Crean un parche que convierte el sudor en electricidad ilimitada

El dispositivo podría suministrar energía constante a una amplia variedad de aparatos electrónicos alimentándose de la transpiración humana.

Investigadores de la Universidad de Massachusetts Amherst han diseñado un biofilm que recolecta la energía de la evaporación, concretamente de sudor, y la convierta en electricidad.

Este biofilm —un parche que se adhiere a la piel—, que se anunció en Nature Communications, tiene el potencial de revolucionar el mundo de la electrónica portátil, alimentando todo, desde sensores médicos personales hasta dispositivos electrónicos.

“Esta es una tecnología muy emocionante”, dice Xiaomeng Liu, estudiante graduado en Ingeniería Eléctrica e Informática en la Facultad de Ingeniería de UMass Amherst y autor principal del artículo. “Es energía verde real y, a diferencia de otras fuentes llamadas de ‘energía verde’, su producción es totalmente verde”.

¿Cómo funciona?

Este biofilm, una lámina delgada de células bacterianas del grosor de una hoja de papel, es producido naturalmente por una versión modificada de la bacteria Geobacter sulfurreducens.

Se sabe que G. sulfurreducens produce electricidad y se ha utilizado anteriormente en “baterías microbianas” para alimentar dispositivos eléctricos. Pero tales baterías requieren que dicha bacteria se cuide adecuadamente y se alimente con una dieta constante.

Por el contrario, esta nueva biofilm, que puede proporcionar tanta energía como una batería de tamaño similar, funciona continuamente porque la bacteria G. Sulfurreducens está muerta y, debido a eso, no necesita ser alimentada.

“Es mucho más eficiente”, dice en un comunicado Derek Lovley, profesor distinguido de Microbiología en UMass Amherst y uno de los autores principales del artículo. “Hemos simplificado el proceso de generación de electricidad al reducir radicalmente la cantidad de procesamiento necesario. Cultivamos de manera sostenible las células en una biopelícula y luego usamos esa aglomeración de células. Esto reduce las entradas de energía, simplifica todo y amplía las aplicaciones potenciales”.

Una matriz de bioparches alimenta una pequeña pantalla LCD.

El secreto detrás de esta nueva biopelícula es que genera energía a partir de la humedad de la piel. Aunque todos los días leemos historias sobre la energía solar, al menos el 50% de ella que llega a la Tierra se destina a la evaporación del agua.

“Esta es una enorme fuente de energía sin explotar”, dice Jun Yao, profesor de Ingeniería Eléctrica e Informática en UMass, y el otro autor principal del manuscrito. Dado que la superficie de nuestra piel está constantemente humedecida con sudor, la biopelícula puede “enchufarse” y convertir la energía atrapada en la evaporación en energía suficiente para alimentar pequeños dispositivos.

“El factor limitante de la electrónica portátil —dice Yao—, siempre ha sido la fuente de alimentación. Las baterías se agotan y deben cambiarse o cargarse. También son voluminosos, pesados e incómodos”. Pero un biofilm transparente, pequeño, delgado y flexible que produce un suministro continuo y constante de electricidad y que se puede usar, como una tirita, como un parche aplicado directamente sobre la piel, resuelve todos estos problemas.

Lo que hace que todo esto funcione es que G. sulfurreducens crece en colonias que parecen esteras delgadas, y cada uno de los microbios individuales se conecta con sus vecinos a través de una serie de nanocables naturales. Luego, el equipo recolecta estos tapetes y usa un láser para grabar pequeños circuitos en las películas. Una vez que se graban las películas, se intercalan entre los electrodos y finalmente se sellan en un polímero suave, pegajoso y transpirable que se puede aplicar directamente sobre la piel. Cuando esta pequeña batería se “enchufa” aplicándola a su cuerpo, puede alimentar dispositivos pequeños.

“Nuestro próximo paso es aumentar el tamaño de nuestros parches para alimentar dispositivos electrónicos más sofisticados que se pueden llevar en la piel”, refiere Yao; y Liu señala que uno de los objetivos es alimentar sistemas electrónicos completos, en lugar de dispositivos individuales.

Fuente:

La República (Perú)

Cómo funcionaba "Nautilus", la nave que Verne ideó hace 150 años

Tiene más de 150 años, pero el "Nautilus" de Julio Verne muy probablemente sigue siendo el submarino más famoso del mundo.

El sumergible apareció por primera vez en "Veinte mil leguas de viaje submarino", la novela que Verne empezó a publicar por entregas en marzo de 1869.

Pero tomó su nombre del que muchos consideran el primer submarino de hélice del mundo, el Nautilus diseñado en 1800 por el ingeniero estadounidense Robert Fulton por encargo de Napoleón Bonaparte. 

"En la época en la que Verne escribió su novela, la palabra Nautilus prácticamente se utilizaba como sinónimo de submarino", destaca Marie-Hélène Huet, una profesora del MIT experta en Verne.

Descrito por el propio Verne como "una maravilla, llena de maravillas", el Nautilus también era una máquina muy adelantada a su tiempo.

¿Cómo se supone que funcionaba?

En "Veinte mil leguas…", y por boca del capitán Nemo, el propio Verne ofrece abundantes detalles sobre la nave y sobre la tecnología que la propulsa.

"Como ve, es un cilindro muy alargado, de extremos cónicos. Tiene, pues, la forma de un cigarro, la misma que ha sido ya adoptada en Londres en varias construcciones del mismo género", le explica al profesor Pierre Aronnax, el narrador de la novela.

"La longitud de este cilindro, de extremo a extremo, es de 70 metros, y su bao, en su mayor anchura, es de ocho metros", agrega, para luego explicar que "el Nautilus se compone de dos cascos, uno interno y otro externo".

Pero en la época del motor de vapor es sobre todo el mecanismo de propulsión de esta nave de 1.500 toneladas lo que intriga a Aronnax.

Una intriga que solo crece cuando Nemo le dice que la electricidad es lo que impulsa el submarino.

"Capitán, la extremada rapidez de movimientos que usted posee no concuerda con el poder de la electricidad. Hasta ahora la potencia dinámica de la electricidad se ha mostrado muy restringida y no ha podido producir más que muy pequeñas fuerzas", argumenta Aronnax.

"Señor profesor, mi electricidad no es la de todo el mundo, y eso es todo cuanto puedo decirle", responde Nemo.

Baterías de sodio-mercurio

Más adelante, sin embargo, el misterioso marino devela el misterio, explicando que todo lo que necesita para producir electricidad, el Nautilus lo obtiene del mar.

"De esa notable cantidad de cloruro sódico contenida por el agua marina extraigo yo el sodio necesario para componer mis elementos", dice luego de destacar la elevada presencia de ese elemento en el hábitat natural del submarino.

Y ese sodio, "mezclado con el mercurio, forma una amalgama que sustituye al zinc en los elementos Bunsen", agrega, revelando así que su fuente de electricidad son baterías de sodio-mercurio.

"El mercurio no se gasta nunca. Sólo se consume el sodio, y el mar me lo suministra abundantemente", explica su razonamiento Nemo.

"Debo decirle, además, que las pilas de sodio deben ser consideradas como las más enérgicas y que su fuerza electromotriz es doble que la de las pilas de zinc", continúa.

Más detalles en: El Comercio (Perú)

Baterias de litio: Hasta el Nobel…¡y más allá!

Los padres de las baterías de iones de litio recibieron este año el Nobel de Química por su contribución a la electrónica de consumo, sentando las bases de la sociedad inalámbrica alimentando prácticamente cualquier dispositivo móvil y vehículo eléctrico. Hoy día, nuevas combinaciones y materiales alternativos alumbran una generación de baterías más ecológica, más rápida y de mayor capacidad de almacenamiento. 

 

Bajo el desierto de sal más grande del mundo, el Salar de Uyuni, en Bolivia, se encuentra la  mayor reserva de litio mundial. Crédito: Wikimedia Commons.

John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham y Akira Yoshino han recibido el Premio Nobel de Química 2019 por sus contribuciones al desarrollo de una tecnología de almacenamiento energético fundamental para la revolución de la electrónica móvil: las baterías de iones de litio (Li-ion). Diferentes líneas de investigación buscan la combinación perfecta de materiales para optimizar la capacidad de almacenamiento de estas baterías, una cuestión fundamental para la consolidación de los transportes eléctricos. Entre las líneas de investigación más recientes están la utilización de iones de oxígeno o la incorporación de silicio, un componente que ya utilizan algunos modelos de coches Tesla y que podría aumentar hasta un 30% la capacidad de almacenamiento de este tipo de baterías.

Alternativas químicas para multiplicar la capacidad

Otra propuesta para una química alternativa son las denominadas baterías de fluoruro, que tienen una densidad energética hasta diez veces mayor que las baterías de iones de litio actuales, según el Christopher Brooks, científico jefe del Instituto de Investigación Honda y coautor de una reciente investigación desarrollada en colaboración con Caltech y la NASA. Otras combinaciones —como el litio-azufre o el litio-aire— se exploran actualmente para crear baterías de alta capacidad.

Uno de los condicionantes de las baterías de iones de litio es que hoy por hoy necesitan una carga entera (y lenta) para obtener una reacción electroquímica completa. Según la revista Nature, un grupo de investigadores del Laboratorio Argonne del Departamento de Energía de Estados Unidos ha desarrollado una tecnología que reduciría el tiempo de carga de las baterías mediante la exposición del cátodo a un haz de luz concentrada, como por ejemplo la luz blanca de una lámpara de xenón.

Lea el artículo completo en: Canal innovación

 
 

Mujeres y ciencia 02/08: Émilie du Châtelet (1706-1749), la primera en publicar un paper

La marquesa de Châtelet, nacida Gabrielle Émilie Le Tonnelier de Breteuil, estaba predestinada a una vida cortesana por la posición de su padre, jefe de protocolo del Rey Sol, Luis XIV de Francia. Dentro de ese destino entraba el matrimonio de conveniencia con un militar, que le consiguió el título de marquesa. Pero desde pequeña ya había mostrado sus cartas: cuentan que a sus tres años un criado le hizo una muñeca vistiendo un gran compás de madera. Émilie aceptó el regalo, pero desnudó el compás y comenzó a trazar círculos con él.

Du Châtelet cumplió con su rol como esposa dando a luz a tres hijos, pero a partir de entonces se entregó a la ciencia en cuerpo y alma. En cuerpo, porque en ese empeño tuvo un peso relevante su relación amorosa con Voltaire, quien se instaló en su casa con el consentimiento de su marido, que solía estar siempre en campaña. Los dos amantes cultivaron juntos su pasión por el conocimiento, e incluso compitieron un premio de la Academia de París con sendos ensayos sobre la naturaleza del fuego. El trabajo de Du Châtelet fue el primero de una mujer publicado por la Academia francesa.

Las contribuciones de Du Châtelet fueron numerosas, pero sobre todo se la recuerda por su traducción al francés de los Principia Mathematica de Isaac Newton, a los que añadió comentarios como un concepto innovador de la conservación de la energía. De ella escribió Voltaire que fue “un gran hombre cuya única culpa fue ser una mujer”. Y por culpa de esta condición murió, a causa de las complicaciones tras el parto de su cuarto embarazo.

Fuente: Open Mind 

¿La luz de las farolas provoca cáncer?

Una cosa es que no podamos establecer una relación causal entre la iluminación nocturna y el mayor riesgo de cáncer, pero sí podemos decir con contundencia que no es beneficiosa.

Así planteado la respuesta es no, pero también es verdad que aquí hay mucho que hablar. Es casi seguro que la pregunta viene por una serie de estudios que se han hecho a partir del año 2008 y que vinculan las áreas urbanas con más luz nocturna con un aumento del riesgo de padecer dos tipos de cáncer: mama y próstata. Lo que hicieron los investigadores fue medir la luz reflejada en el cielo que captan los satélites y una vez que identificaron las ciudades más iluminadas, comprobaron si había algún tipo de asociación con un aumento de la incidencia de estos cánceres, mama y próstata, que son los que, en principio, se vincularían con mayor exposición a luz nocturna. Los autores del estudio encontraron que sí había una asociación entre mayor iluminación y un mayor riesgo. El problema de estos estudios, y que es una pega real, es que no detectan qué luz recibe individualmente cada sujeto, sino la que hay reflejada en el cielo y que no tiene que coincidir necesariamente con aquella a la que cada uno se expone en su casa.

También hay que tener en cuenta que el hecho de vincular la luz nocturna con el cáncer es un tanto controvertido, no se puede decir así. Lo que sí se sabe es que la luz nocturna hace que el organismo produzca menos una hormona llamada melatonina. Y sabemos también que esa falta de melatonina altera el sistema circadiano. Debes saber que el sistema circadiano tiene un reloj biológico que está en nuestro cerebro y está preparado evolutivamente para detectar la alternancia entre la luz y la oscuridad, entre el día y la noche. Sabemos igualmente, gracias a los estudios epidemiológicos, que las alteraciones en nuestro sistema circadiano sí se vinculan a una serie de enfermedades como el síndrome metabólico y otras alteraciones cognitivas y afectivas. Se sabe, por ejemplo, que las personas que trabajan en turnos y que tienen alterado su sistema circadiano son más proclives a este tipo de enfermedades.

En el año 2008, la Organización Mundial de la Salud publicó un informe que decía que la disrupción circadiana, que incluye la luz y otros aspectos, es potencialmente carcinogénica para humanos y la incluía en el grupo 2A. El grupo 2A incluye a los factores que no muestran evidencias experimentales en humanos con la aparición de cáncer sino que la relación es asociativa, no causal. Es decir, las dos cosas parecen ir juntas pero no podemos demostrar que una lleve a la otra. En animales de experimentación en cambio las evidencias sí son suficientes para decirlo pero no en el caso humano.

Lea el artículo completo en: El Páis (España)
 

Estudiante peruano gana segundo lugar en concurso de History Channel

Recibirá 40 mil dólares para desarrollar proyecto que genera energía eléctrica a partir de especies bacterianas.

Un estudiante universitario peruano consiguió el segundo puesto en el concurso internacional "Una idea para cambiar la historia", promovido por la cadena televisiva internacional History Channel.

El proyecto de Hernán Asto Cabezas, de la Universidad Alas Peruanas, se denomina "Alinti" y consiste en un dispositivo híbrido de arcilla que genera energía eléctrica a partir de más de cinco especies bacterianas anaerobias y aerobias risosféricas. Para ello, utiliza un conjunto de plantas seleccionadas de raíces tuberosas y ramificadas.

Alinti (dos palabras aimara y quechua que significan planta y sol) logró ubicarse entre los 10 más novedosos junto a México, Brasil, Colombia, Ecuador, Argentina, Panamá, entre otros países. Inicialmente se presentaron más de 7,000 postulantes de todo el mundo y en la última etapa quedaron diez finalistas.

El proyecto peruano logró reunir más de 71 mil votos. Al haber ingresado a la recta final, podrá acceder al financiamiento otorgado por la importante cadena televisiva. En el caso de los peruanos, recibirán 40 mil dólares.

"Estoy muy orgulloso de ser peruano y de ser latinoamericano. Gracias a todas las personas que confiaron en nosotros y en mi idea para cambiar la historia. Gracias a mi familia, a mis maestros, al Perú y a todos los que votaron y creyeron en nosotros. Alinti es un proyecto muy importante que trabajaremos para hacer realidad!", señaló Asto, estudiante de la Escuela Profesional de Ingeniería Civil de la citada universidad.

Tras obtener el segundo lugar en el citado concurso, el proyecto será implementado en las poblaciones rurales del Perú para beneficiar a los más de cuatro millones de peruanos que no cuentan con acceso a energía eléctrica. También tendrá un importante impacto en las localidades rurales de Latinoamérica que carecen de este vital recurso.

 

Sobre el concurso

El concurso “Una idea para cambiar la historia” buscó descubrir a personas con ideas innovadoras que podrían cambiar el curso histórico de la humanidad, motivándolas a que compartan y den a conocer al mundo sus diseños.

A nivel de Latinoamérica, se realizó en Perú, Colombia, Argentina, México y Chile, y las ideas que se presentaron estuvieron centradas en cinco campos de acción: energía renovable, alimentación, comunidad, salud y tecnologías aplicadas.

 

Fuente: Andina (Perú)

 

El cerebro quema en un día las mismas calorías que correr media hora. Entonces, ¿pensar mucho adelgaza?

¿Quema lo mismo hacer las cuentas del mes que una ecuación de tercer grado? ¿Y cuánto influye el tamaño del cerebro?

Pensar cansa, y quien lo niegue es que no se ha pasado largas jornadas trabajando delante de un ordenador, ni ha estado estudiando durante horas ni planificando los pormenores de la reforma de su casa. ¿Cómo va a ser igual de agotador pensar —sin prácticamente moverse del sitio— que machacarse media hora en la elíptica, que una carrera de 30 minutos a una velocidad de 8,5 km/h o que estar casi una hora en la pista de baile dándolo todo? Pues no será igual de cansado, pero se queman las mismas calorías (tomando como referencia un adulto con un cerebro de peso medio, unos 1.400 gramos, y unos 70 kilos).

"El cerebro humano representa, aproximadamente, el 2% del peso corporal, y consume un 20% del oxígeno y de la glucosa del organismo", indica Javier DeFelipe, profesor de investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). "En estado basal, el cerebro puede consumir unas 350 calorías en 24 horas, esto es, un 20% de lo que solemos gastar al día", añade Ignacio Morón, profesor de la Universidad de Granada e investigador del Centro de Investigación Mente, Cerebro y Comportamiento (CIMCYC), un gasto calórico que es equiparable al de las actividades físicas señaladas anteriormente, según las tablas que maneja la Universidad de Harvard.

Todos los procesos fisiológicos precisan energía, aunque "el cerebro es el órgano que más energía consume", destaca DeFelipe, y además está continuamente funcionando, incluso durante la noche, lo que justifica su gran gasto energético. En el cerebro, "se presume que la materia gris [donde se encuentran los núcleos neuronales] consume más energía que la materia blanca [cuya función principal es la de transmitir la información]", explica Morón, "y esto se debe, entre otros factores, a la gran cantidad de sinapsis y mitocondrias de la materia gris, junto al hecho de que la materia blanca es, por diseño, más eficiente y económica".

Ahora bien, el consumo energético cerebral es variable. "Cuando está en modo normal, como cuando vamos caminando por la calle pensando en nuestra cosas, quizá el consumo sea menor, en el sentido de que ninguna zona del cerebro se activa más que otras", ilustra el científico del CSIC. Pero, si de repente comenzamos a resolver un problema, se activa una región concreta y pasa a gastar más combustible. Es como un coche que está al ralentí y cuando se pone en marcha dispara el consumo de combustible. El gasto energético del cerebro se mide por la cantidad de riego sanguíneo cerebral (oxígeno en sangre) y utilizando resonancia magnética funcional y espectroscopia por resonancia magnética.

El artículo completo en: El País (España)

Lambayeque (Perú): universitarios crean prototipo de gorra solar para recargar celular

En la visera cuenta con pequeños paneles para absorber la luz y producir energía.

Estudiantes de la Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo (UNPRG) de Lambayeque presentaron el prototipo de una gorra solar, en cuya visera tiene un panel solar con celdas fotovoltaicas que es capaz de producir energía, a partir de la luz del sol, para recargar un celular.

El Proyecto de Energía Solar Gor-Volste está dirigido a agricultores que en sus terrenos quedan incomunicados por la descarga de la batería de su celular y con esta gorra solar podrán recargar su equipo; también cuenta con focos led de alta eficiencia.

Además, los universitarios están en proceso de fabricación de un prototipo de gorra solar a la que se le colocará dispositivos Bluetooth, para escuchar música y responder llamadas.

El rector de la UNPRG, Jorge Oliva Núñez, manifestó que cuatro jóvenes investigadores de esta casa de estudios crearon ambos prototipos de gorras solares.

“La visera con panel solar tiene un tiempo de vida útil de entre 20 a 25 años, si es conservada adecuadamente, sin ser rayada”, comentó.

Posee dos puntos de conexión para el uso de cable y también entrada USB. "La gorra se puede utilizar también bajo sombra y su tiempo de carga es de tres horas y media; si el día está más soleado, carga más rápido. Se trata de un producto todo terreno", destacó.

En la parte posterior, la gorra solar cuenta con una batería de iones de litio, de una reconocida empresa japonesa, que tiene de 12 a 14 años de tiempo de vida. 

Lea el artículo completo en: Andina