Arena “a prueba de agua” la última arma anti-desertización

Se ha tardado siete años, pero al final el sueño de Shaikh Zayed Bin Sultan Al Nahyan, antiguo presidente de los Emiratos Árabes Unidos (EAU), de hacer de su país un desierto verde, está algo más cerca.Según la Agencia Medioambiental de Abu Dhabi, este mandatario se enfrentó al problema de la escasez de agua de forma lenta y paciente, construyendo enormes presas para recolectar el agua de lluvia, y creando vastos sistemas de irrigación y recuperación de agua empleando el sistema del goteo.
Ahora el ingeniero emiratí Fahd Mohammad Saeed Hareb, y su empresa familiar Materiales Hidrofóbicos DIME, se han unido al científico alemán Helmut F. Schulze, no solo para hacer más verdes los EAU, sino para reducir el consumo de agua hasta en tres cuartas partes. Para ello, ambos técnicos trabajan con un socio comercial llamado Marco Russ, de la empresa Flexon Trading Middle East.
La intención de este trío de entusiastas es detener la desertificación y ofrecer una nueva vida a los granjeros y residentes, manteniendo la humedad de los suelos y por tanto incentivando el crecimiento de las plantas en unas condiciones de aridez desértica extrema. ¿Cómo van a hacerlo? Con la ayuda de la arena hidrofóbica creada por DIME, la cual según sus creadores es muy sencilla de utilizar.
El pan consiste en extender una capa de 10 centímetros de espesor de este material hidrofóbico por debajo del típico suelo arenoso del desierto, de modo que esta capa detenga la filtración del agua de lluvia hacia las profundidades del subsuelo, justo a la altura a la que se encuentran las raíces de las plantas. De este modo el agua no se escapará, y las plantas se beneficiarán de su presencia constante.
Con esta técnica, los cultivos tradicionales del desierto (que necesitan ser irrigados 5 o 6 veces al día) se benefician de una reducción en el aporte acuífero de hasta un 75%.
Además de aislar el suelo para que el agua no escape hacia abajo, esta arena también actúa evitando que la salinidad típica de la arena se mueva hacia arriba, llegando a las raíces de las plantas y matándolas con su corrosión.
Cuando se les pregunta sobre la naturaleza del aislante que hace hidrofóbica a esta arena (llamado SP-HFS 1609) los tres implicados prefieren mantenerlo en secreto por motivos comerciales. Solo dicen que es un material realmente ultra delgado, y que cada grano de su arena (obtenida originalmente del desierto) está totalmente recubierto por él. El artículo publicado en Nanowerk apunta a que probablemente se trate de algún compuesto de sílice.
Pero ¿es segura con el medio ambiente esta arena? Bueno, al menos la Agencia Federal de Medioambiente alemana (FEA) no ha puesto ninguna objeción y ha certificado el producto como ecológicamente seguro. La capacidad de producción de la fábrica es de 3.000 toneladas de arena al día. De momento ya han captado el interés del gobierno local de Dubai, que pretende pasar de su actual 3,7% de suelo cultivado a un 8% en el año 2015.
Pero para eso, antes tendrá que pasar por la batería de pruebas a la que está siendo sometida. Entre otras instituciones, la Universidad Al Ain de los EAU está iniciando pruebas con arroz para ver si puede ser cultivado con éxito en condiciones desérticas. Si lo consiguen, dado la tradicional necesidad de agua de este cultivo, plantado normalmente en suelos empapados, el experimento serán un éxito sin precedentes.
De momento, y en pruebas ya finalizadas realizadas con palmeras y hierbas de origen extranjero, se apreció un incremento del 25% en las raíces de las plantas cultivadas sobre arena hidrofóbica, en comparación con las plantas cultivadas en suelo no tratado.
Fuente: Nanowerk

Nanotubos de carbono podrían remplazar al platino en las pilas de combustible

El viejo chiste sobre coches de hidrógeno sostiene que aún quedan 10 años para su llegada, y que así será por siempre. La irrupción de esta tecnología se ha visto una y otra vez retrasada por los altos costes de las pilas de combustible, ya que el componente clave es el platino. Ahora un investigador de la Universidad de Dayton llamado Liming Dai ha descubierto una forma de reducir drásticamente estos costes empleando nanotubos de carbono en lugar de ese caro metal precioso. [Technology Review].Este investigador descubrió que empaquetados de forma apretada y alineando verticalmente nanotubos de carbono dopados con nitrógeno, se obtenía un catalizador más efectivo que el platino. Este metal se usa de forma habitual para ayudar al oxígeno a reaccionar dentro de la pila de combustible. Esta es una etapa clave en el ciclo de las pilas de combustible. En lugar de quemar combustible para crear calor que mueva una turbina, las pilas de combustible convierten energía química directamente en un flujo de electricidad. El gas hidrógeno, por ejemplo, se bombea a través de un electrodo (el ánodo), donde se divide en sus electrones y protones constituyentes. Después los electrones abandonan el ánodo, suministrando energía eléctrica, mientras que los protones se difuminan a través de la pila. Tanto los electrones como los protones acaban en un segundo electrodo (el cátodo), donde se combinan con el oxígeno para formar agua. [New Scientist].
Esta segunda reacción es muy lenta, de modo que los ingenieros han diseñado cátodos hechos con materiales que actúan como catalizadores químicos y que aceleran la reacción. Hasta ahora, el platino se consideraba el mejor catalizador, pero ahora los nanotubos de carbono con trazas de nitrógeno (el ingrediente crítico) han hecho que el preciado metal muerda el polvo.
En sus experimentos, según se informa en Science [suscripción necesaria], los investigadores descubrieron que la configuración de nanotubos producía cuatro veces más corriente eléctrica que una pila de combustible que usase platino, Dai sostiene también que los nanotubos de carbono, conocidos por su robustez mecánica y eléctrica, podrían superar otros de los inconvenientes asociados al platino. El monóxido de carbono se puede pegar a la superficie del platino haciéndolo menos efectivo. Además el platino no es muy duradero, y sus propiedades se degradan con el tiempo. “Los nanotubos de carbono tienen una estabilidad operativa de larga duración y no sufren la polución del monóxido de carbono”, comenta Dai. [Technology Review].
Las pruebas de laboratorio se realizaron con un tipo de pila de combustible sumamente eficiente conocida como pila de combustible alcalina. Estas pilas se habían visto limitadas hasta ahora a la generación eléctrica en naves espaciales, pero este nuevo avance podría abrirles las puertas del mercado de la automoción. [Technology Review]. Los prototipos de coches activados por hidrógeno han venido usando pilas de combustible de membrana de electrolito de polímero (PEM), pero Dai cree que el catalizador de nanotubos podría funcionar en ellas igual de bien. Y a pesar de que en la actualidad los nanotubos de carbono son caros de fabricar, Dai cree que pronto serán comercialmente viables para su uso en pilas de combustible. “Desde 1990 el coste de producir nanotubos de carbono se ha reducido 100 veces, y se espera que el precio de manufacturación siga cayendo. Por otro lado, el platino es un recurso finito, en la naturaleza existen reservas limitadas de este metal”, añadió. [Chemistry World]
Visto en Carbon Nanotubes Could Replace Platinum and Lead to Affordable Hydrogen Cars (Autora: Eliza Strickland).
Crédito imagen: St Stev

VW equipará a sus futuros coches con sistemas de recuperación de calor

La página web de la Sociedad Termoeléctrica Internacional informó acerca de la presentación por parte de Volkswagen de un prototipo de vehículo equipado con un generador termoléctrico, el cual recupera la energía disipada en forma de calor convirtiéndola en electricidad. Este prototipo había sido mostrado por primera vez en Berlín, el pasado mes de octubre de 2008, durante un acto dedicado a la termoelectricidad aplicada a la automoción.
Supuestamente, este generador termoeléctrico es capaz de obtener casi 600W del motor de un coche que circule por una autopista, lo cual sirve para alimentar hasta el 30% de las necesidades eléctricas de consumo del vehículo. Hasta el momento, los generadores termoeléctricos no han sido encastrados en coches híbridos, pero VW dice que su diseño actual podría ahorrar hasta un 5% del consumo de combustible (no 5L/100Km, sino el 5% de 5L).BMW y DLR (empresa aerospacial alemana) compitieron también con VW mostrando un sistema de producción de 200W. Según ellos el sistema se usó durante más de 12.000 kilómetros. Amba empresas integrarán generadores termoelécricos en sus futuros vehículos de gasolina. BMW incluso tiene planeado integrarlos en sus automóviles de la serie 5 para los años 2010 - 2014.
Estas innovaciones serán de gran utilidad también si se usan correctamente en vehículos híbridos, ya que se podrían usar este tipo de sistemas para cargar la batería del vehículo, lo cual sería de mayor utilidad que usar ese aporte extra de electricidad solo con los sistemas de aire acondicionado e iluminación.
Visto en GreenOptimistic

¿Hacia los ordenadores térmicos?

Dos físicos asiáticos (Lei Wang de la Universidad de Renmin en China, y Bao Wen Li de la Universidad Nacional de Singapore) especialistas en un nuevo campo llamado “fonónica”, afirman que el calor producido por un procesador podría aprovecharse para añadirlo a su potencia de cálculo.“Procesar datos codificados empleando fotones - computación fotónica - es un ejemplo claro, y en el año 2007 los investigadores construyeron el primer transistor óptico operativo. Pero ahora la idea de emplear computación térmica se está haciendo cada vez más popular entre los físicos de aplicaciones. El calor viaja a través de materiales sólidos por medio de los fonones - las ondulaciones de vibración que pasan a través de una serie de átomos. Estas ondulaciones pueden usarse para enviar y almacenar datos de forma digital: una temperatura se lee como 0 o “apagado”, mientras que una segunda temperatura es interpretada como 1 o “encendido”. Si la memoria térmica está bien aislada, puede mantener las temperaturas - o lo que es lo mismo, los datos - de forma intacta durante un período largo”.
El problema al parecer es que los lectores de temperatura (osea el “termómetro lector”) alteraba las temperaturas al acceder a los átomos, bien fuera enfriándolos o calentándolos. Para solucionar este inconveniente, Wang y Wen Li encontraron un diseño que explotaba el hecho de que (téoricamente) algunos materiales solo pueden intercambiar calor cuando se encuentran a temperaturas similares. Empleando dos de estos materiales en las cabezas lectoras, uno que se mantiene siempre frío y otro caliente, ambos físicos diseñaron una puerta lógica térmica, y detallaron sus hallazgos en la revista Physical Review Letter.
Resumido de New Scientist
Crédito imagen: Ice Cubs