Los aviones eléctricos, cada vez más cerca

Obtener aviones eléctricos es una finalidad relevante en la investigación aeroespacial actual. Con estos artefactos se evita la contaminación ambiental y se minimiza la acústica. Por estas y otras razones, empresas como EADS se han puesto manos a la obra para desarrollar aeronaves eléctricas. Esta corporación recientemente ha presentado un avión eléctrico con autonomía de 30 minutos a 110 Km/h. Pese a estos avances los aviones eléctricos de transporte de pasajeros y/o mercancías todavía están lejos
l cambio climático está obligando a las personas a idear nuevos artefactos que permitan mejorar nuestra vida sin alterar demasiado el medio ambiente. Por esta razón, se están poniendo en marcha diversas medidas e investigaciones con el fin de disminuir el impacto de la navegación aérea a nivel ecológico. Una de estas últimas investigaciones ha traído consigo la puesta en marcha del prototipo de un avión impulsado, exclusivamente, por motores eléctricos.

Recientemente, en el aeropuerto de Le Bourget (Francia), se ha realizado ha sido desarrollado por la corporación Innovation Works, filial de EADS, junto con la empresa Aero Composites Saintonge y la asociación Green Cri-Cri.

Este avión eléctrico posee unos 30 minutos de autonomía a una velocidad de 110 kilómetros por hora en vuelo de crucero. Y 15 minutos de autonomía en vuelo acrobático (con picos de velocidad de 250 km/h) y una velocidad ascensional de aproximadamente 5,3 metros/segundo.

Aeronaves eléctricas

Posiblemente es pronto para pensar que los aviones eléctricos vayan a sustituir a los convencionales para el transporte de pasajeros y de mercancías. No obstante, son numerosas las empresas que directa o indirectamente están desarrollando alguna innovación en este campo: PC-Aero (Alemania), EADS (Francia), SkySpark (Italia), Luneec (China), Sonex (USA), etc. Aún así, los artefactos que se han desarrollado hasta ahora suelen ser monoplazas o biplazas con tiempos cortos de autonomía en vuelo.

El Dr. Harrop presidente de IDTechEx considera que este tipo de aviones tiene una serie de ventajas frente a los convencionales. Por un lado, dice, hay una mejora en la maniobrabilidad fruto del par del motor eléctrico. Por otro, se incrementa la seguridad a causa de una menor probabilidad de fallos y un menor riesgo de explosión o incendio en caso de colisión.

A las ventajas expuestas por el Dr. Harrop habría que añadir las dos características que podrían resultar más atractivas y conocidas, que las anteriores, para la mayoría de las personas. En primer lugar estaría la notable disminución en la contaminación acústica de estos aparatos. En segundo lugar, la ausencia de emisión de gases de efecto invernadero y del uso de combustibles fósiles.

Fase temprana de desarrollo

A día de hoy existen un buen número de aviones eléctricos experimentales, así como aeronaves en comercialización. No obstante, la relevancia que estos artefactos eléctricos tienen en la navegación aérea general es ínfimo ya que existen pocos aviones fabricados para su comercialización.

Una de las compañías que comercializa artefactos de este tipo es Yuneec. Esta corporación tiene en su catálogo al e-Spyder, aunque no será comercializado hasta finales de año con un precio que ronda los 24.000 dólares. Este avión fue presentado en julio de este año en un vuelo que despegó del aeropuerto de Woodstoch. El aparato tiene una autonomía de 40 minutos gracias a dos baterías de litio. Esta misma compañía también fabrica el modelo E340 que posee dos asientos, un motor y una autonomía de 3 horas.

Otros aviones de este tipo son el ElectraFlyer-C, desarrollado por Electric Aircraft, y el eGull. Todos los aviones mencionados son estadounidenses. En Europa hay un ejemplo destacado, por la casi excepcionalidad, en Italia: el SkySpark.

Por último, es importante destacar que la empresa Sikorsky ha anunciado a mediados de julio de este año que ha desarrollado el "proyecto Firefly" con el que desarrollan un helicóptero eléctrico. El Firefly es un modelo tipo Schweizer S-300C modificado con un motor eléctrico de 200 hp de alta eficiencia. El helicóptero es un modelo de demostración, por tanto no está siendo comercializado, y tiene una autonomía de 15 minutos de vuelo a una velocidad de 92 mph de velocidad.

Con lo dicho podemos comprobar que la navegación aérea eléctrica tiene grandes limitaciones y está restringida a pequeños aparatos con autonomía escasa y velocidades relativamente reducidas. A partir de aquí se podrán ir dando pasos para la consecución de aeronaves de transporte viables pero los datos que poseemos en la actualidad muestran que esta finalidad no está cerca.

Demuestran la existencia de la inteligencia colectiva

La inteligencia colectiva existe, señala un estudio realizado por científicos del MIT. La capacidad de trabajar en grupo de manera eficiente depende, según los investigadores, de la dinámica de funcionamiento del grupo. Esta dinámica, a su vez, estaría en función de la "sensibilidad social" de los miembros de cada equipo, entendida como tal la capacidad de ser flexibles en la asignación de ocupaciones y de hacer partícipes a todos los miembros en la resolución de los desafíos. En la investigación se reveló, asimismo, que la presencia de mujeres en los grupos resulta fundamental para que se dé un rendimiento colectivo óptimo

l todo puede ser mayor que la suma de sus partes en lo que a inteligencia se refiere, revela un estudio realizado por investigadores del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT), en Estados Unidos.

En la investigación, los científicos lograron demostrar que existe una inteligencia colectiva en grupos de personas que cooperan bien juntas, y que dicha inteligencia supera las capacidades cognitivas individuales de cada miembro de esos grupos.

Por otro lado, el estudio también constató que la tendencia a cooperar eficientemente está relacionada con el número de mujeres presentes en cada grupo de trabajo.

Medición de la inteligencia grupal

Hasta ahora, numerosos especialistas habían sostenido que la capacidad de los individuos de rendir en diversas tareas cognitivas demostraba la existencia de un nivel de inteligencia individual mensurable.

Según publica el MIT en un comunicado, los investigadores de dicho Instituto aplicaron este mismo principio de medición de las capacidades intelectuales a pequeños equipos de personas.

Así, descubrieron que si los equipos presentaban el tipo adecuado de dinámica o funcionamiento interno, podían desempeñar bien una amplia gama de asignaciones. Este descubrimiento tendría potenciales aplicaciones en empresas y otras organizaciones, señalan los investigadores.

Thomas W. Malone, co-autor de la investigación y profesor de gestión en la Sloan School of Management del MIT, afirma que lo que se ha descubierto es que existe una eficiencia general, una inteligencia colectiva grupal, a partir de la que se puede predecir el rendimiento del grupo en situaciones diversas.

Dicha efectividad depende de la capacidad de trabajar en grupo que presente cada equipo.

Importancia de la sensibilidad social

Concretamente, serían aquellos grupos de personas que presentan altos niveles de "sensibilidad social" los más inteligentes como colectivo. Como sensibilidad social entienden los investigadores la buena disposición para ser flexibles en la asignación de ocupaciones y para que los todos los miembros del equipo puedan aplicar sus habilidades a cualquier desafío presentado.

Según Malone, "la sensibilidad social estaría relacionada con la capacidad de los miembros del grupo para percibir las emociones del resto de los miembros. En los grupos donde una persona es más dominante que las demás, la inteligencia colectiva es menor que en aquellos equipos donde los turnos de conversación están mejor distribuidos".

Por otro lado, los grupos sometidos al estudio que contaron con un mayor número de mujeres demostraron tener una mayor sensibilidad social y, en consecuencia, una mayor inteligencia colectiva, en comparación con los grupos que contuvieron menos mujeres.

Resultados obtenidos

Para llegar a todas estas conclusiones, los investigadores realizaron dos estudios que consistieron en organizar a 699 personas en grupos de entre dos y cinco individuos para que realizaran tareas diversas: desde resolver puzzles hasta llevar a cabo negociaciones, tormentas de ideas o juegos.

Para registrar las interacciones de los participantes, los científicos equiparon a éstos con distintivos electrónicos portátiles diseñados por especialistas del Media Lab www.media.mit.edu/ del MIT. Estos dispositivos proporcionaron registros completos de los patrones de conversación de los grupos, revelando la tendencia de éstos a seguir turnos.

El análisis de todos los datos obtenidos reveló, en primer lugar, que el grado de inteligencia colectiva de los equipos supuso entre un 30 y un 40% de diferencia en la capacidad de rendimiento de éstos.

Por otra parte, los investigadores descubrieron que la eficiencia de los grupos no dependió de las habilidades individuales de sus miembros. Para determinar este punto, muchos de los participantes también realizaron tareas similares a las asignadas a los grupos, pero por separado. Su media de inteligencia individual no predijo de manera significativa la eficacia de los equipos a los que pertenecían.

Por último, los datos revelaron que el nivel de inteligencia colectiva era equivalente a la proporción de mujeres en cada equipo. Según los investigadores, esto no significa que no haya hombres con habilidades sociales superiores a algunas mujeres sino que, simplemente, las personas con mejores habilidades sociales son las que ayudan a aumentar el rendimiento grupal.

Aplicación en organizaciones

Los investigadores creen que los resultados obtenidos podrían aplicarse a muchos tipos de organizaciones y que sería muy interesante realizar pruebas para predecir cómo funcionarán ciertos equipos frente a los problemas que se puedan presentar en dichas organizaciones.

Además, según Malone, la investigación demuestra también que sería posible aumentar la inteligencia de los grupos de trabajo, bien cambiando a algunos miembros bien enseñando a los equipos la mejor manera de interactuar.

Hacia la fotosíntesis artificial

Consiguen conectar puntos cuánticos a moléculas de clorofila modificadas, uniendo así la nanotecnología inorgánica con la química biológica. Es un paso más hacia la fotosíntesis artificial.

Un grupo de investigadores pertenecientes a distintas instituciones internacionales consigue conectar un punto cuántico a un complejo clorofílico. La meta sería crear un sistema fotosintético artificial con mayor rendimiento que el natural para la producción de energía de origen solar.

Veamos primero lo que es un punto cuántico. Un punto cuántico es básicamente un átomo artificial desde el punto de vista electro-óptico. En un átomo normal el electrón más "exterior" (llamado óptico) está sometido al potencial culombiano del núcleo atómico, que está más o menos apantallado por las capas de electrones que hay entre medias. Ese potencial confina a ese electrón y, según la Mecánica Cuántica, determina sus posibles niveles de energía.

El electrón puede absorber energía que le llegue de fuera y alcanzar un nivel de energía superior en un estado que se llama excitado. Más tarde puede emitir esa energía como un fotón que abandona el átomo, ya que el estado excitado es inestable. El nivel más bajo de energía es el estado fundamental que es estable y no emiten fotones.

Esos saltos de energía determinan las propiedades ópticas a la hora de absorber o emitir luz y dependen del átomo considerado. No hay más átomos que los de la tabla periódica, así que las posibilidades en fluorescencia, por ejemplo, están limitadas a esa tabla.

Una manera de solucionar esta limitación es crear puntos cuánticos, que son estructuras hechas de semiconductores que determinan un pozo de potencial eléctrico hecho a la medida, puede ser de tipo cuadrado en lugar de culombiano. El tamaño, forma y composición del punto cuántico determina los niveles de energía de los electrones que confina y como estas propiedades se pueden cambiar a voluntad se pueden elegir por tanto los niveles de energía que se desee. Es decir, se pueden tener las propiedades espectroscópicas que se deseen.

Se pueden por ejemplo crear puntos cuánticos que absorban fotones de determinada energía (determinada longitud de onda) para su uso, por ejemplo, en energía solar fotovoltaica. De este modo, escogiendo una combinación adecuada de estos puntos cuánticos se puede cubrir la parte visible del espectro solar e incluso un poco más. Lo malo es que no es fácil extraer luego esa energía que han conseguido absorber.

Veamos ahora cómo funciona la clorofila. La molécula de clorofila tiene distintas partes que se encargan de distintas funciones. De este modo contiene una parte, un complejo proteico, que funciona a modo de antena. Está basado en pigmentos que se excitan hasta un nivel superior de energía cuando absorben determinados fotones de luz. Luego, esa energía es transferida desde allí a través los cofactores clorofílicos en el centro de reacción del sistema al resto del complejo. La energía se pasa de un lado a otro gracias a un proceso en el que no interviene la radiación electromagnética que se denomina transferencia de energética por resonancia de Förster (o FRET en sus siglas inglesas) y en el que los estados electrónicos del emisor y del receptor de la energía deben de estar en resonancia. Finalmente esa energía es transformada en energía química que la planta puede almacenar y usar en forma de ATP.

Las distintas clases de clorofila están sintonizadas para absorber fotones de determinadas longitudes de onda o colores. Así por ejemplo, la clorofila habitual no absorbe los fotones verdes.

En experimentos previos en fotosíntesis artificial se habían utilizado pigmentos sintéticos a modo de antenas, pero captaban poca energía o en una gama de frecuencias estrecha. Pero este inconveniente no lo tendrían puntos cuánticos especialmente diseñados.

Ahora imaginemos que en lugar de usar las antenas orgánicas habituales de la clorofila (naturales o sintéticas) usamos puntos cuánticos. Esto es precisamente lo que han hecho estos investigadores.

Tomaron puntos cuánticos de seleniuro de cadmio y teleniuro de cadmio, diseñados para absorber energía en un amplio espectro y que normalmente devuelven esa energía por fluorescencia. La idea era colocar estos puntos cuánticos a modo de antenas y que pudieran pasar la energía captada por transferencia de energética por resonancia. Así que eliminaron los complejos proteínicos que hacen de antena de moléculas de clorofila que fueron extraídas de bacterias purpúreas y en su lugar pusieron puntos cuánticos. Estos puntos cuánticos estaban conectados al centro de reacción del sistema fotosintético. Entonces al iluminarlos dejaron de fluorescer, señal inequívoca de que estaban transfiriendo la energía captada al centro de reacción a través de FRET.

Este es un paso más hacia la fotosíntesis artificial, pero queda trabajo por hacer. Todavía hay que extraer esa energía para su uso práctico.

Los neutrinos y las propiedades gravitatorias de la antimateria

El telescopio de neutrinos IceCube podría dar por zanjada definitivamente la cuestión de la repulsión o atracción gravitatoria entre la materia y la antimateria.

Pese a que existe consenso en que la antimateria actúa de igual forma gravitatoriamente que la materia, la interacción gravitatoria de la antimateria con la materia (o la misma antimateria) no ha sido observada experimentalmente de forma concluyente. La tendencia de la antimateria a aniquilarse con la materia, así como la débil intensidad de la gravitación hacen de esto algo difícil de estudiar. Se trata de un tema fascinante, ya que pese al consenso, sigue habiendo, una y otra vez, una duda razonable dada la falta de verificación experimental.

En un nuevo estudio se argumenta que el telescopio de neutrinos IceCube en el Polo Sur podría refutar o probar la hipótesis de la repulsión o atracción gravitatoria entre la materia y la antimateria. Si hay una repulsión gravitatoria, el campo gravitatorio, muy dentro del horizonte de un agujero negro, podría crear pares de neutrinos-antineutrinos en el vacío. Mientras que los neutrinos deben permanecer confinados en el horizonte, los antineutrinos deberían ser expulsados violentamente. Por lo tanto, un agujero negro (hecho de la materia) debería comportarse como una fuente puntual de antineutrinos. El estudio sugiere que los antineutrinos emitidos por agujeros negros supermasivos como los del centro de la Vía Láctea o el de la Galaxia Andrómeda podrían ser detectados e identificados por el IceCube.

Can the new Neutrino Telescopes reveal the gravitational properties of antimatter?
http://arxiv.org/abs/0710.4316