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Producción de energía a partir de nubes de tormenta

 
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Los electrodos son instalados en altas columnas y capturan la energía de las nubes.
Los electrodos son instalados en altas columnas y capturan la energía de las nubes.

27 de junio de 2011

Agencia de Noticias UN- En la UN se avanza en un proyecto para atrapar energía a partir de nubes de tormenta, la cual se almacena en supercondensadores para ofrecer carga a equipos pequeños como celulares, baterías y cámaras.

Hasta 15 microamperios de corriente se capturan en un día de tormenta promedio en Bogotá, por cada electrodo instalado a campo abierto. Así lo asegura David Fernando Ariza González, ingeniero electrónico y estudiante de la Maestría en Ingeniería Eléctrica de la UN, quien avanza en este proyecto dirigido por el docente Francisco José Román Campos.

Fuentes de energía

Actualmente, en Colombia y muchos países del mundo se avanza en el desarrollo de tecnologías para el aprovechamiento de las fuentes de energía no convencionales. “Estos desarrollos han llevado a la mejora de la calidad de vida de la sociedad, a la implementación de nuevas técnicas de suministros de energía que no impliquen un mal gasto de recursos naturales, a la disminución de factores contaminantes y a la creación de sistemas eléctricos más eficientes con bajos consumos de potencia, entre otros”, manifestó Ariza González.

Las nubes de tormenta tienen la propiedad de almacenar grandes cantidades de carga, la cual genera campos eléctricos ambientales importantes que pueden considerarse constantes, ya que se encuentran a kilómetros de la superficie terrestre y sus dimensiones son también en el orden de kilómetros. Cuando un elemento metálico con forma puntiaguda es sometido a este campo eléctrico, tiene la propiedad de amplificar el campo eléctrico que lo rodea.

“Hoy por hoy los electrodos tipo corona son utilizados para amplificar el campo eléctrico ambiental, debido a sus finas agujas con radios de curvaturas muy pequeñas capaces de amplificar millones de veces el campo eléctrico ambiental”, explicó el ingeniero, que integra el Grupo de Investigación en Compatibilidad Electromagnética de la Universidad Nacional de Colombia (EMC-UNC), dirigido por el profesor Román.

Cuando estas puntas amplifican el campo eléctrico y su magnitud, se inician una seria de descargas eléctricas entre el gas ionizado y la punta del electrodo, “este fenómeno es conocido como el efecto corona y gracias a él es posible generar una corriente a través del electrodo tipo cactus, y si esta se hace circular a través de elementos almacenadores de energía, es posible cargarlos y así obtener energía de las nubes”, manifestó.

La propuesta permitirá avanzar en el estudio de estas fuentes de energía y la caracterización de sus principios físicos. El ingeniero busca convertirla en una fuente alternativa para alimentar cargas con bajos consumos de energía y complementarla con sistemas tradicionales pero con aplicaciones de bajo consumo, tales como fuentes de iluminación o comunicaciones en sectores del país donde no hay redes eléctricas.

“Actualmente no se tiene referencia de un sistema captador de energía como este en Colombia”, puntualiza Ariza.

Créditos:unal.edu.co

DISEÑAN EN EL IPN DISPOSITIVO PARA REUTILIZAR ENERGÍA QUE DESPERDICIA LA INDUSTRIA

 
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8 de mayo de 2011

• Investigadores de la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (ESIME), Unidad Zacatenco, construyeron Termosifones bifásicos, para reutilizar la energía calorífica y térmica de calderas y turbinas de las industrias llantera, química, textil o de alimentos, entre otras

Investigadores de la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (ESIME), Unidad Zacatenco, del Instituto Politécnico Nacional (IPN), diseñaron y construyeron un dispositivo ahorrador de energía térmica denominado Termosifones bifásicos, los cuales permitirán reutilizar la energía que se desperdicia en diversos procesos industriales, para lograr ahorros energéticos y beneficios económicos para los industriales.

El doctor Ignacio Carvajal Mariscal, catedrático e investigador del Laboratorio de Ingeniería Térmica e Hidráulica Aplicada (LABINTHAP), de la ESIME Zacatenco, informó que estos dispositivos permitirán recuperar el calor residual que se desaprovecha en diversos procesos industriales de las empresas llantera, papelera, del plástico, química, textil y de alimentos, entre otras, para ser reutilizado.

Carvajal Mariscal indicó que el proyecto Desarrollo de Dispositivos de Alta Eficiencia para el Ahorro de Energía, surgió al observar que en la mayoría de las industrias se pierde una gran cantidad de energía térmica, “pues a través de sus chimeneas y tubos de escape se tira esa energía, la cual en muchas ocasiones rebasa los 300 grados centígrados y es susceptible de ser reutilizada; nosotros observamos que podíamos diseñar un equipo para recuperarla y  darle otro uso industrial”.

Puntualizó que lo fundamental de este estudio es que aprovecha el calor residual, que es la energía térmica que abandona las fronteras de un equipo o proceso industrial hacia el medio ambiente, después de haber cedido la energía en un proceso primario (por ejemplo, generación de vapor). Por lo tanto, es la energía desechada y en apariencia sin valor, “que nosotros proponemos aprovechar para beneficio de los industriales”.

Fue así como surgieron los Termosifones bifásicos, señaló el académico, los cuales son una serie de  tubos de acero que están sellados por ambos extremos y contienen un líquido en el interior. Al absorber calor por la parte inferior el líquido hierve y se evapora, lo que permite transferir una mayor cantidad de calor que puede ser utilizado como precalentador de aire, para calentamiento de agua, líquidos o sustancias que requieran altas temperaturas, y para producir vapor saturado, entre otros.

El investigador politécnico indicó que hasta el momento ya fabricaron los Termosifones y se encuentran en la etapa de diseño de los Recuperadores de Calor, en donde se colocarán los Termosifones, para luego instalarse en las industrias. Este tipo de dispositivo ahorrador de energía térmica ha demostrado alta eficiencia de hasta 95 o 97 por ciento, al transportar el calor con una mayor eficacia, lo que los hace atractivos para la industria.

Precisó que en otros países existen algunos sistemas similares, pero son costosos, sofisticados y muy grandes, mientras que el dispositivo diseñado en el IPN es de menor tamaño y cuenta con especificaciones y tecnología propias.

Carvajal Mariscal dijo que los ahorros energéticos que se pueden logar con estos dispositivos son variados; por ejemplo, en una caldera de 100 caballos de fuerza podría lograr incrementar su eficiencia térmica entre 7 o 10 por ciento más de calor, además de lograr un ahorro de combustibles de 15 a 20 por ciento, y la reducción de las emisiones contaminantes que se van a la atmósfera.

Destacó que por la importancia del estudio, cuentan con el apoyo del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) y del propio IPN, además en el proyecto también trabajan otros investigadores de la ESIME, como el doctor Florencio Sánchez Silva y el experto ucraniano Georgi  Pollupan, además de que se han graduado seis alumnos de maestría.

El investigador del LABINTHAP comentó que este tipo de tecnología ya se está aplicando en países altamente desarrollados, por ello son loables los esfuerzos que realiza el Politécnico para avanzar en el manejo de la tecnología térmica; “nosotros no nos podemos quedar esperando a que llegue tecnología de otros países, sino necesitamos desarrollar nuestra propia tecnología para aprovecharla en beneficio de la industria mexicana”, enfatizó.

Créditos: Comunicación Social/IPN/ Comunicado: 115

DESARROLLAN EN LA UNAM PRÓTESIS DE DISCO INTERVERTEBRAL MÓVIL QUE ABSORBE ENERGÍA

 
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Proceso de instalación de la prótesis de disco intervertebral lumbar móvil.
Proceso de instalación de la prótesis de disco intervertebral lumbar móvil.

25 de abril de 2011

• Es menos invasiva y a la medida del paciente, informaron Epifanio Vargas y Adrián Espinosa, del Centro de Diseño Mecánico e Innovación Tecnológica de la Facultad de Ingeniería
• El cambio de actividades, la obesidad, el sedentarismo y las malas posturas, han provocado que la edad a la que se presentan estos problemas haya disminuido de personas de la tercera edad, a adultos de alrededor de 40 años

En el Centro de Diseño Mecánico e Innovación Tecnológica (CDMIT) de la Facultad de Ingeniería (FI) de la UNAM se desarrolla una prótesis de disco intervertebral lumbar móvil que, a diferencia de las convencionales, absorbe energía, es menos invasiva y se adapta a cada paciente.

El diseño del dispositivo, a cargo de Epifanio Vargas y Adrián Espinosa, está en proceso de patente y surge a partir de las necesidades planteadas por un médico experto del Instituto Nacional de Rehabilitación.

La investigación, sostuvo Espinosa, forma parte de la labor del grupo de diseño, orientado a la proyección de productos para el bienestar de las personas.

En este caso, explicó Vargas, atacamos el problema de la columna lumbar o de la parte baja de la espalda, que a diferencia de las cervicales (en el cuello), no sólo tiene mucha movilidad, sino que soporta el peso de la parte superior del cuerpo.

La prótesis, abundó, consta de una parte en contacto con las vértebras de la columna, y otra, que permite la movilidad. Las comerciales, que se comenzaron a emplear en la década de los 40, son como una caja hueca, rígida, que une un hueso con otro para formar uno solo, fijo o fusionado. También existen móviles, pero aún presentan problemas, en su forma circular o semi-circular.

El cambio de actividades físicas, la obesidad, el sedentarismo y las malas posturas, han provocado que el lapso en que se presentan problemas en los discos intervertebrales haya disminuido de personas de la tercera edad, a adultos de alrededor de 40 años, sostuvo el ingeniero.

También, influye cargar objetos de manera inadecuada, o muy pesados. Además, la presión a la que son sometidos los discos depende de cada persona; si es obesa se someten a más peso, ejemplificó.

Prótesis inteligente

Vargas señaló que con una prótesis actual se limita la actividad del individuo, por lo que sólo puede caminar distancias cortas y cargar pocos kilogramos; asimismo, pacientes con osteoporosis o con problemas cardiacos no pueden recibir el implante. Por ello, la idea es lograr mejoras en la calidad de vida y que estos dispositivos sean útiles para un mayor número de candidatos.

Al respecto, Espinosa explicó que las prótesis existentes se fijan de forma agresiva para el cuerpo; el disco, hecho de metal, tiene dos “aletas” que se clavan en la columna.

En el caso del diseño propuesto por los universitarios, se usarían adhesivos de última generación, se considera una parte metálica, de una aleación biocompatible con el cuerpo, y otra elástica, inteligente, que controle el movimiento. El prototipo demostrativo ya fue probado en un esqueleto modelo, como los utilizados en las clases de anatomía.

Vargas, quien desarrolla el proyecto como parte de su tesis de maestría, adelantó que la absorción de energía de este diseño se proporciona mediante un arreglo interno de resortes, que está en proceso de detalle.

Para ello, se cuenta con el apoyo de un grupo del Centro, experto en optimización estructural, es decir, en obtener geometrías que pesen menos, pero con la resistencia deseada.

Si alguien presenta problemas de espalda, se somete a un proceso de rehabilitación, y en caso de no funcionar, se acude a la opción quirúrgica. Entonces, el médico definirá si el paciente necesita un dispositivo de suplantación del disco. Durante el proceso, el especialista propone estudios radiológicos para obtener la forma y tamaño exactos, para elaborar prótesis individualizadas, explicó.

El procedimiento actual consiste en fabricarlas en serie y con diámetros variados, y los especialistas definen cuál es la adecuada para cada persona. Con la innovación de los universitarios, el paciente contaría con una prótesis a la medida.

Hasta ahora, se han hecho dos publicaciones del proyecto en la revista de la Sociedad de Ingenieros Mecánicos, además de la tesis de maestría de Vargas, cuyo trabajo continuará en el doctorado.

Finalmente, Espinosa refirió que para lograr el objetivo se requiere apoyo financiero. Por su parte, Vargas dijo que cualquier interesado puede acudir al Centro de Diseño de la FI. “Estamos abiertos a colaboraciones”.

Créditos: UNAM-DGCS-241/2011/unam.mx

Mayo es el mes más caluroso en la ciudad de Puebla

 
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Domingo 9 de Mayo de 2010

Mayo es considerado el mes más caluroso del año en la ciudad de Puebla, por lo que los altos niveles de temperatura que se han registrado hasta el momento, están dentro del rango de lo normal, informó Lluvia Sofía Gómez Texon, Meteoróloga del Centro Universitario para la Prevención de Desastres Regionales de la BUAP.

Explicó que el calor es la transferencia de energía entre diferentes zonas de un mismo organismo, que se encuentran a distintas temperaturas, este flujo siempre ocurre desde la zona de mayor temperatura hacia la menor, y cuando se mezclan ocurre un equilibrio térmico.

De acuerdo a datos de la estación meteorológica instalada en el Departamento de Investigaciones Arquitectónicas y Urbanísticas (DIAU) de la BUAP, el 7 de mayo de 2009 se registró la temperatura más alta que fue de de 31.5 grados centígrados; en este 2010 la máxima hasta el momento ha sido de 30 grados centígrados.

Recordó que algunas de las consecuencias de este cambio climático y las altas temperaturas y falta de lluvia, son los incendios forestales sobre todo cuando toda el área está seca, pero principalmente si las personas que acuden a las zonas boscosas no tienen todo el cuidado para apagar fogatas o arrojan colillas de cigarro encendidas.

Gómez Texón resaltó que debemos tomar en cuenta que los rayos que actualmente llegan, son de forma más directa, por lo que es recomendable que la gente no se exponga demasiado tiempo al sol, sobre todo en las horas de temperatura máxima que es alrededor de las dos de la tarde y que consuma líquidos.

La meteoróloga comentó que “se ha generado una gran polémica acerca de los calores que hemos tenido, ya que las personas consideran que en este año han sido más intensos, sin embargo los registros demuestran que hasta el momento están en el rango normal.

El valor máximo histórico que presentan los datos del registro de la estación meteorológica del DIAU, fue el 21 de mayo de 1983 donde se registró una temperatura de 32.5 grados centígrados en la ciudad de Puebla.

Créditos: BUAP/Comunicación Institucional/buap.mx