Por Fernando Halperín – Fotos: Alfredo Srur / Equipo de Comunicación UNSAM

Existen ideas perturbadoras. Pero esta abruma como pocas: en apenas una hora llega a la Tierra tanta energía proveniente del Sol, que podríamos cubrir las necesidades energéticas de la humanidad por todo un año.

Guerras, negocios, contaminación, cambio climático, autoabastecimiento… Todo por culpa del petróleo. Bastaría tomar una fracción ínfima, ridícula, de ese regalo infinito y gratuito que nos ofrece el Sol, para resolver todo eso de un plumazo.

El problema es cómo aprovechar esa energía solar. Aquí el tema se divide en dos: la cuestión política y la cuestión tecnológica. Que están ligadas. Pero este artículo pone el acento en la segunda. Por eso comienza en las instalaciones que la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) posee en la Avenida General Paz y Constituyentes. Cerca del enorme tanque de gas, ícono gris de la avenida que circunvala la ciudad, un enorme faro del que nadie sabe qué tiene adentro.

La razón es simple. En la CNEA funciona el Departamento de Energía Solar. En la Argentina los grupos dedicados al tema se cuentan con los dedos de la mano, porque no existe un desarrollo importante. Pero éste en especial ha recibido un fuerte impulso en los últimos tiempos, y está ganando lugar acercándose a las tecnologías de vanguardia. Incluso se acaba de poner en marcha un consorcio mixto (privado-estatal), del que participa el Departamento de Energía Solar junto con las escuelas de Negocios y de Ciencia y Tecnología de la UNSAM, que intentará hacer historia: desarrollará un sistema para que las viviendas generen energía eléctrica a partir del Sol, con paneles propios. Esos paneles estarán conectados a la red de distribución eléctrica. Así, además de autoabastecerse de energía limpia, sus habitantes podrán venderle a la distribuidora la energía excedente. En Europa se consigue desde hace tiempo. En la Argentina será la primera vez.

El Departamento de Energía Solar de la CNEA trabaja en el edificio del Laboratorio Tandar. Es el lugar donde se encuentra el célebre acelerador de partículas. Nuestra anfitriona es la doctora María Dolores Pérez, investigadora del Conicet que, además, es docente de química de la UNSAM. Ella arranca por lo que, a priori, se podría pensar que es el plato fuerte (luego habrá otros): un enorme tablero repleto de celdas solares, más alto que una persona, en exposición, en la entrada del edificio, protegido con un celofán. “Este es el modelo estructural de uno de los paneles solares del satélite SAC-D Aquarius, que se lanzó al espacio el año pasado”, dice. Y explica que con este modelo se hicieron las pruebas de resistencia. Los definitivos, que están en el espacio, se hicieron aquí mismo, en uno de los laboratorios. “Y es que a lo largo de todos estos años, los satélites salvaron al grupo”.

La cuestión es así. Los satélites, en general, funcionan con energía solar. Y la Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE) encargó al Departamento de Energía Solar de la CNEA, el desarrollo y construcción de casi todos los paneles solares para sus satélites: el pequeño SAC-A (lanzado en 1998); el SAC-C (que despegó en 2000 y se encuentra operativo, tomando imágenes de todo el planeta a 700 km de altura); y el SAC-D Aquarius, el más complejo, lanzado el año pasado, y elegido por la NASA para albergar un instrumento único que mide la salinidad de los mares. Hoy el grupo trabaja en los paneles solares de los futuros satélites Saocom, que en los próximos años orbitarán la Tierra tomando imágenes de la superficie con radares.

Pero este trabajo, que convirtió al grupo en especialista en una tecnología compleja y de punta, está comenzando a crecer y diversificarse. Lentamente el trabajo en paneles solares de satélites comienza a complementarse con cuestiones no menos interesantes, y de vanguardia. Veamos.

La doctora María Dolores Pérez define la energía fotovoltaica con una frase sencilla y contundente: “Entra luz, sale electricidad”. Pero no hay una única forma de convertir la luz de Sol en energía eléctrica. Hay varias, dependiendo de los materiales.

Lo clásico es utilizar celdas solares de silicio. El silicio es el segundo elemento más abundante de la corteza terrestre, después del oxígeno. La arena es silicio, por ejemplo. Pero cuando los átomos de silicio se ordenan de una forma especial, y se los combina con otros elementos, resultan en un componente fundamental de las celdas solares.

Las otras dos líneas, menos frecuentes, aunque más prometedoras, son las celdas solares compuestas por materiales orgánicos, y las celdas que, aquí, técnicos e investigadores llaman III-V; así, “con números romanos”, aclara María Dolores Pérez.

“Las primeras, las orgánicas, son menos eficientes a la hora de convertir energía solar en electricidad. Pero tienen algunas ventajas importantes. Una es que pueden ser tan flexibles y delgadas, que permiten infinidad de aplicaciones. Celdas solares para poner, por ejemplo, en una tela. Y además son muy económicas, debido a que se nutren de materiales baratos. Tanto que hasta podrían ser descartables. Las segundas, las III-V, son por el contrario las más eficientes. Se llaman así, porque se hacen combinando elementos químicos de las columnas III y V de la tabla periódica. Por ejemplo galio, indio, fósforo… Pero también son las más costosas, porque fabricarlas requiere de procesos y equipos complejos”.

Los paneles utilizados para el satélite SAC-D Aquarius se hicieron con las celdas III-V, compradas a España. Eso porque en la Argentina no se fabrican celdas solares de ningún tipo a nivel industrial. Ni las tradicionales, de silicio, ni las orgánicas ni por supuesto las III-V. Pero el diseño del panel, el soporte y su armado se hicieron aquí, en la CNEA.

Cuando la doctora María Dolores Pérez tenía 15 años, vivió durante unos meses en Entre Ríos. Allí un profesor de química “medio loco”, le mostró un panel solar. Ese día decidió que quería estudiar química.

“Las cosas de la vida me llevaron a Estados Unidos”, cuenta María Dolores. En 2003 comenzó su doctorado en Los Ángeles. Su especialidad: celdas solares orgánicas. Años más tarde se le animó a una beca de repatriación del Conicet junto con su pareja, también investigador.

Para 2009 María Dolores ya estaba aquí, haciendo un posdoctorado en la CNEA, en el grupo de nanoquímica. El tema: óxidos metálicos con futuras aplicaciones para celdas solares híbridas, algo a lo que empezó a darle rienda suelta desde 2011, cuando pasó al Departamento de Energía Solar.

Pero hagamos un paréntesis. Hablamos de las celdas solares tradicionales de silicio, de las orgánicas, de las III-V. Pero… ¿hibridas? ¿Qué son las celdas híbridas?

“La idea de la investigación con celdas híbridas es generar un intermedio entre las celdas solares orgánicas y las tradicionales, que son inorgánicas. Tienen un poco de cada cosa. Estas celdas híbridas, además de ser mucho más económicas que las tradicionales son, también, más flexibles; no tanto como las orgánicas, pero sí más eficientes”.

El campo es nuevo y promisorio. Si en el mundo hay pocas personas trabajando en celdas híbridas, María Dolores Pérez es la única que lo hace en Argentina. El trabajo no sólo implica hacer una celda y medir cuánto de luz se convierte en electricidad con ella, sino que comienza con el diseño mismo del material.

El Laboratorio Fotovoltaico es un lugar extraño. Tiene sus años. En el medio hay una “sala limpia”, donde sólo se puede ingresar con ropa especial para evitar el polvillo. Allí se fabrican celdas solares para experimentar. Alrededor hay tubos de distintos colores como los de hospital, en este caso llenos de nitrógeno, oxígeno y argón. Este último, con una inquietante inscripción en marcador negro: dice “CNEA – Plutonio vacío 9/3/2001”. Más allá llama la atención una máquina enorme, antigua, repleta de perillas e indicadores con agujas, marca Varian.

“En este equipo, muy soviético -bromea María Dolores-, se fabricaron estos lingotes de silicio monocristalino de alta pureza”. Y ofrece un cilindro plateado oscuro, muy pesado, con una extraña iridiscencia multicolor. “Con esto se hacen las celdas de silicio. El lingote se corta en obleas muy delgadas, y con ellas se hacen las celdas solares. Estos están de recuerdo, porque los que usamos ahora, por cuestiones de costos, se compran afuera”.

Uno de los trabajos más importantes de María Dolores es diseñar sus celdas híbridas, producirlas y, luego, medir su eficiencia en otro de los aparatos, que simula la luz del Sol. Pero el mes que viene va a viajar a España para capacitarse en las celdas solares III-V, las más eficientes y costosas. Las que le pusieron al satélite SAC-D.

“En principio no las vamos a producir aquí todavía, porque el costo de los equipos para hacerlo es prohibitivo. Pero es un primer paso”. En América Latina ningún país se ha especializado aún en este tipo de celdas con enorme futuro.

Hace unos meses un consorcio formado por empresas privadas -entre ellas, Edenor-, la CNEA y la UNSAM, obtuvo un crédito Fonarsec de la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica. Son 3 millones de pesos. El objetivo: desarrollar las primeras instalaciones de energía solar domésticas, conectadas a la red. De esta manera los habitantes de las casas con esas instalaciones generarán su propia energía. Si hace falta más -de noche, por ejemplo- pueden tomarla de la red. Si sobra, la distribuidora se las compra. El beneficio es doble: menos que pagar en la factura de luz y menor contaminación, debido a la menor generación eléctrica a través de métodos tradicionales, como la quema de petróleo, gas o carbón. De hecho existe una ley de 2006, la 26.190, que obliga al país a producir hasta un 8% de la generación eléctrica total, a partir de energías renovables.

Parece fácil. No lo es.

“Por un lado las instalaciones no están preparadas -explica María Dolores Pérez-. Por otro, la ley no está regulada”.

La primera parte del trabajo, entonces, no tendrá tanto que ver con la investigación de las celdas solares, sino con la reglamentación de la ley. “Tenemos que resolver muchas cosas con los distribuidores. Por ejemplo, cómo se va a inyectar la energía solar generada en la red; cómo se va a regular; qué precio pagará la distribuidora por la energía solar generada. La primera etapa es más de gestión”, agrega María Dolores, convencida de que en el futuro el costo elevado de esta tecnología disminuirá.

Para esta investigadora ese trabajo es motivo de doble orgullo. Por un lado, por lo inédito de la experiencia. Por otro, porque los hogares elegidos serán viviendas sociales del partido de San Martín, de donde es oriunda.

“Para mí es muy importante”, dice. “ Yo estoy convencida de la importancia que tienen para la gente las universidades del conurbano. Cuando me fui, en 2003, la UNSAM era muy pequeña. Pero año tras año mi mamá me decía ‘no sabés lo que está haciendo la UNSAM y cómo se está poniendo esa zona’. Yo quería apostar por algo nuevo, y aquí hay mucho trabajo por hacer. Pude hacerlo con la UBA, pero por la UNSAM siento otro tipo de compromiso”.