Tercer esdeveniment de col·lisió de forats negres detectat per LIGO

L'observatori de detecció d’ones gravitacionals LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) va anunciar fa uns mesos que havia detectat el tercer esdeveniment de col·lisió de forats negres.

  

Les ones gravitacionals (OG) es desprenen de manera natural de la Relativitat General (RG). De la mateixa manera que una càrrega elèctrica accelerada emet ones electromagnètiques, una massa accelerada produeix ones gravitacionals. Però les ones gravitacionals no són ones que es transmeten dins de l'espai, com els passa a les electromagnètiques, sinó que són distorsions del propi espai en propagació.

Les ones gravitacionals són molt febles. Tan febles que es necessiten fenòmens cataclísmics relativament propers per poder detectar-les directament al límit de la tecnologia actual.

  

El mètode emprat per a la seva detecció és un sistema interferomètric. Un feix làser recorre diverses vegades els dos braços en forma de L d'un interferòmetre fins que se’l fa interferir amb si mateix. Si un front d'ones gravitacionals passa pel dispositiu s'allarga i contreu els braços de tal manera que, encara que sigui en una distància minúscula, el seu efecte acumulat fa canviar el patró d'interferència. Hi ha dues instal·lacions d'aquest tipus als EUA, una a Louisiana i una altra a l'estat de Washington. Aquests detectors veuen un canvi en la longitud dels seus braços de fins a una deumil·lèsima part del diàmetre d'un protó.

El sistema europeu equivalent, l'Advance Virgo que es troba a Itàlia, no va poder registrar aquest nou esdeveniment perquè el front d'ones va creuar la Terra el passat 4 de gener (pel que se l’ha denominat GW170104) i en aquell moment no estava actualitzat ni estava operatiu. Per tant, no es pot determinar amb exactitud el punt del cel d'on provenia. S'estima, això sí, que el xoc dels forats negres, de 19 i 32 masses solars, es va donar fa uns 3000 milions d'anys, de manera que es va donar a 3000 milions d'anys llum de distància de nosaltres, més o menys (l'univers ha estat expandint-se en aquest temps). En aquesta època només hi havia microbis procariotes a la Terra i els continents començaven a formar-se.

El resultat d'aquest xoc va produir un únic forat negre d'unes 49 masses solars. La diferència de massa va ser emesa en forma d'energia en l'emissió d’OG. Va ser precisament l'emissió d’OG que es va produir just durant la col·lisió el que s'ha aconseguit detectar, com en les dues vegades anteriors. El senyal rebut, com en les ocasions anteriors, estava composta per dues parts, una amb un augment progressiu en freqüència i amplitud que es va generar immediatament abans de la col·lisió, i una altra a causa de l’objecte que va resultar de la col·lisió mentre adquiria una simetria esfèrica. Un cop s'arriba a aquesta simetria es deixen d'emetre OG detectables.

Podria semblar que es tracta d'un cas més, però no és així per diversos motius. Les estadístiques d'un cas diuen més aviat poc, però una estadística de tres casos ja pot començar a dir-nos alguna cosa més de l'Univers en el qual vivim. Entre altres coses, aquest augment d'estadística ens diu que la detecció d'aquest tipus d'esdeveniments a través d'aquesta nova finestra observacional està essent progressivament rutinària, per la qual cosa aviat tindrem informació molt valuosa.

Aquest tercer esdeveniment és més llunyà que els dos anteriors i ha permès negar, fins a cert punt, el cas de l’arc de Sant Martí gravitatori. Segons la RG les ones gravitacionals sempre es mouen a la velocitat de la llum independent de la seva longitud d'ona. Però hi ha propostes que sostenen que podria haver-hi una dispersió en aquest sentit. Si fos així, en 3000 milions d'anys llum de distància les diferents freqüències del front d'ones hauria arribat a temps diferents, però no ha estat així. Potser aquesta dispersió sigui molt petita, però l'efecte hauria de ser menor que l'error en les mesures per a un esdeveniment a aquesta distància. Per tant, Einstein torna a tenir raó. Aquest aspecte també limita la possible massa del suposat gravitó que porti el camp gravitatori. Aquesta ha de ser zero amb cert marge d'error.

Un altre aspecte interessant és que abans que LIGO entrés en servei es creia que hi havia només dos tipus de forats negres en funció de la seva massa: els forats negres supermassius dels centres galàctics i els forats negres estel·lars de fins a 20 masses solars. La detecció d'aquests esdeveniments ens diu que hi ha bastants forats negres amb una massa superior a les 20 masses solars, cosa que no té una bona explicació segons l'astrofísica estàndard.

Podria passar que es tractés, des del punt convencional, que dues grans estrelles de baixa metal·licitat (compostes gairebé exclusivament per hidrogen i heli) que orbitaran molt a prop una de l'altra al voltant del seu centre de masses. Això permetria l'intercanvi de gasos entre elles i s'anirien acostant cada vegada més. A l'estadi final, es produiria un alineament entre les rotacions dels cossos i, finalment, es produiria aquesta col·lisió un cop convertides fa temps en forats negres.

Però el que s'ha mesurat de GW170104 no encaixa amb aquesta idea, ja que les seves rotacions estaven disposades una mica a l'atzar en funció de les òrbites. Quan l'eix de gir coincideix, part de l'energia associada al moment angular és emesa en forma d'ona gravitacional just abans de la formació del nou forat negre. Això és degut a què el moment angular d'un forat negre no pot excedir cert valor.

En els dos casos anteriors els girs estaven alineats o quasi, però en aquest cas, clarament no ho estaven. Aquesta orientació prèvia proporciona informació sobre com es va formar el sistema de dos forats negres. Bàsicament, els dos forats negres responsables d'aquest esdeveniment no tenien els seus eixos de gir alineats. Una possible explicació seria que els forats negres no procedissin d'un sistema binari, sinó d'estrelles independents que es van aproximar d'alguna manera. Una altra és que els forats negres es formessin per separat i després formessin un sistema binari. Una explicació més exòtica és la que proposa Juan García Bellido (Universitat Autònoma de Madrid i no a LIGO). Segons aquest investigador, ni tan sols en els cúmuls globulars es poden formar parells de forats negres desalineats a la densitat suficient i en el termini de l'edat de l'univers com per explicar les observacions.

Segons ell, la millor explicació és que es tracti de forats negres primordials que no es van originar a les estrelles, sinó en el Big Bang. Certes regions d'alta densitat després del Big Bang generarien cúmuls de forats negres. Aquests cúmuls podrien donar compte de la matèria fosca de l'Univers. Si té raó, les galàxies com la nostra comptarien amb un halo de forats negres. Encara que aquesta idea és molt controvertida, a més que no és molt acceptada en la comunitat científica, aquests forats negres haurien de produir fenòmens de lents gravitatòries que sembla que no són observats en la Naturalesa en la quantitat necessària com per explicar aquest 80% de massa perduda.

Potser aquests interrogants els pugui aclarir el propi LIGO aviat. S'estima que amb 100 casos l'estadística permeti dir coses amb seguretat. Calculen que pot haver-hi cada any de 12 a 212 (de vegades les barres d'error són així de grans) esdeveniments d'aquest tipus en un volum d'univers corresponent a un cub de 3000 milions d'anys llum de costat. Així que LIGO, Advanced Virgo i els que es construeixen a l'Índia i al Japó podran detectar molts d'aquests esdeveniments, tants com un al dia o un a la setmana. En la propera dècada, segons entrin en servei més d'aquests detectors i amb millor sensibilitat, aquest tipus d'astrofísica es tornarà rutinària i permetrà posar a proves nombroses idees i teories.

S'espera que Advanced Virgo aviat abasti la precisió que té ara LIGO, de manera que es podrà triangular per trobar la ubicació i buscar contrapartides òptiques. Al seu torn, LIGO deixarà de mesurar properament per ser actualitzat i, a finals de 2018 possiblement tingui més sensibilitat. Potser es detectin aviat les col·lisions d'estrelles de neutrons. De moment, els investigadors de LIGO van dir en un congrés recent que ja estan analitzant almenys 6 nous candidats a esdeveniments, però no van donar més detalls.

Pot ser que en el futur fins i tot es detectin casos de forats negres amb menor massa que el Sol. En aquest cas possiblement es tractaria de forats negres primordials, ja que amb aquesta massa no es poden formar en les estrelles. Mentrestant ones generades en aquestes col·lisions còsmiques contrauran l'espai que ocupen el nostre cos de forma inadvertida. Perquè aquest tipus de coses no només es donen a LIGO, sinó a tot arreu. Allà només són detectats.

Font: Neofronteras

Mesurar la freqüència amb molta precisió

Tres equips treballant de forma independent han trobat una manera gairebé idèntica per augmentar la resolució dels sensors magnètics quàntics, el que permet mesuraments de la freqüència amb molta més precisió respecte les tècniques anteriors.

Dos equips, un amb ETH Zurich, l'altre a la Universitat d'Ulm a Alemanya, han publicat els seus resultats a la revista Science. El tercer equip que treballa a la Universitat de Harvard encara no ha publicat els seus resultats, tot i que ha pujat una còpia del seu paper a l’arXiv, servidor de pre-impressió. Andrew Jordan amb la Universitat de Rochester als EUA ha publicat un esbós amb una perspectiva de la mateixa revista Science com a tema sobre la tasca independent dels equips del "descobriment independent múltiple", la qual cosa és interessant en si mateixa.

La detecció quàntica s'ha convertit en una eina essencial per als físics que mesuren les freqüències en una àmplia varietat d'aplicacions. No obstant això, com s'ha assenyalat, ja que ha d'interactuar amb el medi ambient, hi ha degradació. En aquest nou esforç, els tres equips van trobar la mateixa manera d'augmentar la precisió d'aquesta detecció utilitzant un rellotge clàssic.

La millora implicada el mesurament d'un qubit quàntic mitjançant l'estudi de defectes en les vacants del nitrogen (NVS) d'un diamant amb una font magnètica, els fa sensibles a un camp magnètic. En aquest nou esforç, als investigadors dels tres equips aïllats els permet identificar un mitjà per millorar la resposta de la NVS a un camp magnètic, el que porta als tres equips per millorar els seus resultats fent mesuraments repetits en diferents punts temporals.

Això va permetre reunir més freqüència de la informació i, per tant, millora la precisió. Els investigadors informen sobre millores de nous ordres de magnitud respecte als mètodes anteriors.

Font: PhysOrg

Un detector per detectar matèria fosca

De tota la matèria visible de l'univers, només un 4% és matèria normal, com la de la qual estan formades totes les coses que es coneixen. Un 23% està fet de matèria fosca (invisible), que els físics intueixen que existeix però no saben el que és. El 73% restant, és a dir, gairebé tota la matèria de l'univers, és energia fosca, que també és invisible.

Ara, un detector, el més aïllat d'influències externes de tot el món, aspira a localitzar part d'aquest univers esquiu: concretament, l'existència de la matèria fosca.

XENON1T

Sota una muntanya d’Itàlia es troba el XENON1T. Amb una massa total d'uns 3.200 quilos, XENON1T és el detector més gran d'aquest tipus mai construït. Aquest últim detector de la família XENON ha estat en operació científica al laboratori subterrani del Gran Sasso (Itàlia) des de la tardor del 2016.

La seva forma és la d'un gegantí tanc cilíndric de metall ple d'aigua ultra pura per protegir el detector en el seu centre, i un edifici de tres pisos d'alçada, transparent, on es troben els detectors.

El detector central XENON1T, una càmera de projecció de temps de xenó líquid (LXeTPC), es localitza en les entranyes d'un criostat al mig del tanc d'aigua, totalment submergit per tal de protegir-tant com sigui possible de la radioactivitat natural de la caverna.

Però aquest no és suficient nivell d'aïllament, perquè tots els materials a la Terra contenen petits rastres de radioactivitat natural.

Una interacció de partícules en xenó líquid condueix a petits centelleigs de llum. Això és el que els científics de XENON estan registrant i estudiant per inferir la posició i l'energia de la partícula que interactua, i si pot ser o no matèria fosca. Tal com explica Elena Aprile, professora de la Universitat de Columbia i portaveu del projecte: “La millor notícia és que l'experiment continua acumulant dades excel·lents, la qual cosa ens permetrà provar molt aviat la hipòtesi WIMP (unes partícules hipotètiques que podrien explicar el problema de la matèria fosca) en una regió de massa i secció transversal amb àtoms normals com mai s’havia fet abans”.

Font: AlakaCiencia

Com competir en els grans mercats energètics des de casa

Investigadors de la Universitat de Màlaga han desenvolupat un sistema perquè, des de casa i de forma automàtica, els usuaris puguin gestionar la quantitat de subministrament elèctric que demanden a les companyies en funció del preu, la temperatura i les seves preferències personals de confort.

El subministrament d'energia elèctrica és, juntament amb el de l’aigua, un dels serveis més necessaris i estesos en qualsevol immoble. Una vasta xarxa que al nostre país supera ja els 40 mil quilòmetres de circuit, dels quals 674 van ser instal·lats només en l'últim any. Per la seva magnitud i importància el sistema ha d'estar sustentat sobre una xarxa intel·ligent que vetlli perquè l'electricitat arribi a cada casa, centre escolar o hospital amb totes les garanties de seguretat i eficiència, però també de competitivitat en el preu.

Fins ara el sistema energètic estava basat en gran mesura en un mercat d'oferta, per part de les grans companyies, i de demanda, per la dels usuaris. No obstant això, la major conscienciació per les renovables ha marcat un punt d'inflexió que ha afavorit l'increment de l'autoabastiment per un nombre cada vegada més gran d'usuaris. Però en aquest context arriba una nova metodologia creada per investigadors de la Universitat de Màlaga (UMA).

El sistema desenvolupat per aquests enginyers, entre els quals es troba el doctor Juan Miguel Morales, del Departament de Matemàtica Aplicada de la UMA, tracta de dotar l'usuari de la capacitat de decidir sobre quan, quant i com consumir electricitat en base a les seves pròpies preferències i a les condicions del mercat. "És el que es coneix en anglès com demand response (resposta de la demanda, del consumidor) i suposaria que els mercats ja no només estarien formats per grans majoristes de l'electricitat, sinó que estarien acompanyats per altres fonts minúscules de demand response",  explica Morales.

Però com es connecten les dues realitats? Part de la resposta a aquesta qüestió centra l'objectiu de l'estudi publicat per aquest grup internacional d'investigadors a la revista Transactions on power systems. L'article posa les bases de com la resposta de la demanda, és a dir, la flexibilitat dels petits consumidors, pot arribar a ser negociable en els mercats majoristes d'electricitat, una condició que impulsaria l'eficiència energètica gràcies a un augment de la penetració de renovables en el sistema actual.

Mostra d'això és el cas nord-americà, país en el qual la gestió de la demanda flexible d'energia està més desenvolupada i en què els negocis i propietaris d'habitatges van guanyar el 2013 al voltant de 2 milions d'euros gràcies als prop de 30 gigawatts (GW) que va proporcionar la demanda flexible a partir d'un potencial total que s'estima en 180 GW. Com assenyala Morales, "aquests beneficis poden ser extrapolats al mercat europeu de l'electricitat, la dimensió és aproximada a la del mercat americà. “Això suposaria”, afegeix l'investigador, “centenars de milions d'euros que anirien dirigits directament al consumidor, al negoci local i a infraestructures amb serveis com hospitals, escoles, hotels i indústries".

En aquest sentit, els experts coincideixen que per explotar el potencial de la demand response el petit consumidor ha de competir en el mercat majorista en igualtat de condicions que altres agents, com els grans productors d'energia i els grans consumidors industrials.

"El consumidor ha de poder veure el preu de l'electricitat i reaccionar a aquest, cosa que implica unes necessitats d'equipament i programari que permetin adaptar la seva demanda d'energia en funció del preu de l'electricitat i d'altres factors com la temperatura, l'hora del dia i les seves preferències personals de confort ", explica el professor.

En aquest punt del procés és on sorgeix la metodologia desenvolupada per l'equip en el qual participa Juan Miguel Morales. Es tracta d'una nova metodologia de tràfic de dades a través de la qual les agrupacions de petits consumidors poden participar en els mercats majoristes. Mitjançant l'ús i anàlisi de dades massives i de tècniques d'optimització avançades basades en complexos algoritmes, els enginyers han demostrat que el petit consumidor pot col·locar ofertes en els grans mercats.

“Per a això”, assenyala l'article, “s'ha desenvolupat un esquema d'optimització inversa que utilitza les dades de preu i consum per estimar l'oferta de mercat que millor s'adapti al patró de demanda del grup de petits consumidors". Així mateix, el model proposat aprofita la informació sobre un altre tipus de factors per conformar l'oferta, com són les condicions de temperatura, la radiació solar, la velocitat del vent, la humitat i fins i tot el calendari de la regió.

Prova a la península Olímpica d'EUA

L'article recull part dels resultats obtinguts entre maig de 2006 i març de 2007 després de la prova de camp realitzada a la península Olímpica (EUA), un entrant de terra pertanyent a l'Estat de Washington que s'endinsa a l'oceà Pacífic.

En concret, el preu de l'electricitat es va enviar cada 15 minuts a 27 llars, en les quals controladors sensibles al preu i termòstats instal·lats a cada domicili decidien quan s'encenien o apagaven els dispositius en funció dels factors climàtics, de les preferències del propietari i de la tarifa, punt en el qual es va tenir molt en compte l'alta variabilitat del preu, ja que, com expliquen els investigadors, en una setmana el preu va oscil·lar entre els 67,9 i els 12,6 dòlars per quilowatt a l'hora.

Els investigadors, tal com revelen en les seves conclusions, consideren que han demostrat que la demand response dota al mercat d'una flexibilitat que beneficia les petites cooperatives d'usuaris i amb un ampli marge d'encert, ja que el sistema es va moure en un marge d'error que només va fluctuar entre el 14% i el 22% durant els mesos de la investigació.

Font: Universidad de Malaga

L'industrial alemany que va donar nom a Siemens

Fa dos segles, el 13 de desembre de 1816, va néixer Ernst Werner M. von Siemens a Lenthe, un petit poble de la regió alemanya de Hannover. Aquest inventor i industrial està considerat un dels pares de l'enginyeria elèctrica, encara que el seu cognom ha quedat lligat per sempre a l'empresa que va fundar: Siemens.

Les seves investigacions en electrotècnia el van portar a patentar la dinamo al 1866, un avanç que va contribuir no només a la creació dels motors elèctrics, també al naixement de l'enginyeria elèctrica com a disciplina.

Entre els seus invents més notables destaca la locomotora elèctrica. De fet, va presentar el primer tren impulsat per electricitat al 1879, una línia circular que partia des de Berlín i aconseguia els 13 km / h.

El 1881, també a la capital alemanya, va ser responsable de la Berlin Straßenbahn, la primera línia de tramvia elèctric. I en una altra ciutat, Mannheim, va posar en marxa el primer ascensor operat amb electricitat.

A més, Werner Siemens va patentar grans avenços en el camp de la telegrafia, com la creació d'un telègraf d'agulla, un altre amb teclat i diverses infraestructures.

  

D'altra banda, els seus dissenys de materials d'aïllament elèctric -basats en la gutaperxa (goma d'origen vegetal que aïlla de l'electricitat) - van permetre estendre cables submarins per a les grans línies telegràfiques transatlàntiques.

Va ser al 1847 quan, juntament amb el mecànic Johann Georg Halske, va fundar la Telegraphen-Bauanstalt von Siemens & Halske, germen de l'actual multinacional Siemens AG. Dècades més tard, el 6 de desembre de 1892, el prolífic inventor alemany va morir a Berlín.

Font: Creative Commons

Sensors de fibra òptica detecten problemes estructurals en ponts i preses

Un equip internacional de científics ha dissenyat sensors que són capaços de monitoritzar de manera contínua grans infraestructures, permetent detectar amb gran precisió (i, el més important, amb antelació) erosió o fissures en ponts, preses o vies fèrries. Aquest sensor també podria tenir aplicacions biomèdiques.

El treball l’ha portat a terme el grup d'Enginyeria Fotònica (AIXETA) de la Universitat d'Alcalá, en col·laboració amb l'Escola Politècnica Federal de Lausana (Suïssa), ha dissenyat els sensors de fibra òptica. Els resultats d'aquest treball s'acaben de publicar a la revista  Optic Letters.

El nou sensor és capaç de 'auscultar' un milió de punts sensors al llarg de 10 quilòmetres de fibra estàndard, el que possibilita que la detecció de qualsevol problema estructural sigui molt més ràpida que en l'actualitat, podent detectar canvis de temperatura i / o deformació en menys de 20 minuts. Aquests sensors són particularment interessants per a aplicacions de certa complexitat tècnica, ja que poden ser instal·lats en entorns hostils, així com en àrees remotes que no tenen font d'alimentació propera com deserts o el fons marí.

Tot i que la popularitat dels sensors distribuïts de fibra òptica està creixent, actualment s'utilitzen principalment per detectar fuites en oleoductes i gasoductes, així com per prevenir esllavissades de terra que afectin carreteres o vies fèrries. Però “si una sola d'aquestes fibres es col·loca al llarg de la longitud d'un pont, per exemple, els canvis en l'estructura en qualsevol dels punts sensors al llarg de la fibra provocaran canvis detectables en la llum que es desplaça per la fibra, la qual cosa permetria actuar preventivament en l'estructura, augmentant la seguretat i reduint els costos de manteniment”, assenyala Alejandro Domínguez, membre del grup de recerca AIXETA.

Domínguez destaca que aquest tipus de sensors també podria ser utilitzat per a àmbits com l'aeroespacial, "on és important saber el que està succeint en cada centímetre de l'ala d'un avió, per exemple".

Així mateix, AIXETA treballa en augmentar el nombre de punts sensors en la fibra, el que podria permetre que la tecnologia s'expandís cap a àrees completament noves, com les aplicacions biomèdiques. En aquest sentit, Domínguez assenyala que "les fibres òptiques també podrien ser adaptades per conformar teixits intel·ligents, on els sensors podrien usar-se per monitoritzar la salut d'una persona, ajudant en la detecció primerenca de malalties". Per exemple, els investigadors albiren que podria ser possible utilitzar aquests sensors de fibra òptica per a detectar les desviacions de temperatura que estan presents en el càncer de mama.

Font: Universidad de Alcalá

Grafè i punts quàntics per a crear una càmera que capta l'invisible

En els últims 40 anys, la microelectrònica ha avançat increïblement gràcies a les tecnologies del silici i de l'anomenat CMOS (semiconductor d'òxid de metall complementari), donant lloc al desenvolupament de la informàtica, els telèfons intel·ligents, les càmeres digitals compactes i de baix cost, així com la majoria dels aparells electrònics dels que depenem avui dia.

No obstant això, la diversificació d'aquesta plataforma en aplicacions que poden anar més enllà del món dels microcircuits i les càmeres de llum visible s'ha vist impossibilitada principalment per la dificultat de combinar semiconductors diferents al silici amb la tecnologia CMOS. Però ara aquest obstacle ha aconseguit ser superat. Investigadors de l'ICFO (Institut de Ciències Fotòniques) han demostrat per primera vegada que es pot integrar de forma monolítica un circuit CMOS amb el grafè. El resultat és un sensor d'imatge d'alta resolució compost per centenars de milers de fotodetectors basats en grafè i punts quàntics (quantum dots).

La càmera digital creada amb el sensor s'ha desenvolupat de tal manera que és, simultàniament, molt sensible a la llum ultraviolada, visible i infraroja, una fita mai aconseguida fins ara amb els sensors d'imatge existents. Aquesta demostració d'integració monolítica de grafè amb tecnologia CMOS permet la seva utilització per a una àmplia gamma d'aplicacions optoelectròniques, com ara comunicacions de dades òptiques de baixa potència així com sistemes de detecció compactes i ultra sensibles.

L'estudi ha estat publicat a la revista científica Nature Photonics, i ha estat seleccionat com a imatge de portada. El treball va ser dut a terme per investigadors de l'ICFO dirigits pels professors ICREA (Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats) Frank Koppens  i  Gerasimos Konstantatos, en col·laboració amb l'empresa Graphenea.

Els científics van fabricar el sensor d'imatge col·locant punts quàntics coloidals de sulfur de plom (PbS) sobre grafè de tipus CVD i, posteriorment, dipositant aquest sistema híbrid damunt d'una hòstia CMOS amb les unitats o píxels del sensor d'imatge i el circuit de lectura integrat.

Un dels autors, Stijn Goossens, explica: "Produir aquest sensor d'imatge, basat en grafè-punts quàntics i tecnologia CMOS, no va suposar dur a terme cap processat complex de materials ni implementar processos de creixement laboriosos. Va resultar fàcil i barat fabricar-lo a temperatura ambient i sota condicions ambientals, cosa que significa una disminució considerable dels costos de producció. Encara més, per les seves propietats, es pot integrar fàcilment en substrats flexibles, així com en circuits integrats de tipus CMOS".

Al seu torn, el professor Konstantatos, expert en grafè i punts quàntics, assenyala "hem dissenyat els punts quàntics per estendre l'espectre infraroig proper (1100-1900nm), fins al punt que vam poder detectar la resplendor nocturna de l'atmosfera en un cel fosc i clar, la qual cosa permet visió nocturna passiva”.

Aquest treball demostra que aquesta classe de fototransistors pot ser el camí a seguir per a sensors infrarojos de baix cost, però d'alta sensibilitat, que poden operar a temperatura ambient i, per tant, pot ser d’enorme interès per a un mercat de tecnologies en l’infraroig que actualment està assedegat de tecnologies barates.

"El desenvolupament d'aquest sensor d'imatge monolític basat en tecnologia CMOS representa una fita per als sistemes d'imatges de banda ampla i hiperespectrals de baix cost i alta resolució", destaca el professor Koppens. Assegura que, en general, "la tecnologia grafè + CMOS permetrà el desenvolupament d'una gran quantitat d'aplicacions, des de la seguretat i vigilància, les càmeres de butxaca i els smartphones de baix cost, els sistemes de control d'incendis, la visió nocturna passiva així com les càmeres de vigilància nocturna, els sistemes de sensors per a automoció, els sistemes d'imatge per a medicina, la inspecció d'aliments i productes farmacèutics o fins i tot la vigilància ambiental, per anomenar-ne alguns".

Aquest projecte està actualment en període d'incubació al Launchpad de l'ICFO. L'equip està treballant amb l'equip de transferència de tecnologia de l'institut per portar aquest descobriment, juntament amb la seva cartera completa de patents d'imatges i tecnologies de detecció, al mercat.

Aquesta investigació ha estat recolzada parcialment per la iniciativa europea grafè Flagship, el Consell Europeu de Recerca, la Generalitat de Catalunya, la Fundació Cellex i el programa d'Excel·lència Severo Ochoa del Govern d'Espanya.

Font: SINC

Edifici més alt del món amb certificació Passivhaus

El conseller de Medi Ambient, Planificació Territorial i Habitatge del govern basc, Iñaki Arriola, va visitar l'edifici de 28 plantes que la societat pública Visesa està edificant al barri de Bolueta (Bilbao) amb estàndards Passivhaus d'alta eficiència energètica i climatització. El bloc, compost per 171 habitatges, 108 de protecció oficial per a venda i 63 habitatges socials, té una alçada de 88 metres, cosa que el convertirà en l'edificació més alta del món amb certificació del Passivhaus Institute, de Darmstadt (Alemanya), la tramitació s’està duent a terme.

 

L'edifici de Visesa té estàndards Passivhaus d'alta eficiència energètica i climatització

  

L'edifici de Bolueta, que compta amb la qualificació Best Practice del concurs internacional de bones pràctiques de Nacions Unides, supera en tan sols 5 metres a un altre que s'està construint a l'illa de Roosevelt, a Nova York.

Les intervencions desenvolupades a la torre per aconseguir certificació Passivhaus es basen en cinc eixos: aïllament tèrmic, control de ponts tèrmics, hermeticitat al pas de l'aire a cada habitatge, fusteries d'altes prestacions, i ventilació mecànica de doble flux amb recuperació de calor d'alta eficiència. Amb això es podrà reduir fins a un 75% la demanda de calefacció dels habitatges del bloc, convertint-la en un edifici de consum energètic gairebé nul, fet que suposa un doble benefici social i mediambiental. A més de per l'estalvi energètic, l'edifici de Bolueta, desenvolupat en col·laboració amb l'estudi d'arquitectura Varquitectos i la constructora Sukia, es va a distingir per un alt confort acústic i tèrmic, la qualitat de l'aire interior i l'ús de materials naturals.

Finalització del projecte de Visesa

El conseller va destacar la singularitat del projecte de Bolueta, ja que l'edifici és el primer d'un total de set blocs que van a acollir en aquesta zona de Bilbao 1.100 habitatges (608 de protecció oficial i 492 lliures) i s'enquadra dins d'una complexa i ambiciosa intervenció urbanística. L'operació està modificant completament la fisonomia de la zona amb l'objectiu de recuperar per a la ciutadania un espai industrial en desús i degradat, integrant-lo en la trama urbana, social i ambiental de Bilbao i donant un gran protagonisme a la ribera del riu Ibaizabal com element articulador del territori.

A la finalització d’aquest primer bloc està prevista per al primer semestre de 2018 (lliurament en el segon semestre de 2018), s’hi sumarà una segona torre residencial que Visesa començarà a construir a la parcel·la contigua, integrada per 190 habitatges de protecció oficial per a venda.

Font: Construcción sostenible

Com funciona la PTU?

La PTU (Power Transfer Unit) és un dispositiu capaç de transferir energia però no fluid. Aquesta energia normalment es transmet entre dos sistemes hidràulics. El propòsit de la PTU és subministrar el volum addicional de fluid hidràulic necessari per operar els sistemes hidràulics quan en un dels dos que estan connectats a ella, baixa la pressió per sota d'un valor determinat.

PTU en un Airbus A320. (C) Twicopy

S'utilitzen diferents tipus de PTU; algunes només poden transferir energia en una direcció, mentre que altres poden transferir l'energia en tots dos sentits. Algunes PTUs tenen un desplaçament fix, mentre que altres fan servir una bomba hidràulica de desplaçament variable. La unitat PTU consta d'un motor hidràulic i una bomba hidràulica que estan connectats a través d'un eix. Les dues unitats, la bomba hidràulica i el motor hidràulic, estan connectades a través d'aquest eix de transmissió per poder transferir energia entre els dos sistemes. Si la PTU utilitza la pressió del sistema A per accionar el motor hidràulic, és capaç d'extreure fluid del sistema B amb la bomba hidràulica. Depenent de la direcció de transferència de potència, cada unitat al seu torn funciona com un motor o una bomba.

La PTU només pot transferir energia i no pot transferir fluid i funciona automàticament quan es compleixen totes les condicions següents:

• La pressió de la bomba hidràulica del motor del sistema B cau per sota dels límits preestablerts.

• Aeronau en l'aire.

• Els flaps són a menys de 15 ° però no en zero.

Vista interna d'una PTU. (C) Av. Safety Bureau

Font: AviacionD

Els ingredients de la microxarxa

Les microxarxes s'estan estenent a nivell mundial, impulsades per factors tecnològics, normatius, econòmics i ambientals. Siemens ajuda a construir i obtenir el millor d'aquests sistemes moderns d'energia.

En major o menor mesura, totes les empreses tenen accés a fonts fiables i de potencia. És un avantatge addicional per alguns si es pot generar electricitat amb fonts renovables.

Microxarxes

La tecnologia moderna permet a les empreses  satisfer aquestes necessitats per si mateixes. La producció d'energia, així com el consum de forma local, la creació de xarxes flexibles ja ho van ser a  l'inici de l'era elèctrica; cada xarxa era una microxarxa, un sistema limitat localment en el qual la potencia era generada i distribuïda als usuaris.

A poc a poc aquestes es van fer xarxes més grans. L'economia d'escala es cada vegada més gran. Generalment les plantes de generació amb combustibles fòssils subministren electricitat a les ciutats llunyanes i a centres industrials a través de la xarxa de transport en alta tensió.

Però ara la tendència s'ha invertit cap a una generació que és més descentralitzada, potencialment de fonts renovables i, sovint, dins de microxarxes modernes flexibles, capaces de connectar o desconnectar del sistema més ampli a voluntat. Els operadors d'una microxarxa poden prendre avantatge dels sistemes de gestió i ser capaços de dir exactament quan té sentit generar i quan es el moment de vendre energia a la companyia elèctrica local. Les empreses de diverses mides, tant si utilitzen menys d'1 o més de 100 MW, estan evolucionant de ser consumidors passius a convertir-se en actius prosumidors.

Major eficiència

Diferents raons estan impulsant aquest desenvolupament a través de variats ambients i grups de clients. A Europa, les tarifes regulades han pujat i els subsidis s'ofereixen per a la venda a les xarxes nacionals de fonts renovables. Això ha portat, per exemple, a més d'una de cada sis empreses a Alemanya generar la seva pròpia energia. La tecnologia també ha ajudat, amb l'energia solar, eòlica, i la generació de turbina de gas essent cada vegada més barat, igual que la bateria d'emmagatzematge/hidrogen, de manera que permet l'aïllament de la incertesa de les tarifes de serveis futurs. La distribució de baixa tensió, aconsegueix menys pèrdues gràcies a les microxarxes respecte al transport, augmentant l'eficiència encara més.

Per alguns usuaris, la reducció d'emissions de CO2 és també un objectiu, com la Universitat de Gènova, a Savona, Itàlia, on Siemens va ajudar a formar una microxarxa basada en turbines d'energia solars i micro-gas. La microxarxa Savona lliura 250 kW de potència i 300 kW de calefacció als seus 40.000 estudiants, i això és vist com un pilot per a una versió ampliada aplicada a la ciutat verda que l'envolta. Combinar la calor i la potencia (CHP) o combinar el fred, la calor, i la potència (CCHP) són  característiques comunes per aconseguir encara una major eficiència dins de les microxarxes.

La flexibilitat que es pot confiar

Al mercat nord-americà està en auge,  impulsada per problemes de fiabilitat. L'huracà Sandy al 2012 va deixar molts novaiorquesos sense electricitat durant dues setmanes; això es com un recordatori en què una gran xarxa no és necessàriament una xarxa infal·lible. També cal prestar atenció als atacs maliciosos, així com als desastres naturals. Les microxarxes disposen  de l'opció de desconnectar temporalment de la xarxa principal, o fins i tot, poden romandre permanentment separats. Al mateix temps, si la seva pròpia generació arribés a fallar, una micro-xarxa connectada té l'opció de recórrer a la xarxa principal com a back-up.

Siemens Digital Grid

Siemens Digital Grid, ofereix una gamma de programari i serveis per ajudar les microxarxes a aconseguir aquests beneficis de forma modular i escalable d'acord amb les necessitats del client. El sistema de control automatitzat SICAM MicroGrid, pot comprovar l'estat dels actius locals i de la xarxa, utilitzant un algoritme basat en regles per connectar o desconnectar.

Font: Siemens

Pros i contres de comprar el model més barat de Tesla, el Model 3

Elon Musk està preocupat. "M'estic adonant que molta gent pensa que el Model 3 és la següent versió d'un Tesla", va tuitejar el maig passat. "Això no és veritat", va aclarir. Per dir-ho d'alguna manera, el Model S és el cotxe que seguirà conduint quan arribi el Model 3.

Si s'està seguint l'actualitat de Tesla, és clar que el Model 3 no és el nou vaixell insígnia de la companyia sinó una versió petita i assequible del Model S. "El Model 3 és com un BMW sèrie 3 o un àudio A4, i el Model S és com un BMW sèries 5 i 6, però molt més ràpid, amb més espai per l'equipatge i amb Autopilot”, va escriure Musk a Twitter.

Tota aquesta confusió prové, per descomptat, del nom del cotxe. El Model 3 s'anava a dir "Model E" com a part d'una broma, però Ford s'havia quedat amb aquest nom i no va permetre a Tesla usar-lo. Ara, en lloc de "SEX", els vehicles de Tesla (Model S, Model 3 i Model X) formen la paraula "S3X".

Perquè tot això quedi clar, Tesla va presentar fa uns mesos una comparativa a la seva web que repassa les diferències entre el seu cotxe més emblemàtic, el Model S, i el seu cotxe més barat, el Model 3. A part del preu (el Model S val 35.000 dòlars més), el Model 3 és més curt i té una bateria més petita (de 75 kWh), cosa que equival a un abast de 346 km (enfront dels 400-539 km que ofereixen els diferents models del Tesla Model S).

Una de les dades que ha revelat aquesta comparativa és l'acceleració del nou Model 3: el cotxe passa de 0 a 100 km/h en 5,8 segons (a diferència del Model S, que en la seva versió P100D i de cap manera Ludicrous arriba als 100 km/h en un instant: 2,38 segons). Altres desavantatges del Model 3? Cal pagar per usar la xarxa de supercarredors de Tesla, té la meitat de capacitat per a les maletes i només una pantalla al tauler de control.

Tot i que no s'esmenta en la comparativa, el Model 3 vindrà equipat amb Autopilot, el pilot automàtic de Tesla, i tindrà el mateix nivell d'automatització que els models més cars.

Font: Tesla

Escoltant el batec de la Terra en el forat més profund del món

Al setembre del 1990, un grup de científics va col·locar un cap de perforació en un terreny del sud d'Alemanya, on dues enormes masses de terra es van fusionar fa 300 milions d'anys per formar el supercontinent Pangea. El seu objectiu? Perforar el forat més profund que mai s'ha fet a la Terra, un telescopi directe cap al seu nucli.

  

El German Continental Deep Drilling Program, que així es diu, també conegut com el pou KTB , va perforar més de 9 quilòmetres cap a dins abans que se'ls acabés el finançament. El forat va travessar plaques sísmiques en moviment, hidrogen bullint i temperatures que van arribar als 315 graus centígrads. Va ser dirigit per 120 científics i empleats que van treballar des de la superfície de la terra.

  

L'experiment va donar lloc a enormes sorpreses i descobriments sobre l'estructura de la terra, incloent mapes de temperatura de les roques, nova informació sobre la pressió sísmica i bells models (PDF) que mostren capes de roca embolicades entre elles (il·lustrant que l'escorça no sempre es troba en capes ordenades).

 A 9.100 metres, el pou KTB és ara el forat accessible més profund del món. No obstant això, inactiu i per sobre del Cercle Polar Àrtic, hi ha el seu cosí més gran: el pou super profund de Kola , creat pels soviètics el 1970, a la península de Kola, al nord de Rússia. Aquest és encara més profund.

El pou de Kola va arribar a tal profunditat en la tundra congelada (tretze quilòmetres) que va trencar roques de més de 2.500 milions d'anys. Al final, al projecte també se li va esgotar el finançament i el lloc va ser abandonat al 2008. Avui en dia, l'estació de perforació està en ruïnes i el pou està cobert per una simple placa de metall:

Wikimedia Commons

Per als geòlegs i altres científics, gestes com el KTB i el pou de Kola són triomfs de l'exploració que permeten fer una ullada al funcionament intern del planeta. Però què van revelar aquests projectes d'enginyeria fora del que és purament científic? Quins eren, per exemple, els sons que se sentien allà baix?

L'artista holandès Lotte Geeven va respondre aquesta última pregunta a través d'una àmplia col·laboració amb els geocientífics del Centre d'Investigació Alemany de Geociències, que controla el pou KTB, ara que la perforació s'ha aturat.

Amb l'ajuda dels científics (i un enginyer acústic d’Arup ), Geeven va proposar descobrir com sona la perforació en les seves profunditats més llunyanes. L'enregistrament que va obtenir, acompanyat per fotos de la tripulació i una lectura sísmica, revela un intens i gairebé càlid paisatge d'ecos i cruixits. És el més a prop que podem arribar a escoltar el batec de la Terra. Àudio.

Geeven no és l'únic que va sentir curiositat sobre els sons que emet la inestable escorça de la Terra.

L'artista Doug Aitken viu en una casa a Califòrnia anomenada The Sonic House. Els seus fonaments contenen nou micròfons geològics, cadascun dissenyat per recollir els murmuris i cruixits de les plaques tectòniques a quilòmetres de profunditat. Dins de les seves habitacions, els sons dels desplaçaments de les roques se succeeixen dia i nit.

  

També hi ha el projecte Sounds of Seismic, una plataforma que transmet en temps real sorolls sísmics procedents de dotzenes de llocs a tot el món. O la iniciativa Escoltant els terratrèmols, del Servei Geològic dels EUA, en la qual es poden descarregar i re-mesclar sons:

Aquests sons no són tan diferents als dels pous, però els sentim diferents. El mateix Bain els descriu com una mena d’ "alerta de campana que denota una cosa històrica succeïnt en temps real". És l'estrany i fascinant món resultant d'enfonsar micròfons a les entranyes de la Terra.

Font: Gizmodo