El láser más potente del mundo comienza a «disparar» con fines científicos
FUENTE: fys.es
El láser más potente del mundo ya es real. Se le conoce como Texas Petawatt y según el físico de la Universidad de Texas, Todd Ditmire, tiene una potencia de salida 2.000 veces superior a la producción de todas las plantas energéticas de Estados Unidos.
Los científicos quieren aprovechar esta inmensa potencia para estudiar la materia que se encuentra en el Universo y que está en condiciones extremas, aprovechando la similitud del láser con las ecuaciones científicas que provocan reacciones en el espacio.
El láser denominado «Petawatt» fue creado gracias a la financiación de la Administración Nacional de Seguridad Nuclear, perteneciente al departamento de Energía del Gobierno de Estados Unidos. Se trataba de una innovación sin precedentes, ya que su poder para deshacer partículas, hasta entonces, sólo podía realizarse mediante aceleradores de partículas o reactores nucleares, según información difundida por la Universidad de Texas en Austin. Sin embargo tras este logro vinieron los estudios y las mejoras que culminan ahora en la creación del modelo Texas Petawatt, considerado el láser más potente del mundo.
Concretamente, según Ditmire, el Petawatt tiene la potencia de un cuatrillón de vatios, su luz es más potente que la de la superficie solar y su rapidez es igual a la décima parte de una trillonésima de segundo. Esto significa que cuando se enciende el láser su potencia de salida es hasta 2.000 veces superior a la producción de todas las plantas energéticas de Estados Unidos.
Estudios del Universo
Toda esta tecnología tiene ventajas para próximos estudios, señala el físico. «Podremos aprender acerca de los grandes objetos astronómicos que tienen pequeñas reacciones gracias a la similitud del láser con las ecuaciones matemáticas que provocan estos efectos», dijo Ditmire. De este modo, indicó, el Centro Texas para la Ciencia del Láser, usará el Texas Petawatt para estudiar la materia que se encuentra en el universo y que está en condiciones extremas.
Esto incluye, recoger información sobre diferentes gases que se encuentran a altas temperaturas, incluso por encima de las del sol y la posibilidad de estudiar el comportamiento de cuerpos sólidos cuando se someten a las fuertes presiones del universo. Además, los expertos pretenden, mediante el Petawatt crearán mini-supernovas, estrellas tableros y otros fenómenos.
El primer avión propulsado con hidrógeno logra volar 20 minutos
FUENTE: elpais.com
¿Cómo conseguir meter en un pequeño avión todo un sistema de pila de combustible de hidrógeno con la suficiente potencia para volar? Este era uno de los mayores retos que tuvo que superar el equipo de ingenieros del Centro Europeo de Investigación y Tecnología (BR&TE) de Boeing en Madrid para que su aeroplano de hélice biplaza se convirtiera en el primer aparato tripulado de la historia en mantenerse en el aire con este tipo de propulsión que no genera emisiones contaminantes. Un proyecto de cinco años para un vuelo de 20 minutos en los que esta avioneta no bajó de los 1.000 metros de altitud, dando vueltas sobre un aeródromo de Ocaña (Toledo).
Una pila de combustible es un dispositivo electroquímico que transforma el hidrógeno en electricidad sin generar emisiones. Esta tecnología está ya más que demostrada en coches. Pero, como detalla José Enrique Román, director de Programas e Ingeniería del BR&TE, en un avión las exigencias eran muy distintas: “Aquí la relación peso/potencia y el espacio resultaban mucho más importantes”. La avioneta escogida fue un motovelero Dimona de 16,3 metros de envergadura fabricada por la compañía austriaca Diamond Aircraft Industries. Antes de los cambios, el aparato con el piloto dentro pesaba 770 kilos. Tras las modificaciones, el peso había subido a 870 kilos y no quedaba un hueco sin aprovechar. Como explica sobre el propio avión Nieves Lapeña, la directora del proyecto, el motor de combustión interna fue extraído y en su lugar se colocó una pila de combustible de Membrana de Intercambio Protónico, desarrollada por la compañía británica Intelligent Energy.
Además, se instaló tras el asiento del piloto una batería de ión de litio para conseguir potencia suplementaria para despegar y para ascender hasta la altitud deseada. Ambos sistemas proporcionaban energía a un motor eléctrico acoplado a la hélice y juntos sumaban una potencia de 40 kilovatios. También dentro de la cabina, los ingenieros pusieron tras el asiento del piloto un depósito de un kilo de hidrógeno a 350 atmósferas. Además, ocuparon el segundo asiento de este avión biplaza con la caja de gestión y distribución de potencia. Esto, junto a otras pequeñas modificaciones y diferentes conexiones y tubos colocados de un lado a otro de la cabina, dejaban el aeroplano listo para la gran prueba. “Uno de los retos era meter estos componentes sin aumentar mucho el peso, pero trabajar con hidrógeno requiere también unas condiciones de seguridad”, detalla Lapeña, que indica cómo había que evitar las fugas y usar equipos electrónicos que no produjeran chispas.
El primer vuelo se realizó el 7 de febrero de este año, aunque no se desconectó en ningún momento la batería de ión de litio. Eso ocurrió ya en tres pruebas posteriores en febrero y marzo. Tras despegar y alcanzar los 1.000 metros de altitud, el piloto Cecilio Barberán esta vez sí desconectó la potencia suplementaria y comenzó a volar sólo con hidrógeno. “El nivel de ruido en cabina es mucho más bajo y la potencia es progresiva y uniforme”, cuenta el piloto. Según los ingenieros españoles, se podrían haber conseguido los 40 kilovatios requeridos sólo con una pila de combustible, pero prefirieron planificarlo así y de paso ganaban en seguridad con la batería.
¿Qué cambiarán estos 20 minutos de vuelo? Como admite Francisco Escartí, director general del BR&TE, de momento, poco. Este sistema de propulsión quizá pueda aplicarse a medio plazo en avionetas o aparatos no tripulados, pero no en grandes aviones comerciales. Aunque nunca se sabe. Como recalca Escartí, el primer vuelo con un motor térmico hace 104 años duró sólo 20 segundos y nadie imaginaría lo que vendría después.
El Ciemat abre una planta piloto para producir hidrógeno a partir de energía solar
FUENTE: elmundo.es
El Centro de Investigaciones Energéticas y Medioambientales (Ciemat) ha inaugurado una Planta piloto de generación de hidrógeno con energía solar.
El proyecto Hydrosol II multiplica por 10 el anterior reactor que ha venido funcionando cuatro años desde 2002. El nuevo generador de hidrógeno tiene una magnitud de 100 kilovatios térmicos y produce en continuo tres kilogramos de hidrógeno a la hora.
«La ventaja de Hydrosol es que logra producir hidrogeno a muy bajas temperaturas, del orden de 800 grados centígrados, y que funciona en continuo utilizando únicamente la energía solar», señaló a EL MUNDO el investigador Antonio López Martínez, responsable del proyecto.
La energía solar de concentración hace converger por medio de espejos (heliostatos) la radiación solar en un único punto logrando elevadísimas temperaturas, que pueden calentar fluidos que a su vez mueven turbinas con las que se genera electricidad.
En el caso del reactor del Hydrosol II, los rayos se proyectan sobre cerámicas cubiertas de ferritas, que pierden el oxígeno ante el calor. Al hacer circular agua (H2O) por ellas recuperan el oxígeno disociando las moléculas que contiene el agua, entre ellas las dos de hidrógeno, que posteriormente se puede almacenar.
Las tecnologías para disociar el agua y conseguir hidrógeno como futuro combustible de vehículos eléctricos se consideran prioritarias. El uso del hidrógeno en un nuevo proceso de hidrólisis, pero a la inversa en una pila de combustible, es capaz de impulsar los motores eléctricos de una nueva generación de vehículos que no expulsarían por sus tubos de escape más que vapor de agua.
En la planta solar de Almería lo que están ensayando es hacer del hidrógeno un combustible sostenible, puesto que para su producción se utiliza sólo la energía proveniente del Sol, 100% renovable y sin emisiones. Las formas convencionales de producir hidrógeno precisan de un alto consumo energético.
El reactor Hydrosol II busca la mejora de una tecnología lo más eficiente posible para conseguir una fuente de hidrógeno sostenible a partir de las energía solar aplicada a los ciclos basados en óxidos metálicos, mediante procesos de reducción y oxidación sucesivas.
Además del Ciemat, en el proyecto Hydrosol II participan otros centros de investigación y empresas internacionales. «La continuidad de la investigación pretende dar el salto tecnológico que permita su transferencia al entramado industrial y empresarial de la tecnología utilizando exclusivamente energía renovable», afirma el Ciemat.
La planta inaugurada se integra en la instalación del proyecto Small Solar Power Systems de la Plataforma Solar de Almería, que originalmente era una planta de demostración de producción de electricidad.
El diseño es una estructura alveolar cerámica, recubierta con materiales con oxígeno altamente activo (ferritas), en los que se disocian las moléculas del agua.
Los montes segovianos almacenan 25 millones de toneladas de C02
FUENTE: eladelantado.com
La vegetación, a través de los ciclos elementales de la fotosíntesis, transforma energía solar en química absorbiendo dióxido de carbono (CO2) del aire para fijarlo en forma de biomasa, liberando oxígeno (O2) a la atmósfera. Gracias a la absorción de carbono por parte de las formaciones vegetales, la cantidad de este compuesto en la atmósfera disminuye sensiblemente, lo que contribuye a la mitigación de los efectos del cambio climático.
El papel fundamental que desempeñan los bosques es explicado con estas palabras por tres expertos (J. Martínez de Saavedra, S. Pérez y G.Sánchez) en un artículo titulado “El cambio climático y la contabilización de los bosques como sumidero de carbono”, que ha sido publicado por la revista “Foresta”, de la Asociación y Colegio de Ingenieros Técnicos Forestales.
Diversos estudios científicos han llegado a la conclusión de cada kilo de madera almacena cerca de 1,8 kilos de CO2. Sabiendo ese dato y utilizando el último Inventario Forestal Nacional de 2002, el jefe del área de I+D del Centro de Servicios y Promoción Forestal y de su Industria de Castilla y León (Cesefor), Miguel Broto, ha sido capaz de cuantificar la cantidad de CO2 que almacenan los bosques segovianos: 25 millones de toneladas (20 en los árboles y cinco en sus raíces). Broto detalla aún más, pues estima que de la cifra de 20 millones, 12 están en los troncos de los pinos segovianos. A juicio de este experto, los bosques de la provincia fijan cada año 900.000 toneladas de CO2, de las que 200.000 se sitúan en las raíces. Con estos datos, Broto concluye señalando que Segovia almacena cerca de un 11% del CO2 de Castilla y León.
El jefe de I+D de Cesefor explica detenidamente que cuando un tronco de pino se transforma en productos (una mesa o una viga, por citar varios ejemplos) “el CO2 se mantiene en esos útiles mientras dura su vida”, de forma que el almacenaje puede alargarse durante varios siglos. Por el contrario, si la madera se descompone, el CO2 se libera a la atmósfera.
En ese sentido, Broto es firme defensor de los beneficios ambientales que proporciona la utilización industrial de la madera. “Debemos apostar por productos de madera de calidad, que tengan larga vida, para así almacenar el mayor tiempo posible el CO2 que atesoran”, dice, añadiendo además que “resulta mucho más respetuoso con el medio ambiente comprar una mesa de madera que otra de acero, para cuya fabricación se necesita emitir una cifra no despreciable de kilos de CO2”.
Finalmente, y tras lamentar que las emisiones de España sean “muy superiores” a lo que marca el Protocolo de Kioto, y dando por demostrado que el CO2 es el causante del cambio climático, Broto demandó un incremento de las masas forestales.
Célula solar que descompone directamente el agua en hidrógeno y oxígeno
FUENTE: solociencia.com
El prototipo actual de este dispositivo sólo es la prueba del concepto y por consiguiente resulta poco eficiente. Pero finalmente, se podrían conseguir sistemas catalizadores con una eficiencia de conversión solar de entre un 10 y un 15 por ciento. Si esto pudiera lograrse, la fotólisis del agua proporcionaría una fuente limpia de combustible de hidrógeno a partir del agua y la luz solar.
Aunque ahora las células solares pueden producir electricidad a partir de la luz visible con eficiencias mayores que el 10 por ciento, las células solares de hidrógeno, como las desarrolladas por Craig Grimes, profesor de ingeniería eléctrica en la Universidad Estatal de Pensilvania, han estado limitadas por la pobre respuesta espectral de los semiconductores utilizados. En principio, los absorbentes moleculares de la luz pueden utilizar una mayor parte del espectro visible en un proceso que imita a la fotosíntesis natural. La fotosíntesis utiliza la clorofila y otras moléculas para absorber luz visible.
Hasta ahora, los experimentos con moléculas naturales y sintéticas de ese tipo han producido hidrógeno u oxígeno utilizando productos químicos consumidos en el proceso, pero todavía no han dado lugar a un proceso continuo. Generalmente esos procesos también costarían más que la descomposición del agua por medio de la electricidad. Una razón para esta dificultad es que una vez producidos, el hidrógeno y el oxígeno se recombinan fácilmente.
Thomas E. Mallouk, profesor de Física y Química de los Materiales, y W. Justin Youngblood, ambos de la Universidad Estatal de Pensilvania, junto con colaboradores de la Universidad Estatal de Arizona, han desarrollado un sistema catalizador que, combinado con un tinte, puede imitar la transferencia de electrones y los procesos de oxidación del agua que se producen en los vegetales durante la fotosíntesis.
La clave de su proceso es un diminuto complejo de moléculas con un catalizador central de moléculas de óxido de iridio rodeadas por moléculas de tinte rojo-anaranjado. Estos racimos son de aproximadamente 2 nanómetros de diámetro, con el catalizador y componentes del tinte siendo aproximadamente del mismo tamaño. Los investigadores escogieron el tinte rojo-anaranjado porque absorbe la luz del Sol en la banda azul que tiene la mayor energía. El tinte utilizado también se ha estudiado meticulosamente en anteriores experimentos sobre fotosíntesis artificial.
La locura que alumbra al artista
Nos empeñamos en separar y contraponer dos visiones que los humanos tenemos sobre la Naturaleza y nosotros mismos. Por poner ejemplos, tenemos a Capi Corrales, profesora de matemáticas y primer premio Laura Iglesias, que enseña matemáticas mediante pinturas. O el mismo Pitágoras, que a partir de la música elaboró su teoría matemática.
FUENTE: abc.es
Anne Adams era una científica canadiense cuyos talentos y prioridades eran, por este orden, las matemáticas, la química y la biología. En 1986 tuvo que abandonar una sólida carrera investigadora y docente para cuidar permanentemente de un hijo herido muy grave en un accidente de tráfico. Cuando su hijo experimentó contra todo pronóstico una recuperación espectacular, milagrosa, Anne se encontró con otro milagro dentro de su propio cerebro. Su mente había decidido que ya no le interesaban las matemáticas, sino pintar. La ciencia era historia, y el arte llenaría todas las horas de su vida futura.
Anne Adams siempre había sido aficionada a la pintura como hobby, pero nadie, ni ella misma, pensó que algún día dejaría todas sus demás actividades para encerrarse a pintar cada día de nueve a cinco. Muchos artistas locos por su arte carecen de semejante disciplina. Claro que en el caso de Anne Adams la locura no era una metáfora, ni era opcional. Empezó a pintar porque se estaba volviendo clínica y literalmente loca. Una demencia la llevó al arte, que fue asimismo su refugio frente a la demencia. El último santuario de su mente.
En los lóbulos frontales
«The New York Time» contaba ayer esta terrible y a la vez hermosa historia. Adams padecía demencia frontotemporal, un tipo de neurodegeneración de los lóbulos frontales del cerebro que tiende a ser erróneamente diagnosticada como mal de Alzheimer. Esto se explica por cierta comunidad de síntomas, que incluyen merma de facultades intelectuales y expresivas, imprevisibilidad del humor y cambios de la personalidad y del carácter. La variedad de demencia frontotemporal que afectaba a Adams se distinguía por una precoz destrucción de las estructuras del lenguaje, que en muchos casos lleva a la afasia.
Era la misma variedad que en su día padeció Maurice Ravel, el autor del célebre «Bolero». A Bruce Miller, neurólogo y director del Centro de Memoria y Edad de la Universidad de California, en San Francisco, no le sorprende en absoluto que a partir de cierto momento Anne Adams se obsesionara con la música de este compositor y le dedicara un cuadro entero, que pretendía ser una expresión pictórica del «Bolero».
«El «Bolero» es un ejercicio compulsivo, de perserverancia en una estructura», subraya el doctor Miller, recordando que Ravel lo compuso a los 53 años, es decir, cuando su propia demencia frontotemporal ya se había manifestado y empezaba a afectar su capacidad para retener el lenguaje musical. Esta composición se basa en dos temas principales extremadamente simples, explorados hasta la extenuación con varios niveles instrumentales. Es la obra de una mente enferma que se aferra a una pauta conocida para mantener el control.
Y lo consigue. Otro tanto le ocurrió a Anne Adams, que empezó pintando las casas donde vivían sus vecinos en Vancouver y acabó con composiciones abstractas extremadamente compulsivas, estructuradas y repetitivas. Y a la vez envolventes y fascinantes, como el «Bolero» de Ravel.
¿Son estos cuadros y esta música creaciones de la locura? Pues sí, en cierto modo. Pero lo son de un modo que excede la intuitiva noción general de que los artistas tienden a la inestabilidad mental o incluso la necesitan en cierto grado. Recientes estudios -de los que ya se hizo eco ABC- demuestran que un músico de jazz, cuando improvisa, «afloja» las inhibiciones de su cerebro para ser más espontáneo y creativo.
Estos procesos son posibles y están perfectamente estudiados en cerebros sanos. Pero los casos de Maurice Ravel y Anne Adams van un paso más allá: sus mentes enfermas acuden al arte casi como reacción ante la enfermedad. Al debilitarse las áreas de su cerebro más vinculadas a unas facultades, se fortalecen otras. Hacen de tripas cerebro, como si dijéramos. Y de cerebro, arte.
De la ciencia al arte
Si la demencia condicionó la música de Ravel, orientándola hacia pautas más compulsivas, en el caso de Anne Adams supone un salto de eje total: una mente que era esencialmente científica salta a una visión artística del mundo. Es el caso contrario de artistas que sufren una lesión en las regiones dorsales de su cerebro y pierden facultades relacionadas con el espacio y la plasmación plástica. A Adams le sucedió exactamente lo opuesto.
Científicamente, lo más interesante es la singular autorregeneración que este proceso supone. Una mente que estaba acostumbrada a operar al máximo nivel, a funcionar con exigencia científica, se encuentra de pronto imposibilitada para hacerlo y, por instinto biológico, «busca» otra vía por donde dar salida a su empeño de excelencia. Hace inventario de posibilidades y descubre que el camino es la pintura. Anne Adams pintó denodadamente hasta que perdió la capacidad física de sostener un pincel. Murió el año pasado, dejando este legado extraordinario.