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Punto Sigma

La ciencia nace de la suma del conocimiento

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Category: Multidisciplinar

Estos últimos días se ha aprobado en el parlamento un cambio completo del alumbrado público. Con esta medida se pretende reducir el consumo energético. Pero, ¿Cuál es el método más eficiente y más viable economicamente con el cual reconstruir nuestro alumbrado?

Definamos primero los tipos basicos de elementos para iluminación:

- Una lámpara incandescente se basa en el efecto Joule, donde se coloca un hilo con una alta resistencia que se calienta. Su vida útil es la más corta de los tres tipos de lámparas, unas 1.000 horas.

El trabajo efectuado por la energía eléctrica absorbida se distribuye: un 15% en luz visible, un 25% en energía calorífica y el resto en radiación no perceptible (ultravioleta o infrarroja) que acaba convirtiéndose en calor.

Su luminosidad suele ser entre 12 y 18 lm/W ( un lm = lumen equivale al flujo de luz producido por una candela).

Su mayor ventaja es que tienen un flujo continuo de luz.

- Una lámpara fluorescente en cambio  tiene una vida útil mucho mayor a la incandescente (entre 5.000 y 15.000 horas). El sistema se basa en un tubo con partículas de mercurio y fosforo que mediante dos electrodos son excitados y se logra que haya circulación de electrones.

Este sistema no ofrece un flujo de luz continuo y si no se usan sistemas trifásicos  puede provocar problemas ( dolor de cabeza, migraña, etc). En este caso la luminosidad oscila entre 50 y 90 lm/W.

- Las lámparas LED son muy semejantes a las fluorescentes, aunque  su vida útil es más prolongada, unas 20.000-40.000 horas con alta luminosidad y 50.000-100.000 con luminosidad normal.

Su luminosidad suele ser cercano a los 60 y 70 lm/W.

El LED también se diferencia porque su luz no oscila  como en el caso de una lámpara fluorescente, aunque en el caso del LED se debe conectar a una fuente de corriente continua, lo cual aumenta su coste de instalación.

Después de ver estos datos, se puede descartar la lámpara incandescente de la lista de opciones viables, así pues ahora valoraremos el aspecto económico de las fluorescentes y las LED. Vamos a plantear una generalización de cada uno para una iluminación de 13.000 lúmenes (lo común para uso en las calles).

L. de LEDs

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Un precio medio de 500€ por 130 W de potencia**

Vida útil entre 100.000 – 150.000 horas

Un flujo de luz de unos 13.000 lm

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L. fluorescente

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Un precio medio de 60€ por 150 W de potencia

Vida útil entre 60.000 – 100.000 horas

Un flujo de luz de unos 13.000 lm (85 lm/W)

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Ahora que tenemos los datos podemos calcular su rendimiento económico. Supondremos el caso más favorable para la L. de LEDs y del fluorescente y una duración del trabajo de las dos lámparas de 300.000 horas (con sus substituciones).

L. de LEDs:             2 x 500 €       +    300.000 horas  x 130 W x   Precio electricidad

L. fluorescente:      3 x 60 €        +    300.000 horas  x 150 W x  Precio electricidad

En este caso, para que no fuese eficiente la inversión en las L. de LEDs el precio de la electricidad debería ser inferior a  0,136 €/KWh.

Actualmente el precio de la electricidad es de unos 0,135 €/KWh, como se puede deducir de la tendència en la tabla adjunta. Pero suponiendo que el precio de la electricidad va ir en aumento durante los próximos años debido a la reducción de la producción petrolífera, se podría decir que invertir en L. de LEDs sería una buena inversión.

*Para ver diversos tipos de lámparas LED con sus características y precios os recomiendo ver:

http://www.myledlightingguide.com/pdf/MyLEDLightingGuide.pdf

**Aquí podéis ver el precio de las lámparas de LED para alumbrado público para importación hacia España:

http://www.juncoop.com/pdf/prices/Tarifa%20LED%20Alumbrado%20Publico%20ES%20USD.pdf

Este último año se ha reabierto la discusión de la línea de Muy Alta Tensión de Girona a causa del incidente inevitable de este invierno, dado el estado actual de la red eléctrica española en general.

Como ya es por todos conocido Girona es una zona no productora eléctrica, por lo cual debe importar su energía y he ahí el problema. Es una área aislada, en cuanto a la red eléctrica española se refiere y no está conectada a la gran productora eléctrica europea, Francia, como se puede ver en este mapa de la red española:

Mapa Red Electrica

[Las líneas eléctricas proyectadas están en línea discontinua]

Así  pues se decidió proyectar la MAT pero esta se topo con un gran fuerza mediática que paralizo el proyecto. El problema venia del turismo, se argumentaba que esto dañaría mucho la imagen de la zona y que no podía ser, y a partir de ahí surgió la idea popular de “¿Por qué no hacerla subterránea?” que fue publicada como una idea seria. Pero como hace poco un Dt. en Ingeniería Eléctrica dijo “Igual que cuando un periodista pregunta a alguien sobre un descubrimiento en medicina se verifica que el sujeto tenga competencia sobre el asunto. ¿ Por qué no se verifica también cuando se trata de ingeniería?” y es que esta idea es una barbaridad tecnológico-económica.

Primero empecemos por la parte técnica. La MAT será una línea de  más de 100 km, el máximo recomendado son 30 km de línea subterránea ya que esta sufre de importantes pérdidas de carga (en comparación a una aérea) durante el trayecto a no ser que el túnel subterráneo sea de muy grandes dimensiones. Y si aún así se hiciera, el problema sería que los campos magnéticos creados por los cables, al estar más cerca del suelo, provocarían alteraciones, o incluso mutaciones, en la fauna de la zona, junto con un gran impacto visual, ya que la zona donde hay la línea se ha de mantener limpia de vegetación, con el coste económico que esto conlleva.

Aquí podéis ver un video de REE (Red Eléctrica Española) donde se explica brevemente los sistemas de soterramiento:

En cuanto al aspecto económico, un línea aérea de muy alta tensión costaría 1 millón de euros por quilómetro, en cambió siendo subterránea este precio se eleva a 6 millones de euros. Después de un sencillo calculo es evidente que hacer el proyecto 6 veces más caro no compensa.

Últimamente se esta hablando mucho de este asumpto, pero ¿Realmente sabemos que es exactamente un cementerio nuclear?

Nuestro país es altamente dependiente de fuentes energéticas exteriores y la energía nuclear es uno de los pocos sectores relativamente independientes del exterior.  Pero el problema actual radica en que Francia nos ha guardado y tratado nuestros residuos  nucleares ( al precio de 65.000 €/dia) y exigen que España se guarde sus propios desechos.

Pero se ha de distinguir entre una central nuclear y un cementerio nuclear, en la central diríamos que se producen continuamente explosiones que en un caso catastrófico podrían provocar un desastre nuclear, en cambio en un cementerio se guardan los resultantes de la fractura del uranio (elementos radioactivos como el Plutonio por ejemplo) que producirán radiaciones hasta llegar a un estado estable.  Por lo tanto el peligro de un cementerio radica en los escapes cuyo peligro con los métodos actuales es ínfimo comparado con el de tener un central nuclear.

Así pués no es de extrañar que en pueblos como Ascó, que ya tienen centrales nucleares quieran el cementerio ya que significa más ingresos y más empleo a cambio un poco mas de riesgo en la escala en la que ya se encuentran.

Unos científicos de la Biotechnology Foundation Laboratories de la Thomas Jefferson University han descubierto una manera de incrementar la cantidad de aceite en sus hojas, lo cual seria el primer paso hacia su uso como biocombustible.

Segun Vyacheslav Andrianov, Ph.D., profesor asistente de Cancer Biology en la Jefferson Medical College de la Thomas Jefferson University, el tabaco puede producir aceite con mucha más eficacia que otras plantas. Este aceite se encuentra en una alta densidad en sus semillas (que son un 40% aceite).

El problema es que aún y que son muy eficientes, la planta del tabaco no hace muchas semillas (unos 1500 kg/hectárea cada año). Así púes los investigadores decidieron intentar que sus hojas también producieran aceite. Normalmente la concentración de aceite en una planta no modificada seria del 1,6 % en las hojas, pero en las modificadas genéticamente se ha llegado al 6,8%.

Según los investigadores, lo bueno de este método es que no se usa una planta alimentaria. Además de permitir que las ultimas bajadas en el consumo de tabaco no signifiquen la eliminación de las enormes plantaciones ya existentes.

Así que la pregunta que nos hacemos es: ¿ Esto va suponer un retraso en la renovación del mercado energético y automovilístico ? Esperemos que no.

Titán a día de hoy es el único lugar en el sistema solar “que sepamos” donde hay cantidades importantes de liquido en la superficie (metano y etano mayormente) aparte de la Tierra, pues bien parece que también compartimos un fenómeno atmosférico.

Un equipo de científicos del California Institute of Technology ha descubierto que en Titán se forman “nubes” que llegan aproximadamente a unos 750 metros de altura, sin llegar a las alturas donde lo que en la Tierra llamamos nubes se formarían, por lo que de lo que realmente estamos hablando es de nubes arras de suelo NIEBLA.

Este descubrimiento pone muestra que en Titán existe un ciclo hidrológico del metano, parecido al ciclo de evaporaciones y lluvias de la Tierra (y que por ahora solo habíamos visto aquí).

Este descubrimiento hace que Titán resulte aun más interesante, no solo como planeta, sino por las formaciones geológicas que pueden haber aparecido por estos fenómenos atmosféricos a base de metano tan particulares de esta luna.

Un equipo de científicos del instituto FOM, han conseguido crear un campo electromagnético entre nano-electroimanes con el campo magnético de la luz.

Esto permite desviar la luz en cualquier dirección con este tipo de campos permitiendo crear lentes perfectas o “capas de invisibilidad”.

Para hacernos una idea, la luz no deja de ser una fluctuación del campo magnético y eléctrico muy rápida que se puede manipular si interactúas a muy altas frecuencias… el problema es que los átomos no responden muy bien a los cambios tan rápidos de campos magnéticos.

Debido a estos problemas para interactuar con la luz los dispositivos ópticos que tenemos (lentes, espejos, fibras ópticas) no pueden interactuar con la luz del modo en que se ha conseguido hacerlo con los llamados “meta-materiales” artificiales que han creado en el instituto FOM.

Una vez más, la ciencia ficción ya se adelantó!

Según parece desprenderse de recientes estudios, la belleza no solo depende del los ojos que ven, sino que tiene bastante relación con la distancia entre los ojos y la boca.

En la Universidad de Toronto parece que han identificado el relación óptima entre los ojos y la boca que hace una cara “bella”.

Las proporciones son curiosas, al parecer los experimentos realizados han demostrado que las caras femeninas en que la distancia vertical entre los ojos y la boca es de aproximadamente el 36% de la longitud de la cara y la distancia horizontal entre los ojos es de aproximadamente el 46% de la anchura de la cara, son consideradas como las más atractivas.

Curioso es que estas proporciones se corresponden con la mayoría de caras.

Lo interesante del estudio es que explica porque personas atractivas, después de un cambio de corte de pelo pueden no parecerlo, ya que distintos cortes de pelo pueden variar la percepción de las proporciones de la cara.

Casi todo tiene una explicación científica parece.

Como si del título de un cuento para niños se tratase empieza esta historia.

Era se una vez unas montañas muy altas donde había inmensos glaciares, todos estos glaciares eran esenciales para mantener un mínimo volumen de agua para los grandes ríos de los que bebían millones y millones de personas.

Un día, unas personas muy creativas descubrieron que quemando cosas como “carbón” o diesel, eran capaces de generar energía y mover vehículo. Como a todo el mundo le gusto eso de mover-se sin gastar su propia energía y gastar energía para tener una vida más fácil, pues se empezó a quemar carbón y diesel (entre otras cosas) en cantidades mastodónticas.

Todo el mundo veía los humillos y se quejaba de la contaminación, pero eran poco conscientes de que eso que ensuciaba las fachadas o la ropa blanca recién lavada estaba dando un color grisáceo al hielo de los glaciares, que podría ser fatal.

Por lo que se ha visto recientemente parece que entre el “calentamiento” global y la nieve con carbón, se ha conseguido acelerar de tal modo el deshielo de los glaciares del Himalaya… que estos podrían dejar de existir a mediados de siglo.

Las soluciones son tan simples como impracticables en el contexto actual, por lo que la cosa se dirige irremediablemente hacia un desastre ecológico y humanitario (nada nuevo), que se van a encontrar dentro de unos 40 o 50 años en el sur de Asia y la India.

Reducir la emisión de partículas de carbono en la combustión de automóviles y centrales, sería el primer paso pero… quien dará ese primer paso?

Recientes estudios sobre las ventajas evolutivas que han conducido a que los humanos vivan mucho más tiempo que sus ancestros han dado unos resultados bastante interesantes.

En concreto parece ser que un factor determinante de la mejora en la supervivencia de los humanos es un gen llamado ApoE3 que permitía a nuestros ancestros comer carne cruda, sin morir de las inflamaciones creadas por los parásitos que llevaba la carne.

Esta adaptación hizo a nuestros ancestros adaptarse mejor a este tipo de dieta carnívora, pero… variaciones de este mismo gen que dan una ventaja evolutiva en este tipo de enfermedades parece que tienen efectos colaterales cuando vivimos lo suficiente.

Al parecer las variantes de este mismo gen, apoE4 y ApoE4 hacen aumentar de modo significativo el riesgo de sufrir Alzheimer o de sufrir un ataque al corazón.

Lo que nos ha llevado a vivir más tiempo parece que de algún modo también nos ha hecho más sensibles que nuestros ancestros a enfermedades como el Alzheimer, el cáncer y algunas enfermedades coronarias, es lo que tiene la evolución… está llena de sorpresas.

De cara a la cumbre de Copenhague, se están planteando ideas creativas para captar el CO2 atmosférico responsable del efecto invernadero.

En concreto está tomando fuerza la idea de la reforestación de bosques subacuáticos para captar CO2. El informe llamado “Blue carbón”, porque usa el océano como trampa para el carbono, habla sobre fomentar el cultivo intensivo de algas para la generación de biocombustibles y para alimentar las piscifactorías. De este modo se reintroduciría el carbono en la cadena trófica, creando “más vida” y eliminando un problema de la atmosfera.

Por lo que se refiere a los costos de reforestar las praderas marinas y fomentar el “cultivo” de algas, es mucho menor que el coste necesario para construir, solamente, los diques para contrarrestar el efecto del cambio climático, sin tener en cuenta todos los efectos colaterales.