CAMARAS DE ENSAYOS CLIMATICOS Y DE ENVEJECIMIENTO AMBIENTAL ACELERADO
PARA REPRODUCCION Y SIMULACION EN LABORATORIO DE CLIMAS NATURALES O ARTIFICIALES
DISEÑO, INVESTIGACION Y DESARROLLO DESDE 1967

domingo, 28 de febrero de 2016

Desarrollan celulas captadoras de radiacion solar IR.

Un equipo de investigadores liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha creado una célula fotovoltaica de silicio capaz de transformar en electricidad la radiación infrarroja. El trabajo aparece publicado en la revista Nature Communications.
 
Imagen: Células de silicio.
El Sol es una fuente inagotable de energía que podría solucionar muchos de los problemas energéticos actuales. El dispositivo capaz de realizar la conversión de luz solar en electricidad es la célula fotovoltaica, comúnmente conocida como célula solar. Sin embargo, existen diversos obstáculos que impiden una mayor generalización de su uso, entre ellos un coste relativamente alto (del orden de 20 céntimos de euro por vatio producido) y una eficiencia baja, por debajo del 17%. Es decir, de cada vatio que recibimos del sol, sólo aprovechamos una pequeña parte: los 0,17 vatios que corresponden al espectro visible.
El motivo de la baja eficiencia de las células fotovoltaicas convencionales reside en que los materiales básicos para su fabricación, como el silicio, sólo pueden absorber y aprovechar una pequeña parte del espectro solar. El resto de la radiación solar, que corresponde a la zona infrarroja, no es aprovechada y se pierde.
“Después de tres años de trabajo, nuestro equipo de investigación ha desarrollado un nuevo concepto de célula solar de silicio capaz también de captar y transformar en electricidad la radiación infrarroja del Sol” explica el investigador del CSIC Francisco Meseguer, del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid”.
El investigador del CSIC y de la Universitat Politècnica de Catalunya, Moisés Garín, añade: “lo que hemos hecho ha sido crear células fotovoltaicas sobre microcavidades esféricas de silicio donde la luz infrarroja queda atrapada y da vueltas en su interior hasta que es transformada en electricidad”.
Este trabajo, en el que también han participado otros grupos del CSIC, la Universitat Politècnica de València, la Universitat Politècnica de Catalunya y la Universidad Rovira i Virgili de Tarragona, supone un nuevo enfoque científico para poder desarrollar en el futuro células fotovoltaicas de alto rendimiento.
Fuente: CSIC 10/03/2014 
M. Garín, R. Fenollosa, R. Alcubilla, L. Shi, L.F. Marsal y F. Meseguer.All-silicon spherical-Mie-resonator photodiode with spectral response in the infrared region. Nature CommunicationsDOI: 10.1038/ncomms4440

miércoles, 24 de febrero de 2016

Sostenibilidad climatica: El mayor parque eolico marino de la Tierra.

La compañía fabricante de aerogeneradores DONG Energy, tras la autorización del Gobierno Británico, ha decidido poner en marcha el proyecto de implantación del que será el parque eólico más grande de la Tierra en Hornsea, frente a la costa de Inglaterra, con capacidad para alimentar energéticamente a cerca de un millón de viviendas; como si de una central nuclear se tratase.

Se espera que el macro-proyecto a instalar en la costa de Yorkshire, según se aprecia en el plano, pueda entrar en funcionamiento en el año 2020.  

Con una capacidad de generación de energía de 1,2 GW y sus 174 aerogeneradores gigantes de casi 200 metros de altura repartidos en una superficie marina de 500 km cuadrados el parque de Hornsea será la instalación eólica off-shore más grande del planeta.
En estos momentos en que la Tierra se encuentra en una situación de decadencia de recursos hídricos y un gravísimo cambio climático causado por el uso masivo de los combustibles y productos derivados del petróleo, la noticia de la sensibilización de los gobiernos para inversiones en energías renovables, representa un alivio esperanzador  para la sostenibilidad de este maravilloso planeta con fecha de caducidad que todavía hace viable la supervivencia de las especies animales y vegetales.

martes, 23 de febrero de 2016

Ecosistemas semiaridos y CO2 climatico.

Según un  trabajo publicado en la revista Journal of Geophysical Research. Biogeosciences, en verano, las precipitaciones leves son insuficientes para estimular la fotosíntesis de las plantas pero activan las emisiones de CO2 de los microorganismos del suelo.
 
“En el trabajo, efectuado en los espartales del Parque Natural del Cabo de Gata-Níjar, se han estudiado todos estos procesos biológicos con el objetivo de ver cómo responden a los llamados pulsos de lluvia, que son eventos aislados de precipitación tras un periodo de sequía relativamente prolongado”, explica la investigadora del CSIC Ana López Ballesteros, de la Estación Experimental de Zonas Áridas, de Almería, que lidera el estudio. 
Los ecosistemas terrestres tienen la capacidad potencial de mitigar el efecto invernadero. En general, las plantas pueden absorber, mediante la fotosíntesis, el CO2, que es el gas efecto invernadero más abundante en la atmósfera. En el caso de los ecosistemas áridos y semiáridos, la ausencia prolongada de agua, sobre todo en verano, provoca que la fotosíntesis quede inactiva y las plantas dejen de absorber el CO2.

Tradicionalmente se ha creído que las plantas de climas áridos son capaces de aprovechar cualquier cantidad de agua por pequeña que sea y reactivar la fotosíntesis. Ahora un nuevo estudio internacional liderado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha mostrado que en verano las precipitaciones ocasionales deben ser intensas (superiores a los 20 milímetros) para que la fotosíntesis se reactive y el ecosistema pueda absorber CO2 de forma significativa. Si estas lluvias son inferiores, únicamente se reactiva la actividad de los microorganismos del suelo, que, a través de la degradación de la materia orgánica, emiten CO2 a la atmósfera.
Ecosistemas como estos espartales son capaces de responder de manera inmediata a eventos de precipitación aislados, indica la investigadora. “Los resultados de nuestro estudio demuestran que durante la época estival, solo los pulsos de lluvia de gran magnitud son capaces de provocar la absorción neta de CO2. Sin embargo, la mayoría de pulsos de lluvia son de pequeña magnitud, lo que conlleva una emisión neta de CO2 a la atmósfera, ya que son los microorganismos del suelo los únicos seres vivos capaces de reactivarse tras el período de sequía”, señala López Ballesteros. “Las conclusiones de este estudio ponen de manifiesto la vulnerabilidad de este tipo de ecosistemas, cuyo funcionamiento está supeditado a la disponibilidad de agua”.
Bibliografía:
Ana López-Ballesteros, Penélope Serrano-Ortiz, Enrique P. Sánchez-Cañete, Cecilio Oyonarte, Andrew S. Kowalski, Óscar Pérez-Priego, Francisco Domingo. Rain pulses enhance the net CO2 release of a semi-arid grassland in SE Spain. Journal of Geophysical Research – Biogeosciences. Doi:10.1002/2015JG003091
Fuente: DYCIT

lunes, 22 de febrero de 2016

Influencia climatica en la “ley de los cinco segundos”.

La NASA demuestra que la “ley de los cinco segundos”, en virtud de la cual, un alimento que se cae al suelo no tarda más de cinco segundos en contaminarse por microorganismos, es cierta si se completa con las condiciones climáticas existentes en el entorno.

Mark Rober y Mike Meacham, dos ingenieros de la Nasa, pusieron a prueba el mito urbano que plantea que las personas tienen cinco segundos para recoger del suelo un alimento, sin que se llene de microbios.
De acuerdo a sus estudios, los factores que más influyen en la contaminación de un alimento que se cae al suelo, además de las características y estado de la superficie, son las condiciones climáticas del entorno.
Estos científicos, descubrieron que la comida húmeda recoge 10 veces más bacterias que la comida recogida 3 segundos después de que se cae. Esto es peligroso porque las bacterias como las que producen la salmonella y la listeria "aman los ambientes húmedos", explicaron en el canal de Youtube, Science Channel.
Téngase en cuenta que las bacterias son los organismos unicelulares más pequeños que existen en la Tierra.

Por su forma, las bacterias pueden clasificarse en: bacilos (alargadas o en forma de bastoncillo), vibrios (curvadas), espirilos (onduladas o en forma de espirales) y cocos (redondeadas). Estas últimas pueden presentarse aisladas, en parejas (diplococos), en grupos alineados (estreptococos), en masas irregulares (estafilococos) o en masas cubicas (sarcinas).
Un gran número de bacterias son las que producen algunas enfermedades más comunes y peligrosas que afectan en los seres vivos tales como cólera, sífilis, neumonía, tétanos, tifus, difteria, etc.
Sin bien hay que señalar que algunas bacterias son útiles en el campo de las investigaciones científicas, específicamente en biotecnología e ingeniería genética, en la vida diaria, si un alimento se cae al suelo, lo aconsejable sería desecharlo sin duda, sin necesidad de cronometrar el tiempo transcurrido desde que se nos ha caído.
Para investigar la velocidad de contaminación de un alimento en función de las variables ambientales, se emplean las cámaras climáticas de laboratorio.

sábado, 20 de febrero de 2016

Humedad. Conceptos y consecuencias. Camaras climaticas.

Conceptos y definiciones

Definimos la Humedad como la cantidad de agua que contienen los materiales o la atmósfera, pero no hay que confundir el contenido en peso de agua que contiene un material con la humedad absoluta o la humedad relativa.
La Humedad Relativa es la cantidad de agua que se encuentra en el aire a una determinada temperatura, con respecto a la cantidad máxima de vapor de agua que el aire puede contener a esa temperatura en condiciones de saturación.
Recordemos por otra parte que el agua líquida comienza a evaporar cuando la presión atmosférica se iguala con la tensión superficial, y dichos parámetros son modificados con las temperaturas respectivas del agua y del aire. Para evaluar los diferentes casos posibles, existe el diagrama de Moliere y la tabla psicrométrica, la cual contempla todos los pares de valores posibles.
Punto de rocío: es la temperatura que el aire húmedo debe alcanzar (manteniendo constante la presión y la humedad) para condensar (saturarse).
Ejemplos:
A 21°C, 1 kg de aire seco puede contener hasta un máximo de aproximadamente 15,8 gramos de vapor de agua, que equivalen al 100% de Humedad Relativa (H.R.).
La cantidad de agua que el aire puede retener cambia en función de la temperatura y crece al aumentar la temperatura del aire. En consecuencia, mientras 1 kg de aire seco a 21°C puede contener hasta 15,8 g de vapor de agua, la misma cantidad de aire a -18 °C puede retener solamente unos 0,92 gramos de vapor de agua.
Refrigerando 1 kg de aire seco a 21°C con el 50% de H.R. (aproximadamente 7,9 gramos), se alcanza la saturación (100% de H.R.) a 9,5°C. Viceversa, aumentando la temperatura de 1 kg de aire seco -18°C con el 100% de H.R. (aproximadamente 0,92 gramos) sin añadir más vapor de agua, a 21°C se conseguirá el 6% de H.R.( 0,92/15,8 = 0,06).
La cantidad de agua que un metro cúbico de aire puede retener varía con su temperatura, aumentando a medida que la temperatura del aire aumenta. Esto se debe al hecho de que el aire se expande a medida que se calienta y se contrae a medida que se enfría. De acuerdo con esto, mientras que 1m3 de aire a 23ºC puede retener 21,2g. de vapor de agua, el mismo m3 de aire a 0ºC puede retener sólo 4,5g. de vapor de agua. Por lo tanto si se tiene 1m3 de aire a 0ºC y 70% HR (3g.) y se aumenta su temperatura a 23ºC sin agregar vapor de agua, terminará con: 3g. / 21,2. = 0,14 (14% HR). Esta condición resulta muy similar a la existente en desiertos tales como el del Sahara, o como el de Atacama, en donde la humedad media es del 12% HR, muy por debajo de la humedad recomendable para el confort y la salud (no inferior al 40%).

Aparatos de medida
Los aparatos para medir la humedad son de diversos tipos, en función de que se trate de humedad atmosférica o de contenido en agua de materiales.
En el caso de la humedad del aire podemos citar como más comunes los higrómetros de cabello (de utilización doméstica), psicrómetros de bulbo seco y bulbo húmedo (requieren el uso de tabla por diferencia de temperaturas), y finalmente los termohigrómetros electrónicos, los cuales presentan los valores de forma precisa y estable, especialmente los basados en la detección de empañamiento por punto de rocío mediante espejo.
Cuando se trata de medir la humedad de los materiales, el método más preciso es el de la balanza de secado por infrarrojos, en la cual la diferencia de pesadas (valor anterior e inferior al secado) se ofrece de forma directa como contenido en peso de agua. Menos engorroso es el empleo de sensores electrónicos de humedad por conductividad entre puntas de contacto, sensores de espada para áridos y resmas de papel, y finalmente los sensores de ultrasonidos o infrarrojos para procesos en continuo a distancia.
Materiales higroscópicos
Se define como material higroscópico a aquella sustancia que es capaz de absorber agua, modificando su peso, con posibilidad de  causar  variaciones dimensionales.
Cuando un material se encuentra en equilibrio con el contenido de humedad que se encuentra en el aire y se lo lleva a un ambiente calentado y con un contenido menor de vapor de agua, dicho material empieza a ceder parte de su humedad al aire seco del ambiente. Al perder el material su humedad, se “encoge” causando la formación de grietas o deformaciones. El mismo daño se puede detectar en el papel, en los tejidos, en algunos materiales plásticos, en la cera, en las frutas y en las verduras y en otros materiales que tienen la propiedad de absorber y ceder la humedad.
Materiales hidrófilos 

Material hidrófilo es un producto o material con capacidad de absorber humedad sin que afecte a sus dimensiones iniciales.
La absorción hidrófila, consiste en la absorción de agua entre las células, de la cual NO deriva ninguna variación de las dimensiones. Los materiales higroscópicos siempre tienden a alcanzar un equilibrio con el ambiente que los rodea.
La avidez higroscópica es la capacidad de los materiales para absorber humedad, en cantidad y rapidez. En la mayoría de los casos, cuando el material ha alcanzado su límite de absorción de agua, lo habitual es que se produzca un aumento de volumen.
Las variaciones dimensionales de los materiales, debidas a un cambio de la humedad ambiental, pueden condicionar la calidad y la manejabilidad de los materiales y los procesos de elaboración, independientemente de la dilatación por efecto de la temperatura.
Si nos basamos en la climatología y por tanto en la humedad relativa, la protección de los materiales higroscópicos se puede garantizar solamente mediante la estabilidad del ambiente en que se encuentran. Este objetivo se consigue mediante la deshumidificación cuando el aire se convierte en aire demasiado húmedo y mediante la humidificación cuando el aire está demasiado seco.
Consecuencias del contenido de humedad en los materiales
Las condiciones climáticas pueden afectar a los materiales, los equipos y los sistemas industriales, además de a las personas, tanto por exceso como por defecto.       
Tanto en ambientes artificiales como naturales a medida que disminuye la temperatura exterior también disminuye la humedad relativa interior al calentar  los ambientes.
Esto tiene efectos nocivos tanto en las personas como para las distintas industrias: papelera, textil, alimenticia, laboratorios, oficinas, museos, equipos electrónicos, etc.
La única forma de evitar las consecuencias derivadas de los climas extremos es controlar la humedad relativa; es decir: deshumidificar cuando el aire es muy húmedo y humidificar cuando se seca demasiado.
Como no siempre esto es posible, los fabricantes tienen que desarrollar materiales, equipos y sistemas capaces de soportar condiciones climáticas adversas y además evaluar su resistencia y comportamiento por medio de cámaras climáticas.
Un ejemplo de las consecuencias de la baja humedad se encuentra en la industria, dado que produce fenómenos de electricidad estática.
La electricidad estática se reduce notablemente cuando la humedad relativa se mantiene a un valor más alto del 35%. Existen muchos sectores industriales que son especialmente sensibles a este problema.
Acondicionamiento climático
Una correcta humidificación, además de reducir el polvo en suspensión, permite a quienes se encuentran en ambientes cerrados respirar bien sin los problemas que derivan de la sequedad de las principales vías respiratorias. Además, la reducción de la evaporación cutánea que resulta de una correcta humidificación, altera la sensación de frío y permite como consecuencia bajar la temperatura de los locales, permitiendo de esta forma un ahorro en los gastos de calefacción y limitando la dispersión del calor entre el ambiente interno y el externo.
Conservación de productos
Determinados productos perecederos han de ser conservados en ambientes climáticamente controlados.
Control de calidad de materiales, aparatos y sistemas
La calidad de los materiales, aparatos y sistemas, tanto de forma estática como dinámica (condiciones de funcionalidad), pueden verse afectados por las condiciones climáticas extremas, corrosión de aceros, rozamientos, roturas, fragilidad (elasticidad de poliamidas en función del contenido de humedad), etc., de ahí la importancia de controlar las condiciones climáticas de los entornos e investigar la resistencia a escala de laboratorio mediante el uso de las cámaras climáticas.
Las cámaras climáticas son recintos isoclimáticos perfectamente estancos, tanto desde el punto de vista térmico como psicrométrico, capaces de reproducir cualquier clase de clima, natural o artificial, con la máxima precisión y estabilidad.

domingo, 14 de febrero de 2016

Transporte isoclimatico a prueba de inclemencias ambientales.

Frío, calor, viento, lluvia, nieve, granizo, tormentas de arena,…, ninguna condición climática, por extrema que sea, afectará al Hyperloop; un transporte entre ciudades, confortable, ecológico, económico y rápido, con capacidad para alcanzar velocidades de hasta 1.200 Km/h.
 
Elon Musk, fundador de compañías tan revolucionarias como TESLA, fabricante de coches eléctricos, o de la compañía de alta tecnología aeroespacial SpaceX, es el creador del proyecto, basado en su convencimiento de que los trenes de alta velocidad, con limitaciones de 550km/h y muchos otros problemas, deben y pueden ser superados.
El ingenio se basa esencialmente en una cápsula semejante a un cuerpo central de avión, sin alas, el cual se desplaza como un proyectil a gran  velocidad por un tubo transparente con estructura de acero como si del alma de un arma de fuego se tratase.
A modo de efecto venturi, el aire proyectado por un compresor se desplaza desde la proa hasta la popa, creando una succión como si de un tubo neumático se tratase, disminuyendo con ello el coeficiente de rozamiento por contacto con la vía (levitación) y llegando a alcanzar aceleraciones próximas a la velocidad del sonido. Esta depresión resultante es equivalente a la que se ven sometidos los aviones cuando vuelan a la altura de crucero.
En estas condiciones, la fricción resultante media es aproximadamente 1000 veces menor a la que sufriría un tren convencional circulando por una vía férrea a nivel del mar, y con un coste medio de solo el 10% de los presupuestos que se están barajando para el TAV.
El primer tramo norteamericano de aproximadamente 30 kilómetros de prueba salió a concurso público internacional, siendo ganadoras las propuestas de la Universidad Politécnica de Valencia (UPV), basada en levitación magnética adicional implementada con una turbina trasera de impulsión del aire de barrido, y el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) para las infraestructuras.
Fuente: Hyperloop Tech.

miércoles, 10 de febrero de 2016

Baterias de grafeno: La revolucion de la energia electrica portable.

El grafeno no deja de sorprendernos día a día con infinitas aplicaciones; en este caso las baterías que revolucionarán el mundo de la energía eléctrica portable a partir del próximo mes de marzo, fecha en que la compañía murciana Grabat Energy comenzará su producción en serie. 
 
La empresa española, en asociación con la compañía de nanotecnología china Chint y diversas universidades,  ha presentado en Madrid un tipo de baterías revolucionarias fabricadas a base de nanopolímeros de grafeno que van a revolucionar la energía eléctrica portable.

Ventajas:
No explotan, se calientan poco, mantienen su carga tras ser cortocircuitadas, bajo tiempo de carga, muy poco peso, pequeño tamaño, gran autonomía, no tienen efecto memoria, bajo coste.
Aplicaciones:
Sector aeroespacial, motocicletas, automóviles, bicicletas, drones, marcapasos, teléfonos móviles, herramientas portátiles, etc., etc.
Como ejemplo, se dice que con una carga de 5 minutos, un automóvil utilitario podría llegar a tener una autonomía de 800 kilómetros; unas expectativas que desbancarán hasta las más novedosas baterías de Ion-Litio de última generación.

miércoles, 3 de febrero de 2016

Corrosion infraestructuras ferroviarias. Camaras de niebla salina.

Las infraestructuras ferroviarias al tener que estar diseñadas para el transporte de personas y mercancías a largas distancias, han de enfrentarse a cambios ambientales repetitivos; no solo en cuanto a vicisitudes climáticas de origen meteorológico, sino también en razón de las zonas geográficas por las que habrán de transitar, entre las que caben señalar las zonas marítimas con ambientes químicamente activos.

Con la nueva tecnología de alta velocidad y dados los elevados costes de este tipo de infraestructuras, tanto desde el punto de vista constructivo como de mantenimiento, de lo que se trata es de realizar los trazados de la forma más recta posible, lo que implica tener que pasar por áreas costeras o sobre el mar.

En su constante exposición a la intemperie, un riesgo a tener en cuenta es la corrosión. Oleaje, salpicaduras, rociones, cambios térmicos, lluvias y ambiente con alto contenido en cloruro sódico por doquier.
Semejante ambiente corrosivo ejerce una destrucción constante y progresiva de tal importancia que requiere enormes inversiones de protección y de recambio de piezas deterioradas.
Para evaluar a escala de laboratorio la resistencia a la corrosión marina de los aceros y sus recubrimientos se emplean las cámaras de niebla salina de ensayos acelerados, capaces de simular y reproducir de forma cíclica todas las condiciones y ambientes climáticos existentes en todas las zonas geográficas de las redes ferroviarias del mundo.