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En la lucha contra el cambio climático, hemos desarrollado la revolución del aire acondicionado: el enfriamiento ionocalórico

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Llevamos décadas fabricando dispositivos de refrigeración como sistemas de aire acondicionado o frigoríficos. Sin embargo, aunque cada vez son más eficientes energéticamente, uno de sus componentes clave es la tecnología de compresión de vapor. Esto hace que estos aparatos sean un gran problema energético y medioambiental, pero en la búsqueda de soluciones, nos hemos topado con algo que apunta a cambiarlo todo: el enfriamiento ionocalórico.

No solo se ha mostrado efectivo, también extremadamente respetuoso con el medio ambiente.

Un problema sin resolver. Los sistemas de refrigeración actuales utilizan esa tecnología de compresión de vapor mediante el uso de hidrofluorocarburos (HFC) como refrigerante líquido. Sin embargo, estos HFC tienen un potencial de calentamiento global superior al del CO₂ y se estima que, de cara a 2050, las emisiones de HFC representarán hasta el 20% de las emisiones equivalentes de CO₂ debido al aumento de la demanda de aire acondicionado.

Es por eso que estamos buscando alternativas. Algunas están en técnicas que beben de la tecnología del botijo, otras que utilizan un sistema de impresión de arcilla en 3D y máquinas que no utilizan gases refrigerantes que permiten reducir en un 80% la huella de carbono. Y, ojo, también buscamos soluciones más eficientes y respetuosas para combatir el frío. Sin embargo, seguimos utilizando los mismos sistemas tradicionales basados en HFC.

El ciclo ionocalórico. Los investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, sin embargo, están experimentando con algo que apunta a revolucionar el sector: la refrigeración ionocalórica. Drew Lilley es uno de los investigadores involucrados en el proyecto y afirma que creen que el ciclo ionocalórico tiene el potencial para resolver todos los problemas de los refrigerantes actuales. Es decir, algo que funcione de manera eficiente, sea seguro y no dañe el medio ambiente.

Ionocalorico
Ionocalorico

Pero… ¿qué es eso del ciclo ionocalórico? En la imagen superior podemos ver su funcionamiento, pero básicamente se trata de una forma de enfriamiento “calórico”. Hay varias en desarrollo, como las que utilizan el magnetismo, la presión o el estiramiento de los campos eléctricos para manipular materiales sólidos con el objetivo de que absorban o liberen calor. En el caso del enfriamiento ionocalórico, se utilizan iones para impulsar ese cambio de fase de sólido a líquido, y viceversa.

Funciona. Así, los investigadores han ideado un sistema que tiene un líquido en su interior. Esto es una ventaja, ya que permite que el material sea bombeable, facilitando la entrada y salida de calor del sistema.

Ionocaloric Cooling
Ionocaloric Cooling

En la animación que vemos justo sobre estas líneas, podemos ver el ciclo en acción. Cuando se agrega una corriente, los iones fluyen y cambian el material de sólido a líquido. Esto hace que ese material absorba el calor del entorno. Cuando se invierte el proceso y se eliminan los iones, el material se cristaliza en un sólido, liberando el calor absorbido.

Prometedor. El equipo logró un cambio de temperatura de 25 grados Celsius utilizando menos de un voltio de energía eléctrica. Ravi Prasher es uno de los investigadores del Área de Tecnologías Energéticas de Berkeley y afirmó que “desde el primer intento, los datos parecen muy prometedores a la hora de equilibrar el potencial de calentamiento global del refrigerante, la eficiencia energética del mismo y el costo del equipo requerido”.

Eso sí, aunque estos resultados fueron prometedores, Prasher tiene claro que tienen que seguir investigando los mejores componentes y técnicas para optimizar el sistema. “Tenemos este nuevo ciclo termodinámico y un marco que reúne elementos de diferentes campos, y hemos demostrado que puede funcionar. Ahora es el momento de experimentar para probar diferentes combinaciones de materiales y técnicas para enfrentar los desafíos de ingeniería”, afirmó.

Calentamiento global negativo. Y puede que lo más impresionante de esto es que no estamos hablando de algo únicamente más eficiente que los sistemas actuales, sino que tienen el potencial de “absorber” CO₂. Lilley afirmó que “existe la posibilidad de tener refrigerantes que no solo tengan potencial de calentamiento global cero, sino que sean negativos. Usar un material como el carbonato de etileno podría ser negativo en carbono, ya que se produce utilizando dióxido de carbono como insumo. Esto podría darnos un lugar para utilizar el CO₂ de la captura de carbono”.

No son pocos los que están experimentando con materiales y elementos que atrapen el CO₂, y un ejemplo es el campo de la construcción con maderas que secuestran CO₂ y ladrillos que también tienen esta propiedad. De la manera que sea, el equipo sigue investigando en esto de la refrigeración ionocalórica, pero consiguieron la patente provisional de esta tecnología y cualquiera puede licenciarla para investigar. Si te interesa, este es el correo electrónico.

Imágenes | Berkeley Lab

En Xataka | El invento alemán que quiere acabar con el aire acondicionado: un frigorífico con “músculos” artificiales

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Mazda tiene un híbrido enchufable perfecto para Europa. El problema es que para Europa es eléctrico y paga aranceles como un eléctrico

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Si hubiera que definir con una palabra esta historia, no tendría ninguna duda: rocambolesco. 

Para hacernos una idea del embrollo, vamos con unas pinceladas que iremos desgranando poco a poco: 

  • Mazda tiene un coche eléctrico chino que, realmente, tiene un motor de combustión
  • La Unión Europea ha levantado aranceles a los coches eléctricos chinos y Mazda tiene que pagar un 30% por cada uno de los que importa a Europa
  • La Unión Europea no impone aranceles a los coches chinos con motores de combustión. 
  • Esta excepción está siendo utilizada por las marcas chinas para ganar cuota de mercado en Europa. 
  • Mazda sí tiene que pagar aranceles por ese coche eléctrico que, en realidad, tiene un motor de combustión pese a que la Unión Europea no grava con aranceles adicionales a los coches chinos con motores de combustión. 

Sí, a mí también me está dando vueltas la cabeza. 

Tratemos de explicarlo. 

La historia de los aranceles

Para explicar una historia, Manolito Gafotas lo tenía claro: vayamos al principio de los tiempos. 

En octubre de 2024, después de meses avisando y tras algunas negociaciones con China, la Unión Europea levantó unos aranceles adicionales a los coches eléctricos chinos que ya venían pagando un 10% por coche vendido en Europa. Estos aranceles tienen en cuenta la supuesta ayuda estatal que China ha dado a cada marca y la predisposición de cada marca a colaborar. Es decir, no todas pagan los mismo

Esos impuestos se pusieron a todos los coches eléctricos que vinieran de China, independientemente de la marca que los importara. Esto es clave porque todas las marcas europeas que trajeran sus coches de China también tienen que pagar ya que, salvo Tesla, ninguna marca extranjera fabrica sus coches en China sin estar vinculada a una automotriz local.

Changan, que es la marca que aquí nos atañe, tiene que pagar un 20% de aranceles adicionales que se suman al 10% de aranceles de base. Es decir, por cada coche que vende en Europa tiene que pagar un sobrecoste del 30% sobre el valor del mismo. 

Esta compañía China está asociada con Mazda, quien utiliza la base de sus coches Deepal para traer a Europa el Mazda 6e y el próximo Mazda CX-6e. El primero de ellos ya lo hemos podido conducir en Xataka y, como te contamos, es un coche que arrastra algunas de las inconveniencias de su origen chino pero cuyo principal atractivo es el precio. 

Esta asociación le ha permitido a Mazda un paso muy importante. La compañía es una empresa pequeña por lo que las inversiones tienen que ir muy bien dirigidas y, viendo el abrazo que está recibiendo el coche eléctrico en Europa, han hecho cuentas y no les interesaba pagar el desarrollo íntegro de un coche propio. Pero, eso sí, tienen que cumplir con las normas de emisiones europeas si no quieren que les caiga una buena multa. 

Una opción es pagar la multa. La segunda es reducir su nivel de emisiones por debajo de los 93,6 gr/k de CO2, casi una quimera para una marca donde la electrificación es la excepción. La tercera, y más probable, es formar parte de un pool con compañías como Tesla para comprar sus créditos de emisiones. 

El Mazda 6e y el Mazda CX-6e es una muy buena noticia para la compañía ya que pone en el mercado dos coches eléctricos a un coste muy bajo para ellos y un beneficio muy alto. Por cada unidad de eléctricos vendida, la rebaja en emisiones es sustancial y aunque se queden por encima del límite tendrán que pagar menos por esos créditos de emisiones. 

Un eléctrico que no es (del todo) eléctrico 

Pero, además de estos dos ases, Mazda se guardaba un tercer as bajo la manga. Su berlina también se vende en China como eléctrico de rango extendido (EREV). Es decir, hablamos de un coche eléctrico con 200 kilómetros de autonomía eléctrica al que le apoya un motor de combustión. En este caso, un motor 1.5 de cuatro cilindros que actúa como un generador eléctrico.

El eléctrico de autonomía extendida es una solución que la propia Mazda emplea en un coche de desarrollo propio, el MX-30 REV, y es la opción que se plantea para poder sacar adelante un nuevo deportivo en sustitución del mítico MX-5. El EREV tiene la ventaja de poder recorrer centenares de kilómetros en modo completamente eléctrico con la batería adecuada y, llegado el caso, tirar del motor de combustión. 

La intención de Mazda es mejorarlo en los modelos íntegramente suyos con un motor rotativo. Así, el motor apenas ocupa espacio y añade muy poco peso a un conjunto que, irremediablemente, vendrá lastrado por el peso de la batería, lo que escama dentro de la propia empresa nipona.

Pero, ¿estamos hablando de un híbrido enchufable? En la práctica, sí. El coche utiliza el motor de combustión como generador eléctrico. Así, funciona al régimen de vueltas más eficiente en la mayoría de las situaciones, aporta electricidad a la batería y esa electricidad se envía a los motores eléctricos que son las que realmente impulsan las ruedas. La ventaja es que tienes un coche eléctrico para el día a día, con una red de seguridad en los viajes largo y, pese a todo, el tacto de par inmediato y suavidad propias de un eléctrico. 

La solución de hecho, parece una de las opciones más lógicas con el endurecimiento en las condiciones de emisiones de la Unión Europea. Y la mayoría de los coches chinos híbridos enchufables ya funcionan así en la mayoría de las ocasiones para bajar sus consumos. 

Pero en Mazda mandan un mensaje: será complicado ver esta versión en Europa. 

Y es que hay un detalle técnico que diferencia a un híbrido enchufable de un eléctrico de rango extendido. La Unión Europea hace una distinción entre ambos que no se centra en si cuenta o no con un motor de gasolina, se centra en qué energía propulsa las ruedas. 

Es decir, el Mazda 6e EREV está considerado como un eléctrico porque su motor de combustión nunca empuja las ruedas, funciona siempre como un híbrido en serie. Muchos coches chinos priorizan esta forma de trabajar pero son considerados como híbridos enchufables porque, muy puntualmente, su tecnología sí permite que el motor de combustión impulse directamente las ruedas aunque en la mayor parte de las ocasiones funcione como un generador eléctrico. 

Esta diferencia sutil hace al Mazda 6e EREV un coche eléctrico a ojos de la Comisión Europea, independientemente de que tenga o no un motor de combustión y, de hecho, el grueso de su energía llegue de la gasolina cuando la batería se agota. Eso implica que Mazda tiene que pagar un 30% de aranceles también por meter a este coche en el mercado. 

Y la paradoja de que otros coches chinos, con una técnica muy similar, no los paguen

Foto | Mazda

En Xataka | El híbrido enchufable es el caballo de Troya de China: mirábamos al coche eléctrico y su gran arma era el motor de combustión

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En su objetivo por llegar a la Luna en 2030, China ha dado un golpe en la mesa: ha demostrado el potencial de su tecnología

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En su objetivo por llegar a la Luna en 2030, China ha dado un golpe en la mesa: ha demostrado el potencial de su tecnología

La carrera por el retorno humano a la Luna ha entrado oficialmente en una nueva fase operativa con China ejecutando con éxito el primer vuelo “encendido” de su cohete pesado de nueva generación: el Long March-10 (LM-10). Un ensayo que no solo ha validado su capacidad de propulsión, sino que certifica la seguridad de su futura tripulación en el entorno más hostil del lanzamiento. 

Dónde. Este hito, realizado desde la plataforma de lanzamiento de Wenchang (Hainan), sitúa al programa lunar chino en una trayectoria firme y técnicamente verificada para cumplir su objetivo estratégico: poner al humano sobre la superficie lunar antes de 2030.

La prueba de fuego. El ensayo realizado recientemente marca un punto de inflexión, puesto que, a diferencia de las pruebas estáticas o los modelos a escala de años anteriores, este ha sido un vuelo real con ignición. El LM-10 despegó en una configuración de prototipo con el objetivo de alcanzar la máxima presión dinámica (Max-Q).

En ingeniería aeroespacial, Max-Q es el momento crítico durante el ascenso donde las fuerzas aerodinámicas sobre la estructura del vehículo son más violentas. Es el “peor escenario” posible para una emergencia y que podría atentar contra la seguridad de la tripulación, y es precisamente en ese instante cuando se envió el comando de aborto a la nave tripulada Mengzhou (la sucesora de la Shenzhou).

Hay diferencias. Lo que distingue a este ensayo de los realizados por otras potencias históricas es la sofisticación de la secuencia posterior. En un primer momento, la cápsula Mengzhou se separó del cohete y activó sus motores de escape, alejándose de la “zona de peligro” a gran velocidad, validando su capacidad para salvar a la tripulación en condiciones aerodinámicas extremas.

Por otro lado, mientras la cápsula descendía hacia un amerizaje controlado, la primera etapa del cohete LM-10 no se desechó. Por primera vez en un ensayo de estas características en China, la etapa continuó su ascenso brevemente para luego ejecutar un descenso controlado y amerizar en el mar.

Un éxito. Este éxito valida simultáneamente la integridad estructural bajo estrés máximo, la compatibilidad de las interfaces entre cohete y nave, y la capacidad de reutilización parcial del sistema, un avance tecnológico que acerca a China a la eficiencia operativa de empresas como SpaceX con Artemis. Todo esto dentro de un contexto donde China y Estados Unidos ‘luchan’ por ver quien es el primero en regresar a la Luna. 

Un cambio de concepto. El éxito de Wenchang es solo la punta de lanza de un sistema mucho más complejo conocido como el “sistema de transporte Tierra-Espacio para vuelos tripulados lunares” de la CMSA. Esta arquitectura se aleja del concepto “un solo disparo gigante” y apuesta por un esquema de dos lanzamientos y encuentro orbital.

Los tres pilares. El primero de ellos es el Long March-10, un coloso de aproximadamente 92 metros de altura capaz de colocar unas 70 toneladas en órbita baja terrestre y alrededor de 27 toneladas en órbita de transferencia lunar. Lo más interesante es que su diseño modular y la capacidad de recuperación de la primera etapa son fundamentales para la sostenibilidad económica del programa, ya que se recupera toda la estructura para siguientes pruebas y misiones. 

El segundo pilar es Mengzhou, que está diseñada para misiones de espacio profundo y es más grande y capaz que la actual Shenzhou.Su desarrollo, que comenzó conceptualmente hacia 2017-2018, ha culminado en un vehículo modular capaz de soportar la reentrada atmosférica a velocidades de retorno lunar. El tercero es un módulo de alunizaje dedicado conocido como Lanyue que espera en la órbita lunar. 

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Hoja de ruta. Esta contempla dos lanzamientos separados del LM-10: uno para transportar el módulo Lanyue y otro para la tripulación en la Mengzhou. El objetivo final es que ambos vehículos realizarán una maniobra de encuentro y acoplamiento en órbita lunar antes de que los taikonautas desciendan a la superficie.

Cronología de ambición. El camino hacia este vuelo de 2026 ha sido metódico, caracterizado por una estrategia de “pasos cortos pero rápidos” que comenzó en 2013 con las primeras discusiones y el desarrollo de prototipos. Fue en 2020 cuando se hizo un vuelo orbital de prueba de 8 días utilizando un Long March-5B y que validó el escudo térmico y los sistemas de recuperación de la cápsula.

Finalmente, ha sido este mes de febrero cuando se ha dado el vuelo con aborto en Max-Q y recuperación de la etapa. Si miramos a futuro, antes de finalizar 2026, se esperan pruebas de abandono en “cero altitud” y ensayos completos del módulo de alunizaje Lanyue, todo orientado a cumplir la ventana de lanzamiento de 2030.

Un duelo de titanes. La comparación entre Estados Unidos y China es prácticamente obligatoria en estos casos. Mientras Estados Unidos confía en la potencia bruta del SLS Block 1, un coloso de 98 metros y desechable, China apuesta por la eficiencia operativa con el Long March-10. Y aunque el cohete chino es un poco menos potente, su diseño incorpora una primera etapa reutilizable, lo que reduce costes y se acerca al modelo de sostenibilidad que SpaceX ha popularizado en Occidente, contrastando con el inmenso gasto por lanzamiento del sistema estadounidense.

Por otro lado, la NASA ha optado por un esquema híbrido y complejo: lanza a la tripulación en la cápsula Orion con el cohete gubernamental SLS, para luego acoplarse en órbita lunar con el Starship HLS, un módulo de aterrizaje comercial de SpaceX. Por el contrario, China ha elegido una “arquitectura distribuida” más pragmática: realizará dos lanzamientos separados del LM-10, uno para el módulo de alunizaje Lanyue y otro para la tripulación en la nave Mengzhou, que se encontrarán directamente en la órbita lunar.

En sus calendarios. El programa estadounidense, al depender de múltiples proveedores comerciales y tecnologías disruptivas (como el repostaje en órbita de la Starship), enfrenta una logística de alta complejidad que ha acumulado retrasos para la misión Artemis III. En cambio, el modelo centralizado y vertical de China, mantiene una hoja de ruta firme y predecible hacia el año 2030. 

De esta manera, estamos viendo a dos potencias titánicas con dos filosofías diferentes que aspiran a ser las primeras en poner a sus astronautas en el suelo de la Luna. El gran misterio está en todos los problemas que pueden surgir, como ya está sufriendo la NASA con Artemis y que podría haber alterado los planes de futuro en su misión espacial. 

Imágenes | China Manned Space Agency

En Xataka | Hay satélites en el espacio que necesitan ser “remolcados”. Y una empresa de Galicia tiene exactamente lo que se necesita

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La noticia

En su objetivo por llegar a la Luna en 2030, China ha dado un golpe en la mesa: ha demostrado el potencial de su tecnología

fue publicada originalmente en

Xataka

por
José A. Lizana

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México sabe que el futuro pasa por la soberanía tecnológica y ya ha elegido su “Silicon Valley: Jalisco y Sonora

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México ha emprendido la aventura de la soberanía tecnológica. Con su llegada a la presidencia, Claudia Sheinbaum se marcó el modesto objetivo de “seguir haciendo de México el mejor país del mundo”. Para ello, presentó el ‘Plan México’, una hoja de ruta para atraer inversión y desarrollar industrias como la de la biotecnología, la de los coches eléctricos o la de los semiconductores. Y ya se están construyendo los cimientos para ese ambicioso plan de fabricación de chips con una sola idea en mente.

Soberanía tecnológica.

Kutsari. El silicio se extrae de la arena y es, precisamente, lo que significa ‘kutsari’ en purépecha. También es el nombre del Proyecto Kutsari que busca dejar de importar gran parte de los semiconductores que necesita México para los productos que ya manufactura. Puebla, Jalisco y Sonora son las tres sedes escogidas para desarrollar un plan que sólo persigue un objetivo: dejar de ser un país que ensambla chips para convertirse en uno que los diseña, fabrica y vende.

Jalisco se mueve. Desde que se anunciara el proyecto, se han ido dando pasos para su puesta en marcha, y como leemos en Milenio, Jalisco no ha perdido el tiempo. Uno de los polos de Kutsari será el Cinvestav -Centro de Investigación y de Estudios Avanzados-. El motivo es que es la única institución en el país que cuenta con un acuerdo con Intel para generar circuitos integrados en una litografía de 16 nanómetros. Jalisco ya fue a finales del siglo pasado un punto de fabricación de semiconductores y en la misma zona se encuentra el Intel Design Center.

Es por ello que ya se ha apodado Jalisco como el ‘Silicon Valley de Latinoamérica’, un ‘hub’ en el que se están asentando diferentes tecnológicas, especialmente las dedicadas a los semiconductores, y que está trayendo inversión extranjera. Según Pablo Lemus, gobernador de Jalisco, si la economía de México creció un 0,5%, debido a esa inversión la de Jalisco creció un 4%.

Sonora guiña un ojo a EEUU. Otro de los ejes en este objetivo de soberanía tecnológica es Sonora. Recientemente, se firmó un convenio para ubicar el Centro de Investigación y Desarrollo en Semiconductores en la Universidad de Sonora. Aparte de ser otra mente pensante en la estrategia de semiconductores, Sonora cuenta con una ventaja: el Corredor Comercial México-EUA, con el que se busca una mayor inversión y conectividad regional.

Al final, Sonora y Jalisco están dando pasos en la misma dirección: inversión, consolidación de infraestructuras ya establecidas, construcción de nuevos edificios y refuerzo de acuerdos para atraer talento.

Objetivo: 2028. Como suele decirse, las cosas de palacio van despacio, y actualmente ambos estados están en una fase que podríamos catalogar como de preproducción. Están preparando el terreno en paralelo, realizando avances en diseño, pero también en el talento y en el ecosistema para crear la cadena de producción de chips. Recordemos la importancia de tener todo esto atado (y cuanto más cerca, mejor), ya que es uno de los secretos tras el liderazgo de la taiwanesa TSMC.

Una vez esté todo listo, empezará la fase de fabricación, y en este sentido, también tenemos que hablar del estado de Puebla. En el municipio de Cholula se ubicará una de las plantas de producción de semiconductores de México, una que se aprovechará de todo ese conocimiento desarrollado por Jalisco y Sonora y que, se espera, comenzará a producir chips para 2028 con la vista puesta en la comercialización de cara a 2029.

Competencia. Parece mucho tiempo, pero realmente es un plazo muy corto para dar forma a una industria tan compleja como la de los semiconductores. Pero, evidentemente, por algún punto hay que empezar y los últimos avances en el proyecto Kutsari evidencian que México sigue determinado a conseguir cierta soberanía en el segmento de los chips.

Ahora bien, veremos hasta dónde llegan las aspiraciones de México y si su producción es suficiente como para satisfacer el mercado global o se tiene que “conformar” con el doméstico. El motivo es que la crisis de componentes del 2020 y la actual crisis de la RAM nos está enseñando algo: no se puede depender ni de un país ni de un puñado de empresas. Y ahí, Vietnam, India y China se están reforzando para romper la hegemonía tecnológica que actualmente está en manos de unos pocos.

Esto implica una mayor competencia, pero si los planes de México salen bien, también supone una oportunidad que no se debería dejar escapar.

Imagen | ASML (editada)

En Xataka | Hay una carrera global para hacerse con la hegemonía de los minerales críticos. Y México acaba de dar un paso clave

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