Protegiendo edificios: manto de invisibilidad sísmica

Hace un tiempo se descubrieron metamateriales (de dimensiones menores a la longitud de onda de la luz visible) que hacen doblar la luz alrededor de sí mismos, lo cual los dota de una propiedad que la ciencia ficción ha explotado al extremo: la invisibilidad. Ahora bien, si la luz consiste en ondas electromagnéticas, sería lógico pensar que algo análogo puede hacerse con las ondas sísmicas.

Eso mismo se les ocurrió a investigadores australianos y coreanos, aunque ellos sólo desarrollaron y no lo probaron. Recientemente, investigadores del Institut Fresnel (Francia) y la división francesa de Menard, construyeron un manto de invisibilidad sísmica y lo probaron.

Cerca de Grenoble, los franceses simularon un sismo en un hueco de 200 m de profundidad, y usaron sensores acústicos para medir el movimiento. Luego crearon este "metamaterial" perforando tres filas de agujeros cilíndricos en ese hueco, de 5 m de profundidad y 30 cm de diámetro.

Cuando hicieron el experimento con los agujeros, la intensidad cerca de la fuente de vibración casi se duplicó, indicando que los agujeros reflejaban gran parte de las ondas. Como consecuencia, las ondas casi no pasaron de la segunda fila. El problema de esto si se aplicara en la vida real, es que si el sismo se origina cerca de una edificación, esta resultaría más damnificada, mientras que la que está protegida por los agujeros se salvaría.

Además de esta dificultad, todavía quedan otros factores por resolver. Por ejemplo, a diferencia de la luz, no puede predecirse la longitud de onda de las ondas sísmicas, lo cual hace imposible planear cuán separadas deberían estar las filas. Por otra parte, podría pensarse en una manera de que las ondas sean absorbidas en lugar de reflejadas. De cualquier modo, es un avance y un enfoque muy innovador para solucionar este grave problema que acecha en las regiones con mayor actividad tectónica del planeta.

Fuentes:
How to prevent earthquake damage: make buildings invisible
Seismic metamaterial: how to shake friends and influence waves?

seguir leyendo "Protegiendo edificios: manto de invisibilidad sísmica"

Formar tornados para obtener energía.

Qué tienen en común PayPal, un tornado y una incubadora flotante para emprendedores? Complicado adivinarlo. Quien los reúne en una misma línea es Pether Thiel, excéntrico multimillonario que invierte en ideas locas y ambiciosas.

Su inversión más reciente es en la compañía canadiense del ingeniero Louis Michaud, AVEtec (de Atmospheric Vortex Engine), que planea aprovechar la energía de tornados para el uso humano. Thiel tiene pensado fondear inicialmente con u$s 300.000 este proyecto que, al contrario de perseguir tornados a lo Twister, sugiere crearlos artificialmente en lugares convenientes y producir energía eléctrica a partir de ellos.

AVE funciona introduciendo aire caliente en un cilindro hueco, en el cual se convierte en un vórtice controlado (tornado artificial) que se sostiene por la diferencia de temperatura entre el aire caliente en el cilindro y la atmósfera. Como te imaginarás, el tornado puede ser apagado si se deja de suministrar aire caliente, así que es perfectamente seguro. El trabajo generado por el aire en movimiento es capturado por turbinas cerca de la base. La fuente de calor para generar el aire caliente puede provenir de aguas cálidas (tropicales), la combustión de residuos o la energía solar.

AVE no tiene emisiones de dióxido de carbono (suponiendo que no se quema ningún residuo para generar el calor) ni requiere de almacenamiento de energía. Su costo sería muy bajo: tan sólo u$s 0,03 por kWh, transformándose así en una de las fuentes más baratas. Una central de 100 m de diámetro podría producir 200 MW de energía eléctrica, prácticamente lo mismo que una planta termoeléctrica de carbón.

Por qué sería útil? El calor latente del vapor de agua en la baja atmósfera tiene casi el doble de energía (13 x 10²¹ J) que las reservas remanentes de petróleo (7,3 x 10²¹ J) y se reabastece cada 10 días a través de la radiación solar. ¡Comparalo con los millones de años que lleva el proceso de producción natural del petróleo a partir de restos fósiles!

Actualmente Michaud está construyendo la prueba de concepto (con el apoyo de Thiel), un generador de 40 metros de alto y 8 metros de diámetro, en colaboración con Lambton College.

Fuentes:
Harnessing Tornados For Energy And More: The Radical Projects Funded By Peter Thiel 
Illustration by Charles Floyd
Eye of the Tornado
Science is Awesome

seguir leyendo "Formar tornados para obtener energía."