sábado, 22 de mayo de 2010
viernes, 1 de enero de 2010
TRENES FLOTANTES o que es la SUPERCONDUCTIVIDAD . Efecto MEISSNER
El efecto Meissner o la capacidad de los materiales superconductores de no permitir que las lineas magnéticas les atraviesen son la base de funcionamiento de los trenes flotantes, una tecnologia que podemos ver implementada en un futuro cercano en los sistemas de transporte y que ya está funcionando en China o Japón desde hace algún tiempo.
viernes, 11 de diciembre de 2009
LA VENTA DIRECTA POR LOTES DESDE INTERNET, el futuro de la estructura comercial de toda empresa o fábrica de bienes de consumo
Históricamente, la estructura comercial de cualquier fábricación ha buscado su mayor productividad en la producción a stock por lotes optimizando sus costes de fabricación en base a una rotación de los bienes producidos que tuvieran unos costes de almacenaje inferiores al incremento de coste habido por desglosar la producción en lotes mas pequeños.
Esta es la clave de la existencia de las fábricas. Poder fabricar una cantidad mayor del mismo producto con el objetivo de reducir su coste de fabricación. Con esta definición, acabamos de inventar la producción en serie, base de una de las revoluciones industriales del siglo veinte.
La estructura comercial de cualquier fábrica , a partir de aqui, se estructura de muy diversas maneras dirigidas normalmente a vender cuanto antes el producto que se fabrica de manera optima en una cierta cantidad.
A partir de este momento, surgen todo un abanico de casuisticas que hace que en un momento dado, sean las ventas las que dominen sobre los costes de fabricación obligando al empresario a forzar una fabricación mas cara produciendo sus articulos en lotes mas pequeños porque no puede vender el producto con la celeridad necesaria para que no se le disparen los costes de producción / almacenamiento.
La venta del producto, además y como todos sabemos esta gravada por toda una serie de intermediarios que en ocasiones llegan a provocar que el precio del producto que llega al consumidor final sea dos, tres o hasta diez veces su coste de producción según casos.
Imaginemos un futuro que ya es presente en el que las ventas se produzcan cada vez mas por internet. Imaginemos un mundo en el que la exposición virtual de los articulos llegue a tal nivel que sea innecesario el verlos fisicamente para identificar cual es el que queremos. Naturalmente esto no será factible en todos los productos, pero si en un gran porcentaje de ellos. Esta situación será una realidad en un periodo mucho mas breve de lo que nos imaginamos. Bastará con que la gente que ha crecido con internet pase a ser el cliente consumidor, cosa que ya ocurre.
¿ Como puede una empresa de fabricación optimizar sus costes utilizando las nuevas tecnologias? ¿Como puede una empresa de fabricación o producción de bienes trabajar siempre produciendo sus lotes optimos?
La respuesta es mucho mas sencilla de lo que parece y muy pronto la veremos implementada en nuestros mercados de consumo. Simplemente, organizando la VENTA POR LOTES POR INTERNET.
Imaginemos una empresa que decide que su lote optimo de fabricación de un producto es 1000. Esta empresa ofrece este producto por internet a un precio bajisimo de producción al que, además, se le eliminan los costes de distribución y venta casi en su totalidad y espera a tener los 1000 compradores que necesita para lanzar la producción. En ese momento el cliente final tiene el coste mas barato para un mismo producto de alta calidad que el fabricante va a fabricar CONTRA PEDIDO, pero no contra pedido de un gran almacén sino contra pedido de mil clientes distintos a los que servirá el producto de manera separada. Esta utopia se optimiza en función del lote de fabricación , del producto que sea y de los costes de envio pero, ya podemos ver hoy en dia a mas y mas empresas servir sus productos via mensajeros o correo urgente a unos costes de envio verdaderamente pequeños.
¿ Es esta toda la innovación que nos permiten las nuevas tecnologias usadas como canales de ventas? , pues NO, este es solo el primer paso porque, introduciendo todavia un pequeño margen para un intermediario virtual, el coste final del producto practicamente no se vé afectado y en cambio damos paso a la exitencia del verdadero motor de la VENTA POR LOTES POR INTERNET.
Se trata de la página WEB que aglutine a los compradores, la pagina WEB que organice que productos se pueden vender a que precio según en que cantidades ofreciendo un servicio directamente a clientes finales desde los fabricantes a través de internet.
Aparecen entonces todo una serie de rapels en función de que se consiga agrupar a distintas cantidades de clientes finales para según que producto que será servido directamente de las fábricas al cliente final dejando un MUY PEQUEÑO porcentaje a los propietarios de esta página WEB que se encargará de aglutinar clientes, buscar e identificar productos, negociar precios y lotes y dirigir los clientes a las fábricas a las que no les será rentable tener este servicio de VENTA POR LOTES POR INTERNET pero que se beneficiarán directamente de su existencia.
Las oportunidades de negocio actuales para todos los involucrados en esta transformación de los canales de venta tradicional es evidente.
Con este sistema, acabamos de inventar la IKEA INTERNET y acabamos, asi mismo, de cargarnos todas las superficies comerciales de venta que exiten actualmente y las que todavia están por construir.
Al mismo tiempo , acabamos de dar viabilidad a las miles de empresas y fabricas que producen articulos de consumo que con esta estructura de ventas, van a poder existir y competir con el resto del mundo, empresas y fábricas españolas que van a resurgir de la nada o a ser construidas de nuevo por nuevos emprendedores.
Así pues, según esta teoría, de la misma manera que vimos desaparecer los comercios pequeños de las décadas de los 50, 60 y 70 y ser sustituidos en su mayoria por las grandes superficies, en las próximas décadas veremos desaparecer a las grandes superficies que serán sustituidas por este tipo de comercialización, cambiando la profesión del vendedor por la del ingeniero o informático que sea capaz de transmitir al cliente final una visión completa del producto que cada cual necesita a través del sistema virtual adecuado.
Si nos damos cuenta, un primer paso hacia este futuro inminente ya ha sido dado por algunas empresas sin apoyarse en las nuevas tecnologías, empresas que han conseguido su desarrollo en los últimos diez o quince años a base de efectuar la venta directa a cliente, aquellas empresas que controlan la propia distribución de su producto y que serán las únicas supervivientes , llámese Zara, Cortefiel, algunas empresas de cosméticos o tantas otras que venden directamente sus productos al cliente final.
Según mi humilde opinión, en las proximas décadas, las grandes superficies de venta desaparecerán, serán utilizadas unicamente como lugar de ocio y expansión y solo las empresas que efectúen una venta directa podrán competir con la venta por Internet.
La idea de la VENTA POR LOTES POR INTERNET pertenece a mi hijo Jaume de veintinueve años de edad, un joven de su época que ya tiene mas visión que yo mismo de lo que será la evolución de su mundo, mucho mas cambiante todavia que el que me tocó vivir a mi a esa edad.
martes, 6 de octubre de 2009
Alimentación eléctrica inalámbrica de hasta 60 watios a 50 centimetros de distancia.
El desarrollo de Sony, que seguramente no será la única empresa que esté trabajando en este tema, es muy importante.
Puede ser impactante en la vida cotidiana de los próximos años y llegar a generar un cambio importante en las costumbres establecidas.
Poder eliminar el cable de alimentación eléctrica de todo lo que consuma 60 watios o menos en una distancia de hasta 80 cms es el primer paso para que la distancia pueda cubrir toda una habitación y permita hacer desaparecer los cables del ordenador, de las lámparas de sobremesa, de los juguetes eléctricos, de las cafeteras eléctricas, de los equipos de música .....etc.
Mil equipos que van a tener un nuevo aliciente para ser renovados. Todo un mundo de negocio que se vuelve abrir apoyado en la compra cuasi-compulsiva que genera la aparición de nuevos inventos tecnológicos, una de las enfermedades de nuestra época.
Un invento, en fin, que formará parte del modo de vida de las siguientes generaciones.
Ya veremos que pasa con la influencia de las nuevas ondas sobre la salud, el medio ambiente, la polución electromagnética y todo lo demás, pero eso es algo que , en realidad, no le parece importante a los economistas en la primera fase de la existencia de los inventos, por lo menos hasta ahora.
viernes, 26 de junio de 2009
Control de Iluminación en viviendas mediante Fibra óptica
La evolución de los sistemas de iluminación en vivendas y edificios públicos está siendo ya uno de los puntos de apoyo importantes en la reducción del consumo energético.
La utilización de la fibra optica para optimizar estos menesteres, su uso como interruptor y la introducción del alumbrado inteligente controlado por fibra óptica, que actualmente ya se está efectuando en los grandes edificios, a nivel de vivienda particular será uno de los puntos importantes en los que se apoyarán las futuras politicas de reducción de consumo energético en la vivienda familiar.
Su versatilidad y nuevas prestaciones serán otro de los atractivos que van a facilitar la introducción de esta tecnologia en todas las instalaciones de alumbrado además de los mayores niveles de seguridad y facilidad de instalación que presenta.
La empresa MECEL, pionera en esta tecnologia nos aporta la visión de futuro de su Director Manuel Hortal al que felicito desde este pequeño comentario.
miércoles, 10 de junio de 2009
La regla de cálculo, ese antiguo artilugio
La regla de calculo era la calculadora de hace treinta años. Un metodo geométrico que permitia hacer todas las operaciones matemáticas menos la adición y la sustracción moviendo dos segmentos de madera o plástico, haciendo correr uno sobre el otro.
Entender la operativa de funcionamiento de la regla de cálculo obligaba a entender el concepto de logaritmo y permitia ver una realidad palpable de un uso de las matemáticas relativamente complicadas.
Operaciones exponenciales complejas mezcladas con productos y divisiones eran un juego de niños operados con la regla de cálculo al mismo tiempo que te permitia entender el porque de la existencia de algunas operaciones matemáticas , diseñadas unicamente para poder descifrar los artilugios de nuestro mundo, la fisica de nuestra realidad cotidiana o las interrelaciones de nosotros con la materia que nos rodea. La regla de cálculo era un ejemplo palpable de ello.
La calculadora ha venido a sustituir y superar con creces a este hoy obsoleto y casi arcaico instrumento y, al arrinconarlo en el último cajón de nuestra mesa de trabajo, hemos enterrado con él una pequeña parte, al menos , de los principios fundamentales del proceso de aprendizaje : el entender el porqué de la cosas, sus principios de funcionamiento y las razones de su existencia.
Usar la regla de cálculo te obligaba a entender su funcionamiento y por consiguiente a tener que descifrarlo primero para poder hacer un correcto uso de ella.
Las calculadoras y los ordenadores nos recortan esa posibilidad de aprendizaje haciendonos olvidar a veces el verdadero principio de funcionamiento de las cosas.
No debe de ser malo el uso de la calculadora, hoy tan extendido en todos los colegios y universidades pero es un hecho que nos permiten vivir el estudio sin forzar el ejercicio de los calculos mentales, sin obligarnos a mantener cinco números en memoria y a hacer cuatro operaciones mentales seguidas dando un resultado final correcto. Nos permiten, a la postre, resolver problemas de cuarto o quinto nivel sin entender los principios fundamentales de su operativa básica, de su problemática intrinseca.
Alguien te dice : Apunta un número de telefono que te voy a dar ......, son nueve cifras seguidas que dificilmente somos capaces de retener sin apuntarlos en un papel. Si la información incluye un segundo número de telefono dictado a continuación, la operación mental de retención de dieciocho números es un escollo dificil de salvar para la gran mayoria.
No digo yo que la regla de cálculo te permitiera tener mayor capacidad de retención, pero estoy seguro de que ayudaba.
A mi vieja regla de cálculo que un dia se quemó por error en una estufa eléctrica de 600 Pts, dedico este pequeño comentario.
La regla de cálculo
Entender la operativa de funcionamiento de la regla de cálculo obligaba a entender el concepto de logaritmo y permitia ver una realidad palpable de un uso de las matemáticas relativamente complicadas.
Operaciones exponenciales complejas mezcladas con productos y divisiones eran un juego de niños operados con la regla de cálculo al mismo tiempo que te permitia entender el porque de la existencia de algunas operaciones matemáticas , diseñadas unicamente para poder descifrar los artilugios de nuestro mundo, la fisica de nuestra realidad cotidiana o las interrelaciones de nosotros con la materia que nos rodea. La regla de cálculo era un ejemplo palpable de ello.
La calculadora ha venido a sustituir y superar con creces a este hoy obsoleto y casi arcaico instrumento y, al arrinconarlo en el último cajón de nuestra mesa de trabajo, hemos enterrado con él una pequeña parte, al menos , de los principios fundamentales del proceso de aprendizaje : el entender el porqué de la cosas, sus principios de funcionamiento y las razones de su existencia.
Usar la regla de cálculo te obligaba a entender su funcionamiento y por consiguiente a tener que descifrarlo primero para poder hacer un correcto uso de ella.
Las calculadoras y los ordenadores nos recortan esa posibilidad de aprendizaje haciendonos olvidar a veces el verdadero principio de funcionamiento de las cosas.
No debe de ser malo el uso de la calculadora, hoy tan extendido en todos los colegios y universidades pero es un hecho que nos permiten vivir el estudio sin forzar el ejercicio de los calculos mentales, sin obligarnos a mantener cinco números en memoria y a hacer cuatro operaciones mentales seguidas dando un resultado final correcto. Nos permiten, a la postre, resolver problemas de cuarto o quinto nivel sin entender los principios fundamentales de su operativa básica, de su problemática intrinseca.
Alguien te dice : Apunta un número de telefono que te voy a dar ......, son nueve cifras seguidas que dificilmente somos capaces de retener sin apuntarlos en un papel. Si la información incluye un segundo número de telefono dictado a continuación, la operación mental de retención de dieciocho números es un escollo dificil de salvar para la gran mayoria.
No digo yo que la regla de cálculo te permitiera tener mayor capacidad de retención, pero estoy seguro de que ayudaba.
A mi vieja regla de cálculo que un dia se quemó por error en una estufa eléctrica de 600 Pts, dedico este pequeño comentario.
La regla de cálculo
jueves, 16 de abril de 2009
Desaladoras, la polémica está servida
La desalación de agua de mar ha sido caballo de batalla en largas y ceñudas discusiones entre nuestros politicos en los ultimos años.
Atendiendo a realidades y eludiendo la polémica, la tecnologia de la desalación por osmosis inversa hace mucho que esta siendo utilizada a lo largo y ancho del planeta y España es una potencia mundial en desalación, tanto en tecnologia como en instalaciones en funcionamiento. Sus mas de setecientas plantas existentes actualmente en funcionamiento lo avalan.
Desde el punto de vista tecnológico , una planta desaladora no tiene nada que ver con una planta depuradora de aguas residuales si bien el objetivo es eliminar contaminación en ambos casos, contaminación, evidentemente según la perspectiva del consumo humano.
Este articulo de la revista MUY INTERESANTE muestra de una manera clara y sencilla las tripas de una planta desaladora por osmosis inversa al mismo tiempo que hace una exposición muy objetiva de la situación mundial del uso de esta tecnologia.
Si bien no es la única tecnologia de desalación existente, ni tampoco la óptima en la reutilización del agua de mar, si que es, en cambio, la mas usada y mas experimentada.
La utilización del agua desalada de desaladoras por la tecnologia de osmosis inversa ha permitido al ser humano tener agua potable en muchos sitios en los que el agua era necesaria y las alternativas para obtenerla practicamente nula.
Pensar que punto marca la diferencia entre recomendar el uso o no de estas plantas en función de las distintas alternativas existentes para obtener el preciado liquido elemento no es objeto de este sencillo comentario asi que, os dejo con la explicación tecnológica de su funcionamiento que puede saciar mas de una curiosidad sobre este tema.
En un futuro mas cercano de lo que parece veremos progresar tecnologias alternativas dirigidas a conseguir el Zero Liquid Discharge, es decir, la reutilización al 100 % del agua tratada, tanto en el agua obtenida en las plantas de tratamiento de aguas residuales como en las plantas desaladoras de nueva implantación.
La reconversión de todas las plantas existentes implantando la tecnologia ZLD (Zero Liquid Discharge), tanto en Edares ( Estaciones depuradoras de aguas residuales) como en ETAP´s ( Plantas potabilizadoras de agua ) como en Plantas Desaladoras, vá a ser el caballo de batalla de los gobiernos de los próximos treinta años en España de la misma manera que en los últimos treinta años lo ha sido la construcción, puesta en marcha y mantenimiento de las miles de plantas de tratamiento de aguas residuales que ya existen en nuestro pais.
Nuestra condición de alta dependencia del turismo y las cada vez mayores necesidades de agua potable y agua de riego que esto implica no dejan alternativa alguna a nuestros sucesores.
Las lineas de desarrollo de estas tecnologias , dado el estado embrionario en que se encuentran, son un excelente caldo de cultivo para el futuro desarrollo de nuestros ingenieros, fisicos y quimicos. Personas que piensen, funden y pongan en marcha nuevas empresas españolas que nos den mejor agua y mas barata sin tener que pagar royalties. Que nos permitan atender a nuestras necesidades internas y las externas que queramos admitir dentro de un desarrollo sostenible de nuestro pais. Es este un punto que nuestros politicos no deberian de dejar pasar por alto y que deberian apoyar con gran intensidad.
fuente: Revista MUY INTERESANTE
domingo, 29 de marzo de 2009
Fusión nuclear , ¿ La energia del siglo XXI?
LA ENERGIA DEL SOL Y LAS ESTRELLAS
La fusión nuclear, por sus reservas prácticamente inagotables de combustible, ofrece una gran potencialidad como una fuente de energía alternativa en el siglo XXI. Las reacciones de fusión son las que liberan la energía que alimenta el sol y las estrellas. Los investigaciones en física de plasmas permiten reproducir en la tierra las condiciones que requieren la fusión termoluclear controlada.
Los plasmas, conjunto de partículas con carga eléctrica que se mueven libremente, existen en circunstancias muy distintas y abarcan un rango muy amplio de temperaturas y densidades. La física del plasma es la base de nuestro conocimiento del Sol y las estrellas, de los espacios interestelares, las galaxias, las auroras boreales, los relámpagos así como las reacciones de fusión termonuclear controlada.
De las alternativas investigadas para conseguir la fusión nuclear controlada, destacan los sistemas de confinamiento mediante campos magnéticos, entre los que los dispositivos tokamak y stellarator constituyen las principales líneas de investigación, y la fusión inercial, que intenta conseguir la fusión nuclear a partir de intensos láseres o haces de partículas que comprimen el material fusionable (deuterio y tritio). Las investigaciones en fusión nuclear combinan los problemas de física básica con desarrollos de alta tecnología.
El objetivo fundamental que impulsa la investigación en fusión nuclear es demostrar la viabilidad científica - tecnológica de una reactor de fusión nuclear. Treinta años de intensa investigación en física de plasmas en dispositivos de confinamiento magnético han pertimitido alcanzar un elevado nivel de conocimiento en las áreas de investigación claves para el desarrollo de un reactor de fusión nuclear, tales como, trayectorias de partículas cargadas, equilibrio y estabilidad macroscópica de plasmas y calentamiento mediante ondas e inyección de haces de partículas energéticas. La generación de energía de fusión primero en el laboratorio Europeo JET, en Noviembre de 1991, y posteriormente en los laboratorios de la universidad de Princeton (E.E.U.U.) en 1993 ha marcado un importante hito en la investigación en plasmas de fusión en el camino hacia la construcción de un reactor de fusión. En el contexto nacional, la puesta en operación del dispositivo de fusión nuclear TJ-II (Laboratorio Nacional de Fusión por Confinamiento Magnético, Madrid) actúa como catalizador de proyectos de investigación aplicada-básica en una amplia gama de problemas que tiene como eje central la fusión nuclear.
Desde una perspectiva de física básica, el problema del transporte en plasmas de fusión refleja las propiedades de sistemas muy alejados del equilibrio termodinámico con fuentes de energía libre asociadas a gradientes de densidad, temperatura que dan lugar a una gran variedad de inestabilidades. Esta problemática, de marcado carácter multidisciplinario, posiciona a los estudios de plasmas de fusión nuclear como un punto de encuentro de distintas disciplinas científicas que van desde estudios de magnetohidrodinámica hasta dinámica de sistemas complejos.
Desde una perspectiva tecnológica la fusión nuclear impulsa una amplia gama de desarrollos en nuevos materiales, sistemas de calentamiento, diagnósticos de plasmas, superconductividad y sistemas de control remoto.
FUSIÓN: LA ENERGÍA DEL SIGLO XXI
La importancia de la fusión
La fusión termonuclear controlada es una de las pocas opciones energéticas con capacidad potencial de suministro a gran escala para el siglo XXI.
Estimaciones razonables hacen pensar que la población mundial crecerá hasta alcanzar unos 10 000 millones de personas hacia mediados del siglo próximo.
En 1990 el consumo de energía primaria por habitante y año, en los países industrializados, fue de 2.2 x 1011 Julios, es decir 5.1 t.e.p. (toneladas equivalentes de petróleo) y 10 veces menos en los países en vías de desarrollo. Dependiendo de los escenarios considerados para la evolución de la demanda energética, el consumo de energía primaria mundial podría llegar a multiplicarse por dos o por tres en el año 2050.
Las fuentes de energía capaces de cubrir una parte sustancial de las necesidades energéticas previstas son las siguientes:
- Combustibles fósiles: principalmente el carbón, ya que las reservas de petróleo y de gas natural habrán disminuido considerablemente.
- Energía nuclear: fisión y fusión.
- Energías renovables: hidráulica, solar, eólica, maremotriz, geotérmica, biomasa, etc ...
Reacciones nucleares
Los núcleos atómicos están formados por protones y neutrones empaquetados de forma enormenente compacta en una pequeña región del espacio. A estos elementos comunes de todos los núcleos se les denomina nucleones. Los protones y los neutrones tienen una masa prácticamente idéntica, 1836 veces mayor que la de los electrones. El radio del núcleo viene dado aproximadamente por la expresión
donde r=1.5 x 10-13 cm y A es el número de nucleones.
Z es el número de protones en el núcleo, y en consecuencia la variación de A-Z para una Z determinada es la que da lugar a los isótopos. Los isótopos del hidrógeno, el deuterio y el tritio, son los más relevantes para fusión en la actualidad, como veremos más adelante. Muy frecuentemente los isótopos de un elemento natural son radiactivos y se transforman de manera espontánea en otros. El tritio, por ejemplo, presenta una débil emisión b ( con energía media de 5.7 keV y máxima de 18.6 keV) y con una vida media de 12.35 años. Pero este fenómeno no será importante para la fusión pues en la escala de tiempos característicos en que ocurren los procesos de fusión ocurirá muy raramente.
En los núcleos, las fuerzas de repulsión entre los protones son mucho menores que las fuerzas nucleares de atracción o enlace que mantienen el núcleo unido. Para extraer un nucleón de un núcleo hace falta energía, cuando el nucleón queda atrapado en el núcleo, libera esa misma energía. Esta energía depende del peso atómico A, pero tiene un valor máximo en torno a 8 MeV para los núcleos situados en las cercanias del hierro. En los procesos de fisión, elementos pesados con energía de enlace inferior a 8 MeV se rompen en núcleos más ligeros liberando energía, tendiendo hacia el hierro. En los procesos de fusión, dos núcleos de átomos ligeros se combinan o fusionan para dar lugar a uno más pesado, tendiendo también hacia el hierro. Es este último proceso de fusión el que lleva a las estrellas, al final de sus vidas, a tener un núcleo de hierro. Tanto en el caso de la fisión como en el de la fusión se libera una considerable cantidad de energía equivalente a la disminución de la masa de los productos finales con relación a los productos iniciales. Se cumple la famosa ecuación de Einstein:
Para que se forme un núcleo de más de un constituyente es preciso que ambos se acerquen a distancias del orden del alcance de las fuerzas nucleares. Para superar las fuerzas de repulsión culombiana, dos protones tendrán que superar dicha fuerza que actúa como barrera, antes de que la atracción de las fuerzas nucleares entre en juego. Las fuerzas de repulsión culombianas son proporcionales a la carga de los núcleos que interaccionan, y por ello, los plasmas de la familia del hidrógeno son los más adecuados para conseguir fusión. Existen diversos tipos de reacciones de fusión aprovechables desde el punto de vista energético. De entre todas las que implican isótopos de hidrógeno, la reacción deuterio-tritio es la que presenta mayor sección eficaz para temperaturas relativamente bajas y, por tanto, es la más fácil de obtener de manera controlada. La reacción genera un neutrón de alta energía y helio.
En nuestro planeta el deuterio es abundante en el agua del mar (30 g/m3), pero el tritio no existe en estado natural ya que es radiactivo con una vida media de 12.36 años y hay que producirlo. En un reactor de fusión los neutrones, que llevan el 80 % de la energía producida, se absorberán en una cobertura generadora de tritio o manto fértil que envolverá la parte central del reactor y que contendrá el litio que se transformará en tritio y helio:
El litio natural (92.5% 7Li y 7.5% 6Li) es un elemento abundante en la corteza terrestre (30 ppm: partes por millón) y en menores concentraciones en el mar. El espesor del manto debería ser lo suficientemente grande (del orden de un metro) para frenar los neutrones (de 14 MeV) producidos por las reacciones de fusión. Los neutrones se combinan con el litio para producir tritio. Al frenar los neutrones, el manto fértil se calienta y el refrigerante que circula en su interior transfiere el calor fuera del área del reactor para producir vapor de agua que generará finalmente electricidad de un modo convencional.
El uso de deuterio puro como combustible es un objetivo a largo plazo que tiene la siguientes ventajas: no es radiactivo, no se necesita un manto fértil para producirlo, e induce radiactividad de bajo nivel en la estructura. La reacción produce helio-3 y un neutrón, o tritio y un protón.
La reacción deuterio-helio-3 es atractiva por su sección eficaz y porque no produce neutrones. El helio-3 es muy escaso en la Tierra, pero existe en grandes cantidades en la Luna.
Plasmas de fusión
En los laboratorios, para vencer la repulsión electrostática entre los núcleos que se quieren fusionar, es necesario comunicarles mucha energía; esto se consigue calentándolos a elevadas temperaturas. En estas condiciones la materia se encuentra en forma de gas ionizado, que exhibe un comportamiento colectivo, llamado plasma. El 99% del Universo está constuido por plasmas, o sea materia ionizada, pero en la naturaleza existe una enorme variedad de plasmas que no cumplen necesariamente las condiciones de altas temperaturas de plasma para fusión.
Para conseguir un rendimiento neto positivo en una reacción de fusión es necesario calentar un plasma a temperaturas suficientemente altas y alcanzar densidades, n, del orden de 1020 partículas/m3, durante tiempos TauE del orden de segundos. Es decir, el producto n TauE debe superar una cota mínima, denominada criterio de Lawson, a temperaturas del orden de 100 millones de grados. El objetivo final del programa de investigación en fusión controlada es lograr la condición de ignición, es decir mantener la combustión del plasma mediante el aporte de energía de los propios subproductos de la fusión, confinados en el plasma. En un reactor de deuterio-tritio (D-T) la energía cinética de las cenizas de helio mantendrá la temperatura necesaria para que las reacciones se sigan produciendo y no se requiera calentamiento exterior.
Se estudian dos vías experimentales para llegar a esta condición, la fusión por confinamiento magnético, en la cual un plasma caliente se confina mediante campos magnéticos que actúan como una trampa magnética para las partículas cargadas del plasma, en este esquema n = 1020 m-3 y TauE = 1 a 5 s; la fusión por confinamiento inercial, en la que una diminuta cápsula de combustible se comprime fuertemente (más de mil veces la densidad de un líquido) hasta que se inicia la ignición en el centro y se propaga hacia el exterior, donde el combustible está más frío. La ignición dura mientras el combustible se mantiene confinado por su propia inercia. El confinamiento inercial no puede ser estacionario, en este esquema n = 1031 m-3 y TauE = 10-11 s; TauE es el tiempo de libre expansión de la materia.
Una de las características del plasma es que se pueden confinar mediante campos magnéticos. En efecto, las partículas cargadas del plasma se ven obligadas a describir trayectorias en forma de espiral alrededor y a lo largo de las líneas de campo magnético.
La ecuación de movimiento de la partícula es:
donde m es masa de la partícula, e la carga de la partícula y c la velocidad de la luz. La componente de v paralela al campo B no se ve afectada por B pero la partícula gira en torno a B como eje, describiendo círculos de radio rL (radio de Larmor):
siendo 
La suma del movimiento circular y de traslación con velocidad v|| dan lugar a una trayectoria helicoidal con un momento magnético,
donde 
El momento magnético de la partícula tiene la propiedad de conservarse, con lo cual la energía magnética de la partícula será mayor cuanto mayor sea el campo magnético.
Sin embargo las colisiones entre partículas producen desplazamiento de éstas a través de las líneas y superficies magnéticas, con la consiguiente pérdida de confinamiento magnético. Este transporte colisional es inevitable pero no impide que las párticulas se puedan confinar, sino que reduce su tiempo de confinamiento.
La investigación en el campo de la fusión por confinamiento magnético es, en la actualidad, la más avanzada de cara a la construcción de un futuro reactor de fusión.
sábado, 21 de marzo de 2009
El coche volador despega, un articulo de Massachusetts Institute of Technology
Flying car takes wing
MIT alums' invention makes its first test flights
A prototype of what is being touted as the world's first practical flying car took to the air for the first time this month, a milestone in a project started four years ago by students in MIT's Department of Aeronautics and Astronautics.
At 7:40 a.m. on March 5, the winged car taxied down a runway in Plattsburgh, N.Y., took off, flew for 37 seconds and landed further down the runway -- a maneuver it would repeat about a half dozen times over the next two days. In the coming months the company, a Woburn-based startup called Terrafugia, will test the plane in a series of ever-longer flights and a variety of maneuvers to learn about its handling characteristics.
Aviation enthusiasts have spent nearly a century pursuing the dream of a flying car, but the broader public has tended to view the idea as something of a novelty. Still, such a vehicle could have more practical appeal now that the Federal Aviation Administration has created a new class of plane -- Light Sport Aircraft -- and a new license category just for pilots of such craft, including Terrafugia's two-seater Transition. The "sport pilot" license required to fly the Transition takes only about 20 hours of training time, about half that required to earn a regular pilot's license.
The street-legal Transition is powered on land and in the air by a recently developed 100 hp Rotax engine that gets 30 mpg on the highway using regular unleaded gasoline. As a plane, its 20-gallon tank gives it a 450-mile range with a 115 mph cruising speed. The pilot can switch from one mode to the other from the driver's seat, simultaneously folding up the wings and shifting the engine power from the rear-mounted propeller to the front wheels in about 30 seconds.
Speaking at a March 18 news conference in which the Transition's first test flight was announced, Terrafugia CEO and co-founder Carl Dietrich '99, SM '03, PhD '07 said the FAA rule change and the Transition could help transform the way people move around the country -- especially in rural areas. "One of the biggest problems pilots have right now is that most of the 5,000 general aviation airports in the U.S. don't have any car rental facilities, or even a cab stand," he said, noting that the Transition could open many of these underused airports to easier, more practical use by private pilots.
The vehicle may also lead to improved safety. "One of the largest causes of accidents is pilots flying in bad weather," he said. With the Transition, a pilot who spotted bad weather ahead could simply land at the nearest airport, fold up the wings, drive through the weather on local roads, and take off from another airport once past the storm.
The first testing of Terrafugia's car-plane concept took place with a one-fifth scale model in MIT's Wright Brothers Wind Tunnel in 2005, while Dietrich and his wife, Anna Mracek Dietrich '04, SM '06, now the company's COO, and VP of Engineering Samuel Schweighart SM '01, PhD '05, were all students here, as were two of the other company principals.
The full-sized version being tested now is a proof-of-concept vehicle, to be followed later this year by a production prototype. The company is taking deposits now and hopes to start delivering its first Transitions -- or "roadable planes," as the company calls them -- in late 2011.
Test pilot Phil Meteer, who was at the controls in Plattsburgh, said that the short and simple first flight was both "remarkably unremarkable" and vitally important: "Ninety percent of the risk in the total program comes in the first flight, and now we're past that."
A retired U.S. Air Force colonel, Meteer said the plane handled so smoothly in the test flights that all of the possible contingencies he had practiced became irrelevant. "You're in a hypervigilant state" during the initial takeoff, he said, but as he saw how smoothly the flight was going he had a "wahoo moment: none of this is happening!"
Video del coche desplegando y recogiendo las alas
La opinión del comentarista del ultimo video es mucho mas prudente sobre el futuro de este nuevo vehiculo atendiendo a la falta de información sobre él facilitada por sus inventores sin por ello menospreciar las verdaderas posibilidades que supone en nuestro futuro inmediato.
miércoles, 18 de marzo de 2009
Magnetoresistencia gigante, los nuevos nucleos de ferrita, base de la memoria de los ordenadores o como funciona un disco duro de ordenador
Magnetoresistencia gigante
Éste es el descubrimiento (realizado en 1988 por Albert Fert y Peter Grünberg) que este año se ha llevado el Premio Nobel de Física 2007.
Cuantas veces en foros, o comentarios de otros blogs, llega alguien comentando que la ciencia no sirve para nada, sin darse cuenta que el ordenador que está usando es precisamente fruto de esa ciencia. El premio Nobel del 2007 es otro ejemplo más de cómo la ciencia se emplea en hacer avanzar la sociedad.
El propio nombre ya es bastante descriptivo de qué se trata: magnetorresistencia, (GMR en sus siglas en inglés) resistencia a la corriente eléctrica inducida por magnetismo. La magnetorresistencia ya fue descubierta en 1856. Sin embargo, el efecto era tan sólo de una variación del 5%. Hubo que esperar hasta 1988 para encontrar este mismo efecto, en mayores proporciones (GMR), y hasta 1993 para encontrar la Magnetorresistencia Colosal, cuyo efecto es aún más notable que la de la GMR. Con estos descubrimientos, aparece lo que se llama spintrónica, que no es otra cosa que aprovechar el spin del electrón para fabricar dispositivos.
El descubrimiento de Fert y Grünberg fue hecho a partir del uso de sandwichs magnéticos: Entre dos láminas ferromagnéticas, introducían otra de un material no ferromagnético. Fert y Grünberg emplearon concretamente hierro (ferromagnético) y cromo (paramagnético).
Los materiales ferromagnéticos poseen la capacidad de imantarse en el sentido de un campo magnético aplicado lo suficientemente intenso. El material paramagnético en cambio no. El descubrimiento en cuestión fue que al imantar las láminas ferromagnéticas en sentidos contrarios (antiparalelos), y hacer pasar una corriente eléctrica a través de todas las capas, la resistencia era mucho mayor que cuando las capas ferromagnéticas estaban imantadas en direcciones paralelas. Y estas variaciones eran de hasta un 80%, dependiendo del espesor de la capa no ferromagnética (alrededor de 1 nanometro, 1•10-9metros. Aproximadamente, tres o cuatro átomos de cromo).
Los electrones tienen la propiedad de spin, una especie de momento magnético interno, que se orienta en la dirección un campo magnético externo, o la contraria. En un material no ferromagnético, esta alineación es del 50% en cada caso. Al pasar al material ferromagnético, si el spin coincide con la dirección de la magnetización del material, el electrón sufrirá menos dispersión (interacciones con el material que le desvían de su trayectoria), y tendrá una menor resistencia a atravesarlo. Si la alineación es contraria, ocurrirá lo opuesto: mayor cantidad de interacciones, y mayor resistencia a que el electrón atraviese la lámina ferromagnética.
¿Cómo se aplica esto a un disco duro? Si partimos del sandwich de Fe/Cr/Fe, y entran los electrones por un lado, la mitad tendrá spin en una dirección, y la otra mitad en otra. Si las dos láminas de Fe están alineadas, entonces, la mitad de los electrones atravesará todo el sandwich sin problemas, y la otra mitad se dispersará en alguna de las dos capas. Sin embargo, al invertir el sentido del campo magnético, en la última lámina, todos los electrones (tanto los de un spin, como los del otro) atravesarán en algún momento una de las capas cuyo campo magnético no está alineado con el spin del electrón, y todos sufrirán resistencia a su paso. De esta forma se obtiene finalmente una corriente eléctrica alta (baja resistencia), o una corriente eléctrica baja (alta resistencia), o lo que es lo mismo, 1’s y 0’s, que es con lo que trabajan los ordenadores.
Cuantas veces en foros, o comentarios de otros blogs, llega alguien comentando que la ciencia no sirve para nada, sin darse cuenta que el ordenador que está usando es precisamente fruto de esa ciencia. El premio Nobel del 2007 es otro ejemplo más de cómo la ciencia se emplea en hacer avanzar la sociedad.
El propio nombre ya es bastante descriptivo de qué se trata: magnetorresistencia, (GMR en sus siglas en inglés) resistencia a la corriente eléctrica inducida por magnetismo. La magnetorresistencia ya fue descubierta en 1856. Sin embargo, el efecto era tan sólo de una variación del 5%. Hubo que esperar hasta 1988 para encontrar este mismo efecto, en mayores proporciones (GMR), y hasta 1993 para encontrar la Magnetorresistencia Colosal, cuyo efecto es aún más notable que la de la GMR. Con estos descubrimientos, aparece lo que se llama spintrónica, que no es otra cosa que aprovechar el spin del electrón para fabricar dispositivos.
El descubrimiento de Fert y Grünberg fue hecho a partir del uso de sandwichs magnéticos: Entre dos láminas ferromagnéticas, introducían otra de un material no ferromagnético. Fert y Grünberg emplearon concretamente hierro (ferromagnético) y cromo (paramagnético).
Los materiales ferromagnéticos poseen la capacidad de imantarse en el sentido de un campo magnético aplicado lo suficientemente intenso. El material paramagnético en cambio no. El descubrimiento en cuestión fue que al imantar las láminas ferromagnéticas en sentidos contrarios (antiparalelos), y hacer pasar una corriente eléctrica a través de todas las capas, la resistencia era mucho mayor que cuando las capas ferromagnéticas estaban imantadas en direcciones paralelas. Y estas variaciones eran de hasta un 80%, dependiendo del espesor de la capa no ferromagnética (alrededor de 1 nanometro, 1•10-9metros. Aproximadamente, tres o cuatro átomos de cromo).
Los electrones tienen la propiedad de spin, una especie de momento magnético interno, que se orienta en la dirección un campo magnético externo, o la contraria. En un material no ferromagnético, esta alineación es del 50% en cada caso. Al pasar al material ferromagnético, si el spin coincide con la dirección de la magnetización del material, el electrón sufrirá menos dispersión (interacciones con el material que le desvían de su trayectoria), y tendrá una menor resistencia a atravesarlo. Si la alineación es contraria, ocurrirá lo opuesto: mayor cantidad de interacciones, y mayor resistencia a que el electrón atraviese la lámina ferromagnética.
¿Cómo se aplica esto a un disco duro? Si partimos del sandwich de Fe/Cr/Fe, y entran los electrones por un lado, la mitad tendrá spin en una dirección, y la otra mitad en otra. Si las dos láminas de Fe están alineadas, entonces, la mitad de los electrones atravesará todo el sandwich sin problemas, y la otra mitad se dispersará en alguna de las dos capas. Sin embargo, al invertir el sentido del campo magnético, en la última lámina, todos los electrones (tanto los de un spin, como los del otro) atravesarán en algún momento una de las capas cuyo campo magnético no está alineado con el spin del electrón, y todos sufrirán resistencia a su paso. De esta forma se obtiene finalmente una corriente eléctrica alta (baja resistencia), o una corriente eléctrica baja (alta resistencia), o lo que es lo mismo, 1’s y 0’s, que es con lo que trabajan los ordenadores.
Un disco duro, o una memoria, contiene una gran cantidad de pequeñas celdas de estos sandwichs, con las orientaciones de las láminas ferromagnéticas adecuadas para dar los 0’s y 1’s de los bits que forman los bytes.
Así que ya ven. Un fenómeno físico y una aplicación práctica.
Fuente:
Magnetoresistencia gigante
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