Xarxes intel·ligents centrades en el consumidor

Mirant a través del paisatge de l'energia, els comptadors intel·ligents, les grans dades, els portals d'Internet i altres avenços tecnològics han proporcionat als consumidors un gran conjunt de dades que dia a dia es va fent més gran amb opcions de ser connectats amb el propi consum d'energia i així fer, un pas més cap a les xarxes intel·ligents. Al 2014, la investigació de Smart Grid Consumer Collaborative (SGCC) va indicar que la participació dels consumidors és cada vegada més gran. Aquesta és una bona notícia perquè el compromís creix més en els consumidors i així entendran els beneficis, la fiabilitat i els beneficis ambientals que ofereix la modernització de la xarxa.

La investigació mostra que tots els tipus de consumidors tenen interès en:

1. La capacitat d'estalviar diners a través de les tecnologies compatibles amb Smart Grid i els electrodomèstics, programes que gestionin els preus en funció de la franja horària per fer un ús intel·ligent.
2. Les millores en l'acompliment ambiental de la generació d'electricitat a través de la integració de generació més neta - però variable - com poden ser els recursos de l'energia solar fotovoltaica i eòlica.
3. Major fiabilitat gràcies a les capacitats de detecció i control de la xarxa intel·ligent.
Quan aquest interès, és participat pels consumidors? SGCC ha estudiat diversos temes durant la investigació del 2014 per ajudar als interessats de les xarxes intel·ligents a entendre i motivar els consumidors. La investigació va revelar set temes clau que posen de relleu l'estat actual de la xarxa intel·ligent dels consumidors:

Tot i l'escasa consciència general, els consumidors s'estan adonant dels beneficis de l'Smart Grid
Encara que els esforços de modernització de xarxes continuen en tots els països a més, molts consumidors estan actualment beneficiats de les millores tecnològiques - el coneixement dels termes "xarxa intel·ligent" i "comptador intel·ligent" segueixen essent baixos. No obstant això, els consumidors semblen estar interessats en molts dels aspectes econòmics, ambientals i de fiabilitat que beneficien a la tecnologia.

L'interès del consumidor en els beneficis de xarxes intel·ligents segueix essent forta
Els consumidors no només estan veient cada vegada més els beneficis econòmics, ambientals i de fiabilitat de les inversions en xarxes intel·ligents, segueixen estant molt interessats en rebre més d'aquests beneficis. Curiosament, malgrat el seu segment, els consumidors reporten el benefici de xarxes intel·ligents, es per això que estan més disposats a pagar per la capacitat d'augmentar la quantitat de recursos de generació de renovables connectades a la xarxa.

Consumidor i distribuïdors són cada vegada més capaços de treballar en equip
L'estudi ha identificat cinc nous segments de consumidors basats en actituds, valors comuns i comportaments relacionats amb la xarxa intel·ligent dels consumidors. Mitjançant l'ús d'aquests segments, les parts interessades de les xarxes intel·ligents poden ara desenvolupar programes més eficaços, serveis, productes i missatges que apel·len a les característiques específiques d'aquests grups.

Dissenys a mida pel consumidor
Per accelerar l'acceptació dels consumidors de programes i tecnologies de xarxes intel·ligents, els interessats han d'oferir als consumidors el control i la facilitat d'ús. Per exemple, els descomptes màxims són d'interès pels consumidors ja que els preus punta ofereixen als consumidors la capacitat de controlar el seu benefici econòmic.

Les motivacions de consum poden conduir a un compromís
Així com els consumidors cauen en un espectre de compromís, també ho fan les seves motivacions. Afortunadament, les dades SGCC ofereixen dues estratègies clau per a l'aprofitament de tot l'espectre de motivacions de consum:

1. Crear els missatges sobre programes actuals de xarxes intel·ligents i tecnologies centrades en el seu potencial d'estalvi de diners, juntament amb els beneficis orientats cap al futur, com ara la gestió mediambiental i generacional.

2. Desenvolupar nous programes i tecnologies que emfatitzen la facilitat d'ús i enllaçar amb la conveniència i així, controlar aquestes noves ofertes que s'ofereixen als consumidors.

L'impacte entre el compromís i les barreres
Tot i estar favorablement disposats a comprometre la seva gestió dels DSO, molts consumidors no són capaços de fer-ho a causa de les restriccions en el seu temps, les seves finances, i / o el seu estat de propietat d'habitatge / lloguer. Les parts interessades haurien de considerar la manera de superar aquestes limitacions per permetre participar a certs clients.

Les poblacions vulnerables tenen necessitats específiques
Els baixos ingressos i els consumidors tenen necessitats específiques que difereixen de les de la població general. El disseny i l'esforços del màrqueting per a programes i tecnologies de xarxes intel·ligents, han de tenir en compte aquestes necessitats per tal d'assegurar que els beneficis de les xarxes intel·ligents arribin a aquestes poblacions.

La investigació de SGCC, ofereix una imatge molt més definida dels consumidors de xarxes intel·ligents que anteriorment han tingut els interessats. La indústria s'està movent cada vegada més entre les preguntes de com comunicar l'Smart Grid en termes més generals cap a la comprensió i així proporcionar beneficis atractius als consumidors sobre la base de les inversions en tecnologia que ja s'han fet.

En última instància, aquests temes clau que transmeten els actors de xarxes intel·ligents han d'adoptar un enfocament centrat en el consumidor. De cara al futur, l'educació i el compromís són els principals factors que connectaran les parts interessades de la indústria de xarxes intel·ligents en la facilitació d'un diàleg bidireccional amb els consumidors i l'adopció dels esforços de modernització de la xarxa elèctrica.

Autoconsum

L'autoconsum elèctric és tota una revolució. Una revolució lenta i silenciosa, que posarà de cap per avall el sistema elèctric actual. Durant els últims mesos centenars de persones ja s'han instal·lat a casa kits d'autoconsum, connectant un o dos panells fotovoltaics en els seus endolls per autoproduir amb el sol part de la seva electricitat, reduint així el consum elèctric de la xarxa. Els mou sobretot la il·lusió de ser més sostenibles i autosuficients. També el no dependre tant d'un sistema elèctric que consideren abusiu, molt poc transparent, irresponsable i contaminant. Els mou el desig de ser actius no només com a consumidors, sinó també com a productors d'electricitat. Els mou, en definitiva, formar part d'un sistema elèctric més eficient, sostenible, net, just i democràtic.

Però no només han optat per l'autoconsum elèctric aquests usuaris particulars molt conscienciats amb la necessitat d'un canvi en el sistema energètic d'aquest país (els podríem considerar activistes i pioners de l'autoconsum; guerrillers solars). També moltes empreses, escoles, ajuntaments i molts altres edificis ja han optat per instal·lar panells fotovoltaics o petits aerogeneradors per generar la seva pròpia electricitat. Els mou també el desig de ser més eficients i sostenibles. Però sobretot tenen un motiu econòmic. I és que avui dia ja és més econòmic autoproduir l'electricitat amb panells fotovoltaics que comprar a la xarxa elèctrica. Vegem les dades: el preu de l'electricitat no ha fet més que pujar en els últims anys. Segons dades de l'associació de consumidors Facua, només en l'últim any l'electricitat ha augmentat un 17,7%. Mentre que el preu dels panells fotovoltaics no ha fet més que baixar: una reducció del 80% en els últims set anys. Així que al gener de 2015 el preu mitjà del kWh s'ha situat en 16,40 cèntims, mentre que produir electricitat amb panells fotovoltaics suposa avui un cost per sota dels 5 cèntims el kWh.

Tinguem en compte, a més, que la inversió en panells fotovoltaics es realitza al principi, quan es fa la instal·lació, i que després el sol no passa factura, de manera que el preu de generació és definitiu; mentre que el preu de l'electricitat de la xarxa difícilment es mantindrà, i menys encara baixarà. Per això, la diferència de preu entre la generació amb fotovoltaica i de la xarxa seguirà en augment un cop realitzada la instal·lació solar.

Instal·lació de 100kW d'autoconsum realitzada per SUD Energies Renovables a les instal·lacions de Comercial Arqué (l'Hospitalet de Llobregat)

Tot aquest autoconsum elèctric s'està fent tot i la desinformació general i interessada per part de les principals companyies elèctriques. És evident que l'autoconsum elèctric restarà kWh del seu negoci, i que a més aporta un nou paper protagonista als nous autoproductors. L'autoconsum significa un canvi del paradigma energètic, que ha de canviar el sistema elèctric actual, i és normal que les grans companyies que fins ara han estat dominant el sector es posin nervioses i intentin evitar (amb la seva evident influència en el govern) l'avanç del autoconsum. És normal també que des dels principals mitjans de comunicació (tots patrocinats per aquestes grans companyies) es llancin missatges confusos, amenaçadors i negatius sobre l'autoconsum. Hi ha molta desinformació interessada sobre l'autoconsum.

Intentem aclarir les coses. No és cert que l'autoconsum elèctric sigui il·legal. Autoconsumir electricitat és totalment legal i viable. I com hem vist abans, s'està fent. A SUD Energies Renovables porten anys realitzant instal·lacions per autoconsum i legalitzant, com també estan fent moltes altres empreses del sector. Tenim el marc legal per fer-ho (RD842 / 2002; Llei 24/2013; DRL9 / 2013; etc); i cada comunitat autònoma amb competències pròpies en energia té el seu propi procediment.

Tampoc és cert que actualment hi hagi un impost o taxa a l'autoconsum. El que hi ha és la previsió (un esborrany) per part del Govern d'Espanya d'aprovar una normativa específica que reguli l'autoconsum. I en aquest esborrany es consideren uns peatges a l'autoconsum, que vindria a ser un impost a la autogeneració. El plantejament és del tot irracional i injust. Planteja la possibilitat que per cada kWh que s'ha produït a la planta fotovoltaica (o eòlica) es pagui una taxa, independentment que aquests kWh s'hagin autoconsumit o que hagi estat un excedent que hagi anat a la xarxa. El més raonable seria el que es coneix com a Balanç Net i que ja s'està fent en altres països com Bèlgica o EUA: que si una instal·lació destinada a l'autoconsum tingués excedent de kWh (perquè no hi ha prou consum) aquests poguessin anar a la xarxa elèctrica, essent comptabilitzats pel comptador elèctric (els digitals intel·ligents ho permeten), i que en un altre moment (durant la nit, per exemple) poguéssim consumir aquests kWh, pagant una petita taxa d'utilització de la xarxa elèctrica com si aquesta fos una bateria, segons els kWh autoconsumits que hagin passat per la xarxa elèctrica (autoconsum en diferit).

Instal·lació d'autoconsum realitzada per SUD Energies Renovables en un edifici de l'Ajuntament de Barcelona per afers socials

No té sentit que es pretengui cobrar un impost per uns kWh que s'han autoconsumit en la nostra pròpia xarxa interior, directament, sense que hi hagi intervingut la xarxa elèctrica en el procés d'autoconsum. Imaginin que per cada tomàquet que plantem a casa per consum propi ens cobressin un impost, justificant que aquest impost és per contribuir a mantenir el sistema de supermercats. Seria totalment absurd i molt abusiu, oi?

Però encara no s'ha aprovat aquesta normativa que introduiria el peatge a l'autoconsum. I fa més de dos anys que l'espera. L'últim rumor (un més), apunta que aquesta normativa seria aprovada durant aquest primer trimestre del 2015. Veurem. En qualsevol cas, el sentit comú i les normatives europees, apunten al contrari, que l'autoconsum no ha penalitzar, sinó al contrari, s'ha de promoure. La Directiva Europea 2010/31 / UE d'eficiència energètica d'edificis estableix l'obligació per als Estats membres d'elaborar plans nacionals d'edificis de consum d'energia gairebé nul perquè al 2020 els nous edificis i la rehabilitació dels existents, i el 2018 els edificis públics, es facin amb criteris de mínim consum d'energia i amb autoconsum.

Instal·lació d'autoconsum realitzada per SUD Energies Renovables al càmping Berguedà (Barcelona)

Veurem el que acaba aprovant el Govern d'Espanya. En qualsevol cas, si s'atreveixen a aprovar un peatge, es plantejarien aquests dubtes: ¿afectaria a tots els kWh autoconsumits o només als que s'aboquen a la xarxa? Quant duraria aquest peatge? (Veurem com canvia en els pròxims mesos el panorama polític a Espanya). ¿Faria Europa amb aquest peatge a l'autoconsum el mateix que ja va fer amb el cèntim sanitari de la benzina, que el va derogar? Veurem. De moment el més raonable sembla guiar-se pel sentit comú i seguir apostant per l'autoconsum elèctric. Tenim tots els arguments a favor.


Font: Energies Renovables

Com incrementar la competitivitat de la torre solar

Estació energètica de carbó. Imatge: iStockPhoto

El sector de la CSP està treballant de manera intensiva per millorar la seva competitivitat i ha fet grans esforços: des de l'optimització de la fabricació de components i la reducció del consum parasitari, fins a l'increment de l'eficiència del cicle. De fet, això ha conduït a importants reduccions de costos en els últims anys.

No obstant això, són necessaris més avenços per millorar la competitivitat econòmica i l'increment de l'eficiència del cicle a través de paràmetres superiors de vapor. Això és una opció prometedora. Totes les plantes energètiques que estan en construcció i en funcionament, utilitzen paràmetres de vapor subcrític, com 565 ºC a 160 bars. Però, en canvi, moltes estacions energètiques que utilitzen carbó operen amb paràmetres supercrític, com 620 ºC a 280 bars. També es podria aplicar aquesta tecnologia a la CSP.

Les primeres plantes de carbó supercrític es van construir a finals dels anys 50 per incrementar l'eficiència, de manera que la tecnologia s'ha desenvolupat de manera significativa des de llavors. Per exemple, ha contribuït en un increment històric de l'eficiència del cicle d'un 3,3% i una reducció del 5,6% en les despeses de capital en duplicar la implementació acumulada.

S'han emprat blocs energètics supercrítics durant molts anys, però la seva utilització en plantes de CSP ha plantejat els seus propis reptes respecte a factors com la mida mínima de la turbina (250 MWe), els fluids de treball d'una temperatura elevada adequada (més de 600 ºC ) i l'augment d'escala de la tecnologia.

Fa poc, l'Organització d'Investigacions Científiques i Industrials de la Commonwealth (CSIRO) va realitzar una prova de paràmetres de vapor supercrític en una instal·lació australiana. Va ser un primer pas important, però encara queda molt camí per davant per aconseguir una implementació comercial de 250 MWe.

Per incorporar l'emmagatzematge d'energia tèrmic en una instal·lació amb aquesta capacitat, els fluids de treball han d'aconseguir temperatures superiors. Encara que la investigació publicada sobre la matèria ha revelat que les sals foses poden arribar als 700 ºC, encara no hi ha un producte comercial disponible.

Per justificar l'esforç necessari, el sector ha de comprendre els avantatges que ofereix aquesta tecnologia davant les plantes subcrítiques. El següent anàlisi compara les tres opcions per una planta de torre solar refrigerada per aire de 250 MWe amb 7 hores d'emmagatzematge d'energia tèrmica en sals foses i en què el vapor només es reescalfa una vegada situada a Austràlia:

Escenari 1: Planta actual de cicle Rankine subcrític amb paràmetres de vapor de 545 ºC a 165 bars. Aquest concepte es podria implementar avui dia i ja s'han proposat projectes de 250 MW.

Escenari 2: Torre solar que escalfa vapor supercrític de 280 bars a 545 ºC amb energia solar i gas natural addicional que es reescalfa per assolir els 620 ºC. Aquest concepte es podria implementar en l'actualitat i el reescalfament de vapor addicional s'ha demostrat a la planta Shams 1 fins i tot a una pressió i temperatura de vapor inferiors.

Escenari 3: La planta supercrítica utilitza sals foses a 700 ºC amb paràmetres de vapor de 620 ºC a 280 bars. Una instal·lació com aquesta no pot implementar immediatament ja que les sals foses necessàries per aconseguir aquesta temperatura no estan disponibles encara.

Les plantes de vapor supercrític podrien aconseguir una eficiència de cicle neta del 43,9% per l'escenari 2 i un 44,2% per a l'escenari 3, en comparació amb el 41,3% en l'escenari 1. Es tracta d'un increment significatiu amb efectes associats de reduccions de costos.

Figura 1: Impacte dels diferents escenaris en la grandària de la instal·lació solar. Escenari 1 (groc). Escenari 2 (blau). Escenari 3 (verd).

La figura 1 mostra com afecten els tres escenaris a la mida de la instal·lació solar. Tot i tenir els mateixos paràmetres de vapor, l'eficiència neta del cicle en l'escenari 2 és lleugerament inferior a la de l'escenari 3 a causa d'algunes pèrdues addicionals associades al supercalentador alimentat amb gas. L'increment dels paràmetres de vapor fins als 700 ºC a 350 bars, com es proposa per a l'última generació de plantes alimentades amb carbó, oferiria un rendiment net del cicle de 45,6%.

Si es pressuposa que la planta es posa en marxa en 2025 i les reduccions de costos continuen fins llavors, l'escenari 2 oferiria el cost de capital més baix (4,3 USD / MWe), ja que part de l'entrada d'energia solar substitueix per gas natural. L'escenari 2 oferiria 4,7 milions d'USD / MWe, mentre que l'escenari 1, 4,9 milions d'USD / MWe.

La planta de l'escenari 2 oferiria el cost capital més baix, però el seu cost anivellat de l'energia (LCOI, per les seves sigles en anglès), se situa amb un preu del gas de 5,9 USD / GJ, amb 120 USD / MWh idèntic al escenari 3. Per la seva banda, una planta de l'escenari 1 aconseguiria els 126 USD / MWh. Un podria esperar una reducció major del LCOI però aquestes anàlisis consideren un elevat cost de la mà d'obra a Austràlia i un risc addicional per a una planta pionera.

Un descobriment rellevant és la xifra de sensibilitat del cost anivellat de l'energia a l'escenari 2, pel que fa al preu del gas a 10 USD / GJ, que és el mateix que el cost en l'escenari 1. A més, l'ús de gas dilueix lleugerament l'avantatge ecològica però la intensitat del carbó és, amb 77 kg / MWh, baixa.

L'adopció de qualsevol tecnologia nova implica riscos inherents tècnics i comercials. En primer lloc, les proves solars van ser satisfactòries però el camí cap a la construcció d'una planta de 250 MWe requereix passos intermedis.

Les turbines supercrítiques de 50 o fins i tot 100 MWe no estan disponibles i l'única opció de demostrar la tecnologia a aquesta escala és mitjançant la integració en una planta de carbó supercrític. Tot i que la hibridació de CSP amb carbó és discutible, els seus paràmetres encaixen bé.

Figura 2: Exemple d'una torre solar supercrítica de 100 MWe amb 5 hores d'emmagatzematge tèrmic avançat que equival a una planta de carbó de 2 GWe

La figura 2 ofereix un exemple del condicionament de CSP equivalent a 100 MWe amb 5 hores d'emmagatzematge d'energia tèrmica per a una planta de carbó de 2 GWe. El condicionament no només reduiria el risc de la producció, sinó també els costos, ja que podrien utilitzar-se els elements cars existents, com les turbines de vapor. Si es té en compte que la instal·lació solar, el receptor i l'emmagatzematge d'energia tèrmica representen el 60% del cost capital, podria assolir-se un reducció de costos immediata del 40%. Potser una planta de carbó supercrític normalment més petita es pogués convertir fins i tot a CSP.

Pot deduir-se que l'increment dels paràmetres de vapor de plantes de CSP a nivells supercrítics pot millorar l'eficiència del cicle i el cost anivellat de l'energia. La gran escala necessària per a aquestes plantes coincideix amb els avantatges de l'economia d'escala en altres àrees, com la mà d'obra. Per tant, val la pena investigar més tot i les restes existents pel que fa als fluids de treball i l'augment d'escala de la tecnologia. Existeix suficient experiència en enginyeria en sistemes de turbines de vapor supercrític dins del sector del carbó. Aquests coneixements podrien traslladar-se a la CSP per millorar la seva competitivitat.



Font: CSP Today

Fracking

El fracking és una tècnica per extreure gas natural de dipòsits no convencionals. Es tracta d'explotar el gas acumulat en els porus i les esquerdes en certes roques sedimentàries estratificades de sorra fina o molt fina, pissarres o margues, dels quals la baixa permeabilitat impedeix el moviment del gas a les zones de més fàcil extracció. Per això, és necessari realitzar centenars de pous ocupant grans àrees (la separació entre ells ronda entre 0.6 a 2 km) i injectar milions de litres d'aigua carregats amb productes químics i tòxics. (Es coneix que hi ha almenys 260 substàncies químiques presents en uns 197 productes, i alguns d'ells són coneguts com a tòxics, cancerígens o mutagènics).

On està essent desenvolupada aquesta tècnica al nostre país (estudis i prospeccions)
No és fàcil determinar en quines àrees s'aplicarà el fracking, ja que les empreses no estan obligades a dir-ho fins que s'està perforat el pou. La manera més completa i més gràfica per veure que ja hi ha zones sota concessió i diferenciades pel nivell de progrés de les autoritzacions de prospecció i explotació és a través d'aquest mapa, actualitzat segons informació oficial del 2012.

Quines empreses hi ha al darrera
El mapa anterior es poden veure les empreses a qui han concedit els diferents permisos, així com el seu nivell de difusió i desenvolupament. Les empreses del fracking han creat un web que podeu veure en aquest enllaç.

Quants llocs de treball es creen
Les dades que circulen per la xarxa per al sector industrial, i com a referència, als Estats Units, es calcula que s'han empleat 1.700.000 per 400.000 pous és a dir, 4,25 empleats per pou. Aquests mateixos tècnics van argumentar que Espanya podria crear uns 50.000-60.000 llocs de treball. Fent la mateixa regla de 3, es creu que aquesta indústria necessitaria explotar a Espanya uns 13.500 pous per arribar a aquests números. Comparant-nos amb l'extensió d'Espanya, es pot entendre que s'espera que la densitat de pous serà menor respecte als Estats Units ja que, hi ha un pou cada 24 km2 i aquí un cada 37 km2 (dades obtingudes de l'entrevista amb Isaac Álvarez Fernández expert assessor d'empreses i especialitzat en aquesta tècnica). Cal afegir que la majoria d'aquestes feines són de baixa qualificació i curta durada, perquè la vida mitjana de cada pou es d'uns cinc anys.

Són perillosos per a la salut i el medi ambient?

• Riscos durant la perforació: Risc d'explosió, fuites de gas, fuites d'àcid sulfhídric (molt tòxic a baixes concentracions) lliscaments en les formacions de l'oleoducte. Les substàncies es dissolen de la fracturació de la roca, on hi ha el gas i durant el procés de fractura. S'inclouen metalls pesants, hidrocarburs i elements radioactius naturals.
• Contaminació d'aqüífers: Possibilitats de què una de les fractures induïdes pugi arribar a un aqüífer i contaminar l'aigua amb els fluids. Cada perforació necessita uns 200.000 m3 d'aigua. Tenint en compte que els additius químics tendeixen a assumir un 2% del nombre total de l'aigua introduïda, això significa que s'injecten 4.000 tones de contaminants químics en cada pou i tornen a la superfície entre un 15 i un 80%. Per això han de ser purgats. Però són tècniques que no estan detallades sobre la purificació i la quantitat de líquid que podria ser retornat un cop purgat.
• Contaminació atmosfèrica: Molts d'aquests additius són volàtils, anant directament a l'atmosfera. D'altra banda els condicionaments i la injecció de l'aigua, farà que una quantitat d'aquest gas, en major o menor grau s'escapi cap a l'atmosfera. El gas no convencional extret consisteix en metà en la seva en gran mesura.
• Terratrèmol: S'ha detectat un augment en l'activitat sísmica coincidint amb períodes de fracturació hidràulica. El perill és singular en les proximitats dels centres logístics com poden ser les central hidroelèctriques, nuclears, d'emmagatzematge de combustibles, refineries, oleoductes, etc.
• Ocupació del territori: Hi solen haver entre entre 1,5 i 3,5 plataformes de perforació per cada km2, amb una ocupació de 2 hectàrees per cadascuna, fet que provoca un gran impacte visual. El període d'ocupació de cadascun d'aquests pous depèn de la riquesa d'energia interna de la variable del subsòl i oscil·la entre 5 i 7 anys.

Transistors de silicène

Un equip d'investigadors d'Itàlia i dels EUA ha aconseguit construir per primera vegada, un transistor basat en silicène. En el seu article publicat a la revista Nature Nanotechnology, l'equip descriu la forma en què van ser capaços d'obtenir el material.

El silicène és on el silici es converteix en un sol àtom, com el grafè, que ha demostrat tenir excepcionals propietats elèctriques. Això significa que podria ser útil per l'electrònica del futur, especialment en la línia en què els investigadors continuen fent recerca per fer més ràpids i més petits els xips d'ordinador. El problema amb silicène és que és molt difícil de fer i encara més difícil de treballar. Ha passat només vuit anys des que el físic Lok Lew Yan Voon, publiqués teories sobre com el silicène es combinaria per crear aquest nou material. Els investigadors informen que no només han estat capaços de crear el material, però han trobat una manera de com dominar-ho suficientment com per permetre'ls crear aquests diminuts transistors.

Per obtenir les nanolàmines, els investigadors primer van fer créixer unes fulles sobre una base molt prima de plata que havia estat coberta amb òxid d'alumini. Un cop crescut, el full silicène es va desprendre de la seva base i es va col·locar al costat de la plata sobre el diòxid de silici. A continuació, la plata va ser tractada per fer contactes elèctrics que permetessin al full ser utilitzat com un transistor. L'equip informa que van construir diversos d'aquests transistors i que eren estables quan s'utilitzen en el buit. També informen que fins al moment, el rendiment del silicène ha complert amb les teories que prediuen les seves propietats, així doncs amb les expectatives.


Encara que l'equip ha creat tècnicament un transistor basat en silicène de fet, no està clar si tal procés seria modificable per portar-ho a una aplicació comercial. Cal molta més investigació que haurà de ser feta abans del que determina la seva viabilitat. L'equip creu que seria més fàcil d'usar silicène en l'electrònica en el futur abans que el grafè, perquè gran part del disseny de xips ja es fa en base al silici.




Font: org.phys

Reguladors de tensió

El bobinatge d'alta tensió
Els canviadors en càrrega, com el seu nom indica, permeten canviar la regulació per mantenir una amplitud de tensió estable en condicions de càrrega. Els canvis normalment es fan sobre el nivell de més tensió per dues raons:

1. A causa de què els corrents són més baixos, per tant els contactes del canviador poden ser més petits.
2. El bobinatge d'alta tensió està per l'exterior i per sobre del de baixa tensió per tant, és més fàcil aconseguir les connexions del canviador de preses.

La següent figura mostra les connexions per a un canviador de preses en càrrega que funciona a nivell d'AT del transformador:

El canviador de preses té quatre característiques essencials:

1. Interruptor selector
Aquests interruptors permeten triar la posició de presa física en el debanat del transformador i, per la seva construcció, no pot interrompre el circuit d'intensitat provocat per la càrrega.

2. Reactors o indictàncies
El corrent de càrrega mai s'ha d'interrompre durant un canvi de presa. Per tant, durant cada canvi de presa, hi ha un interval en el qual estan entre les dues preses de tensió. Aquests reactors (inductors) s'utilitzen en el circuit per augmentar la impedància del circuit selector i limitar la quantitat de corrent que circula a causa d'aquesta diferència de voltatge. Sota condicions normals de càrrega, el corrent de càrrega flueix per igual en ambdues meitats dels debanats del reactor i els fluxos estan equilibrats sense donar un flux resultant de desequilibi en el nucli.

Sense flux, no hi ha inductància i, per tant, no hi ha caiguda de la tensió a causa de la inductància. No obstant, hi haurà una molt petita caiguda de tensió a causa de la resistència. Durant el canvi de presa, els selectors són seleccionats per a diferents preses i un corrent que circula fluirà en el circuit del reactor. Aquest corrent que circula crearà un flux i la reactància inductiva resultant limitarà el flux de corrent circulant.

3. Switch buit
Aquest dispositiu realitza la funció d'un interruptor que obre i tanca la corrent en seqüència del canvi del selector.

4. Interruptor Bypass
Aquest interruptor funciona durant la seqüència de canvi de tap, però en cap moment trenca el corrent de càrrega.

Un exemple de la seqüència de canvi de presa es detalla a la següent figura.  Es descriu la seqüència d'operacions per al canviador de preses de la figura per canviar de presa 1 a presa 2. De forma analòga, qualsevol canvi a qualsevol altra posició es realitza de manera similar amb el selector sempre en moviment seqüencial (és a dir, no és possible passar de la pressa 1 a la pressa 3 directament. L'ordre ha de ser de la 1, a la 2, i a continuació, a la 3).

El mecanisme de funcionament del canviador de preses en càrrega és accionat per un motor. L'operació manual s'utilitza en el cas de fallada del motor. La seqüència de funcionament està vinculada mecànicament per assegurar que tots els contactes funcionen sempre en el seu ordre correcte. Qualsevol falla del mecanisme d'operació pot causar danys greus als transformadors i als commutadors de preses.

L'exemple anterior descriu un tipus de regulació en càrrega. Hi ha altres tipus que poden diferir significativament del tipus descrit.

Les diferències són, en general, en com es fa la selecció de les presses i el grau de mecanització. No obstant això, el més important en tots els canviadors de preses en càrrega que permeten canvis de voltatge, és que tenen lloc sense interrompre el circuit de potència.

Fotònica i energia solar

L'enginyer i responsable de Xarxes Intel·ligents d'Estabanell Energia, Ramon Gallart, participa com a col·laborador expert en tecnologia al programa 'L'hora de la veritat' d'El 9 FM. Gallart parla amb el conductor del programa, Jordi Molet, sobre l'energia solar i la fotònica. Gallart fa un repàs a l'evolució de les plaques fotovoltaiques i parla com, amb l'eclipsi del passat dia 20 la generació d'energia solar va baixar.

El cost d'una pertorbació elèctrica

Els talls d'energia costen a les empreses nord-americanes uns 15.709 $ cada 30 minuts, d'acord amb les dades d'un nou informe del proveïdor de solucions de xarxa elèctrica intel·ligent, Tollgrade.

A l'àrea metropolitana de Detroit, que és el cor de la indústria automotriu d'Estats Units, la pèrdua d'electricitat afecta directament el PIB del país, la qual cosa ha portat a la creació d'un projecte de modernització de la xarxa entre el distribuïdor i Tollgrade sota la cobertura de la iniciativa de Clinton Global.

En el primer informe trimestral sobre el projecte, que es va iniciar el juny de 2014, Tollgrade dóna resultats de la implementació de sensors de xarxes intel·ligents de la companyia, distribuïts per la xarxa.

Les pertorbacions són un problema a la xarxa
Una de les principals conclusions que es varen assolir, van ser que la gran majoria (86%) dels incident de la xarxa monitoritzats per Tollgrade en els últims sis mesos van ser classificats com una nova categoria anomenada "pertorbació de línia", definida com els incidents o fallides de curta durada, com pot ser el que provoca un arbre que toca la línia.

Un altre tipus de fallides, poden ser causades per un actiu de la xarxa que estigui a punt de fallar, com pot ser un regulador de voltatge o un transformador de distribució.

Què diu l'informe
Els disturbis i interrupcions de les línies segueixen un patró similar; la majoria dels incidents ocorren en els mesos d'estiu, i després es redueixen dràsticament a l'octubre, amb un lleu augment a l'hivern durant els mesos de novembre i desembre. Aquestes dades mostren com les pertorbacions de les línies estan relacionades amb talls dels subministrament, per tant, és important analitzar i veure les pertorbacions com indicadors de talls de servei.

Un resultat d'aquest informe és que les pertorbacions de línia han de ser monitoritzades, de manera que es van tractar com una nova categoria essencial per prevenir futures interrupcions.

L'estudi cita l'exemple d'una distribuïdora del nord dels Estats Units que utilitza sensors per detectar un problema de la línia, en aquest cas es va preveure una incidència en un regulador de voltatge,  de manera que va impedir un tall d'energia a 2.000 llars.

Protecció davant l'enlluernament per làser

Coneguda foto que mostra com un feix làser es propaga a través de llargues distàncies i pot arribar a omplir el parabrisa reduint la visibilitat del pilot. FAA

A conseqüència de la reducció de preus en tots els sistemes electrònics, els punters làser estan d'actualitat i l'abast de qualsevol butxaca. Això té molts avantatges, ja que permet que siguin utilitzats per un gran nombre d'aplicacions, des de professionals fins a l'oci. Com a contrapartida, sempre hi ha un nombre de persones que fan servir els avenços tecnològics per causar perjudicis. I aquests usos perniciosos van, des de molestar un jugador de futbol en el llançament d'una falta, fins a alguna cosa tan perillosa com dirigir el feix làser cap a la cabina de comandament d'una aeronau durant una fase crítica del vol, com ara l'enlairament o l'aterratge, amb la qual cosa pot crear-se una situació potencialment perillosa.

En aquest cas només es produeix la distracció del pilot. FAA

Perill potencial
Quan s'apunta el feix de llum produït per un punter làser a la cabina d'una aeronau, es poden produir efectes com ara enlluernament, ceguesa temporal, distracció i/o desorientació del pilot al comandament. En el pitjor dels casos, encara que es tracta d'una cosa molt poc freqüent donada l'escassa potència dels punters làser, poden arribar a produir danys oculars. Lògicament, qualsevol d'aquests efectes suposa un perill potencial per a la seguretat del vol.

Nombre creixent d'incidents
Segons dades de la Federal Aviation Administration (FAA) dels EUA, mostrades a la gràfica que acompanya aquest text, en els últims anys s'han notificat un nombre creixent d'incidents produïts per punters làser, amb un lleuger descens durant l'any 2012. Cal notar que les dades corresponents a l'any 2014 són prediccions.

Incidents anuals des de 2004 per il·luminació amb punter làser reportats per la FAA. LaserPointerSafety.com

A més, només durant l'any 2013, la FAA ha documentat almenys 35 incidents en què els pilots van necessitar algun tipus d'atenció mèdica com a conseqüència d'un enlluernament per làser. De fet, aquest organisme juntament amb el famós FBI estan duent a terme una agressiva campanya per identificar i detenir les persones que han dirigit punters làser cap a aeronaus.

Funcionament d'un punter làser
Un punter làser es pot descriure com un dispositiu optoelectrònic de reduïdes dimensions, on l'element més important és un díode làser que emet llum visible. El feix làser emet en un interval molt reduït de longituds d'ona, això fa que el punt brillant que veiem en activar el làser sigui d'un determinat color. La potència d'emissió sol estar limitada a 5 mW per evitar danys oculars accidentals.

Longitud d'ona (en nanòmetres) associada al color de l'emissió. Wikipedia

La longitud d'ona d'emissió determina el color que veiem i està relacionada amb els materials semiconductors utilitzats en la fabricació del làser. Com més baixa sigui la longitud d'ona d'emissió (des del vermell fins al blau), el díode làser resulta més car, donada la major complicació tecnològica i el major cost dels materials utilitzats per a la seva fabricació.

Distància dels diversos perills creats per un punter làser verd amb una potència de 5mW apuntat cap a la cabina de comandaments. LaserPointerSafety.com

Així, els punters làser més econòmics estan equipats amb un díode làser vermell amb una longitud d'ona d'emissió que està centrada al voltant dels 650 nm (nanòmetres, 1 nm = 10-9 metres). Els que utilitzen un díode vermell-taronja (prop de 635 nm), produeixen una emissió més fàcilment visible a causa de la major sensibilitat de l'ull humà a aquesta longitud d'ona, encara que són lleugerament més cars. Hi han punters làser que produeixen altres colors, essent el làser verd (longitud d'ona d'emissió localitzada a 532 nm) l'alternativa més comuna. Els punters làser groc-taronja (593.5 nm) van arribar al mercat després dels que emetien llum verda. Va ser a finals de 2005 quan els punters làser blaus (emissió al voltant de 473 nm) van estar disponibles. I a principis de 2010 van sortir a la venda els primers punters làser amb emissió al voltant de 405 nm, comunament coneguts com Blu-ray, encara que en realitat produeixen una emissió violeta.

Sistema de protecció mitjançant làmina prima
Recentment, una empresa del Canadà ha desenvolupat un filtre basat en una pel·lícula prima que, col·locat sobre les superfícies transparents de la cabina de comandament, podria protegir els pilots dels atacs amb punters làser. De fet, aquesta tecnologia està preparada per ser testada en servei mitjançant una aliança amb un dels grans fabricants d'aeronaus.

A la imatge es mostra com la làmina prima col·locada sobre una superfície transparent bloqueja el pas de la llum làser. Airbus

Des d'un punt tècnic, es tracta un filtre òpticament transparent en forma de pel·lícula prima que bloqueja selectivament intervals molt estrets a determinades freqüències de llum. Aquestes coincideixen amb les longituds d'ona de les emissions làser dels punters. Aquest filtre està constituït per una matriu de nanopartícules. D'aquesta manera, ajustant fonamentalment la mida de les nanopartícules es produeix el bloqueig de colors.

La tecnologia desenvolupada està basada en el que actualment es coneix com a metamaterials i està ajustada per bloquejar múltiples colors de làser de forma simultània. I, el que és més important, sense interferir pràcticament amb la visibilitat de la tripulació.

I, des d'un punt de vista pràctic, les làmines primes s'adhereixen sobre les superfícies que vulguin protegir-se de la cabina de comandaments. Finalment es pot indicar que la utilització d'una pel·lícula prima és una solució alternativa a altres mètodes desenvolupats, com són les ulleres de seguretat.

Helicòpter sent objectiu d'un punter làser. LaserPointerSafety.com

Protecció
Independentment de la protecció que els avenços tecnològics puguin proporcionar, és convenient conèixer algunes recomanacions per tal de pal·liar els efectes de la il·luminació amb làser si som objecte d'un atac:

• Potser el més intuïtiu sigui protegir-se els ulls quan sigui possible (mà, porta-retalls, visera, etc.).
• No mirar directament al feix làser i no cridar l'atenció d'altres membres de la tripulació cap al feix ja que resultaran també enlluernats.
• Es pot utilitzar el fuselatge de l'aeronau per bloquejar el feix làser ascendint o realitzant un viratge.
• En un vol nocturn, es pot augmentar la intensitat de les llums de cabina per minimitzar els efectes de la il·luminació làser.
• Volant amb copilot, aquest ha d'estar preparat per prendre els comandaments de l'aeronau en zones conegudes o sospitoses d'activitat amb punters làser.
• En cas de disposar de pilot automàtic, cal estar preparat per connectar-lo en cas d'enlluernament.
• En cas de resultar enlluernat, cal evitar fregar-se els ulls per no empitjorar la situació.

I, lògicament, s'ha d'informar al centre de control de trànsit aeri de qualsevol incident al més aviat possible, donant posició i altitud.

Per acabar
En l'actualitat únicament les companyies fabricants de grans avions, en col·laboració amb empreses tecnològiques, estan provant en servei filtres en forma de làmina prima. Però, amb el pas del temps i com ha succeït amb moltes altres aplicacions, les tecnologies que ara semblen inabastables a la comunitat de l'aviació general, seran probablement una cosa habitual.



Fonts: FAA

Energia solar

Les fonts d'energia renovables han de superar algun tipus de desafiament per a la seva adopció. Dos d'aquests obstacles per l'energia solar són:

• L'escassetat de dissenyadors de sistemes amb experiència
• El cost d'instal·lació

Per resoldre aquests problemes, Toshiba està utilitzant les TIC (Tecnologies de la Informació i la Comunicació) de manera que prova l'aplicació de materials d'última generació, com les cèl·lules solars orgàniques de pel·lícula prima.

El desenvolupament i el disseny de sistemes d'una plataforma integrada per PV
Els panells solars sovint s'instal·len orientats al sud, perquè se suposa que aquesta col·locació incrementarà la seva eficiència. No obstant això, aquest no és sempre el cas. Per exemple, quan una propietat té una forma rectangular que va de nord-est a sud-oest, llavors no és possible la instal·lació dels panells de revestiment directament al sud.

Per tal d'aconseguir la major eficiència per a la generació d'energia solar, es necessària una anàlisi detallada per a cada ubicació. Factors com ara la formació de la terra, l'espai i les característiques particulars de l'entorn local, poden afectar la producció d'energia.

A Toshiba, han utilitzat la tecnologia de la informació per a desenvolupar un sistema anomenat Plataforma d'Enginyeria PV, o PVEPF. Aquest sistema està dissenyat per recopilar i analitzar moltes variables; com ara la ubicació, les condicions climàtiques locals, la quantitat anual de sol i rang de temperatura, l'eficiència de conversió, les especificacions de maquinari i programari, i les despeses de funcionament. Sobre la base d'aquests factors i d'altres, es pot calcular el disseny òptim per aconseguir la màxima quantitat de radiació solar amb el menor cost. Les proves de Toshiba, fins al moment, ja s'han traduït en millores per dissenyar precisió, alhora que complementen l'experiència i el coneixement dels dissenyadors.

A continuació es presenten les principals funcions del sistema PVEPF.

Gràfic 1 PVEPF blocs de funció - Automatització del Disseny Òptim dels sistemes fotovoltaics

La col·locació de panells solars / cablejat del motor automàtica
La col·locació dels panells, primer ha de reflectir les necessitats de les persones que viuen o treballen en aquest lloc. Per exemple, amb una instal·lació de llar, els clients volen reduir al mínim la inclinació dels panells solars per millorar la generació d'energia? O prefereixen establir més panells solars a les instal·lacions per millorar-ne la producció?

Solar Array funció de col·locació
Els factors addicionals s'han de basar en la preferència del client. Per exemple, si els clients volen evitar que els seus panells solars estiguin a l'ombra durant certes hores a l'hivern, es necessita una determinada estratègia en la col·locació dels panells.

Funcions de cablejat
El valor de la tensió i el corrent de la instal·lació fotovoltaica es decideix per la qualificació Condicionador d'Energia (PCS). Les funcions de cablejat mantenen l'equilibri de la capacitat de la matriu solar. Després de comprovar la informació de localització, el sistema calcula la longitud de la ruta del cable de corrent directa que connecta el panell solar i el PCS.

Resistència a la pressió del vent 
Per un funcionament segur i estable dels panells solars, aquests han de ser resistents a la pressió del vent. El disseny estructural és fonamental per resoldre aquest problema. La base de dades de Toshiba inclou informació que avalua nombrosos factors per els patrons de col·locació de la gamma solar i les càrregues de pressió del vent. La base de dades d'anàlisi de vent s'utilitza en la construcció de panells solars, en la connexió dels cables i en fer una anàlisi detallada de la muntura i la força.

Radiació Solar / reflectant llum del motor 
A través de simulacions de moviment del sol durant un any, es poden generar càlculs d'alt nivell del volum de la radiació solar i de la llum reflectant.

Next-Generation Material: Cèl·lules Solars de Pel·lícula Prima
A més de maximitzar la generació d'energia elèctrica de l'energia solar i la reducció de costos amb els dissenys flexibles, cal reduir els costos inicials de construcció. Les cèl·lules solars de pel·lícula prima orgànica es fan amb les tecnologies d'impressió i revestiment, i s'estan estudiant com la pròxima generació de material de bateria solar per estalviar costos, ja que el material és tan lleuger i flexible, que podria permetre instal·lacions mega-solars, per exemple, per a cobrir un edifici sencer.

A Toshiba, es dóna suport a la adopció generalitzada de les energies renovables en moltes formes. La companyia està treballant en dissenys de sistemes per accelerar el procés, fer-lo més robust, rendible i segur. Toshiba es compromet a prestar la seva tecnologia, la recerca de noves idees i el suport al desenvolupament de les energies renovables a escala global.

Bateries com la forma d'emmagatzematge d'energia amb més potencial

Les bateries han de guanyar a altres tipus d'emmagatzematge gràcies a que s'espera que el seu cost baixi ràpidament a causa de la creixent popularitat dels cotxes elèctrics.

Les bateries recarregables i, especialment les bateries de ions de liti, tenen el major potencial entre les tecnologies d'emmagatzematge, segons estimen experts.

Hi ha diverses raons per aquesta avaluació. Les bateries poden ser activades en qüestió de segons i tenen capacitat d'emmagatzemar energia elèctrica durant diverses hores, fent-les molt dinàmiques.

La seva capacitat de càrrega / descàrrega és alta. No obstant això, un altre avantatge és l'escalabilitat. Això fa que les bateries siguin adequades per a una àmplia gamma d'aplicacions:

- Per a llars privades,
- Per a vehicles elèctrics,
- Per a les petites empreses,
- Per a plantes industrials,
- Pere a l'estabilització de la xarxa elèctrica.

Finalment, l'eficiència tècnica de fins el 90% és superior a la de la majoria d'altres formes d'emmagatzematge.

Quina és la situació actual?
D'acord amb una anàlisi realitzada per experts nacionals d'investigació, al 2012 les bateries de ions-liti que varen ser utilitzades en els sistemes d'emmagatzematge d'energia, van representar un total de 243 MWH a tot el món, essent uns 412 milions de dòlars del mercat.

Actualment, el mercat de les bateries Li-ió per a aquestes aplicacions es pot dividir en:

- Un subsidi orientat al mercat de clients finals
- El mercat de la xarxa elèctrica

Si es planteja un enfocament en els projectes de demostració, cal tenir en consideració que els EUA, Europa, Japó i la Xina participen activament en projectes de demostració per a l'emmagatzematge d'energia mitjançant bateries d'ió-liti per a les xarxes d'energia a gran escala.

Què ens espera en el futur? Hi ha dues tendències que afavoreixen les bateries. El primer és l'augment de l'ús de l'energia fotovoltaica a les llars. Idealment, l'energia generada s'utilitza per cobrir el consum de propietaris i no necessita ser distribuïda. Els experts pronostiquen un gran creixement de l'energia fotovoltaica a tot el món a causa dels seus baixos costos de generació d'electricitat en els països del sud.

En segon lloc, les economies d'escala, hauran de baixar el preu de les bateries d'ió-liti, possiblement fins a un 50 per cent, ja que s'espera que el nombre de cotxes elèctrics ha de créixer.

Actualment, hi ha més de 600.000 vehicles elèctrics a tot el món. El seu nombre es duplica cada any. El fabricant d'automòbils californià Tesla té previst invertir fins a $ 5 mil milions per construir una fàbrica de bateries d'ió-liti.

Està previst que després de 2017, el seu "Gigafactory" reunirà a 500 mil cotxes amb bateries per any. Tesla creu que les economies d'escala reduiran el cost de les bateries en més d'un 30 per cent a menys $ 200 per quilowatt-hora. Les bateries de ions de liti també s'utilitzen en molts dispositius mòbils, un altre mercat de ràpid creixement.

La seva popularitat en electrònica de consum portàtil es basa en diversos factors: l'absència d'un efecte de memòria, el fet que només s'enfronten a una pèrdua lenta de càrrega quan no estigui en ús, i la seva alta densitat d'energia. Després de tot, el liti és el més lleuger de tots els metalls i el tercer element més lleuger després d'hidrogen i heli.


Font: Siemens

Construcció d'una xarxa de transport d'energia elèctrica

En aquest vídeo-post es pot conèixer tot el procés de muntatge d'una torre elèctrica de 500.000 volts a 61 metres d'altura pas a pas. Dividit en tres vídeos amb diferents preses i angles, permet conèixer amb tot luxe de detalls la feina que hi ha darrere de la construcció de xarxes de transport elèctric, que garanteixen el subministrament a llargues distàncies.



Una torre elèctrica és una estructura de gran alçada, normalment construïda en gelosia d'acer. La funció principal és servir de suport dels conductors elèctrics aeris de les línies de transport d'electricitat. Concretament, les torres que apareixen en els vídeos, formen part d'un controvertit projecte d'energia verda. La funció està orientada a distribuir l'energia generada en el Parc Eòlic Tehachapi, situat entre la ciutat de Santa Clarita i la Vall de San Fernando, al sud-est de Califòrnia.

Tot i la gran acceptació d'aquest projecte d'energia renovable, les línies d'alta tensió travessen algunes zones naturals molt populars al nord de l'àrea metropolitana de Los Angeles. Els grups ecologistes, així com la població local han estat un fort grup de pressió per evitar que les línies creuessin determinades parts de la ruta inicialment plantejades, argumentant l'impacte paisatgístic que ocasionaria, així com els problemes en l'extinció d'incendis en situar les línies tan a prop de zones poblades i àrees d'esplai.

Independentment del debat sobre els avantatges i desavantatges econòmics, polítics i ambientals, tot el procés de construcció d'una xarxa de transmissió elèctrica segueix essent fascinant. Tenint en compte que moltes d'aquestes torres estan sent erigides en la seva totalitat amb el suport aeri mitjançant helicòpters, es redueix la possibilitat de provocar danys al bosc nacional, atès que no cal generar nous camins per a l'accés de maquinaria pesada.

Després d'acomodar i adaptar el terreny per a la base de la torre, es realitza la fonamentació de formigó, on posteriorment es van instal·lant les peces prefabricades d'una en una amb l'ajuda d'helicòpters, (principalment el Sikorsky S-64), emprant un sol dia de treball per finalitzar cada torre. Posteriorment es realitza la connexió del cablejat, concloent la correcta instal·lació de la xarxa de transmissió elèctrica.


Font: Electrical Engineering

És l'univers una simulació informàtica?

Fa més d'una dècada, al 2003, un filòsof britànic va estendre la idea que l'Univers en què vivim podria ser una simulació informàtica a càrrec dels nostres descendents. Encara que avui ens pugui semblar una broma, poc probable, i fins i tot incomprensible, la proposta es posa a prova gràcies a la creació d'una prova potencial d'un grup de físics de la Universitat de Washington.

El concepte que la humanitat actual podria estar vivint en una simulació per ordinador va ser proposat pel professor de filosofia Nick Bostrom l'any 2003. En el seu document, l'home sostenia que almenys una d'aquestes tres possibilitats és certa:

• L'espècie humana es pot extingir abans d'arribar a una etapa "post humana".
• És poc probable que qualsevol civilització "post humana" sigui capaç de posar en marxa un nombre significatiu de simulacions informàtiques sobre la seva història evolutiva.
• És gairebé segur que estem vivint en una simulació informàtica.

Segons el document, Bostrom també sostenia que:

"La creença que hi ha una possibilitat significativa que un dia ens convertim en post humans que facin córrer simulacions ancestrals és falsa, llevat que actualment estiguem vivint en una simulació".

A causa de les limitacions actuals, passarien dècades abans que els científics fossin capaços de realitzar simulacions fins i tot primitives de l'Univers. Però l'equip de la Universitat de Washington suggereix que es poden dur a terme actualment una sèrie de proves, millorades en el futur proper, que serien sensibles a les limitacions imposades en futures simulacions, unes proves que explicarien si vivim o no dins d'una simulació per ordinador.

Avui dia els superordinadors utilitzen una tècnica anomenada quadrícula de cromodinàmica quàntica, una tècnica que funciona a partir de les lleis físiques que regeixen l'Univers i que és capaç de simular, amb un cert grau d'èxit, petites porcions del mateix en una escala d'una bilionèsima de metro, una mica més gran que el nucli d'un àtom.

Per als investigadors amb el temps, les simulacions més potents seran capaces de modelar en l'escala d'una molècula, després d'una cèl·lula i fins i tot d'un ésser humà. Per això diuen que hauran de passar diverses generacions d'equips cada vegada més potents, tant que podrien simular porcions de l'Univers prou grans com per entendre les limitacions a què es veurien sotmesos els processos físics que coneixem. Aquestes limitacions seran la prova que, com diu Bostrom, vivim en una simulació informàtica.

Segons Martin Savage, autor principal de l'article, actualment hi ha senyals inequívocs de la presència d'aquestes limitacions físiques en les simulacions d'avui. Limitacions que amb el temps es faran més evidents, quan la tecnologia i els equips avancin i puguin simular trossos més grans d'Univers.

Savage parla de la "quadrícula base" que es dóna per modelar el continu espai-temporal on l'Univers es desenvolupa. De la mateixa manera que avui, en el futur la faran servir els nostres descendents per construir simulacions. D'aquesta manera, l'autor explica que amb cada prova d'aquestes limitacions en el nostre Univers, es demostra que vivim en un espai simulat artificialment. Segons Savage:

"Si aconseguim fer una simulació prou gran, d'aquesta emergiria una cosa semblant al nostre Univers. En aquest cas, només és qüestió de buscar en l'Univers en què vivim una signatura anàloga a la que estem utilitzant en les simulacions a petita escala. Es tracta del primer test que podria (o no) validar la teoria de Bostrom".

La idea proposada per Savage i els seus col·legues suggereix que aquesta signatura podria aparèixer com una limitació de l'energia dels raigs còsmics. Aquesta proposta es basa en la idea que els raigs còsmics de més energia no viatjarien al llarg de les vores de la retícula artificial que simula l'espai-temps, sinó que hauria de viatjar en diagonal, amb interaccions desiguals a totes les direccions.

Per als investigadors, si això fos cert i si visquéssim en un Univers simulat per equips, hi hauria la possibilitat que altres simulacions d'altres universos estiguessin en marxa al mateix temps; universos paral·lels al nostre. Savage acaba el seu estudi amb una idea final fascinant:

"Si fos així, la pregunta és clara: ¿Podríem comunicar-nos llavors amb altres universos si aquests s'estiguessin executant des de la mateixa plataforma?"