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domingo, 13 de noviembre de 2011

Pilas de carne y hueso

      Cada día nuestro cuerpo realiza muchos movimientos, como puede ser el caminar, y acciones involuntarias, como el latido cardíaco, en los que, sin darnos cuenta, desperdiciamos energía. Y precisamente es esta energía la que quieren aprovechar multitud de científicos e ingenieros que en la actualidad trabajan en sistemas que, a partir de esta energía, permiten cargar dispositivos, iluminar luces... A continuación muestro algunos elementos de la vida cotidiana a los que se les han aplicado estas tecnologías de aprovechamiento de energía: 
  • Mochila: con cada paso el cuerpo pivota sobre la pierna de apoyo, el lado correspondiente de la cadera se desplaza varios centímetros. Esto es lo que unos biólogos de la Universidad de Pensilvania han aprovechado a través de una mochila con una placa que sigue este movimiento, el cual transmite a un generador. El único inconveniente es que para generar un voltaje razonable hay que llevar entre 20 y 40 Kg de peso en la mochila.
  • Rodillera: diariamente flexionamos nuestras rodillas, bien sea para sentarnos, como para andar. Esto es lo que llevo al canadiense Max Donelan a crear una rodillera que convierte la extensión de la rodilla en energía eléctrica, a través de un generador, de 4 a 7 W por pierna. El handicap del invento resulta su peso de casi 1 Kg.

Rodillera ideada por Max Donelan

  • Camisa: es evidente que nuestro cuerpo libera calor para regular su temperatura, como es evidente que el calor es energía. Pues en base a esto, expertos españoles han encontrado la forma de "captar" ese calor: entre dos placas de cerámica se sitúan semiconductores con cargas positivas y negativas, de forma que cuando haya diferencia de temperatura entre placas, se genere una diferencia de voltaje (efecto Seebeck).
Dispositivo para aprovechar el efecto Seebeck

  • Zapatos: cuando pisamos ejercemos una presión sobre el talón, que se ha descubierto que puede se puede convertir en energía eléctrica a través de zirconato titanato de plomo (PZT), un material que crea una diferencia de potencial al ejercer presión sobre él. Esa diferencia de potencial se aprovecha para cagar dispositivos o iluminar el propio zapato (zapatos luminosos
Zapato luminoso de la firma Nike,
 inspirado en la película "Regreso al futuro"

  • Baldosas: al pisar generamos una potencia que cedemos al suelo, lo que han conseguido captar algunos científicos e ingenieros instalando generadores electromagnéticos en baldosas del suelo, de forma que con cada paso cedan unos centímetros y se genere energía eléctrica. Este método se ha aplicado en la ciudad de Toulosse para iluminar unas lámparas led de la acera, y en la discoteca holandesa Club Watt, donde la energía que genera cada baldosa se emplea en su propia iluminación.
Club Watt, en Róterdam, Holanda


         En resumen, todos somos en fundamento energía, cuyo aprovechamiento supondría un ahorro en el  consumo energético. De esta forma, podríamos utilizar una energía que realmente es nuestra para acciones del día a día como pueden ser cargar un móvil o mantener encendido un audífono o un marcapasos, siendo autosuficientes en gran parte. Pero estos sistemas actuales tan solo consiguen aprovechar de un 20 a un 30 % de la energía aportada, por lo que todavía hay que trabajar mucho más en el desarrollo de estas tecnologías.


Usos de la radiactividad

      La radiactividad es un fenómeno físico por el cual algunos elementos químicos emiten radiaciones de forma natural, por lo que se denominan radiactivos. Este tipo de elementos son los que se desechan en las centrales nucleares, pero existen otros elementos radiactivos que, lejos de desecharse, se emplean en diferentes campos, entre los que destacan:

-Medicina: existe una rama de la medicina denominada medicina nuclear que consiste en el empleo de isótopos radiactivos, las radiaciones nucleares , las variaciones electromagnéticas de un núcleo atómico para la prevención, diagnóstico, terapia de enfermedades e investigación médica. Los procedimientos más conocidos en medicina nuclear son:
  • La diagnosticación de patologías en distintos órganos, administrando al paciente previamente un    radiofármaco, bien por vía oral o intarvenosa. El radiofármaco está diseñado para dirigirse a un órgano específico, donde se detecta mediante aparatos capaces de detectar la radiación emitida por esta sustancia.
Gammagrafía ósea (radiación gamma)
obtenida al administrar isótopos de tecnecio o galio.
  • La terapia de tumores y cánceres (radioterapia), que consiste en exponer el tumor a una fuente de radiación externa intensa de radiación beta, normalmente. Con este proceso se consiguen eliminar el tumor en un alto porcentaje de enfermos, pero tiene efectos secundarios como quemaduras o cansancio, debido a que la radiación, aunque se focaliza en un solo punto, también afecta al resto del cuerpo, produciendo daños leves en muchos órganos.
Máquina empleada para la 
aplicación de la radioterapia

-Investigación: se emplean en el entorno científico para llevar a cabo experimentos y pruebas (un famoso ejemplo es el experimento de la lámina de oro llevado a cabo por el científico E. Rutherford y que le llevo a enunciar su modelo atómico, en el que bombardeo con partículas alfa una lámina de oro para saber su comportamiento), en el de la datación de objetos históricos (huesos, obras de arte...), y la industria alimenticia para mejorar las propiedades de alimentos (manipulación genética), entre otros.

Actualmente existe un fuerte debate por 
la modificación de alimentos genéticamente para mejorar 
sus propiedades (alimentos transgénicos)

-Industria siderúrgica: se emplean radiaciones (normalmente gamma) para detectar posibles grietas en los materiales o para comprobar si está bien hecha la soldadura. Esto supone un gran ventaja, ya que se puede saber la resistividad de una pieza sin necesidad de dañarla, pero también conlleva otra desventaja como es el alto precio de las instalaciones (tanto las de seguridad como las de emisión de radiación) necesarias.

Las soldaduras se someten a radiaciones
para comprobar su calidad.

jueves, 10 de noviembre de 2011

El carbón, ¿una energía de futuro?

      El carbón es el principal combustible fósil empleado en la producción de energía eléctrica a nivel mundial desde la revolución industrial. Los principales productores de carbón en el mundo son China, EE.UU., e India , produciendo en conjuntó unas 3000 millones de toneladas de carbón. Esta fuente de energía presenta una gran rentabilidad económica pero tiene una serie de desventajas:


 - En su proceso de extracción se perjudica el ambiente: las máquinas empleadas emiten CO2 (efecto          invernadero), se contaminan aguas al limpiar utensilios de extracción, y se modifica el terreno, con las consiguientes consecuencias para ecosistemas próximas.

- Su combustión produce COy compuestos de azufre que contaminan la atmósfera produciéndo efecto invernadero y lluvia ácida, entre otros problemas.

- El carbón es un recurso fósil, y por tanto tiene un límite. Habrá un día en el que el recurso se acabará, y tendremos que enfrentarnos a una gran crisis energética a nivel mundial. Por ello debemos apostar ahora por energías renovables como la biomasa, la maremotriz y la eólica, para evitar problemas en el futuro.

      En definitiva, el carbón es una buena fuente de energía en cuanto a la relación rendimiento energético-precio, pero no tiene cabida en un futuro, debido a su limitacón. En mi opinión debemos apostar ahora por energía renovables que aseguren un futuro en el que la sociedad pueda disponer de la energía para su desarrollo tecnológico.