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Refracción y reflexión La luz es una forma de energía y aunque esta no es visible, no existe ninguna dificultad para determinar su presencia. El sol irradia continuamente luz en todas direcciones; una pequeña porción de ella cae sobre la tierra y la ilumina. Aunque estamos continuamente sometidos a la radiación luminosa, no sentimos impacto porque no se trata de una cosa material. Lo que podemos sentir, en cambio, es el calor del sol, porque su luz es convertida en energía calorífica, que el cuerpo detecta; por ejemplo podemos sentir calor proveniente de una lámpara eléctrica. Algunas sustancias como el aire y el vidrio, son transparentes a la luz, por lo cual permiten el paso de esta a través de ellas. Cuando la luz atraviesa el vidrio se propaga algo mas lentamente que en el aire. Cuando la luz atraviesa una lamina de vidrio se desvía al entrar en él y vuelve a desviarse al salir. Ambas desviaciones se compensan mutuamente por que ambas caras del vidrio son paralelas. Como la dirección es la misma al entrar que al salir, los objetos vistos a través del vidrio no parecen distorsionados; si las superficies fueran curvas, la dirección del rayo de luz al salir seria distinta que al entrar. Esta propiedad es la que utilizan las lentes para desviar los rayos luminosos del modo deseado. Los objetos opacos brillantes reflejan los rayos luminosos. El aluminio y la plata bruñidos son muy buenos reflectores. Los espejos poseen en la parte de atrás una fina capa de plata con una capa de pintura roja que la cubre pa0ra evitar que por fricción n se desprenda. Al mirar un espejo, la luz que llega a nuestros ojos proviene de su superficie y da la impresión de que la imagen se encuentra en algún punto por detrás del espejo. Un espejo plano da una imagen del mismo tamaño que el objeto. En el calidoscopio la luz reflejada en los trozos de papel de colores es reflejada nuevamente en los dos espejos que lo forman, y con cada reflexión se produce una nueva imagen. La serie de imágenes se nos aparecen en forma de un hermoso dibujo. El ojo que sigue la dirección de los rayos provenientes del espejo, podrá comprobar que para la mayoría de las posiciones del objeto la imagen aparece ya sea aumentado o disminuida de tamaño. Puede también aparecer invertida. Aunque para el ojo la luz parece ser incolora, en realidad se compone de varios colores (rojo, anaranjado, amarillo, verde, azul, índigo y violeta).
Unidos, estos colores dan luz incolora (a menudo denominada luz blanca). Isaac Newton fue el primero en demostrar que esto era así haciendo pasar un haz de luz blanca a través de un prisma. La luz emergente estaba dividida en sus colores componentes y al intercalar una pantalla en su camino sobre ella aparecía un arco iris. Esta banda luminosa era la imagen de la fuente luminosa, con una imagen por cada color de luz componente. Estas imágenes constituyen el espectro de luz incidente. El espectroscopio es un instrumento que emplea un prisma para obtener el espectro. Cuando un elemento químico se encuentra a una temperatura suficientemente alta, emite luz. La luz de un elemento en particular dará siempre el mismo espectro. Por eso el espectroscopio se emplea en análisis químicos y también para analizar la luz proveniente de las estrellas y determinar los elementos que la componen. El vidrio puede fabricarse en varios colores. El vidrio rojo es el que permite únicamente el paso a la luz roja, absorbe la luz de los otros colores. El vidrio azul, en cambio absorber las luces de todos los colores menos el azul. Un objeto azul opaco se ve azul porque absorbe la luz roja, anaranjada, amarilla, verde, índigo y violeta que caen sobre él y refleja solamente la luz a la que es la luz que ve el ojo. Si el objeto refleja todas las luces, se ve blanco, si no refleja ninguna se ve negro Si sobre un objeto rojo incide solamente luz roja, esta luz será reflejada y el objeto sé vera roja. Pero un objeto verde absolverá toda la luz roja que caiga sobre él. Nada se reflejara, por lo cual el objeto parecerá de color negro. El ojo puede detectar la luz porque posee una parte sensible a la luz, la retina. Los rayos luminosos que llegan al ojo son concentrados por la cornea y el cristalino, de modo que forman una imagen sobre la retina. Esta imagen es transmitida en forma de impulsos nerviosos por el nervio óptico hasta el cerebro que la traduce en un cuadro. El reflector blanco ilumina el blanco vestido de la bailarina en el escenario, los espectadores lo ven blanco, pero si el reflector cambia a verde, rojo, azul, o cualquier otro color, el vestido aparentemente cambiara su color, tomando el de los reflectores que lo ilumina. El vestido blanco de la bailarina se ve blanco por que refleja hacia los ojos de los espectadores la luz blanca del reflector. Pero un objeto blanco parece blanco solamente por que refleja todos los colores que caen sobre él. Cuando el reflector cambia al rojo, solo cae sobre la luz roja y por ende solo puede reflejar la luz roja. El vestido reflejara luz verde y parecerá verde, luz azul y sé vera azul. Para que el vestido adquiera cualquier color no es necesario, sin embargo, poseer luces de muchos colores. En realidad, cualquier efecto de color puede obtenerse mezclando los rayos de tres reflectores: Rojos, azules, y verde, son estos los colores primarios de la luz. Mezclando los haces luminosos en las proporciones adecuadas, puede obtenerse cualquier color visible. Un reflector verde y otro rojo de igual intensidad sobre el vestido blanco lo harán parecer, sorprendentemente, amarillo. Agréguese un reflector azul y el vestido
volverá a ser blanco. La luz blanca del sol o del reflector es en sí una mezcla de diferentes colores. "Él triángulo" de colores es un método conveniente para recordar los resultados de mezclar cruces de diferentes colores. La combinación de colores primarios contiguos da el color intermedio. Los colores opuestos en él triangulo se denominan complementarios. Su propiedad fundamental es que al combinarse dan nuevamente luz blanca. Así como con tres colores primarios se podrían obtener todos los demás colores. Hay tres pigmentos (sustancias colorantes, pinturas) que al ser mezclados producen un pigmento capas de reflejar luz de cualquier color. Los tres pigmentos primarios no son los mismos que los tres colores primarios de luz. Son el amarillo, él púrpura (magenta) y el azul verdoso, los colores secundarios de la luz. Cada pigmento primario absorbe uno de los colores primarios de la luz y refleja los otros dos. El amarillo es uno de los pigmentos primarios. Un vestido amarillo bajo la luz blanca (igual a una, mezcla de luces con rojo, verde y azul), refleja los dos colores de luz que compone la luz amarillo-rojo y verde. Absorbe todo el azul, color complementario del amarillo. Un vestido azul verdoso refleja azul y verde y absorbe todo el rojo. De modo que si se mezclan pigmentos amarillo y azul verdoso en igual porción, el pigmento resultante absorberá todas las luces menos la verde, que será reflejada. Por eso la pintura amarilla mezclada con pintura azul verdosa da pintura verde. El color de cualquier pigmento es el resultado de sustraer de luz blanca todos los colores que absorben los pigmentos constituyentes, y reflejar solamente los colores comunes a todos los constituyentes. Puede eliminarse toda luz reflejada mezclando pigmentos púrpura y verde. Él púrpura solo reflejara rojo y azul, y el verde solo reflejara verde. No hay colores comunes a ambos pigmentos que puedan ser reflejados y el objeto se ve negro. Los colores deben, sin embargo, sé mezclados en las proporciones correctas. Si hay más verde que púrpura, algo de luz verde no podrá ser absorbida por él púrpura y el pigmento resultante será verde oscuro. Los pigmentos complementarios son rojos y azules verdoso, verde y púrpura, azul y amarillo. Pero a diferencia de mezcla de luces de colores, la suma de dos pigmentos complementarios da negro. Colores complementarios de luz, al ser mezclados en las proporciones correctas, dan blanco porque el rayo resultante contiene todos los constituyentes de la luz blanca. Los pigmentos complementarios dan negro al ser mezclados porque constituyen una sustancia que absorbe todos los colores constituyentes de la luz blanca. El pigmento ha sustraído de la luz blanca todos los colores que pudieron ser absorbidos, no dejando nada para reflejar.
Reflexión y refracción Las leyes de reflexión y refracción de la luz suelen deducirse empleando la teoría ondulatoria de la luz introducida en el siglo XVII por el matemático, astrónomo y físico holandés Christiaan Huygens. El principio de Huygens afirma que todo punto de un frente de onda inicial puede considerarse como una fuente de ondas esféricas secundarias que se extienden en todas las direcciones con la misma velocidad, frecuencia y longitud de onda que el frente de onda del que proceden. Con ello puede definirse un nuevo frente de onda que envuelve las ondas secundarias. Como la luz avanza en ángulo recto a este frente de onda, el principio de Huygens puede emplearse para deducir los cambios de dirección de la luz. Cuando las ondas secundarias llegan a otro medio u objeto, cada punto del límite entre los medios se convierte en una fuente de dos conjuntos de ondas. El conjunto reflejado vuelve al primer medio, y el conjunto refractado entra en el segundo medio. El comportamiento de los rayos reflejados y refractados puede explicarse por el principio de Huygens. Es más sencillo, y a veces suficiente, representar la propagación de la luz mediante rayos en vez de ondas. El rayo es la línea de avance, o dirección de propagación, de la energía radiante y, por tanto, perpendicular al frente de onda. En la óptica geométrica se prescinde de la teoría ondulatoria de la luz y se supone que la luz no se difracta. La trayectoria de los rayos a través de un sistema óptico se determina aplicando las leyes de reflexión y refracción. Si un rayo de luz que se propaga a través de un medio homogéneo incide sobre la superficie de un segundo medio homogéneo, parte de la luz es reflejada y parte entra como rayo refractado en el segundo medio, donde puede o no ser absorbido. La cantidad de luz reflejada depende de la relación entre los índices de refracción de ambos medios. El plano de incidencia se define como el plano formado por el rayo incidente y la normal (es decir, la línea perpendicular a la superficie del medio) en el punto de incidencia. El ángulo de incidencia es el ángulo entre el rayo incidente y la normal. Los ángulos de reflexión y refracción se definen de modo análogo. Las leyes de la reflexión afirman que el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión, y que el rayo incidente, el rayo reflejado y la normal en el punto de incidencia se encuentran en un mismo plano. Si la superficie del segundo medio es lisa, puede actuar como un espejo y producir una imagen reflejada (figura 2). En la figura 2, la fuente de luz es el objeto A; un punto de A emite rayos en todas las direcciones. Los dos rayos que inciden sobre el espejo en B y C, por ejemplo, se reflejan como rayos BD y CE. Para un observador situado delante del espejo, esos rayos parecen venir del punto F que está detrás del espejo. De las leyes de reflexión se deduce que CF y BF forman el mismo ángulo con la superficie del espejo que AC y AB. En este caso, en el que el espejo es plano, la imagen del objeto parece situada detrás del espejo y separada de él por la misma distancia que hay entre éste y el objeto que está delante.
Si la superficie del segundo medio es rugosa, las normales a los distintos puntos de la superficie se encuentran en direcciones aleatorias. En ese caso, los rayos que se encuentren en el mismo plano al salir de una fuente puntual de luz tendrán un plano de incidencia, y por tanto de reflexión, aleatorio. Esto hace que se dispersen y no puedan formar una imagen. La reflexión de la luz Al igual que la reflexión de las ondas sonoras, la reflexión luminosa es un fenómeno en virtud del cual la luz al incidir sobre la superficie de los cuerpos cambia de dirección, invirtiéndose el sentido de su propagación. En cierto modo se podría comparar con el rebote que sufre una bola de billar cuando es lanzada contra una de las bandas de la mesa. La visión de los objetos se lleva a cabo precisamente gracias al fenómeno de la reflexión. Un objeto cualquiera, a menos que no sea una fuente en sí mismo, permanecerá invisible en tanto no sea iluminado. Los rayos luminosos que provienen de la fuente se reflejan en la superficie del objeto y revelan al observador los detalles de su forma y su tamaño. De acuerdo con las características de la superficie reflectora, la reflexión luminosa puede ser regular o difusa. La reflexión regular tiene lugar cuando la superficie es perfectamente lisa. Un espejo o una lámina metálica pulimentada reflejan ordenadamente un haz de rayos conservando la forma del haz. La reflexión difusa se da sobre los cuerpos de superficies más o menos rugosas. En ellas un haz paralelo, al reflejarse, se dispersa orientándose los rayos en direcciones diferentes. Ésta es la razón por la que un espejo es capaz de reflejar la imagen de otro objeto en tanto que una piedra, por ejemplo, sólo refleja su propia imagen. Sobre la base de las observaciones antiguas se establecieron las leyes que rigen el comportamiento de la luz en la reflexión regular o especular. Se denominan genéricamente leyes de la reflexión. Si S es una superficie especular (representada por una línea recta rayada del lado en que no existe la reflexión), se denomina rayo incidente al que llega a S, rayo reflejado al que emerge de ella como resultado de la reflexión y punto de incidencia O al punto de corte del rayo incidente con la superficie S. La recta N, perpendicular a S por el punto de incidencia, se denomina normal. El ángulo de incidencia ð es el formado por el rayo incidente y la normal. El ángulo de reflexión ð' es el que forma la normal y el rayo reflejado. Con la ayuda de estos
conceptos auxiliares pueden anunciarse las leyes de la reflexión en los siguientes términos: 1.ª Ley. El rayo incidente, la normal y el rayo reflejado se encuentran sobre un mismo plano. 2.ª Ley. El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión (ð = ð'). La Velocidad y el índice de refracción La velocidad con que la luz se propaga a través de un medio homogéneo y transparente es una constante característica de dicho medio, y por tanto, cambia de un medio a otro. En la antigüedad se pensaba que su valor era infinito, lo que explicaba su propagación instantánea. Debido a su enorme magnitud la medida de la velocidad de la luz c ha requerido la invención de procedimientos ingeniosos que superarán el inconveniente que suponen las cortas distancias terrestres en relación con tan extraordinaria rapidez. Métodos astronómicos y métodos terrestres han ido dando resultados cada vez más próximos. En la actualidad se acepta para la velocidad de la luz en el vacío el valor c = 300 000 km/s. En cualquier medio material transparente la luz se propaga con una velocidad que es siempre inferior a c. Así, por ejemplo, en el agua lo hace a 225 000 km/s y en el vidrio a 195 000 km/s. Refracción de la luz Se denomina refracción luminosa al cambio que experimenta la dirección de propagación de la luz cuando atraviesa oblicuamente la superficie de separación de dos medios transparentes de distinta naturaleza. Las lentes, las máquinas fotográficas, el ojo humano y, en general, la mayor parte de los instrumentos ópticos basan su funcionamiento en este fenómeno óptico. El fenómeno de la refracción va, en general, acompañado de una reflexión, más o menos débil, producida en la superficie que limita los dos medios transparentes. El haz, al llegar a esa superficie límite, en parte se refleja y en parte se refracta, lo cual implica que los haces reflejado y refractado tendrán menos intensidad luminosa que el rayo incidente. Dicho reparto de intensidad se produce en una proporción que depende de las características de los medios en contacto y del ángulo de incidencia respecto de la superficie límite. A pesar de esta circunstancia, es posible fijar la atención únicamente en el fenómeno de la refracción para analizar sus características. Las leyes de la refracción Al igual que las leyes de la reflexión, las de la refracción poseen un fundamento experimental. Junto con los conceptos de rayo incidente, normal y ángulo de incidencia,
es necesario considerar ahora el rayo refractado y el ángulo de refracción o ángulo que forma la normal y el rayo refractado. Sean 1 y 2 dos medios transparentes en contacto que son atravesados por un rayo luminoso en el sentido de 1 a 2 y ð1 y ð2 los ángulos de incidencia y refracción respectivamente. Las leyes que rigen el fenómeno de la refracción pueden, entonces, expresarse en la forma: 1.ª Ley. El rayo incidente, la normal y el rayo refractado se encuentran en el mismo plano. 2.ª Ley. (ley de Snell) Esta importante ley, llamada así en honor del matemático holandés Willebrord van Roijen Snell, afirma que el producto del índice de refracción del primer medio y el seno del ángulo de incidencia de un rayo es igual al producto del índice de refracción del segundo medio y el seno del ángulo de refracción. El rayo incidente, el rayo refractado y la normal a la superficie de separación de los medios en el punto de incidencia están en un mismo plano. En general, el índice de refracción de una sustancia transparente más densa es mayor que el de un material menos denso, es decir, la velocidad de la luz es menor en la sustancia de mayor densidad. Por tanto, si un rayo incide de forma oblicua sobre un medio con un índice de refracción mayor, se desviará hacia la normal, mientras que si incide sobre un medio con un índice de refracción menor, se desviará alejándose de ella. Los rayos que inciden en la dirección de la normal son reflejados y refractados en esa misma dirección.
Tratado de Bucareli El Tratado de Bucareli, firmado por Álvaro Obregón, el 13 de agosto de 1923, condujo al país a vivir en el atraso, a no desarrollar la economía nacional, en base a sus recursos energéticos. A México se le prohibió producir motores de combustión interna. En pocas palabras, los mexicanos no crearían una industria nacional, al no poder producir maquinaria pesada. Adicionalmente, se le impuso frenar el reparto agrario. Esto es, se impidió consumar la reforma agraria. Así, se evitó la creación de un nuevo sistema agroalimentario y que se integrara a la producción industrial. A toda costa impedir que el programa revolucionario se tradujera en un avance rápido de la economía. El tratado buscaba canalizar las exigencias de ciudadanos estadounidenses por presuntos daños causados a sus bienes por guerras internas (Revolución Mexicana) durante el período comprendido entre 1910 y 1921. Las pláticas tuvieron por sede a la ciudad de México y se llevaron a cabo en un edificio del gobierno federal ubicado en la calle de Bucareli no. 85. Las negociaciones se iniciaron el 15 de mayo de 1923 y terminaron el 13 de agosto del mismo año.
El mecanismo para impedir la capitalización del país por los productos petroleros y su inversión en el desarrollo, consistió en que se obligó al país pagar la “deuda”, con los magros impuestos pagados por las empresas petroleras norteamericanas. El Tratado de Bucareli, fue nuevamente revisado y se le adicionaron nuevas cláusulas, durante el gobierno de Adolfo López Mateos, al iniciarse la Guerra Fría, por los Estados Unidos. De esta manera se le obliga México a no desarrollar una plataforma de energía para el abasto futuro de su economía nacional, sustentado en el desarrollo de la energía nuclear. Uno de los puntos más interesantes del tratado es que el estado mexicano se comprometía a no desarrollar industria petrolera, bélica, aérea o marítima durante los siguientes 75 años. A cambio los estadunidenses venderían productos ya manufacturados a México a precio preferencial. La novela "Los protocolos secretos. De Versalles a Bucareli" del autor Adolfo Arrioja Vizcaíno expone la teoría que el tratdo de Bucareli fue una adaptación de los Tratados de Versalles que fueron impuestos a Alemania tras su derrota en 1918 y que intentaban prevenir que este páis volviese a convertirse en una potencia. Hasta donde se sabe, el tratado tiene una cláusula de confidencialidad de 100 años por lo cual sólo podrá ser conocido hasta el 2023. Además de la no retroactividad en el artículo 27 para los petroleros estadounidenses, y otros artículos más, Washington exigió que México se abstuviera por 50 años de realizar investigaciones en diversas áreas industriales tales como fabricación de motores o aviones. Ésta última industria, la aérea, había tenido un loable desarrollo en México hasta la entrada en vigor de los tratados. Algunas anécdotas y hechos importantes que vieron truncado su desarrollo por este acuerdo se mencionan a continuación: 1908: se desarrolla la teoría de la locomoción aérea. 1909: se construye el primer helicóptero mexicano. 1910: se construye un avión-helicóptero con 2 motores. Alberto Braniff logra el primer vuelo en América Latina y rompe el récord mundial de altura (considerando la altura de la Ciudad de México). El aeropuerto de la Ciudad de México ubicado en Balbuena se convierte en el primero de Iberoamérica. 1912: Francisco I.Madero se convierte en el primer Presidente del mundo en viajar en avión al sobrevolar la Ciudad de México. 1913: primer bombardeo aeronaval del mundo en Guaymas, Sonora en una disputa entre
Obregón y seguidores de Venustiano Carranza. 1915: se inauguran los Talleres Nacionales para Construcción de Aeronaves en los llanos de Balbuena (Ciudad de México). El primer bombardeo aeronaval del mundo ocurrió en Guaymas, Sonora en una disputa entre Obregón y seguidores de Venustiano Carranza. Carranza decreta la formación de la Fuerza Aérea Mexicana. Se diseña la hélice „Anáhuac‟ (madera) cuya densidad era igual en ambos lados proporcionando mayor potencia al motor; supera a los diseños europeos. Se diseña el motor „Garza blanca‟ (su nombre real era en náhuatl) con los pistones por fuera. El motor giraba con la hélice. 1916: se fabrican aviones para el ejército para utilizarse con gasolina de baja calidad. Los motores europeos Hispano-Suiza se establecen en México y crean la marca „SS México‟. El ejército de EU invade Chihuahua por tierra y aire en busca de Francisco Villa; 6 meses más tarde regresa a EU con las manos vacías. 1918: se fabrica el primer hidroavión mexicano y se bota en Veracruz. El Ing.Villasana diseña aviones de una sola hélice. 1920: el Ing.Ángel Lascuráin abre la carrera de Constructor de Aviones. 1921: Lascuráin y Santarini inventan el primer simulador estático de helicópteros del mundo. 1922: Lascuráin lanza su avión serie „E‟ sustituyendo los tirantes por largueros en las alas. 1923: Lascuráin fabrica a „Tololoche‟, un avión cuyo fuselaje era de caoba, totalmente liso con menor resistencia al aire y el Quetzalcóatl con motor BMW. Algunos enlaces con información de este tema: http://www.fortunecity.com/meltingpot/redruth/95/Pagina_Principal/Obregon/Paginas _2280_y_2281/TRATADOS_DE_BUCARELI/tratados_de_bucareli.html http://movimientoinsurgencianacionalista.8m.com/historia/bucareli.htm
DESARROLLO TECNOLOGICO PARA EL CRECIMIENTO DE LAS NACIONES, CASO MÉXICO – BRASIL Si bien en instancias tempranas del proceso de desarrollo de los países, algunas ramas industriales pueden crecer al amparo de tecnologías muy difundidas o de transferencias con el extranjero, la generación interna de conocimiento es la que asegura el éxito a largo plazo. La innovación se ha convertido en un término común en el discurso de muchos científicos, empresarios, políticos y representantes de organismos multinacionales. Su estrecha relación con la llamada economía basada en el conocimiento hace que se planteen iniciativas para promoverla e impactar en el desarrollo y competitividad económica de los países. De acuerdo a las cifras que arrojó en 2009 el Foro Económico Global (WEF, por sus siglas en inglés), México se ubica en el lugar 60 en el ranking de competitividad y 90 en innovación tecnológica, de 135 países valorados. Entre otros criterios que sirvieron de evaluación, la entidad mencionó al nivel de educación y su potencial de transferencia de conocimiento en productos como factores para determinar los resultados. En ese sentido, entre los países que ocupan los primeros sitios del escalafón de WEF, por ejemplo Suiza, Japón y Estados Unidos, existe el convencimiento de que la palanca de impulso al desarrollo es fomentar el conocimiento científico y tecnológico, la innovación y la competitividad, donde se conjugan esfuerzos y definen compromisos tanto gobierno como academia y sector privado. Si bien los centros de investigación y las instituciones de educación superior en nuestro país tienen una gran infraestructura instalada, al ofrecer una variedad de servicios y soluciones al sector empresarial, muchos de sus desarrollos no terminan en aplicaciones concretas, aun cuando la mayoría de esos proyectos son susceptibles de ser transferidos. Los casos de éxito donde convergen gobierno, academia y empresa son escasos, debido a que se carece de suficientes especialistas en vinculación efectiva y en transferencia de tecnología; es decir, recursos humanos expertos en procesos de negociación, análisis de mercados y propiedad intelectual, capaces de generar acuerdos efectivos para llevar los logros del sector académico a la iniciativa privada. Así pues una forma de medir el desarrollo tecnológico de un país es determinando el número de patentes producidas. Uno de los problemas en México es que muchas invenciones que tienen aplicación comercial concreta nunca se registran como patentes
y, a su vez, muchas patentes nunca se transforman en productos comerciales. A pesar de esto, la generación de invenciones registradas y por lo tanto protegidas por el sistema de patentes es un indicador útil para comparar el desempeño técnico de naciones, institutos de investigación y empresas. Una invención debe por lo general satisfacer las siguientes condiciones para ser protegida por una patente: debe tener uso práctico y presentar un elemento de novedad, es decir, alguna característica nueva que no se conozca en el cuerpo de conocimiento existente en su ámbito técnico. El titular de una patente tiene el derecho otorgado por el Estado para su explotación en forma exclusiva. Como esa exclusividad abarca sólo el territorio de competencia de la oficina de patentes en cuestión, para gozar de una protección efectiva, las invenciones se registran en más de un país. Muchas de las invenciones de mayor relevancia generadas en cualquier lugar del mundo son registradas en Estados Unidos, por ser el mercado nacional más importante y tener un desarrollo industrial muy completo, que permitiría una copia casi segura de no protegerse. De esta forma, si se analiza el registro de patentes de Estados Unidos se tiene un panorama bastante aproximado de la situación mundial en la materia. Si se analiza la generación de patentes desde una doble perspectiva, histórica y regional, se puede concluir que aunque Estados Unidos, Canadá y los países de Europa Occidental siguen siendo líderes en el desarrollo técnico, otros países de desarrollo más reciente se han sumado al escenario de la innovación tecnológica. Se hacen observables, además, las distintas etapas del sendero de desarrollo en las que se encuentran países como Japón, Corea del Sur, Taiwán y China. Las patentes generadas crecen a tasas “explosivas” cuando están dadas las condiciones (Japón entre los años 50 y 80, Corea del Sur y Taiwán entre los años 60 y 90 o China desde la década del 80) para luego estabilizarse al alcanzar la “madurez técnica”.
Fuente de INTI – Economía Industrial con datos de United States Patent and Trademark Office. La situación de América Latina no es muy alentadora, no sólo por su situación en relación con su población sino también por su escasa dinámica. Si se observan más en detalle los desempeños de los países principales de la región (Brasil, México y Argentina), se puede observar que Brasil es el único de los tres que muestra una tendencia de incremento firme en el largo plazo, mientras que Argentina incrementa su generación de patentes a un ritmo modesto y México presenta una tendencia errática.
Evolución de las patentes de invención otorgadas en Estados Unidos a invenciones originadas en Argentina, Brasil y México. Fuente de INTI – Economía Industrial con datos de United States Patent and Trademark Office.
En 2009, de acuerdo con cifras del IMPI (Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial), de las 9 mil 629 patentes tramitadas en México, sólo 213 fueron entregadas a solicitantes nacionales, el resto a ciudadanos extranjeros. Naturalmente, estos resultados no están desligados de las políticas de promoción de la innovación aplicadas en los distintos Estados. Sin embargo, cabe preguntarse hasta qué punto es ése el ámbito determinante. El buen manejo de los gobiernos de actividades muy ligadas entre sí, como la educación y la investigación en ciencia y tecnología, es una condición necesaria pero no suficiente.
Sin la creación en paralelo de una estructura industrial capaz de recibir las creaciones y transformarlas en productos, el sistema de innovación se transforma en un exportador de ideas. La generación de invenciones con aplicación potencial es un esfuerzo llevado a cabo principalmente por las empresas. Sólo el 8% de las patentes mundiales son otorgadas a individuos particulares. El 92% restante es obtenido principalmente por empresas industriales y, en menor medida, por universidades, institutos de investigación y fondos de inversión. En la actualidad, el esfuerzo innovador de los individuos es encausado principalmente por las empresas industriales. De esto se pueden extraer dos conclusiones: 1) Primero, para desarrollar el potencial innovador de una nación resulta esencial contar con una industria fuerte. 2) Segundo, si no se cuenta con una industria fuerte, los esfuerzos individuales son aprovechados por la industria extranjera.
CASO
BRASIL
Brasil es el país latinoamericano con el mayor número de solicitudes internacionales de patentes presentadas, entre el 2005 y 2009, bajo el Tratado de Cooperación de Patentes de la Organización Mundial de Propiedad Intelectual (OMPI). La lista en orden descendente -respecto a ese indicador de inventiva- de algunos países de América Latina resulta la siguiente: Brasil (1953), México (893), Colombia (201), Chile (118), Argentina (111), Cuba (72), Uruguay (30), Ecuador (19), Guatemala (18), Venezuela (18) y Perú (15). Brasil logra este triunfo gracias a una estrategia que empezó en 1985, año en el que el presidente José Sarney creó el Misterio de Ciencia y Tecnología (MCT), con lo que otorgó prioridad al sector de ciencia, tecnología e innovación (CTI). En ese tiempo, dos de cada tres estudiantes no tenían nivel internacional y sólo 1 de cada 30 recibían una educación de buena calidad. El gobierno de Sarney debió elevar el bajo nivel de la formación universitaria de su país. Impulsó programas de maestría y doctorado para multiplicar por 10 el número de graduados en el lapso de 20 años. Otorgó por examen unas 5 000 becas para estudiar en Brasil -independientemente de la nacionalidad de los postulantes- y 5 000 para formarse fuera de Brasil. Miles de extranjeros llegaron para pasar el examen. Los que aprobaron se quedaron, siguieron sus maestrías y doctorados y, finalmente, se quedaron a trabajar en los laboratorios avanzados que se levantaron en el marco de la ambiciosa estrategia trazada por el MCT. El MCT es el órgano central del sistema federal de CTI. Su marco de competencias incluye a) política nacional de CTI; b) planeamiento, coordinación, supervisión y control de las actividades de la ciencia y la tecnología; c) política de desarrollo de la informática y automatización; d) política nacional de bioseguridad; e) política espacial;
política nuclear; y f) control de la exportación de bienes y servicios sensibles. Al MCT están adscritas las instituciones de investigación más importantes. Entre esas instituciones se cuenta el Centro de Gestión y Estudios Estratégicos; la Comisión Nacional de Energía Nuclear (CNEN); la Agencia Espacial Brasileña (AEB); 19 unidades de investigación científica, tecnológica y de innovación; y cuatro empresas estatales (Industrias Nucleares Brasileñas, INB; Nuclearas Equipamientos Pesados, Nuclep; Alcantara Cyclone Space, ACS; y Centro de Excelencia en Tecnología Electrónica Avanzada, Ceitec). Brasil cuenta con órganos de fomento como la Financiadora de Estudios y Proyectos (FINEP) y el Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq) y sus unidades de investigación. Ese sistema permite al MCT ejercer sus funciones estratégicas, desarrollando investigaciones y estudios que se traducen en generación de conocimiento y de nuevas tecnologías, creación de productos, procesos y gestión de patentes nacionales. Como resultado de su política en ciencia y tecnología, entre 1990 y 2007, el número de solicitudes de patentes de residentes de Brasil pasó de unos 6 000 a 12 000 por año, mientras que Argentina, México y Perú se estancaron en alrededor de 1 000, 500 y 40, respectivamente. En suma, Brasil, con su Ministerio de Ciencia y Tecnología desde 1985, ha llevado a cabo una sostenida política de desarrollo científico y tecnológico. De modo que, los datos que acaba de publicar la OMPI no constituyen una sorpresa. Tampoco es sorpresa que, recientemente, Argentina y España sigan el ejemplo, creando sus propios ministerios de ciencia y tecnología. Para estos países, es el comienzo cuyos resultados se verán en el mediano plazo.
Tabla: Número de solicitudes internacionales de patentes presentadas entre 2005 y 2009 por algunos países de América Latina. Datos de la Organización Mundial de la Propiedad Intelectual.
CONCLUSIONES Durante los últimos 15 años en México no se han realizado grandes reformas estructurales. La firma del Tratado de Libre Comercio con EU y Canadá ha sido el cambio más importante, pero no ha sido suficiente, mientras que en Brasil ha habido cambios más a fondo, principalmente en el sector de energía. Algunos
datos
del
avance
de
Brasil
en
comparación
con
México:
300% era la inflación de Brasil en 1996, mientras la de México llegó a ubicarse en 159% en 1997; en el 2009 el aumento de los precios en el país fue de 5 por ciento. 40% como proporción del PIB de Brasil representaba su deuda externa en el 2002, pero al cierre del 2009 la redujo a 13% del producto, en el caso de México se ha mantenido en niveles de 10% en el mismo periodo. 262,000 millones de dólares es el monto de las reservas internacionales de Brasil al cierre de septiembre del 2010, esto es 150% más que en México, que se ubican en 108,000 millones de dólares, según la cifra más reciente. 50% del petróleo era importado en Brasil hace 10 años, en el 2007 pasó a ser una economía autosuficiente. 6.5% cayó la economía mexicana en el 2009 como consecuencia de la crisis financiera internacional, mientras que el PIB de Brasil sólo se contrajo 0.2 por ciento. Para este año se espera que Brasil crezca 7% frente a 4.4% de México. 4 de cada 10 litros que consume México de gasolina son importados. Por su parte, las reservas probadas de petróleo para 13.3 años en el 2002 ahora son apenas para nueve años. 45,058 millones de dólares recibió Brasil de Inversión Extranjera Directa en el 2008; México recibió 36,830 millones. 149.5% se ha incrementado el comercio bilateral entre China y Brasil durante los últimos cinco años, éste representa sólo 30% del comercio total del país. Debilidades
del
sistema
en
México
- No se ha entendido aún la importancia del desarrollo tecnológico (gasto vs. inversión). - Desarticulación general entre las Universidades, la Industria y el Gobierno. - Alta vulnerabilidad de los centros de I y D (Investigación y Desarrollo) privados ante la crisis.
- Recursos limitados y orientados a - Excesivas y lentas instancias burocráticas.
necesidades
de
corto
plazo.
MAGNITUD DEL SISTEMA DE DESARROLLO TECNOLÓGICO *POR CADA 100,000 HABITANTES - Países industrializados 500 a 2,000 ingenieros -México 50 a 80 ingenieros
Por muchos años en México se ganó mucho dinero sin tener que preocuparse de la calidad o de la tecnología. Se aprendió a reproducir exitosamente recetas del extranjero (Saber-hacer). Pero en, no se aprendió el “porque” de los procesos y reacciones de transformación, el saber por qué implica volverse propietario de la tecnología licenciada: -
Conocer física y químicamente las etapas críticas en un proceso. Límites de la tecnología y como se puede mejorar. Innovación gradual y radical.
El desarrollo tecnológico se realiza básicamente en la industria. La principal tarea será concertar entre la industria y gobierno esquemas de formación de Centros de Desarrollo Tecnológico, sectoriales, mixtos o individuales: 1)Cofinanciamiento 2)Financiamiento
de
del Tecnologías
equipamiento. precompetitivas.
3)Proyectos 4)Asesoría 5)Estancias
de
investigación para semisabáticas
en colaboración diseño de Universidad
con e
universidades. laboratorios. Industria.
FUENTES: -http://www.eleconomista.com.mx/ - EL RETO DEL DESARROLLO TECNOLÓGICO EN MÉXICO, Leonardo Ríos-Guerrero -http://www.superpyme.com.mx/ www.modestomontoya.org/articulos/2010/20100213Brasilcampeonenpatentes.ht ml - http://patentabilidad.blogspot.com/2009_11_01_archive.html
CRONOLOGIA DEL DESARROLLO DE FUENTES DE ENERGIA RENOVABLES 8000A.C. El primer uso humano de recursos geotérmicos 2750 A.C. Desarrollo de la primera presa 1700A.C. Persia. Probable existencia de molinos de bombeo de agua de eje vertical 600A.C. Babilonia, molinos para irrigación 400A.C. Griegos usan la energía solar para calentar edificios 1615D.C. Intentos de usar un motor de aire calentado por el Sol para elevar el agua 250D.C. El primer uso de la energía eólica 787D.C. El primer uso de la energía de las mareas 1044
Referencia de un molino de marea en las lagunas del norte del Adriático
1810 A 1909 1839 Edmund Becquerel descubre efecto fotovoltaico 1860 Planta mecánica solar de vapor de Mouchat en Francia Auguste Mouchout descubrió el primer motor solar 1868 Éolienne Bollée aerogenerador desarrollado por Ernest Sylvain Bollée
1878 La primer central hidroeléctrica en el mundo 1883 Motor de agua caliente con concentrador parabólico de J. Ericson 1885 Motobomba de agua con captadores planos
1887 Heinrich Rudolf Hertz descubrió el efecto fotoeléctrico 1888 Charles Francis Brush desarrolla el primer aerogenerador de accionamiento automático Primer molino para generar electricidad, Cleveland 1891 Poul la Cour se convierte en el primero en utilizar la energía eólica para generar hidrógeno 1898 La primera presa grande de acero construida en el mundo 1900
Más de 2500 aerogeneradores instalados en Dinamarca 1904 Primera planta geotérmica inaugurada en el mundo
1910 a 1919 1913 Bomba de riego solar en Egipto con concentradores cilíndricos 1916 Robert Andrews Millikan desarrollando la prueba experimental del efecto fotoeléctrico
1920 a 1929 1922 Primera planta de energía geotérmica desarrollada en los Estados Unidos 1927 Jacobs Wind se convierte en la primera planta para desarrollar aerogeneradores
1930 a 1939 1931 Desarrollo del aerogenerador Darrieus 1935 Presa Hoover, la estación de generación de energía eléctrica construida más grande del mundo 1939 Casa con calefacción solar del MIT, Massachusetts, EEUU
1940 a 1949 1941 Russell Ohl inventa la célula solar de silicio
1950 a 1959
1951 En Miami se extiende el uso de calentadores de agua solares 1952 Horno solar, Mont Louis, Francia 1954 Laboratorios Bell desarrolla células solares con 6% de eficiencia 1956 Desarrollo de aerogeneradores de eje horizontal three-bladed 1957 Desarrollo de los primeros satélites espaciales equipados con celdas fotovoltaicas, URSS, EE UU 1958 Vanguard 1 lanzado (primer satélite en utilizar energía solar)
1960 a 1969 1960 Primera planta de energía geotérmica con éxito desarrollada en los Estados Unidos 1966 Primera estación de marea del mundo de generación de electricidad empieza a funcionar
1970 a 1979 1973 Solar One, las primeras residencias solares desarrolladas en el mundo 1979 Se produce el primer desarrollo eléctrico de un recurso geotérmico dominado por el agua
1980 a 1989 1981
Mod-2 aerogeneradores establece récord mundial de producción de energía eólica Central eléctrica fotovoltaica, 250kW, Arkansas, EEUU 1987 El aerogenerador más grande del mundo operando
1990 a 1999 1991 Michael Grätzel inventa células solares sensibilizadas por colorante
2000 a 2009 2001 15 estaciones de energía geotérmica se emplean en el sur de California 2007 Se desarrollan micro turbinas de viento portátil 2008 Inventan aerosol para aumentar la eficiencia en células solares
Isla Solar en los Emiratos Árabes Unidos Los Emiratos Árabes Unidos han comprado a la empresa suiza CSEM lo que será su primer desarrollo del proyecto “Solar Islands“.
El prototipo del proyecto de la isla solar tendrá aproximadamente unos 100 metros de diámetro. Se montará y probará en tierra para posteriormente trasladarse al mar, y le ha costado a los Emiratos Árabes Unidos 5 millones de dólares.
La planta de energía solar térmica producirá la electricidad mediante la concentración de la energía solar en las tuberías de agua que contiene. El vapor de agua generado hará girar las turbinas. Estas islas podrán convertir el agua de mar en hidrógeno para autoabastecerse y transportarán la electricidad a la costa a través de una conexión eléctrica, del mismo tipo que la proyectada para el Pelamis (Pelamis Wave Power Ltd es el fabricante de un sistema único para la generación de electricidad renovable a partir de las olas del mar). Este proyecto piloto se está diseñado principalmente para poner a prueba la viabilidad de la energía solar en islas. CSEM dice este tipo de islas serán rentables si se despliegan en las zonas con más de 350 días de luz solar que son las cercanas al Ecuador.
Construcción de celdas solares con dióxido de titanio Construcción de celdas solares con dióxido de titanio Material: · · · · ·
Dióxido de titanio (TiO) nanocristalino. Vidrio conductor. Etanol. Sumo de frambuesa, jugo de zarzamora , etc.. Agua destilada.
· Un electrolito (hidróxido de potasio en agua, tintura de yoduro
Paso 1) Trituramos el dióxido de titanio nanocristalino en un recipiente y añadimos un disolvente como etanol.
Paso 2) Colocamos el TiO en la placa de vidrio conductor y lo distribuimos uniformemente sobre esta con una varilla de vidrio. Posteriormente calentamos el vidrio a una temperatura aprox. de 450° por 15 minutos, y la dejamos secar.
Paso 3) En un recipiente colocamos el tinte natural (en este caso sumo de frambuesa) y pintamos la película de dióxido de titanio de la placa de vidrio remojándola aproximadamente 5 o 10 minutos hasta que adquiera un color oscuro, y después enjuagamos la placa con etanol y agua destilada, y secamos.
Paso 4) Sobre la otra placa de vidrio colocamos grafito sobre el lado conductor (el lado conductor se puede identificar con un voltímetro) o también podemos pasar la placa por
una
flama
sino
tenemos
grafito.
Paso 5) Retiramos aproximadamente 0.5 cm de grafito de los lados de la placa. Unimos las placas ( el lado de la pel铆cula coloreada debe coincidir con el lado con grafito de la otra placa) y colocamos el electr贸lito entre las ranuras de las placas para que la pel铆cula de di贸xido de titanio coloreada lo absorba . Los bordes de las placas deben quedar salidos, para que sirvan como puntos de contacto. Utilizamos unas pinzas para unir y presionar las placas.
Cuando la celda es iluminada por el Sol producirรก aproximadamente 0.5 volts y 1 mA/cm2, su rendimiento puede ser hasta de un 10%.
Aplicación de la energía solar fotovoltaica a sistemas de bombeo de agua
El agua es una necesidad básica para el ser humano, debido a esto, en los lugares aislados con difícil acceso en los que es complicado o muy caro establecer un suministro de corriente eléctrica mediante una red convencional, las energías alternativas, como la energía solar fotovoltaica constituyen una opción viable para poder disponer de este bien para su consumo. En los países en desarrollo el bombeo solar de agua es una solución cuando no se dispone de una infraestructura eléctrica que permita alimentar las bombas extractoras y que tampoco disponen de combustible para hacer funcionar generadores eléctricos. En estas zonas, pequeños sistemas de bombeo solar pueden facilitar la vida a familias con escasos recursos. En los países desarrollados, en los que las instalaciones agrícolas disponen de acceso a redes de electrificación, la energía solar fotovoltaica solo se aplica cuando la electricidad se necesita en lugares alejados de las redes eléctricas y de las instalaciones electrificadas de las explotaciones, por ejemplo, sistemas de redes por goteo, vallas electrificadas para contener al ganado, abrevaderos, sistemas de irrigación (bombeo y presurización), tratamiento de aguas residuales, etc… La forma más efectiva de minimizar el costo del bombeo solar es minimizando la demanda de agua a través de la conservación, por ejemplo, la utilización en los hogares de sanitarios de bajo consumo y regaderas ahorradoras de agua, etc...
Imagen de un sistema solar para un estanque casero (bombeo, iluminación, control de temperatura, etc...)
Existen diversos tipos de modelos de sistemas de bombeo fotovoltaicos, siendo el más conocido de todos el de accionamiento directo. Otro sistema muy empleado es el método tradicional de extracción de agua mediante bomba de corriente alterna. A partir de estos elementos, la energía generada por los módulos fotovoltaicos pasa directamente a un inversor, éste transforma la tensión continua en alterna, inyectando la energía producida. Las bombas que se disponen comercialmente han sido creadas pensando en que hay una fuente de potencia constante, pero, la potencia que producen los módulos fotovoltaicos es directamente proporcional a la disponibilidad de la radiación solar, por esta razón se han creado bombas especiales que se dividen desde el punto de vista mecánico en centrífugas y volumétricas. Las ventajas de utilizar este sistema son las siguientes: 1.El periodo de mayor radiación solar coincide con el periodo de mayor necesidad de riego. 2. Extrae el agua sin gastos energéticos y no requiere mucho mantenimiento. 3. Funciona con fiabilidad y de una forma cómoda para el usuario. 4. No contamina el ambiente. 5. No dependen de la existencia de una red distribuidora de energía eléctrica para ser puestos en funcionamiento, ni de generadores eléctricos portátiles que consumen combustibles que contaminan el medio ambiente y resultan caros. 6. Su diseño es simple, ya que no requieren un banco de baterías (uso diurno). 7. Las bombas modernas pueden operar a grandes profundidades y son más duraderas y eficientes. Algunas desventajas son: 1.Necesita un tanque de acumulación para compensar por los días con radiación solar
baja o nula. 2. El costo de inversión inicial del sistema es alto, debido al costo de los paneles, aunque en un tiempo relativamente corto se ve recuperada la inversión debido a las ventajas que presenta el sistema. 3. El volumen extraído por hora es menor que el que se puede obtener con una bomba accionada por un generador accionado con combustible fósil. Para esto el diseño del sistema debe de considerar el volumen de bombeo diario requerido.
Científicos estadounidenses calculan la velocidad en la que los ecosistemas se adaptan al cambio climático
La revista Nature a publicado un estudio realizado por científicos estadounidenses de la Academia de Ciencias de California, el Instituto Carnegie de Ciencias, la Institución Central Clima y la Universidad de California en Berkeley, donde se calcula la velocidad en la que las diferentes especies que integran un ecosistema se adaptaran al cambio climático durante los próximos 100 años. Se calculo la distancia media a la que los ecosistemas tendrán que trasladarse, y es aproximadamente 420 metros al año para poder sobrevivir y adaptarse al ritmo del calentamiento global. Explico Healy Hamilton, director del Centro de Informática de Biodiversidad Aplicada de la Academia de Ciencias de California: “Uno de los aspectos más llamativos de estos datos es que nos permiten evaluar cómo se comportará nuestra actual red de zonas protegidas mientras intentamos conservar la biodiversidad frente al cambio climático mundial. Cuando nos fijamos en los tiempos de residencia de las zonas protegidas, que
definimos como la cantidad de tiempo que tardarán las actuales condiciones climáticas en recorrer por completo una zona protegida determinada, solamente el 8% de las zonas protegidas actuales tienen tiempos de residencia de más de 100 años. Si queremos mejorar estas cifras, tenemos que reducir nuestras emisiones de carbono y trabajar con rapidez para ampliar y conectar la red mundial de zonas protegidas”. El equipo ha calculado la velocidad del cambio climático mundial combinando datos de los patrones climáticos y térmicos actuales de todo el mundo con un enorme conjunto de previsiones de modelos climáticos para el próximo siglo. Sus cálculos se basan en un nivel “intermedio” de previsión de emisiones de gases de efecto invernadero durante el próximo siglo (la previsión de emisiones A1B del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático -IPCC). Con estos niveles de emisiones, la velocidad del cambio climático se prevé que sea más lenta en los bosques de coníferas tropicales y subtropicales (80 metros al año), los bosques de coníferas templados (110 metros al año) y los pastizales y matorrales de montaña (110 metros al año). La velocidad del cambio climático se espera que sea más rápida en las zonas más llanas, incluidos los desiertos y los matorrales áridos (710 metros al año), los manglares (950 metros al año) y los pastizales inundados y las sabanas (1.260 metros al año).
Según los científicos, la vulnerabilidad de cada uno de estos biomas depende no sólo de la velocidad media del cambio climático que experimente, sino también de los tamaños de las zonas protegidas en las que se encuentre. Uno de los ejemplos es que la velocidad del cambio climático sea alta en los desiertos, pero esta amenaza se ve mitigada por el hecho de que las zonas protegidas tienden a ser más grandes en el caso de los desiertos. Por otro lado, el pequeño tamaño y la naturaleza fragmentada de la mayoría de las zonas protegidas de biomas mediterráneos templados de angiospermas y de bosques boreales hacen que estos hábitats sean especialmente vulnerables.
El índice de los científicos estadounidenses calcula por tanto las velocidades y los tiempos de residencia de los climas, no de las especies. Para los investigadores, las especies individuales que toleran un rango amplio de temperaturas pueden ser capaces de adaptarse a un lugar mientras el clima que las rodea cambia.
Sin embargo, en el caso de las especies que sólo toleran un rango estrecho de temperaturas, las previsiones de velocidad del estudio son una aproximación que se acerca a las velocidades de migración necesarias para evitar una posible extinción. Casi un tercio de los hábitats del estudio tienen velocidades que superan hasta las previsiones más optimistas de migración de las plantas, lo que indica que las plantas de muchas zonas no serán capaces de adaptarse al clima cambiante.
“Todavía más problemático es el hecho de que los hábitats naturales se han visto enormemente fragmentados por el desarrollo humano, lo que dejará a muchas especies sin sitio adonde ir, independientemente de sus ritmos migratorios”, señalan los científicos.
Energía Solar y celulares Actualmente el mundo está sufriendo cambios drásticos en su equilibrio ecológico debido al uso excesivo de combustibles que contaminan y destruyen el ecosistema. Debido a estas causas se desarrollan nuevas tecnologías en cuanto a energías limpias que contribuyan a disminuir el cambio climático y sustituyan a los combustibles
contaminantes. Una de estas nuevas tecnologías es el uso de la energía solar para alimentar los teléfonos celulares. El año pasado Samsung presentó un teléfono celular llamado Blue Earth, que cuenta con un panel solar en la parte de atrás para alimentar el móvil. Cuenta con un cargador debido a que el panel solar no puede alimentarlo por completo, pero utiliza menos energía al cargar que un celular normal. También cuenta con una función llamada Eco Mode que permite ahorrar energía reduciendo el brillo de su pantalla táctil, la duración de su retroalimentación y la utilización del Bluetooth.
También empresas como LG, Nokia y Motorola se encuentran desarrollando esta nueva tecnología. Este año LG saco a la venta el LG Pop GD150 que cuenta con un panel solar opcional quien por aproximadamente 10 minutos de exposición al Sol ofrece 3 minutos en llamada. Motorola sin embargo está desarrollando una tecnología donde la pantalla LCD funcionaría con un panel solar integrado, la cual a su vez incorpora un filtro de color a la pantalla, constituido por una película de polímero que refleja los rayos de luz más estrechamente que la actual pantalla LCD.
Los filtros ofrecen una foto en color cuya calidad es aceptable, pero dejando pasar al mismo tiempo bastante luz para que la celda solar pueda generar suficiente energía de modo que cargue la batería, prolongando así el tiempo antes de recargarlo. Nokia por su parte se encuentra desarrollando un teléfono móvil que utiliza la nanotecnología, llamado Nokia MORPH, que entre sus características principales se encuentran: debido a su nanotecnología permite el control de las propiedades físicas de la nanoestructura y dispositivos con la precisión de una sola molécula, sus nanosensores pueden descubrir compuestos químicos específicos en el aire, su nanocable grass recolecta la energía solar a una gran escala, su superficie es autolimpiable y repelente a la suciedad, una red de fibras a nanoescala controla el estiramiento cuando el dispositivo es doblado, etc..
Aquí les dejo el link del vídeo del Nokia Morph http://www.youtube.com/watch?v=7k_tCxhmHPc
CELDAS SOLARES BIOLÓGICAS Actualmente se realizan diversas investigaciones para desarrollar nuevas tecnologías que puedan aplicarse al aumento de la calidad y eficiencia de las celdas solares, dado que la energía solar es uno de los recursos renovables más prometedores debido a la gran cantidad de energía solar que llega a la Tierra.
Una de estas nuevas tecnologías que se presume triplicaría la producción eléctrica de las celdas solares actuales son las celdas solares biológicas que utilizan las diatomeas como medio para capturar la luz y así impulsar la generación de electricidad.
Las diatomeas son algas unicelulares microscópicas, caracterizadas por tener una única célula contenida en una estructura de dióxido de silicio ornamentada llamada frústula*1. Estas son organismos fotosintetizadores que viven en agua dulce o marina constituyendo parte del fitoplancton.
La investigación se lleva a cabo por científicos del Oregon State University (OSU) y del Portland State University (PSU) en los Estados Unidos. De acuerdo a estos científicos, las diatomeas podrían ayudar a triplicar la producción eléctrica de las celdas solares sensibilizadas con tinte experimentales. Las celdas solares son recubiertas con una película delgada de diatomeas que atrapan la luz dentro de sus nanoporos, por lo cual los ingenieros afirman que más fotones incidentes son capturados para impulsar la generación de electricidad, de tal modo que aumentan enormemente su eficiencia."En nuestro sistema, los fotones rebotan en el interior de los poros formados por conchas de diatomeas", dijo el profesor de OSU Greg Rorrer, "haciendolas tres veces más eficientes". Sensibilizadas por tinte las celdas solares funcionan absorbiendo fotones en una película delgada compuesta de moléculas de colorante unido a una capa de óxido de titanio sobre la superficie transparente de vidrio conductora, luego se quita el material orgánico, dejando únicamente los esqueletos de las diatomeas que forman una plantilla. Después se precipita titanio en nanopartículas de dióxido de titanio (con ayuda de un agente biológico), así se crea una fina capa que actúa de semiconductor. Cuando las moléculas de colorante absorben un fotón,
la excitación resultante inyecta electrones en el titanio, que los transporta hacia el electrodo negativo. Las celdas solares con tinte son favorecidas con material de película delgada, ya que trabajan en condiciones de poca luz y se fabrican con materiales favorables al medio ambiente en comparación con celdas solares de silicio. Sin embargo, las celdas de silicio tienen más del doble de la eficiencia, tanto como 20% en comparación con menos del 10% para las celdas solares sensibilizadas por colorante. Pero las diatomeas podría triplicar la eficiencia de las celdas solares sensibilizadas por tinte, que potencialmente podría ofrecer una eficiencia comparable a un menor costo, especialmente en condiciones de poca luz. Los ingenieros de Oregon alimentan con dióxido de titanio a las diatomeas para que construyan sus conchas de material fotovoltaico en lugar de dióxido de silicio, del que normalmente construyen sus conchas. "Hemos encontrado que las diatomeas aceptarán fácilmente dióxido de titanio en lugar de dióxido de silicio, si eso es todo lo que se pone a su alcance", dijo Rorrer. La técnica todavía es experimental, y por lo tanto el método de fabricación de celdas solares con tinte es un poco costoso. Pero según los investigadores la mayor eficiencia podría justificar el coste adicional. Una razón es que debido a que los fotones rebotan dentro de los poros, tienen una probabilidad mucho mayor de dar energía a las moléculas de colorante, lo que ayuda a liberar más electrones. Los ingenieros planean optimizar el material, que todavía no es suficientemente eficiente para su uso comercial.
*1 Frústula: Pared celular impregnada de silicio característica de las diatomeas, está formada por dos piezas o valvas que encajan una dentro de otra, la epiteca y la hipoteca.
Sobre la energía SOLAR
La energía solar es la energía que proporciona el sol a través de sus radiaciones y que se difunde, directamente o de modo difuso, en la atmósfera. El SOL es la estrella que, por el efecto gravitacional de su masa, domina el sistema planetario que incluye a la Tierra. Mediante la radiación de su energía electromagnética, aporta directa o indirectamente toda la energía que mantiene la vida en la Tierra, porque todo el alimento y el combustible proceden en última instancia de las plantas que utilizan la energía de la luz del Sol. Este contiene más del 99% de toda la materia del Sistema Solar. Ejerce una fuerte atracción gravitatoria sobre los planetas y los hace girar a su alrededor. El Sol se formó hace 4.500 millones de años y tiene combustible para 5.000 millones más. Después, comenzará a hacerse más y más grande, hasta convertirse en una gigante roja. Finalmente, se hundirá por su propio peso y se convertirá en una enana blanca, que puede tardar un trillón de años en enfriarse. Datos sobre el Sol Tamaño: radio ecuatorial 695.000 km. Periodo de rotación sobre el eje de 25 a 36 días Masa comparada con la Tierra 332.830 Temperatura media superficial
6000 º C Gravedad superficial en la fotosfera 274 m/s2 La Energía solar es energía radiante producida en el Sol como resultado de reacciones nucleares de fusión . Llega a la Tierra a través del espacio en cuantos de energía llamados fotones, que interactúan con la atmósfera y la superficie terrestres. La intensidad de la radiación solar en el borde exterior de la atmósfera, si se considera que la Tierra está a su distancia promedio del Sol, se llama constante solar, y su valor medio es 1,37 × 106 erg/s/cm2, o unas 2 cal/min/cm2. Sin embargo, esta cantidad no es constante, ya que parece ser que varía un 0,2% en un periodo de 30 años. La intensidad de energía real disponible en la superficie terrestre es menor que la constante solar debido a la absorción y a la dispersión de la radiación que origina la interacción de los fotones con la atmósfera. La intensidad de energía solar disponible en un punto determinado de la Tierra depende, de forma complicada pero predecible, del día del año, de la hora y de la latitud. La energía solar se puede transformar en otra forma de energía útil para la actividad humana: en calor, en energía eléctrica o en biomasa. Por ende, el término “energía solar” se utiliza, con frecuencia, para describir la electricidad o el calor obtenidos a partir de ella. Las técnicas para capturar directamente una parte de esta energía están disponibles y están siendo mejoradas permanentemente. Se pueden distinguir tres tipos de energías: Energía solar fotovoltaica: Se refiere a la electricidad producida por la transformación de una parte de la radiación solar con una célula fotoeléctrica (es un componente electrónico que, expuesto a la luz (fotones), genera una tensión). Varias celdas están conectadas entre sí en un módulo solar fotovoltaico. Y, después, varios módulos se agrupan para formar un sistema solar para uso individual o una planta de energía solar fotovoltaica, que suministra una red de distribución eléctrica. El término “fotovoltaica” se refiere al fenómeno físico – el efecto fotovoltaico – o bien a la tecnología asociada. Energía solar térmica: Consiste en utilizar el calor de la radiación solar. Se presenta en diferentes formas: centrales solares termodinámicas, agua caliente y calefacción, refrigeración solar, cocinas y secadores solares. La energía solar termodinámica es una técnica que utiliza energía solar térmica para generar electricidad. Energía solar pasiva: El uso más antiguo de la energía solar consiste en beneficiarse del aporte directo de la radiación solar y es la llamada energía solar pasiva. Para que un edificio se beneficie con muy buena radiación solar, se debe tener en cuenta la energía solar en el diseño arquitectónico: fachadas dobles, orientación hacia el sur y superficies vidriadas, entre otros. El
aislamiento térmico desempeña un papel importante para optimizar la proporción del aporte solar pasivo en calefacción y en la iluminación de un edificio.