El empleo de dirigibles desarrollados con tecnologías contemporáneas podría transformarse en los próximos años en una alternativa seria para el cumplimiento de tareas de seguridad o proyectos relacionados con las comunicaciones, considerando el menor costo de estas aeronaves con respecto a los satélites y otras posibilidades similares. El proyecto USE HAAS de la Unión Europea va en ese sentido, al igual que otras iniciativas encaradas en diferentes países.

El renovado interés en los dirigibles tiene que ver específicamente con su uso en las áreas de vigilancia área, detección remota y diferentes tareas referidas a la retransmisión de comunicaciones. Justamente, el proyecto USE HASS, que ha recibido financiación del Sexto Programa Marco de la Unión Europea, ha trabajado en un profundo análisis de los dirigibles de gran altitud (HAA, high-altitude airships).

Los mismos se presentan como una alternativa económica a los satélites, considerando que las nuevas tecnologías empleadas incrementan su seguridad, seriamente cuestionada luego del accidente del Hindenburg en 1937 en Lakehurst, Estados Unidos. En la actualidad, los servicios que pueden prestar los dirigibles logran ser más seguros, eficientes y económicos.

Es así que muchos países ya desarrollan proyectos de este tipo, en los cuales los dirigibles de gran altitud emplean helio en lugar de hidrógeno inflamable para poder elevarse y mantenerse en el aire. Los nuevos dirigibles, de acuerdo a lo que se indica en una nota de prensa de Cordis, están diseñados para volar hasta la estratósfera.

Aplicaciones y desafíos a superar

Por consiguiente, se busca utilizarlos para tareas de soporte y no para aplicaciones aeronáuticas. Al flotar en vuelo geoestacionario, pueden brindar servicios similares a los que entregan los satélites, por ejemplo para la observación regional terrestre. Sin embargo, todavía existen diferentes escollos a superar.

Por ejemplo, las plataformas existentes en la actualidad no logran cumplir con todos los requisitos necesarios para el uso seguro de los dirigibles, e incluso en muchos casos ni siquiera existen. En Europa también pueden observarse importantes vacíos en el marco legal, de acuerdo a la información recopilada y analizada en el marco del proyecto USE HAAS.

Según lo recomendado en las conclusiones de este proyecto de la Unión Europea, para lograr un mayor desarrollo de esta alternativa en el continente y para estimular la concreción de nuevos emprendimientos se precisa la confección de un plan estratégico que contemple los retos y desafíos de la nueva generación de dirigibles y que fije con claridad, además, el potencial de mercado que tendrían estas aeronaves.

De acuerdo a lo desarrollado por Creative Technologies Israel (CTI), uno de los centros a cargo de este programa europeo, también existen retos tecnológicos a superar, directamente relacionados con el control y la evaluación del funcionamiento de un dirigible de gran altitud desde una estación ubicada en tierra.

Retos y avances tecnológicos

Los principales parámetros que deben monitorizarse con mayor exactitud, y para lo cual se requiere el desarrollo de nuevas herramientas tecnológicas, son el entorno de vuelo, la estabilidad del dirigible y la generación y gestión de la energía necesaria. Aunque algunas de estas tecnologías ya están disponibles en la industria aeronáutica, es necesario adaptar otras a la realidad de los nuevos dirigibles, que vuelan a unos 20 kilómetros de altitud y deben manejarse en forma remota.

Más de cien especialistas y emprendedores de Europa, Japón, Rusia y los Estados Unidos han participado en los seminarios realizados en el marco del proyecto USE HAAS, lo que demuestra el interés existente en una tecnología que podría permitir obtener un rendimiento mayor que el logrado con los sistemas actuales para la observación terrestre y distintas tareas de seguridad.

Por otra parte, la Defense Advanced Research Projects Agency del Departamento de Defensa de los Estados Unidos ha financiado una tecnología innovadora para dirigibles, creada por la empresa Aeros Aeronautical Systems. El sistema Aeroscraft M1866 integra varias ventajas, como su control de peso estático y la capacidad para comprimir y descomprimir helio en un contenedor de 64 metros de longitud, al cambiar el soporte vertical de la aeronave durante el despegue y el aterrizaje.

Asimismo, Aeros Aeronautical Systems informa en su página web que ha avanzado en nuevos sistemas de vigilancia más económicos y sencillos de implementar que los actuales, también con el apoyo del Departamento de Defensa de los Estados Unidos. Se trata del aerostato 21M, que trabaja a una altitud de más de 1.500 metros. La firma también desarrolla actualmente otros adelantos que se encuentran en fase de diseño o pruebas iniciales.

(Tendencias21)

Una nueva metodología para el desarrollo de materiales textiles inteligentes, desarrollada en ETH Zurich, permite incorporar distintos dispositivos electrónicos directamente en los tejidos, cuya producción puede realizarse en masa con la tecnología tradicional y resulta más económica. Además, los tejidos con agregados electrónicos incorporados como sensores corporales, por ejemplo, pueden lavarse como si se tratara de una prenda convencional.

Investigadores e ingenieros de todo el mundo han realizado diferentes experimentaciones con materiales textiles inteligentes desde hace bastante tiempo, mediante la integración de componentes electrónicos estándar. Sin embargo, la mayoría de los dispositivos solamente han logrado fijarse o coserse a artículos de vestimenta, no integrarse directamente en los tejidos.

Estos resultados previos constituían una alternativa condenada directamente al fracaso debido a un inconveniente práctico: las prendas con los dispositivos incorporados de esta manera son difíciles de lavar. Por otra parte, la producción de la ropa bajo estos parámetros se torna demasiado onerosa.

Los ingenieros y científicos del Wearable Computing Lab de ETH Zurich, dirigidos por el profesor Gerhard Tröster, han ido un paso más allá: han desarrollado una nueva tecnología para integrar dispositivos electrónicos miniaturizados y chips a las fibras que componen los tejidos.

Múltiples ventajas en la nueva técnica

Es así que los investigadores han logrado finalmente la integración de un gran número de microchips y otros elementos microelectrónicos directamente en la arquitectura de la materia textil. Asimismo, los especialistas de ETH-Zurich utilizan máquinas tradicionales de producción textil para confeccionar los tejidos “electrónicos”.

La innovación fue difundida a través de una nota de prensa de ETH Zurich, pero también mereció un reciente artículo en la publicación especializada Electron Device Letters, del IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers). Además, el sitio Physorg.com también se hizo eco de la información aportada por ETH Zurich.

Una de las ventajas de estos materiales textiles inteligentes es que a pesar de la incorporación de los componentes electrónicos el tejido obtenido es elegante y fácilmente plegable. Por otra parte, se siente al tacto como un material textil normal, confirmando por lo tanto que la ropa realizada de esta forma podría ser usada en la vida cotidiana.

Los microchips asentados en la tela e incorporados en tiras de fibras de plástico están encapsulados, lo que permite el lavado de los tejidos sin mayores inconvenientes, por ejemplo en lavadoras convencionales con un detergente suave, sin dañar de ninguna manera las fibras “electrónicas”.

Amplias aplicaciones hacia el futuro

De acuerdo a los investigadores, estos materiales textiles inteligentes pueden producirse en cualquier tamaño, por lo que también se pueden cortar como sea necesario para satisfacer los requerimientos de la industria textil. Aprovechando la estructura reticular de los tejidos, los ingenieros pueden ampliar fácilmente la arquitectura de los materiales textiles inteligentes.

Por consiguiente, podrían emplearse para otros requerimientos diferentes a los relacionados con la vestimenta, como por ejemplo en dispositivos de detección a gran escala o estructuras de autobuses, entre otros. Por el momento, los investigadores han producido dos objetos de demostración: un mantel y una camiseta.

El mantel integra sensores de temperatura y humedad, mientras que la camiseta permite medir la temperatura corporal. Entre los principales problemas o escollos que debe superar este proyecto se encuentra el suministro de electricidad, necesario para el funcionamiento de los dispositivos.

Los ingenieros de ETH-Zurich recalcan que los materiales textiles inteligentes no son una innovación en sí mismos, sino que el adelanto que supone esta nueva técnica se concentra en la forma en la que se han podido incorporar los componentes electrónicos en el tejido, sobretodo por la simpleza de la metodología, su carácter económico y la practicidad que facilita en el manejo de la tela.

(Tendencias21)

HUVR es un dispositivo creado por ingenieros y especialistas de la Universidad de California en San Diego, que permite dar un paso adelante en cuanto a las experiencias tradicionales de realidad virtual. Es que la máquina desarrolla una imagen que puede ser tocada por los usuarios como si se tratara de un objeto real, además de obtener estos resultados con un bajo costo de producción.

El dispositivo HUVR combina un panel en 3D de alta definición, un espejo semiplateado y un controlador sensible al tacto, permitiendo a los usuarios literalmente "tocar" una imagen generada como si fuera un objeto plástico convencional, con las tres dimensiones del mundo físico que conocemos.

Los investigadores de la Universidad de California en San Diego resaltan especialmente que este nuevo dispositivo de realidad virtual posee un costo relativamente bajo de producción, lo que permitirá su desarrollo para aplicaciones en distintos campos. Así lo afirman en una nota de prensa difundida por esta casa de estudios.

El avance, que también mereció un reciente artículo en el medio especializado Physorg.com, facilita a los usuarios el reconocimiento táctil de los ángulos y los contornos de la imagen creada, como si fuera cualquier tipo de objeto tridimensional con presencia física real.

Aplicaciones en diversas áreas

Entre las principales aplicaciones que podrá tener HUVR, destacan las tareas que requieren coordinación visual-manual, adaptándose perfectamente a la formación y educación en ingeniería estructural y mecánica, arqueología y medicina, entre otros campos que necesitan especialmente de esta clase de coordinación.

El dispositivo podría ser utilizado, por ejemplo, para visualizar y manipular una imagen en 3D del cerebro de una persona tomada a través de una resonancia magnética. En el mismo sentido, se podría aplicar en el manejo o estudio de artefactos muy frágiles o valiosos, cuya manipulación física puede llegar a resultar peligrosa.

Según explican los ingenieros responsables de este avance, mediante el uso de dispositivos HUVR un médico podría realmente sentir un defecto en el cerebro, en lugar de limitarse a verlo. Lógicamente, las implicancias en este punto resultan realmente inimaginables en cuanto a los cambios que podría suscitar en este tipo de actividades.

La investigación fue desarrollada por especialistas de la Universidad de California en San Diego, con la colaboración de expertos del California Institute for Telecommunications and Information Technology (Calit2). Tom DeFanti y Greg Dawe son los principales responsables del trabajo.

Portátil y económico

Según los científicos e ingenieros, esta aplicación podría evolucionar en gran medida gracias al trabajo en redes, a través del intercambio de la apariencia del objeto creado con otros investigadores y estudiantes. El dispositivo HUVR es una evolución del sistema PARIS, desarrollado hace 12 años por DeFanti, Dawe y sus colegas y estudiantes en el Laboratorio de Visualización Electrónica de la Universidad de Illinois, Chicago.

PARIS utilizaba una tecnología de proyección similar a HUVR, pero obtenía imágenes de baja resolución, además de tratarse de un dispositivo demasiado grande para moverse y con un elevado costo de producción. Es así que HUVR logra un importante avance en todos los puntos negativos que tenía PARIS.

Construido a partir de un aparato de televisión 3D que puede hallarse en cualquier tienda electrónica especializada y que tiene un valor de 2.300 dólares, HUVR ofrece un mejor brillo, contraste y agudeza visual que PARIS, aumentando la satisfacción del usuario en este tipo de experiencias.

HUVR es más ligero, portátil e insume un costo total de 7.000 dólares, cuando en su momento los aparatos desarrollados en el proyecto PARIS suponían una inversión de 100.000 dólares. El siguiente paso en la evolución del sistema HUVR es crear una opción aún más barata, que pueda adaptarse a un dispositivo de sobremesa.

(Tendencias21)

Las empresas Xcel Energy y Abengoa Solar han desarrollado una planta eléctrica de prueba en Colorado, Estados Unidos, que podría cambiar la metodología de trabajo utilizada en la generación de electricidad mediante carbón. La central emplea una fuente híbrida que combina carbón y energía solar, logrando interesantes indicadores en cuanto a efectividad y disminución de emisiones de CO2.

Las centrales eléctricas a carbón son ampliamente resistidas desde diversos sectores por el fuerte impacto ambiental que producen. Sin embargo, una nueva tecnología de generación híbrida que integra los beneficios de la energía solar podría suponer un cambio importante para este tipo de plantas.

La Estación de Generación de Cameo, cerca de Palisade, en Colorado, Estados Unidos, es una planta piloto que forma parte del Colorado Integrated Solar Project, y que combina el carbón y la energía solar para producir electricidad. El proyecto de demostración fue construido por la empresa Xcel Energy, como parte de su Innovative Clean Technology (ICT) Program. También colaboró en el proyecto la firma Abengoa Solar.

La planta está diseñada para reducir el uso de carbón, aumentando al mismo tiempo la eficiencia de la central y logrando disminuir las emisiones de dióxido de carbono producidas. El propósito es poner a prueba la viabilidad comercial de la combinación de las dos tecnologías.

El sistema híbrido y su funcionamiento

Abengoa Solar estuvo a cargo del desarrollo de la tecnología solar necesaria, en el marco de un proyecto de demostración que espera reducir el uso de carbón en la central eléctrica en alrededor de dos o tres por ciento en un principio, logrando ampliarse posteriormente esa disminución hasta un 10 por ciento.

El sistema funciona a través de una serie de colectores solares cilindro-parabólicos de espejos de vidrio. En los días soleados, los espejos concentran la radiación solar en una línea de tubos receptores que contienen un fluido de transferencia de calor (aceite mineral).

La energía solar calienta el aceite, que circula a unos 300 grados centígrados. El aceite caliente se introduce en un intercambiador calórico, desde el cual se obtiene el calor necesario y se lo transfiere al agua para calentarla a unos 200 grados centígrados antes de entrar en la caldera.

Una de las grandes ventajas de este sistema híbrido es que al disponer de agua con una mayor temperatura en la caldera se reduce la cantidad de carbón necesaria para calentar el líquido y producir el vapor que requiere la turbina generadora de electricidad. Así lo explica la propia Xcel Energy en un informe publicado en su página web, como así también el medio especializado Physorg.com en un reciente artículo.

Centrales de carbón más amigables con el medio ambiente

El programa de Xcel Energy está dirigido a desarrollar, comercializar e implementar nuevas tecnologías para la generación de electricidad y almacenamiento de energía, con un énfasis especial en las estrategias que insuman el aprovechamiento de energías limpias y renovables.

Xcel Energy es una empresa de servicios públicos de gran importancia en los Estados Unidos, que brinda servicios de energía eléctrica a 3,3 millones de clientes y de gas natural a 1,8 millones de usuarios en ese país americano. Por otro lado, el proyecto en cuestión insume una inversión aproximada de 4,5 millones de dólares.

Si la planta piloto cumple con las expectativas que se han generado, podría colaborar en un mayor desarrollo de la energía solar como una tecnología potencial para mejorar el comportamiento medioambiental de las centrales eléctricas de carbón. De esta forma, se aprovecharían infraestructuras ya existentes para producir energía de un modo más amigable con el medio ambiente.

Otras compañías también están evaluando el desarrollo de plantas de generación de energía eléctrica a través de la técnica híbrida carbón-solar, con el propósito de verificar si la combinación de estas fuentes energéticas puede proporcionar beneficios ambientales a un costo viable comercialmente. El Electric Power Research Institute (Carolina del Norte y Nuevo México) y la empresa NextEra Energy (Florida) llevan adelante algunas de estas nuevas iniciativas.

(Tendencias21)

Un nuevo sistema logra disminuir a la mitad los gastos de calefacción en zonas de climas fríos. Fue desarrollado por ingenieros de la Universidad de Purdue, y emplea bombas de calor optimizadas para obtener un importante ahorro energético sin sacrificar eficacia en la climatización, algo vital en áreas con temperaturas especialmente bajas en buena parte del año.

La investigación fue financiada por el Departamento de Energía de los Estados Unidos, y se basa en trabajos anteriores iniciados hace unos cinco años en los Ray W. Herrick Laboratories de Purdue. Los profesores de ingeniería mecánica James A. Braun y Eckhard Groll, junto al profesor adjunto de ingeniería civil Travis W. Horton, son los especialistas de Purdue a cargo de este trabajo.

Todo comenzó con el análisis de las bombas de calor tradicionales, que brindan calor en invierno y refrigeración en verano, pero no son eficaces para climas fríos extremos. La idea del proyecto era lograr mantener la eficacia de la bomba de calor, incluso cuando el frío es muy intenso.

La innovación tiene como objetivo mejorar la eficiencia energética en general de los sistemas de climatización a través de bombas de calor, pero con un especial énfasis en el impulso de su rendimiento en climas fríos. De esta manera, podrían ser vitales en regiones frías donde el gas natural no está disponible y los residentes dependen de sistemas de calefacción eléctrica o que utilicen gas propano líquido.

Una nueva alternativa en zonas frías

De esta manera, el ámbito geográfico de aplicación de las bombas de calor se ampliará en gran medida, abriendo un nuevo mercado para esta tecnología y una nueva solución para los pobladores de regiones frías. El avance fue publicado en una nota de prensa de la Universidad de Purdue, y también mereció un artículo del medio especializado Science Daily.

Los investigadores esperan completar un prototipo de aquí a tres años, con una inversión de 1,3 millones de dólares en el proyecto. El trabajo también involucra a tres estudiantes de doctorado, y marca una asociación de la universidad con Emerson Climate Technologies Inc. y Carrier Corp.

Emerson trabajará con los investigadores para diseñar el prototipo de la nueva bomba de calor, mientras que Carrier integrará la nueva bomba en un sistema completo de calefacción. El proyecto será presentado en distintas conferencias científicas, como la 13º International Refrigeration and Air Conditioning Conference o la 20º International Compressor Engineering Conference, entre otras.

El funcionamiento de la nueva tecnología y su capacidad de ahorro energético se concreta mediante la modificación del ciclo convencional por compresión de vapor utilizado en los sistemas tradicionales de bombas de calor y otros mecanismos de calefacción, refrigeración y aire acondicionado.

Nuevos enfoques en la compresión de vapor

El desarrollo de este nuevo enfoque podría aportar una metodología de modificación relativamente simple de las bombas de calor y otros sistemas de climatización existentes, sin requerir nuevas estructuras más complejas para mejorar la eficacia y reducir el consumo energético de este tipo de soluciones.

El ciclo estándar de compresión de vapor empleado en estos sistemas tiene cuatro etapas: en principio el refrigerante es comprimido, luego se condensa en un líquido, posteriormente se expande a una mezcla de líquido y vapor y, por último, se evapora completamente.

El proyecto investigará dos enfoques de enfriamiento durante el proceso de compresión, uno de los cuales emplea una cantidad relativamente grande de hidrocarburos que se inyectan en el compresor para absorber el calor generado durante toda la fase de compresión. En el segundo enfoque, una mezcla de refrigerante líquido y vapor se inyecta en las distintas fases de compresión para lograr el enfriamiento.

Ambos enfoques permiten mejorar el proceso de compresión y, al mismo tiempo, reducen las pérdidas de energía producidas durante la fricción en la fase de expansión. Según el profesor James A. Braun, “el enfriamiento del compresor mantiene el refrigerante denso, y eso es importante porque reduce la cantidad de energía necesaria durante el proceso de compresión”.

(Tendencias21)

El empleo de un método en el cual la longitud de onda terahertz (THz) tiene un papel primordial ha permitido avanzar hacia nuevas técnicas de teledetección, que permiten descubrir explosivos, agentes químicos y biológicos y sustancias ilegales desde una distancia de 20 metros. El hallazgo fue realizado por especialistas del Rensselaer Polytechnic Institute.

El nuevo sistema emplea únicamente tecnologías ópticas, usando la longitud terahertz (THz). Podría tener un gran potencial en el campo de la seguridad y en el terreno militar, ya que permite ver a través de la ropa y materiales de embalaje, por ejemplo, y puede identificar inmediatamente todo tipo de objetos ocultos.

Las ondas Terahertz ocupan un segmento importante del espectro electromagnético, específicamente entre el infrarrojo y las bandas de microondas. Las mismas pueden suministrar imágenes y realizar detecciones no disponibles a través de las tecnologías convencionales, como por ejemplo los rayos X y las microondas.

Según Xi-Cheng Zhang, director del Center for THz Research del Rensselaer Polytechnic Institute, el potencial de las ondas Terahertz ha sido reconocido durante años, pero su aplicación práctica ha sido bloqueada debido a que la humedad ambiente interfiere con la transmisión de onda.

Detección a distancia y a través de distintos materiales

Sin embargo, el trabajo realizado por estos investigadores ha permitido superar este escollo relativo a las ondas Terahertz. Los resultados de la investigación han sido publicados en un reciente informe de la revista especializada Nature Photonics, además de merecer un artículo en el sitio especializado Physorg.com.

La técnica de detección remota utiliza fluorescencia inducida, a través de dos rayos láser que interactúan con las ondas Terahertz generadas. La fluorescencia obtenida lleva la información a un detector, el cual compara los espectros y realiza la identificación de forma inmediata de un material objetivo.

Las amenazas terroristas o los intentos de atentado podrían ser abortados mediante esta nueva técnica, gracias a las capacidades de detección a distancia (20 metros) que brindan las ondas Terahertz. En consecuencia, las investigaciones en el campo de la seguridad ganarían en rapidez y eficacia.

Un punto vital de este avance es que las ondas Terahertz permiten ver a través de la mayoría de los materiales que pueden utilizarse para ocultar explosivos u otros elementos peligrosos, como por ejemplo envases, cartón corrugado, ropa, zapatos, mochilas o bolsas, entre otros.

Sin amenazas para la salud

Asimismo, y a diferencia de los rayos X, la radiación THz no supone prácticamente ninguna amenaza para la salud. Sin embargo, la nueva técnica tiene una limitación: no puede detectar los materiales que podrían estar ocultos en las cavidades del cuerpo humano.

De esta manera, la tecnología no es útil en aquellos casos de ingestión de sustancias o materiales. A pesar de esto, el sistema es portátil y en consecuencia podría emplearse en todo tipo de contextos, como por ejemplo para revisar mochilas o maletas abandonadas en un aeropuerto, en busca de explosivos y otros materiales peligrosos o sustancias ilegales.

También puede tener importantes aplicaciones en el terreno militar, ya que en campos de batalla podría facilitar la detección de explosivos ocultos. Además, como cada sustancia tiene su propia "huella digital" en el campo de las ondas Terahertz, es posible determinar exactamente qué compuestos están ocultos.

Es así que en el caso de un derrame de sustancias químicas, por ejemplo, la teledetección puede identificar la composición de la mezcla tóxica. Asimismo, como la detección es remota se eliminan los riesgos de contaminación por parte de las personas a cargo del relevamiento. De acuerdo a los ingenieros e investigadores del Rensselaer Polytechnic Institute, dentro de unos años la tecnología THz estará disponible para su uso industrial y en el área de la defensa.

(Tendencias21)

La energía eólica offshore o en aguas profundas podría alcanzar un mayor desarrollo gracias a unas nuevas turbinas de viento flotantes, diseñadas por la firma Marine Innovation and Technology. De esta manera se lograría un importante avance en una de las áreas con mayores posibilidades para agilizar el desarrollo de la energía eólica, teniendo en cuenta que en aguas profundas es posible lograr una mayor producción energética que con las turbinas ubicadas en cercanías de las costas.

Hasta el momento, el desarrollo de la energía eólica marina se ha centrado mayormente en el diseño de infraestructuras ubicadas cerca de las costas, donde las turbinas pueden anclarse directamente en el fondo del mar. Esto significa que los más de 2.000 megavatios producidos en Europa mediante energía eólica marina se obtienen a través de turbinas ubicadas a alrededor de 50 metros de las costas.

Por ejemplo, el esperado proyecto Cape Wind en Nantucket Sound (Estados Unidos) se concretará en aguas de escasa profundidad, y así sucede con otras iniciativas similares en relación a la energía eólica marina. Sin embargo, gran parte de los especialistas en la materia coincide en que el potencial de la energía del viento obtenida en el mar es mucho mayor en grandes profundidades.

Si con turbinas ubicadas en cercanías de las costas se obtienen rendimientos energéticos consistentes y se logran aprovechar fuertes vientos, al desarrollar infraestructuras en alta mar esas condiciones pueden mejorar aún más. Para aprovechar el viento que sopla sobre las aguas más profundas, la última tendencia es diseñar turbinas eólicas flotantes, que evitan la necesidad de insertar estas estructuras en el fondo marino.

Nueva tecnología y distintos proyectos

De acuerdo a la empresa Marine Innovation and Technology, su plataforma WindFloat posee las mayores turbinas eólicas flotantes disponibles en la actualidad, que además logran importantes índices de efectividad. Los avances obtenidos en esta plataforma fueron reseñados en un reciente artículo de la revista especializada Journal of Renewable and Sustainable Energy.

Además, una nota de prensa de Marine Innovation and Technology y un informe de IEEE Spectrum también desarrollan las características de esta nueva tecnología. Según la firma encargada, la plataforma WindFloat es capaz de incluir gigantescas turbinas eólicas de 5-MW.

La plataforma flotante que integra a las nuevas turbinas eólicas está diseñada para soportar los rigores de un clima tormentoso continuado “durante cien años”, según explican los responsables de la empresa. La firma Principle Power ha adquirido esta tecnología, y podría tener funcionando en aguas profundas varias de estas turbinas en 2011 ó 2012. En el video adjunto pueden observarse las características de su proyecto.

Junto a los beneficios que supone aprovechar la mayor fuerza del viento en aguas profundas, estas turbinas eólicas flotantes eliminarían otro de los impedimentos que han frenado un mayor desarrollo de la energía eólica marina, por ejemplo en Estados Unidos: los trastornos visuales generados por las estructuras colocadas en cercanías de las costas.

Retos a superar

Según el artículo publicado en Journal of Renewable and Sustainable Energy, deben mejorarse todavía varias características de diseño de la plataforma WindFloat para garantizar su correcto funcionamiento en las condiciones más difíciles, más allá de la efectividad lograda por las turbinas eólicas flotantes.

Los retos asociados con el diseño y el funcionamiento de las turbinas eólicas flotantes son significativos. Es que se trata de estructuras flotantes que deben transportar una carga de gran tamaño y muy por encima de la superficie del agua, algo que resulta complejo de acuerdo a los principios básicos de la arquitectura naval.

Al mismo tiempo, los criterios de estabilidad estática y dinámica son difíciles de conseguir, especialmente en el contexto de la producción de energía eólica marina, donde las características de las operaciones a realizar requieren obligatoriamente que el peso del casco sea mínimo.

Otras compañías también han dado importantes pasos para aprovechar en mayor medida la energía eólica offshore, como por ejemplo la petrolera noruega Statoil, que recientemente completó la construcción de su primera turbina flotante. Esta estructura estará ubicada a varios kilómetros de la costa de Noruega.

Video: Canal de PrinciplePower en YouTube.

(Tendencias21)

Ingenieros e investigadores de Cornell University han avanzando en el desarrollo de un nuevo marco molecular capaz de facilitar el diseño de células solares flexibles y de menor costo. Teniendo en cuenta que muchas veces los paneles solares resultan complicados de manejar, estas nuevas células permitirán crear dispositivos y paneles más prácticos y maleables, incrementando su campo de uso.

El grupo de especialistas del Departamento de Química y Biología Química de Cornell University ha desarrollado un método para organizar de una manera innovadora las moléculas empleadas en tintes orgánicos y otros compuestos, dando como resultado materiales a incorporar en células solares flexibles y de bajo costo.

El descubrimiento fue publicado en la revista Nature Chemistry, además de haberse difundido mediante una nota de prensa de Cornell University. También mereció un artículo en el sitio especializado Physorg.com. El equipo de trabajo fue conducido por el profesor William R. Dichtel.

Los paneles solares que habitualmente se colocan en los tejados pueden ser muy útiles, pero también son costosos, pesados y su manejo no es tan sencillo. Con el objetivo de desarrollar una alternativa más económica y funcional, el equipo conducido por Dichtel ha trabajado en una nueva estructura molecular.

Materiales orgánicos

La estrategia llevada adelante por estos especialistas emplea moléculas orgánicas utilizadas en tintes, que se ensamblan en una estructura conocida como marco orgánico covalente (COF, Covalent Organic Framework). Estos materiales orgánicos podrían ser ideales para desarrollar células solares más eficientes.

Las características de los mencionados materiales permitirían crear células delgadas, flexibles y otros dispositivos fotovoltaicos de bajo costo. A pesar de esto, hasta el momento resultaba difícil organizar sus moléculas de forma fiable para maximizar el rendimiento de los dispositivos.

Sin embargo, los materiales COF ofrecen una nueva manera de abordar este inconveniente. Además, el proceso desarrollado en Cornell University permite avanzar en relación a los métodos conocidos para la creación de estos materiales, que tenían limitaciones significativas.

Según Dichtel, el grupo de ingenieros e investigadores tuvo que desarrollar un método completamente nuevo para confeccionar las materias primas necesarias para las nuevas células solares. El sistema logra ensamblar las moléculas orgánicas en una hoja de dos dimensiones, que terminan formando una red hasta desarrollar el material buscado.

Próximos pasos

La reacción aplicada es reversible, lo que permite corregir errores en el proceso. El resultado es una estructura que mantiene su ordenamiento molecular en forma precisa y predecible en grandes superficies. Los investigadores utilizaron difracción de rayos X para confirmar la estructura molecular del material y para determinar su porosidad.

Las moléculas llamadas ftalocianinas son claves en la nueva estructura. Se trata de una clase de tintes industriales comunes, utilizados en productos de uso masivo como por ejemplo los pantalones vaqueros azules, cuyo color es obtenido gracias a estos tintes. Ahora podrían tener también un papel vital en el desarrollo de nuevos dispositivos para el aprovechamiento de la energía solar.

La importancia de las ftalocianinas radica en que están estrechamente relacionadas en su estructura con la clorofila, el compuesto presente en las plantas que absorbe la luz del sol para la fotosíntesis. Este tipo de compuestos captan casi todo el espectro solar, una propiedad especial que permite crear materiales orgánicos únicos.

La estructura desarrollada no es aún una célula solar, pero es un modelo que permite un gran avance en el empleo de los materiales COF con estos fines. El siguiente paso es combinar la estructura creada con otro material orgánico, lo que permitiría crear células solares ligeras, flexibles, altamente eficientes y fáciles de fabricar.

(Tendencias21)

Un profesor de ingeniería de la Universidad de Pittsburgh ha desarrollado una nueva técnica para separar el petróleo del agua, que está siendo utilizada con buenos resultados en la zona del Golfo de México, afectada por el reciente incidente en la plataforma de British Petroleum. Un filtro de algodón recubierto de un polímero es el elemento principal que permite purificar el agua contaminada.

De acuerdo a los informes de los investigadores, el filtro ha sido probado con éxito frente a las costas de Luisiana y muestra al mismo tiempo condiciones para la limpieza del agua y para la preservación del petróleo derramado. En el video que acompaña el artículo se puede observar el funcionamiento del sistema.

La investigación que desembocó en el desarrollo de la nueva técnica fue dirigida por el ingeniero Di Gao, profesor del Departamento de Ingeniería Química y del Petróleo de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Pittsburgh. El desarrollo podría aportar una solución más eficaz para este tipo de desastres ambientales.

Se utiliza un filtro con un polímero hidrofílico que se une con las moléculas de hidrógeno en el agua y que, a la vez, presenta oleofobicidad, lo que significa que repele el aceite. El filtro se produce al sumergir el algodón empleado en una solución líquida que contiene el polímero, y que posteriormente se seca en un horno o al aire libre.

Purificación del agua y recuperación del petróleo

El avance fue difundido a través de una nota de prensa de la Universidad de Pittsburgh, pero también fue publicado en la revista especializada Langmuir, de la American Chemical Society, donde Gao expuso su trabajo con nanopartículas aplicadas a este tipo de soluciones.

Además, un completo informe publicado en la web de la universidad permite conocer mayores detalles de la investigación. Vale destacar que previamente a estos filtros se desarrolló una tecnología orientada a la prevención de la formación de hielo en superficies sólidas, empleando un tratamiento químico similar. El portal Science Daily también reseña el trabajo realizado.

Según Gao, para poder hacer frente a la gran mancha de petróleo que afecta al litoral marítimo estadounidense es necesario desarrollar grandes filtros de forma semicilíndrica, que podrían ser arrastrados por el agua para capturar el petróleo ubicado en la superficie.

La nueva técnica permitiría que el petróleo se recupere y almacene, además de purificar el agua que, por supuesto, es en esta ocasión la principal preocupación. Al mismo tiempo, los filtros podrían reutilizarse. Los métodos actuales de limpieza van desde barreras de contención gigantes y espumaderas absorbentes hasta quemas controladas y dispersantes químicos, de dudosos efectos para la salud humana y el medio ambiente.

Nanopartículas para prevenir la acumulación de hielo

Un trozo de tela de algodón con un tratamiento químico específico es capaz de separar por completo el petróleo del agua de mar en cuestión de segundos, solamente por medio de la gravedad. Gracias a esta nueva técnica podrán desarrollarse diversos instrumentos eficaces para la limpieza del derrame de petróleo en el Golfo de México, que podrían tener aplicación en otros incidentes similares.

Gao centra su investigación en el desarrollo y aplicación de nanoestructuras químicas, incluidos los revestimientos resistentes a líquidos. En 2009, Gao desarrolló una solución basada en nanopartículas que pueden prevenir la formación de hielo en las superficies sólidas, con una importante aplicación en líneas eléctricas, pistas de aterrizaje en aeropuertos y carreteras, entre otros usos.

De esta manera, la prevención de los estragos causados cuando el hielo se acumula en las carreteras o en las líneas eléctricas podría efectivizarse mediante una capa de nanopartículas, desarrollada en la Universidad de Pittsburgh por el equipo de Gao. Esta solución puede aplicarse fácilmente, eliminando la acumulación de hielo en las superficies sólidas.

Durante esta investigación previa, que permitió posteriormente obtener el filtro a aplicarse en la purificación del agua contaminada con petróleo, Gao y su equipo crearon diferentes lotes constituidos por una solución de resina de silicona, combinados con nanopartículas de sílice que varían en tamaño de 20 nanómetros a 20 micrómetros.

(Tendencias21)

La optimización de nuevas tecnologías de explotación y tratamiento en los bloques de shale gas o de gas de arcillas compactas podría provocar un cambio importante en cuanto a la disponibilidad de gas natural en todo el mundo. Así lo demuestra el desarrollo de diferentes investigaciones realizadas en Estados Unidos, que reseña el Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE).

La posible revolución mencionada en torno al gas natural ya está cambiando el panorama estadounidense en cuanto a la energía y podría modificar el equilibrio global con relación a este hidrocarburo, de acuerdo a la opinión de distintos expertos norteamericanos. Así lo indica un reciente artículo publicado en IEEE Spectrum Magazine.

Según los responsables de la IHS Cambridge Energy Research Associates, la evaluación más optimista en cuanto a las reservas disponibles de gas natural se relaciona directamente con la exploración y explotación del denominado shale gas, que hasta hace una década se consideraba demasiado difícil de extraer. Sin embargo, las nuevas tecnologías han permitido comenzar su extracción en Estados Unidos y en otras partes del mundo.

Este desarrollo podría concretarse en distintas regiones del planeta, siempre y cuando cuenten con las condiciones geológicas necesarias. Específicamente en EEUU, un comité de expertos de la Escuela de Minas de Colorado incrementó recientemente su estimación de reservas de gas en un 45 por ciento en territorio norteamericano, de acuerdo a los nuevos desarrollos y descubrimientos.

Gran crecimiento en las reservas extraíbles

De acuerdo a los datos aportados por los especialistas de Colorado, se trata del mayor incremento en la estimación de reservas registrado en los últimos 44 años. Al mismo tiempo, datos del Departamento de Energía de los Estados Unidos indican que el total de la oferta futura disponible de gas en los Estados Unidos llega hoy a los 60 billones de metros cúbicos, una cifra suficiente para abastecer al país durante los próximos 90 años al ritmo actual de consumo.

Aunque no se trataría de una solución energética con criterios sostenibles, la realización de un programa a gran escala en Estados Unidos de aprovechamiento del shale gas transformaría al país en mucho más independiente en cuanto al abastecimiento de petróleo extranjero. Esta es una de las principales razones que han motivado un mayor desarrollo de estas nuevas técnicas.

El panorama que plantean los principales expertos en la materia indica que la demanda de energía va a seguir aumentando rápidamente, y el gas natural puede sustituir al petróleo en el marco de un escenario mundial en el cual las reservas de combustibles fósiles comiencen a descender abruptamente.

Asimismo, el gas es un combustible relativamente más limpio y que provoca menores emisiones de CO2 con relación al petróleo. De esta manera, si la energía solar no alcanza a concretar un mayor desarrollo, la eólica no crece lo suficiente o la nuclear sigue siendo demasiado costosa y riesgosa, el gas natural se encuentra en una buena situación para asumir el control de la matriz energética mundial.

Posibilidades y desafíos a superar

Las reservas de shale gas podrían también convertirse en accesibles y multiplicar la producción gasífera en otras partes del mundo. Por ejemplo, en China y Europa del Este existirían grandes reservas de este tipo. Allí, el gas no convencional (que también incluye al tight gas o gas de arenas compactas) podría representar una verdadera amenaza a la dominación rusa de los mercados energéticos.

Sin embargo, los principales inconvenientes relacionados con un mayor desarrollo de estos reservorios están directamente ligados a un elemento vital en el planeta: el agua. Es que la recuperación del gas no convencional requiere abundantes cantidades de agua, que se inyecta para romper las formaciones rocosas a gran profundidad.

Es así que la cantidad de agua requerida no puede ser un inconveniente en estados como Pennsylvania, que posee una enorme reserva de shale gas y, al mismo tiempo, una gran disponibilidad de agua, pero puede ser problemática en zonas más secas, como el suroeste de los Estados Unidos.

En consecuencia, el enorme volumen de agua consumida durante el proceso de fracturamiento hidráulico podría hacer que la producción de gas no convencional se torne demasiado costosa e insostenible en muchas zonas del mundo con escasa disponibilidad de agua. Y justamente el fracturamiento hidráulico, junto a la perforación horizontal, son las nuevas técnicas que hacen posible el desarrollo de los bloques de shale gas.

La extracción de este tipo de gas de cada pozo requiere en promedio cerca de 15 millones de litros de agua, que se inyecta a una enorme presión de alrededor de 41.000 kilopascales o 6.000 libras por pulgada cuadrada. De esta manera, una de las barreras más importantes para una mayor productividad de este gas está íntimamente relacionada con la solución de la problemática del agua, tanto en cuanto a su disponibilidad para la extracción gasífera como con respecto a la realización de las medidas ambientales necesarias para evitar la contaminación del recurso acuífero.

(Tendencias21)