miércoles, 7 de diciembre de 2011
domingo, 4 de septiembre de 2011
NUEVA ALEACIÓN PERMITE GENERAR HUDROGENO CON ENERGÍA SOLAR
Podría transformarse en un fuerte dinamizador de las energías renovables
Ingenieros y científicos de la Universidad de Kentucky y la Universidad de Louisville, ambas en Estados Unidos, han diseñado una aleación que hace posible producir hidrógeno a partir de la energía solar. La aleación se sumerge en agua y, al exponerse a la luz solar, logra que el enlace químico entre las moléculas de hidrógeno y oxígeno presentes en el agua se elimine, facilitando la obtención del hidrógeno y su empleo como combustible. Por Pablo Javier Piacente.
La energía solar permitirá la producción económica y ecológica de hidrógeno, gracias a una nueva aleación. Foto: Michiel De Boer. Fuente: iStockphoto.
El desarrollo de una nueva aleación, que consiste en la sustitución de un dos por ciento de antimonio (Sb) en el nitruro de galio (GaN), podría convertirse en un importante avance en el terreno de la energía solar, porque permite la obtención de hidrógeno a partir de dicha energía.
El proceso sería el siguiente: cuando la energía solar incide sobre esta nueva aleación, se separan las moléculas de hidrógeno y oxígeno presentes en el agua. Este avance ha sido realizado por ingenieros e investigadores de la Universidad de Kentucky y laUniversidad de Louisville.
La investigación ha sido financiada por el Departamento de Energía de los Estados Unidos, y ha contado con la dirección de los profesores Madhu Menon y R. Michael Sheetz, del Centro de Ciencias de la Computación de la Universidad de Kentucky, y del profesor Mahendra Sunkara y el estudiante graduado Chandrashekhar Pendyala, integrantes del Conn Center for Renewable Energy Research de la Universidad de Louisville.
El hallazgo ha sido descrito en un artículo recientemente publicado en el medio especializado Physical Review Journal, y también ha sido difundido a través de artículos publicados en otros medios, comoScience Daily y EurekAlert!. Los resultados de la investigación podrían tener un profundo impacto en el futuro de la energía solar.
Aunque todavía basada principalmente en cálculos teóricos, los especialistas de la Universidad de Kentucky y la Universidad de Louisville han logrado demostrar que una aleación formada por una sustitución de un dos por ciento de antimonio (Sb) en el nitruro de galio (GaN) tiene las propiedades eléctricas necesarias para permitir que la energía de la luz solar pueda dividir las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno, un proceso conocido como descomposición fotoelectroquímica del agua.
El proceso sería el siguiente: cuando la energía solar incide sobre esta nueva aleación, se separan las moléculas de hidrógeno y oxígeno presentes en el agua. Este avance ha sido realizado por ingenieros e investigadores de la Universidad de Kentucky y laUniversidad de Louisville.
La investigación ha sido financiada por el Departamento de Energía de los Estados Unidos, y ha contado con la dirección de los profesores Madhu Menon y R. Michael Sheetz, del Centro de Ciencias de la Computación de la Universidad de Kentucky, y del profesor Mahendra Sunkara y el estudiante graduado Chandrashekhar Pendyala, integrantes del Conn Center for Renewable Energy Research de la Universidad de Louisville.
El hallazgo ha sido descrito en un artículo recientemente publicado en el medio especializado Physical Review Journal, y también ha sido difundido a través de artículos publicados en otros medios, comoScience Daily y EurekAlert!. Los resultados de la investigación podrían tener un profundo impacto en el futuro de la energía solar.
Aunque todavía basada principalmente en cálculos teóricos, los especialistas de la Universidad de Kentucky y la Universidad de Louisville han logrado demostrar que una aleación formada por una sustitución de un dos por ciento de antimonio (Sb) en el nitruro de galio (GaN) tiene las propiedades eléctricas necesarias para permitir que la energía de la luz solar pueda dividir las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno, un proceso conocido como descomposición fotoelectroquímica del agua.
Enfoque renovador
Cuando la aleación mencionada se sumerge en el agua y se expone a la luz del sol, el enlace químico entre las moléculas de hidrógeno y oxígeno se destruye. De esta forma, el hidrógeno se puede obtener fácilmente para su uso como combustible. Sin embargo, anteriores trabajos también desarrollaron soluciones similares. ¿Cuál es, en consecuencia, la innovación aplicada por los expertos de Kentucky y Louisville?.
Principalmente, el nuevo enfoque de estos especialistas rompe un concepto instaurado en las investigaciones anteriores, que se centraron en la descomposición fotoelectroquímica del agua, ya que estos trabajos previos se enfocaron en el uso de materiales complejos.
Por el contrario, el equipo de Kentucky y Louisville ha tomado un camino alternativo, buscando materiales simples y de bajo coste. El propósito era obtener el efecto deseado aplicando mínimos ajustes en la disposición electrónica de estos materiales semiconductores.
De esta forma, los investigadores utilizaron el nitruro de galio (GaN), un semiconductor que ha sido de uso generalizado para la producción de luminarias LED´s desde la década de 1990. El antimonio (Sb), por su parte, es un metaloide cuya demanda ha aumentado en los últimos años para aplicaciones en microelectrónica.
Cuando la aleación mencionada se sumerge en el agua y se expone a la luz del sol, el enlace químico entre las moléculas de hidrógeno y oxígeno se destruye. De esta forma, el hidrógeno se puede obtener fácilmente para su uso como combustible. Sin embargo, anteriores trabajos también desarrollaron soluciones similares. ¿Cuál es, en consecuencia, la innovación aplicada por los expertos de Kentucky y Louisville?.
Principalmente, el nuevo enfoque de estos especialistas rompe un concepto instaurado en las investigaciones anteriores, que se centraron en la descomposición fotoelectroquímica del agua, ya que estos trabajos previos se enfocaron en el uso de materiales complejos.
Por el contrario, el equipo de Kentucky y Louisville ha tomado un camino alternativo, buscando materiales simples y de bajo coste. El propósito era obtener el efecto deseado aplicando mínimos ajustes en la disposición electrónica de estos materiales semiconductores.
De esta forma, los investigadores utilizaron el nitruro de galio (GaN), un semiconductor que ha sido de uso generalizado para la producción de luminarias LED´s desde la década de 1990. El antimonio (Sb), por su parte, es un metaloide cuya demanda ha aumentado en los últimos años para aplicaciones en microelectrónica.
Económica y ecológica
La aleación GaN-Sb es la primera alternativa sencilla y económica presentada como opción para la división o descomposición fotoelectroquímica del agua. La nueva aleación cumple funciones de catalizador en la reacción, permitiendo su reutilización de forma indefinida.
Actualmente, los investigadores de la Universidad de Louisville y la Universidad de Kentucky están trabajando para concretar la producción de la aleación, con el propósito de evaluar su capacidad en la práctica para convertir la energía solar en hidrógeno. De hacerse efectiva esta producción, podría transformarse en un fuerte dinamizador de las energías renovables.
El hidrógeno es considerado un componente clave en la transición que la industria deberá concretar, tarde o temprano, hacia fuentes renovables y más limpias de energía. Puede ser utilizado en pilas de combustible para generar electricidad, se quema para producir calor y se emplea en motores de combustión interna de vehículos.
Al quemarse, el hidrógeno se combina con el oxígeno para formar vapor de agua como único residuo. Asimismo, el hidrógeno también tiene amplias aplicaciones en la ciencia y la industria más allá de su valor energético, pero en la actualidad la mayor parte del hidrógeno se deriva de fuentes no renovables como el carbón y el gas natural, necesarias para generar la energía eléctrica que permita el fraccionamiento de agua.
Como consecuencia, la producción de hidrógeno involucra actualmente una gran cantidad de emisiones de CO2. Como contrapartida, la aleación GaN-Sb tiene el potencial de convertir la energía solar en un sistema económico, aportando una fuente libre de carbono para la producción de hidrógeno.
La aleación GaN-Sb es la primera alternativa sencilla y económica presentada como opción para la división o descomposición fotoelectroquímica del agua. La nueva aleación cumple funciones de catalizador en la reacción, permitiendo su reutilización de forma indefinida.
Actualmente, los investigadores de la Universidad de Louisville y la Universidad de Kentucky están trabajando para concretar la producción de la aleación, con el propósito de evaluar su capacidad en la práctica para convertir la energía solar en hidrógeno. De hacerse efectiva esta producción, podría transformarse en un fuerte dinamizador de las energías renovables.
El hidrógeno es considerado un componente clave en la transición que la industria deberá concretar, tarde o temprano, hacia fuentes renovables y más limpias de energía. Puede ser utilizado en pilas de combustible para generar electricidad, se quema para producir calor y se emplea en motores de combustión interna de vehículos.
Al quemarse, el hidrógeno se combina con el oxígeno para formar vapor de agua como único residuo. Asimismo, el hidrógeno también tiene amplias aplicaciones en la ciencia y la industria más allá de su valor energético, pero en la actualidad la mayor parte del hidrógeno se deriva de fuentes no renovables como el carbón y el gas natural, necesarias para generar la energía eléctrica que permita el fraccionamiento de agua.
Como consecuencia, la producción de hidrógeno involucra actualmente una gran cantidad de emisiones de CO2. Como contrapartida, la aleación GaN-Sb tiene el potencial de convertir la energía solar en un sistema económico, aportando una fuente libre de carbono para la producción de hidrógeno.
Fuente www.tendencias21.net
sábado, 3 de septiembre de 2011
domingo, 31 de julio de 2011
Crean unos cristales fotónicos 3D con propiedades electrónicas y ópticas
Podrán aplicarse en células solares, rayos láser y metamateriales para mejorar su eficiencia energética
Un grupo de ingenieros e investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, Estados Unidos, ha logrado diseñar un innovador método que permite desarrollar cristales fotónicos 3D con numerosas propiedades electrónicas y ópticas. Estos cristales tendrán aplicaciones en una amplia gama de sectores, como el de la energía solar, la tecnología láser o los metamateriales. Por Pablo Javier Piacente.
Utilizando un enfoque epitaxial, ingenieros e investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign han desarrollado un cristal fotónico 3D de características optoelectrónicas. Imagen: Erik Nelson.
Unos innovadores cristales fotónicos 3D, capaces de incorporar propiedades ópticas manteniendo al mismo tiempo activas sus propiedades electrónicas, han sido desarrollados en el marco de una investigación llevada a cabo en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, en Estados Unidos. El universo de aplicaciones de este adelanto incluye las células solares, los rayos láser y los metamateriales.
El hallazgo consiste básicamente en una manera efectiva de cambiar la estructura tridimensional de un material semiconductor, para permitir el desarrollo de nuevas propiedades ópticas, conservando al mismo tiempo las propiedades eléctricas. El descubrimiento fue difundido a través de artículos publicados ayer en los medios especializados Science Daily y EurekAlert.
Además, la investigación ha sido resumida en un artículo publicado también ayer en la edición online de la revista especializada Nature Materials. El profesor de ciencias de los materiales, ingeniería y química en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, Paul Braun, dirigió al grupo de investigación que ha realizado este avance.
Problemas resueltos
Los cristales fotónicos son materiales que pueden controlar o manipular a la luz de manera inusual, gracias a su especial estructura física. Por ejemplo, estos cristales son capaces de inducir fenómenos inusitados y afectar el comportamiento de los fotones de una forma que los materiales y dispositivos ópticos tradicionales no pueden.
El hallazgo consiste básicamente en una manera efectiva de cambiar la estructura tridimensional de un material semiconductor, para permitir el desarrollo de nuevas propiedades ópticas, conservando al mismo tiempo las propiedades eléctricas. El descubrimiento fue difundido a través de artículos publicados ayer en los medios especializados Science Daily y EurekAlert.
Además, la investigación ha sido resumida en un artículo publicado también ayer en la edición online de la revista especializada Nature Materials. El profesor de ciencias de los materiales, ingeniería y química en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, Paul Braun, dirigió al grupo de investigación que ha realizado este avance.
Problemas resueltos
Los cristales fotónicos son materiales que pueden controlar o manipular a la luz de manera inusual, gracias a su especial estructura física. Por ejemplo, estos cristales son capaces de inducir fenómenos inusitados y afectar el comportamiento de los fotones de una forma que los materiales y dispositivos ópticos tradicionales no pueden.
Cabe recordar que se trata de materiales habitualmente empleados para el desarrollo y la investigación en áreas como las aplicaciones de láser, la energía solar, las tecnologías LED, los metamateriales y otras especialidades. Sin embargo, los intentos anteriores en este campo se habían topado hasta ahora con un importante impedimento.
El desarrollo de cristales fotónicos 3D ha dado lugar, hasta el momento, a dispositivos que sólo son ópticamente activos, o sea que pueden dirigir la luz pero no se encuentran activos desde el punto de vista electrónico y, por lo tanto, no pueden convertir la electricidad en luz o viceversa.
El nuevo enfoque de los especialistas de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign permitirá la fabricación de cristales fotónicos con un gran potencial para optimizar las propiedades electrónicas y ópticas de forma simultánea. Estos dispositivos podrán controlar la manera en que se emite, se absorbe o se propaga la luz, sin perder su potencial eléctrico.
Para crear un cristal fotónico 3-D que mantenga activas sus propiedades electrónicas y ópticas al unísono, los investigadores comenzaron trabajando con diminutas esferas empaquetadas, empleando también arseniuro de galio (GaAs) como semiconductor. El GaAs es utilizado en la actualidad en la industria como semiconductor en el proceso de creación de cristales de dos dimensiones.
El desarrollo de cristales fotónicos 3D ha dado lugar, hasta el momento, a dispositivos que sólo son ópticamente activos, o sea que pueden dirigir la luz pero no se encuentran activos desde el punto de vista electrónico y, por lo tanto, no pueden convertir la electricidad en luz o viceversa.
El nuevo enfoque de los especialistas de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign permitirá la fabricación de cristales fotónicos con un gran potencial para optimizar las propiedades electrónicas y ópticas de forma simultánea. Estos dispositivos podrán controlar la manera en que se emite, se absorbe o se propaga la luz, sin perder su potencial eléctrico.
Para crear un cristal fotónico 3-D que mantenga activas sus propiedades electrónicas y ópticas al unísono, los investigadores comenzaron trabajando con diminutas esferas empaquetadas, empleando también arseniuro de galio (GaAs) como semiconductor. El GaAs es utilizado en la actualidad en la industria como semiconductor en el proceso de creación de cristales de dos dimensiones.
El proceso obtenido supera gran parte de los problemas surgidos con los métodos de fabricación tradicionales de esta clase de dispositivos. Imagen: Erik Nelson.
Un enfoque renovador
Sin embargo, el arseniuro de galio ha logrado ser aplicado en este caso en complejas estructuras tridimensionales, a través de un enfoque epitaxial que elimina muchos de los defectos introducidos por los métodos de fabricación tradicionales, abriendo un auspicioso camino para la creación masiva de estructuras fotónicas 3-D.
Otra ventaja de este novedoso sistema es la facilidad para crear heteroestructuras en los cristales, a través de distintas capas. Con súbitos cambios podría ser factible variar los materiales introducidos en el cristal fotónico, permitiendo así nuevas aplicaciones y usos para estos dispositivos.
Para poner a prueba su técnica, el grupo de investigación de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign construyó un cristal fotónico LED en 3D, el primer dispositivo de este tipo destinado a esta clase de aplicaciones. Ahora, los ingenieros e investigadores trabajan para optimizar la estructura pensando en aplicaciones específicas.
El cristal fotónico LED está demostrando que este avance puede propiciar el desarrollo de dispositivos funcionales, que al ajustar la estructura o el uso de otros materiales semiconductores podrían permitir a los investigadores optimizar la recolección de energía solar o alcanzar longitudes de onda específicas para aplicaciones como metamateriales o láseres de bajo umbral.
A partir de ahora, el propósito es cambiar la geometría del dispositivo para obtener las propiedades deseadas en cada caso. En realidad, se abre una nueva área de investigación en el terreno de este tipo de dispositivos con propiedades ópticas y electrónicas y aplicaciones destinadas a mejorar la eficiencia energética.
Sin embargo, el arseniuro de galio ha logrado ser aplicado en este caso en complejas estructuras tridimensionales, a través de un enfoque epitaxial que elimina muchos de los defectos introducidos por los métodos de fabricación tradicionales, abriendo un auspicioso camino para la creación masiva de estructuras fotónicas 3-D.
Otra ventaja de este novedoso sistema es la facilidad para crear heteroestructuras en los cristales, a través de distintas capas. Con súbitos cambios podría ser factible variar los materiales introducidos en el cristal fotónico, permitiendo así nuevas aplicaciones y usos para estos dispositivos.
Para poner a prueba su técnica, el grupo de investigación de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign construyó un cristal fotónico LED en 3D, el primer dispositivo de este tipo destinado a esta clase de aplicaciones. Ahora, los ingenieros e investigadores trabajan para optimizar la estructura pensando en aplicaciones específicas.
El cristal fotónico LED está demostrando que este avance puede propiciar el desarrollo de dispositivos funcionales, que al ajustar la estructura o el uso de otros materiales semiconductores podrían permitir a los investigadores optimizar la recolección de energía solar o alcanzar longitudes de onda específicas para aplicaciones como metamateriales o láseres de bajo umbral.
A partir de ahora, el propósito es cambiar la geometría del dispositivo para obtener las propiedades deseadas en cada caso. En realidad, se abre una nueva área de investigación en el terreno de este tipo de dispositivos con propiedades ópticas y electrónicas y aplicaciones destinadas a mejorar la eficiencia energética.
Fuente: www.tendencias21.net
viernes, 15 de julio de 2011
martes, 24 de mayo de 2011
Los Sistemas de Transporte "El Gran Desafío de las Areas Urbanas
Los servicios ferroviarios cumplen un papel fundamental, pero deben a las nuevas necesidades de la población y a los recortes presupuestarios, sugiere un informe
Según un informe del Urban Land Institute (ULI) y de Ernst & Young, los grandes conglomerados urbanos del mundo se enfrentan a un gran desafío: ofrecer un servicio de transporte adecuado para una población en crecimiento y una economía cada vez más competitiva. En ese marco, los servicios ferroviarios cumplen un papel primordial. Por Pablo Javier Piacente.
Servicio ferroviario de Charlotte, en USA, que comenzó a funcionar en 2007 superando el promedio de pasajeros proyectado para 2025. Imagen: metro-magazine.com
La modernización de los sistemas de transporte es un eje prioritario en los planes de desarrollo de las áreas urbanas más importantes del planeta. Sin embargo, los ajustes presupuestarios provocados por la crisis económica global han generado la necesidad de hallar nuevas formas de financiación, que permitan hacer frente a los requerimientos de la población y de la economía internacional. Así lo establece un informe del Urban Land Institute (ULI) y de Ernst & Young.
En el caso específico de los Estados Unidos, el informe indica que las presiones para reducir el déficit tienen como consecuencia que las ciudades de mayor envergadura estén obligadas a agudizar el ingenio y la creatividad, para obtener la financiación necesaria para iniciar o continuar los proyectos de infraestructura. Los resultados de este estudio han sido publicados en un reciente artículo del medio especializado Metro Magazine.
Pero el estudio va más allá, y analiza la realidad mundial en términos de infraestructuras de transporte. Concluye que, en la mayoría de los países desarrollados y en muchos mercados emergentes, los gobiernos se han comprometido a cumplir con distintos programas de infraestructura en servicios de transporte, una medida clave para sostener o mejorar el nivel de vida en un mercado global cada vez más competitivo.
Según el informe, que analiza las inversiones en infraestructura en los seis continentes del planeta, las necesidades en términos de servicio de transporte a nivel global durante los próximos 25 años requerirían inversiones de 50 billones de dólares. Esta cifra evidencia claramente el carácter central del sector en el marco de las estrategias de desarrollo.
En el caso específico de los Estados Unidos, el informe indica que las presiones para reducir el déficit tienen como consecuencia que las ciudades de mayor envergadura estén obligadas a agudizar el ingenio y la creatividad, para obtener la financiación necesaria para iniciar o continuar los proyectos de infraestructura. Los resultados de este estudio han sido publicados en un reciente artículo del medio especializado Metro Magazine.
Pero el estudio va más allá, y analiza la realidad mundial en términos de infraestructuras de transporte. Concluye que, en la mayoría de los países desarrollados y en muchos mercados emergentes, los gobiernos se han comprometido a cumplir con distintos programas de infraestructura en servicios de transporte, una medida clave para sostener o mejorar el nivel de vida en un mercado global cada vez más competitivo.
Según el informe, que analiza las inversiones en infraestructura en los seis continentes del planeta, las necesidades en términos de servicio de transporte a nivel global durante los próximos 25 años requerirían inversiones de 50 billones de dólares. Esta cifra evidencia claramente el carácter central del sector en el marco de las estrategias de desarrollo.
Caso por caso
Uno de los países en los cuales la infraestructura de transporte es una prioridad es el Reino Unido. A pesar de contar con un presupuesto austero, se han comprometido inversiones de 326 mil millones de dólares en los próximos cinco años, para proyectos relacionados con la producción de energía y servicios ferroviarios, entre otros proyectos.
En el caso de Francia, Alemania y España, la prioridad se centra en la construcción de trenes de alta velocidad y redes de transporte de mercancías entre las ciudades más importantes, además de ampliar los enlaces transfronterizos. Los proyectos relacionados con un servicio ferroviario europeo unificado apuntan en esa dirección.
Por otra parte, Australia se ha centrado en la expansión de puertos, del sistema ferroviario y en el desarrollo de proyectos destinados a disminuir la congestión del tráfico. En el caso de la India, se busca actualmente financiación privada para poder desarrollar las infraestructuras necesarias para mantener el crecimiento económico y cumplir con las pautas de expansión hacia el futuro.
Por otro lado, China está financiando una serie de programas de infraestructura de gran alcance, incluyendo la terminación de una red ferroviaria de alta velocidad de 10.000 kilómetros de extensión para el año 2020. Otros proyectos incluyen nuevos aeropuertos, puertos y carreteras, con el propósito de consolidar al gigante asiático como la segunda economía más grande del mundo.
Uno de los países en los cuales la infraestructura de transporte es una prioridad es el Reino Unido. A pesar de contar con un presupuesto austero, se han comprometido inversiones de 326 mil millones de dólares en los próximos cinco años, para proyectos relacionados con la producción de energía y servicios ferroviarios, entre otros proyectos.
En el caso de Francia, Alemania y España, la prioridad se centra en la construcción de trenes de alta velocidad y redes de transporte de mercancías entre las ciudades más importantes, además de ampliar los enlaces transfronterizos. Los proyectos relacionados con un servicio ferroviario europeo unificado apuntan en esa dirección.
Por otra parte, Australia se ha centrado en la expansión de puertos, del sistema ferroviario y en el desarrollo de proyectos destinados a disminuir la congestión del tráfico. En el caso de la India, se busca actualmente financiación privada para poder desarrollar las infraestructuras necesarias para mantener el crecimiento económico y cumplir con las pautas de expansión hacia el futuro.
Por otro lado, China está financiando una serie de programas de infraestructura de gran alcance, incluyendo la terminación de una red ferroviaria de alta velocidad de 10.000 kilómetros de extensión para el año 2020. Otros proyectos incluyen nuevos aeropuertos, puertos y carreteras, con el propósito de consolidar al gigante asiático como la segunda economía más grande del mundo.
Diferentes realidades
Brasil sigue adelante con los proyectos ferroviarios, de carreteras y de otras áreas para apuntalar su economía de rápido crecimiento, y preparar así al país para los dos eventos deportivos más importantes del planeta: la próxima Copa del Mundo de Fútbol y los Juegos Olímpicos.
En Estados Unidos, la participación del gobierno federal en el total del gasto público orientado a las infraestructuras para el transporte se ubica aproximadamente en un 30%. Sin embargo, esa colaboración está descendiendo, debido a la necesidad que esgrime el sector político de aplicar ajustes fiscales para salir de la crisis económica.
Por otro lado, aunque todas las grandes ciudades norteamericanas están experimentando las limitaciones fiscales, el informe indica que Denver, Minneapolis-St. Pablo, Seattle y Salt Lake City pueden tomarse como ejemplo debido a su éxito particular en la motorización de sus proyectos de infraestructura, aplicando recursos locales y colaborando con diferentes actores de la comunidad.
Como contrapartida, ciudades de gran importancia como Boston, Filadelfia, Chicago y San Francisco se ven obligadas a dejar para más adelante nuevos proyectos de infraestructura en el área, mientras que al mismo tiempo deben aplicar recortes en los servicios y aumentos de tarifas. Esta realidad también podría afectar al desarrollo de algunas etapas de los corredores de trenes de alta velocidad que se proyectan en Estados Unidos.
Brasil sigue adelante con los proyectos ferroviarios, de carreteras y de otras áreas para apuntalar su economía de rápido crecimiento, y preparar así al país para los dos eventos deportivos más importantes del planeta: la próxima Copa del Mundo de Fútbol y los Juegos Olímpicos.
En Estados Unidos, la participación del gobierno federal en el total del gasto público orientado a las infraestructuras para el transporte se ubica aproximadamente en un 30%. Sin embargo, esa colaboración está descendiendo, debido a la necesidad que esgrime el sector político de aplicar ajustes fiscales para salir de la crisis económica.
Por otro lado, aunque todas las grandes ciudades norteamericanas están experimentando las limitaciones fiscales, el informe indica que Denver, Minneapolis-St. Pablo, Seattle y Salt Lake City pueden tomarse como ejemplo debido a su éxito particular en la motorización de sus proyectos de infraestructura, aplicando recursos locales y colaborando con diferentes actores de la comunidad.
Como contrapartida, ciudades de gran importancia como Boston, Filadelfia, Chicago y San Francisco se ven obligadas a dejar para más adelante nuevos proyectos de infraestructura en el área, mientras que al mismo tiempo deben aplicar recortes en los servicios y aumentos de tarifas. Esta realidad también podría afectar al desarrollo de algunas etapas de los corredores de trenes de alta velocidad que se proyectan en Estados Unidos.
Fuente: http://www.tendencias21.net/
domingo, 22 de mayo de 2011
lunes, 16 de mayo de 2011
miércoles, 20 de abril de 2011
Un Nuevo Sistema Transforma las Ventanas en Células Fotovoltaicas
Permite aprovechar las superficies acristaladas de los edificios para la generación energética
Ingenieros del MIT han fabricado, utilizando moléculas orgánicas, una célula fotovoltaica que aprovecha la energía de la luz infrarroja procedente del sol, al tiempo que permite el paso de luz natural. Este desarrollo permitirá crear un nuevo concepto de ventana, más eficiente y provechosa. La célula fotovoltaica desarrollada se coloca en posición vertical, y tiene una triple función: acumular energía limpia, transformarla en electricidad o calor dentro de las estancias, y permitir que pase la luz a través de ella porque los materiales con los que está fabricada son completamente transparentes. Además, estas células fotovoltaicas supondrán menores costes de instalación que las tradicionales, dado que se colocarán en los huecos destinados a las ventanas corrientes. Por Amalia Rodríguez.
Richard Lunt, uno de los responsables de este estudio. Fuente: MIT
Las ventanas funcionan como puntos de entrada de luz natural al interior de una estancia y también como sistemas de ventilación, de ahí su origen etimológico.
El avance de la tecnología permitirá, además, que las ventanas puedan cumplir una nueva función: acumular energía en forma de calor, como los paneles solares y, posteriormente, transformar esa energía en calor o en electricidad. Diferentes estudios y proyectos de investigación han conseguido diseñar y crear ventanas solares, pero hasta ahora los materiales empleados impedían el paso de la luz y, por tanto, su utilidad no era práctica.
Ingenieros del Massachussett Institute of Technology (MIT) han dado un paso adelante en esta dirección, y han desarrollado un nuevo sistema más eficiente.
Concretamente, explica el MIT en un comunicado, este sistema aprovecha el 1,7% de la radiación solar, al mismo tiempo que deja pasar una mayor cantidad de luz porque está fabricado con materiales transparentes.
Uso de moléculas orgánicas
La clave de esta tecnología es una célula fotovoltaica basada en moléculas orgánicas que aprovechan la energía de la luz infrarroja procedente del Sol, y a la vez permiten que la luz pase a través del cristal e ilumine de forma natural el interior de las habitaciones.
De esta forma, este prototipo de ventana puede proporcionar energía para el suministro de las luces y otros dispositivos eléctricos del hogar o la oficina. Su instalación, además, sería de bajo coste, ya que el sistema permite el aprovechamiento de las infraestructuras típicas de las instalaciones de ventanas en hogares y otros edificios.
Los responsables de este sistema fotovoltaico transparente son Richard Lunt, investigador postdoctoral del Laboratorio de Investigación de Electrónica y Vladimir Bulovic, profesor del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación.
El avance de la tecnología permitirá, además, que las ventanas puedan cumplir una nueva función: acumular energía en forma de calor, como los paneles solares y, posteriormente, transformar esa energía en calor o en electricidad. Diferentes estudios y proyectos de investigación han conseguido diseñar y crear ventanas solares, pero hasta ahora los materiales empleados impedían el paso de la luz y, por tanto, su utilidad no era práctica.
Ingenieros del Massachussett Institute of Technology (MIT) han dado un paso adelante en esta dirección, y han desarrollado un nuevo sistema más eficiente.
Concretamente, explica el MIT en un comunicado, este sistema aprovecha el 1,7% de la radiación solar, al mismo tiempo que deja pasar una mayor cantidad de luz porque está fabricado con materiales transparentes.
Uso de moléculas orgánicas
La clave de esta tecnología es una célula fotovoltaica basada en moléculas orgánicas que aprovechan la energía de la luz infrarroja procedente del Sol, y a la vez permiten que la luz pase a través del cristal e ilumine de forma natural el interior de las habitaciones.
De esta forma, este prototipo de ventana puede proporcionar energía para el suministro de las luces y otros dispositivos eléctricos del hogar o la oficina. Su instalación, además, sería de bajo coste, ya que el sistema permite el aprovechamiento de las infraestructuras típicas de las instalaciones de ventanas en hogares y otros edificios.
Los responsables de este sistema fotovoltaico transparente son Richard Lunt, investigador postdoctoral del Laboratorio de Investigación de Electrónica y Vladimir Bulovic, profesor del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación.
Prototipo de célula solar transparente creada por Lunt y Bulovic, ubicado en un panel promocional del 150 aniversario del MIT. Fuente: Geoffrey Supran.
”Actualmente, la mitad del coste de un sistema de energía solar proviene de los gastos de instalación y otra mitad se destina a costear el vidrio y los componentes estructurales de los paneles. Con este nuevo sistema, muchos de los costos asociados se podrían eliminar”, apunta Bulovic en el comunicado del MIT.
En un artículo publicado en la revista Applied Physics Letters, Lunt y Bulovic detallan los aspectos esenciales del proyecto: “Hemos fabricado células orgánicas fotovoltaicas que absorben rayos infrarrojos y que son altamente transparentes a la luz solar.
Esta arquitectura abre nuevas posibilidades en el campo de la generación de la energía, concretamente de ventanas de alta eficiencia energética, y pone de relieve una iniciativa única que se beneficia de la electrónica excitónica”.
Experiencias previas
Han existido intentos anteriores al sistema ideado por Lunt y Bulovic. Uno de estos trabajos, realizados también por investigadores del MIT, concretamente dirigidos por Marc A. Baldo, consistió en la creación de un concentrador solar.
Tal y como publicó Science al respecto, este concentrador solar se realizó mezclando dos o más tintes, e impregnando con ellos un panel de vidrio o plástico. “Los tintes trabajan juntos para absorber la luz a través de una gama de longitudes de onda que luego se vuelven a emitir en una longitud de onda diferente y se transporta a través de las celdas solares”, explicaron los investigadores.
En la década de los 70, se desarrollaron concentradores solares similares a los descritos por Baldo y su equipo, pero entonces, este sistema no prosperó porque, entre otras cosas, la cantidad de luz almacenada no llegaba a los bordes del concentrador debido a la pérdida de gran parte de la energía en los procesos de transporte.
“La luz se recoge en un área grande –como una ventana- y se concentra en los bordes", explicaba Baldo. De esta forma, en lugar de cubrir un techo con dispositivos semiconductores de un coste elevado que transforman la luz solar en electricidad, “las únicas células fotovoltaicas estarían ubicadas en los bordes de un panel de vidrio plano”, apuntaba el responsable de la investigación.
Sin embargo, estas células solares transparentes tenían muy baja eficiencia, lo que supone que menos del 1% de la radiación solar se convierte en electricidad. Otro inconveniente de estos estudios previos estaba en el bloqueo del paso de luz natural.
Eficiencia y transparencia
Por su parte, los investigadores del MIT han sido capaces de encontrar una formulación química específica para sus células que, cuando se combina con revestimientos parcialmente infrarrojos reflectantes, da a ambos una gran transparencia de luz visible y la eficiencia es mucho mejor que las versiones anteriores.
”El trabajo se encuentra todavía en una fase muy temprana”, afirma Bulovic. Hasta ahora, han logrado una eficiencia del 1,7% en el prototipo de celdas solares, pero esperan llegar a aprovechar un 12%, porcentaje comparable con el de los actuales paneles solares comerciales. "Será un desafío llegar hasta ese punto", augura Lunt, "pero es una cuestión de ingeniería excitónica, que requiere la optimización de la composición y la configuración de los materiales fotovoltaicos”.
Aplicaciones futuras
Los investigadores esperan que la tecnología pueda convertirse en un producto comercial práctico dentro de una década, tras avanzar en el desarrollo de este sistema y ahondar en los trabajos de fabricación.
“Además de ser adecuado para el revestimiento del vidrio de nuevas ventanas, el material también podría servir para laminar las ventanas existentes”, comenta Lunt.
En esta misma línea, Bulovic sostiene que “el uso de las superficies acristaladas de los edificios podría ofrecer más energía solar que la de los paneles solares tradicionales. A primera hora de la mañana y cuando cae la tarde, los laterales de los edificios de las grandes ciudades reciben mucha luz solar y podrían producir una cantidad significativa de energía”.
Tecnología ‘verde’
El proceso de fabricación de las células solares ideadas por los investigadores del MIT no requiere el uso intensivo de energía que se utiliza para crear las células solares de silicio. “Nuestro sistema mantiene los cristales a temperatura ambiente”, señala Bulovic.
Además, también podría bloquear en mayor medida el calor que entra por las ventanas, reduciendo así potencialmente la necesidad de encender el aire acondicionado dentro de un edificio.
Conscientes de que este nuevo sistema no será la solución definitiva a todas las necesidades energéticas actuales, Bulovic reconoce que es parte de "una familia de soluciones" que permitirá producir energía limpia, sin emisiones de gases de efecto invernadero.
En un artículo publicado en la revista Applied Physics Letters, Lunt y Bulovic detallan los aspectos esenciales del proyecto: “Hemos fabricado células orgánicas fotovoltaicas que absorben rayos infrarrojos y que son altamente transparentes a la luz solar.
Esta arquitectura abre nuevas posibilidades en el campo de la generación de la energía, concretamente de ventanas de alta eficiencia energética, y pone de relieve una iniciativa única que se beneficia de la electrónica excitónica”.
Experiencias previas
Han existido intentos anteriores al sistema ideado por Lunt y Bulovic. Uno de estos trabajos, realizados también por investigadores del MIT, concretamente dirigidos por Marc A. Baldo, consistió en la creación de un concentrador solar.
Tal y como publicó Science al respecto, este concentrador solar se realizó mezclando dos o más tintes, e impregnando con ellos un panel de vidrio o plástico. “Los tintes trabajan juntos para absorber la luz a través de una gama de longitudes de onda que luego se vuelven a emitir en una longitud de onda diferente y se transporta a través de las celdas solares”, explicaron los investigadores.
En la década de los 70, se desarrollaron concentradores solares similares a los descritos por Baldo y su equipo, pero entonces, este sistema no prosperó porque, entre otras cosas, la cantidad de luz almacenada no llegaba a los bordes del concentrador debido a la pérdida de gran parte de la energía en los procesos de transporte.
“La luz se recoge en un área grande –como una ventana- y se concentra en los bordes", explicaba Baldo. De esta forma, en lugar de cubrir un techo con dispositivos semiconductores de un coste elevado que transforman la luz solar en electricidad, “las únicas células fotovoltaicas estarían ubicadas en los bordes de un panel de vidrio plano”, apuntaba el responsable de la investigación.
Sin embargo, estas células solares transparentes tenían muy baja eficiencia, lo que supone que menos del 1% de la radiación solar se convierte en electricidad. Otro inconveniente de estos estudios previos estaba en el bloqueo del paso de luz natural.
Eficiencia y transparencia
Por su parte, los investigadores del MIT han sido capaces de encontrar una formulación química específica para sus células que, cuando se combina con revestimientos parcialmente infrarrojos reflectantes, da a ambos una gran transparencia de luz visible y la eficiencia es mucho mejor que las versiones anteriores.
”El trabajo se encuentra todavía en una fase muy temprana”, afirma Bulovic. Hasta ahora, han logrado una eficiencia del 1,7% en el prototipo de celdas solares, pero esperan llegar a aprovechar un 12%, porcentaje comparable con el de los actuales paneles solares comerciales. "Será un desafío llegar hasta ese punto", augura Lunt, "pero es una cuestión de ingeniería excitónica, que requiere la optimización de la composición y la configuración de los materiales fotovoltaicos”.
Aplicaciones futuras
Los investigadores esperan que la tecnología pueda convertirse en un producto comercial práctico dentro de una década, tras avanzar en el desarrollo de este sistema y ahondar en los trabajos de fabricación.
“Además de ser adecuado para el revestimiento del vidrio de nuevas ventanas, el material también podría servir para laminar las ventanas existentes”, comenta Lunt.
En esta misma línea, Bulovic sostiene que “el uso de las superficies acristaladas de los edificios podría ofrecer más energía solar que la de los paneles solares tradicionales. A primera hora de la mañana y cuando cae la tarde, los laterales de los edificios de las grandes ciudades reciben mucha luz solar y podrían producir una cantidad significativa de energía”.
Tecnología ‘verde’
El proceso de fabricación de las células solares ideadas por los investigadores del MIT no requiere el uso intensivo de energía que se utiliza para crear las células solares de silicio. “Nuestro sistema mantiene los cristales a temperatura ambiente”, señala Bulovic.
Además, también podría bloquear en mayor medida el calor que entra por las ventanas, reduciendo así potencialmente la necesidad de encender el aire acondicionado dentro de un edificio.
Conscientes de que este nuevo sistema no será la solución definitiva a todas las necesidades energéticas actuales, Bulovic reconoce que es parte de "una familia de soluciones" que permitirá producir energía limpia, sin emisiones de gases de efecto invernadero.
domingo, 13 de marzo de 2011
CHINA OPTA POR TRENES SUSPENDIDOS PARA SUS CIUDADES
También desarrolla una nueva línea de levitación magnética mientras Japón estrena la nueva línea Hayabusa
En China, un sistema automático de monorraíl suspendido se introducirá como una alternativa real frente a los atascamientos de tráfico y la contaminación del aire en las grandes ciudades, mientras que al mismo tiempo se ha comenzado a construir una nueva línea de levitación magnética. Por otro lado, en Japón la nueva línea Hayabusa marca una importante evolución en los sistemas ferroviarios de alta velocidad en ese país, con un modelo que puede alcanzar los 300 kilómetros por hora en solamente seis segundos. Por Pablo Javier Piacente.
Los trenes suspendidos alemanes (en la imagen el de la Universidad de Dormund) que China comenzará a utilizar en sus ciudades para descomprimir el tráfico y disminuir la contaminación. Imagen: Benutzer Juergen G .
Tres nuevos desarrollos tecnológicos marcan el crecimiento de China y Japón en el campo de los servicios ferroviarios de última generación. Por un lado, en China se pondrá en actividad un sistema automático de monorraíl suspendido, brindando una interesante opción de transporte frente a los problemas de tráfico y contaminación que se observan en los grandes centros urbanos, junto a una nueva línea de levitación magnética. En Japón, por su parte, la nueva línea Hayabusa, que supera los 300 kilómetros por hora, evidencia el nacimiento de una nueva etapa en cuanto a alta velocidad en esa nación asiática.
En Beijing, un nuevo sistema completamente automático de monorraíl suspendido desarrollado en Alemania fue recientemente presentado por la Unidad de Negocios China de Air Train Internacional. Se lo considera una alternativa a las congestiones de tráfico y la fuerte contaminación que aqueja a las grandes ciudades chinas, teniendo en cuenta además la magnitud poblacional de ese país.
El sistema que se empleará se denomina H-Bahn. Se trata de trenes suspendidos con recirculación de pasajeros sin conductor, diseñados por la empresa alemana Siemens. Estos “trenes colgantes” se emplean desde 1984 en la Universidad de Dortmund, Alemania, y desde 2002 en el Aeropuerto Internacional de Düsseldorf.
Air Train Internacional planea construir entre 20 y 30 trenes suspendidos en los próximos cinco años. El sistema H-Bahn está diseñado para que las unidades alcancen una velocidad de 50 kilómetros por hora, transportando 75 pasajeros en cada una de las cuatro cabinas que conforman cada tren.
En Beijing, un nuevo sistema completamente automático de monorraíl suspendido desarrollado en Alemania fue recientemente presentado por la Unidad de Negocios China de Air Train Internacional. Se lo considera una alternativa a las congestiones de tráfico y la fuerte contaminación que aqueja a las grandes ciudades chinas, teniendo en cuenta además la magnitud poblacional de ese país.
El sistema que se empleará se denomina H-Bahn. Se trata de trenes suspendidos con recirculación de pasajeros sin conductor, diseñados por la empresa alemana Siemens. Estos “trenes colgantes” se emplean desde 1984 en la Universidad de Dortmund, Alemania, y desde 2002 en el Aeropuerto Internacional de Düsseldorf.
Air Train Internacional planea construir entre 20 y 30 trenes suspendidos en los próximos cinco años. El sistema H-Bahn está diseñado para que las unidades alcancen una velocidad de 50 kilómetros por hora, transportando 75 pasajeros en cada una de las cuatro cabinas que conforman cada tren.
La nueva era de la levitación magnética
Según se establece en un artículo de Environment News Service (ENS), el sistema H-Bahn funciona con cuatro motores eléctricos de tracción, que emplean corriente directa a través de un conductor de ferrocarril o de una línea aérea. El tren suspendido es una opción ideal para aquellas ciudades que no pueden desarrollar el proyecto de un metro, ya que resulta más económico y rápido de construir.
Pero esta alternativa de transporte urbano no es la única novedad en el campo ferroviario chino, porque también avanza la construcción de una línea de tren de levitación magnética entre el centro de Beijing y el montañoso distrito Mentougou, hacia el oeste del país.
Esta nueva línea de levitación magnética de baja velocidad es la primera que se desarrolla en China y la segunda a nivel mundial, de acuerdo a los especialistas chinos. Sin embargo, el proyecto se está construyendo sobre las objeciones de los residentes que viven en cercanías de la nueva infraestructura ferroviaria.
Los vecinos están preocupados por la exposición a la radiación electromagnética, pero los expertos chinos indicaron que los experimentos realizados certifican que el tren Maglev de baja velocidad prácticamente no emite radiación, y por lo tanto no acarrea peligros para la salud humana o para el medio ambiente.
Según se establece en un artículo de Environment News Service (ENS), el sistema H-Bahn funciona con cuatro motores eléctricos de tracción, que emplean corriente directa a través de un conductor de ferrocarril o de una línea aérea. El tren suspendido es una opción ideal para aquellas ciudades que no pueden desarrollar el proyecto de un metro, ya que resulta más económico y rápido de construir.
Pero esta alternativa de transporte urbano no es la única novedad en el campo ferroviario chino, porque también avanza la construcción de una línea de tren de levitación magnética entre el centro de Beijing y el montañoso distrito Mentougou, hacia el oeste del país.
Esta nueva línea de levitación magnética de baja velocidad es la primera que se desarrolla en China y la segunda a nivel mundial, de acuerdo a los especialistas chinos. Sin embargo, el proyecto se está construyendo sobre las objeciones de los residentes que viven en cercanías de la nueva infraestructura ferroviaria.
Los vecinos están preocupados por la exposición a la radiación electromagnética, pero los expertos chinos indicaron que los experimentos realizados certifican que el tren Maglev de baja velocidad prácticamente no emite radiación, y por lo tanto no acarrea peligros para la salud humana o para el medio ambiente.
El interesante diseño de la serie E5 Hayabusa, que marca una nueva era en la alta velocidad ferroviaria japonesa. Imagen: panoramadiario.com
Máxima velocidad japonesa
Ya está en actividad en Japón la nueva línea Hayabusa, que permite recorrer el trayecto entre Tokio y Aomori (714 kilómetros) en tres horas y diez minutos. De esta manera, el servicio de Japan Rail East marca un paso importante en los 46 años de historia de la alta velocidad japonesa, con un modelo que puede alcanzar los 300 kilómetros por hora en solamente seis segundos.
Este tren, que marca una nueva era en los servicios ferroviarios de alta velocidad en Japón, alcanzará su velocidad máxima de 320 kilómetros por hora en 2012. Las innovaciones concretadas en el tren, obtenidas luego de diez años de investigación, incluyen un nuevo sistema de suspensión activa que disminuye la vibración del tren y logra que la formación supere las curvas sin perder prácticamente velocidad.
Gracias a esto, la línea Hayabusa alcanza una media de velocidad de 270 kilómetros por hora. Al mismo tiempo, y para reducir el impacto acústico del tren, los pantógrafos han sido especialmente diseñados para generar el menor sonido posible. Además, toda la carcasa se encuentra revestida con paneles antirruido.
De acuerdo a un artículo de Physorg.com, la serie E5 Hayabusa de color verde y plata se convertirá en el tren más rápido de Japón en 2012. También vale destacar la optimización aerodinámica desarrollada, ya que los trenes incorporan un diseño de largos frontales que ha sido concebido para amortiguar los ruidos de entrada y salida, además de reducir el impacto del viento sobre las unidades.
Ya está en actividad en Japón la nueva línea Hayabusa, que permite recorrer el trayecto entre Tokio y Aomori (714 kilómetros) en tres horas y diez minutos. De esta manera, el servicio de Japan Rail East marca un paso importante en los 46 años de historia de la alta velocidad japonesa, con un modelo que puede alcanzar los 300 kilómetros por hora en solamente seis segundos.
Este tren, que marca una nueva era en los servicios ferroviarios de alta velocidad en Japón, alcanzará su velocidad máxima de 320 kilómetros por hora en 2012. Las innovaciones concretadas en el tren, obtenidas luego de diez años de investigación, incluyen un nuevo sistema de suspensión activa que disminuye la vibración del tren y logra que la formación supere las curvas sin perder prácticamente velocidad.
Gracias a esto, la línea Hayabusa alcanza una media de velocidad de 270 kilómetros por hora. Al mismo tiempo, y para reducir el impacto acústico del tren, los pantógrafos han sido especialmente diseñados para generar el menor sonido posible. Además, toda la carcasa se encuentra revestida con paneles antirruido.
De acuerdo a un artículo de Physorg.com, la serie E5 Hayabusa de color verde y plata se convertirá en el tren más rápido de Japón en 2012. También vale destacar la optimización aerodinámica desarrollada, ya que los trenes incorporan un diseño de largos frontales que ha sido concebido para amortiguar los ruidos de entrada y salida, además de reducir el impacto del viento sobre las unidades.
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