencialidad o renuncias de derechos. Pero las compañías no son las únicas que tienen estas preocupaciones. Hoy la mayoría de inventores aficionados están ansiosos de ser activamente involucrados en el desarrollo de un producto, a cambio de renunciar a los derechos. Pero con el tiempo, estos se volverán más asertivos, y la compañía tendrá entonces que permitirles disfrutar de una parte del éxito de un producto. Quiénes practican la innovación abierta? Piller: con frecuencia son compañías que carecen de una gran capacidad de desarrollo en la corporación. Aunque las grandes compañías han descubierto la OI también. Hewlett Packard (HP), por ejemplo, opera su plataforma de OI en la red el "Laboratorio de Ideas". Con su competencia de ideas "Emocionaliza tu Luz", Osram generó ideas de nuevos diseños de lámparas y creó una mejor práctica en Alemania. Pero incluso si se utiliza internamente, la OI puede representar una gran oportunidad, especialmente para las compañías que operan a nivel mundial y que tienen mucha experiencia interna como Siemens. En este caso no habrá ningún problema con la confidencialidad ni con las patentes porque todo permanece dentro de la compañía. Los investigadores de una amplia variedad de departamentos que podrían de otra forma jamás reunirse pueden utilizar la OI para recoger su conocimiento y crear fácilmente efectos de sinergia. En la actualidad, sólo unas pocas compañías están haciendo uso de este potencial de OI de una forma sistemática. Puede la OI reemplazar el método de desarrollo interno tradicional? Piller: No, la OI complementará el método tradicional al ofrecer muy eficientes alternativas de desarrollo. Probablemente tendrán que pasar muchos años antes de que sea firmemente incorporada en los procesos de innovación. Es lo mismo que pasa con muchos nuevos métodos de administración son discutidos con gran entusiasmo y luego no son implementados ampliamente en cinco o diez años. Entrevista realizada por Sebastian Webel Pictures of the Future Primavera

90 Innovación abierta Imagenología de Rayos X de Contraste de Fase Frank Pfeiffer (izquierda, arriba) utiliza una nueva técnica de radiografía para crear imágenes con mayor detalle del que los sistemas de rayos X convencionales permiten como lo muestran las fotos del pez y el huevo de Kínder sorpresa (derecha). Tejidos blandos revelados Son utilizadas todos los días en los hospitales, pero las imágenes de rayos X no ofrecen realmente el tipo de detalle requerido para determinar el tamaño y la estructura de un tumor. Sin embargo, con una nueva técnica denominada "imagenología de rayos X de contraste de fase", esto podría estar a punto de cambiar. Rejillas para imágenes más precisas Fuente de Rayos X Rejilla 1 Objeto Rejilla 2 Rejilla 3 Detector Un radiógrafo experimentado puede leer mucho más de los tonos grises de una imagen de rayos X en comparación con una persona no experta. Pero puede resultar difícil incluso para un ojo entrenado determinar el tamaño exacto y la estructura de un tumor. Esta información, sin embargo, es vital para seleccionar el tratamiento apropiado. En un proyecto conjunto establecido en el 2008 con el apoyo del Ministerio de Educación y de Investigación (BMBF) de Alemania, los investigadores de Siemens, la Universidad de Erlangen- Nürnberg, el Instituto de Tecnología de Karlsruhe y la Universidad Tecnológica de Múnich (TUM) están ahora investigando un prometedor método novedoso de imagenología conocido como "imagenología de rayos X de contraste de fase". Contrario a la radiografía convencional, la cual está basada en la absorción de los rayos X, esta técnica podría revelar varios tipos de tejidos blandos como los músculos y los tendones, todos en alto contraste. La radiografía convencional explota el hecho de que los huesos y los tejidos absorben los rayos X en diferentes grados. Una imagen de rayos X de la cabeza, por ejemplo, revelará claramente los huesos del cráneo, los cuales absorben una gran cantidad de radiación, aunque no mucho del cerebro, el cual muestra sólo una ruta uniforme de grises. Sin embargo, con un contraste más alto de los tejidos blandos, las áreas individuales se pueden distinguir claramente, incluidas todas las anormalidades de los tejidos como un tumor. La técnica podría por lo tanto revelar el tamaño y la posición de una lesión en una etapa inicial, permitiéndoles a los médicos determinar el tratamiento correcto, incluida la dosis exacta de la terapia con radiación. Lo mismo se aplica a las mamografías. Aquí, también, la nueva técnica podría mejorar el contraste de las imágenes borrosas del tejido del seno. Este rendimiento mejorado está basado en el hecho de que la imagenología de contraste de fase no sólo mide la absorción de los rayos X, sino también los cambios en la fase de las ondas. Al igual que la luz visible, los rayos X pueden considerarse tanto como partículas como ondas. Mientras que la radiografía basada en la absorción pura registra si los rayos X penetran la anatomía o no, la imagenología de contraste de fase mide el efecto que su paso a través de los tejidos del cuerpo tiene sobre su fase en otras palabras, qué tanto cambia la forma de la onda (rayos X) en relación con su posición original. El mismo principio hace visible las burbujas de aire en el agua, por ejemplo, debido a los diferentes índices de refracción de los dos medios. Este cambio de fase es muy revelador porque varía dependiendo de la naturaleza del tejido a través del cual se refracta la radiación. Este efecto es muy mínimo, sin embargo, y debe ser amplificado. Sin embargo, hasta hace poco esto era imposible con los sistemas de rayos X convencionales. El primero se enfoca en este problema que surgió hace más de 20 años y que implicó el uso de una óptica de cristales especial. Sin embargo, el método sólo funciona con radiación monocromática, como la generad por una fuente de sincrotrón costosa. La diferencia entre la radiación producida por este tipo de acelerador de partículas y el de una fuente de rayos X convencional es similar a la diferencia entre la luz láser y la bombilla de luz in- 90 Pictures of the Future Primavera 2010

91 candescente. Las ondas de luz emitidas por un láser oscilan exactamente en el tiempo entre sí es decir, estos están perfectamente en fase. En forma similar, la luz de rayos X de un sincrotrón es casi completamente sincrónica. En contraposición, las fuentes de rayos X utilizadas en los hospitales producen mucha interferencia, porque irradian un espectro de longitudes de onda en todas las direcciones. Esta es la razón por la cual el mundo científico declaró en el 2004 que la imagenología de contraste de fase era imposible con las fuentes de rayos X convencionales. Pero los científicos no habían contado con el físico Franz Pfeiffer, Profesor de Física Biomédica de TUM. Allá en el 2004, el Prof. Pfeiffer estaba investigando en el Instituto Paul Scherrer de Suiza, a donde fue para publicar sus hallazgos revolucionarios en el Pfeiffer también utilizó la radiación de sincrotrón para su investigación inicial, pero conjuntamente con el interferómetro de Talbot-Lau, una pieza de equipo principalmente encontrada en la física en vez de la física de rayos X. Su innovadora idea fue utilizar también el inter- de la fase contenida en los rayos X sea descifrada por medio de la tercera rejilla. Al igual que la primera rejilla, la tercera está hecha de silicona y oro. Para medir la intensidad de onda, esta rejilla es desplazada en relación con la segunda rejilla, y un detector registra las señales. Los valores medidos son comparados con las mediciones realizadas sin el objeto. La diferencia entre las dos es el contraste de la fase, y es visible en la imagen en la forma de tonos de gris. En el 2004, expertos declararon que la imagenología de contraste de fase era imposible pero Pfeiffer demostró que estaban equivocados. En el 2006, poco después de que Pfeiffer había publicado su imagen de un pez, él empezó a trabajar con Siemens. Su encuentro inicial se dio en una feria comercial de sistemas de rayos X. Los investigadores de Siemens, incluido el Dr. Eckhard Hempel, en ese momento vinculado al Sector del Cuidado de la Salud de la compañía, reconocieron inmediatamente el potencial del desarrollo de Pfeiffer. Los so- alta energía, por lo que las aperturas de las rejillas tienen que ser más finas que las del sistema de Pfeiffer en este caso, no tener más de 2.5 micrómetros de separación. En forma similar, las brechas entre las rejillas, la fuente de rayos X y el detector podrían ser libremente modificados respecto a la organización original de Pfeiffer. En el nuevo sistema, todos estos componentes tendrán que encajar en menos espacio. Los detectores tendrán que adaptarse también a las nuevas especificaciones. Al igual que con la cámara digital, las imágenes del nuevo sistema de rayos X están compuestas por pixeles. Entre más radiación y mayor número de pixeles, mejor será la calidad de la imagen. Sin embargo, teniendo presente el interés de los pacientes, la dosis de radiación se debe minimizar. ferómetro con un tubo de rayos X normal. Sus primeras imágenes de contraste de fase mostraron un pez con un nivel de precisión sin precedentes. El interferómetro de Talbot-Lau de Pfeiffer consta de tres rejillas hechas de silicona. Estas lucen como pequeñas placas con aberturas hechas entre ellas a intervalos de tan sólo unos pocos micrómetros. Las primeras aberturas de la rejilla son llenadas con oro. Es coloca entre la fuente de rayos X y el objeto bajo examen, y su trabajo es hacer la radiación caótica emitida por la fuente de rayos X lo más sincrónica posible. El oro absorbe los rayos X, mientras que la silicona le permite pasar a través, produciendo como resultado un número grande de ondas de rayos X cuasi-coherentes. Cuando estas ondas golpean el tejido, alteran su fase. La segunda rejilla está hecha netamente de silicona. Su trabajo es recombinar las ondas parciales individuales un proceso conocido por los especialistas como interferencia. Al mismo tiempo, la parte de radiación que pasa a través de la silicona experimenta un cambio de fase adicional y en este caso exactamente conocido. Esto es lo que hace posible que la información cios restantes subieron a bordo en el 2008, el año en que fue lanzado el proyecto. "Integrar la imagenología de rayos X de contraste de fase a un sistema de rayos X convencional para el diagnóstico en humano fue una idea radical y todavía lo es", dice Hempel. "Pero tuvimos éxito en demostrar que funciona. Y esa fue la razón por la cual ganamos en la Competencia de Innovación BMBF en la categoría de Avance de la Tecnología Médica". Radiación baja. El objetivo del proyecto es un instrumento que se integre sin problemas a los procedimientos hospitalarios diarios. Para hacerlo, no debe ser más grande que un sistema convencional y no debe superar el tiempo ni el costo de los exámenes de hoy. Teniendo esto presente, el Instituto de Tecnología Karlsruhe está mejorando las rejillas, y la Universidad de Erlangen-Nürnberg está mejorando los detectores. Los investigadores de Siemens, entre tanto, están trabajando con el equipo de Pfeiffer en integrar el interferómetro a un sistema de rayos X. Las demandas de los componentes representan desafíos especiales. La imagenología médica requiere del uso de rayos X de Hallar la combinación óptima aquí es el trabajo de los investigadores liderados por la Prof. Gisela Anton de la Universidad de Erlangen-Nürnberg. Ellos buscan mejorar el detector y los parámetros de la estructura de la rejilla para poder obtener la mejor imagen con la menor exposición posible a la radiación. El proyecto está programado para finalizar en el 2012, aunque se no será el final de la investigación. Contrario a la radiografía de absorción, la cual cuenta con muchos años de experiencia, el campo de la imagenología de rayos X de contraste de fase es casi inexplorado. "Esa es la razón por la cual es tan fascinante", dice Anton. "Hay mucho por investigar". Para ella y los demás científicos, la mayor motivación es conocer el beneficio que esta nueva técnica le traerá a los médicos al igual que a los pacientes. Porque tan pronto como la imagenología de contraste de fase funcione en la práctica clínica y ninguno de los socios ver ninguna razón para dudarlo probablemente le abrirá las puertas a una multitud de nuevas posibilidades diagnósticas. Helen Sedlmeier Pictures of the Future Primavera

92 Innovación abierta Vehículos eléctricos Hay todavía mucho camino por recorrer antes de que los carros eléctricos como el eruf Stormster (foto abajo) puedan recargarse con electricidad generada por el viento. Siemens y la compañía danesa Lithium Balance están ayudando a que esta visión se haga realidad (derecha). Todos cargados Los principales proyectos de cooperación están pavimentando el camino para el lanzamiento de vehículos eléctricos. Expertos de la industria y de las universidades están creando la base tecnológica para conectar los vehículos a la red de energía. De hecho, se están realizando ahora pruebas de campo, especialmente en Dinamarca y Alemania. Un objetivo clave es utilizar los carros eléctricos como unidades de almacenamiento de energía que puedan compensar las fluctuaciones de la energía eólica. Tan reciente como hace cinco años, la idea de que cientos de miles de carros eléctricos puedan estar en las vías en Europa para el 2020 se consideró como un escenario futurista. Difícilmente nadie creía que la idea de manejar con electricidad se podría implementar tan rápidamente, y en tan gran escala. Sin embargo, los tiempos han cambiado y se está trabajando a gran velocidad para implementar los carros eléctricos para el uso diario. Al mismo tiempo, algunos componentes de su fuente de energía la red eléctrica se están redefiniendo por completo (ver Pictures of the Future, Otoño de 2009, p. 44). Dos regiones europeas en particular están liderando el futuro de la movilidad eléctrica la región de Harz de Dinamarca y Alemania en la mitad del país. Ambas obtienen ya una gran parte de su electricidad de fuentes renovables, especialmente el viento. En Dinamarca, la cifra es del 20%; en la región de Harz, las instalaciones eólicas, de biogás y solares abarcan el 50% de las necesidades de energía. Como resultado, ambas regiones con frecuencia se enfrentan al mismo problema: demasiada energía eólica. Cuando el viento fuerte hace que las turbinas realmente se muevan, estas pueden satisfacer más del 100% de la demanda de electricidad de cada región. Para evitar que la red se sobrecargue, las instalaciones eólicas de Harz se apagan en gran parte en detrimento de sus operadores. Sin embargo, a los proveedores de energía daneses se les exige legalmente que utilicen el exceso de energía eólica, excesos que estos les trasladan a otros vecinos europeos. Y lo que es más, ellos tiene que pagar costos de transmisión por el privilegio. Y el problema podría empeorar, ya que la porción de electricidad generada por la energía eólica está aumentando tanto en Harz como en Dinamarca. Esta última espera que aproximadamente el 50% de su demanda promedio de electricidad sea cubierta eólicamente para el Los vehículos eléctricos podrían ayudar a resolver el problema al actuar como sistema de almacenamiento virtual del exceso de electricidad. Específicamente, miles de carros eléctricos recargarán sus baterías cuando los vientos sean fuertes, principalmente en la noche. A la inversa, durante los periodos de calma, estos podrían reabastecer la red a precios más altos. Esa es una gran idea pero podrá funcionar? Por ejemplo, de qué manera los carros eléctricos y la red de energía se pueden comunicar confiablemente? Cómo se pueden recargar los vehículos rápidamente y de manera segura? Y cómo se le podrá facturar a cada uno? Dos proyectos de cooperación importantes en Dinamarca y la región de Harz están buscando res- 92 Pictures of the Future Primavera 2010

93 puestas a estos interrogantes con la ayuda de expertos de Siemens. Un proyecto tiene su sede en el centro de investigación Risø de la Universidad Tecnológica de Dinamarca (DTU), no lejos del famoso Museo de Barcos Vikingos de Roskilde. El centro alberga turbinas de viento, sistemas fotovoltaicos solares, una estación transformadora y una batería de vanadio líquido del tamaño de un contenedor de barco. Aquí, los consumidores de energía son unidades de calefacción eléctricas en los edificios de oficinas del centro, los carros híbridos y varias baterías pequeñas que simulan vehículos adicionales. El centro de investigación por lo tanto tiene una red de energía en miniatura que se puede utilizar para evaluar la interacción entre varios componentes. Risø es el hogar del proyecto EDISON ("Vehículos eléctricos en un mercado Distribuido e Integrado utilizando energía Sostenible y Redes Abiertas") de Dinamarca, el primer esfuerzo importante del mundo para atraer un grupo de vehículos a las tomas eléctricas. La evaluación práctica comenzará en el 2011 en la isla de Bornholm. "Nos estamos centrando principalmente en la pregunta de cómo los vehículos elécequipo de investigadores de Holthusen está desarrollando la tecnología de 120 kv, la cual reduce el tiempo de carga a sólo unos pocos minutos. Sin embargo, con corrientes de carga de hasta 300 amperios y 400 voltios de corriente alterna (a.c.), la carga es equivalente a energía casi 20 hogares. "La generación de calor durante la recarga con a.c. es uno de los mayores desafíos del momento", explica Holthusen, quien está evaluando controladores de carga que serán instalados Junto con la DTU y Siemens, los socios del proyecto EDISON incluyen a la IBM, la cual está desarrollando la infraestructura del software para conectar los componentes descentralizados, la empresa de desarrollo Eurisco, y los proveedores de energía Dong Energy y Østkraft. Los últimos están principalmente interesados en soluciones prácticas para alimentar energía eólica a la red; Østkraft está organizando también una prueba de campo en Bornholm. Con la energía eólica en expansión continua en Los investigadores de Siemens están trabajando en un sistema de 120 kv para recargar los vehículos eléctricos en sólo unos pocos minutos. en los vehículos al igual que en lo que haría parte de las estaciones de recarga. Los controladores a bordo ofrecen el beneficio de no estar integrados a la bomba de energía, lo cual reduce los costos de infraestructura. Estos controladores garantizan también que cada vehículo controle óptimamente el proceso de carga en sintonía con sus requerimientos de batería. Los controladores externos, de otra parte, son metodo el mundo, Holthusen y sus colegas creen que todas las tecnologías en las que están trabajando tendrán buenas oportunidades de éxito en el mercado. Solamente en el área de Afuera del Carro, ellos estiman que la demanda global de componentes electrónicos capaces de ampliar la red de energía y la infraestructura de carga sumará en total más de diez billones de euros en el tricos pueden ser cargados rápida, segura y eficientemente", dice Sven Holthusen, quien es responsable del proyecto EDISON en el Sector de Energía de Siemens. Holthusen y sus colegas analizan, por ejemplo, cómo un vehículo puede ser recargado en diferentes tipos de estaciones de carga o cómo un gran número de vehículos pueden ser recargados simultáneamente. Holthusen sabe que los carros eléctricos llegarán a ser muy atractivos para los consumidores sólo cuando estos puedan viajar largas distancias y ser recargados en cuestión de pocos minutos. Los carros eléctricos de estos días son normalmente recargados en una toma de 11 kilovatios (kv). Una batería típica con una capacidad de almacenamiento de 25 kilovatios hora (kwh) por lo tanto tomaría más de dos horas para recargarlo totalmente. Aumentar la energía de carga reducirá el tiempo de carga. Esa es la razón por la que el jores disipando calor, lo que permite por lo tanto corrientes de carga más altas. Nadie sabe cuál tecnología de recarga llegará a ser la líder. Esa es la razón por la que Siemens está desarrollando tecnologías diferentes en paralelo con sus equipos de movilidad Dentro del Carro y Fuera del Carro. Los equipos desarrollan y evalúan los componentes de las tecnologías de los vehículos y de la red. Holthusen está mirando también la corriente directa (DC), ya que esta permite cargar las baterías sin la necesidad de un controlador. "Sin embargo la DC es más peligrosa, principalmente debido al arco que se genera en el evento de un cortocircuito. Los fusibles de AC comúnmente utilizados no se pueden utilizar como protección en esta situación". Holthusen está por lo tanto trabajando en métodos nuevos y seguros para el suministro de DC. El gobierno alemán está financiando la expansión de la movilidad eléctrica en ocho regiones. En Múnich, Siemens está participando en un proyecto piloto con la BMW y la empresa de servicios público municipal local (SWM). Aquí, la BMW planea ampliar su flota de prueba de los vehículos eléctricos "Mini-E" a por lo menos 40, Siemens está suministrando tecnología para la infraestructura de carga de la próxima generación incluida la carga rápida y SWM está suministrando electricidad "verde". Siemens ha lanzado también un proyecto en Berlín en el cual los vehículos eléctricos van a ser utilizados diariamente como los carros de la compañía. El proyecto incluye seis modelos inteligentes eléctricos suministrados por Daimler, que pueden "recargarse" en 20 estaciones de carga en los principales sitios de Siemens en Berlín. Siemens tiene su propia red de medio y bajo voltaje aquí, la cual puede cargar o descargar los carros. Pictures of the Future Primavera

94 Innovación abierta Vehículos eléctricos Carga rápida. El proyecto Harz.EE-Mobility tiene 15 socios. Entre estos se encuentran varios institutos de investigación y universidades, empresas de servicios públicos, el operador de la red de energía E.ON Avacon, Deutsche Bahn, Siemens y la compañía de radios móviles Vodafone. En conjunto, estos socios están pavimentando el camino de la movilidad eléctrica del futuro en la región de Harz. El proyecto busca identificar formas sus requerimientos. Siemens está por lo tanto trabajando con muchas compañías incluida RWE, EDF, Better Place, BMW, Daimler, Renault, Toyota, Honda y Ford en la estandarización internacional ISO/IEC de un protocolo de comunicación. Dicho protocolo haría posible que las bombas de energía y los vehículos de todos los fabricantes de autos intercambien información a través del cable de la bomba o de una conexión Sin coordinación, la recarga simultánea de muchos vehículos podría sobrecargar las redes locales. de hacer la recarga más conveniente, inteligente y confiable. Los socios ya han instalado las primeras bombas de energía no sólo en Harz sino también en Copenhague, Dinamarca, donde los vehículos del proyecto EDISON se recargan también. EDISON y Harz.EE-Mobility se complementan entre sí de esta manera y comparten los resultados. Mientras que los socios de EDISON se centran principalmente en la electrónica de la energía y la tecnología de carga rápida, el proyecto Harz se concentra en el proceso de carga y en la comunicación vehículo-red. Lo más importante para los usuarios es que el proceso de recarga debe ser rápido y sencillo, inalámbrica. El protocolo incluirá un sistema para la autenticación de múltiples vehículos, lo cual evitaría el mal uso y el robo de la electricidad. Heuer actúa también como asesor de varios organismos de estandarización. Vodafone está comprometida en el proyecto Harz.EE-Mobility porque la recarga en varias estaciones se asemeja a la itinerancia de los teléfonos celulares entre diferentes proveedores inalámbricos. Dado que el proceso de facturación futuro podría por lo tanto ser similar, Vodafone está aportando su experiencia con los perfiles de movilidad. Después de todo, es relativamente fácil determinar dónde está un teléfono celular y a hacia dónde va da pico durante la carga simultánea en el garaje de parqueo de la estación ferroviaria de Magdeburgo. Deutsche Bahn, que opera flotas de carros compartidos, está muy interesada en los resultados. Red Inteligente. Cuando usted incluye todas las instalaciones de turbinas de viento, biogás y energía solar, las plantas de energía pequeñas y los carros, nuestros proyecto conectará aproximadamente unidades eléctricas, dice Heuer. Nunca había existido antes un proyecto tan grande. Con la ayuda de soluciones de comunicación que equilibren la oferta y la demanda, podría incluso ser posible aumentar la participación de la electricidad ecoamigable involucrada en más del 50% al adicionar la energía producida a nivel local a partir de fuentes renovables. Esa energía ya no tendría entonces que ser exportada. Con tan inmenso número de productores de electricidad y de consumidores involucrados, no resulta práctico establecer un centro control imperioso como los tradicionales utilizados en las redes centralizadas y en las plantas de energía grandes, dice Heuer. En otras palabras, nada funcionará sin tecnologías de comunicación inteligentes y algoritmos predictivos. Los investigadores están particularmente interesados en saber cómo se comportará la red cuando los carros eléctricos se conecten y se desdice el Dr. Jörg Heuer, quien es responsable del proyecto Harz en Siemens Corporate Technology. Conseguir esta meta requerirá de la comunicación automática entre el vehículo y la bomba de energía. Europa ahora ha estandarizado un conector que incluye no sólo el cable de recarga capaz de manipular hasta 44 kv sino también un canal de intercambio de información. La bomba de energía utiliza el protocolo de comunicación para determinar cuándo el vehículo está listo para la recarga. A la inversa, la bomba le indica al vehículo cuánta energía de carga le puede suministrar. Un canal de comunicación adicional para el pago automatizado o la transferencia de otra información del vehículo se pueden activar también. Si un gran número de vehículos recargan simultáneamente en un parqueadero, podríamos experimentar una sobrecarga local, dice Heuer. Esta es la razón por la cual los vehículos tienen que ser capaces de comunicarse y de coordinar En el centro de investigación Risø los científicos de la Universidad Tecnológica de Dinamarca y de Siemens están evaluando de qué forma los carros eléctricos, las redes de energía y los sistemas de generación de energía renovable pueden operar de manera armónica. cuando está encendido. En nuestro proyecto, queremos estudiar el grado hasta el cual los perfiles de movilidad de los vehículos eléctricos podrán revelar información sobre la demanda potencial de electricidad en sitios como los lotes de parquee y viaje o los garajes de parqueo, dice Heuer. La red necesita ser capaz de reaccionar al aumento de la demanda rápidamente en estos sitios. En el 2010, cerca de 30 modelos de Audi A2 retroadaptados como carros eléctricos estarán camino a Harz y a las regiones y ciudades circundantes que están participando también en el proyecto. El personal del proyecto utilizará los carros para simular varios escenarios. Por ejemplo, ellos simularán la demanconecten. En este sentido, el personal del proyecto está desarrollando reglas matemáticas que utilizan los principios de la teoría de las probabilidades para predecir cuándo, dónde y cómo los diferentes vehículos necesitarán electricidad. Para facilitar la recarga, el consorcio del proyecto incluye expertos en amigabilidad con el usuario. Los conductores tendrán que escoger entre un máximo de sólo tres o cuatro modos de carga, dice Heuer. De hecho, dos modos Cargue a la Velocidad Máxima y Cargue al Costo Mínimo podrían ser todo lo que se necesita. El uso de la bomba de carga se facturará automáticamente a través del teléfono celular. Harz.EE-Mobility alcanzará velocidad de crucero en el Esa será la fecha en la que el último de los carros eléctricos experimentales saldrá a la calle para demostrar que la recarga es tan sencilla como lo es la recarga de combustible hoy. Tim Schröder 94 Pictures of the Future Primavera 2010

95 Agua potable El Dr. Dieter Wegener, CTO de Soluciones Industriales de Siemens (izquierda), y los expertos de la Universidad Tecnológica Danesa discuten cómo se pueden neutralizar los disruptores endocrinos en el agua. Apuntándole a los contaminantes Más temprano que tarde los sistemas de oxidación se utilizarán para destruir pesticidas, hormonas y antibióticos en el agua potable. En este sentido, los expertos de Siemens están desarrollando soluciones eficientes y ahorradoras de energía en colaboración con los investigadores de la DTU en Copenhague. N adie realmente sabe qué tan peligrosos son. Estos fluyen con las aguas residuales de las fábricas de plásticos, o pasan a través de las tuberías de aguas negras cuando son evacuados los inodoros. Los químicos intratables en cuestión sobreviven incluso a las bacterias de las plantas de tratamiento de aguas residuales. Se les denomina disruptores endocrinos, y se sospecha que estos compuestos de larga vida tienen un efecto sobre los sistemas hormonales de los seres humanos. Entre estos se encuentran los pesticidas, los agentes activos de las píldoras de control de natalidad y los químicos de la industria de resinas sintéticas. Algunos de ellos pueden producir cáncer, mientras que se cree que otros hacen que los peces macho se conviertan en peces hembra. Como estos no pueden ser destruidos con la tecnología de tratamiento biológico convencional de las aguas residuales, estos se acumulan en el medio ambiente. Para deshacernos de ellos se necesita de armas más pesadas: peróxido de hidrógeno u ozono, por ejemplo, los cuales forman radicales agresivos y en consecuencia descomponen las moléculas contaminantes en la forma de compuestos inofensivos. Existen actualmente sólo unos pocos sistemas de referencia en el mercado que están diseñados para atacar a los disruptores endocrinos con oxígeno. A la tecnología que descompone estas moléculas se le denomina Proceso de Oxidación Avanzado (AOP). Utiliza lámparas ultravioleta para la formación de radicales. Aunque los contaminantes son descompuestos de manera eficaz, el proceso utiliza un gran consumo de energía. Adicionalmente, se requiere de fases postrata- miento elaboradas con carbono activado para eliminar los químicos y subproductos extra. Expertos de Siemens Water Technologies en Günzburg, Alemania, están desarrollando ahora un sistema mucho más eficiente y económico. Para alcanzar sus objetivos, están trabajando con especialistas de la Universidad Tecnológica de Dinamarca (DTU) en Copenhague. El equipo del químico Henrik Rasmus Andersen ha estado investigando unidades de AOP durante años y ha desarrollado procedimientos analíticos de primera clase para detectar sólo microorganismos de disruptores endocrinos o antibióticos en el agua. El equipo está trabajando ahora con Siemens en una nueva cámara de reacción que será más eficiente que los sistemas comparables. Como los radicales tienen una vida extremadamente corta, los flujos en el sistema la dinámica de los fluidos tiene una influencia considerable sobre el efecto de limpieza de la cámara. La geometría de la cámara deberá por lo tanto diseñarse en consonancia. Finalmente, el objetivo es optimizar el sistema como un todo, para que se pueda obtener el mejor resultado utilizando entre tanto sólo pequeñas cantidades de químicos y de energía. Socios confiables. No es una coincidencia que los alemanes y los daneses hayan escogido trabajar juntos en este proyecto. La DTU es una de las ocho universidades internacionales sobresalientes con las que Siemens mantiene estrechas sociedades de investigación. Hace varios años, Siemens estableció el programa CKI (Centro de Intercambio de Conocimiento) para fomentar estas relaciones, las cuales están basadas en un contracto de estructura común con las universi- dades en cuestión (p. 86). La DTU, que ha sido líder en el desarrollo de tecnología medioambiental durante muchos años, ha sido una universidad del CKI desde el Con el programa CKI tratamos de cooperación lea y de larga duración dando lugar a muchos proyectos de investigación individuales conjuntos, dice el Dr. Dieter Wegener, jefe tecnológico de Soluciones Industriales de Siemens. Durante mucho tiempo, las compañías del sector industrial actuaban con precaución en tratándose de trabajar con socios externos; les preocupaban los efectos de la transferencia de conocimiento a terceros. Siemens se ha liberado de ese temor. Si usted quiere hacer grandes avances en el desarrollo y usted está buscando innovaciones radicales, usted tiene que depender de la experiencia de las universidades, dice Wegener. Aparte de la experiencia técnica, otra clave para llegar al éxito es la buena relación personal. Esta se puede cultivar en los CKIs, los cuales están diseñados para durar muchos años. Primero, nos reunimos con expertos en Siemens para discutir en cuáles campos de la tecnología podemos cooperar mejor, dice Henrik Søndergaard de la DTU, quien supervisa los proyectos de cooperación en la universidad como gerente del CKI. Eso produjo como resultado proyectos como la tecnología de sistemas AOP, y el proyecto EDISON, los cuales están estudiando ahora la forma como los carros eléctricos pueden interactuar con la red de energía (p. 92). En otro ejemplo, expertos de Soluciones Industriales y de Tecnología Corporativa de Siemens han trabajado con la DTU y la Universidad Tecnológica de Berlín para desarrollar la Eco Care Matrix [Matriz de Cuidado Pictures of the Future Primavera

96 Innovación abierta CT Rusia Ecológico] una nueva metodología de evaluación que identifica el valor económico y ecológico de los productos y soluciones ecológicas. Para los expertos en tecnología de aguas de Siemens, las sociedades de CKI tienen muchos beneficios. Podemos recurrir a expertos que no tenemos dentro de la compañía, dice Klaus Andre, director de investigación en Günzburg. También reunimos a científicos jóvenes que podrían trabajar para Siemens después de que terminen sus estudios. En relación con el desarrollo AOP, uno no debe olvidar que la DTU cuenta con un equipo analítico costoso, como los espectrómetros de masa. Los disruptores endocrinos han sido materia de estudio detallado por casi diez años particularmente desde que se contó con la tecnología para detectar estas sustancias de una manera relativamente rápida y fácil, dice el colega de Andre, Cosima Sichel, ingeniero de procesos. Los EE.UU. especialmente California Alemania y la UE son mercados prometedores para la tecnología AOP, porque el conocimiento del tema está ya ampliamente difundido. Las hormonas y los antibióticos son principalmente expelidos por los seres humanos y terminan en el agua, dice Sichel. En el caso de los antibióticos, se cree que estos pueden conducir al desarrollo de gérmenes infecciosos resistentes. Y sustancias hormonalmente activas son consumidas por los seres humanos en el agua potable. En la actualidad, los ecotoxicólogos no saben todavía exactamente qué efectos podrán tener. Solamente la prudencia determina por lo tanto que los disruptores endocrinos deben ser eliminados del agua potable. El sistema AOP que se está desarrollando actualmente con la DTU para lanzarlo al mercado en tres años se espera que resuelva este dilema. Es apropiado para la purificación del agua potable en las obras hidráulicas. En la industria química y farmacéutica, puede procesar los efluentes contaminados antes de que sean descargados a la corriente de aguas residuales principal. Y en la industria microelectrónica puede producir agua ultra pura para limpiar los componentes sensibles. Se utilizarán sistemas de diferentes tamaños, dependiendo de la aplicación. Un sistema sencillo para la purificación del agua potable suministrará aproximadamente 200 metros cúbicos d agua por hora. Todavía resulta difícil calcular el tamaño del mercado futuro, dice Andre. Los sistemas AOP serán utilizados a gran escala apenas sean ordenados por la ley. Existen pocas reglamentaciones vigentes ahora, añade Andre. Pero el potencial es enorme. Solamente en Alemania, hay aproximadamente plantas de tratamiento de aguas residuales y más de compañías de suministro de agua. Tim Schröder Construyendo La ciudad de Troitsk cerca de Moscú tiene un excitante pasado. Fue uno de los centros de ciencia cuya existencia quería ocultar la Unión Soviética. La investigación realizada aquí en ingeniería nuclear e investigación de materiales fue de primera categoría. El Instituto Tecnológico de Materiales de Carbono Superduros y Novedosos (TISNCM) de la ciudad ha alcanzado desde entonces estado oficial. Continúa siendo el líder mundial pero hoy hace parte de una red mundial que incluye también a Siemens. Una de las áreas más importantes de investigación en Troitsk es el desarrollo de materiales que se espera hagan más eficiente la generación y la transmisión de energía. La investigación de materiales en nano tecnología es muy atractiva desde el punto de vista financiero, dice el Profesor Vladimir Blank, jefe del TISNCM. Por ejemplo, estamos incorporando nano partículas de carbono a una matriz metálica de aluminio para mejorar la dureza y la resistencia de las aleaciones conservando a la vez sus muy buenas propiedades eléctricas y térmicas. Un uno y medio por ciento por peso de los fullerenos, como se conocen a estas nuevas partí- Los investigadores de Siemens están trabajando con socios de Rusia para desarrollar nuevas tecnologías. En la lista se encuentran las nano partículas de una matriz metálica de aluminio que mejora la dureza y la resistencia de las aleaciones, refinamientos de los componentes termoeléctricos que mantienen la promesa de generar electricidad a partir del calor residual, y software que aprende en la medida que monitorea la producción. 96 Pictures of the Future Primavera 2010

97 Los proyectos cooperativos de CT Rusia con universidades marcaron la pauta de las innovaciones, tales como el desarrollo de un revestimiento de telururo de bismuto nanoestructurado para balineras sin fricción. culas, son suficientes para obtener las propiedades materiales que Blank está buscando. Los fullerenos son moléculas que contienen 60 átomos de carbono (C60) y que se asemejan a balones de fútbol. Lo que los hace apropiados para los materiales novedosos es su alta resistencia mecánica con un peso bajo. Los nuevos compuestos de aluminio nano estructurados son casi tres veces igual de duros que los compuestos normales pero sustancialmente más livianos en cuanto a su peso, dice del gerente del proyecto de Siemens Corporate Technology (CT), Dr. Denis Saraev. Este compuesto supermetálico es particularmente apropiado para mejorar el rendimiento de compresores, turbocargadores y motores. Los cables de energía hechos de compuestos de aluminio nano estructurado podrán algún día reemplazar los cables hechos de sólo aluminio. Los nuevos cables tendrían las mismas propiedades eléctricas pero siendo a la vez más delgados, ahorrándose de esta forma material y costos, en particular en comparación con los cables de cobre costosos. Los investigadores del TISNCM producen el nuevo material utilizando un molino planetario especialmente endurecido. El aluminio y el C60 son molidos en una atmósfera de argón hasta el tamaño de nano partículas, y los polvos se combinan durante el proceso para formar el nuevo material. Blank espera que el desarrollo del material de aluminio con fullerenos específicamente para ser utilizado en cables superconductores pronto se culmine. Estos cables podrían ofrecer beneficios en los sistemas de imagenología de resonancia magnética y en los motores compactos, por ejemplo. En un laboratorio cercano, los investigadores de Siemens y del TISNCM están trabajando en el refinamiento de los materiales, pero esta vez el objeto son los denominados componentes termoeléctricos. Estos son sustancias eléctricamente conductoras que pueden genera un voltaje ayudar a reducir el uso de gases en los refrigeradores y congeladores que son nocivos para el clima y muy incidentalmente también reducir el ruido asociado, porque la tecnología es silenciosa. Los investigadores ya han conseguido un hito clave. Hemos mejorado el factor de bondad termoeléctrica en un 20% con nuestro telururo de bismuto nano estructurado, dice Saraev, y esto está actualmente en la cima a nivel mundial. Un cojín de aire. Mientras tanto en Moscú, aproximadamente a 30 kilómetros de distancia, Siemens está involucrado en otra sociedad. Allí, un equipo de CT liderado por el Dr. Viacheslav Schuchkin está trabajando con el Dr. Alexander Vikulov del Instituto de Mecánica de la Universidad Estatal de Moscú Lomonosov en turbomáredes de ideas innovadoras eléctrico y a partir de este una corriente eléctrica cuando se establece una diferencia de temperatura en dos sitios, o generar energía térmica cuando se aplica el voltaje. Los científicos han combinado el material termoeléctrico de referencia telururo de bismuto con los fullerenos. Pensamos que será capaz de generar una producción de energía de aproximadamente 50 vatios a partir de un equipo termoeléctrico de 10 cm x 10 cm con una diferencia de temperatura de 100 grados Celsius, dice Saraev. Este desarrollo le permitirá a muchos tipos de equipos generar electricidad a partir de su calor residual, reduciendo así sustancialmente sus costos de energía. Por ejemplo, los generadores de energía termoeléctrica podrían utilizar no sólo el calor residual de las turbinas de gas o de los molinos de acero, sino también la de los procesadores de computadores o motores y baterías de automóviles estos últimos podrían, por ejemplo, suministrar energía para enfriamiento y para la electrónica de información, navegación y entretenimiento. Los dispositivos equipados con esta tecnología podrían además quinas montadas sobre balineras de aire que pueden reemplazar las balineras de alto mantenimiento con aceite convencionales en las turbinas y compresores pequeños. Las turbomáquinas que giran a velocidades de hasta revoluciones por minuto se pueden utilizar para cosas como motores a gasolina o diesel o en la industria petrolera para el tratamiento de las aguas residuales con aire comprimido. Para producir balineras libres de mantenimiento, los investigadores diseñaron láminas revestidas con Teflón extremadamente delgadas. A aproximadamente revoluciones por minuto, las láminas alcanzan una velocidad a la cual saldrían despedidas del eje del roto en varias milésimas de un milímetro, dice Schuchkin. Un cojín de aire extremadamente delgado se forma entre la balinera y la lámina, permitiéndole a la turbina girar básicamente con cero resistencia. En ese sentido es libre de mantenimiento. Para conseguir este objetivo, los investigadores han tenido que calcular no sólo el tamaño óptimo de la laminilla sino también el mejor ángulo de deflexión y la disposición ideal de las laminillas. En Pictures of the Future Primavera

98 Innovación abierta CT Rusia el futuro, deberá ser posible aplicar este desarrollo a turbinas más grandes también. Siemens Corporate Technology Rusia es también activo en el campo de las plantas de energía de ciclo combinado de gasificación integrada (IGCC) (ver p. 109). Por ejemplo, el equipo de investigadores de CT dirigido por el Dr. Setapn Polikhov está esperando utilizar una nueva tecnolosimulaciones les permiten a los investigadores derivar un diseño de quemador que sea optimizado para una mezcla de gas específica. Ya se han realizado pruebas exitosas de un quemador de gas mezclado en una cámara de combustión real. Sistema de operación inteligente. Siemens mantiene sociedades de investigación exitosas Los investigadores están desarrollando tecnologías diseñadas para estimular la eficiencia de las plantas de energía IGCC en aproximadamente el 15%. gía de turbina para aumentar la eficiencia de las plantas IGCC con una captura de carbono de entre el 30% de hoy a entre el 40 y el 45%. Los investigadores del Instituto de Ingeniería Física de Moscú (MEPhI) están brindando un apoyo sustancial. El gas de la síntesis una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno es utilizado como combustible. con instituciones rusas en San Petersburgo al igual que en Moscú. En la Universidad Tecnológica Estatal de San Petersburgo, el investigador de CT Bernhard Lang está trabajando con el Profesor Dimitrii Arseniev y el Profesor Vyacheslav Potekhin ambos especialistas en sistemas inteligentes distribuidos para desarrollar nuevas soluciones de software. El objetivo de esta cola- de los materiales, al igual que la combinación óptima de estos datos. El sistema no sólo monitorea autónomamente la producción y detecta fallas inminentes, sino que puede intervenir para evitarlas. Los sistemas de aprendizaje pueden ser desplegados universalmente. Estos han estado en operación desde el 2008 para monitorear los engranajes de las plantas de energía eólica de Siemens y el nivel del río Neva de San Petersburgo. Estos sistemas se pueden utilizar para ofrecer un continuo rastreo de los niveles del río y emitir advertencias oportunas en caso de peligro. Un ejemplo es el proyecto Inundación Urbana, un estudio de investigación internacional financiado por la Comisión Europea para aumentar la confiabilidad de las presas y diques. Queremos mejorar la calidad de los pronósticos y mejorar aún más el monitoreo de los ríos y lagos para que podamos aumentar la seguridad de las personas durante periodos de lluvias El objetivo es reducir las emisiones de dióxido de carbono de estas turbinas quemando una mezcla de gas al nivel de las plantas de energía operadas con gas natural, reduciendo a la vez los costos de la captura del CO 2, dice Polikhov. Las plantas de energía operadas con carbón equipadas con esta tecnología serán entonces tan limpias como las plantas de energía operadas con gas natural. Los desafíos técnicos son sustanciales, sin embargo. El gas de la síntesis contiene grandes cantidades de hidrógeno, el cual produce retrospección, chispas e ignición espontánea, las cuales en su totalidad hacen más difícil conseguir la combustión como tal más completa y por lo tanto medioambientalmente amigable. Para abordar este problema, Polikhov y el Profesor Sergey Gubin del MEPhI están trabajando en la simulación del proceso de combustión de la turbina de gas que incorpora parámetros críticos como los índices de flujo de gas, las proporciones de mezcla de gas, las presiones de la cámara de combustión y la velocidad de combustión. Estas Andrey Bartenev (centro) le muestra a Martin Gitsels, jefe de CT Rusia, experimentos con un quemador de gas (izquierda). Los investigadores están trabajando también en balineras libres de mantenimiento y en un software de análisis de fallas. boración es desarrollar un software de aprendizaje autogestionado que monitoree la operación de las plantas de producción. El software está siendo diseñado para que reconozca y reporte automáticamente fallas antes de que estas se presenten. Deberá monitorear también la calidad de cada fase de producción, revisándola continuamente contra la información suministrada por el sistema de planeación para garantizar que la producción esté siempre en sintonía con los pedidos, la cadena de suministro y los precios actuales del mercado. Toda la información disponible se ingresa una vez al sistema de aprendizaje. Para una planta de metales, por ejemplo, esta comprendería datos de cientos de parámetros de producción como temperatura, presión, cantidad y composición fuertes prolongadas, explica Lang de Corporate Technology. El estudio examinará las precipitaciones anuales y el viento sobre el Golfo de Finlandia con la perspectiva de dar alertas tempranas. Sistemas de advertencia inteligentes se utilizarán también para proteger a Londres y a Ámsterdam. Desde el establecimiento de Siemens Corporate Technology en Rusia en el 2005, la colaboración entre Siemens y las principales universidades rusas ha cosechado muchos éxitos, dice el Dr. Martin Gitsels, jefe de CT Rusia. Estas van desde soluciones para reducir los tiempos de desarrollo de los interruptores de alto voltaje hasta software inteligente para el monitoreo de las turbinas de viento. Estoy convencido de que las habilidades de nuestros socios rusos nos permitirán desarrollar pronto innovaciones adicionales en áreas como la gasificación del carbón, turbinas de alta velocidad y la fábrica integrada. Harald Hassenmüller 98 Pictures of the Future Primavera 2010

99 Hechos y pronósticos La innovación abierta como factor de éxito Durante años las compañías han estado trabajando estrechamente con socios externos. Por ejemplo, a través de proyectos conjuntos con universidades, estas tuvieron acceso a los últimos hallazgos de la investigación pura y aplicada, los cuales pueden ser utilizados por sus organizaciones de investigación y desarrollo internas. La innovación abierta (OI), sin embargo, va un paso adelante e integra a solucionadores de problemas externas al proceso de innovación una metodología que se está implementando también en Siemens (p. 86). En este caso, el departamento de R&D de la compañía ya no es más su única fuente de innovación; clientes, proveedores y otras compañías, y comunidades en línea hacen también lo suyo en el proceso de desarrollo. A medida que la competencia global se intensifica, el desarrollo y los ciclos de los productos se hacen cada vez más cortos, aumentando los riesgos de la innovación y por lo tanto los costos asociados. Uno de los principales objetivos de la OI es por lo tanto reducir el tiempo que conlleva introducir nuevos productos y servicios y sondear a fondo la opinión de los clientes con el fin de reducir el número de productos que fracasan. IBM y el corporación de artículos para el consumidor Procter & Gamble (P&G) están entre las primeras empresas en abrir sus procesos de innovación hace ya varios años. P&G, por ejemplo, opera su propio sitio web Conexión + Desarrollo, donde los clientes pueden presentar ideas y ayudar a resolver problemas concretos. Este proceso condujo a la creación del grupo Swiffer, por ejemplo. En el 2004, el 35% de los productos nuevos de P&G fueron resultado de fuentes externas. El objetivo de la compañía es aumentar esta cifra al 50%. Para el 2006, la productividad en R&D había mejorado en aproximadamente el 60% y el índice de éxito de los productos se había duplicado. Al mismo tiempo, la inversión en R&D había descendido del 5.8 al 3.4% de las ventas. Junto a sus gerentes, investigadores e ingenieros de desarrollo, la fuente más importante de ideas de la compañía son sus propios clientes. Este es el hallazgo de un estudio realizado por Grant Thornton International. Casi la mitad de los encuestados en la región del Pacífico de Asia, los citados clientes fueron una fuente importante de innovación, en comparación con el 40% en Europa Occidental y el 35% en los EE.UU. Además, una proporción importante de los encuestados en todo el mundo identificaron la innovación abierta como exitosa y como una estrategia que ellos continuarán adoptando. Con el 35%, la posición a favor de esta afirmación fue más alta en Europa Occidental, en comparación con el 30% en Norteamérica, el hogar original de la innovación abierta. Un pionero de la OI, la compañía estadounidense Threadless, desarrolla todos sus productos con base en las sugerencias de los clientes. De hecho, la comunidad Threadless genera alrededor de ideas a la semana. Si un diseño de camiseta es realmente impreso, el creador del diseño recibe $ Y si una encuesta en Internet demuestra que la camiseta es particularmente popular, si diseñador puede ganar hasta $ Otro tipo de OI es comisionar un proveedor de servicios externo. Estas compañías han creado una red global de expertos y pueden ganar honorarios sustanciales de cero hasta $1 millón por encargarse de un problema de investigación específico. El ejemplo principal de esto es la compañía de innovación abierta de EE.UU. InnoCentive y su plataforma en línea InnoCentive Challenge. La compañía fue lanzada en el 2001 y ahora moviliza a más de solucionadores de retos en todo el mundo. Hasta la fecha, esta comunidad ha sido capaz de resolver 400 de los aproximadamente 900 retos que le impusieron 150 compañías de todo el mundo. Forrester Research investigó el impacto financiero de esta técnica en un estudio basado en el SCA, un grupo de higiene sueco. Según sus hallazgos, las solicitudes a la red de expertos InnoCentive generaron en promedio producciones del 74% y pagaron la inversión inicial en menos de tres meses. Sin embargo, un resto de compañías no están todavía contentas con la OI en lo que respecta a derechos de propiedad intelectual. Los 550 expertos encuestados en el estudio internacional Delphi 2030 ( Los Prospectos Futuros y la Viabilidad de la Tecnología de Información y de Comunicación y los Medios ) identifican una cultura inadecuada en los aspectos de innovación y protección de la información como los más grandes obstáculos para la OI en el mundo corporativo. Al mismo tiempo, la mayoría de los encuestados dijeron que la OI como nuevo paradigma de R&D aumentará enormemente su importancia para el 2024 como mínimo y mejorará la eficiencia de los procesos de innovación. Nikola Wohllaib Origen de las mejores ideas Porcentaje de compañías encuestadas Todo el mundo Asia / Pacífico Norteamérica Europa Occidental Opiniones de las Compañías de la Innovación Abierta Por región: porcentaje de compañías encuestadas Clientes Jefes de Unidades Comerciales Empleados Equipo de R&D Interno CEO Socios Comerciales y Proveedores Ventas Fuente: Grant Thornton, EIU (Economist Intelligence Unit) Hemos aplicado satisfactoriamente el concepto y continuaremos haciéndolo. Nunca han oído de esta. Nunca lo consideraron -nuestra propiedad intelectual es muy valiosa para compartirla. Exploraron el concepto pero no pueden beneficiarse de él. La Innovación Abierta es muy complicada o costosa para adoptarla. Designaron especialistas internos para trabajar en la estrategia de Innovación Abierta. La aplicaron en el pasado sin éxito y no tendrán en cuenta de nuevo. Todo el Mundo Asia / Pacífico Norteamérica Europa Occidental Pictures of the Future Primavera

100 Innovación abierta Siemens TTB Ahmed Shuja (arriba) y Praveen Medis (centro - siguiente página) han desarrollado la fuente LED más brillante del mundo (izquierda - siguiente página). Clasificada en lúmenes, no son sólo lámparas de halogenuros metálicos iluminando, sino que utiliza 60% menos energía. De los conceptos a las compañías Los Centros de Tecnología para los Negocios de Siemens están ofreciendo apoyo a una gama de compañías jóvenes. En la mira están los LEDs ahorradores de energía capaces de iluminar las lámparas de halogenuros metálicos, paneles de PV que utilizan una décima parte de silicona en comparación con los modelos convencionales, sistemas de detección de vehículos accionados por baterías que duran diez años y la transmisión ultra eficiente. Los diodos emisores de luz (LEDs) tienen la reputación de desempeño fresco. Toque y todo lo que se sentirá es un guante sereno. Pero sólo pruebe y empaque docenas de ellos en un espacio reducido y se calentarán tanto que podrían quemar en cuestión de segundos. Ahora, sin embargo, Progressive Cooling, una compañía recientemente creada financiada por el Centro de Tecnología para los Negocios (TTB) establecida en Siemens Berkeley, California, ha desarrollado una solución que hace posible empaquetar más de 80 de los LEDs blancos más brillantes en un tablero de circuito de una pulgada cuadrada. El resultado: una fuente de luz que significativamente es más brillante siento aún más energéticamente eficiente que las lámparas de halogenuro metálico o las lámparas de sodio utilizadas ahora para iluminar fábricas, bodegas, calles y pistas de aeropuertos. En sólo los EE.UU. hay aproximadamente 100 millones de los denominados artefactos de gran altura en edificios comerciales y aproximadamente 60 millones de bombillas se cambian al año, explica el CTO y fundador de Progressive Cooling, Dr. Ahmed Shuja. La tecnología que permite que los LEDs herméticamente empacados mantengan su frescura es un micro motor de manejo término patentado que contiene cerca de 60 millones de poros uniformes verticalmente grabados por centímetro cuadrado en un sustrato de silicona plano. La tecnología permite que la fuerza capilar canalice eficientemente el calor lejos de los diodos y dentro del halo de aletas que rodean la fuente de luz de Progressive Cooling. Originalmente desarrollado en la Universidad de Cincinnati para reducir los requerimientos de enfriamiento de los microchips en satélites miniatura y posteriormente adaptado a las granjas de servidores (ver Pictures of the Future, Primavera de 2008, página 22), el concepto de Progressive Cooling ha sido redireccionada al mercado de LEDs para aprovechar la ventaja del hecho que un accesorio de LEDs totalmente integrado tendrá una ventaja competitiva importante en el mercado de la iluminación comercial en comparación con las bombillas de halogenuro metálico tradicionales, dice Shuja. Basado en el LED Oslon más reciente de Osram, que se puede cuadrar para que produzca hasta 200 lúmenes, el nuevo dispositivo de Progressive Cooling produce cerca de lúme- 100 Pictures of the Future Primavera 2010

101 nes en un ángulo de 80 grados desde una altura de 18 a 30 pies, produciendo como resultado una ideal lámpara de 30 pies en la superficie de trabajo. Colocándolo en perspectiva, dice el Científico Senior de Progressive Cooling, Dr. Praveen Medis, una bombilla incandescente de 100 vatios produce típicamente lúmenes. Por lo que estamos diciendo es que hemos empaquetado el equivalente a doce bombillas de 100 vatios en un dispositivo de una pulgada cuadrada plano, creando la fuente LED más brillante del mundo. Adicionalmente, el dispositivo reduce la demanda de energía en un 60% en comparación con las lámparas de halogenuro metálico convencionales y, gracias al hecho que puede ser conectada inalámbricamente y regulada desde cero hasta el 100%, su demanda de energía se puede reducir en un 20-25% adicional en respuesta a los requerimientos cambiantes de iluminación. La reducción de los costos de mantenimiento es otra ventaja importante. Mientras que las luces de halogenuro metálico típicamente duran entre 12 y 18 meses, el dispositivo de Progressive Cooling está hecho para durar cinco años y ha sido diseñado para ajustarlo en la estructura existente. Esa es la característica clave, dice Shuja, porque cambiar las luces de gran altura a una altura de 18 pies requiere de un gato de tijera y de dos trabajadores experimentados. Los planes estiman que Progressive Cooling empezará a enviar al mercado su producto LED sin mercurio este año. Banyan: Enfoque en el sol. Probablemente la barrera más grande a que se enfrenta la implementación amplia de la energía fotovoltaica es el alto costo de los paneles de silicona. Teniendo esto en cuenta, cinco antiguos estudiantes de pregrado de la Universidad de California en Berkeley y de la Universidad Stanford formaron Banyan Energy, una compañía cuya tecnología y propiedad intelectual patentadas prometen reducir el área de material fotovoltaico de silicona de un módulo estándar en el 90%, produciendo sin embargo la misma cantidad de energía que un módulo convencional. Y lo que es más, los inventores calculan que el costo de las instalacio- le estamos ayudando a Banyan a demostrar que su tecnología es viable. El siguiente paso será ver si la organización solar de Siemens adoptará la tecnología. Dicho de manera sencilla, el concepto de Banyan es reemplazar el material de las celdas de silicona costoso por ópticos económicos. Ghosh explica que aunque muchas otras compañías han intentado adaptar sistemas de amplificación toscos a los paneles de PV, el concepto de reflexión interna total agregada de Banyan utiliza una lámina de elementos ópticos que sólo tiene 1 cm de espesor. La energía que cae sobre los ópticos es agregada y enviada a un área focal, que es donde La fuente LED más brillante del mundo, el dispositivo empaqueta el equivalente a doces bombillas de 100 vatios en una pulgada cuadrada. nes de producción de estos módulos será 75% menos que el de las instalaciones de hoy. Financiado por un grupo inversionista liderado por Siemens, la compañía ha sido seleccionada por el Departamento de Energía de EE.UU. para un subcontrato de desarrollo tecnológico y ya está trabajando con el Laboratorio Nacional de Energía Renovable de EE.UU. Siemens TTB no sólo invirtió en nosotros desde el principio, dice el Presidente de Banyan Shondip Ghosh, ellos realmente condujeron el proceso y hicieron lo apropiado. Agrega Ayman Fawaz, PhD, Director de Venture Technology en TTB Berkeley, está localizado el material fotovoltaico. La clave es que el proceso de recolección es realizado por la capa óptica y no por las celdas de silicona, dice Ghosh. Como la tecnología puede ser integrada a las dimensiones estándar de los paneles de PV actuales, ofrece numerosas ventajas, incluidos requerimientos de transporte, manipulación, instalación y limpieza idénticos. Pero quizás su ventaja más grande es que reduce los gastos de manufactura de los paneles en sí. Hoy, estos paneles son cubiertos con pastas de silicona. Las pastas son cortadas de lingotes y luego procesa- Pictures of the Future Primavera

102 Innovación abierta Siemens TTB das y montadas. Para construir una instalación de fabricación convencional con una cifra de un gigavatio de capacidad de producción anual, usted tendría que gastar aproximadamente $1.2 mil millones, dice Ghosh. Pero con nuestro sistema usted podrá reducir el tamaño de su planta para las fases de lingote, pasta y celda en un factor de diez. Como resultado, una instalación de un gigavatio costaría ahora aproximadamente $300 millones. Luego podemos reducir significativamente la inversión en manufactura, lo que significa que por cada dólar que una compañía como estas invierte, pueden construir cuatro veces la capacidad de producción que de otra forma sería imposible. Banyan está particularmente interesada en entrar al mercado de las instalaciones de campo grandes que están diseñadas para seguirle la pista al sol una aplicación que maximiza la producción de su óptica exclusiva. Las instalaciones que le siguen la pista al sol producen aproximadamente 25% más energía que las instalaciones estáticas, dice Ghosh. Esto compensa con creces el costo adicional de los sistemas de rastreo. Y lo que es más, agrega, el índice de crecimiento en instalaciones de campo grandes es dos veces el índice del resto de la industria. El mercado mundial de paneles solares está ahora en cinco gigavatios al año y aumentando rápidamente. El Presidente de Banyan Shondip Ghosh mide la eficiencia (izquierda) y la respuesta en diferentes ángulos (derecha) de un módulo fotovoltaico basado en la óptica en un dispositivo que duplica la luz del sol. En el corazón del sensor de la compañía está la capacidad de ampliar la vida útil de las baterías triple AA a diez años. Eso es esencial, porque una vez el dispositivo se encuentre rodando sobre la calle, será difícil de accesar, explica el Presidente Ejecutivo Amine Haoui, PhD. Agrega el Vicepresidente de Mercadeo de Sensys, Floyd Williams, en términos de baja detección de energía y vida de la batería, no creo que exista ninguna otra aplicación que se acerque a lo que hemos logrado. La clave de esta vida ampliada de la batería es, en principio, desarmadamente sencillo. La mayor parte de la circuitería de los sensores técnicamente duerme el 99% del tiempo. Pero cada vez que un vehículo pasa, alterando de esta manera el campo magnético de la tierra, el sensor de activa, transmite inalámbricamente un paquete de información a un dispositivo de acceso, y se vuelve a dormir. Dos sensores están incorporados en cada carril, y más de ocho carriles equipados con sensores se pueden comunicar con el mismo punto de acceso. Típicamente montado sobre un poste de luz, el dispositivo de acceso, que incluye un mini computador Linux equipado con un receptor de radio y un transmisor, regula la velocidad, el volumen del tráfico y la información de la densidad vía Internet o Ethernet a un sitio centralizado. La información puede ser utilizada por las autoridades de carreteras para optimizar la planeación y el rendimiento de las calzadas por medio de la optimización de las señales, rampas de medición o tarificación vial. En el futuro cercano se podrá utilizar también para suministrar información en tiempo real para mapas y sistemas de navegación automotriz. Contrario a los circuitos inductivos que están extendidos a lo largo de las vías, bien sobre la superficie o en el pavimento y que son propensos a romperse en el punto más débil de la línea, los sensores inalámbricos de Sensys son dispositivos puntuales que son enterrados debajo de la superficie de la vía, son resistentes a la intemperie, estériles y libres de mantenimiento. En vista del hecho de que los sistemas de detección vehiculares de Sensys son muy costo efectivo en comparación con los circuitos inductivos, los gobiernos de todo el mundo están instalando los sistemas. Caltrans, el Departamento de Transporte de California, ha desplegado 800 estaciones de monitoreo del tráfico de Sensys en las autopistas de California. Y en Melbourne, Australia, un tramo de 75 kilómetros de las autopistas ha sido equipado con grupos de los sensores a intervalos de 500 metros. Los sensores son utilizados para controlar los medidores de las pistas y los portales de los carriles de velocidad. La autoridad de transporte local ha demostrado que el sistema reduce el número de accidentes, aumenta la seguridad y mejora el rendimiento de la autopista en aproximadamente un 30%. Lo que significa un mejoramiento dramático, especialmente si se tiene en cuenta el costo total de una autopista multi-carril, dice Haoui. Siemens, que ofreció la primera fuente de financiamiento a Sensys a través de TTB, está ahora integrando el sensor inalámbrico de la compañía con su familia de controladores de Sensys: Una Compañía joven golpea al Corre Caminos. Dos de los hechos más duros de la vida moderna son que la congestión de tráfico está aumentando pero la capacidad de carreteras no. Con el fin de sacarle el mejor provecho a esta situación, Sensys, una empresa joven madura con lazos estrechos con Siemens, que tiene su sede en Berkeley, California, ha desarrollado una tecnología de sensores magnéticos exclusiva que le ayuda a las autoridades de carreteras a detectar continua y confiablemente los niveles de tráfico en tiempo real. Gracias a un modo de apagado automático, el aparato de detección de tráfico Sensys, puede funcionar durante diez años con baterias AA 102 Pictures of the Future Primavera 2010

103 semáforos. El primero de este sistema combinado de controlador-sensor está siendo instalado ahora en Minneapolis, Minnesota. Este será un sistema de señalización adaptativo muy avanzado que utilizará un algoritmo denominado SCOOT para optimizar el rendimiento del tráfico alrededor del nuevo estadio de la ciudad, dice Haoui. Con SCOOT, nuestros sensores recolectan información en cada intersección y la alimentan a un sistema centralizado de Siemens que crea una red de semáforos optimizados. Si la ciudad llegara a reemplazar todos sus señales de tráfico con este sistema, podría esperarse un mejoramiento del 20-30% en la eficiencia del flujo del tráfico y la reducción correspondiente de las emisiones causadas por los vehículos. EDI: Más energía para los vehículos híbridos. El laboratorio del Prof. Andy Frank en Dixon, California luce un poco como el tipo de lugar a donde usted llevaría su carro para ajustarlo. Pero las personas que están solicitando mantenimiento no están buscando bujías ni un cambio de aceite, sino más bien tener una industria completa en la carretera. Entre otras cosas conocido como el padre del vehículo eléctrico híbrido de enchufe (ver Pictures of the Future, Primavera de 2008, página 22) Frank, quien es Director de Investigación de Vehículos Híbridos en la Universidad de California-Davis y fundador de Efficient Drivetrains, Inc. (EDI), ha armado un vehículo de prueba cuya economía de combustible es 80% mejor de la de un vehículo convencional comparable. Es también capaz de operar completamente eléctricamente durante aproximadamente 70 km sin utilizar ningún combustible líquido. Como resultado, dice Frank, con los precios de la gasolina alrededor de $3.00 por galón y de la electricidad a aproximadamente 10 centavos por kilovatio hora, el usuario típico pagaría aproximadamente 75 centavos por el equivalente a un galón al operar nuestro vehículo eléctricamente. Detrás de los resultados de EDI está una transmisión continuamente variable (CVT) protegida por múltiples patentes que es más pequeña, más liviana y considerablemente más eficiente 96% en comparación con cualquier otra CVT o transmisión automática. Parte de la razón de esto es que la CVT de EDI utiliza sólo 60 piezas, en comparación con las 2000 piezas de una transmisión convencional de 7 a 8 velocidades; la otra es que está basada en una cadena patentada de un socio europeo que transfiere energía con extremada eficiencia desde el motor (sea eléctrico o convencional) al resto del tren de mando. Una transmisión automática o manual promedio tendrá entre cinco y siete velocidades, dice Frank. Pero las nuestras tienen un número infinito de relaciones de engranaje. Él explica que esto es particularmente importante para los vehículos híbridos porque los motores eléctricos están diseñados para operar a altos torques y velocidades. Pero al adicionarle una transmisión, usted amplía el rango de torque-velocidad, lo que se traduce en que el motor puede operar a la eficiencia máxima a través de un espectro mucho más amplio de condiciones de carga. Trabajando estrechamente con el Centro de Tecnología para los Negocios de Siemens en Berkeley y con la División de Tecnologías de Conducción de Siemens, EDI ha armonizado continuamente su transmisión para que se convierta en parte integral del tren de mando de los vehículos híbridos y eléctricos cuyo tamaño se puede escalar hacia arriba o hacia abajo dependiendo de los requerimientos del fabricante. TTB China: LEDs asequibles La mayoría de consumidores se siente confortable con la apariencia y la sensación de las bombillas incandescentes, aunque les gustaría que estas consumieran mucho menos energía. Los diodos emisores de luz (LEDs) colocados dentro de una bombilla de forma convencional podrían ofrecer una solución. Teniendo en mente ofrecer eventualmente un producto asequible entre estas líneas para el vasto mercado chino, el Centro de Tecnología para los Negocios (TTB) de Siemens en Shanghái ha ampliado su estrategia de innovación externa-interna para incluir a proveedores potenciales. Tradicionalmente, las tecnologías externas son incorporadas a las unidades comerciales de Siemens. La nueva idea es incorporar las tecnologías externas a los proveedores. Al hacerlo, creemos que podemos solucionar cualquier brecha tecnológica apalancando además la fortaleza del costo-innovación de los proveedores locales para acelerar el lanzamiento de un producto de Siemens con el rendimiento correcto al precio adecuado, explica Shih-Ping Liou, jefe de TTB China. Concretamente, TTB China está trabajando con adquisiciones de la filial de iluminación Osram de Siemens y con organizaciones de R&D para crear un producto LED para el consumidor en China que pueda ser elaborado con un 25% menos que la oferta actual de Osram. Para ayudar a Osram a cumplir este objetivo, TTB escudriñó la tecnología de cinco proveedores de lista corta. Específicamente, buscamos las conexiones entre lo que Siemens quiere conseguir y que los proveedores de listas cortas pueden ofrecer, dice Liou. Luego buscamos tecnologías externas y trabajamos con la gente de R&D de Osram en la región de Asia del Pacífico para proponer nuevas opciones de diseño para equilibrar el desempeño con el costo. El siguiente paso, dice él, será optimizar los nuevos diseños e integrar los proyectos finales al proveedor seleccionado. El Prof. Andrew Frank (izquierda) y Jörg Ferchau han desarrollado una transmisión variable continua basada en una cadena patentada. Utilizando sólo 60 piezas, la transmisión es ideal para los motores eléctricos. Esperamos que nuestra investigación colectiva produzca como resultado un motor eléctrico de Siemens y una transmisión variable continua de EDI que se pueda vender como un solo paquete integrado, dice el Presidente de EDI Joerg Ferchau. Estimamos que nuestro paquete costará una tercera parte menos que un motor y una transmisión convencional en vehículos híbridos y eléctricos. Aunque es aplicable al mercado automotriz, la tecnología de EDI está inicialmente centrándose en las necesidades del mercado de vehículos comerciales de trabajo liviano, intermedio y pesado, que incluye todo desde los camiones de reparto y de las furgonetas transporte de los aeropuertos hasta buses y excavadoras híbridos. Nuestra CVT está clasificada en 220 kv, lo que la convierte en una de las más grandes del entorno. Pero puede ser fácilmente escalada a kv, dice Frank. Arthur F. Pease Pictures of the Future Primavera

104 Innovación abierta Modelos de Eco-Ciudades El Prof. Wu Zhiqiang utiliza un modelo del sitio del Expo Shanghái para explicarles a sus estudiantes cómo las infraestructuras diseñadas a la medida pueden mejorar dramáticamente la sostenibilidad de la ciudad. El futuro del modelo de China Las ciudades de China están rompiéndose hasta las costuras hacia el detrimento del medio ambiente. La Universidad Tongji de Shanghái y Siemens está trabajando conjuntamente para desarrollar Modelos de Eco-Ciudades que conecten las medidas de protección medioambiental con el crecimiento urbano. Mirando la ciudad de Shanghái desde un piso alto del Edificio de Ciencias de la Universidad Tongji le da a uno una buena idea de lo que se trata la urbanización. El campus está rodeado por incontables estructuras de concreto grises acurrucadas. Las fosas de excavación gigantes le recuerdan a uno las casas que fueron derrumbadas porque eran demasiado pequeñas para acomodar las masas que fluyen hacia la ciudad. Esta área sombría podría definitivamente utilizar un poco de luz solar, pero incluso cuando el sol brilla usted no puede verlo debido al smog. La vista desde la parte superior del edificio incluye también el Distrito de Yangpu, que tiene residentes por kilómetro cuadrado la mayor densidad de población de Shanghái. Como comparación, la densidad de población de Berlín representa sólo una quinta parte de esta. La urbanización es un gran reto para China, dice el Profesor Wu Zhiqiang, Presidente Asistente de la Universidad Tongji y jefe del Colegio de Arquitectura y Planeación Urbana (CAUP) de la Universidad. Sólo en los últimos 30 años, la proporción de la población que vive en las ciudades chinas ha pasado del 19% a aproximadamente el 50%, lo que corresponde a 400 millones de personas que se desplazan a áreas urbanas. El aumento resultante de la demanda de hogares, energía y productos industriales ha convertido a China en el producto más grande del mundo de emisiones de CO 2 hoy día. Y el proceso de urbanización apenas ha empezado, dice Wu, quien espera que la población urbana de China se duplique en los próximos 30 años. Vamos por lo tanto a necesitar conceptos de infraestructura completamente nuevos para abordar los requerimientos tanto de la población urbana en crecimiento como de protección medioambiental. Esto se aplica especialmente a las nuevas ciudades de China, las cuales literalmente surgiendo del suelo para acomodar a los 13 millones de personas que se desplazan hacia áreas urbanas cada año. Línea de vida individual. Teniendo esto presente, en el 2002 Wu lanzó el proyecto Modelo de Eco-Ciudad, que busca desarrollar modelos de infraestructura completos para los barrios individuales y para ciudades completas. Estos modelos deben darle respuestas a una pregunta crucial. Cómo podemos satisfacer las gigantescas demandas de energía urbanas, mejorar la eficiencia y la calidad de vida, y al mismo tiempo reducir dramáticamente el consumo de energía urbano, y por tanto las emisiones, a partir de los niveles comunes en las grandes ciudades hoy? Cada ciudad tiene sus propias necesidades específicas, dice Wu. Por ejemplo, los requerimientos varían con base en las condiciones climáticas diferentes a lo largo de todo nuestro inmenso país. En la primera fase del proyecto, Wu analizó las necesidades de los diferentes tipos de ciudades. Desde el 2007 él ha estado estudiando cómo se pueden abordar estas necesidades con tecnología, la cual es la razón por la cual se ha asociado con Siemens. Esta no es la primera vez que Siemens ha trabajado con la Universidad Tongji. El colegio de Shanghái con aproximadamente estudiantes, es uno de los ocho Centros de Intercambio de Conocimiento (CKI) de Siemens en todo el mundo. Siemens ha ingresado en sociedades estratégicas con los CKIs con el fin de realizar investigación conjunta, estimular a los individuos talentosos y establecer redes. Con su experiencia a nivel mundial virtualmente única en infraestructuras tecnológicas, Siemens es el socio ideal para nosotros en el proyecto Eco-Ciudad, explica Wu. Siemens se beneficia también de la sociedad, como lo manifiesta el Dr. Meng Fanchen, Gerente General de Siemens en Shanghái. Cuando le brindamos apoyo tecnológico al equipo del Profesor Wu, aprendimos también mucho sobre los requerimientos futuros del mercado chino y sobre cómo prepararnos para ellos. El siguiente paso en la sociedad será desarrollar planes maestros del Modelo de Eco-Ciudad que ayuden a hacer las nuevas entidades como las ciudades satélites lo más autosuficientes, medioambientalmente neutras y placenteras para vivir posible. Los planes maestros incluirán sistemas de administración de edificios inteligentes y el uso de fuentes de energía renovables como la energía eólica, solar e hidráulica, dependiendo de la región. Instalaciones de tratamiento de agua eficientes y sistemas de transporte público masivos áreas donde Siemens ya ofrece soluciones harán parte también del cuadro. Al mismo tiempo, los modelos necesitan ser costo eficiente y, incluso lo más importante, reproducible. Lo que Tongji y Siemens quieres está claro: garantizar que estos modelos, que son desde ya ansiosamente esperados por los urbanistas y los funcionarios del gobierno, estén listos lo más pronto posible. Esto no se puede realizar de la noche a la mañana, pero es extremadamente importante. China ha demostrado ya que aprecia el trabajo que Wu está realizando. Él fue nombrado Planeador Jefe de la Expo 2010 de Shanghái. Sebastian Webel 104 Pictures of the Future Primavera 2010

105 La generación de energía y la nanotecnología Los frutos de la colaboración Un proyecto de cooperación universitario-industrial determinó que las nano partículas de silicato de la lámina del aislante de un generador pueden mejorar el rendimiento de las plantas de energía. Virtualmente cualquier mejora que aumente la eficiencia de una planta de energía es buena para el comercio y el medio ambiente. Lo anterior se cumple particularmente cuando se trata de optimizar el rendimiento de los generadores de corriente, los cuales son responsables de convertir la energía rotacional de las turbinas de la planta en energía eléctrica. En este sentido, en el 2007 Siemens hizo equipo con las Universidades de Bayreuth, Freiburg y Dortmund al igual que con los socios industriales Infineon Technologies AG, el fabricante de cables Leoni AG y Nanoresins AG, un proveedor de nano partículas. El proyecto conjunto, que tiene el apoyo del Ministerio Federal de Educación e Investigación de Alemania, es conocido como Nanotecnología en Sistemas de Aislamiento gruesas. Sin embargo, como aquí no hay espacio adicional disponible dentro del receptáculo del generador, esto significa que la capa de aislamiento que recubre las barras de cobre deberá hacerse más delgada. Esto, a su vez, significa que el aislamiento deberá ofrecer mucha mejor protección contra descargas disruptivas el cual es exactamente el propósito de Nanolso. Al desarrollar nuevos materiales de aislamiento que contengan nano partículas, es posible hacer el aislamiento más delgado y por lo tanto aumentar la eficiencia de los generadores existentes. Mayor resistencia a la erosión. La rotación del rotor dentro del generador produce como resultado diferencias potenciales de hasta silicatos de lámina sólo de un nanómetro de espesor al aislante. Estos fueron desarrollados en cooperación con la Universidad de Freiburg. Debido a su gigantesca área superficial en relación con su volumen, estas nano partículas ofrecen mayor resistencia a los canales de erosión. Pruebas de laboratorio demuestran que las nano partículas mejoran la resistencia a las descargas parciales en mucho más que un factor de diez, explica el Dr. Peter Gröppel de Siemens Corporate Technology. A pesar de lo bueno que parece, todavía quedan obstáculos por salvar. Los científicos de Freiburg están investigando las posibles interacciones entre las nano partículas y el material aislante plástico. Los investigadores de la Universidad de Dortmund están evaluando la vida útil del nue- para Aplicaciones Eléctricas Innovadoras o Nanolso por sus siglas. La idea básica detrás del proyecto es sencilla. Cuando una planta de energía existente está siendo retroadaptada con turbinas más poderosas, tendrá también un buen sentido tecnológico instalar un generador más grande si no fuera por la complejidad y el costo de este procedimiento. Sin embargo, existe una alternativa. Al reemplazar los conductores eléctricos dentro del generador por unos que puedan conducir más corriente, se podrá aumentar la producción del generador sin tener que reemplazar toda la instalación. Un generador está compuesto por un rotor y un estator. El rotor es una barra magnética transportadora de corriente que es impulsado por la turbina; el estator está compuesto por bobinas hechas de barras de cobre, que rodean el rotor. El movimiento rotacional del rotor induce un voltaje eléctrico en el estator, lo que hace que fluya una corriente eléctrica. Si las barras de cobre de las bobinas tienen que transportar más energía, estas deberán ser más Normalmente, las descargas en el generador de la planta de energía destruyen las capas de su aislante. Incorporar nano partículas en el aislante (sección transversal, derecha) mejora su resistencia en un factor de diez. voltios entre las barras de cobre de las bobinas del estator. Esto puede hacer que el aire se ionice, conduciendo a descargas parciales en la forma de pequeños destellos de luz que destruyen al aislamiento. El resultado son los denominados canales de erosión, los cuales corroen el material y pueden conducir a un corto. El método actual para evitar esto es incorporar mica en el material aislante plástico. Escalas diminutas de este mineral de algunos cinco micrómetros de longitud bloquean la vía de los canales de erosión, por lo que les toma más tiempo llegar al metal. Pero debido a la mica, la capa de aislante tiene que tener varios centímetros de espesor espacio valioso que podría ser ocupado por bobinados de cobre más gruesos. Aparte de la mica, los investigadores el proyecto Nanolso ha incorporado también partículas de vo aislante. Y el equipo de Bayreuth, Alemania, está mirando cómo procesar mejor las nano partículas. Entre tanto, Siemens es responsable de comparar toda esta información novedosa. El fin último es desarrollar un material aislante que satisfaga el rango completo de requerimientos industriales, incluido el de ser rápido y fácil de fabricar. El siguiente paso hacia un generador más eficiente será instalar conductores de cobre incorporados en el nuevo aislante. El generador resultante será suministrado por la compañía de energía RWE. En el futuro, cuando una de las plantas de energía de RWE necesite ser actualizada, el generador se ajustará con la nueva tecnología en vez de tener que reemplazarlo a un gran costo. No sabemos exactamente qué tipo de planta de energía será esta, explica Gröppel. Pero él confía que en unos pocos años el conocimiento obtenido de este proyecto de investigación conjunto deberá ayudar a hacer que las plantas de energía operen de una manera más energéticamente eficiente. Helen Sedlmeier Pictures of the Future Primavera

106 Innovación abierta Fusión nuclear Los investigadores están experimentando con un reactor de fusión conocido como tokamak para revolucionar la generación de energía. El conocimiento resultante ya ha producido materiales mejorados para las hojas de las turbinas. Aquí viene el sol Para el 2030, los investigadores esperan construir una planta de demostración de reactor de fusión que produzca más energía de la que consume. Si tienen éxito, la energía de fusión será una fuente casi inagotable de energía libre de CO 2. Los desarrollos asociados en la investigación de materiales están generando mejoras en muchas de las tecnologías de Siemens. La fusión nuclear es energía solar pura. Profundo dentro de la estrella, los núcleos atómicos de elementos de luz se funden, generando vastas cantidades de energía en el proceso. Desde hace bastante tiempo los científicos han querido utilizar esta energía de fusión aquí en la tierra, porque promete brindarnos una fuente virtualmente inagotable de energía limpia. Las materias primas (agua y litio) de la energía de fusión se encuentran disponibles prácticamente en cantidades ilimitadas. La energía de fusión no emite CO 2 a la atmósfera y contrario a las plantas de fisión nuclear, que dividen los núcleos atómicos pesados la fusión no produce desechos altamente radioactivos que se mantienen peligrosos durante miles de años. Las paredes interiores del reactor de fusión se hacen sólo ligeramente radioactivas después de ser bombardeadas con partículas rápidas. Después de aproximadamente 100 años, el nivel de radiación desciende a tal grado que todo el material puede ser reciclado o desechado. Los conceptos de todas las plantas de energía de fusión están basados en fusionar los isótopos de hidrógeno deuterio y tritio. El tritio, una sustancia rara, es producido bombardeando ampliamente el litio disponible con neutrones rápidos que son creados durante las reacciones de fusión. El deuterio es producido a partir del agua. El plan no es sencillo, sin embargo. Porque los núcleos atómicos tienen una carga positiva y se repelen entre sí, estos tienen que colisionar entre sí muy rápidamente para que se dé la fusión. La dificultad es calentar el gas a una temperatura de más de 100 millones de grados Celsius y mantener el plasma de calor resultante lo suficientemente compactado. Mientras que los investigadores en los años 70 s eran todavía optimistas sobre los prospectos de la energía de fusión, ellos eventualmente se dieron cuenta que el plasma era extremadamente inestable y que reacciona negativamente incluso a disrupciones mínimas. Según el Prof. Günther Hasinger, Director del Instituto Max Planck de Física del Plasma (IPP) en Garching cerca de Múnich, Alemania, este problema ha sido ahora solucionado. La física del plasma ha recorrido un largo camino en las últimas pocas décadas a través de experimentos más grandes, por una pate, pero también debido a que los supercomputadores pueden simular los procesos del plasma, dice él. Pienso que la mayoría de dificultades se han solucionado y el enfoque ahora es crear diseños de reactores y escenarios de operación óptimos. El objetivo es tener dos grandes instalaciones a gran escala que generen más energía de la que las alimenta (ver recuadro). Si los reactores tienen éxito, estos experimentos conllevarán a la construcción de plantas de energía comerciales hacia el Es muy tarde para ayudar a reducir las emisiones globales de CO 2? Hasinger no piensa así. La transformación de nuestros sistemas de generación de energía será una de las tareas más grandes del siglo, dice él. Todos los escenarios para el desarrollo del consumo de energía, la disponibilidad de combustibles fósiles y la reducción necesaria de las nocivas emisiones de gases de efecto invernade- 106 Pictures of the Future Primavera 2010

107 ro demuestran que se requerirán esfuerzos mucho mayores en la segunda mitad del siglo que en el periodo hasta el Si logramos explotar la energía de fusión a mediados del siglo, llegará el tiempo apropiado para hacer la gran diferencia. Sinergias calientes. Como la energía de fusión involucra tecnologías de un amplio espectro de campos, las compañías industriales están monitoreando los esfuerzos de investigación asociada con gran interés. Uno de estos esfuerzos es la búsqueda de materiales apropiados para la pared del reactor de fusión. Aunque un campo magnético mantiene el plasma caliente a una distancia segura, las áreas externas más frías del plasma son canalizadas hacia el piso del reactor para limpiarlo. Los investigadores estiman que algunos estados del plasma podrían hacer que la temperatura del interior de la pared aumente a más de grados centígrados, la cual pocas sustancias son capaces de soportar. Adicionalmente, la gigantesca cantidad de calor generado de la reacción de fusión no debe alterar la estabilidad mecánica del casco del reactor. El Sector Energético de Siemens está buscando materiales resistentes al calor para las hojas de sus turbinas, las cuales serán recubiertas con un material aislante de cerámica que les permita operar confiablemente incluso a grados centígrados. Aunque estas hojas están lejos de alcanzar su punto de fusión a esa temperatura, su rotación rápida hace que fuerzas centrífugas las afecten cuando los niveles de calor aumentan. Con el tiempo, estas fuerzas podrían hacer que las hojas realmente se estiren. De otra parte, como la eficiencia del gas y la planta de energía de turbina de vapor aumenta en aproximadamente un punto porcentual por cada 100 grados centígrados de aumento de la temperatura, los ingenieros están investigando constantemente tecnologías que hagan posibles temperaturas más altas, explica el Dr. Stefan Lampenscherf, quien investiga materiales resistentes al calor en Siemens Corporate Technology (CT). Este aumento de la eficiencia permitirá que una planta de energía de 400 megavatios ahorre un millón de euros en los costos de combustible al año. Las aleaciones de tungsteno que están siendo desarrolladas para los reactores de fusión podrían, por ejemplo, permitir que las turbinas trabajen confiablemente hasta grados centígrados. CT está trabajando con IPP y la Universidad Tecnológica de Múnich para identificar estas tecnologías de uso dual y analizar su costo efectividad. El Dr. Thomas Hamacher de IPP está también interesado en esta investigación. Tenemos que diseñar plantas de energía de fusión de una forma tal que se ajusten a los muy diferentes escenarios de energía posibles, dice él. Debido a la creciente importancia de las energías renovables, estas ten- drán que ser muy flexibles, lo que significa que muchos componentes serán objeto de cambios críticos de la carga térmica. Ahora tendremos que mirar más de cerca los costos financieros y tecnológicos que esto implica. Siemens está interesado también en el trabajo que se está realizando con imanes superconductores para los reactores de fusión. Cuando estos imanes son enfriados a temperaturas muy bajas, estos casi no consumen electricidad y pueden generar campos magnéticos muy poderosos. Siemens Healthcare por lo tanto los utiliza en muchos de sus tomógrafos de resonancia magnética para mejorar la resolución de las imágenes. La tecnología médica se podría beneficiar de la investigación de los superconductores de alta temperatura, los cuales consumen mucho menos energía que los superconductores convencionales, y de las técnicas para el manejo preciso de los campos magnéticos. El Prof. Hubertus von Dewitz de CT tiene grandes expectativas con respecto a la investigación de la fusión. Tomemos el proyecto espacial Apolo, dice él. Colocar un hombre en la luna nos permitió dar un gigante paso hacia adelante. A través de inversiones masivas en microelectrónica, por ejemplo, el viaje al espacio creó la base de la tecnología de comunicaciones de hoy. El desarrollo de la energía de fusión es una tarea mucho más grande que el vuelo a la luna. Deberá ser energéticamente promocionada, si realmente queremos dar estos grandes saltos tecnológicos. La Canciller Alemana Angela Merkel cree también que es valioso invertir en la fusión nuclear y está buscando fomentar la colaboración internacional. Merkel, quien es física, visitó el sitio del IPP en Greifswald a comienzos de febrero para aprender acerca del estado actual de la investigación. Christine Rüth Cuál es el estado de la investigación de la fusión? La Instalación de Ignición Nacional en Livermore, California, el láser más grande del mundo, fue dedicada en el Desde entonces, se han tomado medidas, incluida la calibración y el enfoque del láser. Este verano (2010), la instalación iniciará experimentos. Durante unas pocas billonésimas de segundo, el láser generará un destello de 500 teravatios más de 100 veces la producción de todas las plantas de energía del mundo concentrados en una gota del tamaño BB de combustible de hidrógeno. El destello comprimirá la gota a tal grado que creará un plasma en el cual ocurrirá la reacción de fusión. Los investigadores esperan que en aproximadamente dos años logren su primera reacción de fusión en la cual se generará más energía que la que es bombeada por los láseres. Sin embargo, para operar la planta de energía de fusión ellos tendrán que desarrollar láseres que destellen entre cinco y diez veces por segundo en vez de una vez cada pocas horas, como ocurre actualmente. Entre tanto, el Reactor Experimental Termonuclear (TER) Internacional está siendo construido en Cadarache en el sur de Francia. La instalación, que está programada para entrar en servicio en el 2018, está basada en el tipo más avanzado de reactor de fusión, que es conocido como tokamak. El plasma generado en este reactor en forma de anillo es envuelto por campos magnéticos poderosos. El plasma es calentado por la electricidad inducida por el campo magnético, al igual que por poderosos sistemas de microondas y partículas de alta energía. A finales de los años 90 s el tokamak JET europeo utilizó esta tecnología para recuperar más del 60% de la energía gastada. Se espera que el ITER sea el primer reactor de fusión que genere más energía de que consume con el objetivo de diez veces la entrada de energía, o alrededor de 500 megavatios. Para el 2026 este experimento complejo habrá progresado tanto que los investigadores serán capaces de evaluar su teoría. A esto le seguirá aproximadamente en el 2030 la construcción de la primera planta de energía de demostración. Dispositivo de Calefacción Eléctrico D = Deuterio T = Tritio Li = Litio He = Helio Capa D, T Li, D Bobinas magnéticas D, T, He T D Envío de electricidad a la red He Generador de la Turbina Pictures of the Future Primavera

108 Innovación abierta Arabia Saudita Un oasis de educación A través de la Universidad Rey Abdullah de Ciencia y Tecnología (KAUST), Arabia Saudita intenta asegurar su futuro como un lugar de investigación de alta tecnología. Siemens co-fundó un programa de colaboración industrial en la KAUST para estimular la investigación en la región. En septiembre de 2009 el mundo obtuvo otra universidad de élite cuando la Universidad Rey Abdullah de Ciencia y Tecnología (KAUST) abrió sus puertas a estudiantes de pregrado 80 kilómetros al norte de Jeddah en Arabia Saudita. Con un área de 36 kilómetros cuadrados a lo largo del Mar Rojo, el laberíntico campus universitario les ofrece a los estudiantes las condiciones ideales para el aprendizaje, incluyendo laboratorios representativos del estado del arte para 11 cursos de estudio. Los investigadores de la universidad pueden utilizar uno de los supercomputadores más rápidos del mundo el Shaheen, el cual opera a 222 teraflops por segundo. Los estudiantes viven en dormitorios con aire acondicionado que incluyen cafeterías, tiendas e instalaciones deportivas. KAUST, que todavía tiene espacio para más estudiantes, empezó inicialmente su operación con aproximadamente 70 profesores, quienes habían previamente trabajado en varias universidades e institutos de investigación de todo el mundo. Alrededor de estudiantes de pregrado y de posgrado pronto empezarán a realizar sus proyectos de investigación bajo la supervisión de una planta de personal de 220 profesores. Los científicos jóvenes vienen de todo el mundo, y sólo el 15% de las admisiones para estudiantes están reservados para nacionales saudís. La KAUST es también la primera institución educativa de Arabia Saudita en la cual se le permite a hombres y mujeres trabajar juntos. Los programas académicos ofrecidos por la nueva universidad incluyen Ciencia e Ingeniería Medioambiental, Ciencia e Ingeniería de Materiales, Biociencia y Matemáticas Aplicadas y Ciencias Computacionales. La KAUST ofrece exactamente aquellos sujetos que nos ayudarán a desarrollar soluciones La investigación en la KAUST está proporcionando nuevas percepciones que estimularán el desarrollo de tecnologías ecológicas con la ayuda de Siemens. sostenibles para tecnologías ecológicas, dijo el Prof. Hermann Requardt, Jefe de Tecnología y Presidente de Siemens Healthcare, en la ceremonia de firma de un contrato de sociedad. Siemens es uno de los miembros fundadores del Programa de Colaboración Industrial de la KAUST (KICP), el cual en el futuro estimulará sociedades de investigación industrial en la región y en todo el mundo. Al igual que Siemens, los demás miembros del KICP, como Boeing y General Electric, han operado en Arabia Saudita durante muchos años. Aparte del KICP, la KAUST está también comprometida en varios proyectos realizados por una red de investigación compuesta por reconocidas universidades como Stanford en California, Cambridge en el Reino Unido y la Universidad Tecnológica de Múnich en Alemania. Compromiso fuerte. La nueva universidad les ofrece a sus socios industriales acceso a la investigación que se está realizando en su campus. Siemens regularmente toma parte en talleres y conferencias que abordan temas en los que nuestros investigadores están trabajando, anunció Erich Kaeser, Presidente de Siemens en el Medio Oriente. Los beneficios adicionales de la sociedad entre Siemens y la KAUST incluyen el intercambio continuo de información entre los miembros de la facultad, acceso a programas de investigación y contactarse con los mejores científicos jóvenes de la región. De esta manera, Siemens planea intensificar aún más su compromiso de 75 años en Arabia Saudita, que abarca los sectores Industrial, Energético y del Cuidado de la Salud. Siemens está ya tomando parte en muchos proyectos de infraestructura en Arabia Saudita, por ejemplo, y casi todos los hospitales del país utilizan equipos de Siemens. La compañía está actualmente planeando construir una planta de energía representativa del estado del arte con una producción de 900 megavatios. La planta será equipada con tecnología de desulfurización de los gases de combustión y tratará aproximadamente metros cúbicos de agua potable al día para las ciudades de Jeddah, Meca y Taif. Siemens ofrece también programas de capacitación a muchos saudíes jóvenes y ayuda al gobierno a preparar a las mujeres jóvenes para profesiones calificadas. La gente joven que desea estudiar en la KAUST puede aplicar después de obtener su grado de bachiller o equivalente. Los derechos de matrícula de aproximadamente $ al año son similares a los de otras universidades de élite. Sin embargo, una fundación creada por el rey de Arabia Saudita ofrece becas escolares para muchos estudiantes, incluidos estudiantes del extranjero. La casa real saudí ha invertido aproximadamente $12.5 billones en la nueva universidad, y mira esto como un paso importante en aras de hacer el país menos dependiente del petróleo. Otros países árabes han asumido un método similar, con la gigantesca Ciudad Educativa de Qatar, por ejemplo, que ofrece un programa académico en cooperación con varias universidades de EE.UU., mientras que la famosa Universidad de Sorbona de París ha creado una filial en el Emirato de Abu Dhabi. Katrin Nikolaus 108 Pictures of the Future Primavera 2010

109 Separación del CO 2 La planta piloto Sistemas de Energía Limpia cerca de Bakersfield, California quema combustibles fósiles sin emitir dióxido de carbono a la atmósfera. Siemens desarrolló una turbina de gas apropiada para utilizarla con esta tecnología. Economía subterránea Desarrollar tecnologías económicas para separar el dióxido de carbono producido por las plantas de energía a base de carbón a partir de otros gases es un tema candente. Trabajando con socios de investigación internacionales, Siemens está ahora estudiando cómo se puede explotar de manera segura el CO 2. Al norte de Los Ángeles, cerca de Bakersfield, California, está una planta piloto llena de tecnología de cohetes. Rudi Beichel, el pionero espacial de raíces alemanas que ayudó a los EE.UU. a llegar a la luna, trabajó allí en el desarrollo de motores de cohetes durante mucho tiempo. Tenía casi 80 años de edad una edad a la cual la mayoría de sus colegas se había retirado cuando aceptó un nuevo reto y se dispuso a desarrollar una planta de energía de combustible fósil que genera electricidad con prácticamente cero emisiones. En 1993, seis años antes de su muerte a los 86 años, Beichel creó la compañía Sistemas de Energía Limpia (CES). Hoy el trabajo de la compañía está dando frutos. CES desarrolló una cámara de combustión que puede quemar una extremadamente amplia variedad de combustibles par una planta de energía experimental de 50 megavatios (MV). Lo que hace especial a esta planta es el hecho de que no emite dióxido de carbono (CO 2 ) ni otros gases de escape a la atmósfera. Es una de las primeras plantas de cero emisiones del mundo y la más grande de su tipo. La tecnología innovadora de la compañía el atraído el interés de Siemens. Trabajamos en ideas similares en los años 90 s, dice Frank Bevc, Director de la Política de Tecnología y Programas de Investigación de Siemens Energy en Orlando, Florida. No impresionó la forma como Sistemas de Energía Limpia ha implementado sus ideas. La innovación clave de CES es su proceso de oxicombustible directo. Mientras que el gas natural requiere de poco tratamiento, el carbón, el coque y la biomasa deben ser primero convertidos en un gas y luego liberado de los compuestos de azufre y amoníaco. El gas resultante es luego alimentado a una cámara de combustión donde oxígeno puro en vez de aire es utilizado para la combustión. La ventaja de esto es que el nitrógeno que constituye tres cuartas partes del aire no tiene que ser pasado a través del proceso de combustión, y sólo oxígeno, hidrógeno y hidrocarburos como el metano son quemados en la cámara de combustión. El gas de combustión producido por este proceso está compuesto principalmente por dióxido de carbono y vapor de agua. Las plantas piloto construidas por los productores de energía Vattenfall y E.ON en la región de Lusatia al este de Alemania y en Ratcliff, Reino Unido, respectivamente, han empezado también recientemente a quemar carbón con oxígeno, pero en estos casos el gas de combustión es puesto a recircular dentro del proceso de combustión para aumentar el nivel de CO 2 y controlar la temperatura (ver Pictures of the Future, Primavera de 2008, p. 36). CES, de otra parte, utiliza agua para la refrigeración, al igual que una mayor presión, lo cual a su vez produce como resultado una mayor eficiencia para la generación de energía. En la planta CES, un intercambiador de calor es utilizado para enfriar el gas de combustión caliente después de que ha pasado a través de la turbina. El vapor de agua se condensa fuera del gas de combustión cuando este se enfría, dejando detrás el CO 2, el cual puede ser entonces sacado. De esta forma, se puede evitar que más del 99% del dióxido de carbono ingrese a la atmósfera. La planta de 50 MV de CES es muy pequeña para generar electricidad comercialmente, según Pictures of the Future Primavera

110 Innovación abierta Separación del CO 2 Keith Pronske, Presidente y CEO de CES. Pero la planta resulta ya industrialmente atractiva para cualquiera que cuente con gas natural disponible como combustible y necesite dióxido de carbono para la extracción del gas o del petróleo del suelo, dice Pronske. Él afirma que el dióxido de carbono licuado de esta planta puede ser bombeado a capas de roca que contienen petróleo para aumentar la presión y extraer el petróleo de pozos viejos. Qué tiene la tecnología de CES como para que le interese a Siemens? La cámara de combustión innovadora de la compañía es un excelente complemento para nuestra experiencia en turbinas, dice Bevc. Trabajando de la mano con CES, y con respaldo financiero del Departamento de Energía de EE.UU., en el 2006 Ingenieros de Siemens Energy en Florida empezaron el desarrollo de una planta de energía de 200 MV basada en la combustión con oxígeno. Siemens está aportando un innovador diseño de una turbina de gas al proyecto. La turbina a gas debe ser capaz de soportar un medio ambiente caliente y húmedo que es nordamente el 50% con gas natural y del 40% con carbón. Lavandería de Dióxido de Carbono. Este no es el único método para la separación del dióxido de carbono que Siemens está buscando. Aparte del método del oxicombustible, la compañía está encaminándose hacia el desarrollo de las denominadas plantas IGCC (ciclo combinado de gasificación integrada). Estas instalaciones utilizan gasificación del lecho del flujo arrastrado y procesos de depuración para la separación de los gases de efecto invernadero del gas combustible antes de la combustión (captura de carbono pre-combustión). La tecnología IGCC está ahora tan madura que puede ser desplegada a escala industrial. Siemens está también trabajando actualmente para desarrollar un proceso de captura de carbono post combustión eficiente y medioambientalmétodo por medio del cual el CO 2 puede ser eliminado de la corriente de gases de combustión a un costo de energía potencialmente bajo, que hace la técnica extremadamente económica. El proyecto de cooperación sobre el tema comenzó en el La idea básica detrás de esta sociedad se puede resumir de la siguiente manera: la mayoría de los métodos de separación eliminan el dióxido de carbono de los gases de combustión utilizando líquidos de depuración especiales, los cuales son posteriormente calentados. El proceso es efectivo, pero consume también mucha energía. La idea de Hatton es pasar el gas de combustión a través de sales especiales en vez de agentes de depuración. Contrario a los agentes de depuración conocidos, las sales tienen un punto de fusión de menos de 100 grados centígrados. Estas absorben el CO 2 en el estado líquido y lo liberan El proceso de la CES puede capturar el 99% del dióxido de carbono producido en la planta. Siemens está trabajando con expertos del MIT en métodos de depuración del CO 2 del gas de combustión de las plantas de energía. malmente el campo de las turbinas de vapor. La corriente densa del gas tiene una presión de 15 bars, una temperatura de aproximadamente grados centígrados y está constituida en un 80% por vapor de agua y en un 20% por CO 2. La antigua turbina de gas SGT 900 de Siemens ha sido especialmente adaptada a estas condiciones, y los esfuerzos de sus desarrolladores se están viendo retribuidos en la forma de alta eficiencia. Como la temperatura de la corriente que ingresa a la turbina es muy alta para tan medio ambiente húmedo y de alta presión, la eficiencia de la planta es mayor al 40% con gas natural y mayor al 30% con carbón gasificado. Estas son cifras modestas comparadas con la eficiencia de una planta de energía a base de carbón moderna, la cual sin separación del dióxido de carbono, está por encima del 40%. Sin embargo, Siemens espera superar estas cifras con su próxima generación de turbinas, las cuales están programadas para ser introducidas en el Las nuevas turbinas deberán tener un eficiencia de aproximamente amigable basado en sales de aminoácidos, las cuales pueden incluso ser retroadaptadas para que satisfagan los requerimientos de las plantas de energía a base de combustibles fósiles existentes (p. 111). A pesar de nuestro trabajo de desarrollo interno, siempre estamos buscando socios como Sistemas de Energía Limpia que nos ayuden a mejorar aún más nuestras tecnologías de separación del CO 2, dice Robert Shannon de Siemens Energy en Florida. Estamos interesados también en métodos de investigación experimentales y potencialmente revolucionarios. Siemens encontró uno de estos desarrollos en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), que ha sido escogido por Siemens como el Centro de Intercambio de Conocimiento (CKI). Los CKIs son universidades especiales con las cuales la compañía ha firmado contratos de estructura e investigación. El Profesor de Ingeniería Química T. Alan Hatton y Howard Herzog, un especialista del MIT en secuestración del dióxido de carbono, le contaron a Siemens acerca de un nuevamente cuando son inducidas por un campo electromagnético a cambiarse a un estado sólido semicristalino. Esto podría reducir el consumo de energía asociado con la separación del dióxido de carbono en el 50 o incluso el 75%, dice el socio de investigación de Hatton, Dr. Thomas Hammer de Siemens Corporate Technology (CT) en Erlangen, Alemania. Sin embargo, agrega, con esta nuevo método de marca, no podemos esperar una aplicación comercial hasta por lo menos dentro de diez años. Las cantidades con las cuales los investigadores del MIT y de Siemens están trabajando en el laboratorio son modestas en el momento. No más grandes que un dedal, dice Hatton. El CO 2 va al subsuelo. Si la separación del dióxido de carbono es exitosa, el gas todavía tendrá que ser desechado de manera permanente. CES, por ejemplo, ya ha encontrado una forma de hacerlo. El hecho de que pueda sr reconfigurado para adaptarlo a las necesidades de la compañía no es la única razón por la que CES compró la planta de energía de Bakersfield. La planta está también estratégicamente ubicada sobre estratos rocosos que pueden contener billones de toneladas de CO 2 atrapadas. Eso es suficiente para almacenar los valiosos siglos del CO 2 producido cada año por la planta de energía de 200 MV planeada. Otra opción es vender el CO 2 separado por ejemplo, a los operadores de campos de petróleo agotados del área vecina, quienes bombearían el CO 2 profundamente bajo la superficie para aumentar los índices de extracción de petróleo. Hubertus Breuer 110 Pictures of the Future Primavera 2010

111 Separación del CO 2 Siemens y E.ON están evaluando una técnica de depuración para la separación del CO 2 en las instalaciones piloto CCS cerca de Hanau. Su objetivo es integrar la técnica a los procesos de las plantas de energía. socio a buscar cuando se trata de proyectos de cooperación para optimizar los sistemas de captura del CO 2. El agente de depuración es el ganador Un nuevo agente de depuración que está siendo ahora evaluado por Siemens pronto será utilizado para separar el dióxido de carbono de los gases de combustión de las plantas de energía, estableciendo con ello la fase para la secuestración segura. Basado en el uso de sales de aminoácidos, las cuales son biodegradables, reutilizables, no tóxicas y no inflamables, la técnica utiliza menos energía que los sistemas de la competencia. Cuando se trata de depurar el dióxido de carbono (CO 2 ) de las emisiones de gases combustibles de las plantas de energía, las sales de aminoácidos es el polvo de elección. Su utilización permite la captura de más del 90% del CO 2. Como resultado, el agente de depuración está siendo actualmente evaluado en una instalación piloto cerca de Hanau, Alemania. Las pruebas están siendo realizadas por Siemens en cooperación con la compañía de energía E.ON como uno de los varios proyectos de cooperación que involucran la captura y el almacenamiento del carbono (CCS). Los expertos predicen que sin la CCS sería casi imposible conseguir el objetivo de reducción del 20% del CO 2 establecido por la Unión Europea para el 2020 (con relación al año base de 1990). Esta meta representa un dilema en una situación donde la demanda de energía está aumentando, ejerciendo de esta forma presión sobre las compañías de servicios públicos para que respondan rápidamente quemando más carbón. Los operadores de las plantas de energía necesitarán por lo tanto construir instalaciones que emitan niveles bajos de CO 2. Además, la UE ha estipulado que los sistemas CCS deberán estar listos para entrar en servicio en el Teniendo esto en mente, tres rutas ofrecen la esperanza de una solución: la gasificación del carbón, la combustión con oxígeno (técnica de oxicombustible) y la separación del CO 2 de los gases de combustión después de la combustión (ver Pictures of the Future, Primavera de 2008, p. 36). Las actividades de desarrollo de la CCS de Siemens se están centrando en la gasificación del carbón y en la separación del CO 2. Esta última es particularmente ventajosa porque requiere únicamente de la retroadaptación de las plantas de energía existentes, y es por lo tanto una opción atractiva para los operadores de las plantas. Como Siemens ya tiene una instalación de laboratorio y una amplia experiencia en las operaciones de depuración de los gases de combustión, la compañía es el E.ON y Siemens: la combinación perfecta. La instalación piloto de CCS ha estado operando en el Bloque 5 de la planta de energía de antracita de Staudinger cerca de Hanau justo al oeste de Frankfurt, Alemania desde septiembre de E.ON estará evaluando una nueva tecnología de depuración del CO 2 allí en cooperación con Siemens hasta finales del La experticia de Siemens en esta área es doble, dice el Jefe de Investigación de E.ON, Bernhard Fischer. Es la experiencia en ingeniería y construcción de plantas de energía requerida al igual que el valioso conocimiento en el campo de desarrollo del proceso para la industria química. Como compañía de suministro de energía, E.ON es un especialista en la planeación y operación de plantas de energía basadas en la combustión de combustibles fósiles. Nuestro trabajo con Siemens es perfecto para refinar con éxito las técnicas de CCS e integrarlas al proceso de las plantas de energía, dice Fischer. Siemens desarrolló inicialmente su nueva técnica de depuración del CO 2 en una instalación de laboratorio en el Parque Industrial Höchst cerca de Frankfurt en Main. En principio, el método uno común para tratar el gas en la industria química involucra la exposición del CO 2 a un agente de depuración acuoso que se une al gas. En este sentido, Siemens equipó la planta de energía de Staudinger con una torre absorbedora de 35 metros de alto a través de la cual pasa una porción del gas de combustión. La torre está empacada con metal estructurado que es expuesto a la solución detergente y al gas en un proceso que captura más del 90% del CO 2 presente en el gas de combustión. La solución saturada de CO 2 es luego calentada al vapor en una torre de- Pictures of the Future Primavera

112 Innovación abierta Separación del CO 2 sorbedora de 20 metros de alto hasta que el CO 2 nuevamente emerge como un gas. Dos cosas son fundamentales aquí: un agente de depuración que sea lo más medioambientalmente amigable posible y un proceso de limpieza que utilice la menor cantidad de energía posible. Los métodos de absorción química convencionales utilizan monoetanolamina (MEA). La técnica de Siemens, de otra parte, emplea sales de aminoácidos medioambientalmente amigables en una solución acuosa. Aparte de ser fácilmente biodegradables, estas no son inflamables ni tóxicas. Y lo que es más, las sales no requieren de altas temperaturas para capturar el CO 2, y una vez se ha completado el proceso de desabsorción, casi todas las sales disueltas pueden ser reintroducidas al ciclo. Las sales de aminoácidos son agentes de captura de CO 2 ideales, dice el Dr. Tobias Jockenhövel, quien es el responsable del proyecto de Siemens en Erlangen. La depuración del CO 2 con sales de aminoácidos consume menos energía que las demás técnicas de CCS. Pudimos reducir nuestro requerimiento de energía de cuatro gigajulios a 2.7 gigajulios por tonelada de CO 2, lo cual condujo a una reducción importante del costo, informa Jockenhövel. Con los precios fluctuando entre 10 y 20 por tonelada de CO 2, los derechos de contaminación son todavía relativamente económicos; pero como se espera que los costos suban por encima de 40, será necesario que los operadores de las plantas de energía separen, transporte y almacenen el CO 2. Las técnicas de CCS basadas en la monoetanolamina convencionales conducen a una pérdida de la eficiencia del 11% en una planta de energía a base de antracita de 800 megavatios; la cifra comparativa con el método de Siemens en sólo del nueve por ciento. Existe suficiente capacidad de almacenamiento? Las plantas de energía a base de carbón europeas emiten alrededor de 880 gramos de CO 2 por kilovatio-hora de electricidad producido (ver Pictures of the Future, Primavera del 2008, p. 34). Eso conduce a emisiones anuales de 350 millones de toneladas en sólo Alemania. La tierra y el mar son las bodegas naturales más grandes de CO 2, luego tiene sentido utilizarlas para almacenar el gas. Hasta la fecha, el intento más amplio de almacenar CO 2 debajo del piso oceánico está siendo realizado por Statoil de Noruega en la plataforma de gas Sleipner en las afueras de la costa sur del país. Aquí, el CO 2 es licuado y presionado a través de una tubería dentro de una capa de arenisca de 800 metros de profundidad. La piedra porosa absorbe el CO 2 como una esponja, y las capas de roca dura de arriba sirven de tapa. Después de diez años de observación y del almacenamiento de alrededor de diez millones de toneladas de CO 2, los investigadores han concluido que el gas ha sido retenido de manera segura. Otra opción de almacenamiento es ofrecida por los reservorios subterráneos como los reservorios de petróleo y de gas vacíos, las capas de carbón cuya minería no es rentable, y las capas de rocas extremadamente profundas a través de las cuales fluye agua salada. Desde el 2008, un grupo liderado por el Centro Alemán de Investigación de Geociencias en Postdam ha bombeado algunas toneladas de CO 2 a arenisca porosa 700 metros por debajo del suelo en Ketzin en el estado alemán de Brandemburgo. Los científicos del proyecto han monitoreado estrechamente la forma como el gas se ha dispersado a través de las capas rocosas. Sin embargo, quedan todavía interrogantes por resolver sobre varios aspectos del almacenamiento de CO 2. Por ejemplo, los costos estimados del transporte del gas y de almacenarlo en el subsuelo fluctúan entre 40 y varios cientos de euros por tonelada. No está claro tampoco cuánta capacidad hay disponible en el subsuelo. Actualmente la capacidad conocida en Alemania se llenaría en años, según los estimativos realizados por la Agencia Federal del Medio Ambiente. Sin embargo, es probable que se tenga una capacidad suficiente en todo el mundo. Según Statoil, la formación de roca bajo la plataforma Sleipner tiene varios cientos de kilómetros de longitud, 150 km de ancho y 250 metros de espesor, y podría contener 600 billones de toneladas de CO 2. Eso solo sería suficiente para almacenar el CO 2 producido por todas las plantas de energía europeas actualmente en línea desde ahora hasta el final de sus ciclos de vida. Para garantizar la operación óptima, los técnicos deben medir continuamente parámetros como el contenido de CO 2 y de SO2 en el gas de combustión (izquierda, centro) al igual que el flujo del volumen de gases de combustión (derecha). Ideal para Finlandia. Las plantas de energía representativas del estado del arte queman carbón con una eficiencia del 47%. Es por lo tanto ya posible utilizar nuestra tecnología para operar plantas de energía con bajas emisiones de CO 2 con una eficiencia del 38%, dice Fischer. Esa cifra corresponde a la eficiencia promedio de las plantas de energía a base de carbón existentes en Europa. La meta actual, sin embargo, es mejorar aún más las propiedades químicas del agente de depuración. En la actualidad, las instalaciones de prueba cerca de Hanau pueden procesar una tonelada de dióxido de carbono al día, lo cual corresponde a una diezmilésima parte del volumen de gas de combustión producido en el Bloque 5. Los planes buscan que la técnica mejore hacia el 2011 hasta un punto donde Siemens sea capaz de construir una gran instalación de demostración que empezará a operar en el 2015 y sea capaz de separar el CO 2 producido por el bloque completo de una planta de energía. Los operadores de plantas de energía de Finlandia están también impresionados con la tecnología CCS de Siemens, la cual será empleada en la estación de energía Meri Pori en la parte oeste del país. En octubre de 2009 los operadores de la planta Fortum y Teollisuuden Voima (TVO) seleccionaron a Siemens Energy entre diez compañías para construir las instalaciones de demostración de CCS en el La tecnología de Siemens parece particularmente prometedora para nosotros, dice el gerente del proyecto Mikko Iso-Tryykäri, especialmente porque es medioambientalmente amigable y ya ha sido evaluada en una planta de energía. El proyecto le ofrece a Siemens la oportunidad de operar su sistema de depuración a escala comercial en la planta de 565 MV, inicialmente tratando cerca de la mitad del gas de combustión producido allí. La sociedad con Siemens le permitirá también a Fortum y a TVO implementar uno de los proyectos de CCS más grandes de Europa. Específicamente, los dos operadores de plantas planean re- 112 Pictures of the Future Primavera 2010

113 troadaptar sus instalaciones y evaluar el transporte y almacenamiento de CO 2 en el Mar del Norte junto con otras compañías (ver recuadro). Separando el CO 2 de las emisiones de las plantas de gas. El gas natural es un combustible mucho más amigable con el clima que el carbón, razón por la cual las plantas de energía de ciclo combinado gozan de gran popularidad. Sin embargo, estas plantas producen también CO 2, aunque en menor grado. Siemens está por lo tanto estudiando formas de adaptar su técnica de depuración a las instalaciones de ciclo combinado a nombre de la compañía de energía Statkraft de Noruega. Pero existe una trampa: las plantas de energía de ciclo combinado producen gas de combustión rico en oxígeno, el cual ataca todo tipo de detergente. En vista de ello, hemos modificado nuestra tecnología y ahora sabemos que con ella podemos lograr buenas eficiencias en instalaciones de ciclo combinado, dice Jockenhövel. La pérdida de eficiencia en nuestras pruebas de laboratorio está bien por debajo del ocho por ciento. El proceso de separación del CO 2 con sales de aminoácidos está bastante avanzado, pero tanto la sustancia de depuración como el proceso como un todo deberán refinarse aún más si se pretende emplear a escala comercial. Esta aplicación a gran escala es la meta de una sociedad lanzada por Siemens con el instituto de investigación TNO en Holanda en el verano del Al estudiar técnicas de depuración que utilizan diversas sustancias químicas, TNO descubrió que las sales de aminoácidos ofrecen una opción particularmente prometedora. El aporte de TNO a la sociedad es su conocimiento de las sales de aminoácidos diferentes a las evaluadas por Siemens. Desde el 2008 TNO ha estado operando una instalación piloto en una planta de energía a base de carbón en Rotterdam, Holanda. La planta es similar en tamaño a la de Hanau. Siemens es el socio ideal, y nuestra cooperación ha sido muy exitosa, dice René Peters, quien maneja los proyectos de CCS en TNO. TNO ofrece su experiencia en la tecnología de los químicos, mientras que Siemens está aportando el conocimiento que ha adquirido de sus procesos de desarrollo e implementación de plantas de energía, añade Jockenhövel. Siemens planea ahora mejorar los procesos en cooperación con su socio holandés. El siguiente paso será involucrar la evaluación de los procesos refinados en la planta de Staudinger. En el mediano plazo, Siemens planea construir una instalación de demostración del bloque de una planta de energía en el Esto podría ofrecer una evidencia concluyente de que algunos polvos pueden depurar el gas de combustión limpio. Jeanne Rubner En resumen Las compañías tienen que responder flexiblemente a las necesidades del mercado dinámico de hoy. Aparte de crear sociedades de investigación, ellas tienen que comprometerse en la innovación abierta esto es abrir sus laboratorios y compartir su conocimiento con el mundo exterior. Esto produce como resultado sinergias globales que traen beneficios en costos, mejoras en innovación y otras ventajas competitivas (p. 86, 89). Los principales proyectos de cooperación están pavimentando el camino para los vehículos eléctricos. El principal enfoque aquí es conectar los vehículos con la red de energía. Los jugadores claves en Dinamarca y en la región de Harz de Alemania están haciendo esfuerzos por conectar los carros eléctricos a las tomas de energía para que los carros puedan servir como unidades de almacenamiento para compensar las fluctuaciones de la energía eólica (p. 92). Fundada en el 2005, CT Rusia rápidamente se hizo conocer en el campo de la ciencia de los materiales, la conversión de energía y la ingeniería de software. Gran parte de su éxito se debe a las muchas sociedades de investigación que CT ha formado con algunos institutos de investigación y universidades rusos líderes (p. 96). Los Centros de Tecnología para los Negocios (TTB) de Siemens ofrecen financiación y asesoría de expertos a las compañías recién creadas. Las empresas más populares son proyectos que involucran tecnologías que ahorran energía y mejorar nuestra calidad de vida (p. 100). Ahorrar energía y mejorar nuestra calidad de vida es la meta de la sociedad con la Universidad Tongji de Shanghái. Siemens está trabajando con Tongji para desarrollar Modelos de Eco-Ciudades que le permitirán al crecimiento urbano y a la protección medioambiental proseguir mano a mano en el futuro (p. 104). La generación de energía por medio de la fusión nuclear será sostenible y conservadora de los recursos. Mientras trabajan en plantas de energía de fusión, los científicos están también desarrollando tecnologías en áreas como la investigación de materiales que le permitirán a otras industrias progresar (p. 106). Las plantas de energía a base de carbón serán la clave para la producción de electricidad en el futuro previsible, aunque sus emisiones de CO2 tendrán que reducirse. Junto con socios de investigación internacionales, Siemens está mirando formas de separar y utilizar el CO2 para uso comercial (p. 109, 111). GENTE: Innovación Abierta en Siemens: Dr. Thomas Lackner, CT thomas.lackner@siemens.com Sociedades de investigación de Siemens: Dr. Natascha Eckert, CT natascha.eckert@siemens.com Imagenología de contraste de fase: Dr. Georg Wittmann, Healthcare georg.wittmann@siemens.com Proyecto de carro eléctrico EDISON: Sven Holthusen, Energy sven.holthusen@siemens.com Mobilidad Harz.EE: Jörg Heuer, CT joerg.heuer@siemens.com Tratamiento de agua AOP: Klaus Andre, Industria klaus.andre@siemens.com CT Rusia: Dr. Martin Gitsels, CT martin.gitsels@siemens.com TTB Berkeley: Stefan Heuser, CT stefan.heuser@siemens.com TTB Shanghai: Shih-Ping Liou, CT shih-ping.liou@siemens.com Modelos de Eco-Ciudades: Wei Li, CT: wl.li@siemens.com Nano partículas en los materiales de aislamiento: Dr. Peter Gröppel, CT peter.groeppel@siemens.com Fusión nuclear y otros proyectos universitarios: Prof. Dr. Hubertus von Dewitz, CT hubertus.dewitz@siemens.com Universidad KAUST: Jörg Drescher, CC Saudi Arabien joerg.drescher@siemens.com Sociedades de energía en los EE.UU.: Frank Bevc, Energy frank.bevc@siemens.com Almacenamiento de CO 2 : Dr. Tobias Jockenhövel, Energy tobias.jockenhoevel@siemens.com Prof. Frank Piller: piller@tim.rwth-aachen.de ENLACES: Website von Prof. Frank Piller: Pictures of the Future Primavera

114 Pictures of the Future Realimentación Le gustaría conocer más acerca de Siemens y nuestros últimos desarrollos? Nos complacería enviarle más información. Por favor señale en el siguiente recuadro la publicación que desea ordenar y el idioma que necesita, y envía una copia vía fax de esta página al número +49 (0) o un correo a: Publicis Publishing, Susan Süß Postfach 3240, Erlangen, Alemania, o un a publishing-address@publicis-erlangen.de. Por favor estipule el tema como Pictures of the Future, Primavera de Infraestructura Urbana Sostenible Múnich: Vías hacia un Futuro libre de CO 2 Folleto: Índice de Ciudades Verdes Europeas Libro: Mentes Innovadoras Una Mirada al Interior de la Máquina de Ideas de Siemens Ordene desde: ( 34.90) Ediciones disponibles de Pictures of the Future: Pictures of the Future, Otoño de 2009 (Alemán, Inglés) Pictures of the Future, Primavera de 2009 (Alemán, Inglés) Pictures of the Future, Otoño de 2008 (Alemán, Inglés) Pictures of the Future, Primavera de 2008 (Alemán, Inglés) Pictures of the Future, Otoño de 2007 (Alemán, Inglés) Información Adicional Sobre innovaciones de Siemens se encuentra también disponible en la Internet en: (Siemens R&D website) (servicio seminal en medios) (Pictures of the Future en la Internet, descargable también disponible en chino, francés, español, portugués, ruso y turco) Me gustaría tener un ejemplar gratis de Pictures of the Future Me gustaría cancelar mi suscripción a Pictures of the Future Mi nueva dirección la presento a continuación Por favor envíenle también la revista a (por favor marque los recuadros respectivos y diligencie la dirección): Cargo, nombre, apellido Compañía Departamento Calle, número ZIP, ciudad País Teléfono, Fax o correo electrónico 114 Pictures of the Future Primavera 2010

115 Preliminares Otoño de 2010 Adelantos Movilidad sostenible Casi siete millones de personas viven en nuestro planeta, y cada año se le unen aproximadamente 80 millones más -eso es el equivalente a toda la población de Alemania. El mundo se está integrando cada vez más por medio de redes de transporte, al igual que a través de autopistas eléctricas y de información. Para garantizar que el clima y el medio ambiente no sean cargados en exceso por este aumento de la movilidad, los científicos están trabajando para desarrollar tecnologías capaces de guiar los volúmenes de tráfico crecientes lo más eficiente y sosteniblemente posible. Las tecnologías involucradas incluyen sistemas de transporte local energéticamente eficientes, trenes de alta velocidad, sistemas de conducción innovadores para transoceánicos y nuevas soluciones para vehículos eléctricos. Desafío demográfico Mercados Emergentes en movimiento Muchos mercados emergentes dejaron ya de ser gigantes dormidos. Más y más de ellos están haciendo buen uso de sus recursos humanos, materiales y de conocimiento en el mercado mundial. Por ejemplo, China, India y Singapur no sólo embarcas exportaciones prósperas sino que están también avanzando gracias a sus propios desarrollos y logros tecnológicos en R&D. Brasil está avanzando también, en parte porque será sede de la Copa Mundo de fútbol en el 2014 y de los Juegos Olímpicos en el Estas y otras historias de éxito tienen una cosa en común: tecnologías representativas del estado del arte y soluciones que están ayudando a incrementar sosteniblemente la prosperidad y la calidad de vida. En muchos países, la población considerada como un no está sólo creciendo sino también envejeciendo -y estas dos tendencias están teniendo un tremendo impacto sobre la sociedad. Por ejemplo, los gastos en atención médica per cápita promedio en todo el mundo para personas mayores de 75 años son cinco veces más altos que los empleados en personas entre 25 y 34 años. Muchas enfermedades afectan principalmente a las personas mayores. Con la perspectiva de mejorar la eficiencia y de reducir los costos de atención en salud, Siemens está por lo tanto realizando investigación diseñada a maximizar la detección, el diagnóstico y el tratamiento oportunos de una amplia gama de patologías. Otras áreas de investigación y desarrollo asociadas con solucionar los desafíos del cambio demográfico son tecnologías que les permitan a las personas vivir lo más autosuficientemente posible. Estas van desde soluciones de movilidad que ofrecen un alto grado de comodidad hasta nuevos conceptos operacionales de dispositivos, asistencia robótica y sistemas inteligentes para el hogar. Pictures of the Future Primavera