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Conseguir agua dulce consume una burrada de energía. El MIT tiene una idea: desalinizar con placas solares

Published

1 mes ago

octubre 20, 2024

Con 1.800 millones de personas en riesgo de quedarse sin agua potable en los próximos años, urge que encontremos formas para producir más agua potable. La clave ahí está en las desaladoras, pero el gran enemigo de estas plantas y sistemas ha sido el enorme consumo energético que necesitan para realizar el proceso. Eso ha ido cambiando los últimos años con las energías renovables y soluciones como desaladoras portátiles o sistemas pasivos.

El MIT quiere llevarlo un paso más allá gracias a un sistema de desalinización solar que no necesita baterías y que sirve para potabilizar 5.000 litros diarios. Y es, precisamente, esa placa solar y el remolque en el que uno de los investigadores está sentado en la imagen que encabeza este artículo.

Revolucionando la desalinización. El Instituto Tecnológico de Massachussetts lleva un tiempo investigando la forma de crear un sistema eficiente de desalinización. La electrodiálisis y la ósmosis inversa son los dos métodos más utilizados para desalinizar el agua. Mediante el primero, se usa un campo eléctrico para extraer los iones de la sal mientras el agua se bombea a través de membranas de intercambio iónico. Para la ósmosis, se utiliza presión para bombear el agua salada a través de una membrana que filtra la sal.

El problema es que ambos necesitan energía constante, algo que no se puede amoldar a los flujos cambiantes de la energía solar o eólica y por eso se necesitaban baterías caras y pesadas para almacenar energía para cuando no hubiera luz solar o viento. Además, el flujo de energía debía ser constante durante el proceso, algo que era imposible sin baterías. Hasta ahora.

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El sistema. Hace unos meses, ingenieros del MIT presentaron un sistema de desalinización mediante “electrodiálisis por lotes”, y el nuevo sistema se basa en ese diseño. Se trata de un sistema de electrodiálisis que consta de:

Bombas de agua.
Sistema de membrana de intercambio iónico.
Paneles solares.

Y lo que han ingeniado para eliminar la batería de la ecuación es una red de sensores que monitorizan todas las partes del sistema. Esas lecturas se mandan a un software, que precide la velocidad óptioma a la que bombear agua a través de la membrana de intercambio y la energía que se debe aplicar en ese momento exacto para maximizar la cantidad de sal extraída. El problema del primer sistema es que sólo se podía calcular una vez cada tres minutos y, en ese tiempo, una nube podía pasar y bloquear la luz, interrumpiendo el flujo de energía. El sistema utilizó el 77% de la energía producida por los paneles. Demasiado.

En tiempo real. Desde entonces, han estado trabajando y, como comentan en el estudio que acaban de publicar, se han centrado en reducir el tiempo de respuesta del sistema a una fracción de segundo. Esto permite una respuesta prácticamente en tiempo real que se ajusta en todo momento a los cambios en la luz solar a lo largo del día y, por tanto, no tiene que compensar con fuentes de energía adicionales -las baterías-.

El sistema detecta cuánta energía están produciendo los paneles y, si están produciendo más de la que se está gastando, el ordenador ajusta automáticamente el bombeo para que impuse más agua a través de la membrana de intercambio. Todo va en función de lo que producen los paneles y, en definitiva, el sistema es capaz de leer en tiempo real esa producción y ajustar cada segundo la cantidad de agua salada a bombear.

El sistema de desalinización por electrodiálisis de accionamiento directo, que utiliza un control de corriente controlado por flujo. Los paneles solares absorben la energía del sol y luego la asignan de manera óptima (mostrada en amarillo) a la bomba y a la pila de electrodiálisis, sin necesidad de almacenamiento de energía. El agua salina fluye a través de la bomba hacia la pila de electrodiálisis, donde se desaliniza y se divide en una corriente de agua potable (azul claro) y una corriente de salmuera concentrada (azul oscuro)

Resultados. “En comparación con el diseño tradicional de un sistema de desalinización solar, redujimos la necesidad de batería en casi un 100%”, afirma Amos Winter, director del Centro de Ingeniería e Investigación Global K. Lisa Yang del MIT. Del 77% de la energía aprovechada por el sistema anterior del MIT, pasamos a un 94% con el nuevo sistema.

Eso se traduce en hasta 5.000 litros de agua por día a pesar de las oscilaciones climáticas y de la luz solar disponibles en una zona de Nuevo México en el que este sistema lleva operando los seis últimos meses. Y no ha necesitado ni las mencionadas baterías ni una fuente de alimentación complementaria como puede ser la red eléctrica convencional. Además, ese volumen es el necesario para abastecer el consumo diario de una comunidad de unas 3.000 personas.

Atacando las aguas subterráneas. Algo importante a tener en cuenta es que este sistema de desalinización por energía solar está orientado a la desalinización de aguas subterráneas. “La mayoría de la población vive tan lejos de la costa que la desalinización del agua de mar nunca podría llegar a ellos. Por lo tanto, dependen en gran medida de las aguas subterráneas, especialmente en regiones remotas y de bajos ingresos. Y, lamentablemente, estas aguas subterráneas se están volviendo cada vez más salinas debido al cambio climático”, afirma Jonathan Bessette, uno de los estudiantes de doctorado en ingeniería mecánica del MIT.

Por eso, “esta tecnología puede llevar agua limpia de forma sostenible y asequible a lugares desatendidos”, continúa, debido a que las fuentes de aguas subterráneas salobres son más frecuentes que las aguas subterráneas dulces y, afirman, se trata de una enorme fuente de agua potable potencial sin explotar.

Faltan pruebas. Ahora bien, Bessette se muestra cauto. Aunque los resultados de esta bomba solar son prometedores y ya están demostrando que en zonas con condiciones muy cambiantes pueden suministrar agua potable a una población entera, afirma que “seguimos trabajando diligentemente para continuar desarrollando métodos de desalinización más sustentables y de menor costo”.

La idea es seguir probando, maximizar la fiabilidad del sistema y desarrollar una línea de soluciones para proporcionar agua desalinizada utilizando energías renovables en múltiples mercados. ¿Cómo? Mediante una startup que arrancará en los próximos meses y utilizará esta tecnología. Habrá que estar atentos.

Imágenes | MIT

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En 1960 se detectó un sonido extraño bajo las aguas de la Antártida. No solo seguimos sin respuesta: se está multiplicando

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2 horas ago

noviembre 25, 2024

Andres Oviedo

Muchos de los misterios de la ciencia suelen tener relación con los sonidos que no podemos identificar. Ahí están todas esas ráfagas de radio en el espacio como uno de los grandes enigmas del cosmos, pero si bajamos a la Tierra, también tenemos historias para subirnos a la nave del misterio, especialmente bajo el mar. Allí, un sonido lleva repitiéndose desde 1960 en el Pacífico, y nadie acierta a descifrarlo.

Patos hablando. Desde su primer registro en las aguas antárticas en 1960 a través de submarinos de clase Oberon, el misterioso sonido conocido como Bio-Duck ha intrigado a los científicos durante décadas. Este ruido, similar al graznido de un pato, pero con un tono mucho más profundo y resonante, se repite de manera característica en diferentes regiones del océano, especialmente en enclaves como Australia, Nueva Zelanda y la Antártida, incluso durante un análisis acústico en la Cuenca de Fiji Sur en 1982.

Aunque en 2014 parecía haberse identificado su vínculo con las ballenas minke antárticas (Balaenoptera bonaerensis), el caso acaba de dar un giro inesperado. Un grupo de investigadores ha dado con sonidos similares registrados en áreas donde no se avistaron estos cetáceos, lanzando una nueva teoría.

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La naturaleza biológica del sonido. Ross Chapman, experto en acústica oceánica de la Universidad de Victoria en Canadá, ha estudiado el fenómeno desde 1986. Según el propio Chapman, los datos recopilados a lo largo de décadas indican que el sonido es claramente de origen biológico. Inicialmente, la repetitividad del ruido generó dudas, pero con la evolución de las herramientas acústicas, se identificaron patrones que apuntan a animales marinos como los responsables.

El equipo de Chapman ha revelado que los sonidos parecen ser parte de una interacción organizada. Los análisis muestran que varios emisores generan estos ruidos desde distintas ubicaciones, alternando entre “hablar” y “escuchar”, lo que sugiere un comportamiento similar a una conversación. Chapman y su equipo creen que estos patrones de emisión y respuesta son deliberados, pero el propósito de estos “diálogos” sigue siendo un misterio.

Descubrimiento e implicaciones. El sonido se grabó inicialmente en las aguas antárticas y más tarde frente a la costa occidental de Australia en 1982, luego continuó apareciendo en muchos más enclaves. En aquellos inicios los investigadores emplearon una antena acústica equipada con hidrófonos para rastrear el origen del Bio-Duck.

Este sistema permitió afinar la dirección de los sonidos y reveló un tesoro de información sobre diversas emisiones acústicas en el océano, incluidas las de mamíferos marinos. Avances todos que consolidaron la teoría de que múltiples criaturas marinas, quizás ballenas minke antárticas, eran los emisores.

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Una “charla” marina. Aunque el Bio-Duck está asociado principalmente con las ballenas minke antárticas, no está claro si otros cetáceos también generan sonidos similares. En teoría, así debería ser después de descubrirse los sonidos en otras áreas donde no se encuentran estas criaturas. Más intrigante aún es la función de estos ruidos.

Chapman especula que podrían estar relacionados con la comunicación entre individuos, ya sea para coordinar actividades, enseñar a las crías o incluso compartir información sobre su entorno. Sin embargo, otra vez, todas estas hipótesis carecen de confirmación científica.

Leviatan. Lo cierto es que, a pesar de los avances, la pregunta sobre qué “discuten” unas criaturas marinas desde 1982 permanece sin respuesta. Chapman, por su parte, bromea diciendo que podrían estar hablando sobre comida, cuidando a sus crías o simplemente comentando la presencia de un barco científico en los alrededores.

Una cosa sí parece meridianamente clara: el fenómeno subraya lo poco que conocemos todavía sobre la comunicación marina y deja abiertas las puertas para futuras investigaciones que puedan desentrañar este fascinante “diálogo”. Mientras tanto, la conversación subacuática de estos “leviatanes” permanece como un enigma insondable.

Imagen | Ross Chapman

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Cómo unos pocos km fueron clave para que el misil lanzado por Rusia en Ucrania no activara todas las líneas rojas de la guerra

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4 horas ago

noviembre 25, 2024

Andres Oviedo

Ocurrió el pasado jueves en la mañana de Europa. Durante varias horas, el mundo se contuvo pensando que finalmente Putin había “apretado” el botón. La fuerza aérea de Ucrania afirmaba que Rusia había disparado un misil balístico intercontinental (ICBM) de largo alcance contra Dnipro. Finalmente, todo quedó en un aviso en forma de “misil experimental”. Si se quiere también, un mensaje a Occidente con un arma inédita cuyo rango fue clave.

La advertencia rusa. El presidente Vladimir Putin anunció horas después del lanzamiento que se trataba de un nuevo misil denominado “Oreshnik”, un arma experimental equipada con una ojiva hipersónica no nuclear capaz de alcanzar una velocidad de Mach 10. En su primera utilización en combate, el misil impactó un sitio militar-industrial en la ciudad ucraniana de Dnipro, en lo que fue descrito como un ataque de prueba y una clara señal de advertencia para Occidente.

Desde entonces, analistas y expertos han dado algo más de contexto a lo sucedido y a la identidad del propio misil. El dispositivo utilizado en el ataque apunta a un RS-26 Rubezh o una variante de este. Aunque oficialmente descontinuado en 2018, el Pentágono sugiere que el diseño se retomó parcialmente. En cualquier caso, el ataque marca un uso histórico y sin precedentes de un misil balístico en combate, aunque, muy importante y como veremos, de rango intermedio (IRBM), utilizando una versión convencional de un arma inicialmente desarrollada para portar cargas nucleares.

Características del misil. Por tanto, el Oreshnik (o RS-26 modificado) estaría clasificado como un misil balístico de rango intermedio (IRBM), aunque algunos analistas lo consideran cercano a un misil intercontinental (ICBM). El arma puede portar cargas convencionales o nucleares, y según expertos, incluye un sistema MIRV (vehículo de reentrada con objetivos múltiples e independientes), capaz de transportar varias ojivas. Con un alcance máximo de hasta 5.500 kilómetros, supera ampliamente los misiles utilizados hasta ahora en la guerra en Ucrania.

Desarrollado a partir de 2008 por el Instituto de Tecnología Térmica de Moscú, se sabía que el RS-26 es un misil balístico de combustible sólido, móvil y de rango intermedio (IRBM). Derivado del RS-24 Yars, mide aproximadamente 12 metros de largo y tiene un diámetro cercano a los 1.8 metros. Aunque en pruebas alcanzó rangos intercontinentales, esto solo fue posible con cargas ligeras, lo que lo limitó a rangos intermedios con cabezas nucleares o convencionales.

El lanzamiento. El ataque en Ucrania fue lanzado desde Kapustin Yar, a unos 800 kilómetros del objetivo. Imágenes del impacto sugieren el uso de múltiples cabezas reentrantes independientes (MIRV), posiblemente combinando explosivos pequeños, señuelos o incluso versiones sin carga letal.

Dicho ataque, como decíamos, podría servir tanto como una prueba experimental como un acto de disuasión estratégica frente a la OTAN. Qué duda cabe, el uso de un IRBM convencional señala un intento de Rusia por demostrar capacidad para evadir defensas aéreas ucranianas mientras envía un mensaje de fuerza a Occidente.

Los kilómetros clave. Desde el Kremlin se ha deslizado que el RS-26, en realidad, podría ser un ICBM. Dicho de otra forma, un misil que podría alcanzar objetivos más allá de los 5.500 km. ¿Entonces? La discrepancia vendría dada por un tema nada baladí. Es público y conocido que Rusia ha tratado de mantenerse dentro de los límites del Tratado de Fuerzas Nucleares de Alcance Intermedio (INF), un acuerdo de 1987 donde precisamente se prohibía el uso de misiles ICBM y de crucero con alcances entre 500 a 5.500 km. De fondo: reducir las tensiones en Europa.

¿Qué ocurrió? Ante la posibilidad de romper el INF, Rusia anunció oficialmente en 2018 que detenía el desarrollo del RS-26. Sin embargo, el tratado se canceló en 2019, dando pie, posiblemente, a nuevos avances desde entonces. De ahí, según los analistas, que el ejército ucraniano hablara en un primer momento de que el misil en Dnipro podría tratarse de un ICBM. Con el paso de las horas, esos kilómetros “de más” y el consenso de que no nos encontrábamos ante un ICBM, sino ante un IRBM, fueron claves para no entrar en un nuevo escenario en el conflicto.

Implicaciones estratégicas y el futuro del RS-26. Lo que sí parece meridianamente claro con esta especie de resurgimiento del RS-26 es una tendencia hacia el desarrollo de armas estratégicas no nucleares que puedan enviar señales de poder sin provocar una escalada nuclear inmediata. Como decíamos, el ataque también expone el riesgo de malinterpretaciones por parte de Ucrania o la OTAN, considerando que misiles de esta clase pueden portar cabezas nucleares.

A medida que se recopile más evidencia, quedará por definir si el Oreshnik es una reactivación directa del RS-26 o un desarrollo completamente nuevo inspirado en dicho sistema. Sea como fuere, Rusia ha introducido un nuevo nivel de complejidad en la guerra en Ucrania y en la dinámica de disuasión global: misiles estratégicos para ejercer presión política y militar.

Imagen | U.S. Indo-Pacific

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mejores ofertas en tecnología del día de hoy (25 de noviembre)

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6 horas ago

noviembre 25, 2024

Andres Oviedo

A pesar de que el día importante de la semana será este viernes, casi todos los establecimientos ya están realizando sus ofertas del Black Friday, el cuál puedes seguir con nosotros en directo si no quieres perderte ninguna de las grandes ofertas que han salido hasta la fecha. Como decimos, ya podemos encontrar decenas de ofertas en todos sitios, y por esa razón aquí vamos a tratar de enseñaros las mejores ofertas de tecnología que podemos encontrar en estos momentos antes del Black Friday.

Videoconsola PlayStation 5 Slim por 374,00 euros, el modelo de PS5 más barato visto hasta la fecha
Teléfono móvil Google Pixel 8 Pro por 599,00 euros, el gama alta de Google de la pasada generación
Portátil Apple MacBook Air (2024) M3 por 959,00 euros, el portátil de Apple de nueva generación a su precio más bajo
Amazon Fire TV Stick 4K por 35,99 euros, el gadget perfecto para exprimir al máximo tu televisión
Amazon Kindle Paperwhite por 152,99 euros, la última versión del lector de libros de Amazon
Videoconsola Asus ROG Ally por 499,00 euros, una consola portátil ideal para jugar a cualquier cosa
Televisión LG OLED77C46LA + barra de sonido LG 240TR por 2.099,00 euros
Auriculares Samsung Galaxy Buds FE por 59,99 euros, con cancelación de ruido activa

El Corte Inglés inicia la liquidación de su outlet: vaqueros a 8 euros y abrigos a 17 euros este fin de semana

PlayStation 5 Slim

La consola de Sony está siendo una de las grandes protagonistas del Black Friday. Con la PlayStation 5 Slim, la compañía japonesa sustituyó al modelo original con algunos cambios importantes, como por ejemplo un tamaño un 30% más compacto, así como la posibilidad de instalar y retirar el lector de discos cuando deseemos. En este caso, se trata del modelo sin lector, pero si lo deseamos se puede adquirir por separado. Ahora podemos conseguirla en cualquier establecimiento por 374,00 euros.