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8 de febrero de 2015

Esta es la asombrosa eficiencia energética del cerebro



Nuestro cerebro, a pesar de toda la información que procesa, apenas consume energía. Tal y como explica ampliamente el neurocientífico Read Montague en su libro Your Brain Is (Almost) Perfect, no hay punto de comparación si observamos el consumo de energía de Gary Kaspárov y Deep Blue(una supercomputadora desarrollada por IBM) cuando se disputan una partida de ajedrez.
Según Montague, el cerebro del jugador humano estaría gastando del orden de quince o veinte vatios de energía, mientras que Deep Blue estaría gastando del orden de miles de vatios. De igual forma, si bien Deep Blue necesitaba una gran cantidad de ventiladores para combatir el calor que generaba al realizar tantos miles de cálculos (era capaz de calcular 200 millones de posiciones por segundo, dos veces más rápido que la versión de 1996), el cerebro de Kaspárov jugo la partida a temperatura normal.
En parte, el secreto de la eficiencia energética del cerebro de Kaspárov reside en el hecho de que ha pasado toda su vida incorporando las estrategias del juego hasta transformarlas en algoritmos mecánicos y económicos. Casi como nosotros cuando nos cepillamos los dientes o conducimos el coche a casa pensando en otras cosas.
A medida que la estrategia cognitiva de Kaspárov mejoraba, ya no debía recorrer de forma consciente los pasos de apertura de una partida: le bastaba con percibir el tablero de manera rápida, eficiente y con menos interferencia de la conciencia. Y así apenas tenía un consumo energético de una bombilla de quince vatios, tal y como explica Dick Swaab en su libro Somos nuestro cerebro:
Esto significa que el gasto total de energía del cerebro de una persona a lo largo de una vida de unos ochenta años no supondría más que 1.200 euros, según los precios vigentes, como ha calculado Michel Hofman. Por ese precio es imposible conseguir un ordenador con una vida útil tan larga. ¡Por 12 euros se puede suministrar energía a mil millones de neuronas a lo largo de toda la vida! Una fantástica y eficiente máquina dotada de conexiones paralelas y, además, mejor preparada para el procesamiento de imágenes y asociaciones que cualquier ordenador.
Imagen | malias
Tomado de:

17 de septiembre de 2014

Física: ¿Cuántos neutrinos hay en una caja?


El Sol es una fuente de neutrinos

El Sol, una continua fuente de neutrinos (NASA)

Los neutrinos son, después de los fotones, las partículas más abundantes del Universo. Se crean por ejemplo en reacciones nucleares en el centro de las estrellas como nuestro Sol (neutrinos solares), en reactores nucleares (neutrinos de reactor) y por colisiones de rayos cósmicos en la atmósfera (neutrinos atmosféricos).

Cuando escuchamos hablar de neutrinos hay un ejercicio al que todo físico siempre invita para intentar dimensionar su abundancia. Tomemos por ejemplo los neutrinos solares, el ejercicio es el siguiente: levanta tu pulgar, apúntalo hacia el Sol y cuenta hasta tres. En esos tres segundos cerca de doscientos mil millones de neutrinos solares atravesaron la uña de tu pulgar. Doscientos mil millones es un número enorme, es un 2 seguido de 11 ceros: 200.000.000.000, lo que en notación científica se escribe como 2\times10^{11}. Con este enorme número de neutrinos atravesando cada centímetro cuadrado de nuestro cuerpo (y nuestro planeta) uno podría preguntarse, si pudiéramos verlos ¿cuántos neutrinos habrían en una caja? Esta pregunta puede ser algo ridícula por dos motivos: primero, los neutrinos son partículas fundamentales por lo que no son visibles, y segundo, los neutrinos se mueven muy rápido, casi a la velocidad de la luz, por lo que no es posible atraparlos. Entonces supongamos que los neutrinos fueran visibles y les tomamos una foto, ¿cuántos neutrinos veríamos dentro de la caja? Para responder esta pregunta el presente post tendrá dos partes, la primera consiste en estimar cuántos neutrinos nos llegan desde el Sol y en la segunda veremos cómo calcular los neutrinos en la caja. Para conocer la respuesta se puede ir directo a la segunda parte, la primera es opcional y sólo para quienes deseen aprender cómo se crean neutrinos en el Sol y de dónde los físicos sacamos ese número tan grande mencionado al principio.

Parte 1: ¿Cuántos neutrinos solares llegan a la Tierra?

El artículo completo en:

Conexión Causal

12 de agosto de 2014

La cogeneración: un futuro más eficaz

La cogeneración es un ejemplo de alta eficiencia pues utiliza el calor surgido de la producción de electricidad en el mismo centro o instalaciones próximas. Sin aplicar esta tecnología de alta eficiencia, el calor generado al producir electricidad se perdería disipado en el ambiente. Por ello, la cogeneración en una opción atractiva tanto para el bolsillo como para el medio ambiente.

cogeneracion grafico La cogeneración: un futuro más eficaz



Las grandes centrales térmicas solo buscan generar electricidad. Al generarla, estas centrales solo aprovechan del 25 al 46% de la energía del combustible, perdiendo el resto en forma de calor que debe disiparse fuera de la central. Esto produce un fuerte impacto medioambiental debido a los problemas generados por la contaminación térmica.

En la cogeneración se busca un sistema distribuido de producción de electricidad. Con más plantas de pequeña potencia cerca de los centros de consumo se reducen las pérdidas por su transporte y distribución que son casi del 10%. Esto supone una gran mejora de la eficiencia energética, herramienta fundamental en la lucha contra el cambio climático y es que además la cogeneración ahorra un millón y medio de tep/año (tonelada equivalente de petroleo consumida en un año) evitando la emisión de 7 siete millones de toneladas de dióxido de carbono al año.

La cogeneración asegura el abastecimiento, gracias a la reducción de las perdidas generadas por el transporte y la utilización de la energía calorífica cerca de la central, permitiendo un acceso permanente a las fuentes de energía primaria a precios asequibles. La eficiencia energética por su parte potencia el crecimiento económico y el empleo, mejorando el bienestar social, además de contribuir a cuidar el medioambiente por la reducción del consumo de energía.

Pero la cogeneración no solo está pensada para centrales térmicas, cualquier actividad en la que se necesite energía térmica puede beneficiarse de esta tecnología. Desde procesos productivos, climatización o tratamiento de residuos. Con este sistema se reducen los costes energéticos pues maximiza el aprovechamiento de la energía primaria del combustible, e incluso permite obtener ingresos extra si se opta por inyectar a la red parte de la energía eléctrica producida.

En España, esta tecnología de alta eficiencia, está sufriendo muchas trabas para su desarrollo debido a las políticas tomadas en referencia al sistema eléctrico. La Comisión Nacional de los Mercados y la Competividad (CNMC) exige a las industrias cogeneradoras que financien los desajustes del sistema eléctrico abonandoles solamente el 25% de sus facturas. Además, siguiendo la regulación del Gobierno, la CNMC retrasa los pagos de las facturas de venta de electricidad a los cogeneradores, lo cual unido a los recortes que sufre la industria desde 2013, hace imposible la supervivencia de las mismas.

La cogeneración es una mirada al futuro que apuesta por la eficiencia energética, ahorrando combustible al generar de forma simultanea calor y electricidad. Además, la construcción de centrales menos potentes más cercanas a los centros de consumo permite minimizar las perdidas y generar un ahorro del cual nos beneficiamos todos. Sin embargo, debido a los impagos del Gobierno y la situación de incertidumbre, se han parado hasta un 40% de las plantas cogeneradoras, suponiendo un descenso del 35% de la electricidad producida por cogeneración.
Fuente:
Conciencia Eco

4 de agosto de 2014

Energía libre de la Torre de Tesla podría hacerse realidad

Los hermanos y científicos rusos Leonid y Sergey Plekhanov están seguros de que pueden cumplir el gran sueño de Nikola Tesla.




¿Qué tendrá el mundo contra las cosas gratis, libres y de calidad para todos? Bueno, no es el mundo en sí el que está en contra. Son las grandes empresas que verían sus imperios caer y no podrían ganar más dinero a costa de las necesidades de las personas. El científico Nikola Tesla pensó en una alternativa para crear energía libre y perpetua a través de una torre, pero por alguna razón, este gran invento nunca vio la luz.

Sin embargo, Leonid y Sergey Plekhanov del Instituto de Tecnología y Física de Moscú, son un par de científicos rusos que han estudiado a profundidad el trabajo de Nikola Tesla y dicen que podrán hacer realidad este ambicioso proyecto de la torre de energía gratuita y perpetua del visionario Tesla, quien solo alcanzó a construir un prototipo,  la Wardenclyffe Tower.

Para construir la Torre de Tesla 2.0, los hermanos Plekhanov actualmente están juntando fondos vía Indiegogo, donde su meta es reunir $800 mil dólares.. Además, los científicos creen que la necesidad eléctrica mundial podría ser satisfecha con la instalación de un panel solar de 316 km2 en el desierto cerca del Ecuador. Esta afirmación es una interpretación libre de la teoría de Tesla.

Podría ser que esta investigación y creación de la Torre de Tesla sea solo un gran engaño o un sueño inverosímil, pero yo quiero creer que podría ser cierto, que la ciencia  y los avances realmente pueden ayudar al hombre sin destruir el planeta y sin enriquecer a los ricos ni empobrecer a los pobres. Soñar no cuesta nada.




Tomado de:

Veo Verde


27 de julio de 2014

La Teoría de Cuerdas: Una breve descripción

Cuerdas 

La supuesta estructura básica de toda la materia según la Teoría de Cuerdas es una especie de filamentos de sutil energía que, gracias a su aptitud para adoptar un número ilimitado de formas, explicaría la maravillosa variedad de todo lo que hay en el Universo, por muy grande o pequeño que sea. Una hipótesis por ahora indemostrable, pero sugerente y “elegante”

La mecánica cuántica y la relatividad general adoptan unos enfoques diferentes para ver cómo funciona el Universo. Muchos físicos creen que debe haber alguna forma o algún método de unificar estas dos teorías. Una aspirante a tal teoría universal es la Teoría de las Supercuerdas o la teoría de cuerdas, para abreviar. Vamos a dar un breve resumen de esta nueva y compleja hipótesis.

Cuerdas, y no partículas
 
Los niños de pequeños aprenden sobre la existencia de protones, neutrones y electrones, las partículas subatómicas básicas que crean toda la materia tal y como la conocemos. Los científicos han estudiado cómo estas partículas se mueven e interactúan unas con otras, pero en el proceso se ha planteado una nueva serie de conflictos.

Ejemplos de cuerdas cerradas

Ejemplos de cuerdas cerradas

De acuerdo con la teoría de cuerdas, estas partículas subatómicas no existen. En cambio, pequeños trozos de cuerda vibrante, que son demasiado pequeñas para ser observadas por los instrumentos de hoy en día, sustituyen a estas partículas. Cada cuerda puede estar cerrada en un bucle, o puede estar abierta. Cada partícula sería en realidad una cuerda vibrante, y la vibración que tenga determinará su tamaño y su masa.

¿Cómo pueden las cuerdas sustituir a las partículas puntuales?

En un nivel subatómico, existe una relación entre la frecuencia (f) a la que vibra algo y su energía (E).

E = h*f     donde h es la constante de Planck.

Al mismo tiempo, la famosa ecuación de Einstein E=m*c2 nos dice que hay una relación entre la energía y la masa.

Por lo tanto, existe una relación entre la frecuencia de vibración de un objeto y su masa. Tal relación es fundamental para la teoría de cuerdas.

El artículo completo en:

10 de junio de 2014

Filipinas: Tiene 15 años y creó plantillas que generan energía eléctrica

Usa y convierte la energía cinética producida al caminar para cargar dispositivos móviles.



Angelo Casimiro, un estudiante filipino creó una solución para que no te quedes sin batería en el celular o smart watch cuando estás fuera de casa y sin posibilidades de enchufar tu dispositivo.

Se trata de unas plantillas que capturan la energía generada al caminar para transformarla en energía eléctrica. La carga es mediante un puerto de entrada USB.  El chico de apenas 15 años participa con este proyecto en el Google Science Fair 2014

Para ver cómo funciona ingresa al siguiente video.



El siguiente video corresponde a la demostración del principio de presión mecánica transformada en energía eléctrica.


Fuente:

7 de febrero de 2014

La energía no se crea ni se destruye: Se multiplica (o porqué el "invento" de Sixto Ramos ES UN FRAUDE)

En un post anterior recordabamos el premio que ganó el ingeniero peruano Sixto Ramos. En este artículo, que es una continuación del anterior, se despedaza, poco a poco, las ideas de este ingeniero invidente. A leer con mucha atención...


«La energía no se crea ni se destruye, pero sí se multiplica»
reza uno de los carteles con los que Sixto Ramos exhibió 
su invento en una feria de innovación y tecnología.
Fernando Sixto Ramos, es un inventor peruano de 63 años, que recibió un premio internacional por crear un sistema que podría resolver el problema energético mundial al multiplicar la fuerza generada por un motor tantas veces como se quiera. Ramos es padre de once hijos y perdió la vista trabajando en su proyecto, durante años realizó soldaduras sin protección. Pero esto no fue suficiente para mantenerlo lejos de su sueño: solucionar los problemas energéticos mundiales, brindando energía limpia y gratuita a todos. Una historia conmovedora, que hay que analizar con algo de escepticismo y pensamiento crítico.

Para ponerse al tanto sobre el asunto, puede leer las siguientes notas de prensa en distintos diarios:
  1.  Conozca a Sixto Ramos, el peruano que inventó el Sistema Multiplicador de Fuerza
Con esos titulares uno tiende a pensar que esta vez se trata de algo verdederamente novedoso y revolucionario. Pero... analicemos el invento y las afirmaciones de Don Sixto y de los medios de prensa.
En una parte de la entrevista Ramos dice:
Mi sistema es "capaz de mover un camión con el motor de un coche y mover un barco con el motor de un camión". Se basa en dos ejes paralelos cuyos centros tienen un rodaje conectado al extremo de una barra que une a ambos y, a su vez, contiene en el medio dos rodajes "descéntricos" que varían su centro de gravedad. Esto permite que al aplicar movimiento sobre uno de los ejes, el otro gire en sentido inverso y "regrese la fuerza multiplicada al primero, lo que además genera una fuerza exterior que se puede magnificar" si se le conectan otros paralelos que repitan la misma acción. "Es así de simple. Creas una acción y una reacción. La fuerza la traspasas al otro eje y luego se multiplica, y así continuamente", aseguró con sencillez Ramos.

Es fácil multiplicar una fuerza, lo hacemos todo el tiempo con las  máquinas simples como la palanca, polea, cuña, plano inclinado, tornillo, etc. Debe entenderse que no hay nada extraño ni nuevo en el concepto de obtener una fuerza mayor aplicando sólo una pequeña fracción. Por ejemplo, supongamos que queremos mover un gran peso (carga) con la palanca de la imagen, podríamos levantar una masa de 100kg (unos 1000N de peso) ejerciendo del otro lado tan sólo 50N de fuerza (el equivalente a colocar una masa de 5kg), lo único que deberíamos hacer, en principio, es respetar las distancias en dónde se aplica cada fuerza al punto de apoyo.
En esta palanca, una masa de 100kg ubicada a 2 metros del punto de apoyose equilibró con
una masa de 5kg a ubicada a una distancia de 20 metros del punto de apoyo. Imagen Wikipedia

Es decir, si el invento del Sr. Ramos verdaderamente multiplica una fuerza, no estaría violando ninguna ley de la naturaleza;  como dijo Arquímedes "Denme un punto de apoyo y moveré el mundo". Hasta aquí sólo descubrió la ventaja mecánica... que en realidad ya la había descubierto el sabio de Siracusa unos 2200 años antes.

 Luego, en otra parte de la entrevista dice:
El sistema es exponencial porque "un motor de un caballo se puede multiplicar por veinte, y seguidamente, por cuarenta hasta tener 800 caballos", puesto que depende de variables como la distancia entre ejes, la masa, el diámetro de excentricidad y la dirección, que "cuanto mayores sean, mayor será la fuerza incrementada".

Esto es sencillamente un disparate. No se puede multiplicar la potencia ya que sería como obtener energía de la nada. La potencia es la cantidad de energía que un sistema toma o entrega en cada instante de tiempo. Como dijimos antes, se puede amplificar una fuerza tanto como queramos, lo que no aclaramos es que la potencia necesaria siempre debe mantenerse constante y esto surge de la ley de conservación de la energía. Significa que en el caso ideal (sin pérdidas) el trabajo hecho en la carga debe ser igual al trabajo hecho por la fuerza aplicada. De esta manera, se puede obtener un aumento en la fuerza de salida, pero a expensas de haber disminuido proporcionalmente la distancia que se puede mover la carga. Otro aspecto importante de la conservación de la potencia, que es muy útil tener en cuenta en sistemas traslacionales o rotacionales,  es que si la fuerza de salida aumenta, la velocidad de salida va a disminuir en la misma proporción.
Como dijimos, se conserva la potencia, así que la potencia de entrada debe ser la misma que la de salida:
Pero la potencia es el producto de la fuerza por la velocidad en el punto de aplicación:
Por lo tanto la ventaja mecánica que se obtiene al amplificar la fuerza, resulta en una disminución en la misma proporción de la velocidad:

Notemos que en ningún caso hablamos de aumentar la potencia (o los caballos de fuerza o HP) de una máquina como sí hizo Ramos. La potencia es siempre constante (a lo sumo puede haber algunas pérdidas por calor). Y como la potencia es constante si queremos aumentar la fuerza, se nos reduce la velocidad y al aumentar la velocidad, perdemos fuerza.  
 
Taladro manual. Foto Wikipedia.
Esto es algo que seguramente habrá experiementado quien alguna vez manipuló un taladro de mano cuyo motor no es demasiado potente. Si se acciona la máquina en vacío (es decir sin carga), la máquina girará libremente a gran velocidad  porque prácticamente no se ejerce ninguna fuerza. Pero en el instante en que la broca se pone en contacto con el material para realizar la perforación, veremos cómo la velocidad de rotación del motor se reduce drásticamente, debido a que ahora la máquina debe ejercer una gran fuerza para vencer la fricción entre la mecha y el material (*).

 Lo mismo le ocurre a un automóvil que quiere subir una pendiente.
     Diagrama de cuerpo libre del auto subiendo la pendiente.
         Las cuatro fuerzas de fricción entre los neumáticos y el 
pavimento se computan en la fuerza F (la que hace el motor),
mientras que Fr representa el roce entre las partes mecánicas
 y el rozamiento viscoso con el aire.
Cuando el auto anda en una ruta horizontal, la única fuerza que hace el motor sirve para contrarrestar a la fricción interna propia de las partes mecánicas y la resistencia del aire, que tienden a frenarlo.
Si ahora, el auto quiere subir una pendiente, la fuerza del motor debe contrarrestar, además, a la fuerza de gravedad (una parte del peso del auto). Como el motor debe hacer más fuerza para poder subir la pendiente, su velocidad debe bajar en la misma proporción, porque la potencia del motor del auto es constante (los HP o los CV del motor son fijos).
Por ello, es importante bajar la velocidad al entrar en una pendiente o en una rampa, de modo que el motor pueda aportar la fuerza suficiente para poder treparla. De ahí que siempre nos dicen que subamos las pendiente en primera.

Digo y aclaro todo esto, porque suena extraño que alguien que dice ser ingeniero mecánico haga tal afirmación sobre amplificar la potencia de salida. Una hipotética máquina que haga eso viola los principios de la Termodinámica, es decir sería una máquina de movimiento perpetuo de segunda especie, de cuya imposibilidad de existir ya hemos hablado en entradas anteriores.

Sixto Ramos y su invento. Foto: El Comercio de Perú
En otra parte de la nota dice:
Su simplicidad se halla en la mecánica clásica, con la palanca de Arquímedes y los paralelos de Tales: "Se varía la gravedad de un cuerpo para que caiga y la fuerza de caída se incrementa con una palanca para transmitirla al otro eje. Es como Kung Fu. Usas la fuerza del oponente para vencerlo".
Bueno... ¿Variar la gravedad de un cuerpo? ¿La fuerza de caída se incrementa? ¿Kung Fu?... Mejor me ahorro los comentarios. 
En otro tramo dice:
Sus aplicaciones van más allá de una bomba de agua, un coche o un tractor, ya que "podría aplicarse a centrales termoeléctricas, hidroeléctricas o a molinos eólicos" que aumentarían su potencia, hasta hacer "la locura de propulsar el viento de un molino para que mueva otros molinos". "Con ello puedes abaratar los costos de desalinizar o depurar agua", agregó el ingeniero, quien indicó que "se puede salvar el planeta si todos contribuimos porque solamente las ideas cambian el mundo".
Sigue con la idea de aumentar la potencia, que ya vimos es imposible. Jamás va a poder generar más potencia eléctrica que la potencia mecánica aportada. Con un generador de 1HP, y eliminando toda pérdida, sólo podría obtener 746W. Y en realidad esa cifra es una exageración porque siempre existen pérdidas de potencia (calor fricción mecánica, histéresis, calor por efecto Joule, etc.) que harían esa cifra todavía menor. Además, su dispositivo mecánico acoplado al generador va a ser una fuente más de fricción y, por tanto, de disipación de energía, entorpeciendo más la conversión energética.

Luego asegura:
Ramos confirmó que una universidad de Alemania, país que en 2011 programó el cierre de sus centrales nucleares, se ha interesado por su proyecto, pero confesó que primero quiere desarrollarlo en Perú "porque no hay ánimo de lucro, sino de servicio".
Lo dudo mucho... ¿El hombre rechazó a una universidad alemana que mostró interés en desarrollar su proyecto? El argumento patriótico de querer desarrollarlo en su país es muy noble, pero es también uno de los más usados por los entusiastas de la energía libre, junto con frases como: "quiero que sea para beneficio de toda la humanidad", "no quiero rédito comercial", "las corporaciones me boicotean", "las petroleras me lo quisieron comprar para que nunca salga a la luz", "esto molesta a muchos poderosos y toca muchos intereses". 

O las afirmaciones que lo muestran como un genio incomprendido, por encima del resto de los mortales.:  
Ramos gestó esta idea hace 15 años, cuando la disfrazó de bomba hidráulica y los demás ingenieros de su empresa fueron incapaces de entender su funcionamiento al desmontarla.
 Cuando, quizás no entendieron su funcionamiento porque sencillamente no funcionaba o porque no tenía sentido.

Continúa la entrevista:
“Fuimos al Indecopi y nos dijeron que el trámite para obtener la patente demora cinco años. Nosotros no podemos esperar tanto tiempo porque necesitamos el dinero para seguir trabajando y mantener a los nuestros”, indica Ramos.  El Instituto Nacional de la Defensa de la Competencia y de la Propiedad Intelectual (Indecopi) intentará agilizar el proceso para patentar este sistema concebido por un invidente que vio en el movimiento de las fuerzas una vía para cambiar el mundo.
 Tramitar una patente no significa que el invento funcione. Además, ¿cambiar el mundo? ¿No será mucho?

Al final de la nota dice:
El ingeniero invidente llegó tarde a Ginebra para que el jurado revisara su invento, que quedó por detrás de una mano robótica y un cortador de mármol, pero el interés suscitado entre los asistentes convenció a los jueces para otorgarle la medalla de bronce.
Dice que llegó tarde para que el jurado revisara el invento, pero igual el generoso jurado lo premia con una medalla de bronce. ¿Raro, no? Pues, me puse a buscar la lista de ganadores del concurso de la edición Nº40 del  Salon International des Inventions de Genève, de este año 2012. Aquí está la lista de ganadores, uno de los ganadores es una compañía china que desarrolló un sistema robótico de reeducación de la mano, pero... el invento de don Sixto no aparece ni en los márgenes.
Y si ya tenía sospechas de este pseudo-invento, el típico pedido de fondos para poder patentarlo y desarrollarlo enturbia aún más el panorama.
Cuentas de ahorros. Si usted está interesado en colaborar con don Sixto, puede hacer su depósito en las siguientes cuentas de ahorros del Banco Continental BBVA.En soles: 0011-0193-0200241461-09. En dólares: 0011-0193-0200241418-02. Teléfono: 995559464.
Con todo lo dicho, no estoy en condiciones de asegurar si el Sr. Ramos verdaderamente estudió Ingeniería o es en realidad un aficionado a las invenciones. De cualquier manera, comete errores groseros de carácter técnico, que un ingeniero mecánico no debería cometer y confunde términos o da explicaciones rebuscadas, que en realidad no explican nada. Tampoco estoy en condiciones de afirmar si esto se trata de un fraude para quitarle el dinero a algún inversor incauto o si se trata de una sucesión de errores honestos y exageraciones producto del desconocimiento de  principios fundamentales de las ciencias. Lo que sí podemos decir con total seguridad es que este invento no funciona ni va a funcionar.

Otra crítica similar le cabe a los medios tales como noticieros, radios, periódicos y  sitios de internet, en especial a las secciones de "Ciencia y Tecnología" que reflejaron los dichos del Sr. Ramos como un hecho comprobado, sin ofrecer la más mínima duda, repreguntar, consultar con algún experto, pedir mayores explicaciones al inventor, etc. Eso sin contar el sensacionalismo con el que muchos directamente lo han catalogado de solución para problema energético mundial.




(*) En realidad deberíamos decir que en un sistema rotacional  la potencia es igual al producto del torque o par motor y  la velocidad angular, pero para explicar el ejemplo es igualmente válido.
Fuente:

Mitos y Timos

3 de febrero de 2014

Así descubrieron por qué las aves vuelan en formaciones en V



Si alguna vez se preguntó por qué las aves vuelan en formación simétrica, similar a la letra V, ahora la ciencia, puede ofrecerle una respuesta.

Según un equipo de investigadores del Colegio Real de Veterinarios de Londres, que estudió el patrón de vuelo de la especia amenazada, el ibis eremita, lo hacen para ahorrar energía.

Básicamente, el ave que está detrás utiliza la fuerza del viento que desplaza en su vuelo el ave que está adelante.


Ibis volando en formación

Las aves vuelan formando una V para ahorrar energía.

Vea cómo lo hacen, explicado de manera científica, en este video de BBC Mundo.

1 de febrero de 2014

Pilas de azúcar: un invento duradero, recargable y sin peligro ambiental



Un grupo de científicos ha diseñado una batería de combustible biodegradable que dura cuatro veces más que las pilas alcalinas. El invento resulta aún más 'dulce' dado que, una vez agotado el reactivo, la pila acaba llena de azúcar.

El combustible que aprovecha la innovadora tecnología es muy conocido como un agente de volumen y de textura, así como un encapsulador de sabores en fabricación de alimentos. Es la maltodextrina, un componente casi indispensable del kétchup, bebidas cítricas en polvo, chocolatinas o bizcochuelos.

Los investigadores, de origen chino, pero residentes en EE.UU., destacaron la posición intermedia de esta sustancia en el proceso de conversión de almidón en azúcar, que se repite en la naturaleza vegetal continuamente. Científicamente hablando, es producto de la hidrólisis enzimática parcial del almidón, según recuerdan en una reciente publicación de la revista digital 'Narute Communications'.

El texto completo en:

Actualidad RT

23 de octubre de 2013

Colombia: Joven logra reemplazar combustible por agua para operar un vehículo

La colombiana Vanessa Restrepo Schild, con solo 20 años, logró generar energía a partir de agua tratada por medio de procesos biológicos.


Indudablemente uno de los mayores retos que enfrentamos a nivel generacional radica en romper más de un siglo de nociva dependencia de los hidrocarburos. Por fortuna en la última década se han concentrado grandes recursos en desarrollar alternativas energéticas, sin embargo aún no se ha consolidado una opción accesible de energía limpia.

Utilizando un prototipo de automóvil, la adolescente colombiana Vanessa Restrepo logró utilizar agua como fuente de energía, en este caso como sustituto de combustible en el pequeño vehículo. Partiendo de la premisa de que el cuerpo humano esta constituido, en buena medida, por agua, y que a su vez requiere tanta energía, la joven replico bioquímicamente el procesos celular que aprovecha el agua como fuente de energía. Y funcionó.

Vane Profile final

En entrevista para un diario de su país, Vanessa es tajante al compartir cual es su principal fuente de inspiración (‘casualmente’ la misma que la de todos los grandes inventores):

Para mí, la naturaleza es la máxima expresión de la tecnología. La evolución de los seres vivos lleva muchísimo más tiempo que los seres humanos. Nosotros somos nuevos. Entonces, nosotros hacemos un teléfono, luego un celular, luego un Blackberry, luego un iPhone y cada vez se tienen más respuestas. Pues resulta que la evolución de los seres vivos tiene tantas incontables preguntas como innumerables respuestas.

La alquímica proeza de esta científica de 20 años le ha valido convertirse en la investigadora más joven de la prestigiada Universidad de Oxford. Y si bien su descubrimiento apenas ha sido aplicado en un vehículo de pequeña escala, diversos especialistas afirman que esta línea de investigación tiene altas probabilidades de revolucionar el futuro energético.

Tomado de:

Ecoesfera

17 de octubre de 2013

Hito en el desarrollo de fusión nuclear, la energía del futuro

Fusión nuclear

El NIF y la fusión nuclear

  • 92 rayos láser se enfocan a través de los agujeros de un contenedor de destino llamado hohlraum.
  • Dentro del hohlraum hay una pequeña pastilla que contiene una sólida mezcla, extremadamente fría, de isótopos de hidrógeno.
  • Los láseres golpean las paredes del hohlraum, el cual irradia rayos X
  • Los rayos X descortezan la capa exterior de la pastilla de combustible, calentándola a millones de grados.
  • Si la compresión del combustible es suficientemente alta y lo suficientemente uniforme, puede resultar la fusión nuclear.

Fusión nuclear

La llaman "el santo grial" de la energía, por ser limpia, más barata e inagotable.
Es la energía por fusión nuclear, proceso en el cual varios núcleos atómicos de carga similar se unen y forman un núcleo más pesado. Esto produce la liberación de una cantidad enorme de energía. 

¿Se hará realidad el sueño de la fusión nuclear?
Este es el mismo proceso de liberación de energía que mantiene vivo al sol y a otras estrellas y los científicos creen que es la energía del futuro, ya que puede alimentar la demanda energética sin la amenaza de proliferación nuclear o daños al medio ambiente.

Sin embargo, uno de los mayores desafíos en la producción de este tipo de energía ha sido la de pasar el denominado punto de equilibrio.

Para ser viable, las plantas de energía de fusión tendrían que producir más energía de la que consumen, un objetivo que ha tenido en vilo a los científicos por casi 50 años. Hasta ahora.

Según información a la que tuvo acceso la BBC, los investigadores del proyecto estadounidense Instalación Nacional de Ignición (NIF, según sus siglas en inglés) han logrado un hito fundamental en el camino hacia la fusión nuclear autosostenida.
El NIF, basado en Livermore, California, utiliza el láser más potente del mundo para calentar y comprimir una pequeña bola de combustible de hidrógeno hasta el punto en el que las reacciones de fusión nuclear se llevan a cabo.

Durante un experimento realizado a finales de septiembre, la cantidad de energía liberada por la reacción de fusión superó por primera vez la cantidad de energía absorbida, en un hecho sin precedentes para cualquier tipo de fusión nuclear a nivel mundial.

"El logro ha sido descrito como el paso más significativo para el desarrollo de la fusión en los últimos años", asegura Paul Rincon, editor de Ciencia de la BBC.

El objetivo oficial del NIF es la "ignición", un paso más allá de lo conseguido ahora, y que se lograría en el el momento en que la fusión nuclear genere tanta energía como la que suministran los láseres.

La diferencia entre la "ignición" y lo conseguido en la actualidad, ocurre por ineficiencias en distintas partes del sistema que hacen que no toda la energía enviada por el láser llegue hasta el combustible.

El artículo completo en:

BBC Ciencia

1 de octubre de 2013

Consiguen que microbios con cables funcionen como minicentrales eléctricas

Científicos usan microorganismos para desarrollar baterías microbianas con la misma eficiencia energética que los paneles solares.

Investigadores de la Universidad de Stanford (EEUU) han usado microbios con cables para extraer energía eléctrica de aguas residuales. Combinando naturaleza y materiales conductores han conseguido fabricar auténticas baterías microbianas con una eficiencia energética similar a la de las placas solares.

Microbio produciendo electricidad. La imagen fue tomada con un microscopio electrónico de barrido. Imagen: Xing Xie. Fuente: Universidad de Stanford.
Microbio produciendo electricidad. La imagen fue tomada con un microscopio electrónico de barrido. Imagen: Xing Xie. Fuente: Universidad de Stanford.
 
El uso incontrolado de los combustibles fósiles nos ha llevado a la conocida crisis energética, pero también ha aumentado el interés por encontrar fuentes alternativas de energía que no dañen el medio ambiente. Avances sorprendentes en esta dirección se están dando en el universo de lo extremadamente pequeño: de los microorganismos.

El año pasado, ya hablamos en Tendencias21 del trabajo de un equipo de científicos de la Universidad Wageningen, en los Países Bajos, que han creado una célula de combustible vegetal y microbiana (Plant-Microbial) capaz de generar electricidad a partir de la interacción natural entre las raíces de las plantas vivas y las bacterias del suelo.

Ahora, ingenieros de la Universidad de Stanford (EEUU) han dado un nuevo paso en la misma dirección, con el desarrollo de una fórmula de generación de electricidad a partir de aguas residuales usando microbios a modo de minicentrales.

Estos organismos producen la electricidad a medida que siguen un proceso natural: mientras digieren desechos animales y vegetales, informa la Universidad de Stanford en un comunicado.

Las “baterías microbianas”, como las llaman sus inventores, podrían ser usadas algún día en plantas de tratamiento de aguas residuales o en los lagos y aguas costeras. Aunque el prototipo de laboratorio es actualmente más o menos del tamaño de una pila y está sumergido en una simple botella de agua residual, los científicos creen que presenta potenciales y prometedoras aplicaciones. 
Lea el artículo completo en:

15 de septiembre de 2013

La Energía Química y la Combustión

Energía química

La humanidad ha utilizado desde su existencia reacciones químicas para producir energía. Desde las más rudimentarias, de combustión de madera o carbón, hasta las más sofisticadas, que tienen lugar en los motores de los modernos aviones o naves espaciales.

Las reacciones químicas, pues, van acompañadas de un desprendimiento, o en otros casos de una absorción, de energía.

¿Cuánta energía puede producir una reacción química? ¿De dónde procede esa energía? ¿Cómo puede medirse y calcularse?

Energía química almacenada
 
La energía es una propiedad inherente a la materia. La materia posee energía almacenada que se debe, por una parte, a la posición o a la altura de un cuerpo (energía cinética) y, por otra, a la naturaleza o las sustancias de que esté hecho el cuerpo al que se hace referencia, ya que a cada elemento o compuesto le corresponde cierta cantidad de energía química almacenada a la que se le denomina contenido energético.

Cuando se lleva a cabo un fenómeno químico, éste va acompañado por una manifestación de energía, ya sea que haya absorción o desprendimiento de ella, debido a la energía química que almacenan las sustancias
Lo anterior significa que, cuando la energía química almacenada de los reactivos es mayor que la energía de los productos, hay un excedente de energía que se libera, pues la energía se mantiene constante, es decir, no se crea ni se destruye.

Por ejemplo, al reaccionar metano (gas combustible) con el oxígeno (gas comburente), hay desprendimiento de energía como producto, porque el contenido energético del metano y del oxígeno es mayor al que posee el dióxido de carbono y el agua, que son las sustancias que se forman durante la reacción:

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Por lo tanto, si, al reaccionar, una o varias sustancias producen otras con mayor contenido energético, habrá absorción de energía por parte de los reactivos, como lo muestra la siguiente reacción de fotosíntesis:

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Las sustancias de gran contenido energético se utilizan como combustible, ya que al reaccionar con el oxígeno se genera una gran cantidad de energía en forma de luz y calor.

Alimentos
 
Los alimentos también almacenan energía química y mediante éstos los organismos obtienen la energía necesaria para vivir, es decir, para formar y renovar tejidos, mantener su temperatura, realizar trabajo muscular, etcétera.

Los alimentos contienen nutrientes tales como los carbohidratos, los lípidos (grasas), las proteínas y las vitaminas, a los cuales se les denomina biogenésicos (por ser de origen orgánico); otros nutrimentos de origen inorgánico son el agua y los minerales como el sodio, el fósforo, el azufre, el cloro, el cobalto, el manganeso y el zinc.

Los organismos utilizan los alimentos para obtener de ellos energía y nutrimentos; estos últimos son descompuestos para ser utilizados en el crecimiento y restauración celular. A este proceso de transformación se le denomina metabolismo.

La energía que se puede metabolizar a partir de los carbohidratos es de 4 kcal por gramo; de los lípidos, de 9 kcal por gramo y, de las proteínas, de 4 kcal por gramo. Se recomienda que en una dieta adecuada se ingieran alimentos que proporcionen aproximadamente 3.000 kcal por día (según la actividad física que se desempeñe), que contengan, de manera balanceada, todos los nutrimentos. Por ejemplo: 75 g de proteínas, 80 g de lípidos y de 400 a 500 g de carbohidratos. Además, se debe considerar que el agua es muy importante como nutrimento y que los seres humanos necesitan de 2 a 2,5 litros  por día, aunque los alimentos también proporcionan una cantidad proporcional de ella que se conoce como agua metabólica.
Es necesario recordar que los organismos obtienen energía a través de un mecanismo autotrófico o heterotrófico.

El mecanismo autotrófico es propio de las plantas, algas y cianobacterias que, a partir de dióxido de carbono y energía luminosa del Sol, producen oxígeno y glucosa. De esta última se forman moléculas más complejas.

El mecanismo heterotrófico es propio de organismos como los de los animales; éstos ingieren el alimento previamente elaborado (carbohidratos, lípidos, etcétera), sus células lo oxidan mediante la respiración y con ello producen CO2, vapor de agua y otras sustancias de desecho.

Eficiencia de un motor de combustión interna
 
Las reacciones químicas de combustión de compuestos de carbono con oxígeno para liberar energía son bien conocidas por todos. Ocurren, por ejemplo, al quemar madera o gas en el horno o bien cuando la bencina de un auto proporciona la energía necesaria para su funcionamiento. Estas reacciones son demasiado violentas y poco controladas para que los organismos vivientes las puedan usar dentro de una célula.

Para que un motor funcione, éste requiere de combustible que, al reaccionar, desprende energía. En el caso del motor de combustión interna, la energía del combustible se transforma en potencia y movimiento, de tal forma que la fuerza producida sirve para hacer funcionar un autobús, una hélice y un generador, entre otras cosas.

El motor de cuatro tiempos es el motor de combustión interna más conocido, y su funcionamiento se lleva a cabo en cuatro etapas, las cuales son:

Primer tiempo (admisión): tiene lugar la penetración de una mezcla de combustible y aire a la válvula de admisión, al bajar el pistón.

Segundo tiempo (compresión): el pistón sube y comprime la mezcla al reducir el volumen.

Tercer tiempo (explosión): al encender la bujía, ésta provoca la explosión de la mezcla; en este momento el pistón es empujado y baja.

Cuarto tiempo (expulsión): los gases producidos por la explosión son expulsados a través de la válvula de expulsión; en este momento el pistón baja.

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Representación esquemática del funcionamiento de un motor de cuatro tiempos.

La combustión

La combustión es una oxidación violenta, la cual, a su vez, desprende energía en forma de calor y luz. Los principales productos de ella son: el CO2, el vapor de agua y la energía.

Ejemplos de este proceso son la combustión del gas de la estufa, de la leña, y del carbón. En todos estos fenómenos se presenta una oxidación y, por lo tanto, también tiene lugar una reducción, ya que cuando se produce la combustión de una de estas sustancias, el oxígeno se reduce ganando electrones y el elemento que se oxida los pierde.

En el organismo de los seres vivos existen procesos de "combustión orgánica", los cuales se denominan así por la similitud que guardan con los productos obtenidos. Sin embargo, no son propiamente combustiones, pues no son, oxidaciones violentas.

Un ejemplo de éstas es la degradación de la glucosa que, durante la respiración celular, produce CO2, H2O y energía, de acuerdo con la siguiente reacción:

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En esta ecuación se observa que cada átomo de oxígeno "gana" 2 electrones (se reduce) y el carbono "pierde" 4 electrones (se oxida).

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La oxidación del gas butano es una combustión inorgánica, ya que no se efectúa en los seres vivos. Su reacción es la siguiente:

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Energía química en el organismo

Las células requieren energía para llevar a cabo la mayoría de los procesos biológicos. La energía proviene de los alimentos que ingerimos.

El oxígeno presente en el aire que respiramos se combina con los átomos de carbono e hidrógeno presentes en las moléculas de los alimentos liberando energía y formando después de numerosos pasos dióxido de carbono y agua.

La fuente original de alimentos son las plantas verdes. Estas son capaces de utilizar la energía solar, dióxido de carbono del aire y agua para crear moléculas orgánicas complejas formadas mayormente por carbono, hidrógeno y oxígeno y ricas en energía.

Estas moléculas son de tres tipos básicos: carbohidratos, lípidos y proteínas. Cualquiera de estos grupos puede combinarse con oxígeno y generar la energía necesaria para la vida.

Los animales no pueden generar carbohidratos, lípidos o proteínas a partir de las simples moléculas de dióxido de carbono, agua y usando la energía solar. En cambio, se alimentan de plantas que ya han hecho este trabajo o de otros animales que ya se han devorado plantas.

Bioquímica de la respiración celular

La conversión de los nutrientes en energía ocurre durante los llamados procesos de catabolismo. La moneda fundamental de energía dentro de las células es una molécula denominada ATP. La estructura de esta molécula es tal que contiene uniones químicas capaces de liberar mucha energía al partirse.

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Dos ejemplos fundamentales de catabolismo son:
 
1. Fermentación.
2. Respiración.

La fermentación es un proceso de generación de energía que no depende de la presencia de oxígeno. Los productos finales del proceso son moléculas orgánicas pequeñas como el etanol. Este es el proceso mediante el cual se generan las bebidas alcohólicas.

La respiración es un proceso que sí requiere de oxígeno y que genera mayores cantidades de energía mediante una oxidación completa liberando dióxido de carbono y agua. La energía proviene en definitiva de los alimentos que comemos. Estos son sometidos a diversos procesos enzimáticos que los convierten en moléculas más pequeñas que forman la base de los mecanismos generadores de energía.

Tomado de:

Profesor en Línea
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