Revista Investigaciones Científicas de la UNERMB

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Solución a futuro: paneles solares en la luna

Después de los problemas nucleares que tubo (y tiene) Japón después del terremoto y tsunami del pasado marzo, este país ha vuelto su mirada hacia energías más seguras. Pero su mirada apunta hacia arriba, bien, bien arriba.

La Corporación Shimizu anunció un proyecto en el que se colocaría un “anillo solar” (paneles solares) en la superficie de la Luna, aprovechando el espacio vacío que existe en ella. Se estima que de realizarse, podría proveer de 13.000 teravatios de energía a la Tierra, lo cuales serían enviados por láser o microondas.

Este anillo tendría 6.800 millas de largo y sería construido exclusivamente por robots. Así también se eliminarían los problemas de ineficiencia por el clima y el suelo de la luna podría usarse para la fabricación de materiales necesarios para la construcción como el concreto, oxígeno, incluso hasta agua.

Aún no se tiene fecha para el proyecto, porque, aunque la idea ya la tienen, los requisitos para su realización, como la tecnología, aún no han sido creados. Si tuviéramos los fondos, la tecnología y el transporte para poner robots en la Luna y construir este gigantesco anillo, esto cubriría todas nuestras necesidades energéticas.

Pero mientras tanto, tendremos que empezar a construir aquí mismo plantas de energía fotovoltaicas para reemplazar a las peligrosas plantas nucleares…

Link: Treehugger

Energia solar sin celdas solares

Stephen Rand, un científico de la Universidad de Michigan, ha descubierto que cuando la luz viaja a través de un material aislante es capaz de generar un efecto magnético millones de veces más intenso de lo previsto. Este fenómeno podría servir para desarrollar un tipo de generador solar diferente a las clásicas celdas solares de semiconductores. Según Rand, se trata de un efecto lo suficientemente extraño como para haber pasado desapercibido durante más de 100 años. La universidad, previendo su potencial como generador de energía limpia, ya ha solicitado la correspondiente patente.

Lo que conocemos como “luz” es en realidad radiación electromagnética de una frecuencia particular, que puede ser percibida por el ojo humano. En general olvidamos que un campo de luz, por su propia naturaleza electromagnética, puede generar efectos magnéticos. Sin embargo, hasta ahora se suponía que los efectos magnéticos de la luz eran lo suficientemente débiles como para ser de alguna utilidad, y la comunidad científica se concentraba generalmente en aprovechar sus características eléctricas. Un colector de energía solar, como las clásicas celdas solares que vemos a diario, se construye a partir de un material semiconductor en el que la luz solar incidente genera una diferencia de potencial. Pero parece que esa no es la única forma de obtener energía de un haz luminoso.

Los efectos efectos magnéticos de la luz, más intensos de los que se había previsto. Los efectos efectos magnéticos de la luz, más intensos de los que se había previsto.

Un descubrimiento, hecho por un grupo de investigadores de la Universidad de Michigan liderado por Stephen Rand, podría reducir sustancialmente los costos de producción de la energía solar en los próximos años. El equipo de Rand descubrió que los efectos efectos magnéticos de la luz pueden ser hasta 100 millones de veces más intensos de los que se había previsto, lo que “podría conducir al desarrollo de un nuevo tipo de célula solar que no requiera de semiconductores”. Si estos especialistas están en lo cierto, se podría construir una suerte de "batería óptica" completamente diferente a las celdas solares actuales. Según Rand, “en las celdas solares convencionales, la luz penetra en el material, es absorbida y genera calor. En una batería óptica no existiría el problema del calor. En lugar de ser absorbida, la energía de la luz sería almacenada en el momento magnético, proporcionando una fuente de energía capacitiva.” No deberíamos sorprendernos si todo esto nos suena a chino, ya que se trata de un efecto lo suficientemente extraño como para haber pasado desapercibido durante 100 años.

Este hallazgo podría conducir al desarrollo de un nuevo tipo de célula solar. Este hallazgo podría conducir al desarrollo de un nuevo tipo de célula solar.

Stephen Rand se desempeña como profesor de los departamentos de Ingeniería Eléctrica, Ciencias de Computadoras y Física de la Universidad de Michigan. Explica que probablemente nada de esto se descubrió antes porque, al mirar las ecuaciones de movimiento relacionadas, este efecto no es evidente. El trabajo de su equipo ha sido publicado en el Journal of Applied Physics, donde puede leerse que para crear una batería de este tipo se necesita que la luz penetre por un material que sea un mal conductor eléctrico, como el vidrio, y enfocarse con una intensidad cercana a los 10 millones de watts por centímetro cuadrado. Los primeros experimentos se están efectuando con haces de luz láser, pero pronto se efectuarán ensayos utilizando luz solar. Dado el potencial que tiene este efecto magnético de la luz para construir algún tipo de generador comercialmente viable, la Universidad de Michigan ya ha tramitado las patentes correspondientes.
(Parte de prensa de la Universidad de Michigan)

Invento: Combustible solar

Un grupo de investigadores de la Universidad de Minnesota (EEUU) inició un experimento para transformar la energía solar en combustible, escribe hoy el diario de negocios RBK Daily.

Para realizar el experimento fue construido un modelo del sistema solar que transformará el dióxido de carbono y el agua en combustible. El modelo representa siete lámparas con bombillas de 6.500 vatios. Su luz se concentra mediante un reflector en un punto de 7,5 centímetros de diámetro y, como resultado, la temperatura en el reactor puede superar 2.000 grados centígrados.

Cuando la luz solar calienta el óxido de cerio, que cubre los reflectores de la instalación, el agua y el gas carbónico se descomponen en hidrógeno, que luego sería transformado en combustible líquido.

Según los investigadores, el hidrógeno obtenido podrá utilizarse en vehículos propulsados por pilas de combustible alimentadas por hidrógeno.
La instalación experimental tiene poco rendimiento por ahora y aprovecha menos del 1% de la energía solar. No obstante, los científicos aseguran que ya saben cómo construir una instalación con un rendimiento de hasta 19%.

Autobus transzonal: nuevo sistema de ingeniería de transporte

El tráfico urbano, con los atascos y la polución que genera, se ha convertido en un problema de salud ambiental con urgente necesidad de solución. Poner más autobuses en las carreteras puede suponer un empeoramiento de la situación y la construcción de líneas de metro es costosa y lleva mucho tiempo. El “Straddling bus” o autobús trans-zonal es una alternativa presentada en China que puede reducir los atascos de tráfico en un 20-30% y reducir las emisiones de CO2.

Con su aspecto de tren ligero, el “Straddling bus” puede transportar, sin obstruir el tráfico, hasta 1.400 pasajeros repartidos en vagones para 300 personas. Su altura de 4,5m en dos niveles permite que los coches circulen por debajo, sobre los dos carriles de carretera que ocupa de anchura. Tiene 6 metros de ancho, se mueve por dos raíles a ambos lados de la calle y funciona con electricidad y energía solar de recarga inmediata en diferentes puntos de la línea. El coste de la construcción del autobús y 40km de línea adaptada con sus apeaderos es sólo el 10% de lo que supone el equivalente para el transporte subterráneo. Además, todo puede implementarse en un año, frente a los tres años del metro.

El “Straddling bus” cuenta con las ventajas del tranvía y ya se le considera el futuro sustituto del metro. Desarrollado por Shenzhen Hashi Future Parking Equipment Co., también está pensado para pasar por encima de los cruces elevados que tienen algunas ciudades. Alcanza una velocidad de 60 km/h y dispone de un sistema de ondas ultrasónicas que impide que los vehículos de más de 2 metros entren en su túnel. También cuenta con un sistema de radar para advertir a los coches si se acercan demasiado a las ruedas del autobús, así como rampas laterales para salidas de emergencia.

El autobús trans-zonal puede ahorrar hasta 860 toneladas de combustible al año y recortar en 2.640 toneladas las emisiones de carbono. El “Straddling bus” se pondrá en marcha en el Distrito Mentougou de Pekín, donde se está llevando a cabo un proyecto de eco-comunidad que incluye 186 kilómetros de vía para este vehículo pionero en movilidad sostenible.

Revista “Technology Review” da a conocer lista sobre las 10 innovaciones más significativas

La revista ‘Technology Review’, especializada en el ámbito tecnológico y científico, realiza cada año un listado de las diez tecnologías emergentes más importantes del momento y que se espera tengan un impacto fuerte en el tipo de productos y servicios que saldrán al mercado.

La selección la realiza el equipo directivo de la publicación quien, para la decisión, se plantea la pregunta: ¿esta tecnología cambiará el mundo y cuál podría ser su incidencia en múltiples aspectos? Algunas de las tendencias que destaca Technology Review tienen que ver con asuntos que impactan a la gran mayoría, como mejores biocombustibles, celdas solares más eficientes y el concreto ecológico.

Otros adelantos están relacionados con la forma en la que la gente utiliza la tecnología, con pantallas 3D para dispositivos móviles, aplicaciones para consultar información en Internet y la llamada televisión social.

A continuación un vistazo a estos diez avances que es muy probable que sean noticia próximamente.

1.- Imágenes de 2D a 3D sin lentes

Julien Flack, de la compañía Dynamyx Digital Depth, ha trabajado por más de una década en un software que convierte las imágenes en dos dimensiones para que se puedan visualizar en tres dimensiones. Esto, según Flack, evitaría el uso de gafas especiales que son las que le permiten a los ojos recibir las diferentes señales para que el cerebro las procese y se vea en 3D.

La tecnología, que incluso podría utilizarse en los televisores 3D que se venden en la actualidad, está diseñada para que tenga mayor impacto en dispositivos móviles como consolas de videojuegos, reproductores multimedia y teléfonos celulares como el Samsung W960, que ya se lanzó en Corea del Sur.

2.- Implantes tecnológicos

Tal parece que de los laboratorios del ingeniero biomédico Fiorenzo Omenetto vendrá una nueva generación de dispositivos electrónicos que se podrán implantar en el cuerpo sin que esto genere alguna reacción adversa. De esta manera, los aparatos podrían monitorear signos vitales, hacer análisis de sangre y proveer información importante de la persona para que médicos especialistas la utilicen.

La clave del éxito de los implantes creados por Omenetto es que son de seda, material que sometido a ciertos procesos se convierte en biocompatible.

3.- Búsquedas en tiempo real

La pregunta que muchos se hacen con la cantidad de información que se genera a través de las redes sociales como Twitter y Facebook es de qué manera se puede rastrear dicho contenido para que las personas puedan consultarlo en cualquier instante y, lo más importante, justo en el momento en el que se genera.

El gigante de Internet Google cuenta con un grupo de trabajo que pretende hallar la forma de incorporar nuevos datos a los resultados de búsqueda en tiempo real. Esto generaría una nueva manera de consultar información y de aprovechar el potencial que tiene la Red.

4.- Células madre renovadas para curar enfermedades

James Thomsons, de la empresa Cellular Dynamics, espera que con el nuevo tipo de células madre creado por su compañía mejore el tratamiento de algunas enfermedades y cambie la forma en la que se desarrollan y prueban medicamentos.

Con ellas, los científicos pueden crear células madre de células adultas pertenecientes a personas con ciertas enfermedades, como diabetes, y hacer que estas identifiquen las células que han sido dañadas por la enfermedad. Así los investigadores tienen la capacidad de ver el problema y rastrear el proceso molecular que lo ha generado.

5.- Anticuerpos de doble acción

La compañía Genentech creó dos anticuerpos, Herceptin y Avastin, que han sido exitosos en la lucha contra el cáncer. El primero de ellos bloquea uno de los componentes que acelera un 20 por ciento el desarrollo de tumores en el seno.

Según la empresa estadounidense, con estos anticuerpos que utilizan una tecnología llamada de doble acción, se podría resolver el gran problema asociado a las medicinas de la quimioterapia: que las células cancerígenas se vuelvan resistentes y muten para evitar las acciones de los medicamentos.

6.- Concreto ecológico

Producir una tonelada métrica de cemento para concreto genera entre 650 y 920 kilogramos de dióxido de carbono; así mismo, se calcula que las 2.800 toneladas métricas de cemento que se produjeron en el 2009 en todo el mundo aportaron el 5 por ciento de todas las emisiones de dióxido de carbono.

Para solucionarlo, el científico Mikolaos Vlasopoulos de la empresa inglesa Novacem, tiene en sus manos la receta para eliminar esas emisiones, con un cemento que absorbe más dióxido de carbono cuando se está fabricando, hasta un máximo de 100 kilogramos por tonelada.

7.- Energía solar

Joule Biotechnologies diseñó un nuevo sistema que convierte el dióxido de carbono en combustible. La empresa creó microorganismos fotosintéticos que utilizan la energía solar para convertir de manera eficiente el dióxido de carbono en etanol o diésel.

Las pruebas de Noubar Afeyan, fundador de la compañía, estiman que el proceso puede lograr cien veces más combustible por hectárea que el que se obtiene con el maíz para producir etanol.

8.- Celdas solares eficientes

La física Kylie Catchpole ideó un nuevo tipo de celdas solares delgadas que hacen más eficiente la captura de la energía del sol. El resultado son láminas delgadas basadas en la energía fotovoltaica, que convierte entre el 8 y el 12 por ciento de la luz solar que reciben en electricidad.

9.- A aprovechar la información en la red

Aunque muchas compañías están promoviendo que la gente almacene la información en Internet en lugar de su computador, la gran falla que se ha visto es la ausencia de aplicaciones que permitan aprovechar dichos servicios.

En los próximos meses es posible que comiencen a aparecer programas que les permitan a empresas e individuos sacar más provecho del contenido que guardan en la Red.

10.- Televisión social

El objetivo de Marie-José Montpetit, científica invitada del laboratorio de investigaciones del MIT, es hacer que la experiencia de ver televisión sea diferente para los usuarios y que estos puedan compartir ideas y discutir sobre sus gustos, algo que orientaría a otros sobre programas interesantes para apreciar.

Según Montpetit, esto ayudaría a las cadenas de TV y a las productoras a crear audiencias más fieles, a la vez que les permitiría proveer contenidos personalizados de acuerdo con las preferencias de cada usuario.

Obtener biogas de residuos de cocina

La primera planta de biogás del mundo que recupera separadamente hidrógeno y metano a partir de la basura acumulada en la cocina (tanto alimentos como papel) en un tiempo récord, ha sido desarrollada por ingenieros japoneses del Energy Technology Research Institute (ETRI).
Tal como explica al respecto el National Institute of Advanced Industrial Science and Technology en un comunicado, la planta reduce a 15 días el tiempo de transformación actual de 25 días, al mismo tiempo que el porcentaje de energía obtenido por este sistema supera el los métodos tradicionales.

Hasta ahora, los métodos utilizados para la obtención de biogás a partir de los residuos orgánicos se han basado en la fermentación del metano, el gas que le confiere sus propiedades combustibles. La energía recuperada por este sistema oscila entre el 40% y el 46%.

El nuevo sistema consigue fermentar también el hidrógeno, además del metano, separadamente, lo que amplía los residuos a emplear para la obtención de biogás hasta los desechos de las cocinas, al mismo tiempo que la energía recuperada llega al 55% y se rebaja la producción de residuos.

Energía renovable

Biogás es la mezcla de gases resultantes de la descomposición de la materia orgánica realizada por acción bacteriana en condiciones anaerobias (en ausencia de oxígeno). Es una fuente de energía renovable, cuyo fundamento es el gas producto de la descomposición anaeróbica de materia orgánica.

Todos los residuos orgánicos (basura de cocina, restos vegetales y animales, aguas servidas, aserrines y virutas, bosta y excrementos) son adecuados para ser fermentados anaerobicamente, siempre que exista la tecnología adecuada para su aprovechamiento.

Las bacterias consumen el carbono y el nitrógeno y como resultado se produce una combinación de gases formado por un 70% de metano, 20% de anhídrido carbónico y un poco de monóxido de carbono y anhídrido sulfuroso.

Los alimentos de las bacterias anaeróbicas son el carbono (en la forma de carbohidratos) y el nitrógeno (en proteínas, nitratos, amoníaco, etc). El carbono se utiliza para obtener energía y el nitrógeno para la construcción de estructuras celulares.

Tecnología completada

Los ingenieros japoneses han completado la tecnología empleada hasta ahora para obtener biogás al verificar la eficacia de la fermentación separada del hidrógeno y del metano con restos de alimentos y papel.

Esta innovación, según sus creadores, contribuirá a un uso más intensivo de esta energía renovable, así como a una reducción del consumo de combustibles fósiles y a la reducción de las emisiones de bióxido de carbono, entre otras ventajas.

El problema de la eliminación y aprovechamiento de los desechos es una prioridad política y económica de las sociedades actuales, que persiguen en sus modelos de crecimiento el ahorro de energía.

El aprovechamiento de los residuos agrícolas para la fermentación metánica se practica desde hace años en instalaciones individuales de tamaño medio y permiten la conversión de desechos orgánicos en biogás, utilizado para la cocina y la iluminación de las ciudades.

Las posibilidades de esta tecnología aumentan ahora considerablemente merced a la contribución aportada por los ingenieros japoneses.