Turbinas de ballenas y rastreadores de tostadas: esta es la ciudad del futuro
Por Jenn Halweil y Skylar Walters
En este momento, las ciudades se encuentran en medio de un renacimiento global.
Más de la mitad de la población mundial reside en áreas urbanas, y se espera que más de seis mil millones de personas residan en una ciudad para 2045. El encanto de la vida urbana brinda una plétora de oportunidades de empleo de fácil acceso, proximidad cercana a una variedad de centros culturales, y vecinos que golpearán ollas y animarán a los trabajadores esenciales cuando una pandemia global detenga la vida normal de la ciudad.
Sin embargo, a medida que aumenta la demanda de la vida urbana, persisten problemas que exacerban el ciclo de la pobreza, desde la contaminación hasta las altas tasas de delincuencia y el desempleo crónico. El aumento de la urbanización con frecuencia tiene un alto costo para nuestra salud y la salud de nuestro medio ambiente. El transporte arroja gases de efecto invernadero y material particulado, los nuevos edificios y desarrollos desplazan a la vida silvestre y, a menudo, hay escasez de espacios verdes y abiertos para hacer ejercicio y jugar.
Entonces, ¿cómo construimos la ciudad del futuro, la ciudad sostenible, verde y saludable?
De ballenas a turbinas
El primero de estos avances proviene de un lugar inesperado: las ballenas jorobadas. Las ballenas jorobadas tienen protuberancias únicas en su tribuna o cabeza y aletas pectorales. Llamados tubérculos, estos son, de hecho, folículos pilosos. Los tubérculos mejoran la hidrodinámica, lo que permite a las ballenas ejecutar giros cerrados bajo el agua y nadar de manera eficiente. Los tubérculos de sus aletas ayudan a mantener la sustentación, evitando la pérdida y disminuyendo el coeficiente de arrastre durante las maniobras de giro.
El profesor Frank Fish de la Universidad de West Chester, en Pensilvania, se dio cuenta de que estos tubérculos no solo agregan fluidez al agua, sino que también pueden agregar fluidez al aire, lo que los convierte en una forma óptima para las palas de los aerogeneradores. Estas palas biomiméticas son mucho más eficientes que las turbinas eólicas típicas y generan más energía con cada ráfaga de viento. Podrían ayudar a que la energía eólica sea una fuente de energía más eficiente, incluso en lugares donde las turbinas eólicas normales no pueden girar.
Capturando el sol y el océano
Además de la energía eólica, hay una serie de avances e innovaciones recientes en la energía hidráulica, la energía geotérmica y la energía solar.
Un colector cilindro parabólico es un tipo de colector solar térmico curvo diseñado para capturar la radiación solar directa del sol sobre una gran superficie y enfocarla o «concentrarla» en un pequeño punto focal. Esto aumenta la energía solar recibida en más de un factor de dos, lo que significa más calor total por metro cuadrado de canal.
El cilindro parabólico se construye generalmente como un espejo reflectante parabólico largo. Un tubo de calor de metal negro se encuentra dentro de un tubo de vidrio sellado. El tubo de calor contiene un fluido de transferencia de calor que se bombea alrededor de un bucle dentro del tubo que absorbe el calor a medida que lo atraviesa. De esta manera, el reflector cilindro-parabólico puede generar altas temperaturas de manera más eficiente que un solo colector de placa plana.
Los colectores cilindro parabólicos se utilizan en varias instalaciones solares, incluida la estación generadora Solana en Arizona y el proyecto de energía solar Genesis en California.
La energía cinética del océano, almacenada y transferida en forma de olas, también se está utilizando para desarrollar otros tipos de fuentes de energía sostenibles. Después de más de una década de desarrollo y cinco años de ingeniería y fabricación, el Departamento de Energía de EE. UU. Finalmente dio a conocer su Ocean Energy Buoy en Pearl Harbor en Hawai. El proyecto presenta una columna de agua oscilante que pasa energía a través de una turbina de 500 kilovatios.
Comida inteligente
No solo necesitamos energía para impulsar nuestras ciudades en expansión, también necesitamos energía para impulsar nuestras poblaciones en expansión. En el futuro, el cultivo de cultivos puede implicar una combinación de métodos naturales y tecnología digital, a saber, inteligencia artificial (IA). La IA ha ido ganando terreno como una forma de reducir la inseguridad alimentaria, que según las Naciones Unidas afecta a más de uno de cada cuatro de la población mundial. A medida que el cambio climático aumenta la falta de confiabilidad de los patrones climáticos y conduce a un aumento de eventos como tormentas y sequías, las malas cosechas podrían convertirse en un desafío agrícola importante para los agricultores.
Las plataformas SaaS impulsadas por IA como Prospera utilizan herramientas de recopilación de datos para recopilar información sobre las condiciones de los cultivos y revisarla para hacer sugerencias sobre cómo combatir las dolencias de los cultivos y mejorar el rendimiento. Prospera actualmente recopila más de 50 millones de puntos de datos de 4,700 campos cada día para identificar brotes de plagas o enfermedades en las granjas, así como las causas de los bajos rendimientos de los cultivos. Al evaluar las causas de las malas cosechas y la baja productividad de los cultivos, herramientas como Prospera están posicionando la IA para aumentar drásticamente los rendimientos agrícolas.
Los datos, las plataformas SaaS, blockchain e Internet de las cosas podrían usarse en el futuro para rastrear dónde se originan sus alimentos, cuánto carbono se ha utilizado para producirlos y para ayudar con opciones como elegir solo aguacate cultivado de manera sostenible para sus tostadas. , o el tomate más eficiente energéticamente para decorarlo.
La plataforma de aprendizaje automático Journey Foods ya está utilizando este tipo de gestión de la cadena de suministro basada en datos para ayudar a identificar los mejores ingredientes a utilizar para mejorar la nutrición, crear productos sostenibles y reducir el tiempo y los costos de desarrollo de un nuevo producto. Otras innovaciones que ya están aquí incluyen granjas hidropónicas de interior e invernaderos en la azotea para crear mercados de alimentos hiperlocales y eficientes dentro de sus rascacielos y almacenes favoritos.
En movimiento
Ahora que hablamos de combustible para nuestras ciudades y estómagos, la gran pregunta que queda es ¿cómo alimentaremos el futuro del transporte? En la actualidad, las emisiones de gases de efecto invernadero del transporte representan poco menos de un tercio del total de las emisiones de gases de efecto invernadero de EE. UU. En otras palabras, el transporte es nuestro principal contribuyente a las emisiones de gases de efecto invernadero.
Por suerte para nosotros, el futuro ya está aquí. Maglev, conocido por su nombre completo como levitación magnética, utiliza la repulsión magnética para mover trenes a más de 350 millas por hora. Ya se han implementado ampliamente en Japón, Corea del Sur y China. Estos trenes liberan muchas menos emisiones y son mucho más sostenibles que los viajes en avión. Sin embargo, los trenes MagLev son extremadamente costosos de construir y operar: la Administración Federal de Ferrocarriles de EE. UU. Ha estimado que construir los trenes costará hasta $ 100 millones por milla. Y las líneas Maglev más antiguas, como la línea de Shanghai, nunca han ganado dinero y han sido fuertemente subsidiadas, lo que las convierte en una mala opción para las economías en apuros.
Quizás una mejor opción para reducir la huella de carbono del transporte es cambiar por completo a los vehículos eléctricos. Por ejemplo, en Europa, las ventas de todos los vehículos nuevos que funcionan con gasolina se eliminarán gradualmente para 2030. Los vehículos eléctricos y los híbridos también han ganado popularidad en los EE. UU. En los últimos años. Sin embargo, para garantizar que los vehículos eléctricos realmente tengan el menor impacto ambiental posible, es importante que los métodos de generación de electricidad que se utilicen sean también «limpios», ya sea a través de la generación geotérmica, eólica, solar o de las olas, u otros medios.
Otro cambio que se avecina en muchas ciudades es garantizar que sean aptas para peatones, bicicletas y scooters eléctricos, lo que reduce el smog producido por el tráfico en las autopistas enormes (mirándote Los Ángeles y Research-Triangle Park, Beijing) .
Incluso las aceras del futuro pueden encontrar un giro sostenible. Una startup, Platio, usa plástico reciclado para crear paneles solares que espera puedan usarse como pasillos y aceras. Cada celda solar está encapsulada por una carcasa de plástico reciclado que permite la protección del panel y la expansión modular de la acera. La compañía sugiere que la energía generada a partir de estas baldosas proporcionará electricidad para las viviendas cercanas y las estaciones de carga de automóviles.
Vivienda sustentable
Nuestro futuro-topia no estaría completo sin las personas, y para eso, también necesitamos viviendas sostenibles y asequibles. The Six es un innovador proyecto de rehabilitación y vivienda para veteranos sin hogar ubicado en Los Ángeles, California, y diseñado por los arquitectos Brooks + Scarpa. El edificio en sí fue diseñado para tener una eficiencia ambiental óptima: tiene la forma de la ventilación natural para ahorrar dinero y electricidad, está orientado para un enfriamiento solar óptimo para reducir los gastos de calefacción y refrigeración, y utiliza madera reciclada para grandes porciones de la estructura. También tiene un techo verde para proporcionar alimentos a los residentes y, al mismo tiempo, mejorar la calidad del aire.
