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REPRODUCEN EL FENÓMENO DE LA BUFADORA PARA CONVERTIR ENERGÍA DEL OLEAJE EN ELECTRICIDAD

 
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labufadora28 de julio de 2014

En las inmediaciones de Ensenada, Baja California, es frecuente visitar un mirador para observar un fenómeno conocido como La Bufadora (consistente en el choque de las olas contra una cueva o chimenea marina), que genera un chorro de agua que se eleva a más de 10 metros y produce un rugido característico.

En el generador de olas del Laboratorio de Costas y Puertos del Instituto de Ingeniería (II) de la UNAM, Rodolfo Silva Casarín reproduce este fenómeno para convertir la energía del oleaje en electricidad.

“Nos inspiramos en la naturaleza para utilizar las energías alternativas. El reto es, más allá de tener una patente, lograr que este método se utilice en el país, pues hay muchas regiones con grandes emisiones de energía que se pueden aprovechar”, destacó.

De cinética a eléctrica

Con la observación de fenómenos naturales, Silva Casarín y su grupo de investigación, conformado principalmente por alumnos, se percataron que en Ensenada –incluso si no se observan grandes olas–cada cierto tiempo llega una ola que entra en una especie de cueva marina, desde donde el agua se proyecta de 10 a 15 metros de altura, con gran energía.

“La idea fue reproducir ese fenómeno en nuestro laboratorio y poner una turbina con su generador para convertir la energía en electricidad”, resumió el académico adscrito al Departamento de Ingeniería Hidráulica del II.

La energía que se produce de la ola al chocar con la cueva es cinética y se emite como un chorro de agua hacia arriba. “Al replicar el fenómeno ponemos cerca del chorro una turbina tipo Pelton que se empieza a mover y, con ayuda de un generador, aprovechamos la energía eléctrica”.

La Pelton es una de las turbinas hidráulicas más eficientes para este tipo de fenómenos; se trata de una turbomáquina motora de flujo transversal, con forma de rueda o rotor y cucharas en todo su exterior, diseñadas para convertir la energía de chorro de agua que incide sobre ellas.

Como una tuba

Para trasladar el proceso de La Bufadora al laboratorio, el doctor en ingeniería hidráulica y su grupo de trabajo simplificaron el mecanismo y descubrieron que es semejante al funcionamiento de una tuba, instrumento musical que utiliza poca energía de viento para magnificar el sonido. Como ocurre en éste, al chocar la ola con la cueva el agua resopla o “bufa”, de ahí su nombre.

“Con ayuda de colegas de la Facultad de Estudios Superiores (FES) Aragón reproducimos una tuba con fibra de vidrio y vimos que al llegar el oleaje (generado en canales especiales que tienen en el laboratorio para ese fin) se produjo el chorro, que dirigimos a la turbina Pelton; entonces ésta se mueve y convierte la energía en electricidad”.

Un reto de las energías marinas es que su aprovechamiento no coincide con su demanda, “por eso iniciamos una colaboración con investigadores de la Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas (ESIQIE) del Instituto Politécnico Nacional (IPN), quienes desarrollaron una celda de hidrógeno para almacenar la energía en una especie de pila o acumulador, que permite utilizarla en el momento más conveniente”, dijo.

Finalmente, Silva Casarín reiteró que el objetivo central de esta investigación es ir más allá de una patente y que se aplique en algún sitio del país.

Créditos: UNAM-DGCS-432-2014

Nuevas aplicaciones del sonido, a partir de los efectos de la Acústica Física.

 
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26 de Noviembre del 2012
Investigadores del Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico (CCADET) de la UNAM, laboran en nuevas aplicaciones del sonido, a partir de los efectos de la acústica física.
“Esta última se refiere a fenómenos en los que un efecto físico genera sonido, como la termoacústica, que es la conversión de calor en ondas de sonido”, señaló Ricardo Ruiz Boullosa, uno de los científicos que conforman el equipo de trabajo.
Ocasionalmente, algunos focos y los transformadores producen un sonido casi imperceptible debido, en parte, a cambios en la temperatura y, en parte, a otros efectos electrónicos.
“Nos ocupamos en ciertas fuentes termoacústicas, a las que les aplicamos una corriente eléctrica alterna que calienta una película metálica muy delgada (de mucho menos de una micra de espesor) que actúa como una resistencia. Esta variación u oscilación en la temperatura hace que el aire que está en contacto con la resistencia se expanda y contraiga repetidamente, lo que genera ondas sonoras”, explicó.
Máquina termoacústica
Los investigadores universitarios trabajan también con una máquina termoacústica que transforma la luz solar en sonido. Está formada por un tubo de vidrio pyrex, que concentra los rayos solares en cierta región llamada foco y por una pieza cerámica, que es un regenerador, y que finalmente es la que produce el efecto termoacústico.
Al oscilar el aire dentro del tubo de vidrio, éste entra en resonancia porque es una cavidad que funciona como un oscilador, de modo similar a una flauta.
“Los rayos solares se concentran en el tubo, y al alcanzar cierta temperatura, el oscilador empieza a funcionar por un efecto de acústica física, se auto regenera y produce ondas sonoras. Es un prototipo que esperamos mejorar”, sostuvo.
Linternas acústicas
Las linternas acústicas son dispositivos con los que se envían haces hacia un punto determinado, por ejemplo, los oídos de una persona o una pared. El individuo escuchará como si trajera audífonos, o si pasa junto a la pared, como si estuviera cerca una bocina.
Las linternas envían haces de luz que, al chocar con una superficie, permiten ver una mancha o círculo de luz. La “mancha” de sonido de una linterna acústica se escucha, de la misma manera que una de luz se observa en cualquier superficie.
“El primero que empleó la denominación de linterna acústica fue un japonés, en 1986. Un nombre que yo uso también es el de bocina virtual, porque ahí no hay nada, pero escuchas algo”, apuntó el investigador.
La linterna produce un haz ultrasónico de 40 mil hertz, muy arriba del sonido que percibimos. Está modulado en amplitud, como las ondas de radio en amplitud modulada.
“Como la onda ultrasónica es muy intensa, se demodula a través del aire; así, lo que escuchamos como sonido es la envolvente de aquélla. Es un proceso no lineal, por eso es un poco difícil de explicar. Demodular significa quitar la modulación a la onda, recuperar la señal de audio”, explicó Ruiz Boullosa.
Al igual que ocurre con todas las ondas, mientras más alta es la frecuencia de las del sonido, más direccionales son, es decir, se pueden dirigir con mayor exactitud, como los apuntadores láser.
El sonido que se genera de una bocina normal es muy difuso, se oye en todos lados, en tanto que un haz ultrasónico es muy enfocado. Precisamente es su direccionalidad lo que se aprovecha en las linternas.
La señal de audio puede salir de una grabadora, una computadora o un iPod; entra en un circuito que genera una onda ultrasónica, la modula y la envía por un amplificador y, posteriormente, por un transductor ultrasónico, un cristalito conectado a un cono. Las vibraciones del cristal se comunican al cono y eso hace que funcione como una bocina en miniatura.
“Las linternas pueden tener muchas aplicaciones. Por ejemplo, en un museo se podría enviar el haz hacia cierto espacio para que la gente escuchara la explicación de lo que se expone. Y al caminar se dejaría de oír”.
También, para medir la absorción acústica de un material que no se puede quitar para llevarlo a un laboratorio. “Por ejemplo, en el caso de un techo, se podrían hacer las mediciones in situ. Una vez que conozco la señal que se manda, mido con un micrófono lo que rebota, analizo, comparo y obtengo el resultado. A una frecuencia absorbe tanto, y a tal, tanto. Esto es muy esquemático, pero en esencia es lo que haríamos”, concluyó.
Boletín UNAM-DGCS-734
Ciudad Universitaria.

La acústica física se refiere a fenómenos en los que un efecto físico genera sonido, como la termoacústica, que es la conversión de calor en ondas de sonido.

La acústica física se refiere a fenómenos en los que un efecto físico genera sonido, como la termoacústica, que es la conversión de calor en ondas de sonido.

26 de Noviembre del 2012

Investigadores del Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico (CCADET) de la UNAM, laboran en nuevas aplicaciones del sonido, a partir de los efectos de la acústica física.

“Esta última se refiere a fenómenos en los que un efecto físico genera sonido, como la termoacústica, que es la conversión de calor en ondas de sonido”, señaló Ricardo Ruiz Boullosa, uno de los científicos que conforman el equipo de trabajo.

Ocasionalmente, algunos focos y los transformadores producen un sonido casi imperceptible debido, en parte, a cambios en la temperatura y, en parte, a otros efectos electrónicos.

“Nos ocupamos en ciertas fuentes termoacústicas, a las que les aplicamos una corriente eléctrica alterna que calienta una película metálica muy delgada (de mucho menos de una micra de espesor) que actúa como una resistencia. Esta variación u oscilación en la temperatura hace que el aire que está en contacto con la resistencia se expanda y contraiga repetidamente, lo que genera ondas sonoras”, explicó.


Máquina termoacústica

Los investigadores universitarios trabajan también con una máquina termoacústica que transforma la luz solar en sonido. Está formada por un tubo de vidrio pyrex, que concentra los rayos solares en cierta región llamada foco y por una pieza cerámica, que es un regenerador, y que finalmente es la que produce el efecto termoacústico.

Al oscilar el aire dentro del tubo de vidrio, éste entra en resonancia porque es una cavidad que funciona como un oscilador, de modo similar a una flauta.

“Los rayos solares se concentran en el tubo, y al alcanzar cierta temperatura, el oscilador empieza a funcionar por un efecto de acústica física, se auto regenera y produce ondas sonoras. Es un prototipo que esperamos mejorar”, sostuvo.


Linternas acústicas

Las linternas acústicas son dispositivos con los que se envían haces hacia un punto determinado, por ejemplo, los oídos de una persona o una pared. El individuo escuchará como si trajera audífonos, o si pasa junto a la pared, como si estuviera cerca una bocina.

Las linternas envían haces de luz que, al chocar con una superficie, permiten ver una mancha o círculo de luz. La “mancha” de sonido de una linterna acústica se escucha, de la misma manera que una de luz se observa en cualquier superficie.

“El primero que empleó la denominación de linterna acústica fue un japonés, en 1986. Un nombre que yo uso también es el de bocina virtual, porque ahí no hay nada, pero escuchas algo”, apuntó el investigador.

La linterna produce un haz ultrasónico de 40 mil hertz, muy arriba del sonido que percibimos. Está modulado en amplitud, como las ondas de radio en amplitud modulada.

“Como la onda ultrasónica es muy intensa, se demodula a través del aire; así, lo que escuchamos como sonido es la envolvente de aquélla. Es un proceso no lineal, por eso es un poco difícil de explicar. Demodular significa quitar la modulación a la onda, recuperar la señal de audio”, explicó Ruiz Boullosa.

Al igual que ocurre con todas las ondas, mientras más alta es la frecuencia de las del sonido, más direccionales son, es decir, se pueden dirigir con mayor exactitud, como los apuntadores láser.

El sonido que se genera de una bocina normal es muy difuso, se oye en todos lados, en tanto que un haz ultrasónico es muy enfocado. Precisamente es su direccionalidad lo que se aprovecha en las linternas.

La señal de audio puede salir de una grabadora, una computadora o un iPod; entra en un circuito que genera una onda ultrasónica, la modula y la envía por un amplificador y, posteriormente, por un transductor ultrasónico, un cristalito conectado a un cono. Las vibraciones del cristal se comunican al cono y eso hace que funcione como una bocina en miniatura.

“Las linternas pueden tener muchas aplicaciones. Por ejemplo, en un museo se podría enviar el haz hacia cierto espacio para que la gente escuchara la explicación de lo que se expone. Y al caminar se dejaría de oír”.

También, para medir la absorción acústica de un material que no se puede quitar para llevarlo a un laboratorio. “Por ejemplo, en el caso de un techo, se podrían hacer las mediciones in situ. Una vez que conozco la señal que se manda, mido con un micrófono lo que rebota, analizo, comparo y obtengo el resultado. A una frecuencia absorbe tanto, y a tal, tanto. Esto es muy esquemático, pero en esencia es lo que haríamos”, concluyó.

Boletín UNAM-DGCS-734

Ciudad Universitaria.

El sonido pertenece al hombre, no al Universo: Christian Hugonnet

 
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26 de mayo de 2011

Ante una cultura más visual que sonora, es importante establecer hoy un equilibrio entre la imagen y el sonido, pues éste persiste sobre la base de la existencia e impacta el comportamiento humano, afirmó Christian Hugonnet, presidente de la Semana del Sonido en Francia, que organiza la Fonoteca Nacional y Radio BUAP.

Con la conferencia magistral “La acústica y los espacios de escucha”, impartida por Christian Hugonnet, en las salas de Cine de Arte del Complejo Cultural Universitario de la BUAP, comenzó la Semana del Sonido en Puebla, evento que ocurre por primera vez en la capital poblana.

Lejos de ser un festival, Hugonnet precisó que la Semana del Sonido es un foro destinado a promover una conciencia mundial sobre la importancia del sonido en la vida cotidiana y en el comportamiento del ser humano.

“Sobre la base de la existencia está el sonido y a través de éste percibimos la imagen que nos rodea”, comentó ante un auditorio muy receptivo, al tiempo de ejemplificar que la fotografía e imagen de una película puede adquirir mayor belleza y relevancia según el sonido y la música que tenga.

De acuerdo con diversas investigaciones científicas, dijo, el desarrollo cerebral está determinado primero por la música y los sonidos, y posteriormente por el lenguaje, lo cual nos debería llevar a reflexionar sobre la trascendencia de que se enseñe música en todas las escuelas.

Al respecto, mencionó que en Francia sólo el 2 por ciento de la población sabe tocar algún instrumento musical, mientras que en los países nórdicos lo hace el 50 por ciento, y en Estados Unidos el 65 por ciento de los habitantes.

Sobre el tema “La acústica y los espacios de escucha”, aseguró que una buena acústica permite que la gente sea más intuitiva, e incluso inteligente, mientras que un sonido fuerte, cargado, puede conducir también a la violencia. Esto, subrayó, nos muestra que el entorno sonoro en el que estamos inmersos puede determinar nuestra conducta.

Christian Hugonnet señaló que en la actualidad vivimos un entorno sonoro global diferente, se han perdido muchos de los sonidos que escuchaban nuestros padres y abuelos, y algunos se han dejado de percibir como el caminar de la gente en la calle.

El presidente de la Semana del Sonido en Francia impartió una conferencia muy ilustrativa, apoyada en imágenes y sonidos que se trasmitieron por la pantalla de la Sala 2 de las Salas de Cine de Arte del CCU de la BUAP, lo que permitió al auditorio apreciar decibeles, frecuencias bajas y altas, sonidos graves y agudos, entre otros aspectos.

La Semana del Sonido nació en Francia en el año 2004, como un espacio de diálogo y educación sobre aspectos relacionados con el sonido, en las áreas de la cultura, la salud, la industria, el medio ambiente, la economía y la educación.

Se trata de una celebración mundial cuyo objetivo es analizar el sonido desde distintas perspectivas, así como fomentar la cultura de la escucha entre la población. A principios de este año se celebró por octava ocasión en París, así como en Ginebra, Bruselas, Montreal y Quebec. En México, la Fonoteca Nacional organizó por segunda vez dichos festejos con el tema “Los sonidos en peligro de extinción”.

En Puebla, la Semana del Sonido tiene como sede la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, donde habrá diversos eventos que serán gratuitos para toda la población interesada.