Toshiba construye un Micro reactor nuclear 100 veces más pequeño que los actuales

Toshiba ha desarrollado una nueva clase de micro reactores nucleares diseñados para suministrar energía a edificios de apartamentos o a manzanas de casas. El nuevo reactor, que solo mide 6 x 1,82 metros, podría darle un vuelco a la energización de pequeñas comunidades remotas, pequeños negocios o incluso a comunidades de vecinos que en la actualidad se abastecen de la red eléctrica y que desearan un mayor control sobre sus necesidades energéticas.

El reactor de 200 kilovatios desarrollado por Toshiba ha sido diseñado de modo que sea seguro, inocuo, totalmente automático e inmune al sobrecalentamiento. Al contrario que los reactores nucleares tradicionales, el nuevo micro reactor no emplea barras de control para iniciar la reacción. Esta nueva y revolucionaria tecnología usa depósitos de litio-6 líquido, un isótopo que es efectivo en la absorción de neutrones. Las reservas de litio 6 están conectadas a un tubo vertical que se encaja en el núcleo del reactor. La totalidad del proceso es auto-sostenida y puede durar hasta 40 años, produciendo electricidad a solo 5 centavos de dólar el kilovatio hora, aproximadamente la mitad de lo que cuesta en la red eléctrica.

Toshiba espera instalar el primer reactor de esta clase el año que viene en Japón, y comenzará a comercializar el nuevo sistema en Estados Unidos y Europa para el año 2009.

Traducido de Toshiba Builds 100x Smaller Micro Nuclear Reactor

Mirando hacia el espacio en busca de energía

Mientras que las grandes naciones se inquietan por el carbón, el petróleo y el calentamiento global, uno de los países más pequeños en acudir a la conferencia climática de la ONU observaba al cielo en busca de energía.

Muchas de las soluciones propuestas parecen ideas absurdas, pero una de ellas cuenta con el respaldo del Pentágono. Enormes baterías de satélites solares que enviasen haces de energía hacia la superficie de la Tierra para obtener “energía asequible, limpia, segura, constante, sostenible y extensible a toda la humanidad”.

Tommy Remengesau Jr. presidente de una pequeña nación del Pacífico occidental llamada Palaos también está interesado en la idea.

El ministerio de defensa de los EE.UU. cree que mediante este método se podría obtener buena parte de la energía necesaria en las operaciones militares globales efectuadas por el ejército estadounidense. Podría hacerse ya con la tecnología de la que disponemos, dicen los expertos, pero el costo prohibitivo de elevar miles de toneladas de equipamiento hacia el espacio lo hace inviable.

Aquí es donde Palau, un archipiélago de islas diseminadas, habitado por apenas 20.000 personas, entra en acción.

En septiembre de este mismo año, el empresario estadounidense Kevin Reed propuso durante el 58 Congreso Internacional Astronaútico en la Hyderabad, la India, que la Isla deshabitada de Helen en Palaos, sería un punto ideal para realizar una pequeña demostración del proyecto. Una “antena rectificadora” (o rectena) de 80 metros de diámetro recibiría 1 megavatio de energía transmitida a tierra desde un satélite que orbitase a 480 kilómetros sobre el planeta.

Con esa energía se podría abastecer el consumo de 1.000 hogares, pero en esa isla vacía la intención del proyecto sería simplemente comprobar su nivel de seguridad para el resto del mundo.

Reed espera que un consorcio entre EE.UU., Suiza y Alemania comenzará a fabricar los paneles solares ultraligeros dentro de dos años, y creen que para atraer a inversores interesados en el proyecto, lo mejor es poder demostrarles la tecnología: vehículos de lanzamiento, satélites y medios de transmisión. Las estimaciones hablan de unos costes de 800 millones de dólares, y podría estar completado ya en 2012.

Reed trata de convencer al gobierno de Palaos, que hasta el momento se muestra muy receptivo. La energía captada por las baterías de paneles solares, se transmitiría a Tierra en forma de microondas, y una vez llegase a la rectena podría convertirse a electricidad que pudiera utilizarse directamente.

Los satélites de órbita baja, como los propuestos para Palaos, pasarían sobre la isla cada 90 minutos más o menos, transmitiendo energía a la rectena durante tal vez cinco minutos, lo cual requeriría la presencia de baterías de almacenaje de largo plazo o el empleo inmediato de la misma.

Hasta el momento, la mayoría de los estudios de esta clase se centraban en satélites geoestacionarios que orbitasen la Tierra desde 36.000 kilómetros siempre sobre la misma localización, lo que le permitiría un flujo constante de energía.

La escala de esta ensoñación es enorme; la nasa estudia crear matrices de paneles solares con un tamaño de 4,8 x 9,6 kilómetros, transmitiendo energía a rectenas con un tamaño similar en la Tierra. Cada uno de estos mega-orbitadores produciría 5 megavatios de potencia, más del doble de la obtenida por la Presa Hoover.

¿Pero serían seguros estos haces?

Patrick Collins de la Universidad Azabu en Japón, que participó en los estudios realizados por el gobierno nipón en energía espacial, cree que un haz de baja potencia, a causa de su amplitud, podría de ser igual de peligroso que la energía que emana por la puerta de un microondas. Los haces enviados por los satélites gigantes probablemente deberían seguir unas medidas de precaución, por ejemplo establecer zonas libres de navegación aérea y áreas deshabitadas en el suelo en las zonas de recepción.

El coste cada vez más elevado del petroleo y el miedo al calentamiento global, llevarán a que la gente observe a la energía espacial de forma más seria. Las implicaciones prácticas con respecto al calentamiento global son muy claras, básicamente se obtiene energía ilimitada libre de carbono. Lo único que hay que conseguir es que el proceso sea eficiente a nivel de costos. Puede sonar a ciencia ficción, pero los expertos creen que para comienzos del siglo que viene (tal vez primero), no será extraño conseguir grandes caudales energéticos desde el espacio.

Resumido de ‘Drilling Up’ Into Space for Energy (por Charles J. Hanley para Associated Press)

Nanotecnología de hace dos milenios para lograr las espadas más afiladas de la historia

Las espadas de Damasco - lo bastante afiladas como para cortar en dos un trozo de seda que cae, lo bastante fuerte como para dividir las piedras sin esfuerzo - deben sus legendarias cualidades a los nanotubos de carbono, tal y como acaba de afirmar Robert Curl, químico laureado con el premio Nóbel.

Los filos empleaban el, así llamado, acero wootz, fundido con una técnica desarrollada hace 2.000 años en la India, donde los artesanos añadían madera y otros restos orgánicos a sus hornos. El acero resultante, impregnado en carbono, era muy duro pero flexible, y pronto fue celebrado a lo largo y ancho del mundo antiguo.

Tal vez porque el mineral rico en tungsteno empleado para hacer el acero wootz se agotó, la fabricación de las espadas de Damasco se detuvo durante el siglo XVIII. Las técnicas desaparecieron de los hornos de los herreros. Los modernos estudioso de la metalurgia, intentaron una y otra vez recrear la fabricación de estos sables, pero no tuvieron éxito. Luego, hace poco más de un año, científicos alemanes explicaron el por qué de dicha dificultad: el acero wootz estaba repleto de nanotubos de carbono, un milagroso material “descubierto” en 1991. Algunos químicos discutieron que el acero normal pudiese poseer estos nanotubos, pero ahora el profesor Curl, en conferencia en el recientemente concluído Congraso Científico de la India, se ha alineado con los alemanes.

El pionero ciberpunk Neal Stephenson, más tarde reconvertido en un adicto a la historia, describió la manufactura del acero wootz en su obra “La Confusión”, segunda parte de su frustrante, estimulante e inspirado en la historia, ciclo Barroco.

Traducido de Nanotech Used 2000 Years Ago to Make History’s Sharpest Swords (autor: Brandon Keim)

A2: La aeronave hipersónica que empleará hidrógeno

Imagen cortesía de Nick Kaloterakis para Popular Science

Volar nunca será más rápido – ni más ecológico. Ese es el mensaje con el que la empresa británica Reaction Engines Ltd espera ganarse el corazón de sus clientes, una vez que viajen en su aeronave impulsada por hidrógeno A2. Financiada parcialmente por una subvención del programa Lapcat (Tecnologías y Conceptos de Propulsión Avanzada a Largo Plazo) de la Unión Europea; este concepto de nave, que alcanzará el Mach-5 o 5.472 Km/h, sería en muchos aspectos el sucesor del antiguo Concorde. Difiere de este último en dos aspectos importantes: la autonomía y la eficiencia de los motores.

Tal y como informa Michael Belfiore en Popular Science, el A2 está diseñado para llevar a 300 personas desde Bruselas a Sydney en menos de 4 horas. El ultraveloz avión se beneficiará de un motor de 2 modos (sistemas de propulsión por turbojet y ramjet) lo que lo hará extremadamente eficiente a velocidades bajas y capaz de alcanzar enormes velocidades con gran facilidad. Empleados en rápida sucesión, estos dos modos permitirán que el A2 salte de forma consistente de Mach-2.5 a Mach-5; un sistema de refrigeración que envolverá a los motores – y que incluirá un compresor de turbina extra – evitará que las turbinas se calienten demasiado.

Aparte de las dificultades del reto que supone diseñar la nave final, los ingenieros de Reaction Engines tendrán que encontrar la forma de producir a gran escala el hidrógeno que se empleará como combustible, sin emitir CO2 en el proceso. Ciertamente, esperar que la nave termine siendo verdaderamente “libre de emisiones” en un futuro cercano parece demasiado complicado; sin embargo, si Reaction Engines logra llevar a cabo con éxito esta tarea, sus ingenieros habrán avanzado un largo trecho en hacer que volar sea un asunto más limpio.

Lentes de contacto con circuitos y luces, posible plataforma para una visión suprahumana

Algunos personajes de las películas como Terminator o la Mujer Biónica usan ojos biónicos para hacer un zoom de las escenas que suceden a lo lejos, muestran datos útiles superpuestos a su campo de visión, o recrean puntos de mira virtuales. Fuera de la pantalla, se han propuesto estos dispositivos virtuales para propósitos más prácticos, como las de ayudas a la visión de las personas con minusvalías, paneles de control holográficos para conducir, e incluso como una forma de poder navegar por la red mientras se va por ahí.

El dispositivo que lograra hacer todo esto podría ser muy familiar. Ingenieros de la Universidad de Washington (UW) han usado por primera vez técnicas de fabricación a escala microscópica para combinar una lente de contacto que sea al mismo tiempo biológicamente segura y flexible, y que incorpore un circuito electrónico impreso e iluminación.

“Observando a través de una lente completada, podrías ver lo que el visor está generando de forma superpuesta al mundo exterior”, comenta Babak Parviz, profesor asistente de ingeniería eléctrica en la UW. “Este es un pequeño paso hacia ese objetivo, pero creo que es extremadamente prometedor”. Harvey Ho, antiguo estudiante de graduado de Parviz que en la actualidad trabaja en los laboratorios nacionales de Sandía en Livermore (California), ha presentado hoy los resultados en la conferencia internacional sobre microsistemas electromecánicos organizada por el Instituto de Ingeniería Eléctrica y Electrónica (IEEE). Otros coautores son Ehsan Saeedi y Samuel Kim del departamento de ingeniería eléctrica de la UW, y Tueng Shen del departamento oftalmológico del centro médico de la UW.

Existen múltiples utilidades posibles para estos visores virtuales. Los conductores o pilotos podrían ver la velocidad del vehículo proyectada sobre el parabrisas. Las compañías de vídeojuegos podrían usar las lentes de contacto para sumergir completamente a los jugadores en un mundo virtual, sin restringir por ello su libertad de movimientos. Y en cuanto a las comunicaciones, la gente que viajase podría navegar por internet a través de una pantalla virtual que flotase en medio del aire y que solo ellos fueran capaces de ver.

“La gente podría encontrarle toda clase de aplicaciones en las que ni siquiera hemos pensado. Nuestro objetivo es demostrar que la tecnología básica puede funcionar y asegurarnos de que lo hace correctamente y de forma segura”, comenta Parviz, que dirige al grupo multidisciplinar en la UW que desarrolla las lentes de contacto electrónicas.

El dispositivo prototípico contiene un circuito eléctrico, así como diodos emisores de luz para el visor, aunque aún no lo han probado en humanos. Las lentes se han probado en conejos durante períodos de hasta 20 minutos, y los animales no han mostrado efectos adversos.

Idealmente, colocarse o quitarse el ojo biónica debería ser tan fácil como ponerse o sacarse una lente de contacto normal, y una vez colocada el portador no debería percibir que el dispositivo está ahí, comenta Parviz.

Construir estas lentes fue todo un reto porque los materiales que son seguros para su uso corporal, como la materia orgánica flexible que se emplea en las lentes de contacto, son delicadas. Fabricar circuitos eléctricos, sin embargo, implica el uso de materiales inorgánicos, temperaturas elevadas y compuestos químicos tóxicos. Los investigadores fabricaron los circuitos a partir de capas de metal de solo unos pocos nanómetros de grosor (apenas una milésima del grosor de un cabello humano) y construyeron los diodos emisores de luz con una longitud de un tercio de milímetro. Luego rociaron el polvo grisáceo de los componentes eléctricos en el interior de una lámina de plástico flexible. La forma de cada diminuto componente dicta que piezas se pueden conectar entre si, una técnica de microfabricación conocida como auto-ensamblado. Fuerzas capilares, el mismo tipo de fuerza que mueve el agua a través de las raíces de una planta, y que hace que el reborde superior de un vaso repleto de agua se curve hacia arriba, coloca las piezas en posición.

El prototipo de la lente de contacto no corrige la visión del portador, pero la técnica podría emplearse sobre lentes correctoras, afirma Parviz. Y todos sus utensilios no obstruirán la visión de la persona.

“Existe un gran área fuera de la parte transparente del ojo que puede usarse para ubicar la instrumentación”, comenta Parviz. Las futuras mejoras añadirán comunicación sin cables hasta y desde las lentes. Los investigadores esperan dotar de energía al sistema empleando una combinación de radio-frecuencia y células solares ubicadas en la propia lente, comentó Parviz.

Habrá que esperar aún para contar con un dispositivo plenamente funcional, pero una versión mucho más básica, con un visor de unos pocos píxels, podría estar operativa “muy rápidamente”, según afirmó Parviz.

Traducido de Contact lenses with circuits, lights a possible platform for superhuman vision

Piel sintética para brazos robóticos

No basta con tener brazos artificiales, controlados al milímetro, con los que poder escribir a máquina y tocar el piano igual de fácilmente que con las manos orgánicas. Una investigación financiada por el Pentágono pretende que los brazos protésicos sean capaces de sentir igual que los reales, así que se han puesto a crear parches de piel sintética que envíen señales sensitivas directamente al cerebro.

El proyecto es parte de un programa revolucionario en prótesis financiado por la Agencia de Investigación de Proyectos Avanzados de Defensa (DARPA), y su intención es la de construir, ya para el año 2010, brazos mecánicos ligeros que puedan tocar y sentir de un modo similar a los reales, enviando señales al cerebro de las personas que han sufrido amputaciones, y que respondan al control directo del cerebro.

Jesse Sullivan, que sufrió una doble amputación de sus brazos, aparece en el vídeo superior haciendo una demostración de un prototipo actual de brazo biónico en la conferencia DARPATech que tuvo lugar el pasado mes de agosto de 2007. Sullivan puede hacer pirámides con vasos de plástico y sacar una tarjeta de crédito de su bolsillo - aparentemente tareas sencillas, pero que requieren una retroalimentación complicada entre las terminaciones nerviosas de la piel, las neuronas del cerebro y los músculos. El prototipo, al que no se la ha dado un acabado enbellecido (de ahí su apariencia extremadamente mecánica) cuenta con 80 sensores individuales basados en silicio en las puntas de los dedos para dar información táctil, de temperatura y de posición al cerebro.

La nueva piel artificial incorporará muchos más sensores, y cubrirá las partes metálicas de la prótesis, dándole una apariencia mucho más natural. La piel, compuesta de un polímero elástico llamado poliamida al que se le han incrustado diminutos nanotubos de carbono, es flexible, estirable, ligero y firme. Este polímero, que se diseñó inicialmente para fabricar sensores de presión para aviones, es duradero, resiste a las altas temperaturas y es piezoeléctrico. Esto último quiere decir que genera electricidad en respuesta a la presión o a la fuerza, de modo que quien lleve estás prótesis podrá medir la presión que se aplica a su superficie. Los nanotubos de carbono mejoran la piezoelectricidad de la poliamida al tiempo que dan más resistencia al polímero.

Se añadirán sensores de temperatura bajo la capa de poliamida. El truco consiste en transferir el calor todo lo rápido que se pueda desde la superficie del polímero a los sensores. De nuevo, los nanotubos de carbono - que conducen el calor a su través excepcionalmente bien - jugarán un papel fundamental. La intención de los científicos es crear polímeros con nanotubos embebidos que conduzcan el calor igual de bien que los tejidos humanos, para ello impregnarán el polímero con una matriz de nanotubos alineados verticalmente que se ocuparán de transferir el calor desde la superficie de la piel a los sensores que hay bajo ella. Investigaciones realizadas en el año 2006 demostraron que los impulsos de calor viajan 20 veces más rápido en polímeros que contengan una rejilla de nanotubos, que en polímeros puros.

Traducido de Synth Skin for Robo-Limbs (Autor: Noah Shachtman).

Desarrollan batería de ión-litio 10 veces más potente

Científicos de la Universidad de Stanford, dirigidos por Yi Cui, profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales, han desarrollado una batería de litio que puede almacenar 10 veces la carga de una batería normal ión-Li. Con ella, la autonomía de los portátiles (por ejemplo) pasaría de 2 a 20 horas, y esta tecnología podría aplicarse también a cámaras digitales, teléfonos móviles, reproductores mp3 y coches eléctricos.

Las baterías de ión-Li actuales emplean un ánodo basado en el carbono, sobre el que se deposita el litio en el que se almacena la carga. Sin embargo, los ánodos fabricados con silicio pueden almacenar una cantidad de litio 10 veces superior. Hasta el momento, la mayoría de las configuraciones realizadas con silicio se degradban rápidamente con cada ciclo de recarga a causa de la expansión y contracción.

Pero ahora, empleando nanotecnología, se pueden realizar nanocables de silicio (véase foto). Los investigadores dicen que el diámetro de uno de estos cables es mil veces menor que el grosor de una hoja de papel, y mediante un proceso que acaban de patentar, logran que el lítio se almacene sobre cada uno de estos nanocables durante la operación de carga, lo cual les hace crecer un 400% sin fracturarse.

El equipo ha publicado su hallazgo en la edición online del 16 de diciembre de la revista Nature Nanotechnology.

Resumido de Stanford’s nanowire battery holds 10 times the charge of existing ones