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

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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.

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.

Mit Solarwater 03 Press 1
Mit Solarwater 03 Press 1

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

En Xataka | Las sequías van a ir a más. Así que algunas empresas están intentando crear agua a partir del aire

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Llevamos años tratando de responder a la pregunta “de dónde vienen los meteoritos”. Y es más difícil de lo que parece

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La respuesta a la pregunta “de dónde vienen los meteoritos” podría ser de perogrullo: pues del espacio, de dónde si no. Es una respuesta técnicamente correcta pero poco satisfactoria. Y sin embargo no podemos trazar el origen de cerca del 94% de los meteoritos que nos alcanzan, más allá de decir precisamente eso, que vienen del espacio.

Al menos hasta ahora.

Trazando el origen. Una nueva serie de estudios ha logrado trazar el origen de la mayoría de los meteoritos que alcanzan la Tierra. Según el equipo responsable de estos estudios, cerca del 70% de los meteoritos tienen su origen en tres familias relativamente jóvenes de asteroides.

Las tres familias en cuestión son Massalia, Koronis y Karin. Solo Massalia es el origen del 37% de los cerca de 70.000 meteoritos conocidos recogidos en la Tierra. Se trata de tres grupos de asteroides surgidas por impactos acontecidos hace 40, 7,5 y 5,8 millones de años.

El equipo también estudió el origen de otros meteoritos con lo que hemos pasado de conocer el origen de alrededor de un 6% de los meteoritos terrestres a conocer la procedencia de más del 90% de estos.

H y L. El estudio se basó en dos tipos de meteorito que en conjunto abarcan cerca del 70% de las rocas espaciales que alcanzan la superficie de la Tierra: las condritas ordinarias de tipo H, altas en hierro; y del tipo L, bajas en hierro. Estas condritas deben su nombre a los cóndrulos, diminutas estructuras esféricas de minerales intercaladas entre la roca del meteorito.

Hasta ahora tan solo habíamos logrado identificar cerca de un 6% de los meteoritos conocidos, aquellos con origen en lugares como la Luna, Marte o Vesta (uno de los grandes asteroides del cinturón ubicado entre Marte y Júpiter). Sin embargo los compuestos por “condritas ordinarias” permanecían como un enigma.

Massalia, Karin, y Koronis. Los nuevos estudios ubican en estas tres familias de asteroides el origen de más de 2/3 de los meteoritos conocidos. Según explica el equipo autor de los trabajos, el motivo de que estas tres familias hayan producido tal cantidad de impactos en la Tierra tiene que ver con el ciclo vital de los asteroides.

Las “familias jóvenes” de asteroides cuentan con una alta densidad de fragmentos de roca desperdigados por una colisión inicial. Estos fragmentos chocan, quebrándose y generando pedazos que pueden salir disparados en cualquier dirección. En dirección a la Tierra, por ejemplo.

Conforme pasa el tiempo y las familias van perdiendo densidad al desaparecer estos pequeños asteroides, las colisiones se hacen menos frecuentes. Pero este proceso puede requerir decenas de millones de años.

Tres estudios. Análisis anteriores ya habían sugerido que el origen de los meteoritos podía estar en asteroides jóvenes. Estos estudios se basaron en la cantidad de radiación espacial captada por estos cuerpos, relativamente baja lo que indicaba que habían pasado poco tiempo como cuerpos espaciales independientes.

El nuevo análisis combinó estudios de las grandes familias del cinturón de asteroides que fueron combinadas con simulaciones por ordenador con las que estudiar la historia de estas familias. Los detalles del trabajo realizado por el equipo se publicaron en tres artículos. El primero, publicado en septiembre en la revista Astronomy and Astrophysics, y los dos siguientes publicados esta semana en la revista Nature.

Aún por saber. Aún queda por hallar el origen de cerca de un 10% de los meteoritos que hemos ido descubriendo a lo largo de los años. Según explica el equipo responsable de los recientes estudios, reducir este número está entre sus planes. Esperan con ello identificar también el origen de las pequeñas familias formadas en los últimos 50 millones de años.

En Xataka | “Estamos destruyendo información guardada ahí 4.000 millones de años”: el problema de los geólogos, los imanes y los meteoritos

Imagen  | Jérôme Gattacceca / Leiem (CC BY-SA 4.0)

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Los asientos de primera clase son cosa del pasado. Las aerolíneas quieren ahora una clase business absurdamente lujosa

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Volar en primera clase hace que el vuelo se pase volando de otra manera. Es una experiencia única —o eso dicen— que se ha asociado tradicionalmente al lujo. Sin embargo, desde hace unos años, la primera clase está perdiendo terreno frente a una clase que viene apretando fuerte desde abajo. Hay compañías que se resisten a abandonar este tipo de asientos, pero otras están decididas a matar la primera clase en sus aviones.

Oman Air es una más en la lista, y los motivos para apartar definitivamente este tipo de asientos tienen bastante sentido.

Las clases cambian. En los comienzos de la aviación, todas las clases eran iguales. Todos los asientos eran igual de incómodos y la experiencia no era buena. Sin embargo, poco a poco las aerolíneas se pusieron las pilas para que la experiencia mejorara y, con diferentes cambios de regulación, en 1955 Trans World Airlines fue la primera que separó en dos clases: primera y turista.

Unos años más tarde, en 1970, aparecieron los asientos ‘ejecutivos’, una mejora de espacio y servicios respecto a la clase turista, pero inmediatamente detrás de la primera clase. La idea gustó a otras compañías que se apresuraron a copiar un modelo que permitía cobrar entre un 25% y un 50% más a los viajeros. Esos primeros asientos business son similares a la clase economy premium actual, pero los asientos business también han ido evolucionando, tanto que están ganando la batalla a la primera clase.

Oman Air Business Studio Ex First Class 1132x650 1 1024x588
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En los asientos centrales, las cabinas son dobles, pero con cortinillas rígidas para ganar privacidad

Tendencia. En 2016, Delta Air Lines estrenó las cabinas ejecutivas. No eran primera clase (los asientos de primera clase son una auténtica locura), pero el precio estaba en un punto en el que la clase inmediatamente inferior podía considerar realizar un viaje largo de forma más cómoda y las características del asiento fueron llamando la atención de los viajeros de primera clase. En sus resultados financieros, Delta informó de un crecimiento de los ingresos de la clase premium en un 17%, lo que afianzó su movimiento.

Cada vez más aerolíneas están apostando por quitar espacio a la primera clase y a la económica para apostar por la clase business y la premium economy. El motivo está en la relación entre el espacio que se necesita dentro del avión y el rendimiento económico de los asientos. Es algo que se puede ver genial en esta imagen, extraída del vídeo de Aviatrix:

dinero asientos avión
dinero asientos avión

Números. Los viajeros de negocios representan el 12% de los pasajeros de un avión, pero son el 75% de las ganancias. Siguiendo el ejemplo anterior, en un Boeing 777 de British Airways que vuele desde Londres a Washington DC, tenemos la siguiente situación:

  • Clase Economy: 122 asientos a 1.050 dólares cada uno = 128.100 dólares por vuelo.
  • Clase Premium Economy: 40 asientos a 3.600 dólares cada uno = 144.000 dólares por vuelo.
  • Clase Business: 48 asientos a 5.500 dólares cada uno = 264.000 dólares por vuelo.
  • Primera Clase: 14 asientos a 10.500 dólares cada uno = 147.000 dólares por vuelo.

No todos los vuelos son tan caros, evidentemente, pero el objetivo es que menos pasajeros paguen más para que los beneficios sean superiores. Y manteniendo la primera clase, ese objetivo se va al garete porque los 14 asientos ocupan muchísimo espacio y las ganancias son inferiores a las de la clase business.

Matando a la clase alta. Aerolíneas como American Airlines, Air New Zealand o Turkish Airlines se han sumado a esa tendencia de matar a la primera clase para apostar por mejores asientos de clase ejecutiva. El caso de Oman Air es interesante con sus cabinas Business Studio. Se trata de un tipo de asiento que sólo utilizará, de momento, en la ruta Londres-Bangkok y serán más baratas que las anteriores de primera, pero algo más caros que los de la clase business estándar.

B Studio Shot 03 1132x650 1
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Cabinas Business Studio. Con Korfiatis es el director ejecutivo de Oman Air y comentó a Fortune que la demanda de los asientos de primera clase ha disminuido, lo que los ha motivado a inventarse esa “clase business de primera”. “El nuevo Business Studio ofrecerá un espacio entre asientos de 208 centímetros, paredes para garantizar la privacidad, una pantalla personal de 23 pulgadas, conectividad Wi-Fi gratuita y comida a la carta”. Tienes la privacidad de la primera clase gracias a las paredes de la cabina y comodidades para trabajar o descansar en un vuelo de negocios.

Como sigamos inventando clases… Al final, se trata de una clase business que podría ser la primera clase de algunas aerolíneas y el problema es… precisamente ese. Ya hay compañías como Qatar Airways que tienen una clase business mejor que la primera clase de otras compañías y, además, ahora va a servir caviar o champán de 390 dólares la botella también a esta clase (que puede parecer algo menor, pero suma en la experiencia de vuelo).

Y lo que están haciendo las compañías que eliminan la primera clase es reconvertir ese espacio en una especie de business plus con asientos más espaciosos, cabinas para dos personas y comodidades que van un poquito por encima de la clase business, pero sin llegar a los precios de la primera clase.

El problema va a ser como quieran realizar esta estrategia con otros asientos del avión, ya que se van a acabar los nombres y muy probablemente veamos asientos economy premium plus o similar. Si es que no existen ya.

Imágenes | Oman Air

En Xataka | Las aerolíneas han encontrado otra forma de ganar espacio a costa del pasajero: acabar con los asientos reclinables

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Los asientos de primera clase son cosa del pasado. Las aerolíneas quieren ahora una clase business absurdamente lujosa

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Volar en primera clase hace que el vuelo se pase volando de otra manera. Es una experiencia única —o eso dicen— que se ha asociado tradicionalmente al lujo. Sin embargo, desde hace unos años, la primera clase está perdiendo terreno frente a una clase que viene apretando fuerte desde abajo. Hay compañías que se resisten a abandonar este tipo de asientos, pero otras están decididas a matar la primera clase en sus aviones.

Oman Air es una más en la lista, y los motivos para apartar definitivamente este tipo de asientos tienen bastante sentido.

Las clases cambian. En los comienzos de la aviación, todas las clases eran iguales. Todos los asientos eran igual de incómodos y la experiencia no era buena. Sin embargo, poco a poco las aerolíneas se pusieron las pilas para que la experiencia mejorara y, con diferentes cambios de regulación, en 1955 Trans World Airlines fue la primera que separó en dos clases: primera y turista.

Unos años más tarde, en 1970, aparecieron los asientos ‘ejecutivos’, una mejora de espacio y servicios respecto a la clase turista, pero inmediatamente detrás de la primera clase. La idea gustó a otras compañías que se apresuraron a copiar un modelo que permitía cobrar entre un 25% y un 50% más a los viajeros. Esos primeros asientos business son similares a la clase economy premium actual, pero los asientos business también han ido evolucionando, tanto que están ganando la batalla a la primera clase.

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En los asientos centrales, las cabinas son dobles, pero con cortinillas rígidas para ganar privacidad

Tendencia. En 2016, Delta Air Lines estrenó las cabinas ejecutivas. No eran primera clase (los asientos de primera clase son una auténtica locura), pero el precio estaba en un punto en el que la clase inmediatamente inferior podía considerar realizar un viaje largo de forma más cómoda y las características del asiento fueron llamando la atención de los viajeros de primera clase. En sus resultados financieros, Delta informó de un crecimiento de los ingresos de la clase premium en un 17%, lo que afianzó su movimiento.

Cada vez más aerolíneas están apostando por quitar espacio a la primera clase y a la económica para apostar por la clase business y la premium economy. El motivo está en la relación entre el espacio que se necesita dentro del avión y el rendimiento económico de los asientos. Es algo que se puede ver genial en esta imagen, extraída del vídeo de Aviatrix:

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Números. Los viajeros de negocios representan el 12% de los pasajeros de un avión, pero son el 75% de las ganancias. Siguiendo el ejemplo anterior, en un Boeing 777 de British Airways que vuele desde Londres a Washington DC, tenemos la siguiente situación:

  • Clase Economy: 122 asientos a 1.050 dólares cada uno = 128.100 dólares por vuelo.
  • Clase Premium Economy: 40 asientos a 3.600 dólares cada uno = 144.000 dólares por vuelo.
  • Clase Business: 48 asientos a 5.500 dólares cada uno = 264.000 dólares por vuelo.
  • Primera Clase: 14 asientos a 10.500 dólares cada uno = 147.000 dólares por vuelo.

No todos los vuelos son tan caros, evidentemente, pero el objetivo es que menos pasajeros paguen más para que los beneficios sean superiores. Y manteniendo la primera clase, ese objetivo se va al garete porque los 14 asientos ocupan muchísimo espacio y las ganancias son inferiores a las de la clase business.

Matando a la clase alta. Aerolíneas como American Airlines, Air New Zealand o Turkish Airlines se han sumado a esa tendencia de matar a la primera clase para apostar por mejores asientos de clase ejecutiva. El caso de Oman Air es interesante con sus cabinas Business Studio. Se trata de un tipo de asiento que sólo utilizará, de momento, en la ruta Londres-Bangkok y serán más baratas que las anteriores de primera, pero algo más caros que los de la clase business estándar.

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Cabinas Business Studio. Con Korfiatis es el director ejecutivo de Oman Air y comentó a Fortune que la demanda de los asientos de primera clase ha disminuido, lo que los ha motivado a inventarse esa “clase business de primera”. “El nuevo Business Studio ofrecerá un espacio entre asientos de 208 centímetros, paredes para garantizar la privacidad, una pantalla personal de 23 pulgadas, conectividad Wi-Fi gratuita y comida a la carta”. Tienes la privacidad de la primera clase gracias a las paredes de la cabina y comodidades para trabajar o descansar en un vuelo de negocios.

Como sigamos inventando clases… Al final, se trata de una clase business que podría ser la primera clase de algunas aerolíneas y el problema es… precisamente ese. Ya hay compañías como Qatar Airways que tienen una clase business mejor que la primera clase de otras compañías y, además, ahora va a servir caviar o champán de 390 dólares la botella también a esta clase (que puede parecer algo menor, pero suma en la experiencia de vuelo).

Y lo que están haciendo las compañías que eliminan la primera clase es reconvertir ese espacio en una especie de business plus con asientos más espaciosos, cabinas para dos personas y comodidades que van un poquito por encima de la clase business, pero sin llegar a los precios de la primera clase.

El problema va a ser como quieran realizar esta estrategia con otros asientos del avión, ya que se van a acabar los nombres y muy probablemente veamos asientos economy premium plus o similar. Si es que no existen ya.

Imágenes | Oman Air

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