Calor. Usamos este término con tanta frecuencia que damos por sentado que sabemos exactamente a qué fenómeno hace referencia. Decimos que hace calor o que algo está caliente cuando la temperatura es elevada pero, ¿cuál es el proceso detrás de ese aumento de temperatura que nuestros sentidos perciben? Para empezar, valga señalar que el calor no es temperatura. Citemos a CoolCosmos:

El Universo está hecho de materia y energía. La materia está compuesta de átomos y moléculas (grupos de átomos) y la energía hace que los átomos y las moléculas estén siempre en movimiento - ya sea chocando unas con otras o vibrando de un lado a otro. El movimiento de los átomos y moléculas crea una forma de energía llamada calor o energía térmica que está presente en toda la materia.

El calor es energía que viaja en ondas y puede cambiar la materia con la que entra en contacto. Las energías luminosa, eléctrica, mecánica, química, nuclear y la propia energía térmica, pueden provocar que una sustancia se caliente al aumentar la velocidad de sus moléculas. La temperatura no es energía sino un número proporcional a un tipo de energía.

El calor puede ser transferido de un lugar a otro por tres métodos: la conducción en sólidos, convección de fluidos (líquidos o gases), y la radiación a través de algo que le permita pasar la radiación.

Vía | www.qrg.northwestern.edu
Vía | coolcosmos.ipac.caltech.edu
Fotografía | Hinode JAXA/NASA

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La radiación térmica, también llamada radiación infrarroja, es la transferencia de calor por la emisión de ondas electromagnéticas que transportan energía desde el objeto emisor. A diferencia de la conducción y la convección, los otros métodos a través de los cuales se transfiere el calor, la radiación no depende de ningún contacto entre la fuente de calor y el objeto calentado.

No hay intercambio de masa ni es necesario un medio para que el calor sea transferido a través de la radiación. La radiación térmica hace que el calor pueda ser transmitido a través de un espacio vacío. Aunque no tocamos el Sol, podemos sentir el calor que emite gracias a la radiación.

Una curiosidad que nos entrega Bitesize: si dos objetos hechos del mismo material tienen volúmenes idénticos, un objeto delgado y plano irradiará energía térmica más rápido que un objeto grueso. Esta es una de las razones por las que los radiadores domésticos son delgados y planos.

Los radiadores son a menudo pintados con pintura de color blanco brillante. Irradiarían mejor el calor si fuesen pintados con barniz negro opaco, pero de hecho, a pesar de su nombre, los radiadores transfieren la mayor parte de su calor a un cuarto por convección.

Vía | www.engineeringtoolbox.com
Vía | coolcosmos.ipac.caltech.edu
Fotografía | Lykaestria, Wikipedia

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El calor puede ser transferido de un lugar a otro a través de la convección de fluidos. Convección es la transferencia de calor de un lugar a otro por el movimiento de fluidos. Como es explicado en Bitesize, la convección se produce cuando partículas con una gran cantidad de energía calórica en un líquido o gas se mueven y ocupan el lugar de las partículas con una energía menos calórica.

De acuerdo con nuestra fuente favorita, Cool Cosmos, en líquidos y gases, la convección es usualmente la forma más eficiente de transferir calor. Vemos la convección cuando hervimos agua en una cacerola. Las burbujas de agua que se elevan son las partes más calientes del agua elevándose hacia la zona más fría, en la parte superior de la cacerola.

En la transferencia de calor en la Tierra -explica la Universidad de Georgia, en Estados Unidos- es difícil cuantificar los efectos de la convección, ya que ésta depende de pequeñas faltas de uniformidad en un medio de otra manera bastante homogéneo. Fuera de nuestro planeta, se cree que la convección desempeña un papel importante en el transporte de energía desde el centro del Sol a su superficie.

Fotografía | Markus Schweiss

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Transferencia de calor, ¿cómo viaja la energía entre diferentes cuerpos? Está la explicación super científica del Centro de Procesamiento y Análisis Infrarrojo de la NASA y el California Institute of Technology, y la está la explicación super cool –entiéndase, super guay- del portal Cool Cosmos, creado también por la NASA y CalTech, pero dirigida al público en general.

Al grano. El calor puede ser transferido de un lugar a otro por tres métodos: la conducción en sólidos, convección de fluidos (líquidos o gases), y la radiación a través de algo que le permita pasar la radiación. El calor siempre se transferirá del cuerpo o zona con mayor temperatura hacia el cuerpo o zona de menor temperatura, hasta que alcanzan el equilibrio térmico. Esto último encaja con la definición de conducción, en la que nos centraremos en este post.

La conducción se produce cuando dos objetos a diferentes temperaturas están en contacto y el calor se transfiere del más caliente al más frío hasta que ambos están a la misma temperatura. Citando a CoolCosmos:

La conducción es el movimiento de calor a través de una sustancia por la colisión de las moléculas. En el lugar donde se tocan los dos objetos, las moléculas del objeto más caliente, que se mueven más rápido, chocan con las moléculas del objeto más frío, que se mueven más despacio. A medida que colisionan, las moléculas rápidas dan algo de su energía a las moléculas más lentas.

Vía | coolcosmos.ipac.caltech.edu
Fotografía | Hinode JAXA/NASA

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La Comisión Reguladora Nuclear de Estados Unidos presentará en abril del próximo año los resultados de un ambicioso estudio sobre seguridad en un reactor típico americano. Ya se han filtrado varios documentos preliminares que concluyen que un accidente grave llevaría a la muerte a un número mucho menor de personas de lo que se suponía.

El trabajo que se hizo en seis años, se basa principalmente en una revisión radical de las proyecciones sobre la cantidad y la rapidez de fuga del cesio 137, un material radiactivo que se crea cuando el uranio se divide. En estudios anteriores, los investigadores estimaron que el 60 por ciento del inventario de cesio en el núcleo de un reactor podría escapar, la nueva estimación es sólo de 1 a 2 por ciento. Una versión preliminar del informe fue proporcionado al periódico The New York Times. El documento, en esencia, establece que una pérdida prolongada de energía eléctrica provocaría la fusión de un núcleo de un reactor típico americano, en ese escenario la mayor parte del material radiactivo liberado se mantendría dentro del edificio, incluso si el escudo de protección del reactor se rompiese.

El informe afirma que la fuga del material radiactivo no sería inmediata, y la gente que vive en un radio de 16 kilómetros tendría tiempo suficiente para evacuar. La posibilidad de una muerte por exposición a la radiación aguda sólo sería factible en un radio menor de 16 kilómetros, por lo tanto las posibilidades son cercanas a cero, según el estudio. Lo que si afirma el informe, es que algunas personas podrían recibir dosis lo suficientemente alta como para ser víctimas de un cáncer mortal en las próximas décadas. Una persona de cada 4.348 que vive dentro de los 16 kilómetros más cercano al reactor desarrollaría un cáncer latente como consecuencia de la exposición a la radiación, en el estudio anterior el promedio era de uno cada 167 personas.

Continuar la lectura: La Comisión Reguladora Nuclear de Estados Unidos considera que tiene reactores cien por ciento seguros

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Un grupo que trabaja con el acelerador de partículas Tevatron de Estados Unidos han visto posibles indicios del bosón de Higgs. En cuestión de una semana ya son el segundo grupo de científicos que informan del posible hallazgo. Hace tan sólo un par de días, investigadores del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) ubicado cerca de Ginebra, informaron de avistamientos similares.

El bosón de Higgs es una hipotética partícula subatómica, piedra angular que falta en la teoría aceptada de la física de partículas. Pero hasta la fecha no ha sido observado en laboratorio, a pesar de los intentos realizados por los laboratorios de investigación mejor equipados del mundo, como el Fermilab o la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN).

Los investigadores han estado analizando los datos de la máquina Tevatron, muy cerca de Chicago. Las sugerencias del hallazgo logrado con el Tevatron son más débiles que los reportados por el LHC, pero ambos coinciden en la misma región de búsqueda. Los físicos han advertido que las pistas encontradas podrían desaparecer en un posterior análisis. La famosa partícula subatómica es muy esquiva, y para confirmar su presencia tendría que detectarse con un margen de certeza superior. Sin embargo los investigadores dicen que tanto los resultados de Estados Unidos como del grupo europeo, empiezan a pintar un interesante mapa para la física de partículas.

Continuar la lectura: Laboratorios de Estados Unidos y Europa encuentran posibles rastros del bosón de Higgs

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El emblemático astillero de Gdansk, donde nació el movimiento Solidaridad liderado por Lech Walesa, que puso fin a la era comunista en Polonia, ahora está tratando iniciar una nueva revolución: la de la energía eólica marina. La Unión Europea ha establecido unos objetivos de energía limpia que deben ser alcanzados por sus 27 miembros para el año 2020. Para alcanzar esa meta, Polonia tiene que romper su adicción al carbón que actualmente ofrece un 90 por ciento de la energía eléctrica del país.

Grupos ambientalistas, expertos en energía y algunos políticos del país apuestan cada vez más a los parques eólicos en alta mar como una alternativa viable para el carbón. La empresa GSG, co-propiedad de inversionistas de Ucrania y del Estado polaco, tiene planes para construir 60 torres eólicas este año y 300 en el año 2014.

Muchos creen que este astillero tiene una buena posición para convertirse en un importante parque eólico, dado su fácil acceso a rutas marítimas a través del puerto del Mar Báltico. Además consideran que Polonia podría exportar energía limpia al resto de Europa. Alemania, la mayor economía del continente, tiene poco espacio para instalar torres eólicas y algunos creen que Polonia puede sacar provecho y convertirse en un proveedor fiable. Gdansk cuenta también con mano de obra calificada que puede adaptarse fácilmente a esta empresa, los soldadores del puerto serían muy útiles para construir las 270 toneladas y 100 metros de turbinas necesarios para la construcción de estos aparatos.

Continuar la lectura: El histórico astillero polaco de Gdansk quiere transformarse en un inmenso parque eólico

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SustainX, una nueva empresa situada en la ciudad de West Lebanon, en Estados Unidos, dice que su tecnología de aire comprimido podría ser una buena opción para almacenar la energía producida por los aerogeneradores que no es usada inmediatamente, y ha recibido 20 millones de dólares de capital de riesgo para probarlo a gran escala.

En un post anterior os contamos que la compañía británica proveedora de electricidad National Grid pagó poco más de un millón de euros a seis granjas eólicas escocesas para que detuvieran sus turbinas durante una noche porque la electricidad que estaban produciendo no era necesaria. Evitar que esto suceda, a través del almacenaje de la energía producida durante las horas de menor consumo o de su transmisión a otras redes de distribución, es indispensable para que la energía eólica sea rentable.

Como informa Technology Review, en las tecnologías de almacenamiento de aire comprimido convencionales, la electricidad es utilizada para comprimir el aire, que es almacenado en cavernas subterráneas o acuíferos. Tal almacenamiento no es muy utilizado en gran parte debido a que requiere un lugar con espacio de almacenamiento subterráneo. Es aquí donde la tecnología de SustainX tiene una innovación: afirma utilizar de manera eficiente tanques de almacenamiento sobre la superficie en lugar de los subterráneos.

De acuerdo con el Electric Power Research Institute (EPRI), una compañía estadounidense sin fines de lucro que realiza investigaciones en el sector eléctrico, actualmente el precio del almacenamiento de energía en red es, en general, demasiado elevado para su adopción generalizada. Al examinar los sistemas de almacenamiento a una escala de megavatios y horas de almacenamiento, la opción más barata es mediante la compresión y el almacenamiento subterráneo de electricidad.

Vía | www.technologyreview.com
Fotografía | Fanny Schertzer

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La Agencia Internacional de la Energía ha advertido que el mundo se enfrenta a mayores costos de energía, más emisiones de CO2 y una mayor incertidumbre de suministro, si se da la espalda a la energía nuclear. Nobuo Tanaka, director ejecutivo de la Agencia citado por The Guardian, ha dicho que reducir el uso de energía nuclear costará mucho más, será menos sostenible y menos seguro. Poco halagüeñas predicciones en un momento en el que el público europeo –y japonés- está exigiendo más independencia de la energía nuclear.

La AIE había calculado que la energía nuclear generaría 14% de toda la electricidad para el año 2035, pero esta cifra está siendo revisada a la luz de los cambios en Alemania y Japón, cuyos gobiernos han decidido cortar dramáticamente el sector tras la fuerte presión pública generada a raíz de la crisis de Fukushima. El asunto ha adquirido gran importancia política en Europa y el ejemplo más reciente es Italia, donde la ciudadanía ha votado por abrumadora mayoría rechazar el retorno a la energía nuclear.

En Alemania, el gobierno se ha traicionado a sí mismo renunciando de lleno a la energía nuclear para el futuro. Según la AIE, este país se enfrenta a un gran desafío para lograr su objetivo de reemplazar una parte importante de su generación de energía nuclear con energía eólica y solar. Laszlo Varrón, jefe de la división de gas, carbón y energía de la Agencia, cree que estos objetivos pueden ser alcanzados teniendo en cuenta la riqueza y la sofisticación de la economía de Alemania, pero tendría que haber una actualización costosa de la infraestructura para manejar un suministro de energía mucho más diverso y geográficamente disperso.

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La empresa ghanesa Toyola Energy ha ganado la Medalla de Oro de los Premios Ashden de Energía Sostenible, los premios a las innovaciones de energía ecológica más prestigiosos del mundo. Uno de los mejores ejemplos de tecnología verde con un verdadero impacto práctico, esta empresa ha sido seleccionada por su éxito en la fabricación de más de 150 mil estufas de carbón vegetal eficientes, accesibles para familias de bajos ingresos. En la sección internacional del premio, los países en desarrollo han marcado la pauta. Una compañía de India ha sido la segunda galardonada: Abellon CleanEnergy, en Gujarat, que suministra a las fábricas con biomasa a partir de residuos de los cultivos, evitando la emisión de alrededor de 110 mil toneladas de CO2.

Los Premios Ashden fueron creados en 2001 para inspirar soluciones de energía sostenible en el Reino Unido y el mundo en desarrollo, y ayudar a asegurar que éstas son extendidas más ampliamente. El Príncipe de Gales es su patrocinador. Los cuatro ganadores internacionales y el ganador del Premio de Oro recibieron más de 130 mil euros, dinero que debe ser invertido en la ampliación de sus innovaciones en beneficio de comunidades de todo el mundo y de la reducción de CO2 a través del uso de las tecnologías de energía limpia.

Madeleine Bunting, columnista de The Guardian, ha citado las palabras de Matthew Lockwood, del Instituto de Estudios del Desarrollo, a propósito de la ceremonia de entrega del premio. Él sugiere que quizá estemos finalmente en el punto de inflexión, en términos de innovación tecnológica, en el que productos como las estufas y los paneles solares son lo suficientemente baratos y prácticos como para venderse de forma masiva en los próximos años.

Continuar la lectura: Países en Desarrollo destacan en los Premios Ashden a las innovaciones de energía sostenible

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