Energía y medio ambiente

Hacer que los dispositivos y electrodomésticos sean más eficientes energéticamente - Primera parte

Hacer que los dispositivos y electrodomésticos sean más eficientes energéticamente - Primera parte

Durante los últimos 50 años, aproximadamente, nuestros hogares se han llenado cada vez más con todo tipo de dispositivos y electrodomésticos tecnológicos actualizados, que van desde teléfonos inteligentes y tabletas hasta sistemas Hi-Fi, consolas de juegos y computadoras y computadoras portátiles, así como modelos más inteligentes de electrodomésticos cotidianos como como hornos, lavavajillas, lavadoras y secadoras. Las implicaciones energéticas de esta ola de avances tecnológicos podrían haber sido graves si no fuera por toda la serie de estándares de eficiencia y rendimiento implementados por los gobiernos y la industria, destinados a hacer que estos dispositivos sean más eficientes energéticamente y, por lo tanto, también menos costosos.

La mayoría de la gente no tiende a pensar demasiado en esto, pero con los crecientes desafíos del cambio climático, es algo que todos tendremos que considerar en profundidad. He aquí una introducción básica.

Teléfonos inteligentes

Cargar un iPhone 5 cuesta 27 peniques (0,41 dólares) al año. Sin embargo, las ventas mundiales de teléfonos inteligentes alcanzaron 567 millones de unidades en 2012 y la propiedad de teléfonos inteligentes alcanzará los mil millones en 2016. El consumo anual de electricidad mundial de los iPhone 5 vendidos en un año equivale al consumo anual de electricidad de 54.000 hogares estadounidenses (aproximadamente equivalente al tamaño de Cedar Rapids, la segunda ciudad más grande de Iowa). Este es solo el consumo de electricidad. Considere también que los teléfonos inteligentes están generando una enorme expansión en el uso de Internet, que se prevé que crezca 17 veces, en relación con los niveles de 2010, para 2016. Por lo tanto, los teléfonos inteligentes se suman a la presión ya sustancial infligida a los centros de datos de Internet. ¿Qué se puede hacer con esto?

La buena noticia es que los teléfonos inteligentes están reemplazando la tecnología más pesada y que consume más energía, incluidos televisores, computadoras y consolas de juegos. Por ejemplo, los usuarios de Facebook ven cada vez más el sitio de redes sociales a través de sus teléfonos inteligentes, en lugar de su computadora de escritorio o portátil. La visualización de contenido premium de Internet desde 2011 ha aumentado en tabletas y teléfonos inteligentes y ha disminuido en PC y Mac.

Los teléfonos inteligentes y las tabletas también usan mucha menos energía que las PC y Mac, como era de esperar. Más del 80 por ciento del consumo de energía asociado con un teléfono inteligente se genera al operar la red. La tecnología cada vez más eficiente en energía ha significado que el Sistema Global de Comunicaciones Móviles (GSM) produce alrededor de 25 kilogramos de dióxido de carbono (CO2) por abonado anualmente, lo que equivale a conducir un automóvil en la autopista durante aproximadamente una hora. Esto significa que las comunicaciones móviles en realidad están reduciendo el consumo total de energía y eso significa que la movilidad es una excelente manera de reducir el consumo de energía.

Por supuesto, hay un pequeño problema (generalmente lo hay) y el problema es el siguiente: las tecnologías de la información y las comunicaciones aún generan alrededor del 2 por ciento de las emisiones globales de carbono (más de 830 millones de toneladas de dióxido de carbono por año), según un informe del Centro. para las telecomunicaciones energéticamente eficientes (CEET) en 2013. Esto es aproximadamente lo mismo que la industria de las aerolíneas. ¡Ups!

Afortunadamente, la industria de la telefonía móvil está intentando activamente hacer algo al respecto. El programa Green Power for Mobile de la Asociación GSM (GSMA) ya ha ayudado a la industria a implementar tecnología de energía renovable, como la solar, la eólica o el biocombustible, en estaciones base fuera de la red en países en desarrollo y la industria también está considerando de manera más general otros potenciales formas de reducir la energía, como reemplazar el aire acondicionado por ventiladores o flujos de aire pasivos. Las actualizaciones de optimización de la red pueden reducir el consumo de energía en un 44 por ciento, mientras que las estaciones base alimentadas por energía solar podrían reducir las emisiones de carbono en un 80 por ciento. Una mejor planificación y optimización de la banda ancha móvil también puede ayudar a ahorrar energía. La GSMA también ofrece a los operadores su servicio de evaluación comparativa de eficiencia energética móvil, que les ayuda a identificar oportunidades de reducción de costos y reducción de emisiones de carbono en sus redes.

En 2014, dos científicos del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), los profesores Joel Dawson y David Perreault, desarrollaron hardware para reducir el uso de energía de los dispositivos móviles a través de una empresa que formaron llamada Eta Devices. El dispositivo actúa como una caja de cambios electrónica al cambiar a varias configuraciones de potencia para reducir la energía. Según el director ejecutivo de la empresa, Mattias Astrom, Eta Devices puede mejorar la eficiencia de los amplificadores de potencia en los terminales de comunicaciones móviles y las torres de estaciones base hasta en un 70 por ciento.

Otro grupo, un consorcio llamado GreenTouch formado por operadores móviles, proveedores de equipos e instituciones de investigación en 2010, está trabajando en el desarrollo de un conjunto completo de especificaciones técnicas y pruebas de conceptos que espera que la industria adopte. El consorcio está esencialmente intentando repensar todos los aspectos del sector de la informática móvil. En 2013, publicó un informe que descubrió que las redes de comunicaciones podrían reducir potencialmente su uso de energía en un 90 por ciento. También ha desarrollado un sistema de antenas a gran escala que utiliza cientos de miles de antenas para transmitir señales de radio juntas, lo que mejora la eficiencia energética y reduce la potencia de radio transmitida. Swisscom, miembro fundador de GreenTouch, demostró dos veces el sistema en Suiza en noviembre de 2011.

GreenTouch cree que el uso de torres más pequeñas en las ciudades para enviar señales a distancias más cortas también podría reducir la energía, especialmente si pudieran entrar en un "modo de suspensión" durante períodos de tráfico de red reducido.

sistema de alta fidelidad para iPod [Fuente de imagen:Teo Rulz, Flickr]

Sistemas de sonido

En 2009, Bose desarrolló un sistema de sonido energéticamente eficiente para el automóvil eléctrico híbrido Chevy Volt modelo 2011. La compañía utilizó un diseño patentado para hacer que su sistema sea un 30 por ciento más pequeño, un 40 por ciento más liviano y requiera un 50 por ciento menos de energía que los sistemas de sonido Bose convencionales mientras continúa brindando audio de alta calidad. Los ingenieros de la empresa se centraron en amplificadores de conmutación, altavoces de motor de alta fuerza y ​​circuitos de procesamiento de señales digitales para desarrollar el sistema. Los amplificadores de conmutación utilizan menos energía que los amplificadores lineales y son más pequeños y ligeros. Conducen los altavoces de motor de alta fuerza para ofrecer la misma salida acústica que los altavoces convencionales más pesados. Los circuitos de control se combinaron luego con estos dos componentes para ofrecer sonido al volumen de la sala de conciertos mientras se reducía el consumo total de energía a la mitad.

El sistema también se instaló en el automóvil eléctrico Nissan Leaf. Sin embargo, Bose no es la única compañía que ha desarrollado dicha tecnología en los últimos años, y Toyota instaló el sistema JBL GreenEdge en algunos de sus vehículos, particularmente el Prius V.

Para otros entornos en el hogar y en otros lugares, se están desarrollando sistemas de música con dispositivos de energía inteligente integrados. Por ejemplo, LG los ha incorporado a su gama de altavoces inalámbricos, en particular los H3, H5 y H7. Otras empresas también han desarrollado sistemas de alta fidelidad energéticamente eficientes, como la fuente de alimentación de amplificador inteligente producida por la empresa alemana T + A Elektroakustik. Esto adapta la entrada de energía a la necesidad real para reducir el consumo de energía y la producción de calor y se ha instalado en unidades de cine en casa como los sistemas Dolby Surround K6 y M820.

Juego de azar

Los juegos son otra área de los dispositivos modernos que tienden a aumentar el consumo de energía. Afortunadamente, las consolas modernas se han vuelto cada vez más eficientes energéticamente.

En 2008, el Consejo Nacional de Defensa de Recursos de EE. UU. (NRDC) elaboró ​​un informe que analizó la industria del juego y la cantidad de energía que realmente usan las consolas. Desde entonces, NRDC ha realizado un estudio de seguimiento que incluye pruebas de laboratorio en Nintendo Wii U, Sony PlayStation 4 y Microsoft Xbox One. Las tres consolas tienen funciones de eficiencia energética integradas, pero la PS4 y la Xbox One sufren un nivel de consumo de dos a tres veces mayor que el de los modelos más recientes de sus predecesores. Mientras tanto, la Wii U consume menos energía que la Wii, pero aún se las arregla para proporcionar gráficos de mayor definición y capacidad de procesamiento. El muy bajo consumo de Wii U en el modo de espera conectado es una de las principales razones de esto.

Sin embargo, NRDC encuentra que las consolas de juegos modernas consumirán tanta electricidad por año como todos los hogares en Houston, la cuarta ciudad más grande de los Estados Unidos. La mayor parte de esto se producirá en el modo de espera durante toda la noche cuando la consola esté escuchando activamente los comandos de voz (Xbox One) o manteniendo los puertos USB activos (PS4). El último informe de NRDC recomienda una serie de medidas, en su mayoría que involucran configuraciones o cambios en la interfaz de usuario. Estas medidas podrían implementarse rápidamente en nuevos productos y en consolas existentes mediante actualizaciones de software. Sin embargo, otros productos necesitarían cambios de hardware más radicales.

Con respecto a los juegos de PC, hay varias formas de reducir el consumo de energía, que generalmente implican la construcción desde cero con el uso selectivo de componentes. Se han realizado varios estudios sobre esto, uno de los más recientes es Domesticar el uso de energía de las computadoras para juegos de Berkeley Lab.

Mientras tanto, aquí hay un sencillo estudio de caso. Loyd Case de PC World construyó un sistema desde cero que puede estar inactivo a menos de 70 vatios, consumiendo solo 336 vatios incluso mientras se ejecuta un Prime 95 y 3DMark 2011 de ocho núcleos a una resolución de 2560 por 1600. También tiene hardware LGA 2011, que incluye una CPU Sandy Bridge Extreme de cuatro núcleos y 16 GB de RAM. La caja de la torre es un chasis de torre mediana Corsair Obsidian 550D que está diseñado para minimizar el ruido y tiene una cubierta frontal que también ayuda a reducir el ruido. También hay una gran insonorización allí. Case dijo que la clave para reducir el consumo de energía consistía en elegir la fuente de alimentación adecuada, por lo que eligió una única tarjeta gráfica de alto rendimiento con dos conectores gráficos PCI Express. La unidad Antec Earthwatts Platinum 650W tiene la certificación 80 Plus Platinum, lo que significa que debe mantener una eficiencia energética cercana al 90 por ciento en toda su gama. También hay todo tipo de otros bits allí, y el resultado es un sistema con un bajo consumo máximo de energía pero que sigue siendo muy eficiente.

Por tanto, es posible, si sabe un par de cosas sobre cómo crear PC desde cero.

La segunda parte de este artículo examinará computadoras, cocinas y lavadoras, así como algunas sugerencias con respecto a fomentar el uso de estos electrodomésticos de la manera más eficiente posible.

Ver el vídeo: Tutorial CE3X para el cálculo energético de edificios Parte I (Octubre 2020).