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miércoles, 5 de diciembre de 2012

MARSROVER

exploraciones marcianas con la ultima tecnología robotica

PANELES SOLARES

paneles solares

LAS VACAS, PROMETEDORAS COMO PLANTAS DE ENERGÍA.

Si bien no se usará el fluido del rumen como fuente de energía, algunos de los microorganismos encontrados en él también se encuentran en el estiércol de vaca, que puede ser una buena fuente generadora de electricidad. De hecho, en un experimento relacionado, los investigadores usaron directamente dicho estiércol para generar energía en una célula de combustible.
Usar este estiércol como fuente de energía no es una idea nueva; algunos granjeros ya utilizan el metano liberado por el estiércol del ganado para suministrar energía a maquinaria y luces. Pero convertir el metano en electricidad requiere un equipo costoso. Además, el metano necesita ser quemado, lo que crea problemas de eficiencia de energía.
La nueva investigación mostró cómo se produce la electricidad a medida que los microorganismos en el fluido del rumen descomponen la celulosa (un hidrato de carbono complejo que es el componente primario del forraje que comen las vacas), ya que la descomposición de la celulosa libera electrones.
Este estudio representa la primera vez que los científicos han usado la celulosa para ayudar a cargar una célula de combustible.
Centro de Investigación 
Los investigadores extrajeron el fluido del rumen de una vaca viva. El rumen es esencialmente una tina de fermentación repleta de microorganismos, donde la mayor parte del alimento que la vaca ingiere se almacena durante un tiempo y se bate continuamente, hasta que pueda ser digerido por completo. Esta masa líquida es lo que los científicos llaman el fluido del rumen. 
La vaca usada en el estudio comió una dieta normal. Los investigadores llenaron dos cámaras esterilizadas de cristal con el fluido del rumen colado, para crear la célula de combustible microbiana. Cada cámara tenía alrededor de 30 centímetros de alto y unos 15 de diámetro.
La cámara que formaba el ánodo estaba llena con el fluido del rumen y celulosa que sirvió como fuente de alimentación para los microorganismos. La celulosa es abundante en la mayoría de las granjas, ya que al recoger las cosechas suele quedar como residuo.
La otra cámara, el cátodo, estaba llena con ferricianuro de potasio, un producto químico que actúa como agente oxidante.



Un estudio de campo llevado a cabo en Vermont (Estados Unidos) ha demostrado que se puede producir electricidad a partir del metano obtenido por digestión anaerobia de estiércol de vacuno. Eso sí, hace falta concienciación y colaboración por parte de los clientes de esa electricidad.
Seis granjas de vacuno lechero de Vermont, en Estados Unidos, han intervenido en un estudio* de campo en el que han demostrado que se puede producir electricidad a partir de estiércol de vacuno de forma rentable.

 El programa Cow Power de la Corporación Central de Servicios Públicos de Vermont (CVPS), en el que han participado las seis explotaciones, ha generado unos 12 millones de kilovatios-hora de electricidad anualmente, que ha sido suministrada a 4.600 clientes. El truco para hacer rentable la producción es haber conseguido que cada uno de esos clientes pague 4 céntimos de dólar más por kilovatio-hora que el precio de mercado. Así, se ha conseguido un ingreso extra de casi medio millón de dólares anuales, cantidad que consigue rentabilizar la producción eléctrica por este sistema.
Ganado




Lo que se hace es apelar a la conciencia social de los usuarios de la red eléctrica, ofreciéndoles una energía renovable, que se obtiene a partir de un producto natural y cuyo sistema de producción hace que disminuya la cantidad de residuos que llegan al ambiente.



Si bien la cantidad de voltaje así obtenida es muy pequeña, se demuestra por los resultados que es posible generar electricidad útil a partir de los desechos de las vacas. 




















ENERGIA HIDROELECTRICA


El agua es uno de los grandes recursos energéticos con que contamos. La energía hidroeléctrica es la que proviene del aprovechamiento de la energía potencial acumulada en el agua y que al caer desde cierta altura se convierte en energía cinética, una vez ha caído, una buena parte de dicha energía cinética se transforma en energía eléctrica por medio de los transformadores conectados a las turbinas. Finalizado el proceso, la electricidad ya está lista para ser distribuida .
La energía hidroeléctrica está dentro del grupo de las llamadas “energías renovables”, es decir, es inagotable, limpia y no contaminante. Como contrapunto, hay que señalar que para su obtención es necesaria la construcción de pantanos que en muchas ocasiones causan un impacto ambiental ya que alteran el ecosistema fluvial y su construcción es costosa.
Aun así, se trata de una de las fuentes de energía más rentables y alrededor del 20% de la energía usada en el mundo proviene de la energía hidroeléctrica, aunque cabe decir que está muy desigualmente repartida, dependiendo de las precipitaciones pluviales de cada zona.
Las instalaciones en las que la energía potencial del agua se transforma en energía eléctrica son las centrales hidroeléctricas”, en ellas el agua que cae a través de un salto geodésico pasa por unas turbinas que transmiten la energía a un alternador convirtiéndola en electricidad. Estas centrales hidroeléctricas varían mucho en capacidad, pueden construirse al aire libre o en caverna. Pueden ser de agua fluyente, de acumulación por bombeo o de embalse. Las hay también mareomotrices que son las que aprovechan la energía de las mareas, corrientes submarinas y movimiento de las olas.

LA ENERGIA EÓLICA... UNA REALIDAD

Es indudable que el progreso económico del pasado siglo fue logrado con base en los combustibles de origen fósil (petróleo y carbón), sobre todo en los países en donde éstos eran muy abundantes y, por consiguiente, de bajo costo. Esas fueron las condiciones que moldearon las características de las sociedades económicamente muy desarrolladas, en ellas los sistemas de transporte individual tienen un mayor estatus sobre el colectivo.

En cuanto a los estilos arquitectónicos de la construcción de edificios prevaleció la apariencia visual sobre la eficiencia energética, con las consiguientes necesidades de uso artificial de calefacción, enfriamiento, alumbrado, etc. En las industrias de uso intensivo de energía, acereras, de aluminio, cementeras, refinación, entre otras, había descuido en los aspectos de conservación energética.

Pero de acuerdo con la sentencia: “Dios siempre perdona, el hombre algunas veces, la naturaleza nunca”, a partir de la década de los cincuenta se empezó a notar un cambio acelerado en el gradiente de concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera, principalmente CO2, producto del uso de los combustibles de origen fósil. Esto conllevó a un incremento gradual en la temperatura promedio anual del mundo, al impedir estos gases la reflexión al espacio exterior de ciertas longitudes de onda de los rayos solares.

Dado que el modelo de crecimiento económico se fundamentaba en el uso de combustibles contaminantes, surgió la duda de si se debía seguir con este mismo modelo. En 1987, se presentó en la ONU el reporte Brundtland, también conocido como “Nuestro Futuro Común”, en el que se alertaba al mundo de la urgencia de que el crecimiento económico de las naciones fuera sustentable, es decir, alcanzar las necesidades del presente sin comprometer el que las futuras generaciones puedan alcanzar las suyas.
Actualmente, el Panel Intergubernamental para el Cambio Climático de las Naciones Unidas ha concluido que se requiere al menos una reducción de 50% de las emisiones de CO2 en el año 2050 comparada con el año 2000, para limitar en el largo plazo el incremento global de la temperatura.
Ante esas circunstancias, no es posible seguir soportando el uso indiscriminado de combustibles que produzcan de forma masiva gases de efecto invernadero, volviendo la vista al uso de fuentes sustentables de energía, entre las que destaca el viento.

La energía eólica (de viento) es la segunda fuente de energía renovable en la producción de electricidad en el mundo después de la hidráulica. En la actualidad, esta energía es la que ha tenido mayor crecimiento con una tasa anual de 28% en los últimos 10 años, lo que refleja sus amables características.

La energía eólica no produce emisiones además de las que resultan de los procesos de manufactura de las turbinas y las torres, y no requiere de agua para su operación normal. Según el Atlas del Potencial Eólico y Solar para un México más Fuerte, publicado por la Secretaría de Energía el pasado 7 de diciembre de 2010, el potencial eólico mexicano -tomando en consideración sólo 10 % del área total con potencial del país y factores de planta superiores a 20%- asciende a 71,000 MW, y con factores de planta mayores a 30% se estima en 11,000 MW; por lo que podemos concluir que México es un país privilegiado en este renglón.
Molino Eólico
No cabe duda de que el futuro de las energías eólicas es, además de promisorio, benéfico para enfrentar el gran reto del siglo XXI: el cambio climático.

martes, 4 de diciembre de 2012

NANOTUBOS DE CARBONO.

Nanotubos de Carbono
Lo último en generación de electricidad

Especialistas del MIT han realizado un importante estudio sobre un fenómeno hasta el momento desconocido. Poderosas y súbitas ondas de energía se producen al cubrir con una capa de combustible un nanotubo de carbono, elemento que a su vez transporta la producción energética. Se trata de una nueva forma de generar electricidad, cuyas aplicaciones concretas aún no se han definido, pero que podrían marcar un nuevo sector de especialización en el campo energético.

El equipo en cuestión, integrado por el profesor asociado del MIT Michael Strano y su equipo de investigación en el área de la nanotecnología, junto al profesor asociado del Royal Melbourne Institute of Technology (Australia) Kourosh Kalantar-Zadeh, estaba trabajando en la medición de la aceleración de una reacción química a lo largo de un nanotubo cuando descubrieron que la reacción generaba potencia. La obra fue titulada “Nanodynamite: Recubiertos nanotubos de combustible podrían proporcionar ráfagas de energía de los sistemas más pequeños” 

Representación de las estructuras de las diversas formas alotrópicas del carbono.adiamantebgrafitoc: diamante hexagonal,dfulereno C60, e: fulereno C540, f: fulereno C70,g: carbono amorfo, y finalmente, h: nanotubo

Para Stephan Roche, del Centro de Investigación en Nanociencia y Nanotecnología de Barcelona, el trabajo del MIT es una forma muy innovadora de convertir energía térmica en energía eléctrica con un rendimiento excepcional. Roche señala que esto ha sido posible gracias a la estructura muy particular de los nanotubos de carbono, así como por sus propiedades de alta conductividad electrónica y térmica. Esas propiedades ya están en el origen de su posible integración futura como elementos de conexiones metálicas en la microelectrónica. Los nanotubos de carbono pueden transportar densidades de corriente de magnitudes superior en comparación con el cobre.

GENERACIÓN DE ENERGÍA A PARTIR DEL SONIDO APLICANDO NANOTECNOLOGÍA.


Esta nueva tecnología podría tener muchas aplicaciones, por ejemplo cargar el celular a través de las conversaciones, o generar electricidad en las carreteras a partir del ruido de los automóviles, etc.. a continuación un esquema del nanogenerador piezoeléctrico basado en nanocables de oxido de Zinc.Una de las grandes aplicaciones de la Nanotecnología es la generación de energía, recientemente investigadores coreanos han descrito un trabajo muy innovador en la que demostraron que es posible aprovechar la energía del sonido  para generar energía eléctrica, y esto basado en que el sonido en el fondo es una forma de energía mecánica que viaja a través de la materia como una vibración en forma de onda, y para poder aprovechar esta energía mecánica, utilizaron nanogeneradores basados en nanocables piezoeléctricos de oxido de zinc, que tienen la particularidad de poseer una mayor sensibilidad, para así poder captar estas pequeñas vibraciones asociadas al sonido. En el experimento se aplicó un sonido de ~100 dB  sobre el nanogenerador, y este registro un potencial de salida de 50 mV.

Energía a partir del sonido

LA ELECTRICIDAD DEL FUTURO


la electricidad en el futuro


Investigadores japoneses de la Universidad de Tecnología de Toyohashi han revelado que han ideado una forma de transmitir de forma inalámbrica suficiente electricidad a través de 10 cm de hormigón, lo que podría ayudar para la alimentación de un vehículo en el futuro.
El sistema crea un campo magnético que induce una corriente eléctrica en el bobinado de las ruedas del coche, transmitiendo así la electricidad.
El equipo fue capaz de pasar 50-60w de potencia a través de 10 cm de hormigón y neumáticos, (por el mismo concreto utilizado para las carreteras de Japón) para alimentar una bombilla de luz.
En la demostración, de tamaño natural neumáticos de automóviles y el mismo hormigón que se utilizan para las vías públicas.
“La eficiencia de transmisión de potencia desde la placa de metal bajo el hormigón a la bombilla unida a la cubierta del neumático, es del 80-90% o superior”.
Un coche en miniatura también se utilizó para la demostración. Sus llantas rodaron, incluso cuando se utilizó un bloque de hormigón de 10 cm de espesor.
La tecnología está todavía en una etapa muy temprana de desarrollo así que no esperes ver los coches eléctricos propulsados por energía eléctrica en las carreteras por el momento.



El sistema, todavía en forma experimental, es capaz de transmitir electricidad para iluminar una bombilla (unos 50-60 Watios) a través de dos bloques de hormigón sobre los que se montan las ruedas del automóvil con una eficiencia de la transmisión del 80%. 





Grafeno, el material del futuro

solcellgrafenEs transparente, flexible, extraordinariamente resistente, impermeable, abundante, económico y conduce la electricidad mejor que ningún otro metal conocido. Hablamos del grafeno, el material que tiene fascinados a científicos y a la industria debido a sus fantásticas propiedades.

Aunque fue sintetizado por primera vez en 2004, saltó a la fama en 2010 cuando sus descubridores, los investigadores de origen ruso Andre Geim (Sochi, 1958) y Konstantin Novoselov (Nizhny Tagil, 1974) recibieron el Premio Nobel de Física. Como ya apuntó entonces Andre Geim, las aplicaciones potenciales del grafeno son tantas que ni siquiera eran capaces de enumerarlas.

Componentes electrónicos hechos de de plástico: una alternativa al silicioPDFImprimirE-mail

Un nuevo desarrollo en la industria de la electrónica, que utiliza materiales orgánicos con capacidad de ser conductores a la electricidad –algo así como "componentes electrónicos de plástico"– permitirá en el futuro fabricar todo tipo de dispositivos flexibles. Puede imaginarse como una nueva electrónica de plástico, un tanto diferente a la electrónica del silicio a la que estamos acostumbrados.
El nuevo material es orgánico y se parece a la pintura que se utiliza para las señales de tráfico en el suelo de las carreteras. A diferencia del silicio, es más flexible porque puede aplicarse como un recubrimiento sobre otros materiales, mientras mantiene sus propiedades. Uno de sus usos típicos sería las pantallas: tan brillantes como las convencionales, podrían enrollarse para guardarse cómodamente.

111plasticoAlgunos de los conceptos que hay detrás de esta invención tienen más de una década, pero hasta ahora no había forma de hacerlo viable debido a que la conductividad de los materiales era insuficiente, demasiado cara o no podía llevarse a cabo en la práctica. Los investigadores han logrado solucionar el problema de la conectividad. Pero en todo este tiempo los investigadores del centro de investigación Fraunhofer han conseguido multiplicar por un millón su conductividad, al tiempo que reducían cien veces la cantidad de material orgánico necesario para el recubrimiento.

El resultado es un recubrimiento ultrafino que actúa como semiconductor, y que se comporta como el silicio en casi todos los aspectos; uno de ellos es su capacidad para emitir luz, otro es que también pueden convertir la luz solar en energía, como las células fotovoltaicas. En ese primer campo se ha avanzado más recientemente e incluso se avanzó en el despliegue a escala industrial de los materiales y alguna de sus aplicaciones prácticas.

Hoy hay empresas que ya están trabajando en crear y comercializar pantallas para teléfonos móviles, tabletas y ordenadores basadas en esta tecnología.






domingo, 2 de diciembre de 2012

AVANCES EN LA ELECTRICIDAD

Se trata de un proceso respetuoso con el medio ambiente que da una nueva utilidad a los residuos orgánicos generados por la actividad humana, sin duda la materia prima más barata de la que disponemos para producir energía.


El uso del biogás, obtenido a partir de la materia orgánica, resulta una opción muy interesante desde el punto de vista ambiental; la biomasa es un recurso renovable que puede utilizarse como materia prima en sustitución de otras fuentes de energía con un mayor impacto sobre el medio ambiente y la salud, como es el caso de los combustibles fósiles. Además, ésta permite evitar la emisión a la atmósfera de gases de efecto invernadero, sobre todo metano, que suelen generarse en cualquier vertedero.
Además, la materia prima tiene un coste relativamente bajo, ya que se reutiliza un residuo y, al mismo tiempo, se reduce la emisión de elementos contaminantes a la atmósfera.
El proceso para la producción de electricidad tiene su comienzo en los vasos donde se depositan los residuos urbanos. Durante su descomposición, estos materiales producen un gas que se recupera a través de pozos y se conduce por una compleja red de tuberías hasta la planta de aprovechamiento energético. Entonces, esta materia es aprovechada y tratada para generar energía eléctrica.
La última fase está destinada a la generación de energía, y finaliza en un centro de transformación. Allí, toda esa electricidad generada se exporta a la red externa de abastecimiento de la compañía eléctrica para que pueda ser consumida.
Esta tecnología tiene un futuro muy amplio. Podrá utilizarse en los basureros para desintegrar toda la basura que generan las grandes ciudades, y así, al ser Convertidores de Plasma tan grandes, también podría generar electricidad para esas mismas ciudades.
Marin Soljacic, profesor e investigador del MIT ha venido trabajando en este sistema de Electricidad Inalámbrica conocido como Wi-tricity (Wireless Electricity).
Usando el principio de resonancia con una baja frecuencia es posible amplificar enormemente la distancia a la cual puede ser llevada un voltaje inducido, lo más importante de esto es que dicho voltaje tiene la suficiente magnitud para el desarrollo de aplicaciones interesantes como encender una bombilla de 60 Watts a más de dos metros de distancia.
Tesla en sus experimentos logró encender una bombilla que sostenía en su mano ubicada a varios kilómetros de una gran bobina Tesla, dicho aparato alimentado a una red eléctrica local, puede tomar su señal y reducir en ella gradualmente la corriente, aumentando enormemente el voltaje, pero las dimensiones del aparato son cercanas a los 25 metros de altura.
  • Habrá muchos tipos de vehículos eléctricos, incluidos el eléctrico híbrido, el vehículo sólo con batería y los vehículos propulsados por células de combustión de hidrógeno, esencialmente una batería alimentada por una fuente externa de hidrógeno. Esos diferentes vehículos podrán aprovisionarse en innumerables fuentes energéticas.                                                                           Las electricidades solar, eólica y nuclear -todas ellas carentes de emisiones de CO2- pueden alimentar la red energética que recargará las baterías. Asimismo, se pueden utilizar esas fuentes energéticas renovables para dividir el agua en hidrógeno e iones de hydroxyl y después utilizar el primero para propulsar las células de combustión de hidrógeno.
  • La capacidad de almacenamiento de la flota de vehículos desempeñará un papel importante en la estabilización de la red energética. No sólo los vehículos propulsados por batería obtendrán corriente de la red eléctrica durante la recarga, sino que, además, cuando estén estacionados, podrán devolver la electricidad suplementaria a la red durante los periodos de mayor demanda.
  • Los vehículos propulsados por electricidad harán posible un nuevo mundo de vehículos "inteligentes", en los que los sistemas de sensores y las comunicaciones de vehículo a vehículo permitirán la protección contra las colisiones, la distribución del tráfico y la dirección remota del vehículo.


Aunque no podemos decir que esta materia tenga capacidad suficiente para sustituir a otras fuentes de energía más contaminantes, es razonable afirmar que la suma de formas sostenibles de generar energía sí puede ser una alternativa real. Todo esfuerzo por impulsar y apoyar nuevas fórmulas contribuirá, por tanto, a encontrar nuevas soluciones más viables al problema energético. La obtención de electricidad a través del biogás de los residuos urbanos se ajusta perfectamente a los criterios definidos para lograr un desarrollo sostenible, dado que el impacto ambiental de la generación de energía es mínimo.






 

Casi nada en comparación a eso es el tamaño de este nuevo sistema, que consta de un transmisor conectado a la red eléctrica y diversos adaptadores para recibir el voltaje inducido, generar en ellos una corriente que alimentará los dispositivos, el aire sirve como dieléctrico y los muros y campos eléctricos de otros dispositivos no crean interferencia o atenuación. Dada la resistencia eléctrica del cuerpo humano y la baja frecuencia usada para crear resonancia, estamos exentos de posibles efectos por el uso de esta tecnología.

El modelo de La Electricidad Inalámbrica (Wi-Tricity) tiene los siguientes elementos para su funcionamiento:
Modelo de Funcionamiento Electricidad Inalámbrica (Wireless Electricity)
1.    Un Convertidor de frecuencia que pasa a una bobina resonante.
2.    Un tomacorriente de pared
3.    Obstáculo
4.    Otra bobina resonante receptora
La corriente eléctrica se convierte a una frecuencia (generalmente a una alta frecuencia) para poder transmitirse y no generar interferencia con otros dispositivos de comunicaciones. Luego pasa por una bobina resonante, la cual su función es la transmisión por el aire conductor, a la espera de un receptor. Su alta frecuencia hace que sobrepase obstáculos tales como una pared y así, el receptor transmite la corriente nuevamente a una carga para completarse el lazo de un circuito eléctrico.


Una de las novedades más interesantes que se perfilan en el horizonte es la nueva generación de automóviles eléctricos.

La nueva era del vehículo eléctrico ejemplifica las importantes oportunidades que podemos aprovechar, mientras avanzamos desde la insostenible era de los combustibles fósiles hasta una nueva era de tecnologías sostenibles.
Sin embargo, la concepción del automóvil de Burns nos recuerda que la transición a la sostenibilidad puede aportar avances reales en la calidad de vida, cosa que es aplicable no sólo a los automóviles, sino también a la elección de sistemas energéticos, diseños de edificios, planificación urbanística y sistemas alimentarios.