La fibra es cada vez más el medio de transmisión de datos predilecto cuando el cobre alcanza sus límites para la transmisión de alta velocidad y, si le agregamos energía eléctrica, tenemos como resultado un cable híbrido capaz de alimentar con una sola toma pequeños dispositivos eléctricos, según comentan sus inventores Titus Appel y Steve Sanderson.

El cable tiene limitaciones de potencia, así que no esperes en corto plazo que un proveedor te ofrezca conectividad de fibra óptica y energía eléctrica en la misma factura. Sin embargo este cable resulta ideal para enviar datos y alimentar a sensores y aplicaciones de control relacionadas con la seguridad. La clave aquí, es mantener un aislamiento eléctrico total para evitar perdida eléctrica o picos de alta tensión causados por rayos eléctricos.

La versión actual del cable en sua extremo encapsula placas de circuitos con LEDs acoplados a fibras ópticas de plástico para las comunicaciones, mientras que la energía óptica pasa a través de una fibra de vidrio. Un diodo láser en un extremo de la fibra emite luz, mientras que una celda foto-voltaica miniaturizada en el otro extremo la convierte en electricidad. La electricidad solo se entrega bajo demanda, con el fin de ahorrar energía.

Link: Developing power-over-fiber communications cable: When total isolation is a good thing (Sandia)

“Al incorporar nanopartículas o quantum dots que producen energía en un compuesto que puede esparcirse, hemos hecho una pintura de una sola capa solar que se puede aplicar a cualquier superficie conductora sin equipo especial.”

Los investigadores han centrado su investigación en el nuevo material que utiliza nano-partículas de dióxido de titanio cubiertas de sulfuro de cadmio. Estas partículas son suspendidas en una mezcla de agua y alcohol para crear una pasta.

Cuando la pasta es aplicada en un material conductor transparente y expuesto a la luz, se creó electricidad.

La eficiencia de conversión de luz a energía es del 1%, lo cual está muy por detrás de las celdas solares comerciales de silicio cuya conversión es de 10 a 15 porciento. Sin embargo, la pintura bautizada como “Sun-Believable” resultaría más barata y fácil de aplicar. Mientras tanto los investigadores siguen estudiando maneras de mejorar su estabilidad.

Click aqui para ver el video.

Link: Solar Cells From A Paintbrush (C&EN, vía Physorg)

En Tanzania, un emprendimiento llamado Egg-Energy encontró una alternativa que está entregando electricidad a hogares que de otro modo no tendrían ningún acceso. El principal problema de la energía eléctrica es que llega por cables a las casas. Si las casas no están cableadas y unidas a la red eléctrica, no reciben energía. Hacer la instalación de cables es muy caro, y para las grandes redes eléctricas no tiene sentido expandir su red a hogares que no tienen ninguna instalación donde poner una ampolleta.

El plan de Egg-Energy es el siguiente: cablear las casas, poniendo los cables eléctricos, los enchufes, las ampolletas, por un precio entre US$40 y US$80 (equivalente al sueldo de un mes para el cliente promedio). Luego, Egg-Energy conecta la casa a una de sus baterías reciclables, la clave del negocio.

Una batería reciclable puede proveer energía para una casa entre tres y 10 días, dependiendo del uso de energía. Cuando la batería se acaba, los clientes simplemente la sacan y la cambian por otra. Egg-Energy tiene sistemas para retirar y distribuir baterías para los clientes, que mientras quitan la batería se quedan a oscuras en la casa.

Los clientes pueden suscribirse al servicio por periodos de tres, seis o doce meses, o bien pagar por cada batería, a medida que se van usando, para quienes no puedan pagar de una vez la suscripción. Como el prepago del celular.

Al año, un cliente de Egg-Energy paga entre US$50 y $80 por las baterías, menos de los US$125 promedio que se gasta actualmente en otras opciones como la parafina, baterías desechables y otros servicios. Además es un servicio limpio, y ya que las casas estarán cableadas, cuando las redes eléctricas decidan expandirse, estas casas van a poder conectarse.

Por el momento el sistema funciona en unas 500 casas, con tres estaciones de recarga de baterías. Dos de ellas están conectadas a la red eléctrica nacional, mientras la tercera usa una estación de energía solar en una zona más rural.

Aunque muchos de nosotros no tenemos estos problemas, es admirable cómo con algo de creatividad se pueden encontrar buenas soluciones a esta situación.

Link: A Netflix for batteries to get Africa on the grid (Co.Exist)

El “vehículo” en cuestión fue fabricado agrupando átomos formando una estructura del tamaño de una molécula, contando con  cuatro ruedas que giran de manera independiente al ser cargadas con 500 mV (logrando una autonomía de 30 minutos).

Para cargar dichas ruedas los investigadores utilizan el mismo microscopio con el que observan el vehículo (microscopio de efecto túnel), con lo que se consigue que los electrones energicen cada rueda logrando que estas desplacen la estructura hacia adelante. Hasta el momento los investigadores han logrado que el vehículo se desplace 0,6 nanómetros luego de 10 estimulaciones eléctricas.

¿Y para qué sirve un vehículo tan pequeño? En realidad aún no existen una aplicación práctica, pero los investigadores señalan que gracias al estudio de este tipo de moléculas esperan lograr importantes avances en el desarrollo de máquinas a escala nanométrica.

Link: Nanoscale Car Built with Four-Wheel Drive (Scientific American)

Las celdas microbiales se usan ampliamente para generar electricidad, pero normalmente requieren bacterias, azúcar, agua sucia u otros componentes químicos. La orina podría ser más fácil de conseguir en ciertas circunstancias.

Las pruebas sólo han generado cantidades “usables” de energía (es decir, no mucha), sin embargo, el investigador Ioannis Ieropoulos dijo estar “emocionado por el potencial del trabajo”.

Estas celdas microbiales en particular se “comen” la orina y desechan electrones, que se pueden capturar para generar energía. El próximo paso es hacer que los microorganismos se vuelvan más eficientes para generar más energía. La parte buena es que no hay escasez de orina para alimentarlas.

Link: ‘Urine power’ tests at UWE in Bristol are successful (BBC)

En él, investigadores descubrieron que ese calor puede ser utilizado para controlar los circuitos computacionales. Esto lo denominaron túnel magnético de voltaje termoeléctrico, que básicamente lo que hace es utilizar el calentamiento en un lado de la estructura magnética (como los switches que se encuentran en la RAM y las puntas de los discos duros) para controlar el flujo de electricidad a través de sus polos. Esto además significaría un ahorro en consumo.

Aún falta que la ejecución se produzca al equiparar la polaridad en cualquier lado del compuesto del aislante y el imán, pero el calentamiento de un polo podría generar un potencial eléctrico y consumir parte de la energía que de otra forma sólo sería expulsado por un disipador de calor (y probablemente directo a tus partes nobles).

Seguro aún falta mucho como para que esto se implemente en nuestros computadores y aún cuesta comprender su funcionamiento, pero lo quiero. Por el bien de la humanidad.

Link: Magnetic RAM could soon absorb and use waste heat (ExtremeTech)

Ahora, un laboratorio de Princeton está desarrollando lo que sería un prototipo muy pequeño de una “alfombra voladora”. En estricto rigor, se trata de una capa de plástico transparente que, a través de hilos conductores de electricidad, envía impulsos desde atrás hacia adelante del plástico, creando una especie de movimiento de ola.

Esta ola va creando espacios de aire abajo del plástico, haciendo que se eleve a un centímetro de la superficie. El mismo movimiento hace que el plástico avance, a una velocidad de un centímetro por segundo, aunque su dirección  todavía no es muy controlada.

Noah Jafferis, estudiante de postgrado en Princeton, es el líder del proyecto. Obtuvo la idea después de haber leído un paper de Harvard donde se mencionaba la idea de una ola de electricidad para impulsar un dispositivo así. Jafferis y su equipo ahora publicaron sus propias conclusiones. En su escrito son cuidadosos de usar la palabra “volar” siempre entre comillas, ya que el plástico se eleva apenas un centímetro y debe estar constantemente conectado a una batería. Eso sí, están desarrollando una versión del sistema que usaría energía solar, permitiendo una autonomía de vuelo mayor.

¿Se podrá subir alguien a volar en una de estas “alfombras”? Sería difícil ya que según los cálculos de Jafferis, una alfombra tendría que medir 50 metros de lado a lado para poder soportar el peso de una persona. Abajo, un video mostrando la “alfombra plástica” funcionando.

Click aqui para ver el video.

Link: ‘Flying carpet’ of conductive plastic takes flight(BBC News)

A los fabricantes de automóviles les ha dado por hacer bicicletas. Ford también entró al grupo, presentando un concepto (es decir, todavía no existe) que incluye algunos serios avances tecnológicos del mundo automotor.

Se trata de una bicicleta eléctrica que tendrían las baterías insertadas dentro del marco, con un motor de 350w. Pero lo interesante es que regula automáticamente el impulso que entrega al pedaleo: es decir, “siente” cuán fuerte estás pedaleando, y de acuerdo a eso varía automáticamente la cantidad de electricidad para compensar.

Actualmente la mayoría de las bicis eléctricas permiten elegir entre impulso completamente eléctrico, sólo pedaleo, o una combinación fija de ambas cosas. Los sensores que usaría Ford para detectar el nivel de pedaleo fueron desarrollados para autos de Fórmula 1, y funcionan detectando cambios en un campo magnético alrededor del mismo.

Conectando un teléfono Android al manubrio, puedes ajustar la configuración del sensor mediante una aplicación. Ford también señaló que planean crear una aplicación para iPhone, lo que podría indicar que Ford está pensando seriamente en llevar esta idea a la realidad.

Link: Ford rides into e-bike market with stunning concept (Ford vía Wired)

Sólo en Estados Unidos, quienes cultivan marihuana utilizan el equivalente a US$5.000 millones en electricidad para poder darle energía a las ampolletas, deshumidificadores, ventiladores y todas esas otras cosas que no conozco y que son necesarias para que las plantas crezcan sanas, fuertes y cargadas. Eso equivale al 1% del consumo eléctrico del país norteamericano, según National Geographic. Quizás si no fuera ilegal muchos podrían cultivar al aire libre, reduciendo el consumo energético, pero eso podría ser más nefasto por otro lado…

Junto con ello, fumar un porrito equivale a la emisión de alrededor de 900 gramos de dióxido de carbono. Pésimo para el ecosistema. Y ni pensar en los casos en que las plantaciones son descubiertas y deben ser quemadas por las autoridades. Peor aún.

Pero para no ser tan duros con la cannabis, es justo decir que la producción de otras drogas también dañan el medioambiente. Es el caso de la cocaína, cuyo proceso potencia la deforestación de la selva, ya que para plantar la coca se requiere talar otros árboles. Para su cultivo también es necesaria la implementación de una serie de insecticidas, fungicidas y fertilizantes y -por último- también se requiere de productos en base a petróleo para el proceso de extracción la droga desde la planta. Según el Departamento de Estado de Estados Unidos, se utilizan hasta 80 litros de kerosene para la fabricación de cada kilo de cocaína que llega al mercado callejero.

Por otra parte, la fabricación de metanfetamina consume energía y emplea ingredientes tóxicos que generan casi tres kilos de desechos tóxicos, según la EPA. Similar en el caso de la heroína, que requiere la aplicación de sustancias tóxicas como amoníaco, acetona y ácido clorhídrico, que también dañan irreparablemente el entorno donde se produce.

En resumen, cualquier droga que te metes en el cuerpo (además de ser ilegal) le provocó antes un daño a la Tierra, por lo que cada vez que les venga el arrebato y griten que no se metan con ustedes porque el mal se lo hacen sólo a ustedes mismos, piénsenlo tres veces.

Link: Smoking Weed Is Really Bad for the Environment (Doing Other Drugs Is Less Bad) (Gizmodo)

Creo que estamos todos de acuerdo. Que nuestra casa se quede sin luz en pleno Apocalipsis Zombi puede tener consecuencias dramáticas. A no ser que aún tengamos en nuestro garaje a nuestro flamante vehículo eléctrico.

El hecho de que éste se alimente de la red eléctrica de nuestro hogar para recargarse es bien conocido. Pero, ¿el proceso al revés? Es el reto que han asumido los japoneses de Nissan con su modelo Leaf.

Para ello simplemente han colocado otra entrada (o salida, según se mire) junto a la toma de alimentación del auto, para revertir el proceso y poder proporcionar energía eléctrica a la casa en caso de emergencia. ¿Durante cuanto tiempo? En Nissan dicen que daría para dos días en una casa japonesa tipo. En la mía, contando la consola, el ordenador, la parrilla y la valla electrificada anti-intrusos no creo que llegará más allá de media jornada.

Link: Power up your house during blackouts using your electric car (dvice) Vía POPSCI

A veces veo a algunos tipos del gimnasio en la bicicleta estática haciendo spinning a un ritmo que no me sorprendería que algún día se salieran de sus soportes. Quizá ese día no esté tan lejos si es que conceptos como OneBike llegan a convertirse en realidad.

OneBike es, en efecto, una bicicleta de ejercicios estática… que puede convertirse en una móvil y eléctrica. Mientras la usamos en casa para ejercicios acumulamos carga que después nos sirve para desplazarnos en ella en el exterior.

Suena genial, aunque de momento es sólo el concepto de dos diseñadores industriales coreanos, Byoung-soo Choi y Jun-kyeong Kim. Ahora que lo pienso, mil millones de asiáticos haciendo spinning y después desplazándose en bicicletas serían una amenaza formidable… ¿Vosotros usaríais una de estas?

Link: Electric Bike Becomes Stationary Bike, Charges Itself (Wired)

Los científicos investigaron cómo el flujo de agua sobre superficies cubiertas con grafeno podrían generar pequeñas cantidades de energía. Hasta ahora, pudieron conseguir 85 nanowatts de una hoja de grafeno de 0,03 milímetros por 0,015 milímetros.

El grupo está trabajando en un tipo de sensores para detectar la presencia de petróleo y gas natural, que serían bombeados en la tierra usando agua. Mientras el agua fluya sobre el grafeno, que cubriría estos sensores, los equipos podrían conseguir automáticamente energía.

“Es imposible energizar estos microsensores con baterías convencionales, ya que son demasiado pequeños. Así que creamos una cobertura de grafeno que nos permite capturar energía del movimiento del agua sobre los sensores”, señaló el profesor Nikhil Koratkar, a cargo del estudio.

“Aunque se ha observado un efecto similar en nanotubos de carbono, este es el primer estudio que se hace con grafeno. La capacidad de recolectar energía del grafeno es al menos un orden de magnitud superior a los nanotubos. Más aún, la ventaja de las hojas flexibles de grafeno es que se pueden poner sobre casi cualquier geometría o forma”, agregó.

Esto abre la puerta a entregar energía de esta manera a otros artefactos, además de los sensores de petróleo en los que estos investigadores están trabajando específicamente. Koratkar cree que, además de crear micro-robots o microsubmarinos cubiertos en grafeno, también se podría por ejemplo cubrir la parte de abajo de un barco para aprovechar la energía.

Link: New graphene discovery boosts oil exploration efforts, could enable self-powered microsensors (Physorg)

Los materiales multiferroicos son muy poco comunes: poseen magnetismo y ferroelectricidad o una polarización eléctrica permanente. Y en este caso, la aleación Ni45Co5Mn40Sn10 es sometida a una transformación reversible, donde un tipo de sólido (no magnético) se convierte en otro tipo de sólido (muy magnetizado) al alterar levemente su temperatura.

Al colocar la aleación calentada al lado de un imán permanente, la fuerza magnética del compuesto aumenta repentina y fuertemente (como se aprecia en el video al final de la nota), generando corriente eléctrica en una bobina.

Por histéresis se pierde parte de la energía calórica, pero en este caso es tan baja la pérdida que los científicos estiman que podría servir para transformar estos desechos en mucha electricidad. Esto se podría aplicar -por ejemplo- en los tubos de escape de los vehículos o en centrales eléctricas.

Click aqui para ver el video.

Link: New Alloy Can Convert Heat Directly Into Electricity (Pop Sci)

El avance, publicado en la última publicación de Advanced Functional Materials, consiste en la demostración de que la aplicación de presión a delgadas láminas piezoeléctricas puede generar electricidad para un amplio abanico de aparatos electrónicos portátiles.

Según el científico Madhu Bhaskaran, las láminas piezoeléctricas “pueden ser integradas a zapatillas para correr para cargar teléfonos móviles, permitir que los laptops sean abastecidos mediante el tipeo e incluso para convertir la presión sanguínea en una fuente de poder para marcapasos”. Y además dan luces de que esta tecnología podría ponerse en pantallas táctiles, permitiendo cargar dichos dispositivos a través de los toques.

De esta manera, nunca más tendríamos que preocuparnos de estar recargando nuestros equipos. Fantástico, ¿no?

Bhaskaran sostiene que la clave para que esta tecnología sea una realidad comercial depende de la cobertura de la película de nanomateriales. Aún requiere mejoras en términos de generación, además de reducir sus costos de producción y tamaño. Una meta aún importante, pero aparentemente bien encaminada.

Link: Nanotechnology pushes battery life to eternity (Physorg)

La carga se realiza usando una “película piezoeléctrica“, una tecnología usada en algunos parlantes que permite convertir las vibraciones sonoras en electricidad. La película es lo suficientemente delgada como para unirla a la tela de una polera.

La energía obtenida se almacena en una batería, la que luego se puede conectar a un gadget – como tu smartphone – para recargarlo. Aunque la idea suena bien, la verdad es que la cantidad de energía que se puede obtener de las vibraciones es bastante menor. Según Orange, en todo el fin de semana se podría llegar a acumular 6 watts/hora por camiseta, lo que alcanzaría para una sola carga de smartphone, con suerte. También es difícil que alguien se quede parado frente al parlante por horas para recargar un teléfono. Pero al menos es un comienzo. Dejamos un video explicativo de Orange (en inglés) después del salto.

Click aqui para ver el video.

Link: Power harvesting shirt keeps your phone going in noisy places (DVICE)

Como viene siendo tradicional, se tratará de un ataque distribuido de denegación de servicio (DDoS) usando LOIC. El ataque está convocado para mañana 17 de mayo a partir de las 9.30 am.

Anonymous ha indicado que “nuestro objetivo no es hacer daño, nuestro objetivo es hacernos notar, demostrar que la mayoría de los ciudadanos chilenos rechazamos este proyecto que solo busca generar ganancias para un grupo económico a costa de un daño medioambiental irreparable que no tiene justificación”.

HidroAysén es un proyecto que fue aprobado la semana pasada para la construcción de 5 centrales hidroeléctricas entre los ríos Baker y Pascua en la Región de Aysén, y que contempla además un tendido eléctrico de 1.912 kilómetros de largo, desde dicha zona hasta Santiago.

Links:
- AnonOps_CL (Twitter)
- Tormenta del Sur
- Operación Tormenta del Sur (Facebook)

Así es como en Chile un grupo de anónimos está organizando un ataque contra las empresas Endesa y Colbún, a cargo de la planta hidoreléctrica HidroAysén, cuya construcción fue aprobada ayer.

El plan es atacar el sitio de HidroAysén el día jueves 12 de mayo a partir de las 9 am. ”En ese servidor hay otros sitios propiedad de Endesa, así que caerán esos también si es que el ataque tiene éxito”, explica un anónimo identificado como “Boo”.

La operación se llamará “Tormenta del Sur”, de acuerdo al llamado que apareció publicado en este sitio, y las instrucciones por ahora se limitan a descargar el LOIC y contactarse vía IRC a irc.2600.net #tormenta_del_sur.

La construcción de HidroAysén ha causado mucha polémica y protestas ciudadanas, tanto por el posible daño ambiental que se puede producir en la Región de Aysén, como por las irregularidades que ha habido en la tramitación del proyecto. Así, las protestas se han pasado de la calle a los PCs. “Las marchas en la calle pueden molestar al gobierno, pero no a las empresas involucradas. Este tipo de acciones funcionan al revés”, dice Boo.

La operación también pide enviar correos a todas las personas que trabajan en estos lugares. “Quizás solo les arruinemos el día, a diferencia de ellos que nos arruinarán por dos generaciones. Pero es mejor que nada”, señala un anónimo.

Esta sería la “primera fase” del ataque, que posiblemente se extenderá con DDoS a Colbún, el gobierno y los partidos políticos que hayan apoyado la construcción del proyecto. ”Si no tenemos respuesta, comenzaremos a molestar a la Bolsa de Comercio, al portal ChileCompra o MercadoPublico”, advierten.

Link: Operación Tormenta del Sur en contra de HidroAysén (la moral de los buitres)

Un grupo de extremadamente habilosos científicos surcoreanos desarrolló un nuevo tipo de batería para dispositivos móviles que se van cargando con el sonido de la voz humana. Es decir, los mismos garabatos que le estabas gritando al teléfono servirán para que reviva y tus conversaciones harán que su pila dure más y más.

Su mecanismo no es para nada complejo, según explica el doctor Sang-Woo Kim, que encabeza el proyecto del instituto de nanotecnología de la Universidad Sungkyunkwan. Opera cuando sus pequeños filamentos de óxido de zinc son presionados en medio de dos electrodos, estimulados por las ondas de sonido. Este movimiento genera las corrientes eléctricas que se van almacenando en la batería.

Según el científico, la tecnología también podría ser capaz de reaccionar al ruido ambiente y la música. Un prototipo de la tecnología fue capaz de convertir alrededor de 100 decibeles para producir 50 millivoltios de electricidad.

Reconocen que por el momento no es suficiente para cargar bien un teléfono (sí para dispositivos de mínimo consumo), pero tienen contemplado alterar el material de los cables para una cargar más energía con menos sonido.

Lo otro que aún está lejos de clarificarse es el costo de su implementación, pero como proyecto suena bastante alentador poder descargar la rabia gritándole a tu propio móvil y saber que además con ello lo estás cargando…

Link: Mobile phones could be charged by the power of speech (Telegraph)

La aleación está formada en su mayoría por aluminio y también contiene galio, indio y estaño. Al sumergirla hace que el agua hierva, generando vapor y separando el gas de hidrógeno. Luego el vapor se condensa para producir el agua potable, mientras que el hidrógeno parte hacia una pila para hacerse electricidad. Y la reacción continúa hasta que se agota el aluminio, dejando sólo hidróxido del metal como desperdicio, que no es tóxico.

El proceso elimina cualquier bacteria y entonces también puede usarse con agua sucia, lo que abre la opción para que el equipo replique este sistema en uno que funcione con aguas lluvias e implementarlo en alejados pueblos africanos, ya que genera sus productos a muy bajo costo y no requiere más que el estanque y el reactor.

Al hacerlo con agua salada, la investigación apunta a proveer de energía a embarcaciones, submarinos o equipos robóticos.

Una maravilla…

Aquí, el mapa con la ruta del proceso:

Link: Purdue University Students Turn Ordinary Saltwater into Hydrogen Power and Drinking Water (Inhabitat)

¿Alguna vez se han preguntado cómo funciona un LED? Si nunca lo has hecho, va a ser difícil que no te plantees la pregunta cuando sepas que has convivido con esta tecnología todos los días sin darte cuenta. El LED no está limitado a aparecer como esa pequeña ampolleta de miniatura en un robot de juguete, o esa diminuta luz del módem que te permite conectarte a la Internet. El LED es sólo la punta del iceberg, uno de tantas aplicaciones de los semiconductores en la tecnología moderna.

Hoy continuamos con la sección Viva el Ingenio, donde les contaremos los inicios de la tecnología LED, en qué consiste y hasta donde ha llegado hoy en día. Es el penúltimo artículo de la colección con que FayerWayer aportó a la campaña Viva el Ingenio de 3M.

Henry J. Round y Oleg Lósev

LED viene de la sigla inglesa “Light-Emitting Diode”, que en español quiere decir “Diodo emisor de luz”. Ahondando en la definición, y por si no leyeron nuestro artículo anterior, un diodo es un objeto que sólo permite el paso de corriente en una dirección. Es conductor si la corriente pasa a favor, y aislante si intenta circular en contra.

El invento se ha masificado en los últimos años y por ello la mayor parte de la gente cree que es una tecnología nueva. Es cierto, los LEDs de hoy son mucho más avanzados que los originales, pero el principio científico detrás de su funcionamiento proviene de la primera década del siglo XX. Se trata de un fenómeno similar al que explica los Rayos X, mediante el cual la variación de energía en la estructura electrónica de un material  provoca la liberación de esa energía en forma de radiación electromagnética. A diferencia de los rayos X, en este caso no hay tal cosa como un bombardeo de electrones sino que existe un contacto directo entre el conductor y el cristal semiconductor. Además, el fotón emitido mediante este fenómeno sale provisto de una frecuencia que lo ubica dentro del espectro de la luz visible. Por eso se llama a esto Electroluminescencia, y fue descubierta y documentada por  Henry Joseph Round en 1907, mientras trabajaba en los Laboratorios Marconi, el mayor proveedor de equipos para la radiotelegrafía en esa época.

El inglés H.R. Round era el asistente personal de Guillermo Marconi, y estaba dedicado a perfeccionar el llamado “detector de bigotes de gato” (que pueden ver en la imagen)  una forma muy primitiva de antena receptora que explicamos cuando hablamos de las radios de galena. Es tal como se ve: un brazo metálico con un alambre que hace contacto con un semiconductor (usualmente galena, pero no necesariamente) en su otro extremo. Si el cristal de galena es aceptable para filtrar señales de radio, Round quería comprobar qué resultados se obtenía con otros materiales.

En uno de esos días medianamente fríos de febrero de 1907, Round empezó a hacer la clásica iteración prueba y error para ver cómo se comportaban otros elementos.  En esa época no existía la mecánica cuántica y no tenían una manera de determinar en el papel cómo se comportaría un compuesto. Se limitaban a probar y documentar los resultados. Experimentando cómo se comportaba el detector de bigotes de gato con una colección de cristales y a distintas intensidades de corriente, se podría decir que Round le pegó el palo al gato y vio la luz. Esa luz fue bautizada como  Electroluminscencia.

Round envió una carta a la revista Electrical World comentando el inesperado fenómeno:

A los editores de Electrical World:

Durante la investicación del paso asimétrico de corriente a través de un contacto de carborundum (Carburo de Silicio) y otras sustancias, se ha notado un curioso fenómeno. Al aplicar un potencial de 10 volt entre dos puntos del contacto, el cristal brilló con una luz amarillenta. Sólo dos de mis muestras brillaron a 10 volt, pero subiendo el potencial a 110 volt muchos más mostraron brillo. En algunos cristales sólo brillaron los extremos. Otros mostraron una luz más bien verdosa, anaranjada o azul. En todos los casos exitosos la luz venía del polo negativo, pero también se podía ver una chispa azul verdosa en el polo positivo. Si pongo el polo negativo en la mitad del cristal y el positivo en un costado, sólo brilla el costado hacia donde está el polo positivo.

Parece haber cierta conexión entre el fenómeno descrito y el campo electromagnético que produce una junta de carborundum con otro conductor, si se calienta por corriente contínua o alterna. Pero la conexión podría deberse simplemente a un fenómeno termoeléctrico. Quien suscribe estaría muy feliz si pudiesen enviarle referencias de cualquier publicación que se relacione con este fenómeno u otro relacionado.

Hasta donde hemos podido investigar, Round nunca recibió respuesta y, fuera de su carta como testimonio, no parece haber evidencia de que nadie en los laboratorios Marconi siguiera experimentando con el fenómeno, lo cual podría deberse a que el tema de la iluminación ya estaba resuelto por la lámpara incandescente, un invento que estaba prosperando y masificándose. A la luz de ello,  no valía la pena perder el tiempo electrocutando cristales cuando el negocio en boga eran las telecomunicaciones.  Tan abandonado quedó el descubrimiento que pasaron 20 años antes de que alguien volviera a mencionarlo. Esto ocurrió en 1927, cuando   un técnico ruso llamado Oleg Vladimírovich Lósev redescubrió la electroluminescencia y de paso inventó el LED como lo conocemos.

Oleg trabajaba en una radioemisora, y un día notó que algunos semiconductores presentes en los equipos radiales resplandecían en la oscuridad. El ruso no era un científico ni tenía una gran formación académica, pero se apasionó con el tema y lo investigó a fondo, al punto que elaboró un estudio digno de ser publicado en una revista de su país. No se detuvo ahí, sino que aisló el fenómeno y siguió enviando correspondencia a revistas científicas.

Lamentablemente, Lósev no tuvo en vida reconocimiento ni recompensas materiales, puesto que el estallido de la Segunda Guerra Mundial y su muerte en el sitio Leningrado truncaron su carrera. Si de algo sirve reconocerlo ahora, es cierto que H.J. Round descubrió la electroluminescencia, pero fue Oleg Lósev quien inventó el LED como tal.

Electroluminescencia for dummies

Los semiconductores son sustancias que pueden conducir electricidad en ciertas condiciones, como por ejemplo, bajo cierto voltaje, temperatura o corriente. A estos semiconductores se les mezcla con una “impureza” o “dopante”, que les permite estar cargados de forma negativa o positiva. De cuerdo al lado de la cancha que elijan con el dopante, pasan a ser semiconductores Tipo-N y Tipo-P, respectivamente.

Mientras el Tipo-N tiene electrones de sobra (de ahí su carga negativa), en el Tipo-P hay espacios donde faltan, generando “Huecos de Electrones” o mal llamados “Electrones Positivos”.

How Stuff Works (C)

Cuando se aplica corriente, los iones negativos van a encontrarse con los positivos. Cuando uno de ellos con electrones libres (negativo) encuentra un agujero (positivo), estos “caen” como las bolas de billar en los extremos de una Mesa de Pool. Al ser capturados, los electrones pasan al otro átomo pero a una órbita menor que la original. En esa órbita tienen menor energía y están obligados a deshacerse de ella de alguna forma. Esa forma es, ya lo supondrá el lector, un  fotón. Por eso dijimos que el efecto es distinto al que explica los Rayos X. En aquellos hay un electrón proyectado por efecto termoiónico que impacta a un ánodo metálico provocando ya sea  la fuga de un electrón del ánodo o el frenado repentino del electrón original. En la electroluminescencia, en cambio, prácticamente no hay energía cinética involucrada y la transferencia de electrones prescinde por completo de la emisión termoiónica. En la práctica, una de las ventajas de los LEDs es que casi no se calientan.

¿Recuerdan la imagen de las frecuencias de radio del artículo anterior? La traemos a colación para mencionar que la energía del fotón liberado en la electroluminescencia determina su frecuencia, y por añadidura su color. Para cierto semiconductor y cierto voltaje, el color emitido es constante y característico.  Bajas frecuencias producen un color rojo, y altas frecuencias producen luz azul o violeta. Si no tienen una frecuencia final dentro del espectro visible, pueden incluso caer dentro la luz infraroja (como de los controles remotos) o ultra-violeta (la que bloquea el el protector solar porque te produce cáncer).

Y ojo, que los semiconductores no sólo se aplican en el mundo de la luz, sino también en la informática. ¿Saben de qué está hecho su microprocesador?

El LED azul y la historia de Shuji Nakamura

La industria de los LED no floreció sino hasta los años 60, en donde empezó a demostrar su conveniencia en términos de tamaño, consumo eléctrico, calor disipado y duración. Sin embargo no fue sino hasta los años 90 en que la industria empezó a pensar: “Qué lindo sería poder usar leds para hacer pantallas a color“. Evidentemente, la miniaturización y el auge de los dispositivos portátiles sugerían que el led era ideal para ese uso, más que un VFD teñido o un pequeño CRT.

El problema es que, aunque habían logrado generar leds de varios colores, todavía no habían dado con uno que pudiese generar luz azul por efecto de electroluminescencia. A falta de un color primario, no podían suplirlo mezclando otras luces. Eso cambió cuando Shuji Nakamura inventó el LED azul, y la historia es tan particular que vale la pena mencionarla.

Hoy en día existen muchas tecnologías patentadas por empresas y no por el ingeniero que realmente las descubre. Esto es así porque las empresas basan gran parte de su valor en la propiedad intelectual, y tienen sendos contratos garantizando que todo lo que inventan sus empleados en realidad es de la compañía. Un equipo de investigación y desarrollo descubre algo, y ese “algo” pasa a ser propiedad de la compañía, el cual le saca provecho y evita a través de la patente que alguien más lo haga. Parece justo, pero en el caso de Nichia Corporation no lo fue tanto.

Era 1995 y  Shuji Nakamura y sus asistentes lograron dar con la combinación InGaN y AlGaN para crearlos, pero como trabajaban para Nichia Corporation, la empresa se quedó con el invento. La salvedad es que Shuji no hizo su investigación en las instalaciones de la empresa ni en sus horas laborales, sino que Nichia se apropió de su investigación y luego lo despidió. Nakamura vio con impotencia cómo los productos derivados del LED Azul florecieron generando celulares a color y discos Blu Ray.

Para la comunidad científica esto era bastante injusto, mucho más si contamos con que Shuji fue considerado para un Premio Nóbel de Física por el invento, así que el propio inventor decidió demandar a la compañía. El juicio demoró varios años, pero finalmente la corte  ordenó a Nichia que le otorgase la no despreciable suma de USD$180 millones por las utilidades generadas por su invento. Sin embargo, la patente que había sido desarrollada para la compañía mientras era empleado de la misma seguiría siendo de Nichia Corporation hasta el fin de los tiempos. Shuji actualmente es es profesor en la Universidad de California y tiene un puntero láser azul.

Los OLED

Como dijimos, los LEDs tuvieron aplicación práctica en los años  60, cuando se empezaron a incorporar en equipos que sólo necesitaban una pequeña luz como indicador. Lo primero que se me viene a la mente son esas películas en blanco y negro donde los laboratorios tenían luces que se prendían y apagaban como si estuviesen haciendo algo importante. Como eran de GaAsP (Galio, Arsénico y Fósforo), los fotones que se desprendían estaban al límite (infrarojo) del espectro visible por el ojo humano. Ese brillo rojizo tenía aplicaciones bastante puntuales en los paneles de control y los display monocromáticos.

Faltando poco para entrar a los años ’90, Hewlett Packard empezó a producir LED usando AlGaAs que pudieron producir luz más brillante, y pasaron a formar parte de productos más exigentes. Después apareció GaP que permitió LED verdes y más brillantes. También hubo varias otras combinaciones que mejoraron la luminosidad del producto final e incentivaron su propagación y adopción, lo cual a su vez generó economías de escala que fueron haciendo de los LEDs una tecnología competitiva con las luces fluorescentes, las de cátodo frio y las incandescentes.  ¿Quién recuerda los display alfanuméricos de LEDs rojos a mediados de los ’90? Habia uno fuera de Worldcomputer en el metro Tobalaba.

Bienvenidos al Times Square - LGEPR - Flickr (CC)

Hoy en día, gracias al principio de electroluminescencia y los constantes avances en fabricación, los LED empezaron a tomarse casi todo el mercado. El Times Square es prueba que los LED son una gran herramienta para mostrar imágenes en movimiento a todo color, tu monitor LCD LED es la prueba fiel que todavía hay cabida para circuitos más pequeños donde sacarles provecho, y las linternas ecológicas recargables cada vez echan más mano a los LEDs blancos para sacar provecho de su bajo consumo.

Y, aunque ustedes no lo crean, todavía hay espacio para crear más cosas a partir de los LED, como el OLED. Esta es la última tecnología que promete mejor contraste y profundidad de negro gracias a que sus compuestos son orgánicos (tienen Carbono) y que no necesitan, necesariamente, retroiluminación LED. Por ser orgánico, se degradan con facilidad, pero cuando los científicos lo solucionen, no duden en que las actuales pantallas LCD y Plasma se jubilen en cosa de meses. Atentos al OLED.

Estas invenciones son las que dan ganas de tener un trabajo como repartidor de pizza y en uno de esos envíos quedarse atrapado en un tubo de criogenia por unos 2000 años para ver cómo siguen evolucionando. Pero como todavía no sabemos de nadie que haya logrado pasar por una experiencia de ese tipo, tendremos que conformarnos con atestiguar el progreso mientras nos dure esta vida, y vivir sabiendo que nuestros nietos conocerán cosas exponencialmente más prodigiosas y tal vez, en una de esas, escribirán un decálogo llamado “Viva el Ingenio” enumerando 10 tecnologías “antiguas” que todavía no se han descubierto.

Dos profesores de la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Calgary -Ian Gates y Michael Kallos- se ganaron una subvención de US$100.000 otorgada por la Fundación Bill & Melinda Gates, para producir electricidad, fertilizantes, calefacción, gas metano y agua purificada a partir de… excremento humano.

Sip. El método en el que la dupla está trabajando podría graficarse como un baño portátil, ya que es de pequeño tamaño e integra cámaras de reacción. Es decir, en teoría uno podría ir por la calle con su baño bajo el brazo, pedir permiso y sentarse a obrar mientras la gente pasa. Luego la máquina trabaja y al final puedes cargar el celular, ir calentito si hace frío o apagar la sed si hace demasiado calor. Mmmmm…

Bueno, no tan así, pero fue por echar a volar la imaginación un poco…

Kallos reconoce que la tecnología que están usando no es nueva en sí, pero subraya que nunca antes ha sido utilizada de manera integrada; para generar tantos productos beneficiosos (como los mencionados arriba). Con el premio, los investigadores buscarán desarrollar un proceso más eficiente y “entregará una manera más efectiva de desechar la materia fecal y orina humanas al consumirlas en la producción de productos útiles”, comenta.

Junto con ello, también podría dar una mano a gente y localidades que carezcan de servicios higiénicos y así lograr ambientes salubres donde hoy no los hayan, protegiendo las aguas subterráneas.

¿Vieron que no era tan asqueroso como sonaba inicialmente? Bueno, sí, lo es… pero al menos puede resultar ultra beneficioso para la sociedad, ¿no?

Link: Turning waste into energy (Calgary Herald)

De las maneras existentes para borrar la información en los CDs, ésta es por LEJOS la con el mayor estilo del mundo. Y hasta es ruda, y quizás si tuvieras este aparato electromagnético en tu casa, podrías conquistar a ese amor platónico. O quizás acabes quemando el computador o electrocutándote tú mismo. Pero tiene estilo igual…

Revisa el video con el borrado de dos discos simultáneos tras el salto:

Click aqui para ver el video.

Link: Erase a CD like a boss (Engadget)

Hay veces en que puedes pasar semanas y meses pegado en la última misión de un juego, o en la pelea contra el mono final. Crees que tienes la técnica para superarlo, pero simplemente no resulta al intentar extrapolar ese plan a la pantalla. Quizás la solución pueda encontrarse en la típica batería de 9 voltios que antes sólo usabas para ponerle la lengua y sentir su leve corriente.

Pese a lo lindo que suena, parto advirtiendo que los investigadores detrás de esto hacen un llamado explícito y enfático a no hacer esto en sus casas - al menos no sin la supervisión clínica que se usó para realizar el estudio.

Sí, porque aparte de esa aplicación propia de la infancia, el grupo de neurocientíficos de la Universidad de Nuevo México sostiene que colocando una de estas baterías en tu cabeza y cableándola a tu cerebro, podrás mejorar tus habilidades con los joysticks y por fin “darte vuelta” dicho juego.

Según el estudio financiado por DARPA, esa suave corriente eléctrica provista a través de la estimulación de corriente directa transcraneana (tDCS), hace que el cerebro opere a niveles más elevados. Los investigadores lo probaron con voluntarios a los que se les solicitó que jugaran “DARWARS Ambush!”, que fue creado para colaborar en el entrenamiento de soldados, y la medición arrojó que aquellos que lo hicieron con el estímulo de 2 mA en sus cabezas, mejoraban sus actuaciones hasta al doble respecto de los demás.

Los investigadores apuntan que el impulso mejora tanto a nivel de la percepción visual como también a la memoria y al control motor, dependiendo de la posición en la que se colocan los electrodos.

En fin, como me da igual ser odiosamente majadero, les insisto: Dejen de buscar las baterías en sus cajones y ¡NO INTENTEN ESTO EN SUS CASAS!

Link: Neuroscience: Brain buzz (Nature)

Estos generadores microscópicos son de 1/500 del ancho de un cabello y están unidos con átomos de óxido de zinc piezoeléctricos, los cuales producen cargas eléctricas al ser doblados o tensados. Luego las almacena en un condensador eléctrico.

El doctor Zhong Lin Wang, junto con su equipo del Instituto de Tecnología de Georgia, puso una serie de estos nanogeneradores en un chip de ¼ del tamaño de una estampilla, apiló cinco de ellos y los presionó con los dedos para producir la energía equivalente a dos pilas AA (unos 1,5 voltios).

“Este acontecimiento representa un hito en el camino hacia la producción de dispositivos electrónicos portátiles que puedan ser alimentados por movimientos corporales y sin el uso de baterías”, celebró Zhong Lin Wang.

Puede no ser mucha energía, pero el científico confía en mantener la tasa de mejoras para luego poder nutrir artefactos que requieran más energía. Para lograrlo, esperan encontrar alguna empresa que quiera producir los nanogeneradores y estiman que podrían llegar al mercado en un plazo de unos tres a cinco años.

Link: First practical nanogenerator produces electricity with pinch of the fingers (EurekAlert)

Los científicos describieron el mecanismo basado en una observación de 200 años de antigüedad que sostiene que las cargas eléctricas pueden afectar la forma de las llamas. Así desarrollaron un “lanzador” de ondas eléctricas que podría convertirse en la nueva tecnología para extinguir incendios.

El instrumento está compuesto por un amplificador de 600 vatios que va conectado a una especie de varita. Esta convierte la corriente en un rayo que logra apagar por completo una llama. Eso sí, según los propios investigadores, aún no se comprende del todo el fenómeno y también sucederían otras múltiples cosas al mismo tiempo.

En rigor, lo que sucedería es que las partículas del hollín producido por la combustión se cargan fácilmente y responden de maneras extrañas que afectan a la estabilidad de la llama. Así, al sacudir dicha llama con la fuerza suficiente, ésta se apagaría.

De esta manera, al menos se podría lograr que los bomberos pudieran abrirse paso por el fuego para rescatar gente atrapada. También proponen que se pusieran en los techos como los rociadores, pero ¿la electricidad no le hará nada a la gente que eventualmente estaría atrapada?

Veremos como sigue evolucionando este proyecto.

Link: Future Firefighters Could Fight Fire With Blasts of Flame-Bending Electricity (PopSci)

El auto está en fase experimental

Rolls-Royce, marca conocida en el mundo del automóvil por sus vehículos súper de lujo y súper consumidores de combustible, revelará su primer auto eléctrico el próximo mes, dando una muestra más del interés que existe entre los fabricantes de autos de pasarse a energías más limpias.

El “proyecto 102EX”, sin embargo, no será un auto que se pueda comprar. Más bien es un prototipo para recolectar información que usar en futuros Rolls-Royce. La compañía desarrollará el nuevo vehículo a partir de un Phantom, que normalmente tiene un costo aproximado de US$460.000.

La idea es crear un vehículo comercialmente viable que pueda recorrer distancias lo suficientemente largas y operar en condiciones climáticas extremas, algo que normalmente afecta el desempeño de la batería eléctrica.

Pese a que será increíblemente caro, el auto podría beneficiarse de exenciones de impuestos en algunos países que buscan promover los vehículos eléctricos.

“Con este vehículo, comenzamos la exploración de caminos alternativos, buscando claridad respecto de qué tecnologías alternativas pueden ser apropiadas para impulsar a los autos motorizados Rolls Royce del futuro”, explicó Torsten Müller-Ötvös, de la compañía.

El Phantom eléctrico será revelado en la feria automotriz de Ginebra el próximo 1 de marzo. Luego, será exhibido en Europa, Medio Oriente, Asia y Norteamérica. El vehículo también será testeado por un selecto grupo de dueños de Rolls Royce, para conocer sus opiniones.

Link: Rolls-Royce develop electric car (The Telegraph vía Bólido)

Un monociclo eléctrico no es un producto extremadamente novedoso. Hace algunos años que estamos viendo algunos modelos que destacan su velocidad, su estabilidad o la comodidad. Hoy les mostramos Solowheel, otro más de estos productos, pero tiene una diferencia: no tiene asiento.

A diferencia del Self-balancing unicycle o de la Uno III, Solowheel no tiene un asiento. En vez de eso, a los dos lados de la rueda hay unas bases para que el usuario se pare sobre ellas. Esto permite un mejor balance y que manejarlo sea más fácil: para avanzar te echas hacia adelante y para frenar te echas hacia atrás.

Solowheel alcanza una velocidad máxima de 19 km/h, con cada carga entregando cerca de 2 horas de autonomía. Esto puede aumentar ya que cuando el monociclo se usa en bajadas o disminuye su velocidad, gasta menos energía.

Pesa 11 kilos, mide 43 x 48 x 13 cm y se demora 45 minutos en cargar su batería Li-ion. Va a estar disponible desde abril con un precio inicial de US$ 1500, lo que incluye un DVD de instrucciones y el cargador. Después del salto, un breve video de Solowheel en funcionamiento.

Click aqui para ver el video.

Link: Solowheel: self-balancing last mile transport for the upstanding commuter (GizMag)

Los láser normales crean intensos haces de luz estimulando átomos de manera que se forme un rayo coherente donde todas las ondas de luz marchen igual. El anti-láser hace lo contrario: absorbe completamente los rayos.

El aparato podría ser usado en varios diferentes campos, desde imágenes médicas a computación, según señala el paper publicado en la revista Science.

La idea del anti-láser fue sugerida por primera vez por el físico de Yale, Douglas Stone, en julio del año pasado. Stone y algunos colaboradores se dieron cuenta de que otros autores habían mencionado la idea de un láser que funcionara al revés, pero problemas de ingeniería hicieron que la idea no se concretara. Hasta ahora.

Básicamente, mientras un láser toma energía eléctrica y la convierte en luz en un rango de frecuencia muy angosto, el anti-láser toma la luz del láser y la convierte en calor. Ese calor podría ser convertido fácilmente en energía eléctrica, señalan los investigadores.

Los láser convencionales, que fueron inventados en los 60′s, usan un “medio de ganancia”, como materiales semiconductores, para producir un rayo de luz. El anti-láser usa un “medio de pérdida” absorbente, que atrapa las ondas de luz, que rebotan hasta que son convertidas en calor.

Si bien pareciera que con esto podremos crear un gran escudo anti-láser con el que protegernos de los ataques extraterrestres y del rayo de la Estrella de la Muerte, el Dr. Stone ha explicado que lamentablemente esto no funcionaría. “Esto es algo que absorbe lásers. Si una pistola de rayos está hecha para matarte, te va a matar”, dijo Stone.

Dejando los rayos de la muerte de lado, los mayores usos de este dispositivo podrían estar en los computadores de alto rendimiento. La próxima generación de computadores usará chips que utilizan luz en lugar de electrones. El dispositivo podría usarse como un switch óptico que permita modular la intensidad de la luz, o convertirla en electricidad para ayudar a procesar a los chips.

De todos modos, se trata de algo nuevo, y los investigadores han señalado estar ansiosos de ver lo que otros pueden hacer con este invento.

Links:
- Physicists build world’s first Antilaser (Wired)
- Scientists build first antilaser (Reuters)

El sistema básicamente genera electricidad mediante una reacción química (electrolisis inversa) entre el oxígeno en la atmósfera y el hidrógeno extraído del “gas de alumbrado” que provee Tokyo Gas. Incluso el calor generado como subproducto de la reacción química se utiliza para calentar el agua y suministrar el hogar.

La primer “Ene-Farm”" comenzó a venderse en mayo de 2009 y desde entonces, Panasonic ha vendido alrededor de 5.000 unidades en todo Japón. El actual modelo cuenta con una eficiencia de conversión energética del 40%, el más alto del mundo según empresas involucradas en el desarrollo de energía sustentable.

Tiene una potencia de 250 a 750W y sólo necesita 2 metros cuadrados para su instalación. También reduce el consumo de energía primaria en un 35% y las emisiones de CO2 hasta en 48%.

Panasonic también ha dicho que el nuevo Ene-Farm puede ayudar a una familia japonesa promedio, reduciendo las facturas de electricidad de $ 600 a USD$725 por año. Mientras tanto Tokyo Gas comenzará a venderla en Japón en abril con un precio entre $14.000 y USD$17.000 después de que el gobierno otorgue el subsidio, siendo un 30% más barato que las celdas de combustible casero existentes (aka microCHP).

Link: Panasonic Shows Advanced Fuel Cell For Home Use (Crunchbase)

La Universidad de las Américas está haciendo unas clases rápidas para aprender a hacer paneles solares, ideal para quienes les falte un panorama educativo el sábado en la mañana. Eso sí, solo sirve para los que estén en Santiago, pues el curso se realizará en el campus ubicado en Manuel Montt 948, Providencia.

Mañana 15 de enero a las 12:00 horas, el Decano de la Facultad de Ingeniería de la Casa de Estudios, Antonino Parisi, enseñará a los interesados a armar su propio panel solar para uso doméstico.

Los que quieran asistir pueden inscribirse enviando un mail a vyanjari@udla.cl.

Link: UDLA