martes, 24 de julio de 2012

Los cristales de las ventanas ahora serán fuente de energía solar






Desde hace años en la Universidad de California Los Ángeles, la UCLA, están trabajando en el desarrollo de sistemas que generen energías limpias como la energía solar. Ahora, acaban de presentar una nueva celda solar basada en un polímero que se activa por el espectro infrarrojo, siendo transparente en un 70 por ciento, lo que le convierte en el candidato perfecto para instalarse como ventanas y obtener energía solar.

Hace ya más de un año un grupo de investigadores del MIT inventó un film solar que no interfería en la opacidad de las ventanas y que conseguía generar electricidad gracias a moléculas orgánicas. Ahora, en la UCLA han creado un polímero fotovoltaico (PSC) que genera electricidad absorbiendo la luz infrarroja y permitiendo el paso del resto del espectro visible, haciéndolo transparente.

Como explica el líder del estudio, Yang Yang, profesor de ciencia de los materiales e Ingeniería y director del Centro de Energía Nano Renovable en el Instituto de NanoSistemas de California, "estos resultados abren las puertas al uso de los celdas de polímeros transparentes en dispositivos electrónicos portátiles, ventanas inteligentes y la energía fotovoltaica integrada en edificios y otras aplicaciones".

Y es que el cristal creado tiene una opacidad del 70 por ciento y, además, está creado a partir de una especie de plástico que, como explica el propio Yang, "se puede producir a gran escala y bajo coste".

Para conseguir esta transparencia han fabricado esta nueva tecnología en una mezcla de nanocables de plata y partículas de dióxido de titanio, en lugar de los electrodos de metal opacos que se venían utilizando hasta el momento. Gracias a esta combinación se consigue una eficiencia de conversión energética del 4 por ciento que, aunque no es muy alta (las celdas solares superan ya con creces el 15 por ciento de eficiencia), se podría colocar sobre cualquier aparato.

FUENTE: www.muyinteresante.es

lunes, 9 de julio de 2012

Tecnologías revolucionarias transformarán el sector ferroviario en 50 años



Túneles superconductores de vacío, monorrieles a tracción humana o trenes espaciales son algunos de los avances sobre los que ya se trabaja

Los problemas de congestión urbana se siguen incrementando en todo el mundo, y el crecimiento poblacional no se detiene. Ante esto, los sistemas de transporte público como los ferrocarriles adquieren mayor importancia. Sin embargo, los avances tecnológicos, la eficiencia energética y las necesidades de reducción de la contaminación ambiental deben adaptarse a presupuestos más exiguos. Esos son los objetivos de algunos de los proyectos innovadores en el área ferroviaria, que prometen revolucionar al sector en las próximas décadas. Por Pablo Javier Piacente.

Túneles superconductores de vacío, una de las tecnologías que promete velocidades impactantes. Imagen: swissmetro.ch
Túneles superconductores de vacío


Túneles superconductores de vacío, una tecnología que promete velocidades impactantes.

La solución a los inconvenientes de transporte en ciudades prácticamente colapsadas, junto a una mayor consideración del impacto ambiental y la necesidad de disminuir los costes y el gasto energético son los tres ejes que parecen dominar algunas de las tecnologías revolucionarias que hoy se encuentran en desarrollo en el sector ferroviario, y que prometen un fuerte impacto en las próximas décadas. Sin duda, varias de estas soluciones tecnológicas podrán transformarse en habituales en la vida cotidiana de aquí a unos cincuenta años. 


Los ferrocarriles son uno de los sistemas de transporte público que ofrecen más ventajas en términos de reducción de la congestión del tráfico automotor y de la contaminación ambiental, como así también en cuanto a la disminución de costes y a una mayor eficiencia energética. Más allá de los avances en alta velocidad ferroviaria, aún muchas ciudades del mundo cuentan con una infraestructura que ha estado en vigor durante más de un siglo. 

Sin embargo, la tecnología sigue desarrollándose y de aquí a cincuenta años se podrán apreciar profundos cambios. Algunos de los modelos y diseños más interesantes que nos propondrá el futuro fueron resumidos en un artículo recientemente publicado en el medio especializado Gizmag.

String Transport System, un sistema que emplea cables eléctricos para alcanzar velocidades de hasta 250 kilómetros por hora. 

Una de las novedades vendrá a partir de las llamadas redes de túneles superconductores, una variante de los trenes de levitación magnética que operarán en tubos de vacío a velocidades de hasta 6.500 kilómetros por hora, prometiendo viajes internacionales como el trayecto Nueva York-Beijing a cumplirse en dos horas. 

Según sus impulsores, esta tecnología puede ser 50 veces más eficiente que los coches eléctricos o los trenes actuales.


La red Terraspan es uno de los proyectos que busca impulsar esta nueva tecnología. Además de proporcionar la infraestructura para los trenes, esta red se alimentaría en forma completamente independiente, sin afectar el suministro de electricidad destinado a los hogares. 

Swissmetro es otro proyecto similar en Suiza, que prevé un servicio de trenes en tubos de vacío capaces de alcanzar velocidades de 500 kilómetros por hora. 


Otro concepto de tren de alta velocidad que tiene como objetivo presentar una alternativa a los sistemas convencionales, aunque algo más sencilla que los trenes en tubos de vacío, es el String Transport System. Este concepto se basa en el uso de pesados cables eléctricos, que además de proporcionar potencia servirían de apoyo para los carros y unidades de los servicios. 

En este caso se destacan las grandes ventajas en términos de coste, ya que un transporte de este tipo sería entre tres y diez veces más económico que un tren de levitación magnética o un sistema de monorriel. También se resalta que cada vehículo para veinte pasajeros podría alcanzar velocidades en torno a los 250 kilómetros por hora.

String Transport System, un sistema que emplea cables eléctricos para alcanzar velocidades de hasta 250 kilómetros por hora. Imagen: alternatetransport.com
String Transport System, un sistema que emplea cables eléctricos para alcanzar velocidades de hasta 250 kilómetros por hora. Imagen: alternatetransport.com



El tren de rieles tubulares, invirtiendo la ingeniería ferroviaria tradicional. Imagen: tubularrail.com
Rieles tubulares y autobuses sobre pilotes 

Un tercer y sorprendente enfoque es el tren de rieles tubulares o Tubular Rail, que revierte la ingeniería ferroviaria tradicional al ubicar el funcionamiento de los dispositivos de tracción en anillos elevados sobre la estructura del tren, generando una suerte de sistema de vías superior, o sea por encima de los coches. 

Estos trenes podrían alcanzar velocidades de hasta 240 kilómetros por hora, y como parte de la infraestructura existente se podría reutilizar insumirían costes de construcción 60 por ciento menores con respecto a otras opciones. 

Otro de los conceptos de transporte público más interesantes que se vislumbran de aquí a las próximas décadas en cuanto a la reducción de la congestión urbana, y que a su vez hace uso de la infraestructura existente, es un sistema de autobús que rodaría sobre pilotes sobre el tráfico gracias a pequeñas pistas situadas entre los carriles automotores, mientras que los pasajeros subirían y bajarían en paradas de autobús elevadas. 

El resultado de este sistema, denominado “straddling bus”, sería que más personas podrían transportarse por los mismos sitios, incrementando la capacidad de carga de las vías urbanas pero sin interrumpir el tráfico y sin necesidad de construir un sistema de carril completamente independiente.

El tren de rieles tubulares, invirtiendo la ingeniería ferroviaria tradicional. Imagen: tubularrail.com
El tren de rieles tubulares, invirtiendo la ingeniería ferroviaria tradicional. Imagen: tubularrail.com

Monorriel a tracción humana y trenes espaciales 

Shweeb es otro concepto sorprendente y a la vez sencillo. Se trata de un sistema de monorriel a tracción humana, que funcionaría mediante una suerte de bicicletas colgantes suspendidas en pistas, capaces de unir dos puntos concretos. 

En la actualidad ya es posible viajar en el sistema Shweeb en parques de aventura de Nueva Zelanda, donde se puede llegar a velocidades de hasta 45 kilómetros por hora. 

También podemos mencionar al proyecto SolarBullet, que tiene como objetivo lograr la alimentación de trenes capaces de alcanzar velocidades de 354 kilómetros por hora mediante paneles solares en forma integral, o el ambicioso Maglev espacial del sistema Startram, que prevé un superconductor de levitación magnética capaz de llevar a un tren al espacio a través de la órbita baja terrestre.

Fuente: www.tendencias21.net

lunes, 2 de julio de 2012

Crean una pintura que permite detectar tensiones estructurales en edificios




Se ha realizado con nanotubos de carbono, y funciona junto a un espectrómetro infrarrojo portátil

Ingenieros e investigadores de Rice University, en Estados Unidos, han creado una pintura a base de nanotubos de carbono que es capaz de detectar deformaciones y tensiones en construcciones y estructuras varias, pudiendo aplicarse para prevenir accidentes y fallas en edificios, puentes y aviones, por ejemplo. La información que aporta la pintura se obtiene sin tocar la estructura, y puede leerse mediante un espectrómetro infrarrojo portátil. Por Pablo Javier Piacente.


Una nueva pintura confeccionada con nanotubos de carbono por especialistas de la Rice University de Estados Unidos facilitará la detección de fallas estructurales en edificios, puentes y aviones, convirtiéndose en una herramienta vital para optimizar la prevención de accidentes relacionados con estas deformaciones y averías. Un punto clave es que los datos se obtienen sin necesidad de intervenir sobre las estructuras, empleándose un espectrómetro infrarrojo portátil para descifrar la información. 

La investigación que desembocó en la nueva pintura fue difundida mediante una nota de prensa de Rice University, y además se desarrolló en un artículo publicado recientemente en el medio especializado Nano Letters, de la American Chemical Society, y que fue titulado “Strain Paint: Noncontact Strain Measurement Using Single-Walled Carbon Nanotube Composite Coatings”. 

El revestimiento compuesto podría indicar cuando un material está mostrando signos de deformación, con anterioridad a que los efectos se hagan visibles y sin tocar la estructura. Los especialistas indicaron que esto proporciona una gran ventaja sobre los medidores de tensión convencionales, ya que los mismos deben estar conectados físicamente a sus dispositivos de lectura. 

Además, el sistema basado en nanotubos de carbono podría medir la tensión estructural en cualquier lugar y en todo tipo de dirección. El descubrimiento es el resultado de un largo proceso de trabajo con los nanotubos de carbono y la exploración de sus propiedades por parte de un equipo conducido por Bruce Weisman, profesor en Rice University.

Los nanotubos de carbono que conforman la pintura son alrededor de 50.000 veces más delgados que un cabello humano, y aunque se ubican en la superficie de las estructuras pueden dar una imagen clara de lo que está pasando por debajo, descubriendo fisuras, tensiones excesivas y cualquier otra anomalía que pueda constituir un peligro.

Las ventajas son evidentes con respecto a otros sistemas. En el caso de los aviones, por ejemplo, los técnicos están acostumbrados a trabajar con detectores convencionales de tensión, que deben ubicarse en lugares específicos en las alas, las cuales se someten a pruebas de vibración para evaluar su comportamiento. 

Estos trabajos solamente pueden realizarse en tierra, y permiten únicamente la medición de partes de las alas, en direcciones y lugares específicos donde los medidores de tensión están conectados. Con la nueva técnica, que no requiere contacto físico con ningún dispositivo, es posible leer los datos aportados por la pintura en cualquier parte de las alas o de la estructura, sin limitaciones en cuanto a la dirección.

Asimismo, la pintura puede ser diseñada con propiedades multifuncionales y para aplicaciones específicas. En consecuencia, también puede tener otros beneficios además de la detección de tensiones estructurales, como por ejemplo funcionar a modo de una película protectora que impida la corrosión o para aumentar la resistencia del material subyacente.


La ilustración muestra la forma en la cual un espectrómetro infrarrojo podría leer los niveles de tensión en un material recubierto con la pintura de nanotubos de carbono creada en Rice University. Imagen: Bruce Weisman/Rice University.
Desafíos a superar 

Sin embargo, Weisman aclaró que se requerirá un mayor desarrollo de la pintura antes que el producto pueda salir al mercado. Resulta imprescindible optimizar los detalles de composición y preparación, y encontrar la mejor manera de aplicar la pintura a las superficies que serán monitoreadas. 

Los problemas de fabricación y de ingeniería deben ser solucionados para asegurar un correcto funcionamiento de la pintura, incluso antes de empezar a trabajar con los instrumentos portátiles de lectura, que también deberán ser optimizados. No pueden obviarse tampoco determinadas cuestiones relativas a la relación entre el mundo nanométrico y las estructuras a escala macro que deben medirse. 

Es así que las interacciones entre los nanotubos de carbono y los materiales sobre los que se aplica la pintura deben ser estudiadas, para analizar las implicancias de los cambios que podrían producirse a largo plazo. Como se está hablando de medidas en el mundo real, estas consideraciones son realmente importantes. 

Sin embargo, el equipo de ingenieros e investigadores cree que ninguno de estos problemas es insuperable, como así tampoco sería un inconveniente grave el desarrollo a escala comercial de los espectrómetros infrarrojos portátiles necesarios para la lectura de los datos, ya que se emplearían tecnologías que se encuentran disponibles en la actualidad.

FUENTE: www.tendencias21.net