EDITORIAL
El calentamiento
global es la principal causa del cambio climático de los últimos años, en gran
medida el calentamiento es ocasionado por las emisiones de gases invernadero provocados
por la demanda energética. En esta edición de Noticalor se expondrán algunas
problemáticas ambientales junto con algunas alternativas de energía limpia e
inagotable. También se incluyen los avances de la investigación sobre otro
planeta a veras de una posible migración del ser humano, efecto del cambio
climático generado.
Luz solar para resolver la crisis mundial del agua potable.
Los investigadores de UniSA han desarrollado una técnica
rentable que podría proporcionar agua potable a millones de personas
vulnerables utilizando materiales económicos y sostenibles.
Menos del 3% del agua del mundo es dulce, además debido a
las presiones del cambio climático, la contaminación y los cambios en los
patrones de la población, en muchos lugares este recurso
es cada vez más escaso.
Actualmente, 1.420 millones de personas, incluidos niños,
viven en áreas extremadamente vulnerables a la escasez del agua, y se espera
que esa cifra aumente en las próximas décadas.
Los investigadores del Future Industries Institute de UniSA han
desarrollado un nuevo proceso prometedor que podría eliminar el estrés hídrico
de millones de personas, incluidas las que viven en muchas de las comunidades
más vulnerables y desfavorecidas del planeta.
Un equipo dirigido por el profesor Haolan Xu ha
perfeccionado una técnica para obtener agua dulce del agua de mar, agua salobre
o agua contaminada, a través de una evaporación solar altamente
eficiente, entregando
así la cantidad diaria de agua potable requerida por una familia de cuatro con
solo un metro cuadrado de fuente de agua.
En el corazón del sistema se encuentra una estructura
fototérmica altamente eficiente que se asienta sobre la superficie de una
fuente de agua y convierte la luz solar en calor, enfocando la energía
precisamente en la superficie para evaporar rápidamente la porción superior del
líquido.
Mientras que otros investigadores han explorado una
tecnología similar, los esfuerzos anteriores se han visto obstaculizados por la
pérdida de energía, ya que el calor pasa a la fuente de agua y se disipa en el
aire.
En contraste con las estructuras bidimensionales utilizadas
por otros investigadores, Haolan Xu y su equipo desarrollaron un evaporador
tridimensional, en forma de aleta, similar a un disipador de calor.
Su diseño aleja el exceso de calor de las superficies superiores
del evaporador, distribuyendo el calor a la superficie de la aleta para la
evaporación del agua, enfriando así la superficie de evaporación superior y
logrando una pérdida de energía cero durante la evaporación solar.
Esta técnica de disipador de calor significa que todas las
superficies del evaporador permanecen a una temperatura más baja que el agua y
el aire circundantes, por lo que la energía adicional fluye desde el entorno
externo de mayor energía al evaporador de menor energía.
Además de su eficiencia, la practicidad del sistema se ve
reforzada por el hecho de que está construido completamente con materiales
simples y cotidianos que son de bajo costo, sostenibles y fáciles de obtener,
la única excepción son los materiales fototérmicos.
Adicionalmente, es fácil de construir e implementar, el
sistema es muy fácil de mantener, ya que el diseño de la estructura fototérmica
evita que la sal y otros contaminantes se acumulen en la superficie del
evaporador.
El bajo costo y el fácil mantenimiento significan que el
sistema desarrollado por Haolan Xu y su equipo podría implementarse en
situaciones en las que otros sistemas de desalinización y purificación serían
financiera y operacionalmente inviables.
Así mismo, debido a que es tan simple, no se necesitan
conocimientos técnicos para mantenerlo en funcionamiento y los costos de
mantenimiento son mínimos.
Además de las aplicaciones de agua potable, Haolan Xu dice
que su equipo está explorando actualmente una variedad de otros usos para la
tecnología, incluido el tratamiento de aguas residuales en operaciones
industriales.
Fuente: https://www.unisa.edu.au/Media-Centre/Releases/2021/sunlight-to-solve-the-worlds-clean-water-crisis/
(16 de abril de 2021).
Pozos canadienses: Tecnología natural de bajo coste para climatizar tu casa
ahorrando energía.
Los pozos canadienses, también conocidos como provenzales
(por su uso en la región francesa de Provenza), son sencillos sistemas de
climatización geotérmica. Están formados por redes de tuberías ubicadas en el
subsuelo exterior de las viviendas, conectados a ellas y que trabajan bajo el
principio de la inercia térmica para
ajustar la temperatura del aire que se emplea en la vivienda. Este sistema no
consume energía eléctrica, por lo que, tras su instalación, la climatización de
nuestra casa será más económica. Tecnología natural de bajo coste, ecológica,
eficiente y sostenible.
Esta propiedad indica la
cantidad de calor que un cuerpo puede conservar y con qué velocidad lo cede o lo
absorbe. En el caso de los pozos canadienses su principio de
funcionamiento es sencillo. La temperatura de la superficie presenta una
diferencia con la del ambiente, esta diferencia se acentúa y se mantiene
estable aproximadamente a los dos metros de profundidad, donde la temperatura
se suele mantener estable entre los 18º C- 24º C. Esto se acentúa dependiendo
del lugar geográfico y las condiciones del clima. Esta temperatura se conoce
como temperatura media y si es agradable, será adecuada para conectar el
edificio con la tierra. A 15 metros de profundidad la temperatura es constante
a lo largo de todo el año.
En los meses de invierno el aire del exterior está más frío. La temperatura a dos metros de profundidad es mayor que la temperatura de la superficie, por lo tanto, cuando el aire frío del exterior circula por las tuberías bajo tierra se calienta. El aire caliente llega al hogar reduciendo el gradiente de temperatura, permitiendo así que la calefacción se conecte a una temperatura menor o bien, que no se utilice.
Durante el verano, la temperatura del aire es mayor que la
temperatura bajo tierra. Por lo tanto, cuando el aire pasa a través de las
tuberías cede calor a la tierra y se enfría, llegando al hogar varios grados
menos, creando un ambiente confortable.
Fuente: https://ecoinventos.com/pozos-canadienses/
(17 de abril de 2021)
Cámara frigorífica solar autónoma.
Cryosolar es una solución de producción de frío y electricidad basada
en energías renovables. Esta cámara frigorífica solar independiente cumple con
los desafíos de preservar productos sensibles y perecederos. Con su innovadora
solución de almacenamiento en frío, Cryosolar garantiza un frío fiable y
continuo 24 horas al día, 7 días a la semana, incluso cuando no hay sol.
¿Cómo funciona?
Durante el día la electricidad se produce a partir de
energía solar fotovoltaica para generar frio al interior de la cámara y
recargar a su vez una batería fría. En la noche la “batería fría” se descarga
para suministrar frio continuo a la cámara.
Crysolar destaca entre sus características técnicas:
- Cámara frigorífica con aislamiento de 180 mm de grosor.
- De 10 a 35 m³ de almacenamiento con estanterías que ahorran espacio.
- Contenedor de 20 a 40 pies con paneles solares fijados al techo.
- Uso mínimo de baterías químicas.
- Aplicación móvil para el seguimiento diario de los flujos.
- Monitorización remota del equipo con envío de alertas en caso de avería.
- De -18°C +10°C
La rápida instalación del contenedor en sólo días garantiza
una sencilla red de distribución, lo que permite la conexión gradual de la
localidad y el desarrollo económico de las zonas remotas sin conexión a la red.
Fuente: https://cryosolar.fr/en/ (24 de abril de 2021)
Qué son las bombas de calor asistidas por energía solar, el mejor sistema
para calefacción y agua caliente sanitaria.
La calefacción y los distintos sistemas para calentar agua
en nuestras casas representan una gran parte de la energía que consumen nuestras
casas, ¡las facturas aumentan! Pero puedes compensarlas, hay muchos sistemas de
calefacción eficientes, como las bombas de calor asistidas por energía
solar (SAHP), que, según algunos fabricantes, se pueden amortizar en
dos o tres años de uso.
Estos sistemas combinan una tecnología similar a la
del agua caliente solar y la de las bombas de calor de fuente
de aire para calentar el agua o pequeños espacios de la casa. Las SAHP existen
desde la década de 1970, pero ahora es cuando puede llegar su momento gracias a
su alta eficiencia energética.
¿Cómo funciona una bomba de calor asistida por energía
solar?
Las SAHP usan la energía solar térmica y bombas de calor para producir
calor. Aunque estos sistemas pueden configurarse de maneras diferentes, siempre
incluyen cinco componentes principales:
Colectores.
Seguro que sabes que son los paneles solares fotovoltaicos, que convierten la energía del
sol en electricidad, pero ¿ha oído hablar de los colectores o paneles solares
térmicos? En lugar de producir electricidad, los colectores convierten la luz
solar en calor a través de sus placas absorbentes. El calor generado se
transfiere al refrigerante, una sustancia que absorbe y lleva el calor por todo
el sistema.
Evaporador.
Después de que los colectores calienten el refrigerante, el
fluido se evapora hasta convertirse en gas.
En las SAHP de expansión directa, el refrigerante circula
directamente por los colectores solares y el absorbedor actúa como evaporador.
En las SAHP de expansión indirecta, el refrigerante forma
parte de un sistema de bucle cerrado en el que pasa del colector a un
intercambiador de calor que hace las veces de evaporador.
Válvula de expansión termostática.
La válvula de expansión termostática aumenta la eficiencia
de la SAHP al regular la velocidad con la que el refrigerante fluye hacia el
evaporador para aumentar la producción de energía.
Compresor.
El refrigerante gaseoso pasa por un compresor, que lo
presuriza y concentra el calor. El compresor necesita electricidad para
funcionar, que puede proceder de combustibles fósiles o de fuentes de energías
renovables, como los paneles solares fotovoltaicos.
Tanques de almacenamiento
El refrigerante presurizado pasa por una serie de tubos
conocidos como intercambiadores de calor o condensadores. El refrigerante se
condensa en un líquido y el sistema transfiere el calor producido por las
tuberías al agua de su tanque de almacenamiento. Ahora el agua está caliente y
ya puede darse una ducha caliente.
Cómo evaluar la eficiencia de las bombas de calor
asistidas por energía solar.
Antes de elegir una bomba de calor asistida por energía
solar, debes comparar el coeficiente de rendimiento (COP) de varios sistemas.
El COP es una medida de la eficiencia de la bomba de calor que se basa en la
relación entre el calor útil producido y la energía aportada.
Un COP más alto equivale a una bomba de calor más eficiente
y a unos costes de funcionamiento más bajos. Aunque el COP más alto que puede
alcanzar cualquier bomba de calor es de 4,5, las bombas de calor con COPs
superiores a 3,0 se consideran altamente eficientes.
Para maximizar el ahorro mensual, se pueden instalar paneles
solares fotovoltaicos además de su SAHP para alimentar su compresor con
electricidad limpia y gratuita.
Fuente: https://ecoinventos.com/bombas-de-calor-asistidas-por-energia-solar/
(23 de abril de 2021)
Vidrio inteligente, la próxima gran revolución en la arquitectura.
Los edificios son responsables del 40% del consumo de
energía y del 36% del total de las emisiones de CO2. Como sabemos,
las emisiones de CO2 provocan el calentamiento
global, la subida del nivel del mar y profundos cambios en los
ecosistemas. La sustitución de las zonas de acristalamiento ineficientes de los
edificios por ventanas de acristalamiento inteligente energéticamente
eficientes tiene un gran potencial para disminuir el consumo de energía.
En la Universidad de Kassel trabajan en un proyecto para desarrollar un vidrio inteligente. “Nuestro vidrio inteligente se basa en millones de microespejos, invisibles a simple vista, y refleja la luz solar entrante en función de las acciones del usuario, la posición del sol, el día y las estaciones, proporcionando una dirección de la luz personalizada en el interior del edificio.” Harmut Hillmer, Universidad de Kassel (Alemania).
El conjunto de microespejos es inmune al viento, a la
limpieza de las ventanas o a cualquier condición meteorológica, ya que se
encuentra en el espacio entre los cristales rellenos de gas, como el argón o el
criptón. El acristalamiento proporciona calor solar gratuito en
invierno y evita el sobrecalentamiento en verano, adicionalmente, permite
una luz natural, ahorro de energía hasta un 35%, reducción de CO2 y una
reducción del 10% de acero y hormigón en los edificios de gran altura.
Además del problema energético, la iluminación artificial
también tiene consecuencias para la salud y el bienestar. Varios estudios han
relacionado la iluminación artificial con la falta de concentración, la alta
susceptibilidad a las enfermedades, la alteración de los biorritmos y el
insomnio. El vidrio inteligente puede reducir la dependencia de la iluminación
artificial optimizando la luz natural en una habitación.
¿Cómo funcionan?
Si no hay ningún usuario en verano, todos los espejos
cambian de posición vertical, manteniendo el calor solar en el exterior. Esto
ahorra una gran cantidad de energía al minimizar la transferencia de calor.
Una vez que los sensores detectan la presencia del usuario
en verano, los espejos superiores se abren y reflejan la luz del día en la zona
del techo. La sala se mantiene fresca donde no hay usuarios, ahorrando energía
en la climatización. Las partes de la habitación alejadas de la ventana pueden
ser iluminadas eficazmente por la luz del día, ahorrando energía en luz
artificial.
Si no hay ningún usuario en invierno, todos los espejos se abren y recogen energía reflejando la radiación solar en una pared, actuando como un calentador por radiación. Esto ahorra energía para la calefacción.
Una vez que se detecta la presencia del usuario en invierno, todos los espejos redirigen toda la radiación solar hacia el techo para minimizar el deslumbramiento. Ahora, el techo actúa como un calentador de radiación, ahorrando energía para la calefacción.
Las matrices de microespejos MEMS de los investigadores
están integradas en el interior del acristalamiento aislante y se accionan
mediante un sistema de control electrónico. La orientación de los espejos se
controla mediante la tensión entre los respectivos electrodos. Los sensores de
movimiento de la habitación detectan el número, la posición y el movimiento de
los usuarios en la habitación.
Los resultados incluyen una velocidad de accionamiento mucho
mayor, un consumo de energía 40 veces menor que los conceptos
electrocrómicos o de cristal líquido, reflexión en lugar de absorción y
neutralidad del color.
Se han realizado pruebas de envejecimiento rápido de la
estructura de microespejos para estudiar la fiabilidad y revelaron la
sostenibilidad, robustez y larga vida útil de los conjuntos de microespejos,
con resultados tan positivos como estos, las ventajas de este vidrio
inteligente son evidentes.
Fuente: https://www.spiedigitallibrary.org/journals/ (26
enero de 2021)
Una pizca de nanocarbono negro hace que el hormigón sea conductor y genere
calor.
El hormigón es el material de construcción más usado en el mundo. Pero podría decirse que en realidad no sirve para nada más. Ahora, los ingenieros han fabricado un hormigón que puede conducir la electricidad y producir calor, mezclándolo con nanocarbono negro.
Normalmente, el hormigón es un aislante de la electricidad,
pero las últimas investigaciones se han centrado en hacerlo conductor. La
adición de algún tipo de carbono a la mezcla suele ser una solución, y
versiones anteriores se han probado en pistas de aeropuertos para derretir
automáticamente la nieve.
Para el nuevo estudio, los investigadores del Centro de Sostenibilidad
del Hormigón (CSHub) del MIT y el Centro Nacional de Investigación Científica
(CNRS) francés añadieron al hormigón polvo de nanocarbono negro, un material de
carbono barato que presenta una excelente conductividad. Con sólo un 4% de
volumen, el hormigón fue capaz de transportar una corriente eléctrica y, como
resultado, también emitió calor.
“El efecto Joule (o calentamiento resistivo) se produce
por las interacciones entre los electrones en movimiento y los átomos del
conductor. Los electrones acelerados en el campo eléctrico intercambian energía
cinética cada vez que chocan con un átomo, lo que induce la vibración de los
átomos en la red, que se manifiesta en forma de calor y aumento de temperatura
en el material.” Nicolas Chanut, coautor del estudio.
En las pruebas, el equipo descubrió que el hormigón de nanocarbono negro era extremadamente eficaz para producir este calor. Un voltaje de tan sólo 5 V fue suficiente para elevar la temperatura de la superficie de las muestras de hormigón a unos 41 °C. Esto no sólo podría tener utilidad para descongelar superficies en el exterior, como lo han hecho otros hormigones conductores, sino que, según el equipo, el material podría abrirse paso también en el interior.
“Esta tecnología podría ser ideal para la calefacción por suelo radiante en
interiores. Normalmente, la calefacción radiante en interiores se realiza
haciendo circular agua caliente por tuberías que pasan por debajo del suelo.
Pero este sistema puede ser difícil de construir y mantener. Sin embargo,
cuando el propio cemento se convierte en un elemento calefactor, el sistema de
calefacción es más sencillo de instalar y más fiable. Además, el cemento ofrece
una distribución del calor más homogénea gracias a la excelente dispersión de
las nanopartículas en el material.” Nicolas Chanut.
Fuente: https://ecoinventos.com/hormigon-con-nanocarbono-negro/
(22 de abril de 2021)
NASA comparte una espectacular imagen de dunas azules en Marte.
El 7 de abril de 2001, la nave espacial Mars Odyssey fue
lanzada desde la estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral, en Florida. El
orbitador Odyssey es la nave más antigua que sigue trabajando alrededor de
Marte. Está equipada con una cámara de infrarrojos conocida como Sistema de
Imágenes de Emisión Térmica (THEMIS, por sus siglas en inglés). La cámara capta
los cambios de temperatura de la superficie de Marte, proporcionando valiosos
datos sobre la composición y las características de la superficie del planeta
Fuente: https://mymodernmet.com/es/nasa-dunas-azules-marte/
(14 de abril de 2021)
La vida marina está huyendo del ecuador: ¿estamos a las puertas de una
extinción masiva?
Los científicos advierten que muchas especies marinas están
huyendo del ecuador terrestre y trasladándose a otras zonas más cercanas a los
polos lo que puede provocar una distribución de la vida oceánica, algo
históricamente previo a una extinción masiva de especies.
El agua tropical en el ecuador terrestre cuenta con la mayor
diversidad de vida marina de todo el planeta, por la naturaleza de nuestro
ecosistema, las especies marinas disminuyen a medida que se dirigen hacia
los polos. El 60% de los
peces podrían extinguirse para el año 2100. Pero el cambio
climático, que entre otras cosas está provocando un aumento de las
temperaturas, está empujando a un éxodo masivo de todas estas especies
marinas más allá del ecuador, y así lo ha avisado un equipo de investigadores
australianos de las universidades de Auckland, Queensland y Sunshine Coast.
Los científicos aclaran que esto mismo sucedió hace 252 millones de años, y en esa ocasión el 90 % de todas las especies marinas murieron.
El principal problema, es que cuando la vida marina que se
ha trasladado del ecuador a otras zonas cercanas a los polos se convertiría al
mismo tiempo en especies invasoras que estarían compitiendo con otras especies
por comida, espacio y otros recursos, y como no habría alimentos para todas
estas especies, muchas morirían y desaparecerían por completo.
Esto provocaría un efecto dominó sobre el resto de las
especies, y también sobre la vida humana, y es que hoy día la alimentación de
especies marinas representa gran parte de la dieta del ser humano y cualquier
variación de la esta podría afectar a millones de comunidades en todo el mundo.
Fuente: https://www.ticbeat.com/salud/la-vida-marina-esta-huyendo-del-ecuador-estamos-a-las-puertas-de-una-extincion-masiva/
(12 de abril de 2021)
Producir hidrógeno a partir de microalgas, una nueva forma de energía más
limpia.
Investigadores del Departamento de Ingeniería Química de la
Universidad de Monash, de la Academia de Investigación IITB-Monash de Mumbai y
del Departamento de Ingeniería Química del Instituto Indio de Tecnología han
usado la tecnología de gasificación por volatilización flash reactiva (RFV)
para producir hidrógeno a partir de microalgas, dando lugar a formas de energía
más nuevas y limpias.
Los resultados muestran que las emisiones de gases de efecto
invernadero de la producción de hidrógeno mediante RFV en microalgas es un 36%
menor en comparación con el mejor sistema que existe actualmente.
Si se integran otros procesos de energía renovable las
emisiones de carbono podrían disminuir hasta un 87%.
Las microalgas como materia prima resultan atractivas por su
elevada eficacia de fijación del dióxido de carbono, su tasa de crecimiento, su
eficiencia fotosintética, su capacidad para crecer en aguas salobres y la
posibilidad de cultivarlas en terrenos no aptos para la agricultura.
El Dr. Yogendra Shastri, del Departamento de Ingeniería
Química de la Academia de Investigación IITB-Monash de Mumbai, dijo que la
preocupación por el cambio climático ha hecho que se busquen cada vez más
opciones energéticas más limpias, y las microalgas podrían ser un candidato
potencial para producir combustible renovable.
Fuente: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0959652620337719?via%3Dihub
(17 de abril de 2021)
Integrantes:
Johan Alejandro Esguerra (1626348)
Mayra Liliana Zea (1843441)
Comentarios
Publicar un comentario