Et deixo copiar: l’arbre solar biomimètic

SE Tgnès06/02/18  

Ariadna París EscarcelleTítol:          Et deixo copiar: l’arbre solar biomimètic
Autor/a:     Ariadna París Escarcelle
Tutor/a:      Anton Maria Borrás Galcerán
Modalitat:  Ciències i tecnologia: Cientificotècnic
Àrea:          Tecnologia industrial
Centre:       C Lestonnac-l’Ensenyança
Localitat:   Tarragona

Objectius:
  1. Aprofundir en el tema del biomimetisme, i aplicar-lo en un estudi concret.
  2. Determinar si la disposició biomimètica de les plaques solars es més efectiva que la disposició plana tradicional dissenyada per l’home en termes de producció energètica.
  3. Triar un arbre autòcton idoni per a identificar i plasmar la disposició del brancatge en l’estructura de les plaques.
  4. Construir una segona estructura que imiti les instal·lacions industrials fotovoltaiques.
  5. Dissenyar i construir dos circuits elèctrics acoblables a les estructures solars.
  6. Posar a punt el mètode de mesura de la producció energètica.
  7. Investigar els principis fonamentals de la cèl·lula de combustible i construir un prototip comercial.
Hipòtesi:

Potser, un disseny biomimètic de la disposició de les plaques solars que copiés un arbre autòcton català, seria més eficaç que un disseny industrial fet per l’home.

El procés:

S’ha triat primerament un model biològic per a construir l’estructura biomimètica. Tenint en compte el clima català ha estat l’alzina o Quercus ilex. Seguidament, s’han dissenyat i construït estructures i circuits. Finalment, s’ha mesurant la producció energètica (Wh) de les dues estructures al llarg del temps utilitzant sensors de voltatge i intensitat de la consola Vernier LoggerLite. De l’estructura plana industrial se n’ha obtingut 9,12 Wh, mentre que de l’arbre 2,20 Wh. Per tant, la meva hipòtesi inicial era errònia: la producció energètica de l’estructura plana és superior.
D’altre banda, s’han investigat les tecnologies del moment pel que fa a producció d’energia neta, i s’ha trobat la pila de combustible com a primer esglaó del que és “la fotosíntesi artificial”. Utilitzant aquesta tecnologia, s’ha construït un prototip comercial de cotxe d’hidrogen.

Conclusions:

Ha estat molt interessant interpretar l’evolució de la producció energètica al llarg del dia, és a dir, depenent de la inclinació i posició del sol. D‘altra banda, he acompanyat els resultats amb un estudi del redisseny de l’estructura biomimètica. S’ha demostrant empíricament que per la mateixa superfície plana, en una alzina real, hi correspon 10 vegades més superfície captadora de llum solar aproximadament. De totes maneres, personalment penso que el biomimetisme és un enfoc que pot aportar solucions sostenibles per a tot tipus de problemes de l’espècie humana.
D’altra banda, he pogut comprovar que el món de la investigació tecnològica és incessant: la tecnologia de la pila d’hidrogen (obtenció de hidrogen com a combustible mitjançant la hidròlisi de l’aigua) ha evolucionat per a donar lloc a un concepte que s’inspira en la fotosíntesi (obtenció de glúcids a partir de la fotòlisi de l’aigua). La innovació constant és necessària per a abordar la incertesa del nostre futur energètic com a espècie i fins i tot planeta.
Per últim, ha estat crucial una metodologia rigorosa i una organització i planificació per a poder dur a terme aquest treball d’investigació.

Bibliografia:
  • San-Miguel-Ayanz, J., de Rigo, D., Caudullo, G., Houston Durrant, T., Mauri, A.Quercus ilex in Europe: distribution, habitat, usage and threats. , European Atlas of Forest Tree Species.Publ. Off. EU, Luxembourg.
  • Frank E. Fish; Paul W. Weber; Mark M. Murray; Laurens E. Howle.The Tubercles on Humpback Whales’ Flippers: Application of Bio-Inspired Technology. Integrative and Comparative Biology,Volume 51, Issue 1, Pages 203–213
  • Teller, A., Mathy, P., Jeffers, J.N.R.Responses of Forest Ecosystems to Enviromental ChangesGoogleBooks
Llocs Web:
Vídeo:

Presentació:

Fotos: