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:








miércoles, 29 de octubre de 2014

radioactividad de chernobyl


Chernobyl

Chernobil, era una ciudad que se encontraba en Ucrania y cuya central nuclear estaba a 18km de esta.

Partes de una central nuclear:



Las principales partes de las centrales nucleares son las mismas que en una central térmica, con la diferencia de que poseen un reactor en vez de un quemador. Además no poseen chimeneas ya que no expulsan gases a la atmósfera.

- Reactor
Es la parte de la central donde se produce la fisión de los átomos de uranio, radio o plutonio.
Pueden ser de dos tipos:
-De fisión: La fisión nuclear es una reacción en la cual al hacer incidir neutrones sobre un núcleo pesado, éste se divide en dos núcleos, liberando una gran cantidad de energía y emitiendo dos o tres neutrones.
-De fusión:La fusión nuclear es la reacción en la que dos núcleos muy ligeros, en general el hidrógeno y sus isótopos, se unen para formar un núcleo más pesado y estable, con gran desprendimiento de energía. La energía producida por el Sol tiene este origen.

- Turbinas
Las turbinas pueden considerarse como la parte mas importante de la central ya que son las encargadas de mover el generador para producir la electricidad.



- Generador
Es el encargado de producir la electricidad.

- Condensador
Es el encargado de condensar el vapor que se encarga de mover la turbina para que pueda volver a ser utilizado.

- Torres de refrigeración
Se encargan de mantener baja la temperatura del condensador, garantizando el correcto funcionamiento de la central.

¿Qué sucedió?



El 26 de abril de 1986 se propuso realizar una prueba con la intención de aumentar la seguridad del reactor. Para ello los trabajadores por unas causas y por otras acabaron saltándose el reglamento de seguridad nuclear de la unión soviética.

Minutos después del accidente, todos los bomberos militares asignados a la central ya estaban en camino y preparados para controlar el desastre rápidamente.

La explosión provocó la mayor catástrofe en la historia de la explotación civil de la energía nuclear. Treinta y una personas murieron en el momento del accidente, Alrededor de 135.000 personas tuvieron que ser evacuadas de los 155.000 km² afectados, permaneciendo extensas áreas deshabitadas durante muchos años al realizarse la relocalización posteriormente de otras 215.000 personas. La radiación se extendió a la mayor parte de Europa, permaneciendo los índices de radiactividad en las zonas cercanas en niveles peligrosos durante varios días. La estimación de la radioactividad que se liberó a la atmósfera se sitúa en torno al 3,5% del material procedente del combustible gastado y el 100% de todos los gases nobles contenidos en el reactor.






En este vídeo podemos observar cuales fueron los principales errores cometidos por los técnicos de la central, y lo que iba sucediendo en ella con respecto a la presión, temperatura y potencia.