Joven estudiante revoluciona la generación de energía solar

Algunos descubrimientos trascendentales para la ciencia tienen lugar de forma casual. Quizás la historia de Newton, la manzana que cae y el descubrimiento de la forma en que funciona la gravitación sea apócrifa, pero el descubrimiento de Aidan Dwyer es absolutamente real. Este estudiante de solo 13 años de edad, paseando por un bosque, descubrió que si se orientan las celdas fotovoltaicas respecto del Sol de una determinada manera, su rendimiento puede mejorar entre un 20% y 50%. Parece que la disposición de las ramas de los árboles, relacionada con la serie de números descrita en el siglo XIII por el matemático italiano Leonardo de Pisa (también conocido como Fibonacci) no es causal, y  permite maximizar el aprovechamiento de la energía solar.

Hay historias relacionadas con la ciencia que parecen extraídas del argumento de una buena novela, y esta es una de ellas. Un joven estudiante estadounidense de séptimo grado llamado Aidan Dwyer estaba dando un paseo por los bosques de las Catskill Mountains, al norte del estado de Nueva York, cuando notó que las ramas desnudas de los árboles no estaban orientadas al azar. Esto es algo que generalmente pasa desapercibido para el 99% de las personas, y seguramente para prácticamente todos los niños. Pero  Aidan lo notó, y luego de investigar un poco “descubrió” algo de lo que ya hemos hablado en NeoTeo:  la pauta de distribución de las hojas en las ramas y de las ramas en el tronco de muchos árboles siguen la denominada Sucesión de Fibonacci, una serie de números descrita en el siglo XIII por el matemático italiano Leonardo de Pisa.

El segundo modelo reproduce el patrón de las ramas de los árboles.

En efecto, desde hace mucho se sabe que la naturaleza utiliza con frecuencia esta serie de números en sus “diseños”, en la que cada término es la suma de los dos anteriores (1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34… o Fn = Fn-1 + Fn-2). Desde la distribución de las hojas de una lechuga hasta el número de conejos que podemos esperar tener luego de una determinada cantidad de generaciones, pasando por número de individuos existente en cada generación de ancestros de un zángano pueden explicarse a partir de esta serie. Pero esto es algo que la mayoría de los niños de 13 años suelen ignorar. Aidan Dwyer lo notó, y tuvo la genial idea de relacionar este hecho con la “dependencia” de la energía solar que tienen los árboles. Puso manos a la obra, y construyó dos pequeños captadores solares compuestos por un puñado de células fotovoltaicas para ver si la forma en que las ramas crecían en los árboles tenía realmente alguna influencia en la cantidad de luz que cada hoja recibía. Uno de los modelos agrupaba los pequeños paneles siguiendo una distribución plana, igual a la que normalmente utilizamos para acomodar las células sobre cualquier techo. El segundo reproducía el patrón que el niño había observado en las ramas de los árboles.

La nueva distribución genera entre un 20% y un 50% más de energía.

El resultado fue asombroso. Con esta redistribución, el segundo panel -el que copia a la naturaleza- permite generar como mínimo un 20% más de energía. En más: en determinadas épocas del año, como el invierno, este rendimiento se incrementa hasta alcanzar el 50% por sobre la distribución plana de toda la vida. Esto ha convertido al pequeño en toda una celebridad, y ha “estimulado” a sus padres a patentar el descubrimiento. Se trata de una de esas historias de las que cualquiera podría haber sido el protagonista, ya que todos nosotros hemos visto miles de árboles, pero no ha sido hasta que Aidan puso sus neuronas a trabajar que hemos descubierto esto. Por supuesto, la mejora en el rendimiento se da cuando comparamos esta distribución respecto de un panel solar tradicional fijo. Aquellos paneles motorizados que giran a lo largo del día para “apuntar” al Sol son bastante más eficientes que los que tienen sus celdas distribuidas según la Sucesión de Fibonacci, pero requieren de un motor y energía extra para moverse.

Posiblemente abandonemos esta disposición en los futuros paneles solares.

El final de esta historia es el previsible. Aidan ha conseguido un reconocimiento por su descubrimiento, otorgado por el Museo Americano de Historia Natural, se ha registrado una patente, y más de cuatro investigadores “serios” deben estar dando cabezazos contra la pared. Y notros, por supuesto, esperamos que el trabajo de este avispado niño nos permita en algún momento del futuro cercano independizarnos de la energía generada quemando combustibles fósiles.

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33 Comments

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  1. Genial!!
    Algo que muchos de nosotros pasaba por alto, he incluso nos enseñaron en el colegio.
    A aplicarla entonces, aunque se veria raro un arbol de metal con paneles solares en nuestro techo.

  2. Cualquiera que haya estudiado ciencias biologicas, sabe que la disposicion de las hojas de los arboles no es al azar, lo hacen para obtener la maxima captacion solar posible, a mi me lo enseñaron como mosaico foliar aunque supongo que tendra diferentes nombres. Lo de aplicacion del chaval no me sorprende en cierto modo, ya que existen en algunas universidades plantas pilotos intentando imitar la estrucutua de los arboles, de lo que no estoy seguro es que hayan aplicado el concepto de la sucesión de Fibonacc.

  3. Me imagino: Un día que le cortan el internet a este joven y no tiene nada más que hacer que ponerse a ver árboles para matar el aburrimiento, y en eso dice: "He descubierto un patrón en la distribución de las ramas y hojas de los árboles".
    Hay que estar muuuuy al divino botón para filosofar de ese modo.

    PD: Sí, es envidia.

  4. El único problema que veo es que si lo aplican a gran escala, como limpiaran las "hojas"?? porque eso es lo malo de los paneles solares, aparate de no aprovechar la energia del sol un 100%, cuando se ensucia solo un poco su eficienta baja considerablemente! ah menos que inventen un cristal o algo que se ensucie menos o sea facil de limpiar, asi solo se colocan unos pequeños aspersores de agua en cada panel y listo!

    • #6 Creo recordar que existe un sistema para limpiarlos consistente en hacer vibrar los paneles de vez en cuando (algunas cámaras de fotos tienen algo parecido). No limpia manchas de grasa, pero si que puede eliminar el polvo.

  5. Este chico no ha descubierto nada!
    Cuando se calcula la potencia de una panel solar ya se calcula sabiendo que el sol se mueve, por favor! ( igual que cambia los rayos segun la latitud de cada instalación)

    Lo que pasa és que quantos más grados de livertad tenga el panel para horientarse al sol más caro i complejo de mantener!!!!!! (por eso en muchos casos se opta por se fijo y una inclinación media aproximada)

    • #7 coincido contigo, quizá lo único relevante sería la distribución de las hojas pero de antemano todos sabíamos que las hojas se orientan para captar la mayor cantidad de luz solar, y por supuesto que cambia la eficiencia de la celda de acuerdo a su ángulo de inclinación. Lo que me sorprende es que publiquen una nota sin conocer bien del tema.

      Anyway, sería bueno tener personas con las quien hablar de energía solar, un saludo.

    • #7 No se trata de orientar los paneles al sol variando su ángulo mientras se mueve… se trata de dejarlos FIJOS dispuestos de una forma que aprovechen al máximo la energía solar…

      "Aquellos paneles motorizados que giran a lo largo del día para “apuntar” al Sol son bastante más eficientes que los que tienen sus celdas distribuidas según la Sucesión de Fibonacci, pero requieren de un motor y energía extra para moverse."

      A ver si leemos bien el texto y escribimos un poquito mejor.. duelen los ojos de ver tantas faltas..

  6. Es simple, todo el mundo sabe como respirar… pero nadie ha escrito un metodo ni ha sacado una patente para ello… para mi el no ha hecho nada más que marcar con un rotulador uno te los temas de los libros de textos de Ciencias Naturales de la primaria…

  7. Ese niño no debería de pensar en una patente, debería de colocar ese invento protegido con una licencia, o documento parecido al copyleft que permita a todo mundo copiar esa forma de fabricación ya que la energía solar permite no seguir destruyendo el planeta si se quiere ayudar al ambiente no debemos ser mezquinos y más aun con descubrimientos que ayudan a cuidar nuestro planeta.

    • Totalmente de acuerdo contigo, si se supone es para mejorar al ambiente para que patentarlo?, no era mejor un copyleft??? y así permitir su masificación sin tener que rendirle cuentas a nadie?#14

  8. Yo en su lugar tambien lo habria patentado. ¿Donde esta escrito que cuando algo es bueno para el planeta tiene que ser SI o SI copyleft? Si el chaboncito quiere cobrar por su descubrimiento, bien sea para poder seguir investigando o para poder vivir echado panza arriba el resto de su vida tiene todo el derecho del mundo ya que el descubrimiento fue suyo y de nadie mas.

    • #17 El gran problema del sistema de patentes, es que con demsiada frecuencia se utiliza para bloquear avances tecnológicos. Las grandes empresas, compran las patentes que pueden poner en peligro su modelo de negocio, pero luego no las utilizan. De este modo detienen durante unos años los avances que no les interesan.

  9. primero que todo no es nada nuevo esto ya que cuando se mira el nivel de efivcienci se tiene en cuenta la intencidad luminosa con que incide en el panel la luz, hasta para cada estacion del año hay una formula aplicada a la ubicacion del mismo
    segundo les invito a leer e investigar no hay necesidad de licencia libre para copiar solo tener dinero para mantener el sistema

  10. Muy linda y esperanzadora noticia, que lamentablemente se enturbió con en el final. Mismo final que venimos viendo desde hace más de un siglo: descubro algo y corro a velocidades lumínicas a patentarlo para forrarme y darme la gran vida. Ese pensamiento codicioso es el que ha llevado al mundo al calamitoso estado en el que se encuentra hoy. Espero poder ver antes del fin algún inventor “SABIO” que piense más en la humanidad y menos en su bolsillo.

  11. Mis humildes respetos al joven investigador.

    Y felicito la decision de haber patentado su invento, quieren saber porque?

    Porque no faltarán las ratas que pidan que sea COPYLEFT, para luego copiar en los distintos paises, y ganar MAS dinero aun.

    Y no me vengan con amermeladas como "es por el mundo", primero fijense en abaratar el costo de las celdas solares, y luego escriben.

  12. A ver, los q hablan de q no es un descubrimiento…porq primero no ponen sus neuronas a funcionar, les explico mejor a ver si entienden
    cuando se instalan grandes paneles (hablamos de grandes no de pequelñosq se puedan reacomodar como pusieron por ahi en cada estacion del año)se los suele poner en un punto medio para q durante todo el año capten el sol, pero el panel esta fijo y es un conjunto completo, por lo tanto en ciertas epocas del año va a generar menos de lo q podria, por ejemplo, se lo orienta a lasalida del sol a 45 grados y queda asi por el resto de su vida el panel, este chico lo q propuso es orientar cada panelsito de con distinto angulo para maximisar tal cual hacen los arboles, ya q las ojas de los arboles no rotan a lo largo del año, son fijas pero estan a distintos angulos cada una.
    Antes de hablar informense por lo menos…porq asi les va a ir como el culo en la vida si primero critican antes de entender

  13. Cierto que no desubrió nada nuevo. Pero tiene muchísimo merito la observación, y la intención de trabajar en lo observado. A quien comenta sobre la limpieza. Se está trabajando en materiales transparentes y ultra hidrófobos, para que no se ensucien y así no merme la eficiencia de los paneles solares. Saludos,

  14. !Cuanta envidia en los comentarios! es muy triste leer que tomen de tan mal modo que un joven haya tenido un chispazo mas de inteligencia que uds sabelodotos de entrecasa.
    Ya hubieran querido uds tener una observacion asi, pero ¿que van a observar si estan todo el tiempo mirandose el ombligo ?
    es un chico de 13 AÑOS piensen en la mayoria de los chicos de su edad y ahi veran la diferencia.
    Es mas miren los diagramas que hizo dibujando en papel, !ni siquiera los imprimió! mucho más mérito todavía.
    Ojala este joven pueda darle camino a su aporte, a ver si de una vez solucionamos o paliamos un poco el asunto de los combustibles fósiles.

  15. Mis disculpas a todos, soy egresado de la UABC de la carrera de ingeniero agronomo, y mientreas cursaba la carrera se me ocurre comentarle a un maestro que se llama Angel Lopez Lopez que las plantas tienen ciertas particularidades unas diferentes de otras y unas mas curosas y desarrolladas mas que otras. Y mi comentario fue que en un invernadero una planta llamada setida, sensitiva o mimosa se podia colocar en lugares estrategicos de un invernadero y asi cuando se vea afectado por un bicho esta bajaria sus hojas activando algun sensor de movimiento para que se rociara algun quimico para destruir a dicho agente invasor y esto aunado a cierta plata que conozco desde ya hace rato que crece en el desierto de bc orienta perfectamente sus hojas hacia el sol desde que sale hasta que se pone y mi sugerencia fue a si vez que dciha planat en conjunto con la otra y quizas otras mas pudieran lograr que un invernadero se defendiera solo y que se "alimentara solo" y la planta que sigue el sol serviria para senalar el timpo y de momento no recuerdo para que mas, dicho profesor me tiro a lucas, dijo que solo pensaba yo puras cosas extranas, y ya ven un nino en un lugar dode la gente si piensa lo apoya y le dan credito, voy a revisar mis apuntes de ese tiempo y ya describire que cosa invente en ese tiempo que ahora ya le estan tomando en serio. saludos

  16. Esta noticia me encanta. Este joven no esta mirando las ecuaciones complicadas que mire en la U, mira la naturaleza, y eso es alguien con mucha visión. Es una lección para mi.

  17. que poco observadores,
    chequen que en la actualidad ya no hay muchos niños como el,
    que tiene que el proyecto sea una basura. pero ese niño sabe investigar
    y tiene interes en la ciencia…
    las perosnas que comenten mal sobre lo que descubrio, quisiera preguntar,¿que carajos entonces hacias tu a tus 13 años?
    oviamente su proyecto no requiere millones de dolares, ni mentes dedicadas solo un poco de pasiencia, (cosa que para un niño de su edad es sorprendente)

  18. Pensemos en la realidad… si no es él quien lo patenta, llegara una institucion viva, le quita el descubrimiento y los que se terminan llenando de dinero los bolsillos son los que menos trabajan… bien por el niño!!!

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