viernes, 21 de noviembre de 2014

El Metaflex

Este material fue descubierto por científicos de la Universidad ST Andrews, en Escocia. El metaflex es un nuevo material flexible e inteligente, perteneciente al grupo de los meta-materiales, es decir, materiales creados artificialmente que poseen propiedades electromagnéticas inusuales. Debido a estas propiedades, los átomos pueden interactuar con la luz visible, creando una material flexible e independiente.

Andrea Di Falco
Este es el científico inglés Andrea Di Falco, que lideraba a los científicos que descubrieron el metaflex.
 
Proceso de formación:

  1. Se fabrica sobre un sustrato rígido. En este sustrato se deposita una capa para evitar la corrosión del material e impedir que se adhieran las capas posteriores.
  2. Luego se coloca encima de él una hoja de polímero plástico flexible y transparente.
  3. A continuación, con ayuda de un proceso de compactación, se graba un entramado de barras de oro, cada una entre 100 y 200 nanómetros de largo y de espesor de 40 nanómetros. Estas barras interactúan con las ondas electromagnéticas entrantes de luz.
  4. Finalmente, el metaflex es bañado en una sustancia química que libera el polímero de la capa inferior y del sustrato rígido.


Aquí podemos observar una lamina de  metaflex, la cual no refleja el rayo de luz.

Propiedades:
  • Es un material electromagnético.
  • Es capaz de curvar y canalizar la luz. Esto le otorga su característica propiedad, la invisibilidad.
  • Es un material rígido, pero a través de un proceso químico se vuelve completamente flexible.
  • Posee la capacidad de producir ''tejidos inteligentes''.
Desventajas:
  • La principal desventaja es el tamaño de este material, ya que se produce en proporciones muy pequeñas. A pesar de ello, los expertos aseguran que el metaflex se acabará fabricando a tamaños industriales.
  • Otra posible desventaja es el daño que pueda causar al ser humano por llevar prendas de este material. El metaflex podría crear reacciones que nuestro cuerpo no puede resistir.
  • Habría gente que daría un mal uso a este material aprovechando su invisibilidad. Por ejemplo, lo aprovecharían para robar o cometer otros delitos. 

¿Cómo consigue ser invisible?:

Nosotros percibimos los objetos cuando los rayos de luz inciden sobre estos, por ello cuando hay poca luz nos cuesta distinguirlos. El metaflex no refleja la luz del mismo modo que los materiales comunes. Este, interactúa con los rayos de luz de modo que estos se desvían y rodean al material sin que llegue a reflejarlo.

En esta imagen podemos ver como el metaflex hace que los rayos de luz se desvíen. 
Esto provoca que la luz no incida sobre su superficie y por lo tanto no lo veamos.

Aplicaciones:

Actualmente, el metaflex se encuentra en periodo de desarrollo, por lo que aún no se conocen todos los usos que se podrían dar a este material. Las principales aplicaciones que se cree que se puede tener este material son:

  • Provocar la invisibilidad de cualquier objeto que esté bajo su acción. Esto se debe a que el metaflex interactúa con los rayos de luz, de modo que estos rodean el material sin reflejarlo.
En esta imagen se puede ver un coche bajo la acción del metaflex, 
por lo que una parte del coche no refleja la luz. 


  • La creación de tejidos inteligentes, que permitirían hacernos invisibles al ojo humano al llevar puestas estas prendas. Esto se puede realizar gracias a la unión de las membranas flexibles de las que consta el metaflex. Estas membranas son creadas gracias al empleo de una técnica que permite liberar los átomos de la superficie sobre la que fue construida.
En esta imagen aparecen varias personas que llevan puesto un tejido fabricado de metaflex, 
haciendo invisible la parte del cuerpo que está en contacto con esta prenda.

  • Gracias al metaflex, se podrían crear  lentes tridimensionales flexibles. Según Di Falco, gracias a las propiedades del metaflex se puede manipular el comportamiento de la luz y su impacto en diferentes aspectos. Esto nos permitiría mejorar notablemente la vista.
Aquí se puede apreciar una lentilla hecha de metaflex, que mejoraría nuestra vista.

  • También se le podría dar un uso militar, ya que los soldados se podrían infiltrar en territorio enemigo sin ser vistos. De momento, los creadores de este material descartan este uso. 
Vídeo:


Este vídeo empieza diciendo dónde se descubrió el metaflex, cómo consigue 
ser invisible y las principales aplicaciones que se le darían a este material.

Bibliografía:

El cambio climático en España


En esta entrada vamos hacer una investigación sobre los efectos y los cambios que el cambio 
climático ha producido en España así como de las soluciones que se han aportado y se están llevando a cabo para combatir este gran problema que afecta a todo el mundo.



 

PRINCIPALES CAUSAS DEL CAMBIO CLIMÁTICO EN ESPAÑA


El carbón

El consumo carbón en la península es la principal causa del efecto invernadero debido a que somos el cuarto país consumidor de este material en la Unión Europea.

Dentro de la contaminación provocada por el carbón una de las fábricas más contaminantes es
la central térmica de As Pontes, propiedad de Endesa (fundación que se define como respetable con el medio ambiente), es la mayor fábrica de carbón de España y una de las mayores de Europa. Consume cerca de nueve millones de toneladas de carbón, lo que supone más del 20% de todo el carbón consumido en España.
Central térmica de As Pontes, de Endesa, construida en el 1972 en Puentes de García Rodríguez, La Coruña para consumir lignito de la minería local. Se adaptó en 1993 para el consumo de carbón.

Los gases de efecto invernadero

En 2007 las emisiones de gases de efecto invernadero aumentaron un 2,8% respecto al año base, 1990. El Protocolo de Kioto implica para España que el promedio de las emisiones de gases de efecto invernadero en el periodo 2008-2012 no puede superar en más de un 15% las del año 1990. Después del aumento experimentado en 2007, las emisiones ya alcanzan el 52,3%.

Muchos de los gases de efecto invernadero son causados por la contaminación de grandes fábricas, calderas y chimeneas domésticas y el humo causado por los motores de combustión.

Contaminación del agua
Cientos de sustancias tóxicas son arrojadas al agua. Al año se vierten en España más de 4,6 millones de toneladas de contaminantes. Entre ellos: aguas negras(urbanos e industriales), petróleo, abonos, pesticidas, detergentes, etc. Se considera a la agricultura como uno de los factores más contaminantes debido a la utilización de fertilizantes nocivos.

Contaminación del suelo
Es producida por el vertido de sustancias químicas y basuras. Cuando estas se acumulan al aire libre durante mucho tiempo se descomponen fermentando y produciendo residuos orgánicos que se filtran a través del suelo. El suelo se contamina con hongos, bacterias y microorganismos patógenos.

PRINCIPALES CONSECUENCIAS DEL CAMBIO CLIMÁTICO EN ESPAÑA

Descenso de lluvias en zonas determinadas
Según el director del Centro de Estudios Ambientales del Mediterráneo al modificar el terreno y quitar vegetación, que recircula parte del agua que se necesita, deja de llover en esa zona y se suceden sequías debido a esta destrucción del mecanismo de bombeo natural.



Especies animales
El cambio climático y la contaminación también afecta a las especies animales haciendo que estas tengan que cambiar su hábitat debido a la destrucción de este. También se produce la contaminación de ríos y mares, como es el caso del río Eresma durante el verano de 2014, en el cual se vertieron residuos tóxicos causando la muerte de fauna que en él habitaba.
Peces muertos por la contaminación del río Eresma durante el verano de 2014

Subidas en el nivel del mar
Además de la subida del nivel del mar, durante la segunda mitad del siglo alrededor de  202 hectáreas de terreno en la costa de Bizkaia se encontrarán en riesgo de inundación que afectaría a viviendas y zonas industriales.
Los incendios del futuro
El aumento de la temperatura media y la disminución de las precipitaciones crearían las condiciones ideales para los incendios forestales, especialmente en las zonas de alta montaña. En los últimos años los incendios superan con mayor frecuencia las 500 hectáreas y son más violentos y difíciles de combatir.

Riesgos para la salud
Las olas de frío y calor serán más extremas y duraderas, por lo que previsiblemente se cobrará más vidas. Además, el incremento de la temperatura favorece las condiciones de habitabilidad de varios tipos de mosquitos, así como su capacidad de transmitir enfermedades infecciosas.  


FORMAS DE COMBATIR EL CAMBIO CLIMÁTICO EN ESPAÑA

Una de las soluciones del  Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente (MAGRAMA) es la propuesta de la Estrategia Española de Cambio Climático y Energía Limpia aprobada en 2007.
Con esta medida buscan abordar diferentes medidas que lleven a un desarrollo sostenible en el ámbito del cambio climático y la energía limpia.
Esta estrategia presenta  una serie de políticas y medidas para reducir el cambio climático y sus efectos, y hacer posible un cumplimiento de los compromisos asumidos por España, centrándose en los objetivos que puedan llevar a  el cumplimiento del Protocolo de Kioto.
Además también se plantean otras medidas para la lograr un consumo energético compatible con el desarrollo sostenible.


Pero, desde casa, tambien podemos luchar contra el cambio climático con medidas como:

-Cambiar una bombilla tradicional por una bombilla de bajo consumo que  ahorra más de 45 kilogramos de dióxido de carbono al año.
-Apagar la tele y el ordenador cuando no esten en uso y dejar desenchufado el cargador del movil cuando no esté conectado al móvil evitando así que miles de kilos de CO2 salgan a la atmósfera.

-Evitando usar tanto el coche, andando, montando en bicicleta, usando el transporte público ya que por cada litro de combustible que quema el motor del coche, se liberan unos 2,5 kilos de CO2.

-Reciclando la mitad de la basura que se produce en casa se puede ahorrar más de 730 kilos de CO2 al año.

-Plantando un árbol conseguimos que se absorba una tonelada de dióxido de carbono durante toda su vida.


Fuentes:





jueves, 20 de noviembre de 2014

Operación Rosetta







La operación Rosetta consiste en el envío de una sonda espacial la cual que fue lanzada hace unos 10 años aproximadamente y esta aterrizó en su lugar de destino, que era un cometa. El aterrizaje no tuvo un éxito total al no aterrizar en la zona esperada y al fallar uno de los anclajes a dicho cometa. Los instrumentos científicos incluyen diversos espectrómetros especializados en diferentes aspectos, que analizarán la superficie del cometa, y los gases expulsados. 

El objetivo principal de la sonda es investigar la composición y características del cometa de destino, lo que puede dar información sobre la formación del sistema solar. Existe una muy bien fundada suposición de que los cometas son los objetos menos modificados del sistema solar desde su formación hace 4600 millones de años. 


La cuestión por la que se quiere estudiar este cometa, es porque lleva existiendo mas de 4000 millones de años y aun así su composición no ha variado mucho con respecto a su nacimiento, lo cual nos ayuda a conocer mejor los origenes del universo o a menos desde poco tiempo después del nacimiento del cometa. Por eso estudiarlos es una tarea prioritaria para la ciencia. Hasta antes de esta sonda, solamente se realizaron sobrevuelos a los cometas, y esta es la primera sonda que estudiará detalladamente un cometa, tanto orbitando alrededor de él, como llegando a la superficie, lo que incluye la toma de muestras directamente y hacer estudios de forma coordinada entre la sonda madre y su módulo. Después de comenzar a orbitar el cometa, se desprenderá un módulo, llamado Philae, que se posará sobre su superficie.

Una hipótesis importante que puede ser confirmada es si el agua de la Tierra procede de los cometas que impactaron contra ella cuando se enfrió y la menor temperatura permitía retener el agua. Se cree que la mayor parte del agua de los océanos tiene esta procedencia, puesto que es difícil que esta agua sea un remanente de la formación original de la Tierra.



El lugar de aterrizaje debía presentar una seria de características, y este fue elegido por un conjunto de expertos frente a los otros cuatro candidatos porque la mayor parte del terreno en un área de un kilómetro cuadrado presenta una pendiente de menos de 30° y porque hay relativamente pocas rocas en su entorno. En esta zona la sonda se ve favorecida al no haber muchas rocas y poder realizas su anclaje de una forma mas segura, además aquí posee el ángulo suficiente para recibir la energía solar con la cual funciona, aunque en un primer momento usará una batería para abastecerse. 

Conclusión/crítica

como hemos visto y leído, la operación Rosetta es una operación muy actual, a la par que difícil de llevar a cabo, debido principalmente a que el cometa esta en movimiento constante y a gran velocidad, poniendo en apuros así, a la sonda, que tuvo un fallo en su aterrizaje y no consiguió anclar sus dos arpones, quedando sujeta tan solo por dos tornillos; esto nos hace pensar que hay posibilidades de tirar por la borda años de trabajo y preparación, pero a la vez a todos nos queda la esperanza de que la sonda se mantendrá en su sitio y conseguiremos numerosos avances científicos de ahora en adelante.
Nos parece sin lugar a dudas, que aunque haya sido un hecho tan actual, ha marcado un antes y un después en nuestro planeta, La Tierra.
Esperamos poder presenciar los avances que esta operación va a desencadenar sobre el conocimiento de La Tierra, porque creemos ponernos en la piel de todo el mundo al decir que este hecho histórico puede que sea uno de los más espectaculares que hayamos podido presenciar hasta nuestros días.




Bibliografía: 


http://es.wikipedia.org/wiki/Rosetta_(sonda_espacial)
http://www.rtve.es/noticias/20141118/rosetta-capto-aterrizaje-sonda-philae-sobre-cometa-67p/1049981.shtml
http://www.esa.int/esl/ESA_in_your_country/Spain/La_mision_Rosetta_aterrizara_sobre_el_cometa_el_12_de_noviembre



jueves, 30 de octubre de 2014

El Grafeno

El grafeno se descubrió por primera vez en 1930. En 1949, Wallace descubrió su estructura electrónica y en 2010, los científicos rusos Gueim y Novosiólov recibieron el Premio Nobel de Física gracias a que consiguieron aislarlo a temperatura ambiente.
 
En esta imagen aparecen los científicos rusos que lograron aislar el grafeno 
temperatura ambiente. A la derecha se encuentra Novosiólov y a la izquierda Gueim.

El grafeno es un material que aparece unido al grafito, y para separarlo se utiliza una tira de cinta adhesiva. Se pega el grafito a los dos extremos de la cinta y al tirar de los extremos, en un lado queda el grafeno y en otro el grafito.


 En esta imagen podemos ver un recipiente que contiene
 grafeno en polvo, ya separado del grafito.

El grafeno se forma cuando se unen pequeñas partículas de carbono en láminas de dos dimensiones muy finas, y adquieren una forma hexagonal. 

File:Graphen.jpg
En esta fotografía podemos observar la estructura del grafeno y
 comprobar que es hexagonal.

PROPIEDADES:
  • Es muy ligero, 1 metro cuadrado pesa 0.77 mg.
  • Dureza: es 200 veces más fuerte que el acero y uan lámina de grafeno del grosor de una uña es capaz de soportar el peso de 25 personas sin romperse.
  • Posee una elevada elasticidad y flexibilidad.
  • Conduce muy bien el calor y la electricidad.
  • Es transparente.
  • Es antibacteriano, es decir, no crecen en él las bacterias.
  • Es capaz de autoenfriarse y de autorepararse.
  • Puede juntarse con otras sustancias para formar nuevos materiales. Como por ejemplo, el grafano, que es un aislante.
  • Permite el paso del agua. 

DESVENTAJAS:

La primera desventaja que nos encontramos es que para poder producir grafeno, este tiene que ser de la mayor calidad posible. Con el proceso de extracción se consigue grafeno de muy buena calidad, pero la cantidad que se consigue extraer es mínima. Otra desventaja es que puede causar daños a la salud debido a que es tan fino que es capaz de cortar las células de nuestro cuerpo.
 
APLICACIONES:

  • Una de las aplicaciones que más destaca es la posibilidad de crear pantallas táctiles flexibles.

En esta imagen vemos un prototipo de una pantalla flexible y 
transparente hecha con grafeno.
  • Están empezando a crear unas ‘’superbaterias’’ llamadas Supercondensadores. A diferencia de las baterías que existen ahora, estas tienen mayor capacidad de carga y por lo tanto mayor duración. Además, no contaminan el medio ambiente y serían capaces de cargarse por completo en poco más de 5 minutos. Además se utilizarían en el sector del automovilismo.
En esta imagen podemos observar cómo se aplicarían las baterías de larga 
duración hechas de grafeno en un coche eléctrico. 
  • Otra aplicación muy interesante consiste en la creación de pinturas que absorben la energía que proviene del sol. 
En esta imagen se puede ver un panel solar hecho de grafeno. A día de hoy se están 
investigando estos paneles para comprobar su eficacia convirtiendo la luz solar en energía.
  • Desalinizar el agua salada para convertirla en agua potable. Gracias al aporte de científicos del Instituto de Tecnología de Massachusetts se ha podido desarrollar filtros hechos de grafeno que permiten realizar la desalinización.
En esta imagen aparece una representación de cómo se filtraría el agua salada por los
 poros del grafeno. Los poros del grafeno permiten el flujo del agua pero evitan que se filtre la sal.
  • Gracias a su dureza y ligereza, se utiliza para crear blindajes, entre ellos chalecos antibalas, cascos y cristales antibalas. 
En esta imagen se puede ver un chaleco antibalas fabricado con grafeno. Gracias a este 
material son menos pesados y más flexibles que los actuales, hechos de kevlar.
  • Con respecto a la medicina, se está estudiando la creación de músculos artificiales debido a su alta flexibilidad y resistencia. También se cree que gracias a este material se podrán mejorar los tratamientos del cáncer.
En esta imagen aparece una máquina en la que actúa el grafeno que se podría utilizar en el tratamiento del cáncer. Debido al 
grafeno solo se eliminarían las células que poseen el cáncer y no todas las células de la zona afectada, como actualmente.
  • Desarrollar ordenadores y microchips más rápidos.
En esta imagen podemos ver un microchip hecho de grafeno. Los microchips de 
este material son más rápidos que los actuales, que suelen ser de silicio.




Al principio de este vídeo podemos observar como la empresa Samsung presenta en una conferencia de telefonía móvil,
 una nueva pantalla flexible para dispositivos móviles hecha de grafeno. Cuando termina de presentarla, muestran 
en un vídeo el posible uso en la vida cotidiana que tendría el uso de esas pantallas.





Este vídeo empieza diciendo qué es el grafeno y cómo se obtiene. Después cita algunas de sus propiedades, 
y al final explica los principales usos de este material en la vida cotidiana.




En este vídeo se puede ver una simulación de cómo podría ser el futuro si el grafeno fuese un material 
tan importante como se cree que va a ser. En el vídeo aparecen los usos cotidianos que se darían 
al grafeno (en casa, en el coche, en los estudios, en los hospitales...).


BIBLIOGRAFÍA:

El estudio del cambio climático

ESTUDIO DEL CAMBIO CLIMÁTICO

El cambio climático es un cambio del clima atribuido directa o indirectamente la actividad humana, que altera la composición de la atmósfera mundial y que se suma a la variabilidad natural del clima observada durante períodos de tiempo comparables. Para su análisis se necesita diversidad de técnicas y enfoques, incluyendo modelos cuantitativos y predictivos, estudios empíricos, juicios de expertos y experimentación.



Existen tres métodos fundamentales de estudio en la ciencia climatológica:


-La climatología analítica: Se basa en el análisis mediante estadísticas de las características climáticas más significativas. Se trata principalmente de crear unos valores medios de los elementos atmosféricos y establecer la posibilidad de que se den determinados valores extremos.

Para realizar un estudio continuo sobre el clima se necesitan hacer varias medidas tales como:


  • Temperatura del aire, del agua y del suelo:

La temperatura del aire se mide con termómetros ordinarios, da igual que sean de mercurio o eléctricos, la temperatura del agua se mide de la misma manera.
Para medir la pérdida de calor que experimenta el suelo, se utiliza su temperatura mínima durante la madrugada, dicha temperatura mínima se mide instalando un termómetro ordinario en posición horizontal, pero sin tocar el suelo. 


En este vídeo se explica brevemente en qué consiste el efecto invernadero 
El efecto invernadero se puede detectar debido al aumento de la temperatura del aire y a la subida de las mareas ya que produce el deshielo de los casquetes polares.



  • Presión atmosférica
Los barómetros son instrumentos que nos indican los valores de la presión atmosférica y nos ayudan a realizar predicciones meteorológicas. Las altas presiones se corresponden con regiones sin precipitaciones, mientras que las bajas presiones son indicadores de tormentas y borrascas.


Barómetro nuevo y el antiguo de mercurio inventado por Torricelli en el siglo XVII



  • Humedad

El hidrotermógrafo mide la temperatura y la humedad, utiliza un haz de cabellos a los cuales se les ha aplicado un tratamiento especial. Ambos valores quedan reflejados en una banda semanal.


A la izquierda del hidrotermógrafo se mide la humedad y a la derecha queda registrada


  • Velocidad y dirección del viento

El anemómetro de rotación se utiliza para saber la velocidad media del viento durante periodos de 10 minutos. Para medir su dirección se utilizan veletas.

El anemómetro tiene forma de cazoletas y la veleta de flecha, la cual t indica la dirección del viento.

  • Precipitaciones

Con el pluviómetro manual  se mide cualquier tipo de precipitación que caiga sobre la tierra, se mide cada 10 horas

El pluviómetro consiste en un tubo cónico de plástico con una serie de numeros que te muestran la cantidad de precipitación.


  • Cantidad de evaporación

El evaporímetro se utiliza para medir la evaporación potencial, es decir, la cantidad de agua en relación al área y el tiempo que se evapora a través de una superficie expuesta al aire libre.

Evaporímetro inventado por Piché

  • Radiación solar

Un piranómetro  es un instrumento  utilizado para medir la radiación solar incidente sobre la superficie de la terrestre. Se trata de un sensor diseñado para medir la densidad del flujo de radiación solar en una superficie de 180 grados.


Otro tipo de piranómetros son los fotovoltaicos. En ellos, el principio de funcionamiento no es térmico como en el caso anterior; sino que tiene como fundamento el efecto fotoeléctrico




-La climatología dinámica: trata de proporcionar una visión dinámica y de unidad de las manifestaciones cambiantes que se registran en la atmósfera. Se propone una explicación matemática de la atmósfera mediante las leyes de la mecánica de fluidos y de la termodinámica (rama de la física que describe los estados de equilibrio a nivel macroscópico).



-La climatología sinóptica: se basa en el estudio de la composición de los elementos atmosféricos en un espacio tridimensional y a unas horas concretas y de su evolución. A partir de este análisis, se pretende descubrir leyes empíricas e incrementar el conocimiento sobre la atmósfera.





Para ver la evolución del cambio climático también hay que mirar al pasado, de esto se encarga el estudio del paleoclima que se realiza por el análisis de registros fósiles, acumulaciones de sedimentos en lechos marinos, las marcas erosivas en las rocas y las marcas de crecimiento en árboles. Gracias al resultado del estudio de estos datos y comparándolos con el clima actual, se puede ver un cambio climático más a largo plazo.




Otro método de estudio realizado únicamente en Groenlandia y la Antártida es el método de anillos de crecimiento en el que se analizan los gases atrapados en el hielo en forma de burbujas de aire de la atmósfera terrestre de hace miles de años. Mediante esta forma se ha podido comprobar la diferencia en la composición del aire con el paso del tiempo y lo que la contaminación ha causado en él.







Fuentes: