Aviones espía capaces de “robar” energía

Leo en newscientist acerca de un sorprendente proyecto; un pequeño avión espía teledirigido capaz de obtener su energía de las líneas eléctricas que encuentre en su camino.

La idea viene del Air Force Research Lab (AFRL). Originariamente se trataba de diseñar un pequeño avión espía teledirigido, con una envergadura de en torno a un metro, pero se tropezaron con el problema del reabastecimiento en vuelo, para poder extender la autonomía de estos pequeños aviones.

Para solucionar el problema, el AFRL ha concebido un avión propulsado por energía eléctrica que es capaz de recargar sus baterías acoplandose a cualquier línea eléctrica que encuentre en su camino; ademas, el avión será capaz de modificar su aspecto para parecer un pedazo de basura colgado del cable.

El primer paso en este proyecto de investigación es conseguir que el avión, que volará a 74 km/h, pueda acertar en el cable sin destrozarse.

El siguiente paso es hacer que el avión pueda plegar sus alas para adoptar el aspecto de un pedazo de basura arrastrado por el viento. El DARPA ya dispone de buena parte de la tecnología necesaria para esta transformación, que incluye “pieles deslizantes” hechas de fibra de carbono, que permitirán al avión cambiar de aspecto y alas telescópicas que podrán plegarse y desplegarse en segundos.

El problema que presenta un avión de este tipo es la posibilidad de provocar fallos e las líneas eléctricas; así, al posarse sobre una línea de tensión media podría provocar un cortocircuito, provocando su desconexión. Si se posara sobre una línea de ata tensión, los problemas podrían ser aún mas graves.

A pesar de estos problemas, el AFRL espera comenzar los vuelos de prueba en el 2008.

Diseñan un barco que obtiene su energía de las olas

La viabilidad del aprovechamiento de la energía de las olas para generar electricidad, podría estar a la vuelta de la esquina. Pero hay una aplicación para esta potencia de las olas que simplemente parece más lógica que otras: la creación de un barco, pero aún así yo no había visto nunca un diseño al respecto, y mucho menos un prototipo.

Pero bueno, esos días se acabaron. Y aquí tenemos el Suntory Mermaid, y a su capitán Kenichi Horie. Este barco irá de Hawaii a Japón en cosa de dos o tres meses, usando solo el poder de las olas para propulsarse. Esos paneles solares en el techo, si es que te lo estás preguntando, son solo para suministrar energía a los aparatos electrónicos de su interior.

A medida que las olas pasan bajo el barco, dos aletas en la parte trasera se alzan y caen, convirtiendo la energía de las olas en “golpes de cola al estilo delfín”. Las olas impulsarán al barco a una velocidad máxima de 5 nudos… no es algo de lo que realmente se pueda estar orgulloso, pero estamos hablando del primero de su clase. (Me pregunto si no se podría mejorar el diseño añadiéndole una cometa).

Un bote con motor diésel haría el mismo viaje dos o tres veces más rápido, pero el mero hecho de que exista un objeto en movimiento que sea capaz de aprovechar la energía undimotriz de un modo efectivo es algo que a mi me habría parecido imposible.

La pregunta real es si con esta técnica existe alguna ventaja sobre la navegación a vela. Los barcos a vela, después de todo, ya cuentan con una tecnología bien desarrollada, y hablamos de una fuente de energía igualmente renovable.

Vía Inhabitat

Traducido de Duh! Powering Boats with Waves (autor: Hank Green)

La computación cuántica (I)

La computación cuántica es un paradigma de computación distinto al de la clásica. Es una de las áreas más estudiadas en la investigación y que probablemente revolucione más nuestra vida actual, este área aprovecha las propiedades del mundo cuántico para aumentar la eficacia y eficiencia de los ordenadores, en cuanto a computación se refiere; en cuanto se consiguiera realizar el computador cuántico, todos los sistemas de seguridad informática actuales quedarían obsoletos ya que estas nuevas computadoras serían muy seguras debido a sus propiedades cuánticas. La computación cuántica no solo mejorará la seguridad de la información, sino que el tamaño de los ordenadores será muchísimo menor al del actual, se podrían resolver una cantidad mayor de problemas nuevos gracias a una mayor capacidad de computación. Aunque todo esto todavía queda un poco lejos dadas las dificultades técnicas .

¿Qué significa esto? Se refiere a los fenómenos que tendrá que enfrentar la tecnología de las computadoras cuando el tamaño de sus componentes (transistores, circuitos, etc.) rebase un límite inferior determinado, para el que las leyes de la física son fundamentalmente diferentes a las que se aplican en el mundo macroscópico.

Aproximadamente cada dos años, la velocidad y la capacidad de almacenamiento de las computadoras se han venido duplicando; esto ha venido acompañado de una miniaturización del componente fundamental del hardware: el transistor. Actualmente por ejemplo, IBM puede fabricar chips (circuitos integrados de la computadora) de un cuarto de micrón (un micrón es una millonésima de metro), conteniendo cerca de 200 millones de transistores.

Sin embargo, a ésta escala las leyes de la física clásica siguen siendo válidas, y el transistor puede seguir siendo tratado como un objeto que responde a leyes clásicas, en base a las cuales están construidas todas las computadoras actualmente. Pero de seguir la tendencia en la reducción en el tamaño de los componentes, tendremos muy probablemente que enfrentarnos con las leyes cuánticas, cuando el tamaño de éstos alcance niveles atómicos.

Desarrollo: una computadora cuántica hace uso del uso en paralelo mediante el empleo de bits cuánticos (qubits): un qubit es la extensión cuántica de un bit, es decir en una computadora tradicional, el código es binario, 0 ó 1, pero dado el carácter cuántico de los átomos, además de los estados 0 y 1 de un átomo existirían estados mezcla, es decir una superposición de los estados 0 y 1, se está trabajando en el campo de los semiconductores para conseguir meter más iones en las trampas cuánticas. Es como si el qubit existiera en dos universos paralelos: en uno como 0 y en el otro como 1, una misma operación efectuada sobre un qubit se realizará en forma simultánea en ambos universos (sobre ambos valores), mientras mayor sea el número de qubits utilizados, el número de universos posibles también aumenta.

Ciertamente, nuestro resultado estará representado por un solo valor que corresponderá a un estado de nuestro sistema de qubits.

LA LUZ DE LOS NANOTUBOS DE CARBONO

Era cuestión de tiempo que los nanotubos de carbono llegaran a la televisión. No lo harán por ser famosos, que lo son al menos en la esfera científica, sino para formar parte de las pantallas sustituyendo a las actuales de LCD. Esto está basado en la propiedad del los nanotubos de emitir luz.

Nanotubos de carbono. Fuentes: www.students.chem.tue.nl, www.wtec.org ,www.wtec.org

Y es que Samsung y más concretamente el laboratorio del gigante coreano, Samsung Advanced Institute of Technology, ha fabricado un prototipo de televisor LCD de 15 pulgadas en el que utilizan nanotubos de carbono como sustitutos de las fuentes convencionales de luz para formar la imagen, es decir, los LEDS. La principal ventaja que se derivaría de esta aplicación sería una bajada considerable del precio del producto.

No es la primera vez que Samsung experimenta con los nantotubos de carbono, de hecho, hace unos años lo intentó con la tecnología denominada FED (field-emited-displays) basada en el bombardeo electrónico por parte de los nanotubos de una pantalla fosforescente. Es una tecnología similar al tubo catódico pero con la que se podrían obtener mejores resoluciones y calidad de imagen que con una pantalla de LCD o de plasma.

Por otro lado, otras compañías del sector también han construido prototipos para sustituir las pantallas actuales aumentando su resolución y calidad. Así, Toshiba y Canon investigan en la tecnología SED, stands for surface-conduction electron-emitter display, (http://news.zdnet.com/2100-9584-6047405.html ) en la que los electrones son filtrados en una matriz de cientos de puntos de sólo unos cuantos nanometros de ancho, lo que permite a los electrones iluminar una pantalla. Pero, estas propuestas no han podido competir con las pantallas basadas en nanotubos de carbono, ya que necesitan líneas de producción nuevas en las fábricas, lo que encarece mucho su precio final, además sus creadores no contaron con la tendencia a la baja del precio que están sufriendo los LCD’s convencionales, lo que hace esta propuesta aún menos competitiva.

Hasta hace relativamente poco, exactamente alrededor de 2003, no se conocía la propiedad de los nanotubos de carbono de emitir luz (http://physicsworld.com/cws/article/news/17407 ), hasta que los investigadores de IBM (http://www.research.ibm.com/ ) la obtuvieron al hacer pasar una corriente a través de ellos, esto no sólo revolucionará el mundo de la imagen, sino que permitirá construir dispositivos optoelectrónicos ultra pequeños para componentes de comunicación de alta velocidad.

España exporta tecnología sostenible a EE.UU.

España no solo exporta a los Estados Unidos actores con talento o jugadores de baloncesto, también les vende tecnología en energías renovables. Soy testigo en primera persona, pues prácticamente cada semana despacho en la aduana de Avilés, tramos de torres eólicas fabricadas por Gamesa Eólica, con destino a Fairles Hills, área de Philadelphia (Pennsylvania). Por eso no me ha sorprendido demasiado la noticia de que, Abengoa Solar, en colaboración con la Empresa de Servicio Público del estado de Arizona (APS), haya anunciado recientemente la construcción en aquel país de la mayor planta de energía solar del mundo.

La enorme planta solar, llamada Solana (véase representación artística) suministrará energía eléctrica a 70.000 hogares, y su construcción finalizará en el año 2011. Además, no empleará paneles solares (cuyo proceso de fabricación es lento y contaminante), sino que montarán enormes baterías de espejos concentradores que harán incidir los rayos del sol sobre depósitos contenedores de agua. El calor producido hará evaporarse al agua del depósito, y a su vez este vapor activará a una turbina generando electricidad.

En este artículo de Inhabitat, advierten no obstante de las dificultades políticas por las que puede pasar el proyecto, ya que a finales de este mismo año expira un crédito concedido por el Congreso para el desarrollo de energías limpias, que en caso de no ser renovado hará inviable la construcción de la planta.

¿Energía solar ilimitada a partir del océano?

A finales del siglo XIX, el físico francés Jacques Arsene d’Arsonval propuso un método para generar electricidad que empleaba el mar como un colector gigante de energía solar. Se cree que esta tecnología, llamada “Conversión de Energía Termal Oceánica” (OTEC por sus siglas en inglés) podría permitir el establecimiento de un sistema eficiente de almacenamiento de energía a lo largo y ancho del mundo, suministrando un flujo energético lo bastante grande como para satisfacer las necesidades del planeta.

El OTEC se basa en la idea de explotar las diferencias de temperatura entre las aguas profundas y superficiales, para de este modo generar potencia eléctrica. Las aguas poco profundas del océano pueden llegar a calentarse hasta los 29ºC en los trópicos. Solo un kilómetro por debajo de estas cálidas aguas, la temperatura es significativamente más baja, con caídas frecuentes por debajo de los 5ºC. Estas diferencias extremas de temperatura se emplearían para operar turbinas de vapor, que activarían los generadores para producir electricidad. Los expertos estiman que, un día cualquiera, los 60 millones de km2 de superficie ocupada por los mares tropicales, absorben una cantidad de radiación solar equivalente a 250.000 millones de barriles de petroleo. Para poner en una perspectiva más inteligible estas cifras, digamos que esto implica que bastaría con aprovechar algo menos del 0.001% de esta energía (convertida en potencia eléctrica) para producir más de 20 veces la cantidad consumida diariamente por los Estados Unidos.

A lo largo de los años, se han producido varios intentos para ajustar y refinar esta tecnología y construir un prototipo funcional de planta OTEC. Un estudiante de D’Arsonval llamado Georges Claude, fue el primero en lograr la construcción de una de estas plantas, hecho que tuvo lugar en Cuba en el año 1930. La planta de Claude fue capaz de generar 22kW de electricidad empleando una turbina de baja presión. Este experimento demostró la viabilidad de este sistema, o en palabras del propio Claude: “hizo que mis virulentos oponentes tuvieran que morderse la lengua”. Cinco años más tardes, Claude construyó otra planta OTEC a bordo de un buque carguero. Desafortunadamente, el barco resultó destruido poco después de su botadura debido a malas condiciones meteorológicas. La aparición de grandes cantidades de petroleo barato, a mitad del siglo XX, condujo finalmente al cese de la actividad investigadora en torno a las plantas OTEC.

Un equipo de arquitectos británicos, entre los que se incluyen Dominic Michaelis, Alex Michaelis, y Trevor Cooper-Chadwick, se encuentra en la actualidad trabajando en un proyecto con el que esperan traer de vuelta a la vida esta idea centenaria. Juntos han propuesto la construcción de una red de “plataformas flotantes”, que además de funcionar como generadores de potencia OTEC, estén equipadas con turbinas eólicas y maremotrices (véase ilustración). De este modo, las plataformas podrán explotar simultáneamente tres fuentes de energía naturales para suministrar electricidad “de forma constante”. Los científicos dicen que una sola “isla” con este diseño sería capaz de producir alrededor de 250MW, mientras que si se construyesen 50.000 de estas “islas”, el mundo sería capaz de saciar sus necesidades diarias de energía.

Según los arquitectos, una planta OTEC no solo sería un suministro de energía ecológica, sino que debido a su proceso de conversión único, también produciría agua desalinizada como subproducto. Además de la producción de 300.000 litros de agua dulce diarios, la planta OTEC podría emplearse también para producir hidrógeno mediante electrolisis. Alex Michaelis se imagina a las propias islas como hogar de sus operarios, que tendrían que trabajar “a bordo” para llevar a cabo las funciones de mantenimiento. Michaelis cree que los habitantes podrían ser capaces de cultivar marisco y vegetales, y que vivirían en las islas durante turnos mensuales, al igual que sucede hoy en día en las estaciones petrolíferas.

Varios críticos han cuestionado la viabilidad del sistema de 50.000 islas artificiales, argumentando que es improbable que el proyecto pueda implementar sus costos de manera eficiente. En respuesta a estas críticas, Michaelis afirmó: “Tenemos que considerar que estamos en guerra tratando de buscar una nueva forma de obtener energía limpia; los esfuerzos en tiempos de la Segunda Guerra Mundial produjeron enormes cantidades de aviones, tanques, barcos y demás armamento por parte de ambos lados en contienda. Solamente en aviones Spitfire, el Reino Unido construyó 20.300 unidades, lo cual hace que la construcción de más de 50.000 de estas plantas parezca una cifra razonable”.

Traducido de Unlimited Solar Energy from the Ocean? (autora: Sarah Gingichashvili)

El inventor que no se atreve a decir “máquina de movimiento perpetuo”

El inventor canadiense Thane Heins, (Ottawa, 46 años) ha dejado boquiabierto al profesor del MIT Markuz Zahn con su motor eléctrico reformado, máquina sobre la que lleva trabajando 23 años y a la que ha bautizado como Perepiteia. Como experto en electrónica y en sistemas electromagnéticos, Zahn dice que cree que podría “haber” algo.

“Es un fenómeno inusual. No contaba con ello de antemano. Pero lo he visto, y es real”. Heins sostiene que de algún modo, la máquina logra convertir la fricción magnética en un impulso, creando un círculo de retroalimentación positiva que hace que el motor gire aún más rápidamente.

Trabajando con un motor eléctrico, Heins unió el árbol motor a un rotor de acero, empleando pequeños imanes redondos para forrar los bordes exteriores del rotor. Con esta configuración de un simple generador, el roto giraría haciendo que los imanes pasasen junto a una bobina de cable ubicada en frente de ellos, lo cual genera energía eléctrica.

Heins empezó una aventura comercial en 2005 con la intención de vender su dispositivo. Ha realizado demostraciones en muchas universidades y compañías, arriesgó su fortuna e incluso perdió su trabajo, a su esposa y a sus hijos. Según él, su dispositivo no es un logro científico, solo una idea que merece ser observada detalladamente.

Resumido de Inventor Doesn’t Dare Say ‘Perpetual Motion Machine’