Mostrando entradas con la etiqueta sol. Mostrar todas las entradas
Mostrando entradas con la etiqueta sol. Mostrar todas las entradas

jueves, 27 de septiembre de 2007

Dividir el agua con luz solar

Fuente: Ciencia Kanija.

El hidrógeno es uno de los combustibles más importantes del futuro, y el Sol será una de las fuentes de energía más importantes. ¿Por qué no combinar los dos para producir hidrógeno directamente a partir de la energía solar sin ningún desvío que implique corriente eléctrica? ¿Por qué no usar un proceso similar al que usan las plantas en la fotosíntesis para convertir la luz solar en energía química?

Los investigadores del Instituto Max Planck de Alemania han desarrollado un catalizador que hace exactamente eso. Tal y como informan en la revista Angewandte Chemie, el disilicio de titanio divide el agua en hidrógeno y oxígeno. Y el semiconductor no sólo actúa como fotocatalizador, también almacena los gases producidos, lo cual permite una separación elegante del hidrógeno y el oxígeno.

“La generación de hidrógeno y oxígeno a partir del agua a través de semiconductores es una importante contribución al uso de la energía solar”, explica Martin Demuth (del Instituto Max Planck de Química Bioinorgánica en Mülheim an der Ruhr). “Los semiconductores adecuados para su uso como fotocatalizadores han sido difíciles de obtener, tienen unas características de absorción de luz poco favorables, o se descomponen durante la reacción”.

Demuth y su equipo han propuesto ahora una clase de semiconductores que no han sido usados antes para este propósito: silícidos. Para un semiconductor, el disilicio de titanio (TiSi2) tiene unas propiedades optoeléctricas muy poco usuales que son ideales para su uso en tecnología solar. Además, este material absorbe luz en un amplio rango del espectro solar, se obtiene fácilmente, y es barato.

Al inicio de la reacción, una ligera formación de óxido en el disilicio de titanio da como resultado la formación de los centros catalíticamente activos requeridos. “Nuestro catalizador divide el agua con una mayor eficiencia que la mayoría de los otros sistemas semiconductores que también funcionan con la luz visible”, dice Demuth.

Uno de los aspectos del sistema que es particularmente interesante es el almacenamiento reversible simultáneo del hidrógeno. La capacidad de almacenamiento del titanio es menor que los materiales habituales de almacenaje, pero es técnicamente más simple. Lo más importante es que temperaturas significativamente bajas son suficientes para liberar el hidrógeno almacenado.

El oxígeno también queda almacenado, pero se libera bajo distintas condiciones que el hidrógeno. Requiere temperaturas por encima de 100°C y oscuridad. “Esto nos da una forma elegante para una separación fácil y limpia de los gases”, explica Demuth. Él y sus socios estadounidenses, noruegos y alemanes han fundado una compañía en Lörrach, Alemania, para un posterior desarrollo y venta del proceso propietario.

jueves, 2 de agosto de 2007

Rusia concluye los trámites para fabricar en la Tierra un “sol artificial”

Tatiana Sinitsina, RIA Novosti. El presidente de Rusia, Vladimir Putin, firmó estos días la ley federal de la ratificación del tratado sobre el proyecto ITER, el primer reactor experimental de fusión termonuclear internacional.

Antes, ese documento había sido aprobado por la Duma y el Consejo de la Federación, las dos cámaras del Parlamento ruso. De esta manera, han concluido todos los procedimientos necesarios para legitimar la participación de Rusia en el proyecto destinado a obtener energía termonuclear, una fuente energética poderosa, confiable y limpia desde el punto de vista de la ecología.

"El sol artificial terrestre", donde ocurrirán reacciones termonucleares análogas a las que se producen en el Sol, promete solucionar el problema del hambre energético de la humanidad. En las entrañas del ITER se obtendrán temperaturas del orden de los 150 millones de grados (en el Sol 20 millones de grados). Algo increíble.

"La humanidad ha tenido la suerte de que algo semejante haya podido lograrse", afirmó el académico Yevgueni Vélijov, presidente del Centro Científico ruso Instituto Igor Kurchátov, uno de los expertos responsables del proyecto en calidad de director del Consejo Ejecutivo ITER.

El reactor energético termonuclear internacional se creará en tierra francesa, en la localidad de Cadarache, y supone la unificación esfuerzos intelectuales y materiales de muchos países.

Valorado en $13.000 millones, el proyecto se pondrá en marcha con aportes de Rusia, países de la Unión Europea (UE), India, China, Estados Unidos, Corea del Sur y Japón.

La energía termonuclear es el sueño de los físicos porque es una fuente energética más segura que la nuclear. La energía termonuclear no supone riesgos de explosiones, o contaminación radiactiva y excluye las reacciones en cadena por cuanto se realiza en base a la fusión de los elementos y no a partir de su desintegración.

La planta eléctrica termonuclear es una construcción muy compleja.

"En el interior del reactor se obtienen presiones y temperaturas de magnitudes tan elevadas, que durante mucho tiempo, incluso el problema referente al encendido del plasma termonuclear parecía una tarea irrealizable, -dijo Vélijov.- Actualmente todo eso es real y es posible alcanzar su realización práctica".

Hace apenas medio siglo en todo el planeta, sólo dos personas podían hablar y comprender ese tema; uno era el físico ruso Igor Tamm, laureado con el Premio Nóbel, y el segundo era Andrei Sájarov, para ese entonces un joven aspirante a doctor en ciencias, que posteriormente llegaría a convertirse en otro notable académico y Premio Nóbel.

El maestro inculcó en su discípulo su idea fundamental, cuya esencia expuso en un modesto compendio didáctico sobre la teoría de la electricidad en 1934.

La historia de ITER comenzó en 1992 cuando Rusia, Estados Unidos, Japón y la UE convinieron unificar esfuerzos para la ejecución del proyecto técnico encaminado a la construcción del primer reactor experimental de fusión termonuclear (ITER).

La base teórica y técnica de su desarrollo sirvieron las denominadas instalaciones Tokomak, creadas por físicos en tiempos soviéticos. Ese nombre, acrónimo del ruso reflejaba el principio de trabajo de esas instalaciones, una cámara tiroidal de bobina magnética.

La idea del Tokomak fue promovida por Sájarov en los años 60 y resultó la única viable entre las 114 propuestas por la comunidad física mundial para desarrollar la tecnología de fusión termonuclear.

La concepción del Tokomak de Sájarov fue comprobada con éxito de forma experimental en el Instituto Igor Kurchátov. Para la realización del proyecto ITER también fue importante logros obtenidos por científicos rusos en materia de superconductores y métodos originales para el calentamiento gradual de plasma de electrones.

"No somos únicamente los autores de la idea, sino también sus iniciadores, promotores y participantes activos del proyecto, lo que es motivo de orgullo, - subrayó Vélijov-. Si en su tiempo Gorbachov no hubiese podido ponerse de acuerdo con Miterrand y posteriormente con Reagan, no habría salido nada".

El aporte de Rusia equivale al 10 % del costo de construcción del reactor. Y la inclusión del país en este programa promisorio es apoyada a nivel estatal con el programa federal "Reactor Termonuclear Internacional ITER".

Si se comprueba la viabilidad del reactor ITER se necesitarán todavía decenas de años para que aparezcan las primeras centrales eléctricas termonucleares en capacidad de abastecer las necesidades energéticas de la población.

Según cálculos científicos, para alimentar una central eléctrica convencional de 1.000 megavatios es necesario un tren cargado de carbón con una longitud desde París a Estrasburgo.

Si esa central fuera de gasóleo harían falta siete superpetroleros y, si fuera nuclear, ocho camiones con uranio.

Una central termonuclear de la misma potencia no necesitaría más que una camioneta cargada con agua y en calidad de desechos, produciría helio, un gas inerte e inofensivo.

No obstante, no todos los físicos rusos aplauden el ambicioso proyecto ITER.

El académico Zhorés Alfiórov, vicepresidente de la Academia de Ciencias de Rusia y laureado con el Premio Nobel considera que "la humanidad ya tiene un reactor termonuclear óptimo y natural, el Sol- que envía a la Tierra enormes cantidades de energía". Si se aprende a transformar esa energía se podrá satisfacer cualquier necesidad energética de la humanidad durante centenares de años. En ese problema precisamente trabaja Alfiórov.

Fuente: Novosti.

jueves, 21 de junio de 2007

¿Por qué los girasoles giran siguiendo al Sol?

Dice el Diccionario de la Real Academia de la Lengua en la entrada girasol: (De girar y sol, por la propiedad que tiene la flor de irse volviendo hacia donde el sol camina) m. Planta anual oriunda del Perú, de la familia de las compuestas, con tallo herbáceo, derecho, de unos tres centímetros de grueso y cerca de dos metros de altura; hojas alternas, pecioladas y acorazonadas; flores terminales, que se doblan en la madurez, amarillas, de dos a tres decímetros de diámetro, y fruto con muchas semillas negruzcas, casi elipsoidales, de unos tres centímetros de largo, comestibles, y de las que puede extraerse un aceite bueno para condimento. Se cultiva para la obtención del aceite, y en menor escala para consumir las semillas.

Sí, sí, amarillas, giran siguiendo al sol y nos comemos sus pipas; pero ¿por qué giran? y es más ¿cómo lo hacen?

El diccionario no es el lugar adecuado para encontrar respuesta a estas cuestiones, así que vamos a proporcionarlas en Sabercurioso.

Ya de chicos nos explican que los seres vivos se dividen en dos grandes grupos: animales y plantas. Luego la cosa se complica algo más, pero eso no viene ahora al caso. También nos enseñan que la diferencia entre ellos estriba en que las plantas son capaces de sintetizar su alimento y los animales no. Y los animales pueden desplazarse y las plantas no.

Pero aunque no puedan desplazarse para cambiar su entorno, sí que pueden detectar cambios en el medio y responder ante ellos. Esta respuesta consiste en un movimiento bastante limitado pero eficaz llamado tropismo.

El estímulo externo provoca la síntesis de unas hormonas que producen la respuesta, que normalmente consiste en crecer lentamente en una determinada dirección, definida por el estímulo. Si crece hacia él, decimos que el tropismo es positivo, si lo aleja de él, negativo.

Los tropismos pueden ser producidos por sustancias químicas (quimiotropismo), por la luz (fototropismo), por el agua (hidrotropismo), por la gravedad (geotropismo) o por contacto (tigmotropismo). Así una planta que crece buscando la luz muestra un tropismo positivo en su tallo y un tropismo negativo en sus raíces; aunque el geotropismo de sus raíces es positivo y el de su tallo, negativo.

El fototropismo, que hace que las plantas crezcan orientando sus tallos hacia el Sol, es especialmente visible en el girasol (Helianthus annuus) debido a su tamaño y a sus necesidades de luz solar. La orientación del capítulo —una inflorescencia formada de múltiples flores— hacia el Sol, se debe al crecimiento diferencial del tallo. En el lado opuesto a la fuente luminosa se acumula auxina, una hormona reguladora del crecimiento vegetal, que hace que es parte crezca más rápidamente que la soleada, lo que inclina el tallo hacia el Sol.

De esta manera recibe la mayor cantidad de luz posible para realizar la fotosíntesis.

De todas maneras, este heliotropismo positivo lo muestra únicamente en los primeros estadios de su crecimiento, hasta el fin de la etapa vegetativa. Entonces el girasol queda inmóvil mirando hacia el este.

Fuente: Saber Curioso.

El Sol tiene efectos antropogénicos, e incide en el cambio climático: UNAM

También hay relación con infartos al miocardio y epilepsia, señala la científica Blanca Mendoza

DE LA REDACCION

Al intentar determinar el papel que desempeña el Sol en el problema del cambio climático se ha visto que el aumento de su actividad podría agregarse a los efectos antropogénicos (acción que se ejerce, por la influencia del hombre, en la introducción o desaparición de las especies), para dar como resultado un incremento significativo de la temperatura promedio del planeta, dijo Blanca Mendoza, del Instituto de Geofísica (IG) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

La investigadora señaló que los periodos de baja o alta actividad del Sol coinciden con cambios en el tiempo atmosférico regular del planeta.

Ese hecho, ya documentado, es una de las evidencias que apuntan hacia un efecto directo y puntual del estado del Sol en el clima terrestre. No obstante, es un tema controversial demostrar qué mecanismos específicos están involucrados en la interacción entre ambos factores.

Recordó que entre 1645 y 1710, en la época Isabelina, el río Támesis estuvo congelado. A esas décadas se les llama la pequeña edad glacial, que coincide con el tiempo en que el Sol se "deprimió", ya que no produjo manchas o auroras, sino que estaba en un periodo de inactividad.

"Se ha encontrado que en ocasiones el Sol ha presentado este comportamiento, en el cual rompe la periodicidad de su ciclo de 11 años, con lo que aumenta o disminuye su dinámica", añadió Blanca Mendoza.

Motor del clima

En la conferencia Algunas interacciones Sol-Tierra, la experta expuso que la luz solar es el motor del clima; sin embargo, podría ser que su efecto no sea directo, sino que se esté llevando mediante procesos de la biota; aún faltan estudios por realizar.

Lo mismo ocurre en relación con las repercusiones en la salud. Al respecto, señaló que hay estudios que indican que la variación de los campos magnéticos producidos en el planeta, asociados con la actividad solar, pueden generar problemas, como infartos al miocardio y epilepsia.

Sin embargo, el mecanismo por el cual esto ocurre está en intenso estudio y debate, "y no se puede concluir nada al respecto; no hay certeza, se debe analizar más ampliamente el tema", argumentó.

Recordó que del Sol sólo se observa la superficie. Como otras estrellas tiene una estructura interna que se infiere mediante cálculos físico-matemáticos; se forma en primera instancia por un núcleo, en el que se genera la energía.

En su centro, de manera constante se convierte el hidrógeno en helio por medio de una serie de reacciones nucleares. Uno de sus productos es la luminosidad. "Un dato que llama la atención es que la luz que se produce en su interior tarda 10 millones de años en salir a la superficie".

Luego tiene una zona radiactiva (o de radiación), y otra convectiva (o de convección), donde la energía se transporta mediante movimientos macroscópicos de material, hasta que finalmente sale a la zona visible, a la fotosfera, donde se observan las manchas. De ahí la radiación viaja ocho minutos hasta alcanzar la Tierra.

De ese modo, expuso, la primera conclusión de tal proceso de energía es que la luz que llega es vieja, ya que fue generada en el interior del astro hace millones de años.

La corona solar, en tanto, es una capa de la atmósfera que está cerca de un millón de grados y emite rayos X. Esta se escapa del sol por su alta temperatura; o sea, la gravedad no es capaz de contener ese gas y sale para formar lo que se conoce como viento solar.

Campos magnéticos

Otra característica la constituyen las mencionadas manchas solares, regiones de campos magnéticos intensos que impiden el transporte eficiente de energía; por esa razón son más "frías" y oscuras que el área que las circunda.

Su variación tiene un ciclo de 11 años, con una regularidad asombrosa, según muestran los registros desde 1750, año a partir del cual los datos son confiables, precisó Blanca Mendoza.

Galileo Galilei empezó a registrarlas de manera sistemática en 1610. Descubrió que las manchas se movían alrededor del Sol y concluyó que éste rotaba. Aunque fueron vistas en Grecia, China y Corea, varios siglos antes de nuestra era.

Tal manifestación fue durante muchos años la única que se pudo determinar. En la actualidad hay otros fenómenos que se han estudiado, como el campo magnético, las protuberancias y las emisiones de masa coronal, entre otras.

Fuente: La Jornada.