Se encuentran errores en las medidas de los neutrinos superlumínicos

Fuente: Ciencia Kanija

Artículo publicado por Eugene Samuel Reich el 22 de febrero de 2012 en Nature News

Descubiertas dos posibles fuentes de error.

La colaboración OPERA, que saltó a los titulares en septiembre con la afirmación revolucionaria de que había medido unos neutrinos viajando más rápido que la velocidad de la luz, ha identificado dos posibles fuentes de error en su experimento. De ser cierto, su resultado habría violado la Teoría de la Relatividad Especial de Einstein, una piedra angular de la física moderna.

OPERA había recopilado datos que sugerían que los neutrinos generados en el CERN, cerca de Ginebra, y enviados a 730 km a los detectores del Laboratorio Nacional Gran Sasso, llegaban 60 nanosegundos antes de lo que un haz de luz necesitaría para viajar la misma distancia. Muchos físicos eran escépticos, pero la medida parecía realizada cuidadosamente y alcanzaba un nivel estadísticamente significativo.

Neutrinos en una cámara de burbujas © Crédito: Argonne National Laboratory

Pero de acuerdo con un comunicado de OPERA que empezó a circular hoy, se han encontrado dos posibles problemas en su configuración. Como muchos físicos habían especulado que podría ser la causa, ambos están relacionados con el uso pionero en el experimento de señales del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) para sincronizar los relojes atómicos en cada extremo del haz de neutrinos. Primero, el paso del tiempo en los relojes entre la llegada de la señal sincronizada tiene que interpolarse y OPERA ahora dice que esto no se ha hecho de la forma adecuada. Segundo, hubo un posible fallo en la conexión entre la señal del GPS y el reloj maestro de OPERA.

Una fuente anónima habló con Science Insider y empezaron a aparecer las noticias de que OPERA podía haber cometido algún error. El informe dice que la conexión defectuosa puede tener en cuenta de manera exacta el efecto de los 60 nanosegundos. El comunicado oficial de OPERA no fue tan tajante, diciendo que en lugar de esto hay dos posibles fuentes de error que señalan en sentidos opuestos y que aún están trabajando en ello. El comunicado es el que sigue:

“La Colaboración OPERA, continuando con su campaña de verificación de las medidas de la velocidad de los neutrinos, ha identificado dos problemas que podrían afectar significativamente a los resultados de los que se informó. El primero está vinculado al oscilador usado para producir los eventos de marcas temporales entre las sincronizaciones GPS. El segundo punto está relacionado con la conexión de la fibra óptica que lleva la señal externa del GPS al reloj maestro de OPERA.

Estos dos problemas pueden modificar el tiempo de vuelo de los neutrinos en sentidos opuestos. Mientras continúan nuestras investigaciones, para cuantificar de manera inequívoca el efecto sobre el resultado observado, la colaboración tiene previsto realizar una nueva medida de la velocidad de los neutrinos tan pronto como esté disponible un nuevo haz en 2012. Pronto estará disponible para agencias y comités científicos un informe exhaustivo sobre las verificaciones y resultados mencionados anteriormente”.

Caren Hagner, miembro de OPERA de la Universidad de Hamburgo en Alemania, dice que: “Por el momento la colaboración decidió no hacer un comunicado cuantitativo, dado que tenemos que volver a comprobar y debatir los hallazgos con más detalle”.

En Fermilab, miembros de la colaboración MINOS siguen tratando de realizar sus propias medidas independientes sobre la velocidad de los neutrinos, y se espera que tengan los resultados iniciales a finales de año.

Más información:

Un Físico en Varsovia

Francis (th)E mule Science’s News
Migui.com

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Artículo de Referencia: Nature doi:10.1038/nature.2012.10099
Autor: Eugene Samuel Reich
Fecha Original: 22 de febrero de 2012
Enlace Original

Se predice la existencia de cristales temporales

Fuente: Ciencia Kanija

Artículo publicado el 16 de febrero de 2012 en The Physics Arvix Blog

Si existen cristales en dimensiones espaciales, entonces deberían existir en la dimensión del tiempo también, dice un físico ganador del Nobel.

Una de las ideas más potentes de la física moderna es que el universo está gobernado por la simetría. Ésta es la idea de que ciertas propiedades de un sistema no cambian cuando pasa por una transformación de algún tipo.

Por ejemplo, si un sistema se comporta de la misma manera sin importar su orientación o movimiento en el espacio, debe obedecer la ley de conservación del momento.

Cristales © by Velo Steve

Si un sistema produce el mismo resultado sin importar cuándo tiene lugar, debe obedecer la ley de conservación de la energía.

Tenemos que agradecer a la matemática alemana Emmy Noether, esta poderosa forma de pensar. De acuerdo con su famoso teorema, cada simetría es equivalente a una ley de conservación. Y las leyes de la física son, básicamente, el resultado de la simetría.

Igualmente potente es la idea de la ruptura de simetría. Cuando el universo muestra menos simetría de la que describen las ecuaciones, los físicos dicen que se ha roto la simetría.

Un conocido ejemplo es la solución de baja energía asociada a la precipitación de un sólido a partir de una solución – la formación de cristales, que tienen una periodicidad espacial. En este caso se rompe la simetría espacial.

Los cristales espaciales están bien estudiados y se comprenden bien. Pero generan una interesante pregunta: ¿permite el universo la formación de periodicidades similares en el tiempo?

Hoy, Frank Wilczek del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y Al Shapere de la Universidad de Kentucky, debaten esta pregunta y concluyen que la simetría temporal parece igual de rompible que la espacial a bajas energías.

Este proceso debería llevar a periodicidades que ellos llaman cristales temporales. Es más, los cristales temporales deberían existir, probablemente justo delante de nuestras narices.

Vamos a explorar esta idea con algo más de detalle. Primero, ¿qué significa que se rompa la simetría en un sistema? Wilczek y Shapere creen que es algo así. Imaginan un sistema en su estado de energía más bajo que está descrito por completo, independientemente del tiempo.

Debido a que está en su menor estado de energía, este sistema debería estar congelado en el espacio. Por tanto, si el sistema se mueve, debe romper la simetría temporal. Ésto  es equivalente a la idea de que el estado de menor energía tiene un valor mínimo en una curva sobre el espacio, en lugar de un punto aislado.

Ésto en realidad no es tan extraordinario. Wilczek señala que un superconductor puede transportar una corriente – el movimiento masivo de electrones – incluso en su estado de energía más bajo.

El resto, básicamente, es matemáticas. De la misma forma que las ecuaciones de la física permiten la formación espontánea de cristales espaciales, periodicidades en el espacio, también deben permitir la formación de periodicidades en el tiempo, o cristales temporales.

En particular, Wilczek considera la ruptura espontánea de la simetría en un sistema mecánico cuántico cerrado. Aquí es donde las matemáticas se hacen un poco extrañas. La mecánica cuántica obliga a los físicos a pensar en valores imaginarios para el tiempo o iTiempo, como lo llama Wilczek.

Demuestra que deberían surgir las mismas periodicidades en el iTiempo y que deberían manifestarse como un comportamiento periódico de distintos tipos de propiedades termodinámicas.

Ésto tiene un número de consecuencias importantes. Primero está la posibilidad de que este proceso proporcione un mecanismo para medir el tiempo, dado que el comportamiento periódico es como un péndulo. “La formación espontánea de un cristal temporal representa el surgimiento espontáneo de un reloj”, dice Wilczek.

Otra posibilidad es que puedan aprovecharse los cristales temporales para realizar cálculos usando energía cero. Como dice Wilczek: “es interesante especular que un…sistema mecánico cuántico cuyos estados pudiesen interpretarse como colecciones de qubits, podrían ajustarse para atravesar un paisaje programado de estados estructurados en un espacio de Hilbert a lo largo del tiempo”.

En conjunto es un argumento simple. Pero la simplicidad, a menudo, es aparentemente potente. Por supuesto, habrá debate sobre algunos de los problemas que se generan. Uno de ellos es que el movimiento que rompe la simetría temporal parece un tanto desconcertante. Wilczek y Shapere lo reconocen: “Hablando con franqueza, lo que estamos buscando se parece mucho al movimiento perpetuo”.

Esto necesitará alguna defensa. Pero si alguien tiene el pedigrí para proponer estas ideas, es Wilczek, que es ganador del Premio Nobel de Física.

Estaremos atentos al debate que se avecina.

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Artículos de Referencia:
arxiv.org/abs/1202.2539: Quantum Time Crystals
arxiv.org/abs/1202.2537 Classical Time Crystals
Fecha Original: 16 de febrero de 2012
Enlace Original

¿Por qué la datación por Carbono-14 no sirve para muestras modernas?

Fuente: Amazings

Seguro que has oído alguna vez que se ha usado la “prueba del carbono-14” (C-14) para determinar la antigüedad de alguna muestra biológica, como restos humanos, una pieza de madera o incluso fibras de tejido (como la “sábana santa” de Turín).
El método funciona perfectamente para restos de hace 20 mil años, pero no para los de hace sólo 50 o 60 años. ¿Te imaginas por qué?
Explicación corta
Tan corta, que con una sola imagen de la estupidez humana basta:

Imagen: | Una de las pruebas nucleares de la Operación Crossroads (verano de 1956)

 Explicación larga
Como seguro sabrás, un mismo elemento químico viene en la Naturaleza en distintos “sabores”, con la particularidad de que todos ellos parecen idénticos, reaccionan con las mismas sustancias, etc. Solamente se diferencian entre sí, muy ligeramente, en sus masas atómicas. Son los isótopos de un elemento.
El aire que expulsas al respirar está lleno de dióxido de carbono (CO₂), proveniente de la “quema” (reacción con oxígeno, O₂) de moléculas ricas en carbono (C) que el cuerpo utiliza para sacar la energía que nos mantiene vivos. Ese carbono, en forma de glucosa o de hidratos de carbono, viene a su vez de lo que comemos que, en última instancia, se origina en las plantas que lo capturan del aire al realizar la fotosíntesis.
Por lo tanto, con cada respiración estás cerrando un largo ciclo, devolviendo a la atmósfera el carbono fijado por plantas dios sabe dónde hace semanas o meses. Lo mismo, pero a escalas industriales y remontándonos al carbono fijado hace millones de años es lo que ocurre al quemar carbón o petróleo.

Imagen: | El ciclo del carbono (créditos)

Lo curioso de este ciclo es que no importa qué isótopos del elemento carbono formen parte de él: ni las plantas ni tu cuerpo discrimina entre ellos, ya que todos le parecen iguales. ¡Recuerda que los isótopos son todos químicamente idénticos!
Por tanto, cabe esperar que el carbono fijado por las plantas contenga, de media (pero de forma muy precisa), la misma proporción de isótopos que el aire de la atmósfera. De los tres isótopos que se encuentran en la naturaleza, el C-12 y el C-13 son estables y representan el 99% del carbono en la Tierra. El 1% restante es radiactivo y, como adivinarás, es el famoso C-14.
Durante la vida de las plantas y animales, estamos continuamente intercambiando carbono con el entorno, por lo que lo normal es que mantengamos un porcentaje de C-14 aproximadamente constante en relación al resto de isótopos, e igual al porcentaje de equilibrio que existe en la Tierra.
Pero al morir, el intercambio cesa y solamente queda la desintegración radiactiva de tipo decaimiento beta por la que el C-14 se convierte, por arte de magia, en nitrógeno.
El proceso de desintegración es aleatorio, pero sigue un patrón perfectamente conocido. Así que si medimos el porcentaje de C-14 que queda en una muestra y conocemos la concentración inicial (la de la última atmósfera que respiró el ser vivo antes de morir) es cuestión de matemáticas despejar el tiempo de la ecuación y voilà, ¡hemos averiguado los años que lleva muerta nuestra muestra!
La pega está, claro, en saber cómo era la atmósfera de tiempos pasados. Los científicos creen que, exceptuando variaciones menores debidos a cambios en el sol y en el clima, el porcentaje de C-14 se ha mantenido bastante estable durante decenas de miles de años… hasta la década de 1950, época en que comenzó la estúpida carrera por ver qué país explotaba la bomba nuclear más gorda en nuestra propia atmósfera.

Imagen | Número de pruebas de detonaciones nucleares en el siglo XX (créditos)

Con cada detonación se liberaron al aire numerosos isótopos radiactivos, muchos de corta vida, y otros como el C-14, de no tan corta (~5700 años de vida media). Durante unos años, la concentración en el hemisferio norte casi llegó a duplicarse.
Lo peor, a efectos de datación mediante C-14 es la gran incertidumbre sobre cuáles fueron los niveles medios del isótopo en cada lugar del planeta durante la segunda mitad del siglo XX, ya que un valor casi constante durante milenios de pronto estaba pegando brincos por semanas. Y sin un valor inicial fiable, la concentración medida en una muestra bajo estudio no nos dice absolutamente nada.

Imagen: | Medidas en los dos hemisferios de la concentración de C-14. Un 1000 significa un incremento al doble del valor de referencia. (fuente)

¿Cuándo dirías que se firmó el primer tratado internacional de prohibición de ensayos nucleares? Fue en 1963, así que imagina hasta dónde podría haber llegado la concentración de isótopos de haber continuado la loca carrera nuclear.
Extras (solo para quisquillosos)
Extra 1: Para los que quieran saber un poco más sobre los métodos para medir cuánto C-14 hay en una muestra, podéis ver esta página donde resume el método “barato” de extracción del carbono por medios químicos. Existe una alternativa, mucho más cara pero más precisa y que permite trabajar con muestras de miligramos, basada en espectroscopia de masas con la luz de un acelerador de partículas.
Extra 2: Quizás te hayas percatado de un punto importante que me he saltado arriba: ¿si el C-14 es inestable, cómo puede existir un equilibrio en la atmósfera? ¿No debería existir alguna fuente de C-14?
Efectivamente, esa fuente natural de C-14 existe y se debe a las reacciones (nucleares) que tienen lugar en las capas altas de la atmósfera. Los rayos cósmicos generan reacciones en cadena al chocar con los núcleos de las moléculas del aire, y algunos de los neutrones que salen despedidos a toda velocidad chocan con núcleos de nitrógeno y se transforman (¡magia de la física!) en carbono, del tipo C-14.

¡Para esta lluvia no hay paraguas que valga! | (fuente)

Extra 3: Realmente, no es imposible datar una muestra posterior al año 1950 por medio del C-14. Pero además del problema de obtener valores de referencia precisos existe una complicación añadida: para un extenso rango de valores de concentraciones existen dos o más “picos de probabilidad” (distribución de probabilidad multimodal) sobre potenciales dataciones.
Como se ve en la gráfica, para un valor medido (una línea horizontal) se cortaría a la gráfica de concentraciones en más de un punto, como el ejemplo que no podríamos saber si data de ~1963 o de ~1985:

Ejemplo de datación post-bombas atómicas. | Fuente: "Discussion: reporting and calibration of post-bomb 14C data", Reimer, P.J., Brown, T.A., Reimer, R.W. (2004) (PDF)

Extra 4: Otra complicación más para dataciones recientes proviene de la quema de combustibles fósiles, que están liberando a la atmósfera isótopos C-14 que llevaban encerrados bajo tierra millones de años.
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Este artículo participa en los Premios Nikola Tesla de divulgación científica y nos lo envía Jose Luis Blanco. Como él mismo nos explica en su mail: “Soy Doctor de los que no curan e Ingeniero en Telecomunicaciones, y actualmente trabajo como profesor en la Universidad de Málaga. Con una probabilidad del 99,7% controlo temas de estimación estadística y sus aplicaciones a robótica y visión por ordenador, aunque me encanta divulgar sobre cualquier rama de la física o las matemáticas“. Puedes visitar su blog Ciencia explicada y seguirlo en twitter en @BlogCienciaExpl.

¿Yogourt con prozak? Pues va a ser que no…

Fuente: Amazings

Desde hace unas semanas circula este video por Internet donde en estilo mezcla de bricomanía y teletienda  te explican que es muy fácil modificar las bacterias que hacen el yogurt para que sinteticen prozac y así alegrarte la mañana. El vídeo suena convincente pero ¿es real?
Pues no, es un Hoax.
Vayamos primero al donde y al quien. La charla tuvo lugar en un congreso titulado “next nature” que es una especie de congreso interesado en ver como la naturaleza cambia por la mano del hombre, pero más desde un punto de vista filosófico que científico. Por lo demás ¿Quién es Tuur van Balen?, pues no lo sé.
Buscando en la principal base de datos de literaria científica como (Balen T, o Van Balen T) salen tres referencias (una del 2012, una 1988 y otra de 1977) que no parecen tener relación con biología sintética. Buscando en Google si que aparece una página web donde habla de sus proyectos de biología sintética, pero sin referencia a publicaciones, patentes o universidades o centros de investigación donde las esté desarrollando más allá de una colaboración con un bioquímico.
De hecho explorando un poco en su web es fácil darse cuenta que Van Balen es un artista que realiza proyectos artísticos en la línea de los que realiza en España el fotógrafo Joan Fontcuberta, autor de elaborados hoaxes, algunos de los cuales milenio 3 o algún diario ha dado por bueno.
No obstante, a pesar que se lo ha currado y consigue que una práctica de primero de biología (transformación de bacterias) parezca algo muy complejo, mete la pata varias veces:
Minuto 1:00 – Dice que el ADN de la bacteria es un pequeño círculo. Dependería de la bacteria, pero no distingue que las bacterias tiene un ADN genómico (que suele ser circular, pero está superenrollado) y otro ADN circular, pequeño e independiente del genómico (que es al que parece referirse), que son los plásmidos. Estos plásmidos son los utilizados en ingeniería genética para que la bacteria exprese genes foráneos.
Minuto 2:34 – ¡¡Tuur, esa microbiología!! Pone las bacterias en un medio de crecimiento líquido y dice “está hecho de agarosa, que es un alga que sirve de comida para las  bacterias”. Fallo gordo. La agarosa sirve para gelificar los medios de cultivo y hacer el medio sólido, las típicas placas con microbios. Si el medio es líquido, no lleva agarosa, y en ningún caso las bacterias se comen al agarosa.
Minuto 3:47 – Un poco antes ha dicho que la secuencia es open code… utilizando jerga de informáticos. La mayoría de los organismos secuenciados se encuentran en bases de datos públicas y de libre acceso, como por ejemplo, pubmed.
En este minuto lo que dice es que tu mandas la secuencia y te sintetizan el ADN. Esto es carísimo y muy poco práctico. La biología sintética no está desarrollada hasta el punto de hacer genes ex novo con una función nueva, sino que modifica genes existentes en la naturaleza. Lo normal es obtener el gen del organismo donde se expresa, o si es una modificación depositada en una base de datos pública, solicitárselo al laboratorio que la ha hecho. Además también confunde el método de síntesis de nucleótidos con el método de envío. A veces los plásmidos se envían impregnados en papel, pero la síntesis no tiene nada que ver con el funcionamiento de una impresora.
5:12 – Dice que una vez recibes el gen transformas la bacteria. Para que este gen transformado fuera estable el ADN hay que introducirlo previamente en un vector que le permita replicarse y seleccionarlo, pasos que se ha saltado. Además cuando explica como se inserta el gen en bacterias, confunde dos métodos, el choque térmico y la electroporación. Haces uno o el otro, pero no uno después del otro.
Olvidando todos estos errores técnicos. ¿Sería posible que transformando con un gen el yogurt hiciera Prozac? Pues no.
Para que el arroz sintetice vitamina A y se convierta en arroz dorado hay que insertar unos 11 genes foráneos. El prozac (o fluoxentina) no es un péptido o proteína, es decir, no se codifica por un gen. Solo se podría dar el caso si la bacteria de forma natural sintetizara una molécula precursora y que el gen que insertes codifique una proteína que catalizara la conversión de esa molécula precursora a prozac, que no es el caso.
Y por supuesto la reducción al absurdo: a ver, aceptamos pulpo como animal de compañía y asumimos que tu puedes hackear el yogurt y que haga prozac ¿para que todo este rollo? con que alguien te pase o comprar las bacterias hackeadas y con una yogurthera, ya te puedes hacer el yogurt del optimismo tu solo. Con una vez que les metas el ADN, la descendencia ya fabricará Prozac. No es preciso hacerlo cada vez. El señor este se podría forrar vendiendo estas bacterias… si fueran reales.
Todas estas cosas tienen su gracia y no hay que negar que el chico se lo ha currado, sobre toda al final enseñando el yogurt rojo y diciendo que es porque también ha metido beta caroteno, el problema es que dentro de poco alguien en plan alarmista nos dirá que la biotecnología es mala por que el yogurt puede hacer prozac y si lo coge un terrorista cianuro y como prueba irrefutable enseñara este video. Vamos las tonterías habituales.

Hackea en tu propia casa el ADN de las bacterias del yogur para crear Prozac

Fuente: Gizmodo

Aunque pueda sonar a cachondeo y casi a ciencia ficción propia del Dr. Moreau, lo que vais a ver en el vídeo más abajo es real, y no sólo eso, lo podéis hacer en vuestra propia casa y con todo tipo de combinaciones que se os ocurran. Se trata de introducir código genético en bacterias para que al utilizarlas para hacer yogur uno de sus componentes sea también el Prozac. ¿Qué mejor manera de comenzar el día y alegrarte el desayuno que alimentarte con antidepresivos?
Tuur van Balen nos enseña en su presentación en Next Nature, como de rematadamente fácil es adentrarse en el fascinante, pero a la vez alarmante, mundo de la bioingeniería casera. Todo gracias al uso únicamente de código ADN open source, una centrifugadora, un electroporador y un cultivo de bacterias.
No es que la bioingeniería sea fácil, pero hoy en día y gracias a la tecnología y conocimiento libre actual, puedes empezar a jugar con la naturaleza. De hecho Tuur ya ha creado otros experimentos como bacterias que consiguen que las palomas caguen jabón y el código está disponible también gratuitamente.
Os recomiendo que veáis el vídeo completo, podéis ponerle los subtítulos, porque además de instructivos es bastante gracioso. Eso sí, asusta un poco pensar lo que podría llegar a hacerse con esto, a ver si vamos a terminar como en un capítulo de Fringe con yogures mutantes que intenten suplantar nuestra identidad. [Next Nature]

¿Son eficientes las grandes centrales solares?

Fuente: Neoteo

En la actualidad, un gran número de “enormes” plantas generadoras de electricidad, capaces de entregar muchos MW (Mega – Watts) (o Mega – Vatios) de energía solar fotovoltaica se encuentran funcionando alrededor del mundo, o están en pleno proceso de diseño, desarrollo y/o construcción. Por varias razones válidas, que analizaremos en este artículo, muchos expertos están convencidos de que la instalación de estas grandes plantas centralizadas, que utilizan la energía solar, son una inversión innecesaria y un despilfarro de dinero, además de ser un emprendimiento tecnológicamente inadecuado. Es complicado asumir una afirmación de tamaña naturaleza, pero leamos lo que expresa el artículo y opinemos al respecto, si estamos de acuerdo o no.

• La energía solar es prácticamente omnipresente en todo el mundo y de ella podemos obtener sus beneficios en el lugar que se nos ocurra, es decir, podemos estar en cualquier lugar (a cielo abierto, por supuesto) y tener una fuente de poder al alcance de nuestra mano, a pesar de estar en pleno desierto o mar. Sin embargo, en el caso de la plantas de energías convencionales, del tipo hidroeléctricas o termoeléctricas por ejemplo, se deben desarrollar y montar en ámbitos cercanos o adyacentes a la fuente de energía que, para el ejemplo dado sería un río, lago o afluente de cualquier tipo. Esto hace que sea necesario transportar la electricidad generada en ese lugar, a un determinado costo (muchas veces elevado) hacia los lugares donde se requiera. Por el contrario, con la energía solar, tenemos una solución potencial para generar energía en el mismo lugar en que se necesite y se quiera utilizar, esto es, desde la cima de las montañas hasta en el medio del mar. La energía solar es, por lo tanto, ideal para la generación de de electricidad distribuida y localizada, con el consiguiente ahorro en el transporte de energía, sumado a las pérdidas que siempre existen en las líneas eléctricas y con la permanente manipulación de tensiones peligrosamente altas. Todos elementos des-favorables que están presentes en el sistema tradicional.

  Las centrales hidroeléctricas deben estar en el mismo lugar donde se concentra la energía motriz, lista a ser transformada

  Podemos decir entonces, que la energía fotovoltaica tiene la ventaja de ser verdaderamente modular ya que puede alcanzar eficiencias de costes con instalaciones que vayan desde sólo unos pocos KW a 20 MW o incluso 200 MW. El costo en “insumos” por Watt (o Vatio) de la energía solar es el mismo para una planta de 10 KW que para una de 150MW. De hecho, el costo de la tierra y otros gastos indirectos hacen cada vez más caras a las grandes plantas. De este modo y con este razonamiento, no hay "ventajas de escala" válidas para “necesitar” ir hacia plantas solares fotovoltaicas cada día más grandes. En realidad, todas las plantas de varios MW son básicamente grupos de varias plantas de 500KW, debido a que la capacidad de de los inversores utilizados en energía solar (dispositivos que convierten la corriente continua en corriente alterna lista para ser transportada) se limitan a potencias de alrededor de 500 KW y no más. Entonces, ¿Por qué, en lugar de construir una gigantesca planta de 50 MW en el medio de un desierto alejado, no construimos un centenar de plantas de 500kW en lugares más cercanos a diferentes centros urbanos?

  Enormes parques solares pueden afectar cualquier ecosistema

  Por lógica debemos darnos cuenta de que la conversión a corriente alterna ya provoca un porcentaje de pérdidas desde la cantidad de energía obtenida. A eso debemos sumarle más pérdidas inducidas por los transformadores de potencia encargados de elevar la tensión para su transporte, que también éste agrega pérdidas a todo lo que ya veníamos cayendo. Por último, en la llegada a los centros urbanos, seguimos sumando déficit con estaciones transformadoras que se encargan de adecuar la tensión para ser distribuida en forma domiciliaria. En agudo contraste a esta realidad, nos encontramos con que las pequeñas plantas de energía solar, en la proximidad a sus usuarios, no sufren la tremenda pérdida de energía desde su origen hasta su entrega final. En estos casos, ese alto porcentaje de pérdidas se evita de manera muy sencilla.

  El transporte de la energía eléctrica supone una pérdida de rendimiento que puede evitarse

  Otra limitación importante para la energía solar fotovoltaica es el gran espacio, que debe ser ocupado, para obtener un KW. La tierra siempre se podría utilizar de manera más rentable en lugar de cubrirla con paneles solares. Las grandes plantas solares, a menudo construidas en los desiertos o zonas remotas, crear problemas ambientales, con alteraciones en micro-climas generados y mantenidos durante miles de años por la naturaleza y que pueden sufrir trastornos potencialmente perjudiciales. En el peor de los casos, hasta se pueden generar conflictos con tierras que podrían ser aprovechadas para la agricultura. Finalmente, el último problema se refiere al desconocimiento del usuario medio, con respecto a la forma en que se opera, comporta  y distribuye la potencia energética dentro de la red eléctrica. Grandes cantidades de energía están circulando siempre en la red, a niveles de 66 Kilo-Volts (o Voltios), 132 KV o 500KV. La inyección energética que podrían significar 200 MW de potencia, por ejemplo, sería sólo una pequeña fracción de la necesaria para abastecer determinados picos de consumo, durante algunos momentos del día o épocas del año, en las grandes ciudades. La alimentación de energía solar a nivel local, con una distribución apropiada de múltiples centrales pequeñas, cercanas a los centros de alto consumo,  ayudarían de manera inmediata a reducir los inconvenientes de la red y entregar energía limpia y estable, al menos a una parte importante de la población. De la otra forma, toda una gran área regional puede caer dentro del problema.

  Las instalaciones pueden ser pequeñas y cercanas a los centros de consumo eléctrico

  Promover la generación local de energía solar fotovoltaica es una solución ideal en países extensos, de bajos recursos económicos y densamente poblados como, por ejemplo, la India donde las personas sufren de apagones y variaciones de voltaje en una forma que algunos no comprenderían que existan personas que pueda vivir así. De hecho, este método de, abundantes y  pequeñas instalaciones es una alternativa significativa y técnicamente positiva respecto a la utilización de una única planta de energía solar fotovoltaica de gran tamaño. Podría ser una de las formas más eficaces y rentables para solucionar los problemas de energía, como apagones y fluctuaciones de tensión de red en el consumidor final.

  ¿Tiene sentido instalar una planta fotovoltaica a cientos de kilómetros del lugar de uso?

  Los gobiernos deberían alentar y fomentar la construcción en masa de pequeñas plantas de energía solar, que entreguen potencias  cercanas (o menores) a los 500 KW (casi lo que consume una familia occidental promedio durante un mes) mediante la instalación de módulos solares distribuidos en las terrazas,  tejados sin usar o espacios verdes deshabitados dentro de un barrio o sector de la ciudad. Este tipo de plantas podrían inyectar su salida trifásica de 380V directamente en los extremos locales de la red, en una subestación de distribución. La inyección de energía solar de alta calidad, aprovechada de esta manera, mejoraría inmediatamente la calidad de la energía local durante el día e inclusive, ayudaría a otros pequeños centros aledaños (de alto consumo) al compartir con ellos excedentes energéticos. La pérdida de energía durante el día, es el problema habitual que enfrentan los agricultores y los consumidores industriales. De hecho, es durante el día en que los transformadores de las subestaciones tienden a fallar debido a sobre-temperaturas. La inyección de energía solar, haría que estos transformadores puedan funcionar con mayor alivio, sin calentar, extendiendo así su vida útil.

  Pequeñas centrales para pequeñas comunas pueden favorecer el equilibrio energético

  La distribución apropiada de pequeñas centrales fotovoltaicas ayudaría además, a mejorar las condiciones de proliferación de nuevas Pequeñas y Medianas Empresas (PYME) con el beneficio adicional de la creación de nuevas oportunidades laborales para los habitantes de la región. Estas pequeñas empresas, favorecidas por una política gubernamental (sin impuestos asfixiantes), podrían asegurar el mantenimiento y el servicio continuo de las plantas gracias a un seguimiento más cercano y personalizado. A todo esto, hay que sumarle el beneficio más importante, que es el de aumento de la productividad de energía, donde la comunidad podría obtener energía limpia y estable durante las horas de trabajo de, al menos 300 días en un año. El 40% de la población de India (ya que citamos ese ejemplo) no tiene suministro eléctrico en absoluto. Imaginemos por un instante el modo en que cambiaría la calidad de vida de estas 400 millones de personas, si se pudiera (o pudiese) organizar un sistema des-centralizado de generación de energía solar y a estas pequeñas plantas fotovoltaicas, instalarlas en las cercanías y/o en el interior de sus pueblos o aldeas. El aumento de la productividad resultante podría significar un  cambio radical en la economía India. Por supuesto, esta teoría es válida y de aplicación efectiva para todas las demás regiones del mundo.

  El 40% de la población de India, no posee suministro eléctrico

  Debemos comprender que la energía solar “libre y limpia” es de hecho, un regalo de la naturaleza a la humanidad. El sol produce su propia energía mediante el proceso nuclear. Pero todos los peligros relacionados con la energía nuclear son atendidos por el sol y la "energía limpia", libre de todos los peligros imaginables y los riesgos posibles, están aislados de nosotros de forma gratuita. Partiendo del concepto en que la entrada de energía es gratis, el costo de esta energía solar fotovoltaica es, básicamente, el costo de la amortización del capital. Es decir, llegar al momento en que se genere tanta energía como para pagar la inversión inicial realizada. Como todos sabemos, a medida que surgen nuevas tecnologías, el costo de la energía solar fotovoltaica está cayendo a valores cada vez menores. En un futuro no muy lejano, coincidirá con el costo (siempre creciente) de la energía de los combustibles fósiles. Muchos de nosotros creemos que la energía solar, en última instancia, va a prevalecer como principal fuente mundial de energía. ¿Tú, opinas lo mismo?

  Fuente:  PowerPulse.net

La matemática del peinado de cola de caballo publicada en un artículo de Physical Review Letters

Fuente: Francis (th)E mule

¿Por qué es noticia un artículo publicado en Physical Review Letters que describe lo ya ampliamente conocido? Leo esto y no doy crédito: “Una nueva investigación de la Universidad de Cambridge ofrece la primera descripción matemática de la forma de un peinado tipo cola de caballo; podría tener implicaciones para la industria textil, la animación por ordenador y los productos de cuidado personal.” [Fuente] ¿Primera? ¿Útil en gráficos por ordenador? Lo siento, en gráficos todos llevamos observando cabellos en actores virtuales y colas de caballo desde que nació Pixar y los expertos llevamos viéndolos desde los trabajos pioneros de William T. Reeves en sistemas de partículas en 1983. Hoy, hasta mi hijo ha visto la película de Disney “Rapunzel” (“Tangled” en el original). De hecho yo puse hace años a un alumno a trabajar en la línea del artículo de Lieu-Hen Chen, Santi Saeyor, Hiroshi Dohi and Mitsuru Ishizuka, “A system of 3D hair style synthesis based on the wisp model,” The Visual Computer 15: 159-170, 1992. Para los interesados en los detalles, el nuevo artículo es Raymond E. Goldstein, Patrick B. Warren, and Robin C. Ball, “The Shape of a Ponytail and the Statistical Physics of Hair Fiber Bundles,” Phys. Rev. Lett. 108, 078101, February 13, 2012 [preprint gratis]; “Synopsis: Ponytail physics,” APS Physics, Feb. 13, 2012; “Science behind ponytail revealed,” BBC News, 3 February 2012.

Los físicos han determinado la forma de una cola de caballo teniendo en cuenta la rigidez de los cabellos, el efecto de la gravedad y la presencia al azar de rizos u ondulaciones en el cabello. Eso se lleva haciendo en gráficos por ordenador desde hace 30 años (al menos desde los primeros trabajos en cuerpos elásticos deformables de Demetri Terzopoulos, John Platt, Alan Barr y Kurt Fleischer [un paper del SIGGRAPH 1987]). Por supuesto, los físicos que publican en PRL introducen un “nuevo” número adimensional, el número de Rapunzel (no podía ser de otra forma) para predecir la geometría de la cola de caballo.
El profesor Raymond Goldstein (Universidad de Warwick) y sus colegas estarán muy contentos de haber redescubierto la rueda. ”Una ecuación muy simple capaz de resolver un problema que ha desconcertado a los científicos y artistas desde que Leonardo da Vinci estudió en sus cuadernos el asunto hace 500 años.” ¡Me quito el sombrero! ¡Qué descubrimiento!
Obviamente, es envidia. ¿Debo enviar a artículos a PRL con todos los descubrimientos de gráficos de los últimos 30 años? Como es obvio, los físicos no leen los artículos de gráficos por ordenador y no saben lo que se ha hecho en este campo (gracias al motor financiero de la industria cinematográfica y de juegos por ordenador). Lo mismo hasta me publican alguno.