Aplicar la robótica a soluciones ya existentes puede acercarnos al cero neto.
FUENTE:spectrum.ieee.org
AUTOR:Sherry Chen
Cada año, el mundo emite 51 mil millones de toneladas de gases de efecto invernadero a la atmósfera. Para resolver la crisis climática, debemos reducir esto a la mitad, a más tardar para el año 2030, y llegar a cero para 2050. Para la generación de electricidad, esto significa que solamente Estados Unidos necesita aumentar las capacidades de energía renovable en 10 veces, de aquí a los próximos 12 años, lo que se traduce aproximadamente en 400.000 turbinas eólicas y 2,5 mil millones de paneles solares más. Con el fin de acelerar este progreso, el Congreso estadounidense aprobó recientemente la Ley de Reducción de la Inflación, que incluye miles de millones de dólares para proyectos de energía limpia. Necesitaremos una gran cantidad de mano de obra para instalar y mantener estas instalaciones en la primera línea frente al cambio climático, una posición que frecuentemente es inadecuada para la labor humana.
Como especialista en robótica, veo estas tareas aburridas, sucias, e incluso peligrosas, como el área perfecta para los robots. Sin embargo, hay una escasez de expertos robóticos que aborden el cambio climático, debido a la falta de conciencia sobre las aplicaciones necesarias y urgentes de la robótica. Después de hablar con muchos fundadores de robótica climática para mi blog, Nirva Labs, aquí están mis hallazgos sobre cómo se puede encontrar oportunidades para ayudar a los robots a tener un impacto en el cambio climático.
El primer robot que construí desde cero fue SS MAPR, un bote autónomo creado para que los proveedores de agua recopilen datos de calidad acuática en múltiples profundidades. Ellos utilizan estos datos para monitorear la contaminación del río y controlar las fuentes de polución. Hasta el día de hoy, sigue siendo el proyecto más emocionante en el que he trabajado. Después de seis meses de insomnio, con 80 horas de trabajo a la semana, SS MAPR pudo terminar su viaje inaugural con muestras de agua y datos recopilados del fondo del río Schuylkill, en Pensilvania. Ese fue el momento eureka para mí: todos los prototipos y la codificación dieron como resultado un acceso más rápido y barato a datos capaces de impulsar acciones regulatorias. Quiero construir más robots que mejoren el entorno en el que vivimos.
SS MAPR se prepara para su viaje inaugural en el río Schuylkill, en Filadelfia. SHERRY CHEN
Tras mudarme a la zona de la Bahía de San Francisco en 2020, me quedé atónito ante los incendios forestales, así que fundé Nirva Labs para escribir sobre las oportunidades de la robótica climática. Sorprendentemente, muchos fundadores con los que hablé se hicieron eco de la escasez de especialistas en tecnología climática. Esta cifra era desproporcionada en comparación con el enorme potencial de la robótica para resolver los problemas presentes. Mi experiencia personal confirmó esas observaciones. En todos los eventos a los que asistí en el Área de la Bahía, uno de los mayores centros de robótica del mundo, apenas pude encontrar gente trabajando en el clima. Los datos de inversión respaldan esta afirmación: según PitchBook, la robótica climática representa menos del 1% de la financiación total de empresas de robótica en los últimos cinco años.
¿Por qué no hay más expertos en robótica trabajando en el cambio climático? Tras hablar con algunos compañeros, me di cuenta de que, desde una perspectiva superficial, el cambio climático no parece necesitar inventos robóticos debido a que ya tenemos la mayoría de las soluciones en formas no robóticas. Pero, precisamente por eso, el cambio climático necesita que la robótica haga el trabajo repetitivo: para ampliar las soluciones existentes de modo que podamos llegar al cero neto a tiempo.
Utilizar robots para ampliar las soluciones climáticas existentes
Para entender por qué la robótica es crucial en la lucha contra el cambio climático, debemos fijarnos en un caso análogo: la industria automovilística. Durante mucho tiempo, los coches fueron fabricados por humanos. En 1925, ensamblar un Ford Modelo T requería una velocidad media de montaje de 3,76 segundos por componente. Esta fue la norma durante casi 40 años, antes de que General Motors introdujera un brazo robótico para ayudar en la cadena de montaje. En la actualidad, el armado de un vehículo todoterreno marca Toyota requiere unos 2,04 segundos por pieza, lo que supone una mejora del 46% con respecto a hace un siglo, a pesar de que el proceso de ensamblaje ahora es mucho más complejo.
Este es el punto crucial de la robótica: libera a los humanos de tareas repetitivas al mismo tiempo que aumenta la eficiencia. La tecnología climática se encuentra en un estado similar al de los inicios de la industria automovilística. La mayoría de los componentes básicos de la solución climática global ya existen (por ejemplo, generadores de energía solar y eólica, vehículos eléctricos, bombas de calor), pero deben desplegarse a gran escala rápidamente para pasar de 51 mil millones de toneladas de emisiones de gases de efecto invernadero a cero en 2050. Haciendo lo que mejor saben hacer, los robots pueden desempeñar un papel importante en la aceleración de la lucha contra el cambio climático al permitir economías de escala.
Encontrar oportunidades de robótica climática
Hay muchas oportunidades técnicamente viables en la robótica climática que pueden repercutir en la atmósfera, pero ¿cómo encontrar realmente una? La mejor manera es aprender y comprender en profundidad el ciclo de vida de una solución climática existente e identificar cómo la automatización puede acelerarlo. Pero, para cualquier solución climática, es importante vigilar su impacto global: ¿mitiga o elimina directamente las emisiones de gases de efecto invernadero? ¿Nos ayuda a adaptarnos a los impactos del cambio climático? ¿Mejora nuestra comprensión del clima? El impacto global no sólo afecta a la solución técnica, sino también a las fuerzas económicas y políticas que la rodean. Por eso es importante trazar la solución a lo largo de todo el ciclo de vida y hacerse una idea completa de los pros y los contras.
Oportunidades de la robótica climática para las energías renovables
El sector de las energías renovables es un buen lugar para buscar oportunidades de robótica climática. Fuentes de energía como la solar y la eólica ya son competitivas en costos a comparación con los combustibles fósiles. Los robots pueden ayudar a eliminar los cuellos de botella que limitan su expansión.
Empezando por el origen de la cadena de valor, propia de las energías renovables, los robots pueden ayudar a eliminar dicho límite en la mano de obra para instalar parques solares y eólicos. Por ejemplo, una de las tareas más largas y peligrosas en la construcción de parques solares es levantar cargas pesadas. AES, un gigante de la energía, desarrolló un robot automatizado para construcción de huertas solares que puede resolver este problema. El robot puede montar automáticamente paneles solares sobre cimientos preinstalados para liberar a los trabajadores del levantamiento de cargas. También, es tres veces más rápido que un ser humano, y la nueva disposición solar puede generar el doble de energía en el mismo espacio. Aquel es un magnífico ejemplo de cómo la navegación autónoma en exteriores y el control robótico aceleran la transición hacia las energías renovables.
La tecnología de compensación del movimiento de X Laboratory ayuda a aumentar el número de días en que pueden instalarse aerogeneradores, independientemente de las condiciones de viento. X LABORATORY
La construcción de parques eólicos marinos se enfrenta a un reto diferente, con instalaciones limitadas de abril a noviembre porque las condiciones de vientos fuertes en invierno dificultan las tareas de alta precisión, como la instalación de aspas. X Laboratory, una empresa holandesa, creó una tecnología de compensación del movimiento para mantener estable una grúa durante el proceso de instalación de las aspas, lo que puede aumentar la tolerancia a la velocidad del viento y, por tanto, aumentar los días de instalación a todo el año. El equipo está mejorando la tecnología para compensar las perturbaciones del oleaje, de modo que la instalación pueda hacerse en embarcaciones flotantes en vez de plataformas autoelevables que se apoyan en el lecho marino. Esto podría duplicar la velocidad de construcción. Se trata de una aplicación climática creativa y eficaz, producto del amplio control de robots.
Las instalaciones de energías renovables necesitan un mantenimiento rutinario para seguir siendo eficientes. Su rápida expansión en la última década provocó una escasez de técnicos competentes de mantenimiento. Por ejemplo, la inspección y reparación de turbinas eólicas en tierra implica suspender a una persona a 150 metros del suelo, lo que sólo pueden hacer técnicos bien formados de acceso mediante cuerdas. Muchos operadores de parques eólicos tienen que contratar a técnicos extranjeros a un costo elevado, lo que encarece el precio global de la energía eólica.
Muchas empresas ya recurrieron a la automatización para resolver este problema. Empresas como Unleash utilizan drones para agilizar la inspección de aspas, mientras que Aerones desarolló un dron anclado a un sistema de cuerdas con mayor carga útil y mayor estabilidad. Esto amplía el abanico de tareas, desde la inspección hasta la limpieza, el revestimiento y las reparaciones sencillas. A veces, dar un giro creativo a un robot existente produce un gran impacto.
Los drones anclados de Aerones pueden ayudar en el mantenimiento y la inspección de aerogeneradores. AERONES
Y hay muchas más oportunidades de robótica en toda la cadena de valor de las energías renovables. Las baterías son un importante amortiguador de la energía renovable, que varía a lo largo del día. Sin embargo, hay escasez de minerales esenciales para las baterías, como el litio y el cobalto. Empresas como Impossible Metals están trabajando en robots para recoger nódulos de mineral del fondo marino y remediar así esta escasez. En el otro extremo del ciclo de vida de las baterías, tanto el mundo académico (Oak Ridge National Laboratory) como la industria (Posh Robotics) han estado desarrollando robots para reutilizar las baterías de los vehículos eléctricos desmantelados, que aún tienen un 80% de capacidad de almacenamiento al final de su vida útil y pueden emplearse como acumuladores de energía para edificios. La robótica acelera el proceso y reduce la exposición humana a productos químicos tóxicos y a altos niveles de tensión.
Cómo ayudar
MANTENERSE INFORMADO ACERCA DEL PANORAMA DE LAS SOLUCIONES CLIMÁTICAS
Dos buenos libros iniciales para conocer una perspectiva general de las soluciones existentes son «Cómo evitar un desastre climático», de Bill Gates, y «Velocidad y escala», de John Doerr. Project Drawdown también recopiló una lista exhaustiva de las soluciones climáticas y sus repercusiones estimadas. Manténgase al día de las noticias sobre el clima siguiendo publicaciones como InsideClimateNews. Únase a comunidades climáticas de internet, como Work on Climate para conocer a gente con ideas afines y enterarse sobre su trabajo.
UNIRSE A UNA EMPRESA O A UN PROYECTO DE INVESTIGACIÓN SOBRE ROBÓTICA CLIMÁTICA
Si quiere contribuir a solucionar el cambio climático de forma más directa, puede unirse a una iniciativa de robótica climática ya existente. Climate Change AI es una comunidad activa de investigadores de aprendizaje automático que trabajan en soluciones climáticas. ClimateBase cuenta con una amplia bolsa de empleo en tecnología climática para quienes deseen hacer una transición profesional. Para descubrir más proyectos relevantes, y a modo de publicidad desvergonzada, visite mi blog, Nirva Labs, donde encontrará información sobre fundadores e investigadores de robótica climática. Si prefiere los podcasts, Hardware to Save a Planet realiza entrevistas a personas que trabajan en soluciones de hardware para el cambio climático, no necesariamente limitadas a la robótica.
EMPEZAR ALGO POR SU CUENTA
En el mejor de los casos, si es que está listo para comprometerse con la robótica climática, ¡no dude en iniciar una empresa o un proyecto de investigación por su cuenta! Puede empezar por ponerse en contacto con profesionales del clima y preguntarles cómo ampliar las soluciones en las que están trabajando. Intente comprender plenamente sus puntos débiles antes de empezar a construir algo. Si ya existe una solución robótica para una determinada vertical, ¡no se dé por vencido! Póngase en contacto con los clientes que ya lo utilizan y pregúnteles cómo quieren mejorarlo. Pregunte también a aquellos que no han empezado a utilizarlo y entienda por qué. Normalmente habrá muchos segmentos de clientes diferentes dentro de un mismo vertical, lo que significa que una alternativa mejor o una solución diferenciada acaparará la cuota de mercado restante.
Comentario del autor
El cambio climático es el problema más acuciante de nuestra época, y nos estamos quedando sin tiempo. El Acuerdo de París exige que mantengamos el calentamiento global en no más de 1,5 °C (2,7 °F). Para alcanzar ese objetivo, debemos reducir nuestras emisiones en un 45% de aquí a 2030 y llegar a cero en 2050. Pero todavía estamos lejos de ese objetivo. Mientras tanto, la Ley de Reducción de la Inflación dio impulso a la ampliación de las soluciones climáticas existentes para lograr la disminución de emisiones de carbono.
Especialistas en robótica, ¡no hay mejor momento para trabajar en robótica climática que éste! Tenemos el superpoder que nos ha llevado a Marte. Aprovechemos este magnífico entorno político y utilicemos nuestras capacidades para acelerar las soluciones climáticas y alcanzar a tiempo el cero neto.
Sherry Chen es la fundadora de Nirva Labs, una organización que genera conciencia sobre soluciones de robótica climática y anima a ingenieros a unirse a este campo. También fue una de las primeras empleadas de Chef Robotics, que construía robots para tareas repetitivas en cocinas comerciales. Anteriormente, construyó una muy premiada embarcación autónoma para controlar la calidad del agua, enseñó a un robot Nuro de reparto de última milla a interactuar de forma segura con los peatones, y publicó un artículo sobre planificación interactiva basada en aprendizaje automático para vehículos autónomos mientras investigaba en la Universidad de Pensilvania.
