Ian Marius Peters, actualmente científico investigador del MIT, trabajaba en investigación sobre energía solar en Singapur en 2013 cuando se topó con una extraordinaria nube de contaminación. La ciudad quedó repentinamente envuelta en una neblina con mal olor y tan densa que, desde un lado de una calle, no se podían ver los edificios del otro lado, y el aire tenía el olor acre de la combustión. El episodio, provocado por incendios forestales en Indonesia y concentrado por patrones de viento inusuales, duró dos semanas y pronto hizo que las tiendas se quedaran sin mascarillas, ya que los ciudadanos las compraban de inmediato para facilitar la respiración.
Mientras otros se ocupaban de los problemas de salud pública causados por el denso aire contaminado, Andre Nobre, compañero de trabajo de Peters en Cleantech Energy Corp., cuyo campo también es la energía solar, se preguntó qué impacto podían tener esas neblinas en la producción de los paneles solares de la zona. Esto dio lugar a un proyecto de varios años para tratar de cuantificar hasta qué punto las instalaciones solares urbanas se ven afectadas por las neblinas, que tienden a concentrarse en ciudades densamente pobladas.
Ahora, los resultados de esa investigación acaban de publicarse en la revista Energy & Environmental Science, y los hallazgos demuestran que estos efectos son, efectivamente, considerables. En algunos casos, pueden marcar la diferencia entre una instalación de energía solar exitosa y otra que termina sin alcanzar los niveles de producción previstos, y que posiblemente opera con pérdidas.
Tras recopilar inicialmente datos tanto sobre la cantidad de radiación solar que llega al suelo como sobre la cantidad de partículas en suspensión en el aire medidas por otros instrumentos, Peters trabajó con Tonio Buonassisi, profesor asociado de ingeniería mecánica del MIT, y otras tres personas para encontrar la forma de calcular la cantidad de luz solar que absorbía o dispersaba la neblina antes de llegar a los paneles solares. Encontrar los datos necesarios para determinar ese nivel de absorción resultó sorprendentemente difícil.
Finalmente, lograron recopilar datos en Delhi (India), que aportaban mediciones de insolación y de contaminación durante un periodo de dos años, y confirmaron reducciones significativas en la producción de los paneles solares. Pero, a diferencia de Singapur, descubrieron que, según dice Peters, «en Delhi es constante. Nunca hay un día sin contaminación». Allí, hallaron que el nivel medio anual de atenuación de la producción de los paneles solares era de alrededor del 12 por ciento.
Aunque eso pueda no parecer una cantidad tan grande, Peters señala que es superior a los márgenes de beneficio de algunas instalaciones solares, por lo que literalmente podría bastar para marcar la diferencia entre un proyecto exitoso y uno fallido; no solo afectaría a ese proyecto, sino que también podría tener un efecto dominó al disuadir a otros de invertir en proyectos solares. Si el tamaño de una instalación se basa en los niveles previstos de luz solar que llega al suelo en esa zona, sin tener en cuenta los efectos de la neblina, la instalación no alcanzará la producción prevista ni los ingresos esperados.
«Cuando se planifica un proyecto, si no se ha tenido en cuenta la contaminación del aire, se va a dimensionar por debajo de lo necesario y se obtendrá una estimación errónea del retorno de la inversión», dice Peters
Tras su estudio detallado de Delhi, el equipo examinó datos preliminares de otras 16 ciudades de todo el mundo y constató impactos que van desde el 2 por ciento en Singapur hasta más del 9 por ciento en Pekín, Dakha, Ulán Bator y Calcuta. Además, analizaron cómo afectan las neblinas a distintos tipos de células solares —arseniuro de galio, telururo de cadmio y perovskita—, debido a sus diferentes respuestas espectrales. Todas ellas se vieron afectadas aún más intensamente que los paneles de silicio estándar que estudiaron inicialmente, siendo la perovskita, un material para células solares más reciente y muy prometedor, la más afectada (con una atenuación superior al 17 por ciento en Delhi).
Muchos países de todo el mundo avanzan hacia una mayor instalación de paneles solares urbanos: India aspira a 40 gigavatios (GW) de instalaciones solares en tejados, mientras que China ya cuenta con 22 GW. La mayoría de ellas están en zonas urbanas. Por ello, el impacto de estas reducciones de producción podría ser bastante grave, según afirman los investigadores.
Solo en Delhi, las pérdidas de ingresos por generación eléctrica podrían ascender hasta 20 millones de dólares anuales; en Calcuta, unos 16 millones de dólares; y en Pekín y Shanghái, unos 10 millones de dólares anuales cada una, según estima el equipo. Las instalaciones previstas en Los Ángeles podrían perder entre 6 y 9 millones de dólares.
En conjunto, proyectan que las posibles pérdidas «podrían fácilmente ascender a cientos de millones, si no a miles de millones de dólares anuales». Y si los sistemas están infradimensionados por no tener en cuenta las neblinas, eso también podría afectar a la fiabilidad general del sistema, afirman.
Peters afirma que los importantes beneficios para la salud derivados de la reducción de los niveles de contaminación del aire deberían ser motivación suficiente para que los países adopten medidas firmes, pero que este estudio «esperemos que sea otra pequeña pieza que demuestre que realmente debemos mejorar la calidad del aire en las ciudades y que demuestre que importa de verdad».
En el equipo de investigación también participaron S. Karthik, de Cleantech Energy Corp. en Singapur, y Haohui L., de la Universidad Nacional de Singapur. El trabajo contó con el apoyo de la Fundación Nacional de Investigación de Singapur, a través de la Alianza Singapur-MIT para la Investigación y la Tecnología, y del Departamento de Energía y la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos.
