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Derritiendo acero con el poder de la luz solar


El siguiente es uno de los videos más interesantes que pude ver últimamente. Se trata de un fragmento del programa Big Ideas de James Mays en el cual James visita a Richard Diver, uno de los expertos de mayor renombre en el campo del estudio y la aplicación práctica de la energía solar, para ver su horno de luz solar. Este dispositivo tan llamativo y ciertamente interesante logra atrapar y concentrar radiación solar en un punto focal a partir de una serie de espejos reflectantes ordenados en una configuración parabólica. Punto focal que es a su vez lente de Fresnel, dispositivo que concentra aun más la luz solar utilizada logrando así generar temperaturas de más de 2400ºC sobre los distintos objetos en los se enfoque el rayo.

La madre de todos los hornos solares

Centro de investigación de Odeillo

No obstante, si de hornos solares hablamos el hallado en Odeillo, sureste de Francia, es ciertamente el más avanzado y espectacular de todos. Operado por el Centre national de la recherche scientifique ésta maravilla de la ingeniería es capaz de realizar experimentos de impacto térmico con una potencia térmica de 1000kW, y, en su fase final, puede crear rayos capaces de calentar objetos a más de 3500ºC. El dispositivo se basa en una primera fase que consiste en una fila de espejos con capacidad de orientación dinámica que atrapan la radiación solar y la trasmiten a una segunda fase denominada fase de concentración. Ésta segunda fase es en si misma un gigantesco refractor parabólico, muy similar, aunque mucho más costoso y más grande, al construido por el doctor Richard Diver. La energía capturada por éstos espejos es concentrada y redirigida a una tercera fase en la cual una serie de poderosos rayos de luz solar convergen en la zona superior del edificio para ser concentrados una vez más mediante la utilización de un complejo objetivo circular de 40 centímetros de diámetro, obteniendo gracias a ésto rayos de gran poder los cuales pueden ser enfocados y distribuidos utilizando distintos dispositivos ópticos y así poder realizar una gran variedad de experimentos.

El centro puede ser fácilmente visto desde el aire:


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Explorando la planta hidroeléctrica subterránea de más de un siglo escondida bajo el Niágara

Túnel debajo de las cataratas del NiágaraVarias veces hablamos de lugares subterráneos abandonados, pero pocas, trataban de uno tan misterioso como impresionante. Se trata nada más y nada menos que de un complejo de túneles que formaban la estructura de una planta hidroeléctrica subterránea y cuyo acceso resultara ser tan problemático que durante décadas años permaneció “perdido” del mundo, solitario e inhabitado al cual solo se puede acceder si se atraviesan, literalmente, las cataratas del Niágara.

El mismo tuvo origen a principios del siglo XX cuando la Ontario Power Company -click en enlace para ver un plano de la construcción-, a manera de proyecto hidroeléctrico, tuviera la idea de utilizar la energía producida por la caída misma de las cataratas para así generar grandes cantidades de electricidad. Para esto se desarrollarían una serie de túneles subterráneos plagados de conductos que alimentando varias tuberías de carga que, gravedad mediante, movían varias turbinas hidroeléctricas cuyo sistema, fuertemente modificado en comparación a las tradicionales, les permitía alimentar generadores ubicados a varios metros en la superficie. El sistema era increíblemente novedoso para la época, ya que otra serie de tuberías devolvía el agua a la parte baja del río, sin afectar así el caudal del mismo.

Pero la tarea lograría superar la tecnología de la época y el proyecto sería abandonado a pesar de varios intentos de revivirlo. Durante varias décadas quedaría oculto, inhabitado y, gracias a su más que difícil acceso -solo se puede ingresar por un pequeño túnel detrás de las cataras- totalmente perdido del mundo. Permaneciendo así hasta que un grupo de intrépidos exploradores The Vanishing Point, especializado en explorar minas, cavernas y túneles, ingresara a la planta hace unos pocos años y obtuviera una gran cantidad de fotografías e información del mismo -por cierto, les recomiendo infinitamente visitar el sitio de The Vanishing Point, a pesar de que su actualización no es seguida es uno de mis sitios preferidos de la red desde hace varios años-.

Ford Nucleon, el auto nuclear

A finales de los 50 y durante la mayoría de los años 60 la tecnología nuclear era vista con temor, pero curiosamente, a la vez, era considerada como el futuro y prosperidad de la humanidad. Cualquiera que haya visto una película de la época, habrá notado como se presentaban distintos aparatos de índole “cuasi-mágica” que permitían realizar todo tipo de tareas tediosas en cuestión de segundos gracias al poder del átomo. No obstante, estos aparatos no eran territorio exclusivo de la ciencia ficción. Sino que varias empresas intentaron diseñarlos. Una de ellas fue Ford, y su prototipo de auto atómico: el Ford Nucleon.

Varias horas de trabajo y diseño se pusieron a cuestas de este prototipo presentado en 1958. Prototipo cuya mayor curiosidad era que reemplazaba el motor de combustión por uno nuclear. La celda con los materiales radiactivos se ubicaba en la extensa parte trasera del auto, aislada y fuertemente reforzada para evitar cualquier tipo de escape o fuga. Si bien la celda de poder estaba pensada para venir en distintos tipos de tamaño, el rendimiento promedio se calculaba en 8 mil kilómetros por recarga.

Si bien el proyecto nunca pasó de prototipo conceptual, quedó en la historia como el primer y único intento serio de diseñar un automóvil nuclear por parte de una de las principales automotrices del mundo.

El Ford Volante
No se ustedes, pero si a mi me dieran a elegir uno de los “protipos alocados” de la Ford elegiría el Ford Volante X-2000, uno de los “auto cohetes” más extravagantes de la historia. Incluso se rumorea que Henry Ford intentó sobornar a varios congresistas para que se le permitiera utilizar tecnología clasificada en la construcción de un prototipo -que desgraciadamente nunca llegó a ser-.

Drenajes extremos

Denominados drenajes de tipo Morning Glory, a causa de su parecido visual con la flor de dicho nombre, estos controladores de nivel de agua en los lagos artificiales generados por las represas son realmente un espectáculo visual imperdible. Su función principal radica en permitir que el nivel de agua nunca sobrepase un punto dado, ya que inmediatamente el excedente es “chupado” por una garganta de concreto que, generalmente, se encuentra ubicada en medio de la represa.

El drenaje de represa más grande del mundo de el de la represa de Monticello -a la izquierda regulando el agua de la represa y a la derecha con el nivel de agua por debajo del máximo permitido- es capaz de drenar más de 1.370.319 litros por segundo.

Y en su máxima expresión
Su importancia es tal debido a que previenen la liberación de agua producto del rompimiento de una represa. Esto ocurrió en Italia, cuando el sobre nivel del lago artificial de la represa Prealpi Mineraia causó su rompimiento, destruyendo los pueblos del valle de Stava, Italia, donde más de 200 mil metros cúbicos de agua inundaron mas de 43 hectáreas de la superficie local a más de 90 km/h dando el trágico resultado de 268 muertes.

El experimento TFTR, la mayor temperatura alguna vez alcanzada

Cueste creerlo o no la mayor temperatura alguna vez registrada ocurrió en la superficie terrestre. Esto se logró gracias a la utilización de un reactor de fusión experimental el cual, en 1995, llegó a generar 30 veces la temperatura del núcleo solar.

Construido con un fin meramente experimental el TFTR, o Tokamak Fusion Test Reactor, por el laboratorio encargado de estudiar e investigar el plasma en la Universidad de Princeton, el Reactor Experimental de tipo Tokamak trajo a la luz nuevas ideas y amplió en gran medida el conocimiento del plasma y las partículas en condiciones extremas. El experimento corrió desde 1982 hasta 1997 y no solo generó temperaturas y presiones récord, sino que además entre otras cosas permitió a los físicos del laboratorio corroborar varias teorías que se creían improbables.

Sin embargo, a nosotros nos interesa el récord de temperatura. En su primer corrida, ejecutada en 1985, el reactor generó unos asombrosos 100 millones de grados Celsius. De todas maneras este récord sería aplastado en 1995 cuando se llegó a generar la monstruosa temperatura de 510 millones de grados Celsius, lo que sería el equivalente a unas 30 veces la temperatura hallada en el núcleo de nuestro Sol.

Actualización
Desde la escritura de éste artículo hasta la fecha se ha realizado un experimento que ha alcanzado una temperatura miles de veces mayor en el LHC. Hemos hablado sobre ésto en el artículo: Cuán lejos está la estrella más caliente del universo de la mayor temperatura físicamente posible.

la temperatura más alta alguna vez generada ocurrió en la tierra, en el LHC, Gran colisionador de hadrones, más precisamente en el detector ALICE diseñado para estudiar colisiones que producen plasma de quarks-gluones. El experimento en cuestión tuvo lugar en el 2010 cuando los científicos del acelerador de partículas colisionaron los núcleos de átomos de oro. La temperatura alcanzada fue de unos 5,5×1012 K

Enlaces relacionados
– Un simulador del reactor en la web de Princeton

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La temperatura natural registrada en la Tierra.

La interesante historia del Símbolo de Radioactividad

El Símbolo Internacional de Radioactividad fue variando y “mutando” con el pasar de los años. Esto, curiosamente, fue producto de la gran cantidad de “peleas” entre los científicos de varios laboratorios por dilucidar cuál era la “configuración más comunicativa del peligro”.

Símbolo de radiaciónUna de las más antiguas representaciones, podemos observar los rayos en forma de “relámpagos” saliendo del átomo.

Gracias a una carta fechada en el año 1952 de Nels Garden, jefe del “Health Chemistry Group” en el “University of California Radiation Laboratory”, sabemos que el símbolo nació una noche de 1946 cuando un pequeño grupo de ingenieros de dicho laboratorio debatía sobre cuál podría ser una correcta señalización del peligro que representaban los materiales radioactivos. De los varios bosquejos dibujados sería un círculo, representando un átomo, y tres líneas, representando rayos, el elegido como “comunicador del peligro” -según las palabras de Nels-.

Sin embargo, este primer símbolo era muy diferente del que conocemos hoy en día. Primeramente los colores eran magenta, para el logo, y azul para el fondo. Estos colores no fueron seleccionados en base a gustos estéticos sino que, interesantemente, a su costo. El color magenta era, por aquella época, un pigmento extremadamente costoso, por lo que muy pocos, o mejor dicho ningún, símbolo lo utilizaba. Así mismo, el color azul del fondo, estadísticamente era uno de los colores menos presentes en los lugares que se trabajaba con materiales radioactivos. Gracias a esta configuración de colores se lograba darle una exclusividad visual por sobre los demás símbolos.

Símbolo de peligro radiactivoNo obstante, los técnicos del Oak Ridge National Lab (1948) comenzaron a quejarse fuertemente de que el fondo azul no hacía muy notable al símbolo en los carteles ubicados al aíre libre, por lo que unilateralmente decidieron cambiar el color de fondo al amarillo. Ante esto, Garden, puso el grito en el cielo comentando que “el amarillo es un color tan presente en los laboratorios que hará que el símbolo pase desapercibido”, por lo que propuso insertarle líneas diagonales de color blanco que salieran desde el centro. Una gran puja comenzó entre los científicos al punto que la Agencia Reguladora en asuntos nucleares debió intervenir encargándole a Bill Ray y George Warlick, diseñadores de la K.Z. Morgan, que diseñaran un símbolo “eficaz y eficiente”.

Viajando por los distintos laboratorios los diseñardores estudiaron los colores utilizados y, tras una gran cantidad de pruebas en interiores y exteriores, decidieron que el magenta sobre fondo amarillo sería la mejor combinación.
De todas maneras varios detalles en el símbolo variarían de laboratorio en laboratorio, algunos presentando los rayos curvados, otros con cuatro rayos y otros incluso mostrando solo rayos semejantes a “relámpagos”. Sería entonces la ANSI la que obligara por ley a utilizar el símbolo conocido hoy en día como estándar para todos los laboratorios.

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