martes, 9 de marzo de 2021

Fwd: Cuaderno de Cultura Científica: Fusión nuclear en el Sol




Cuaderno de Cultura Científica: Fusión nuclear en el Sol


Fusión nuclear en el Sol

Posted: 09 Mar 2021 02:59 AM PST

Foto: NASA/JPL-Caltech/GSFC

Las reacciones de fusión nuclear son bastante comunes en la naturaleza, aunque no en la Tierra. Son la fuente de la energía generada por el Sol y los miles de millones de estrellas en todo el Universo. En cierto sentido se puede decir que la energía de fusión es la principal fuente de energía de la naturaleza [1]. En las estrellas el confinamiento del plasma lo logra la atracción gravitacional.

Uno de los aspectos más fascinantes de la física nuclear es el estudio de las reacciones de fusión en los diferentes tipos de estrellas. Estas reacciones son las que terminarán formando muchos de los elementos químicos [2]. El Sol es un buen ejemplo.

En el Sol, el proceso de fusión da como resultado la producción de un núcleo de helio a partir de cuatro protones. El resultado neto de las reacciones que tienen lugar se puede escribir como

donde +10e es un «anti-electrón», también conocido como positrón. Esta reacción neta no tiene lugar en un solo paso, sino que se puede llegar a ella a través de diferentes conjuntos de reacciones cuyos resultados netos se resumen en esta ecuación. En cualquier caso la cantidad total de energía liberada es siempre la misma: 26 MeV. La fusión de cuatro protones para formar un núcleo de helio es la principal fuente de energía del Sol.

El hidrógeno y el helio juntos constituyen alrededor del 99% de la masa del Sol, con aproximadamente el doble de H que de He. Afortunadamente, hay suficiente hidrógeno como para que el Sol siga suministrando energía durante varios miles de millones de años más.

¿Mediante cuál de los varios conjuntos posibles de reacciones tiene lugar la transformación del hidrógeno en helio? Tenemos que descartar el proceso directo de colisión de cuatro protones para formar un núcleo de helio no porque sea imposible, sino porque la probabilidad de una reacción así en las condiciones del interior del Sol es demasiado baja. Es decir, puede suceder, pero no con la suficiente frecuencia para generar la cantidad de energía liberada que se observa.

Un conjunto de reacciones más probable es el siguiente: cuando la temperatura es de aproximadamente 107 K, las energías cinéticas son lo suficientemente grandes como para superar la repulsión eléctrica entre los protones y se produce la fusión de dos protones. La reacción nuclear da como resultado un deuterón (hidrógeno-2), un positrón y un neutrino. Tan pronto como se forma el deuterón, reacciona con otro protón, dando como resultado helio-3 y un rayo gamma. Los núcleos de helio-3 se fusionan entre sí, formando partículas alfa y dos protones. En cada una de estas reacciones, se libera energía, lo que da como resultado 26 MeV para el ciclo completo de cuatro protones que dan lugar a un núcleo de helio.

La velocidad de la reacción depende del número de núcleos por unidad de volumen y de la temperatura. Cuanto mayor sea la temperatura, más rápido será el movimiento térmico de las partículas y más frecuentes y enérgicas serán las colisiones. A la temperatura del interior del Sol, que se ha estimado que está entre 10 y 20 millones de grados, las energías cinéticas resultantes del movimiento térmico están en entorno de 1 keV.

Notas:

[1] Decimos en cierto sentido porque existen otras formas de energía, como la energía oscura o, incluso, la atracción gravitatoria de los agujeros negros. Pero no las consideramos.

[2] De aquí viene la expresión "somos polvo de estrellas", porque los elementos que nos componen se crearon en su mayoría por procesos de fusión en las distintas fases de la vida y muerte de diferentes tipos de estrellas.

[3] Quizás convenga comentar que las reacciones químicas no pueden proporcionar energía a velocidades lo suficientemente grandes (o durante un tiempo lo suficientemente largo) como para explicar la producción de energía en el Sol. Las reacciones de fusión nuclear sí lo logran fácilmente.

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

El artículo Fusión nuclear en el Sol se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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viernes, 5 de marzo de 2021

Fwd: Cuaderno de Cultura Científica: El hidrógeno, clave para gestionar las redes eléctricas del futuro


Cuaderno de Cultura Científica: El hidrógeno, clave para gestionar las redes eléctricas del futuro


El hidrógeno, clave para gestionar las redes eléctricas del futuro

Posted: 04 Mar 2021 02:59 AM PST

María Retuerto Millán, Miguel Antonio Peña y Sergio Rojas Muñoz

Petrmalinak/Shutterstock

 

Es una verdad universalmente admitida que las fuentes energéticas de la humanidad deben ser de carácter renovable. Lo que nos conduce a un uso creciente de las energías eólica y solar fotovoltaica. Estas últimas son actualmente las más desarrolladas y las más competitivas respecto a otras alternativas no sostenibles.

La forma práctica de usar estas fuentes de energía es su transformación en electricidad. Por ello, cualquier país suficientemente avanzado tenderá a la electrificación del sistema energético en los próximos años.

Sin embargo, la gestión de una red eléctrica basada en energías renovables no es sencilla, dado su carácter intermitente. No solo hay que gestionar el ciclo día-noche de la solar fotovoltaica, sino también los ciclos estacionales verano-invierno.

Es necesario almacenar la energía en periodos en los que existan excedentes. De esta forma, se podrán usar en momentos en los que la disponibilidad de energía es menor (menos viento o menos radiación solar en invierno).

Existen diferentes métodos de almacenamiento de energía eléctrica, como las baterías o el bombeo hidráulico. La mayor parte de ellos no permiten cubrir la demanda necesaria o no permiten el almacenamiento a largo plazo de grandes cantidades de energía. Pero existe un vector energético que sí permite ser almacenado y distribuido cumpliendo estos requisitos: el hidrógeno.

Producción y almacenamiento del hidrógeno

El proceso de producción de hidrógeno a partir de la energía eléctrica es conocido como electrolisis. Se realiza aplicando corriente eléctrica al agua, separando así sus elementos: hidrógeno y oxígeno. De esta forma, la electricidad renovable producida se almacena en forma de hidrógeno.

Cuando es necesario disponer de nuevo de electricidad, es posible realizar el proceso inverso: alimentando una pila de combustible con el hidrógeno almacenado se obtiene la electricidad que requerimos, produciéndose también agua.

Existen diversas formas de almacenar hidrógeno, pero la más utilizada actualmente son los depósitos a alta presión. La presión estándar de almacenamiento es 700 bar (unas 700 veces la presión atmosférica). Su uso es seguro gracias a los avances de los últimos años en tecnología de materiales. Podemos almacenar grandes cantidades de energía durante largos periodos de tiempo y, por tanto, gestionar la red eléctrica.

Más allá de la electricidad

Existen otros usos de este hidrógeno renovable diferentes de la electricidad, como los de empresas que requieren calor industrial de calidad. Incluso es posible usar la red de distribución de gas natural inyectando en ella gas de origen renovable.

Esquema de almacenaje y distribución directa (línea azul) o a través de la red de gas natural (línea roja) de hidrógeno renovable. Fuente: International Renewable Energy Agency (IRENA)

La eficiencia de los electrolizadores y las pilas de combustible suele ser alta, entre el 70 y 90 %, dependiendo de la tecnología usada. El uso directo de la electricidad renovable no tendría ninguna pérdida. Pero, si es necesario almacenarla, la tecnología del hidrógeno resulta ser la más efectiva.

Aplicaciones en transporte

Las primeras aplicaciones del hidrógeno como vector energético se están produciendo en el sector del transporte. Desde 2015 existen en el mercado vehículos eléctricos, como el Toyota Mirai o el Hyundai Nexo.

En los coches, la electricidad se produce en una pila de combustible alimentada por un depósito de hidrógeno. El repostaje del hidrógeno se realiza en una estación se servicio de forma muy similar a como se realiza con otros combustibles. Un tiempo de repostaje de entre 3 y 5 minutos permite una autonomía cercana a los 700 km.

Países como Japón (con más de 100 estaciones de servicio de hidrógeno) o Alemania (con 50 estaciones de servicio) se encuentran a la vanguardia de la tecnología.

Recarga del depósito de un Hyundai NEXO. Fuente: Hyundai

Aunque en Europa se considera una tecnología prioritaria desde hace unos años, en España no existe aún ninguna estación de servicio de hidrógeno abierta al público de forma similar a como existen en otros países europeos. Desde la Asociación Española del Hidrógeno estamos trabajando para que esta situación cambie.

¿El futuro ya está aquí?

La tecnología ha llegado a su desarrollo comercial en esta última década. Pero los próximos años traerán las mejoras necesarias para que su expansión sea posible.

El precio actual de la producción de hidrógeno se sitúa en unos 8 €/kg y el depósito de los vehículos comerciales contiene unos 6 kg de hidrógeno. Esto supone que el precio de llenar un depósito es similar al de la gasolina o el diésel. Sin embargo, el coste del hidrógeno disminuirá aún más en los próximos años.

En los Juegos Olímpicos de 2020 en Tokyo, la organización ha apostado por un transporte eléctrico basado en el hidrógeno. Será un gran impulso para esta tecnología y un incentivo para que los costes sean aún más bajos.

También se esperan mejoras en la tecnología de la electrolisis del agua y en la aplicación práctica de otros procesos nuevos, como la fotólisis directa del agua con luz solar.

En busca de materiales alternativos

Las nuevas tecnologías suelen generar un problema de aumento de la demanda de materiales estratégicos. Éstos son materiales escasos o que se producen en pocos lugares en el mundo. En el caso de los coches eléctricos de baterías, el litio y el cobalto son los materiales estratégicos. Para los electrolizadores y las pilas de combustible, es el platino. Aun así, la cantidad necesaria de platino no es muy superior a la de metales nobles de los tubos de escape de los vehículos de combustión interna.

Los grupos de investigación que trabajamos en estas tecnologías tenemos en cuenta este problema. Estamos empezando a tener éxito en el desarrollo de materiales alternativos al platino que sean abundantes y sostenibles. Muy probablemente, los sistemas electroquímicos de los vehículos eléctricos del futuro serán muy diferentes a los actuales.

Una última consideración: la mayor parte del hidrógeno producido actualmente se obtiene a partir de combustibles fósiles. Esto no encaja en el esquema de sostenibilidad descrito en este artículo. Pero en los próximos años veremos cómo se usarán cada vez más las fuentes de energía renovables. El hidrógeno tendrá un papel fundamental en esta transición.The Conversation

Sobre los autores: María Retuerto Millán es investigadora contratada, y Miguel Antonio Peña y Sergio Rojas Muñoz investigadores científicos, en el Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (ICP-CSIC)

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Artículo original.

El artículo El hidrógeno, clave para gestionar las redes eléctricas del futuro se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Y

lunes, 10 de agosto de 2020

Updated GNSS Firewall Software To Protect GPS Dependent Systems

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Microchip's latest software release addresses operators' evolving requirements with respect to signal fortification It is essential for security technologies for commercial and military operators to avoid service interruptions Microchip Technology has announced a major software update for its BlueSky GNSS Firewall product, thus providing a higher level of resiliency against GPS vulnerabilities for critical infrastructure […]

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miércoles, 6 de junio de 2018

This Indiegogo Campaign Is Bringing Back the Pocket PC, and It’s Both Powerful and Affordable

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Pocket PCs and PDAs were all the rage back in the late '90s and early 2000s, because they let you check your calendar, send emails, and browse the web on the go without lugging around a laptop. But, they quickly became obsolete with the introduction of smart phones and tablets. Now they just might make a come back thanks to this Indiegogo campaign for the 5" touchscreen Mi Mini PC.

Why would you want a pocket PC when you most likely already have a smartphone in your pocket right now? The main reason is that it runs Windows 10, so you're getting a full-fledged desktop OS instead of a mobile OS that is full of limitations. For power users, that means you can use it as a terminal for doing server work. Gamers can play PC games on the go, and there is even a snap-on gamepad accessory specifically for that purpose.

The Mi Mini PC is just $149 for super early birds, but it's packing a surprising amount of power under the hood. There is a 5" touch screen, a 2.56GHz Intel Atom® x7-Z8750 processor with four cores, 8GB of RAM, and a 128GB SSD. There is also a lot of connectivity: an HDMI port, USB 3 port, USB-C port, Ethernet port, Wi-Fi, and Bluetooth. Essentially, you're getting everything you'd find in a budget laptop, but in a package that fits in your pocket.

The campaign is already well past its funding goal, and still has 22 days left to go. There are even a number of upgrades available if you want better specs. Backers can expect to receive their Mi Mini PCs in September.

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This Indiegogo Campaign Is Bringing Back the Pocket PC, and It's Both Powerful and Affordable was originally published in Hackster's Blog on Medium, where people are continuing the conversation by highlighting and responding to this story.

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Emotional Intelligence: Key Skill Required for Getting a Dream Job

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Krunal A. Shah, Director of Subodh Tech Private Limited (Self-owned).Krunal A. Shah, Director of Subodh Tech Private Limited (Self-owned).

University graduates and professionals sometimes talk about not being selected in an organization despite having good academic records, required skill sets and communication skills.

As per my observation and experience, gone are the days when organizations were only looking for good academic records and technical skills. I am not saying that technical skills and good academic records are not required. Technical skills are required as that make us job-ready and good academic records reflect sincerity of candidate. In addition to both of these, nowadays Emotional Intelligence plays a vital role to get selected in an organization.

What is an Emotional Intelligence?

Emotional Intelligence is an ability of an individual to understand emotions of self and emotions of others. A person with emotional intelligence can effectively express own emotions and control them. He can understand others people emotions and can interact with them more effectively. For example, a subordinate having low self-esteem requires a timely appreciation for the work he carried out successfully by his team leader.

Why Organizations assess candidate's Emotional Intelligence?

A couple of years back to take a leap in my career I was going through skills required in one of the Multinational Company. In that, I found "Conflict Management" as one of the key skill requirement. An emotionally intelligent person can effectively manage conflictions with the customers, which could turn out to be beneficial for the company in terms of maintaining customer relationship.

Here are some few reasons that an organization requires to have emotionally intelligent employee:

  • An emotionally intelligent employee can work effectively in a team.
  • Can be more transparent and be open for communication.
  • Adaptability to change in work environment.
  • Emotionally intelligent employees know their strengths and weaknesses.
  • Empathy for other people's feelings. Such employee can build a good relationship with co-workers and customers.
  • Emotionally Intelligent employees have great self-esteem. Employees having great self-esteem probably do not compare themselves with others. Comparison in any way is not at all positive. Comparison generates energies like jealousy, insecurity, and even guilt sometimes within the person. These energies are very negative and thus creates negative work environment.
  • Can work under stressful situations.
  • An emotionally intelligent employee keeps a friendly relationship. This thing I have observed when current Honourable Prime Minister of India Mr. Narendra Modi was addressing board exam students of India. Before starting his speech, he said students to consider him as their friend and not the Prime Minister of the country. Friendly relationship opens up the communication between two individual.

How to Cultivate Emotional Intelligence?

There are few strategies to improve emotional intelligence as mentioned below:

Meditation

This is my personal experience. Meditation increases emotional intelligence. Stress releases hormones like Cortisol, which reacts, with our good hormones. Doing meditation in an effective way balances the required hormones in our body and nullifies unwanted hormones. To accomplish any work and to combat any harsh situation we must have a higher energy level, which can be achieved by meditation.

Increase self-awareness

We should learn to monitor our reactions to situations we are facing. We must honestly analyze our strengths and weaknesses. Focusing on strength and improving weaknesses is the key to success.

Learn to react

I have observed in my career that some team leaders' outburst their emotions on their subordinates due to work pressure. Doing this, they plummet their credibility. Researchers have proved that those who practice meditation effectively can work under stressful conditions with ease. Effective mindfulness practice makes our mind to work at moderate speed. We can choose our thoughts and react accordingly. I have observed this in my ex-team leader. He never scolded us badly for mistakes we had committed no matters how much big they are, he usually finishes off saying, "don't repeat again".

Listen to others

An emotionally intelligent employee listens and understands the emotions of another colleague without judging them in a negative manner. Team leaders having this habit allows them to connect with their subordinates.

Motivate others

An emotionally intelligent leader help his subordinates to work with their strengths and improve weaknesses. He gives timely appreciations to his subordinates to keep them motivated for the work they are doing.

How do organizations assess candidate's Emotional Intelligence?

Behavioral questions are asked by the interviewer to assess the emotional intelligence of the candidate.

There is quite a long list of behavioral questions out of which few of them are listed below:

  • What are strengths and weaknesses? What do you do to overcome your weaknesses?
  • What motivates you to do work?
  • Have you been criticized? If yes, how did you tackle it?
  • How would you describe yourself?
  • Have you worked in a stressful situation? How have you tackled that situation?
  • Who is your role model and why?
  • If you have been provided two tasks how you would decide which one to be given priority?

Reference

  • Daniel Goleman, "Emotional Intelligence – Why it can matter more than IQ?", Bloomsbury.

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lunes, 29 de enero de 2018

Observan por primera vez cómo se forma un pensamiento en el cerebro

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Científicos norteamericanos han observado por primera vez, en vivo y en directo, cómo se forma un pensamiento humano en el cerebro. Basándose en la electrocortocografía, que utiliza electrodos sobre la superficie expuesta del cerebro, comprobaron cómo la corteza prefrontal es el pegamento de la cognición: allí se coordinan los procesos neuronales que permiten repetir una palabra o determinar una emoción facial.
Observan por primera vez cómo se forma un pensamiento en el cerebro
Neurocientíficos de Berkeley han observado por vez primera, en vivo y en directo,  el progreso de un pensamiento a través del cerebro, desde la fuente de la inspiración hasta la respuesta, mostrando claramente cómo la corteza prefrontal coordina la actividad para ayudarnos a reaccionar ante una percepción. Los resultados se publican en Nature Human Behaviour.

Lo han conseguido registrando directamente la actividad de las neuronas desde la superficie del cerebro mediante una técnica conocida como electrocorticografía (ECoG). Esta técnica utiliz...

Tendencias 21 (Madrid). ISSN 2174-6850
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Monopolios tecnológicos y evolución del capitalismo

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IMAGE: Zerbor - 123RFInteresantísimo articulo que merece una reflexión en The Wall Street Journal, "The antitrust case against Facebook, Google and Amazon", sobre los posibles argumentos para aplicar la legislación antimonopolio a compañías tecnológicas que poseen participaciones de mercado desmesuradamente altas, perfectamente comparables a los casos clásicos y paradigmáticos de la historia del management como Standard Oil Co. o American Telephone and T elegraph Co., y lo que esto podría implicar de cara al futuro. 

A nivel mundial, en diciembre de 2017, más del 91% de las búsquedas se hacían en Google, un porcentaje que en muchos países supera el 95% ó 96%. El 87.7% de los smartphones utilizan Android como sistema operativo. En el mundo de las redes sociales, Facebook tiene más de 2,000 millones de usuarios en todo el mundo, además de los 800 millones de Instagram, los 1,200 millones de Facebook Messenger o los más de 1,300 millones de Wha tsApp. En comercio electrónico, Amazon es un monstruo con actividad en todo tipo de productos, que domina no solo su actividad original, los libros, sino industrias tan variadas como el cloud computing o los smart speakers.

¿Cuáles son los efectos de una industria tecnológica tan intensamente polarizada? Dejando al margen la discusión sobre si esas posiciones se obtienen por méritos propios o mediante el recurso a estrategias anti-competitivas, las cuotas de mercado tan elevadas nunca han sido una buena noticia para nadie más que para el que las posee (o posiblemente, si lo pensamos en términos de largo plazo y sostenibilidad, ni eso) y, como ocurre en Biología con los monocultivos, son una de las formas más claras de incrementar la vulnerabilidad a determinados problemas. Que Android, por ejemplo, se convierta prácticamente en el sinónimo de smartphone puede parecer una gran victoria del código abierto, pero en realidad, es el requisito necesario para que atraiga problemas de seguridad importantes, como el recientemente identificado Skygofree, con capacidades de espionaje nunca vistas anteriormente, o como desde hace muchos años ocurre con Windows en el ámbito de los ordenadores personales. Que Facebook se convierta en el sitio donde más norteamericanos consumen sus noticias es lo que lleva a países como Rusia a plantearse utilizarlo como herramienta para influenciar el resultado de sus elecciones presidenciales.

¿Es de alguna manera beneficioso para los usuarios que las empresas sobrepasen determinados niveles de cuota de mercado? En el mundo de la tecnología, todo indica que no: las compañías que alcanzan un dominio del mercado incontestable pasan a disfrutar de una situación en la que la práctica totalidad de los avances de su industria provienen de ellas mismas, lo que suele implicar una ralentización de la innovación, que pasa a estar supeditada a la agenda corporativa o a afrontar cualquier amenaza externa con una simple adquisición, como es el caso de Facebook. ¿Que alguna compañía consigue innovar y destacarse en mi ámbito? O le hago "una oferta que no pueda rechazar", o, si está tan loco como para rechazarla, copio su producto y prestaciones y simplemente espero.

La legislación y las autoridades anti-monopolio se crearon como respuesta a un problema intrínseco del capitalismo. La evolución de la economía ha ido demostrando que gracias a la tecnología, los monopolios se alcanzan cada vez de manera más rápida e indiscutible, dando lugar a estructuras que no redundan en beneficios para prácticamente nadie más que aquel que es capaz de explotar su ventaja para distorsionar el mercado. Si combinamos esto con el crecimiento de las actividades de lobbying, nos encontramos ante una situación que tiende a aceptar correcciones del regulador de una manera cada vez más excepcional: las autoridades anti-monopolio, en realidad, llevan a cabo su papel corrector en cada vez menos ocasiones.

¿Han hecho las compañías tecnológicas algo que deba merecer una respuesta decidida de las autoridades anti-monopolio? Es posible que no, o no de manera generalizada. Todos recordamos momentos en los que sí se han identificado actitudes anti-competitivas en determinadas compañías, pero… ¿serían realmente merecedoras de una decisión tan drástica como obligar a una compañía a escindirse en distintas áreas de actividad? ¿Pero qué sentido tiene disponer de una herramienta para sanear el panorama competitivo y mejorar la situación de los usuarios, si esta herramienta se convierte en algo que prácticamente nunca llega a ser utilizado, y si podríamos pensar que su uso sí podría influir positivamente de cara a generar una situación competitivamente mejorada? ¿Ha llevado la tecnología a la necesidad de repensar las reglas del capitalismo tal y como las conocemos? En un capitalismo exclusivamente orientado al resultado financiero, en el que lo que cuenta es estricta mente el beneficio, la responsabilidad social corporativa que debería incentivar una creación de valor con una base más amplia y sostenible se convierte en un elemento folclórico, en una frase vacía para ponerla en la memoria corporativa, en un "compromiso de que lo reciclamos todo" cuando en realidad, lo enviamos a vete tú a saber dónde para que otro haga vete tú a saber qué. ¿Deberíamos reconsiderar el concepto de creación de valor, para darle un significado completamente distinto, incluyendo conceptos más allá del lucro del emprendedor o innovador, que de verdad permitan optimizar los frutos de la innovación de una manera más adecuada?

 

 

 

This post is also available in English in my Medium page, "What to do about the tech giants' growing monopolies?"

 

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