Ingenieros checos inventan una bicicleta voladora

“Flying Byke”, un dispositivo que se mantiene en el aire durante cinco minutos

La semana pasada, tres empresas checas (Duratec, Technodat y Evektor) presentaron en Praga una bicicleta voladora, desarrollada con financiación de la compañía francesa Dassault System. El prototipo, que puede trasportar hasta 170 kilos, consiguió mantenerse en el aire durante cinco minutos, pero se espera que este tiempo aumente a medida que se incremente la capacidad de las baterías que lo propulsan. Por Marta Lorenzo.

Prototipo de bicicleta voladora presentado en Praga. Fuente: Technodat.

La semana pasada, tres empresas checas (Duratec, Technodat y Evektor) presentaron en Praga la primera bicicleta voladora, desarrollada con financiación de la compañía francesa Dassault System. 

El prototipo, que portaba a un maniquí y fue dirigido por control remoto desde el suelo, trasladó al muñeco sin problemas alrededor de la sala de exposiciones en que se presentó. 

La bicicleta volverá a ser expuesta, el próximo mes de septiembre, en la International Engineering Fair (MSV), la principal feria industrial de Centro Europa. 

Características del prototipo 

Según publica Duratec, esta “máquina” cuenta con cuatro motores giratorios y un propulsor con un diámetro de 1.300 milímetros. Su peso total es de 95 kilos y puede elevar un máximo de 170 kilogramos. Asimismo, alcanza un tiempo de vuelo de entre tres y cinco minutos. 

En la revista checa de tecnología Technet se explica que la “Flying Bike” (bici voladora) ha tenido que superar importantes desafíos tecnológicos, como el de la resistencia del aire o el peligro de los vientos cruzados. 

La energía que precisa el aparato es proporcionada por dos baterías eléctricas (que alimentan a los motores giratorios) situadas en su parte frontal, dos en su parte trasera y una situada en el medio. 

Sus desarrolladores esperan que, dado que la capacidad de las baterías en general se dobla cada década, en el futuro, la Flying Bike alcance una capacidad suficiente como para ser utilizada en el ámbito deportivo o en desplazamientos corrientes. 

Sin embargo, de momento, aún no está preparada para salir a carretera (o para volar sobre ésta), dado el corto tiempo de vuelo que las baterías aguantan antes de tener que recargarlas, informa la BBC.

Éste no es el primer intento de fabricar una bicicleta que vuele como un pájaro. En 2009, un profesor de Tecnología Informática del condado de Oxfordshire (Inglaterra) llamado John Carver fabricó “Flyke”, un triciclo volador. 

Según publicó entonces The Telegraph al respecto, este dispositivo llegó a alcanzar una altura de 2.000 metros y voló a una velocidad constante de 40 kilómetros por hora a lo largo de más de 1.200 kilómetros, a través de Gran Bretaña. 

Con un motor menos potente que el de una cortadora de césped, el viaje de Flyke duró 11 días, en los que hubo que parar regularmente –cada dos horas- para el repostaje de gasolina. Este triciclo, que puede trasportar hasta 25,4 kilos de equipaje y cuenta con un paracaídas por si acaso, está actualmente a la venta en la página web de Carver. 

Por otra parte, la empresa Para-Cycle vende también un aparato similar, que aparece descrito en la web de la compañía como “paracaídas con potencia y bicicleta reclinada, convertido en aeronave ultraligera”. 

Como reclamo comercial, Para-Cycle señala que la conducción de esta bici no requiere ni licencia de piloto ni carnet de conducir. Sin embargo, es cierto que su enorme paracaídas puede resultar engorroso para desplazamientos en ciudad. 

En el siglo XX, además, se presentaron varias “aviettes” o máquinas voladoras –bicicletas con alas adosadas a su estructura- que en realidad no volaban sino que se elevaban del suelo brevemente gracias a un fuerte pedaleo inicial.

FUENTE: www.tendencias21.net 

Pruebas hidráulicas a sistemas de tuberías

Mantenimiento de sistemas de aparatos sometidos a presión 

INTRODUCCIÓN

Debido a la creciente demanda de servicios en la Gerencia de Mantenimiento Integral, referente a la supervisión e implantación de métodos de pruebas de fuga surge la necesidad de impartir un taller de Pruebas Hidrostáticas a Sistemas de Tuberías con el objeto de actualizar técnicamente y dar soluciones en campo en una forma precisa y concisa a la problemática presentada.

IMPORTANCIA DE LAS PRUEBAS HIDROSTÁTICAS

Confirmar la integridad estructural y hermeticidad de los equipos y sistemas de tuberías que manejan hidrocarburos líquidos y gaseosos, y sustancias peligrosas, en instalaciones terrestres e instalaciones marinas incluyendo sus servicios auxiliares, con la finalidad de garantizar la confiabilidad de la instalación durante su operación normal.

NORMATIVIDAD

ASME B31.3“Process Piping”.

ASTM E 1003 – 95Standard Test Method for Hydrostatic Leak Testing.

ASTM E 1316 – 05Standard Terminology for Nondestructive Testing.

NRF-150-PEMEX-2005 Rev. 0 – Pruebas Hidrostáticas de Tuberías y Equipos.

NRF-035-PEMEX-2005 – Sistemas de Tuberías en plantas Industriales- Instalación y Pruebas. 

ISO 15156-2001 “Petroleum and natural gas industries”.

ANSI/ASME B16.48 “Steel line blanks”.

MSS SP-61._ Hydrostatic Testing of Steel Valves “Pruebas Hidrostáticas de válvulas de acero).Abarca las válvulas de compuerta de cuña y de retención. API 598- “Valve Inspection and Test”(inspección y pruebas de válvulas) 

NOM-001-SEMARNAT-1996(1)“Límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas residuales aguas y bienes nacionales”. NOM-001-STPS-1993Relativas a las condiciones de seguridad e higiene en los edificios, locales, instalaciones y áreas de los centros de trabajo.

NOM-002-STPS-1993 Relativas a las condiciones de seguridad para la prevención y protección contra incendios en los centros de trabajo. 

NOM-005-STPS-1993 Relativas a las condiciones de seguridad en los centros de trabajo para el almacenamiento, transporte y manejo de sustancias inflamables y combustibles.

NOM-008-STPS-1993 Relativas a las condiciones de seguridad e higiene para la producción, almacenamiento y manejo de explosivos en los centros de trabajo.

NOM-009-STPS-1993 Relativas a las condiciones de seguridad e higiene para el almacenamiento, transporte y manejo de sustancia corrosivas, irritantes y tóxicas en los centros de trabajo. 

NOM-010-STPS-1993 Relativas a las condiciones de seguridad e higiene en los centros de trabajo donde se produzcan, almacenen o manejen sustancias químicas capaces de generar contaminación en el medio ambiente laboral. 

NOM-012-STPS-1993 Relativas a las condiciones de seguridad e higiene en los centros de trabajo donde se produzcan, usen, manejen, almacenen o transporten fuentes generadoras o emisoras de radiaciones ionizantes. 

NOM-016-STPS-1993 Relativas a las condiciones de seguridad e higiene en los centros de trabajo, referente a ventilación. 

NOM-017-STPS-1993 Relativa al equipo de protección personal para los trabajadores en los centros de trabajo.

NOM-022-STPS-1993 Relativas a las condiciones de seguridad en los centros de trabajo en donde la electricidad estática representa un riesgo.

NOM-024-STPS-1993 Relativas a las condiciones de seguridad e higiene en los centros de trabajo donde se generen vibraciones.

NOM-025-STPS-1993 Relativas a los niveles y condiciones de iluminación que deben tener los centros de trabajo. 

NOM-028-STPS-1993 Seguridad-Código de colores para la identificación de fluidos conducidos en tuberías.

NOM-114-STPS-1993 Sistema para la identificación y comunicación de riesgos por sustancias químicas en los centros de trabajo. NOM-001-SEMP-1994 Instalaciones destinadas al suministro y uso de la energía eléctrica.

Código ASME Secc. V cap. X.

NRF-028-PEMEX-2004. Diseño y construcción de recipientes a presión.

Especificación Q-201. 

GENERALIDADES ESP. Q-201

El objetivo de ésta especificación esproporcionar una base y guía para llevara cabo las pruebas en campo detuberías, equipos e instrumentos, a finde asegurar su hermeticidad. 

Alcance de la Esp. Q-201

Cubre los requisitos generales para laspruebas a tuberías y sistemas deinstrumentos, posteriores a la erección, segúnse especifica en el ASME B31.3 Sec. 345.2. La tubería en sistemas de generación devapor a fuego directo se probará de acuerdocon la última edición del Código ASME paracalderas. 

Alcanceprueba de recipientes a presión, cambiadoresde calor u otro tipo de equipos, los cualesserán probados de acuerdo con los códigos yespecificaciones bajo las cuales han sidodiseñados y construidos.La prueba de tal equipo llevada a caboconforme a los requisitos de esta especif. esincidental y aplica únicamente a susconexiones de tubería. 

PRESIONES DE PRUEBA

Generalidades

La presión de prueba para cualquier sistemaindividual estará dentro de los límites máximoy mínimo indicados en limitaciones depresión.Cada uno de los circuitos de prueba seseleccionarán de tal manera que incluyan elmáximo de tuberías y equipos que puedan serprobados a una misma presión. 

Presiones de prueba

Si las condiciones máximas de operación dela tubería que conecta a un equipo son lasmismas de éste, se probará simultáneamentea la presión hidrostática de prueba del equipo.Este procedimiento es permitido por laSección 345.4.3 del Código ASME B31.3, aúncuando ésta presión de prueba sea menorque la mínima calculada para la tubería 

Limitaciones de Presión 

La presión hidrostática mínima de prueba será 1 1/2 veces la presión de diseño. Si la temperatura de diseño es superior a la temperatura de prueba, la presión mínima de prueba se corregirá por temperatura. 

Limitaciones de presión 

Donde :Pp = Presión hidrostática mínima de prueba (kg/cm2)

P = Presión de diseño (kg/ cm2)

Sp =Esfuerzo permisible del material a la temperatura de prueba (kg/ cm2)

S = Esfuerzo permisible del material a la temperatura de diseño (kg/ cm2)

La presión hidrostática máxima de prueba noserá mayor que 1 1/2 veces la máximapresión permisible de trabajo.La presión hidrostática máxima de prueba deun sistema, estará limitada por la presiónmáxima de prueba del componente más débilde dicho sistema. 

Toda la tubería que opere en servicio de vacíose probará neumáticamente a un mínimo de1.05 kg/cm2 man. o a la presión internamáxima permisible si es menor que laanterior. Todas las juntas se revisarán contrafugas con espuma de jabón. 

Para pruebas neumáticas, la presión mínimade prueba será 110% de la presión de diseño.Para pruebas con presiones mayores de 1.75kg/cm2 man. se hará una prueba preliminar a1.75 kg/cm2 man., ésta se elevará lentamentehasta llegar a la presión de prueba requerida.

No se probarán las líneas que normalmenteestán abiertas a la atmósfera, tales comoventeos, drenes y descargas de válvulas deseguridad; las juntas se inspeccionaránvisualmente para verificar que su instalaciónsea adecuada.

No se probarán las tuberías de drenaje sinpresión, únicamente se examinaránvisualmente para verificar que la instalaciónde todas las juntas es correcta.

Para detectar fugas en juntas bridadas,roscadas y soldadas de un circuito que seprueba neumáticamente, se utilizará unasolución jabonosa.Las juntas bridadas se prepararán para laprueba cubriéndose enteramente con cintaadhesiva y abriendo un agujero de 1/8" através de la cinta, en donde se colocará lasolución jabonosa para detectar la fuga.

Los asientos de válvulas de fierro no sesometerán a presiones mayores que lamáxima presión de trabajo en frío de laválvula. La presión de prueba a que sesometan las válvulas cerradas, no excederádel doble del rango de presión (raiting) de las mismas.

MEDIOS DE PRUEBA

Líquidos

Generalmente se usará agua limpia como medio para la prueba hidrostática de sistemas de tubería y de equipo. La temperatura del agua, durante la prueba será como mínimo de 4.5 °C. Puede ser calentada con vapor en caso de que la prueba se lleve a cabo en clima frío.

La prueba hidrostática normalmente no serealizará cuando la temperatura ambiente seamenor de 0 °C. Se tendrá especial cuidadocuando la temperatura del metal sea inferior a0 °C, a fin de evitar congelamientos endrenes, indicadores de nivel, etc.

Cuando la temperatura ambiente sea inferioral punto de congelación del agua, puedeagregarse a ésta, metanol o gliceron o biensustituirla por algún otro líquido que según elcaso puede ser gasóleo, querosina, etc., conel fin de eliminar la posibilidad decongelaciones.

Cuando la temperatura de operación sea inferior alpunto de congelación del agua o cuando el uso deésta se considere inadecuado, puede utilizarse comomedio de prueba gasóleo, querosina, metanol, etc.Se puede usar agua salada para la prueba cuando nose disponga de agua dulce. En tal caso la planta sepondrá en operación lo mas pronto posible, a fin deprevenir la corrosión de los platos de recipientes uotras partes de equipo.

Por ningún motivo se usará agua salada parala prueba de la tubería de alimentación deagua a calderas, retorno de condensado yvapor en sistemas generadores del mismo opara la prueba de cualquier sistemaconstruido con acero inoxidable austenítico

Gases

Cuando el diseño de un circuito de pruebasea tal, que haga poco práctica u objetable laprueba hidrostática del mismo, podrásustituirse por una prueba neumática. Algunosejemplos de tales sistemas son: aire deplanta, gas combustible, sistemas de vacío,tubería aislada o recubierta internamente,recipientes conteniendo catalizadores odesecantes, etc.

PROCEDIMIENTOS Y LIMITACIONES

Limpieza: Todos los sistemas de tubería se limpiaránantes de la prueba, haciendo pasar agua oaire a presión, con el fin de eliminar tierra,rebabas o materias extrañas sueltas.Todas las válvulas de control se desmontarándurante el lavado.

Preparativos para la prueba: Todos los sistemas que se pruebenhidrostáticamente, se les purgará el aireutilizando los venteos de los puntos altosantes de aplicar la presión de prueba.La tubería instalada con resortes ocontrapesos se soportará temporalmente enlos puntos donde el peso del fluido de pruebapudiera sobrecargar los soportes.

No se aplicará pintura de campo niaislamiento a juntas bridadas, conexionesroscadas, soldaduras sin probar y agujeros deescurrimiento, hasta que el sistema haya sidoexitosamente probado.Las juntas de expansión, secadores, filtros yequipo similar especial, para los cuales lapresión máxima de prueba, en frío sea menorque la presión mínima de prueba del sistema,se desmontará o bloqueará antes de laprueba. 

Los sistemas de tubería sujetos a largosperíodos de prueba hidrostática, se proveeráncon un dispositivo protector para relevar lapresión excesiva que pudiera producirsedebido a la expansión térmica del fluido deprueba.

Se instalarán bridas ciegas, placas debloqueo, tapones cachucha o machos paraaislar el sistema de tubería, equipo especial einstrumentos donde no se disponga deválvulas de bloqueo. Se utilizarán empaquesde grafito o similares para la pruebahidrostática en donde se utilicen elementos debloqueo bridados.

Sistemas de Tubería 

Cuando los sistemas de tubería a probarestén directamente conectados en los límitesde tubería a tubería de responsabilidad deotros, dicho sistemas se aislarán medianteválvulas o placas de bloqueo.Cuando en los sistemas de tubería del párrafoanterior, sea impráctico aislar la tubería, lascondiciones para la prueba se acordarán porlas partes interesadas.

Antes de su instalación, el manómetro deprueba se calibrará con objeto de asegurar suexactitud.El manómetro de prueba se localizará en laparte mas baja del sistema, a fin de evitar unesfuerzo excesivo a cualquier equipo en lazona inferior del sistema durante la prueba.

La presión de prueba será aplicada medianteun método adecuado de bombeo u otra fuentede presión, la cual se aislará del sistemahasta que este quede dispuesto para laprueba. Se instalará un manómetro en ladescarga de la bomba, como guía para vigilarla presión en el sistema. La bomba se vigilaráconstantemente durante la prueba por unapersona autorizada, quien la desconectará delsistema cuando suspenda dicha vigilancia. 

Las bombas, turbinas, sopladores ycompresores no estarán sujetos a pruebahidrostática en el campo.Cualquier equipo que contenga aditamentosde diseño especial tales como juntas, sellos,etc., se excluirá de la prueba o se probará deacuerdo con las instrucciones del fabricante.

La presión de prueba se mantendrá durante15 min. antes de la inspección y un lapsosuficientemente largo para permitir lainspección completa del sistema a prueba. Enningún caso, el período de inspección serámenor a 10 min.Cuando un sistema sea aislado en un par debridas compañeras, se colocará una placa debloqueo entre estas. Los espesores mínimosde las placas de bloqueo serán losespecificados en la tabla 1 

Los mangos u "orejas" de las placas debloque se pintarán de un color brillante quelas haga fácilmente identificables, con elobjeto de que puedan ser localizadas yquitadas antes de la operación de arranque.Se elaborará una lista de todas las placas debloqueo y bridas ciegas que se hayaninstalado para la prueba y asegurarse de quetodas hayan sido desmontadas. 

Los extremos de tubería donde sea imposibleel uso de placas de bloqueo, tales comobombas, compresores, turbinas o cualquiersitio donde se haya desconectado o quitado elequipo antes de la prueba hidrostática, sebloquearán con bridas ciegas normales delmismo rango que el sistema de tubería que seesta probando.

Las tuberías con válvulas de retencióntendrán la fuente de presión localizada flujoarriba de la válvula, de modo que la presióneste aplicada bajo el asiento. Si esto no esposible, se desmontará el disco o semantendrá en posición de abierto.

La tubería de instrumentos se probará junto con el sistema de tubería hasta la válvula de bloqueo mas cercana al instrumento. Cuando exista una unión flujo abajo de la válvula, se desmontará durante la limpieza y prueba, con el fin de prevenir que inadvertidamente se introduzca tierra o materia extraña a la tubería de instrumentación.

Las pruebas adicionales después de lasreparaciones con soldadura, se harán a laspresiones especificadas para la pruebaoriginal.Se elaborarán y conservarán reportes deprueba de todos los sistemas probados,dichos reportes incluirán fecha de prueba,identificación de la tubería probada, presionesde operación y prueba, fluido de prueba yfirmas de aprobación de la persona a cargode la misma y del representante del cliente. 

Instrumentos: Las válvulas de relevo y discos de ruptura sedesmontarán o bloquearán del equipo o redde tubería antes de la prueba hidrostática. Lasconexiones de las válvulas de relevo roscadasse taponarán temporalmente durante laprueba.Las placas de orificio y otros elementosprimarios de medición de flujo no se instalaránen la tubería hasta que el lavado a presión yla prueba hayan sido terminadas. 

Los manómetros indicadores de presiónlocales, podrán probarse junto con la tuberíasi la presión de prueba no excede al rango dela escala. Sin embargo, el manómetro sebloqueará de la tubería durante la limpieza ylavado a presión. En líneas donde la presiónde prueba sea mayor que el rango delmanómetro, este se desmontará y lasconexiones serán taponadas o bloqueandodicho manómetro.

Válvulas de control con válvulas de bloqueo y desvío.En caso de que la presión de prueba sea la misma,flujo arriba o abajo de la válvula de control, lasválvulas de bloqueo y del desvío se dejarán abiertas yla válvula de control abierta o cerrada (lo que sejuzgue más conveniente). Si la presión de prueba flujoarriba difiere de la presión de prueba flujo abajo, laporción de tubería flujo arriba se probará con laválvula de control abierta, la válvula del desvíocerrada y bloqueada; la válvula de bloqueo flujo arribaabierta y la válvula de bloqueo flujo abajo cerrada obloqueada.

Cuando las válvulas de control se pruebenjunto con la tubería, se evitará el apretar elempaque de las mismas para prevenir fugas.En caso de que la fuga en una válvula decontrol sea excesiva al grado que impidaalcanzar la presión de prueba, se bloqueará odesmontará.

Los flotadores de instrumentos de nivel,localizados en el interior de recipientes oequipo, se quitarán de estos antes de laprueba en caso de que se desconozca lapresión máxima permisible del flotador, o siesta es menor a la presión hidrostáticadesignada para el recipiente o equipo.

Las cajas externas de flotadores (piernas de nivel) seprobarán junto con el recipiente o equipo sólo en casode saber que el flotador tiene una presión externapermisible superior a la presión de prueba hidrostáticadesignada.En caso de desconocerse la presión externapermisible sobre el flotador o si esta es inferior a laprueba hidrostática designada y la caja del flotador hasido previamente probada en el taller o en campoantes de la instalación del flotador, se aislará aquellade la prueba hidrostática cerrando las válvulasadyacentes del bloqueo y abriendo la del drene de lacaja del flotador. 

Si la caja del flotador no ha sido previamenteprobada y se desconoce la presión externapermisible de prueba sobre el flotador o éstaes inferior a la prueba designada, sedesmontará y la caja se probará junto con elequipo.Ciertos tipos de instrumentos con sus líneasde conexión a proceso pueden ser probadas ala misma presión que las líneas principales detubería o equipo al cual estén conectados,siempre y cuando su rango soporte la presiónde prueba.

Grupo I

Instrumentos de nivel tipo desplazador

Válvulas de Control

Niveles de Crista

Cámaras de medición de flujo

Rotámetros

Interruptores de Nivel tipo flotador 

Instrumentos de presión diferencial de flujo

Indicadores tipo Bartón de flujo

Termopozos

Indicadores de presión

Interruptores de alarma e indicadores de nivel tipo flotador abierto. 

Las partidas especiales de la lista anterior que nosoporten las presiones normales de prueba seránexcluidas de la misma mediante aislamiento odesmontaje.Cualquier otro tipo de instrumentos no se probarán ala presión de la línea, pero tendrán terminalesconectoras de proceso probadas hasta la válvula debloqueo más cercana al instrumento. Se tendrá especial cuidado de que el equipo esté protegido,desmontado o bloqueando las líneas de conexión alinstrumento y desconectando o venteando losmismos. En caso de que el aire o gas no dañe losinstrumentos, éstos podrán probarse con aire o gasinerte.

Grupo II

Analizadores

Instrumentos de nivel de Diafragma

Interruptores de flujo en línea

Medidores de desplazamiento positivo

Registradores y transmisores de presión

Sensores de flujo tipo turbina

Reguladores de conexión directa

Válvulas de control de presión balanceada

Interruptores por presión

Drenado y Secado

Cuando la prueba hidrostática se hayacompletado, la presión se desfogará de talmanera, que no constituya ningún peligro para el personal ni dañe al equipo.Todos los venteos serán abiertos antes dedrenar el fluido de prueba y permaneceránabiertos durante el drene, a fin de prevenir laformación de bolsas de vacío en el sistema. 

Las válvulas, placas de orificio, juntas de expansión y accesorios de tubería que hayan sido desmontados al efectuar las pruebas se reinstalarán con sus empaques adecuados. Las válvulas que fueron cerradas durante la prueba hidrostática se abrirán.

Después de que las líneas hayan sido drenadas, se desmontarán los soportes temporales y entonces el sistema quedará listo para que las líneas sean pintadas y aisladas. 

El secado del sistema probado se limitará adrenar el fluido de prueba para eliminar lamayor parte del líquido libre. 

PLANEAR PRUEBA

Definir tipo de prueba

- Integral

- Circuitos

- A Recipientes

Identificar puntos y Dispositivos por Aislar.

Identificar Puntos de colocación de comales (figura ocho).

Desalojo y depósito de residuos antes y después de la prueba.

Identificar punto (s) para desalojar Residuos líquidos.

Definir duración de acuerdo a Normas.

Definir Equipo necesario y calibracion del mismo.

Identificar puntos de venteo.

Toma de registros y firma de constancia de los mismos. 

CÁLCULO, SELECCIÓN YUBICACIÓN DE FIG. OCHO

Para el cálculo del espesor se emplea la sig. Fórmula

C=0.125 PULG

T= Espesor de la placa (pulg)mm.

.dg= Diámetro interior pulg(m.m.) de junta para bridas RF o FF el diámetro a línea de centro de la ranura del anillo.

P=Presión de diseño (psig)MP o

SE= Esfuerzo permisible(psig)MPo ver ASME B31.3 apéndice A

C= Tolerancia de corrosión.

3.- Valor “D” se calcula asi: D=T+2E.

4.- El material de la placa reversible es ASTM A 206 Gr.C

FUENTE. www.estrucplan.com.ar

Desarrollan un material que desafía las leyes de la física

Bajo presión se expande en lugar de comprimirse, generando estructuras porosas con múltiples aplicaciones potenciales

Los científicos del Argonne National Laboratory de Estados Unidos están desafiando las leyes de la física porque han conseguido que un material sometido a presión se expanda en lugar de comprimirse. Este avance podría tener aplicaciones en múltiples sectores, desde el farmacéutico al de la construcción. Por otra parte, en este mismo Laboratorio, se ha conseguido recientemente convertir el cemento en un metal líquido semiconductor. Por Yaiza Martínez.

Una técnica permite convertir un material denso en poroso sometiéndolo a presión. 

Fuente: Argonne National Laboratory.

Lo normal es que, cuando apretamos algo, se haga más pequeño. Pero no siempre es así, gracias a una técnica desarrollada por científicos del Argonne National Laboratory‎ de Chicago, Estados Unidos, un centro de investigación multidisciplinar especializado en el estudio de energías limpias, tecnología y seguridad. 

Los investigadores de este Laboratorio parecen estar desafiando a las leyes de la física al haber encontrado una manera de ejercer presión para conseguir que un material se expanda en lugar de comprimirse, como cabría esperar. 

"Es como apretar una piedra y que se forme una esponja gigante", explica Karena Chapman, químico del Departamento de Energía de EEUU en un comunicado del Argonne National Laboratory. 

"Se supone que los materiales se adensan y se compactan bajo presión. Pero estamos viendo justo lo contrario. El material que hemos sometido a presión (con la nueva técnica) tiene la mitad de densidad que en su estado original. Esto contradice las leyes de la física ", añade la investigadora. 

Como este comportamiento parecía imposible, Chapman y sus colaboradores pasaron varios años haciendo pruebas hasta llegar a creer lo increíble. En cada uno de sus experimentos, obtuvieron los mismos resultados asombrosos. 

Posibles aplicaciones 

El descubrimiento realizado no sólo podría hacer que se reescribiesen los libros de texto de ciencias, sino que además podría duplicar la variedad de materiales con estructuras porosas disponibles para fabricación, funciones sanitarias o de sostenibilidad ambiental. 

Estos nuevos materiales, con orificios parecidos a los de las esponjas, podrían usarse para atrapar, almacenar y filtrar otros materiales. La forma de sus agujeros permite que éstos sean selectivos con moléculas específicas y, en consecuencia, puedan funcionar como filtros de agua, como sensores químicos o como medio de almacenamiento de compresión, por ejemplo, para el secuestro del dióxido de carbono de células de combustible de hidrógeno. 

Además, adaptando las velocidades de liberación de los materiales “atrapados” en los agujeros, se podría “dirigir” el suministro de fármacos o determinar el inicio de reacciones químicas que produzcan de todo, desde plásticos hasta alimentos. Los detalles de este avance han sido publicados en el Journal of the American Chemical Society.

Cómo se hizo la transformación 

Los científicos pusieron cianuro de Zinc - Zn(CN)2 - en una celda de yunque de diamante, que es un dispositivo utilizado en experimentos científicos que permite comprimir una pequeña pieza (de tamaño sub-milimétrico) de material hasta presiones extremas. Luego introdujeron todo en el Advanced Photon Source (APS), una fuente de radiación sincrotrón de rayos X ubicada en el Argonne National Laboratory. 

En este entorno, el cianuro de Zinc fue sometido a altas presiones – de entre 0,9 y 1,8 gigapascales, el equivalente a entre 9.000 y 18.000 veces la presión atmosférica a nivel del mar-. Este nivel de presión está dentro del marco de presión reproducible por la industria en sistemas de almacenamiento a granel. 

Aplicando distintos fluidos en torno al material a medida que éste era sometido a la presión, los científicos consiguieron crear cinco nuevas fases de material. Dos de éstas mantuvieron su capacidad porosa bajo una presión normal. 

El tipo de fluido utilizado en el proceso determinó la forma de los poros generados. Esta es la primera vez que se consigue, con presión hidrostática, hacer que un material denso se transforme en un material poroso. "Este descubrimiento probablemente doble la cantidad de materiales porosos disponibles, lo que ampliará en gran medida su uso en farmacia, en el secuestro o separación de materiales o en catálisis", afirma Chapman.

Estado de los electrones en el cristal de metal líquido formado a partir de cemento. Fuente: Argonne National Laboratory.

También han transformado el cemento en metal 

El pasado mes de mayo, el Argonne National Laboratory publicaba otro avance en formación de materiales muy llamativo: el descubrimiento de una fórmula que permite convertir el cemento líquido en metal líquido. 

Aplicando un proceso conocido como captura electrónica, los científicos lograron transformar el cemento en un semiconductor, lo que permitiría usarlo en el sector de la electrónica para crear películas finas, revestimientos de protección o chips computacionales. 

Este “nuevo” cemento tiene además propiedades muy positivas, como una mejor resistencia a la corrosión que un metal tradicional, menor fragilidad que los cristales, menor pérdida energética, y una fluidez mayor, que favorece su procesamiento y su moldeamiento. 

Para su obtención, los investigadores sometieron la mayenita‎ (un componente de los cementos de alúmina) a diferentes atmósferas y a temperaturas de 2.000 ºC usando un haz de láser. Todo se hizo con un levitador aerodinámico que evitó que el líquido resultante tocara cualquier superficie del contenedor (este tipo de levitación permite establecer variaciones en la presión ejercida por gases para mantener los objetos en una posición estable). 

Una vez enfriado, el líquido formó unos cristales que pueden capturar los electrones de la manera que precisa la conducción electrónica. Los electrones atrapados proporcionaron un mecanismo de conductividad similar al que permiten los metales. 

Los científicos señalaron en este caso que comprender cómo el cemento puede convertirse en metal líquido abre la posibilidad de convertir otros sólidos de aislamiento en semiconductores que funcionen a temperatura ambiente. Los resultados de este otro estudio aparecieron en la revista Proceeding of the National Academy of Sciences.

Referencias bibliográficas: 

Saul H. Lapidus, Gregory J. Halder, Peter J. Chupas, Karena W. Chapman. Exploiting High Pressures to Generate Porosity, Polymorphism, And Lattice Expansion in the Nonporous Molecular Framework Zn(CN)2. Journal of the American Chemical Society (2013). DOI: 10.1021/ja4012707. 

Jaakko Akolaa, Shinji Koharad, Koji Oharad, Akihiko Fujiwarad, Yasuhiro Watanabee, Atsunobu Masunoe, Takeshi Usukif, Takashi Kubog, Atsushi Nakahirag, Kiyofumi Nittad, Tomoya Urugad, J. K. Richard Weberh y Chris J. Benmorei. Network topology for the formation of solvated electrons in binary CaO–Al2O3 composition glasses. PNAS (2013). DOI: 10.1073/pnas.1300908110. 

FUENTE: www.tendencias21.net

AirPod, el coche que funciona con aire comprimido

Tata, el primer fabricante de automóviles de la India, ha desarrollado un automóvil que se alimenta con aire comprimido. Aunque ya había presentado su prototipo de coche urbano y ecológico en 2009, Feria del Motor de Génova, la compañía anuncia que es ahora cuando se están buscando formas de comercializar el producto. 

El automóvil se llama AirPod y alcanzará los 70 kilómetros por hora. Es similar al vagón de un funicular, con dos amplias ventanas laterales y una frontal que se une a un techo solar. Además posee las funcionalidades de cualquier vehículo como faros traseros y delanteros, limpiaparabrisas y espejos retrovisores. Sobre las especificaciones técnicas interiores la compañía india no ha adelantado más datos.

El nuevo vehículo tiene una autonomía de 220 kilómetros. Su tanque de aire comprimido cuenta con una capacidad de 175 litros y una presión de 350 bares, y se puede recargar en estaciones especializadas, o mediante un motor eléctrico, en un sistema de automoción híbrido. Además, el equipo de ingenieros contempla la opción de que el automóvil recupere parte de la energía en el frenado.

FUENTE: www.muyinteresante.es

Hoteles Espaciales

Para poder hacer turismo espacial no va a ser necesario esperar mucho tiempo. La empresa Virgin Galactic obtuvo en mayo de 2012 permiso de la Administración Federal de Aviación (FAA) de Estados Unidos para realizar un lanzamiento experimental de un cohete propulsado y un vuelo suborbital antes de realizar sus primeros viajes con tripulación. Sus previsiones incluyen lanzar el primer vuelo turístico al espacio en 2013, y ya hay más de 500 clientes que se han apuntado para viajar a bordo del SpaceShipTwo, una nave para dos pilotos y seis pasajeros. 

Por su parte, varios arquitectos trabajan actualmente en el Centro Internacional Sasakawa de Arquitectura Espacial, en la Universidad de Houston (EE UU), diseñando desde un invernadero marciano hasta los vehículos con los que los excursionistas del espacio recorrerán otros mundos con las cámaras de fotos a cuestas. En cuanto a los “hoteles de altos vuelos”, la empresa barcelonesa Galactic Suite tiene previsto poner en órbita en 2014 el primer hotel espacial. Sus inquilinos darán una vuelta al mundo cada 90 minutos y verán 16 atardeceres cada día. “Será el nacimiento del Homo spaciens”, asegura su director, Xavier Claramunt.

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

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

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

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

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

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.

http://youtu.be/JCDA_zzevZw

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

Nuevos materiales inteligentes reducen las vibraciones y extraen energía

Se trata de elastómeros con actividad eléctrica, que pueden tener múltiples aplicaciones

Ingenieros del Fraunhofer Institute for Structural Durability and System Reliability (LBF), en Alemania, han logrado avanzar en el desarrollo de materiales inteligentes que pueden disminuir las vibraciones y extraer energía del medio ambiente. Los nuevos elastómeros son capaces de amortiguar las vibraciones molestas en un coche, por ejemplo, o de suministrar energía en forma inalámbrica para sensores que deben trabajar en lugares inaccesibles. Por Pablo Javier Piacente.

Los elastómeros proactivos resultan mucho más eficaces en el control de las vibraciones y pueden producir energía. Imagen: Fraunhofer-Gesellschaft.
En reiteradas ocasiones, las vibraciones pueden condicionar de forma negativa diferentes procesos o sistemas, y en esos casos la presencia de materiales que puedan eliminarlas o reducirlas resulta muy útil. Si, además, estos dispositivos pueden capturar energía de las vibraciones, la solución resulta aún mucho más efectiva.

Es el caso de un nuevo desarrollo de ingenieros del Fraunhofer Institute for Structural Durability and System Reliability (LBF), de Alemania,, que promete tener un fuerte impacto en el campo del diseño automotor o de los sensores utilizados en áreas de difícil acceso, entre otras aplicaciones.

Un problema cotidiano, como andar en bicicleta en una calle cubierta con adoquines, nos pone frente a la necesidad de contar con materiales capaces de amortiguar y contrarrestar las molestas vibraciones y golpes. Algo similar sucede al conducir un automóvil en terrenos muy irregulares.

Muchas motos, bicicletas o automóviles incluyen en sus asientos repletos de silicona estos elastómeros, materiales elásticos y maleables que pueden hacer frente a las vibraciones. Sin embargo, los ingenieros del LBF en Darmstadt, Alemania están decididos a ir un poco más allá, trabajando en una próxima generación de elastómeros.

Estos nuevos materiales inteligentes son capaces de responder activamente a las vibraciones no deseadas, amortiguándolas de una manera mucho más eficaz e incluso obteniendo energía de las mismas.

Los resultados de esta investigación han sido difundidos a través de una nota de prensa de Fraunhofer-Gesellschaft, y además se desarrollaron en un artículo publicado en el medio especializado Phys.org.


Los elastómeros han sido utilizados en el campo de la ingeniería durante décadas, por ejemplo en los cojinetes para motores de vehículos. Hasta ahora, han tenido un efecto puramente pasivo con relación a las vibraciones o el impacto en choques. Serían mucho más eficaces si fueran capaces de responder de manera proactiva y contrarrestar las vibraciones. 

De la misma manera que un jugador de tenis ralentiza la pelota tirando hacia atrás la raqueta en el golpe denominado drop shot, un elastómero activo puede extraer la energía de la vibración de forma selectiva ante los movimientos de balanceo. Teóricamente, esto haría que la vibración se disipe totalmente.

Según explica William Kaal, uno de los especialistas del LBF que participaron de la investigación, ya existen materiales que son adecuados para este propósito. Se los denomina elastómeros electroactivos, y son sustancias elásticas que cambian de forma cuando se exponen a un campo eléctrico.

El secreto es aplicar una corriente alterna para que el material comience a vibrar. Si existen dispositivos electrónicos inteligentes capaces de controlar a los elastómeros, haciéndolos vibrar precisamente ante determinadas circunstancias, entonces las vibraciones no deseadas en un equipo, superficie o motor se disiparán en su mayor parte.

Un modelo con aplicaciones concretas 

Para demostrar que este principio funciona, los ingenieros e investigadores de Fraunhofer-Gesellschaft han creado un modelo. Más pequeño que un paquete de cigarrillos, se compone de 40 capas ultradelgadas de material elastómero, en el marco de un campo eléctrico que lo estimula.

El reto fue el diseño de los electrodos que componen el campo eléctrico que actúa junto a las capas de elastómero, ya que habitualmente los electrodos están confeccionados con metal. Sin embargo, la rigidez de los metales impediría la deformación del elastómero. Los expertos hallaron una solución ingeniosa para este problema, que consistió en la apertura de agujeros de tamaño microscópico en los electrodos.

De esta forma, cuando el voltaje eléctrico deforma al elastómero el mismo logra dispersarse y se expande a través de los diminutos orificios. El enfoque ha demostrado ser muy eficaz en términos generales en las pruebas realizadas, y una de las aplicaciones imaginadas por los ingenieros de LBF tiene que ver con la construcción de vehículos.

Como las vibraciones del motor pueden ser muy perjudiciales, siendo canalizadas a través del chasis en el interior del coche, los nuevos elastómeros activos pueden ayudar a reducir estas vibraciones en los automóviles. Además, los dispositivos también pueden absorber las vibraciones de su entorno para producir energía, por lo que podrían facilitar la alimentación energética independiente de los sensores que necesitan trabajar en sitios de difícil acceso, como por ejemplo aquellos que monitorean los puentes en forma permanente.

FUENTE: www,tendencias21.net

Crean plásticos biodegradables con la durabilidad y resistencia de los metales

Son una excelente alternativa, y presentan la ventaja de no generar contaminación

Un trabajo desarrollado en la Universidad de Tel Aviv ha dado lugar a la creación de una nueva tipología de plásticos biodegradables, que serían capaces de sustituir al acero y otros materiales empleados en productos de uso diario, con la ventaja de no generar contaminación. Esto podría tener un gran impacto a largo plazo en muchas industrias, incluyendo la fabricación de automóviles, ya que las piezas metálicas empleadas en los rodados podrían reemplazarse por piezas de plástico. Por Pablo Javier Piacente.

Los plásticos biodegradables podrían revolucionar la industria, al alcanzar condiciones similares a los metales y reunir importantes ventajas ecológicas.
Nuevos plásticos biodegradables alcanzarían similares condiciones a las que presentan los metales en términos de resistencia y durabilidad, con el importante beneficio de ser amigables con el medio ambiente. Estos plásticos, con amplia aplicación en distintos sectores de la industria, han sido desarrollados por un investigador de la Escuela de Química de la Universidad de Tel Aviv.

Ante el desbordamiento de los vertederos frente a la gran cantidad de plásticos desechados, ingenieros y científicos han estado trabajando para producir una alternativa biodegradable que reduzca la contaminación. Ahora, el profesor Moshe Kol de la Universidad de Tel Aviv parece haber hallado una dimensión completamente nueva en el campo de los plásticos amigables con el medio ambiente.

Kol está desarrollando una nueva clase de polipropileno ecológico, uno de los plásticos más utilizados en el mundo, que tiene el potencial para sustituir al acero y otros materiales utilizados en productos de uso masivo. Además, este tipo de plásticos consumen menos energía durante el proceso de producción.

Al mismo tiempo, tendrían múltiples beneficios adicionales. Por ejemplo, las piezas de polipropileno para coches reemplazarían a las tradicionales de acero, logrando que los automóviles sean más livianos y consuman menos combustible. Por otro lado, como el material es económico, el plástico ecológico podría ofrecer una alternativa de fabricación mucho más accesible y sostenible.

La investigación ha sido publicada en la revista especializada Angewandte Chemie, en un artículo titulado “Salalen Titanium Complexes in the Highly Isospecific Polymerization of 1-Hexene and Propylene”, y además se ha difundido mediante una nota de prensa de la American Friends of Tel Aviv University.

Aunque se trata de un prometedor campo de investigación, los plásticos biodegradables aún no han sido capaces de imitar la durabilidad y la resistencia de los plásticos comunes, como por ejemplo el polipropileno. Kol cree que la respuesta podría estar en los catalizadores, claves en el proceso de producción.

Los plásticos se estructuran en cadenas químicas muy largas llamadas polímeros, que se presentan en bloques. Los catalizadores son responsables de conectar estos bloques y de crear cadenas de polímeros. Si se optimiza la calidad del catalizador, estas cadenas estarán más ordenadas y bien definidas.

Como consecuencia, se logrará un plástico con un punto de fusión más alto y una mayor resistencia y durabilidad. Por ello, el catalizador es una parte crucial del proceso de producción del plástico. Kol y su equipo han logrado desarrollar un nuevo catalizador para el proceso de producción de polipropileno, mucho más eficiente que los empleados actualmente.

Amplias e importantes aplicaciones 

Según los especialistas de la Universidad de Tel Aviv, se ha logrado producir la versión más potente de este tipo de plástico que se ha creado hasta la fecha, gracias al uso del nuevo catalizador. De esta forma, se abriría un nuevo campo para la producción de polipropileno no tóxico, más económico y eficiente en términos de consumo de energía.

Se estima que, en 2020, el consumo de plásticos a nivel mundial alcanzará los 200 millones de toneladas al año. Como los plásticos tradicionales son contaminantes, resulta urgente desarrollar nuevas opciones en torno a este material, que se ha convertido en un elemento básico de la vida cotidiana, implicando la menor cantidad de daños al medio ambiente.

El polipropileno producido por Kol y su equipo es sin dudas una buena noticia para los impulsores de nuevos procesos de fabricación sostenible, y podría realmente revolucionar la industria. Su aplicación desembocaría en productos de mayor durabilidad y con la necesidad de un menor mantenimiento.

Además de las piezas de automóviles, Kol prevé que uno de los usos más importantes de los nuevos plásticos ecológicos serán las tuberías de agua, ya que permitirían el desarrollo de un sistema más económico y respetuoso del medio ambiente con respecto a las tradicionales tuberías de acero empleadas en los hogares.

Fuente: www.tendencias21.net