Novedades en la categoría Investigación

Hace unas semanas me llegaba un curioso correo-e que contaba la historia de Paul Pantone, un ingeniero estadounidense que había patentado en 1998 un revolucionario motor de combustión que sería capaz de funcionar con una mezcla de agua y otro componente, que puede ser petróleo crudo, solventes, adelgazadores de pintura, alcoholes, aceite de motor y similares. Y no sólo eso, esta tecnología permitiría ahorrar hasta un 50% de combustible y tendrían un 90% menos de emisiones. Desde entonces sectores con intereses ocultos habrían perseguido a Pantone intentado ocultar su invento, si bien sus seguidores seguirían promocionándolo por diversas vías.

Esta historia, que parecería en principio una típica bola de las que circulan por la Internet, ha resultado ser cierta. Tanto es así que El País ha escrito un artículo en el que relatan cómo se está introduciendo esta tecnología en Galicia (donde están usando aceite usado de restaurantes) e incluso la patente está colgada en la Oficina Europea de Patentes: FUEL PRETREATER APPARATUS AND METHOD (MX9703267).

Les dejo con este vídeo en el que se explica esta tecnología:

Fuentes: El País / PermaCultura en Galicia / GEET Pantone

La Universidad de Michigan ha desarrollado una muy interesante tecnología que permite aprovechar las corrientes de agua lentas para producir energía, ya sea en ríos o corrientes en aguas abiertas. La han denominado VIVACE (Vortex Induced Vibrations for Aquatic Clean Energy) y se ha dado a conocer en un artículo de la edición de este mes de noviembre de la revista Journal of Offshore Mechanics and Artic Engineering.

El sistema consiste en una serie de cilindros situados horizontalmente y transversalmente al flujo de agua que se mueven como consecuencia de la vibración inducida por los remolinos que se generan al fluir el agua alrededor de ellos. Luego, el sistema transforma esta energía mecánica en energía eléctrica. Según los investigadores, el coste de esta energía sería de unos 5,5 centavos de dólar por kilovatio/hora, menor que los 6,9 centavos por kilovatio/hora de la energía eólica. Se requeriría de una planta de conversores VIVACE del tamaño de una pista de atletismo y de unos dos pisos de alto para alimentar de energía a unas 100.000 casas.

Además de ser una energía renovable (siempre y cuanto no se detengan las corrientes de agua), la tecnología tiene una amplia aplicación ya que es capaz de aprovechar la energía de las corrientes de agua de menos de 2 nudos (3,2 km/h) que son la mayoría de las existentes en la Tierra. Por otra parte, dado que las oscilaciones de los conversores serían lentas no causaría daños a la fauna acuática.

Me ha llamado la atención esta declaración de Michael Bernitsas, creador de VIVACE:

En la actualidad se está instalando la primera planta piloto en el río Detroit.

En el siguiente vídeo, que he encontrado en Ingeniería en la Red, se explica brevemente esta nueva tecnología, que se comercializará a través de la empresa Vortex Hydro Energy

Fuentes: EurekAlert! / Michigan Engineering / Ingeniería en la Red
Imagen: Michigan Engineering

¿Pueden la ciencia y el arte fundirse en uno sólo? Pues parece que sí. John Bohannon, el Gonzo Scientist de la revista Science, propuso hace varias semanas que los científicos bailaran sus investigaciones y lo ha conseguido.

En su afán por ver las relaciones entre la ciencia, el arte y la cultura se le ocurrió proponer el concurso "Dance your Ph.D." retando a los científicos a intentar explicar sus investigaciones por medio del baile. Música clásica, ritmos tropicales... todo ha servido para, de una manera divertida, explicar el papel de la vitamina D en la función beta celular (la ganadora), dla inducción de patrones de activación neuronal, la detección hidrodinámica del rastro de organismos marinos... y muchas otras investigaciones. Estudiantes, profesores y post-doctorandos participaron en el concurso. Incluso tuvimos representación española.

Como este es un blog de medio ambiente pensaba dejarles el baile de uno de los finalistas que contaba su investigación sobre dispositivos y tecnologías para evitar la pesca accidental de tortugas y delfines, pero no me he resistido a dejarles el de la ganadora, Sue Lynn Lau. Seguro que también les saca una sonrisa...

¿Te animas a investigar?

Fuentes: Science / Gonzo Labs

Después de conocer el desarrollo de paneles fotovoltaicos "imprimibles", se avecina una nueva tecnología que aumentará la eficiencia de los paneles solares.

Investigadores del Instituto Politécnico Rensselaer han desarrollado un revestimiento antireflectante capaz de mejorar la captación de la radiación solar de los paneles fotovoltaicos del 67,4% actual hasta el 96,21%. El revestimiento, formado por 7 nanocapas de dióxido de silicio y dióxido de titanio, se puede aplicar sobre cualquier panel solar fotovoltaico.

Las nano-barras que constituyen las capas forman una estructura similar a un bosque. Esta nano estructura es la responsable de que se aumente la capacidad de "atrapar" la luz solar. Sin embargo aportan también otra ventaja: permite que se capture la luz en cualquier ángulo. Esto significa que orientar los paneles lo más perpendicularmente a la radiación solar ya no será necesario. Ello contribuirá a reducir costes y permitirá una mayor integración de los paneles en la arquitectura.

En definitiva, esta tecnología se traducirá (eso esperamos) en nuevos paneles fotovoltaicos con una mejor relación eficiencia/coste, gracias al aumento en la captación de luz y a que no requerirán sistemas de mecánicos que ajusten la inclinación de los paneles para captar la mayor radiación. Eso sí, no hay que confundir esta eficiencia en la captación energética, con la eficiencia en la conversión de energía: los paneles actuales convierten en energía eléctrica entre un 12-25% de la energía que reciben de la radiación solar.

Fuentes: Gizmodo / Rensselaer
Imagen: Schwarzerkater

Curioso este artículo del blog de medio ambiente de New Scientist. ¿Sabías que el cambio climático es malo para el pan?

Los científicos han demostrado que el aumento del CO2 interfiere en la absorción de nitrógeno de diferentes cultivos. Este es, por ejemplo, uno de los factores que están contribuyendo a la escasez de arroz en el mundo. Ahora bien, investigadores alemanes han concluido que en el caso del trigo en los cultivos europeos, esta menor absorción de nitrógeno se está traduciendo en un menor contenido en gluten en la planta.

El gluten, además de ser un problema para los celíacos, es la proteína responsable de la textura del pan: durante el horneado, retiene los gases de la fermentación haciendo que el pan crezca. Los investigadores han estimado que los niveles de CO2 en la atmósfera en 2050 harán que la masa del pan crezca un 20% menos.

¿Y esto que significa? Que probablemente comeremos pan con una textura similar a un pastel esponjoso. Las alternativas para compensar esto son aportar el doble de nitrógeno en el abonado de los campos de trigo (con el riesgo de contaminación del suelo por exceso de nutrientes), o cultivar variedades de trigo genéticamente modificados. Si no aparece otra alternativa mejor, me parece que por lo pronto comeremos el pan-pastel...

Ya tenemos otra razón más para reducir nuestras emisiones de CO2 y evitar el cambio climático.

Fuente: New Scientist-Envirnoment
Imagen: Gastonmag

La Escuela Politécnica de la Universidad de Sao Paulo, en Brazil, está desarrollando unos nuevos routers inalámbricos que se alimentarán con energía solar.

El objetivo es hacer más accesible Internet económicamente a la población en general y las escuelas. Y es que el consumo durante 24 horas de un router común puede suponer hasta 10€ al mes en la factura eléctrica. Además el sistema será capaz de almacenar hasta 10 días de electricidad de emergencia para el caso de días nublados.

Tras las primeras pruebas, el proyecto entra ahora en un proceso de diseño de nuevos circuitos más eficientes y en la miniaturización del sistema, combinándolo con materiales que permitan lograr un producto final de bajo coste.

Resulta alentador cómo el desarrollo de tecnologías ambientales, como esta que combina el aprovechamiento de la energía solar con una mayor eficiencia de consumo, supone a la par un claro beneficio social al tener como finalidad facilitar a la población más desfavorecida el acceso a la información.

Fuentes: Revista Pronto (nº 1904, pág. 93) / ADN
Imagen: Kaptain Kobold

A pesar de que el Gobierno no termine por apostar decididamente por fuentes alternativas de energía como forma de reducir nuestra dependencia del petróleo, en España se llevan acabo exitosas investigaciones y experiencias que demuestran que tenemos potencial suficiente para enfrentarnos al cambio.

La última tiene un especial sabor español, concretamente a "oro líquido": una biorrefinería de podas del olivo. El Departamento de Ingeniería Química y Ambiental de la Universidad de Jaén investiga, con la colaboración del CIEMAT, el desarrollo de diferentes procesos que permitirían aprovechar las podas del olivar para producir, entre otras cosas, bioetanol.

Estos procesos permitirían más adelante instalar una biorrefinería, en la que -al igual que en las refinerías de petróleo- se obtendrían diferentes productos a partir de un único recurso, en este caso las podas de olivos. El producto principal sería el bioetanol, pero también se obtendrían oligosacáridos para alimentación, antioxidantes naturales, fertilizantes e incluso lignina que podría ser utilizada como combustible.

Este proyecto contribuiría positivamente al medio ambiente porque supondría una alternativa a en la gestión de los residuos de poda, además de obtener de él diferentes productos útiles, entre los que destaca el bioetanol, que puede sustituir total o parcialmente a la gasolina evitando el consumo de petróleo y reduciendo así las emisiones netas de CO2 (dado que sería una fuente energética renovable local) . Y además generaría nuevos puestos de trabajo.

Desde hace algunos años existe cierta polémica sobre si los biocombustibles son realmente sostenibles. La principal razón que se aduce es que esta industria convierte los cultivos existentes en cultivos "energéticos" destinados a la producción de biocombustibles, de modo que se reduce la producción alimentaria con la negativa consecuencia para la sociedad. Para resolver parte de estos problemas se está investigando en los llamados biocombustibles de segunda generación, al que pertenecería este proyecto jienense. Estos proceden de productos no alimentarios, como residuos vegetales o cultivos de plantas que no se emplean para la alimentación humana. Incluso se habla ya de tecnologías tercera y cuarta generación.

Es un proyecto interesante (al igual que otros sobre nuevos biocombustibles que se desarrollan en España) que espero que pronto llegue a la sociedad para beneficio de todos.

Fuente: Portal del medio Ambiente

Cuando hablamos del mar como fuente de energía renovable, se habla principalmente de dos tipos de energía: mareomotriz (la que procede de las mareas) y undimotriz (la que procede de las olas). Por ejemplo, en esta última categoría se incluiría la tecnología que está estudiando el Cabildo de La Palma en el marco de su Proyecto Global de Autosuficiencia Energética. Pero existen muchas tecnologías distintas para aprovechar la energía que almacenan nuestro océanos.

La energía mareomotriz consiste en aprovechar la subida y bajada de las mareas para generar energía eléctrica. La tecnología que podríamos llamar "clásica", consiste en un dique que contiene unas turbinas hidroeléctricas, similares a las de los embalses. La planta mareomotriz se sitúa en un estuario, ría, o similar, en un punto tal que en él se deje notar de forma importante los cambios de marea. El dique, mientras sube la marea, deja pasar el agua hacia el interior de la ría. Una vez alcanzada la cota máxima de marea, las compuertas se cierran y el agua embalsada se obliga a volver al mar a través de unos conductos donde hacen girar las turbinas que generan la energía eléctrica. Lo positivo de esta tecnología es que, en cierto modo ya es conocida y es una fuente de energía renovable. No obstante, la parte negativa es su alto impacto ambiental en el entorno (se cierra una ría con un dique, lo que afecta al ecosistema de la zona) y el impacto visual, principalmente.

Pero existen nuevos sistemas para aprovechar la energía mareomotriz basados en otras técnicas y que prometen ser ambientalmente menos impactantes. Por ejemplo, una es la instalación de gigantes molinos sumergidos, ta y como ha hecho Marine Current Turbines en Escocia. En esta línea trabaja también Lunar Energy, si bien ha optado por decenas de pequeñas turbinas que se situarían a raz de fondo. Por su parte, Florida Atlantic University ha optado por turbinas que se situarían a media profundidad unidas al fondo por un cable a modo de "cometas submarinas". La Oxford University también ha presentado su propuesta: el THAWT (Transverse Horizontal Axis Water Turbine). Esta turbinas que son de rotación transversal al flujo de agua y recuerdan a las cuchillas de las máquinas cosechadoras, están siendo consideradas como la segunda generación de turbinas marinas.

En cuanto a la energía undimotriz existen también varios sistemas para aprovecharla. Uno de ellos es el sistema que Solantis va a instalar en La Palma. Este consiste en unos diques huecos con turbinas en su interior. Cuando las olas golpean el dique ejercen una presión sobre el aire en el interior del dique que impulsan las turbinas para generar electricidad. Si se aprovechan diques existentes de puertos, su impacto visual es reducido. Otro sistema es Pelamis. Este consiste en una sucesión de cilindros metálicos conectados entre sí a modo de gigante serpiente marina flotante. En este caso, el movimiento relativo de unos segmentos respectos de los otros genera la energía eléctrica. Otro es el sistema Seabased sueco. En éste unas boyas suben y bajan conforme a las olas que pasan y mueven un pistón anclado en el fondo que es el que genera la energía eléctrica. Parecido es el ideado por la Oregon State University, en el que el que los generadores eléctricos se encuentran en el interior de las boyas.

Y aquí no acaba la cosa. La energía más reciente procedente del mar es la llamada energía azul. Es muchísima menos conocida que las anteriores pero algunas empresas ya llevan una década investigando sobre ella. Consiste en aprovechar la energía eléctrica que se genera de forma natural en el mar cuando se encuentra el agua salada con el agua dulce procedente de los ríos. Ya se trabaja en dos tecnologías: la energía osmótica noruega y la electrodiálisis inversa holandesa (en El ambiente en medio puedes leer más sobre ellas).

Energía mareomotriz, energía undimotriz, energía azul, energía eólica, energía hidráulica, energía solar fotovoltaica, energía solar térmica, energía geotérmica... ¿por qué seguimos dependiendo fuertemente del petróleo?. Un dato, durante los primeros 8 meses de 2008 la energía eólica e hidráulica han supuesto el 19% de la energía eléctrica generada superando al carbón; y en ocasiones la eólica sola alcanza casi el 20% (mira los datos en tiempo real de la energía eólica en la web de Red Eléctrica de España).

PD: En Consumer puedes ver una animación que muestra el funcionamiento de las principales tecnologías para aprovechar la energía mareomotriz y undimotriz.

Imágenes: Blog Solar de Jumanji / El ambiente en medio

He querido hacer un paréntesis en mis vacaciones para comentarles que se está celebrando en Las Palmas de Gran Canaria una de las citas científicas más importantes del año: Euro-Par 2008 Conference.

A celebrar del 26 al 29 de agosto de 2008 y organizada por la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB) y la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC), la Euro-Par reúne a los más destacados expertos internacionales en computación paralela y distribuida. En esta cita se hablará de software, hardware, algoritmos y aplicaciones relacionados con este campo de investigación.

Seguramente se estarán preguntando por qué hablo de esto en el blog. La respuesta es sencilla, entre las aplicaciones de la supercomputación están las predicciones, simulaciones y estudios ambientales que requieren cálculos complejos. Así, esta ciencia es utilizada para predicciones meteorológica o calcular cómo se descomponen los residuos nucleares, pasando por la simulación de la propagación de incendios (esta es una de las líneas de investigación del grupo CAOS de la UAB). Otro ejemplo es Japón, que cuenta con el superordenador Earth Simulator, cuya finalidad es simular de forma completa y globalmente el sistema terrestre para poder conocer mejor cómo funciona la Tierra.

En España, el superordenador más potente es el Mare Nostrum, ubicado en el Centro Nacional de Supercomputación de Barcelona. Ocupa el puesto 26 en la lista Top500 de los 500 ordenadores más potentes del planeta. Entre su variado programa de trabajo, se encuentran investigaciones sobre el cambio climático, calidad del aire o el ciclo de vida del polvo mineral en la atmósfera, por poner algunos ejemplos relacionados con el medio ambiente. Por cierto, Mare Nostrum, que está localizado en una antigua capilla que crea un impresionante impacto visual al mezclar el pasado con el futuro, puede ser visitado.

PD: Y ahora sigo con mis vacaciones. ¡Hasta la vuelta!

Fuentes: El ambiente en medio / Euro-Par
Imagen: Euro-Par

La ciudad de Hengelo, en los Países Bajos, va a probar en sus calles un nuevo pavimento desarrollado por la Universidad de Twente que tiene una curiosa propiedad: contribuye a descontaminar el aire.

Gracias a la incorporación de un aditivo a base de dióxido de titanio (TiO2) en su composición, el pavimento es capaz de oxidar los óxidos de nitrógeno (NOx) procedentes de los tubos de escape a nitratos (NO3), una forma de nitrógeno más segura ambientalmente (es la forma en la que pueden ser aprovechados por las plantas). Para que se de esta reacción es necesaria la presencia de radiación solar.

El secreto reside en el TiO2. Este compuesto, muy común en la industria para dar color blanco, es un excelente fotocatalizador. Su importancia radica en que bajo radiación suficientemente energética (como la solar) genera radicales altamente oxidantes capaces de mineralizar contaminantes, o de al menos transformarlos en productos biodegradables. La baja toxicidad del TiO2 hacen que su empleo junto a radiación natural ultravioleta para la descontaminación por fotocatálisis sea un ejemplo de química verde.

Aunque esta aplicación en el pavimento es novedosa, no es la primera vez que se trabaja en esta línea. Ya en su día hablé acerca del TX Active. La empresa italiana Italcementi había desarrollado un cemento para construcción que al llevar incorporado TiO2 le confería también la capacidad de descontaminar el aire de las ciudades.

He tenido la oportunidad de conocer de cerca otras aplicaciones en las investigaciones del grupo CIDIA de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria. Entre sus líneas de investigación están su uso para descontaminar aguas con restos de pesticidas. Para ello han creado unos paneles solares con unos tubos que quedan expuestos a la luz solar por cuyo interior circula el agua contaminada mezclada con TiO2. Los resultados de estos trabajos son muy interesantes y positivos. En líneas similares se trabaja también en la Plataforma Solar de Almería del Ministerio de Ciencia e Innovación.

La verdad es que esta aplicación para limpiar la atmósfera de nuestras ciudades es muy interesante pero me surge una duda. Los nitratos, solubles en agua, pueden ser absorbidos por las plantas, pero ¿a dónde irán a parar si no son consumidos?. Debemos recordar que las altas concentraciones de nitratos en el agua son causantes de procesos de eutrofización. En este sentido, habría que valorar si podría darse el caso de que un empleo masivo de TiO2 en materiales de construcción pudiera suponer una multiplicación de la presencia de nitratos en las ciudades y un riesgo ambiental o para la salud (por ejemplo, contaminando aguas subterráneas). Podría ser una interesante investigación.

En cualquier caso, la aparición de estos productos es una muestra de la preocupación que existe en torno a la contaminación atmosférica en las urbes.

Fuentes: Antena3 Noticias / El ambiente en medio
Imagen: El verdal