martes, 4 de enero de 2011

10 recuerdos del 2010

Creación de la primera máquina cuántica

Science ha considerado que el descubrimiento más importante del año 2010 ha sido la creación en marzo de la primera máquina que se comporta siguiendo las leyes de la mecánica cuántica. Los otros favoritos en las apuestas eran el genoma del hombre de Neandertal y la célula sintética de Venter, pero por su valor conceptual y aplicaciones futuras, esta diminuta lámina de aluminio enfriada casi al cero absoluto que puede estar quieta y en movimiento a la vez se llevó de manera inesperada el principal reconocimiento.

El aparato, diseñado por físicos de la Universidad de California en Santa Bárbara, es una paleta diminuta de semiconductor visible para el ojo humano, y los investigadores lograron producir con ella movimientos puramente cuánticos. Es un aparato muy simple, un pedazo de nitrato de aluminio de unos 30 micrómetros de largo -casi el grosor de un cabello humano- y baila. Se mueve a un ritmo de unos 6.000 millones de movimientos por segundo.

Lo que los físicos Andrew Cleland y John Martins hicieron fue enfriar su aparato con helio líquido hasta que alcanzó un "estado fundamental", es decir, el estado energético más bajo que cualquier objeto puede poseer, y luego elevaron su temperatura (en solo un cuanto de energía) logrando generar un estado de movimiento puramente cuántico-mecánico.

El "baile" de este aparato no es un baile tradicional. Sabemos que todos los objetos hechos por el hombre se mueven de acuerdo a las leyes de la mecánica clásica, pero la forma como esta paleta se movió sólo puede ser explicada bajo las leyes de la mecánica cuántica.

Los físicos desde hace unos 100 años han sabido que existen dos mundos distintos: el mundo común de las experiencias diarias que obedecen a una serie de leyes físicas y el mundo de la física de las cosas pequeñísimas: las moléculas, átomos y partículas subatómicas que obedecen a lo que llamamos reglas cuánticas. Estas reglas son muy diferentes a las leyes físicas clásicas y los científicos no han podido entender porqué las cosas pequeñísimas deben regirse con otro tipo de leyes físicas.

Hasta ahora nunca se había logrado observar los raros efectos de la física cuántica. La importancia de la investigación es que el aparato es visible para el ojo humano. Esta investigación demuestra que se puede explorar la línea divisoria entre el mundo "real" y el mundo de los objetos minúsculos.

En la práctica, el estudio abre una variedad de posibilidades de control cuántico de la luz, las corrientes eléctricas y el movimiento, con lo que se podrían crear sensores ultrasensibles.

Recipiente para átomos de antihidrógeno

Para el Instituto de Física británico el acontecimiento más importante del año fue el hecho de que el CERN lograra atrapar físicamente 38 átomos de antihidrógeno.

El Instituto de Física británico, a través de su sección Physicsworld, destaca dos experimentos con antimateria (antihidrógeno) realizados en el CERN, pero también hace una mención especial para su nuevo acelerador, el LHC, en el que el pasado año empezó el trabajo de física experimental.

El equipo internacional Alpha, en el CERN, ha logrado retener 38 átomos de antihidrógeno en una trampa especial ultrafría durante el tiempo suficiente, aunque sean fracciones de segundo, para poder medir sus propiedades con detalle, algo que los físicos del experimento creen poder hacer durante el 2011. La investigación puede dar pistas sobre por qué en el universo hay mucha más materia que antimateria. El antihidrógeno no es una novedad, pero sí lo es la nueva tecnología que permite contener esos átomos, que fue anunciada en noviembre. Pocos días después, otro equipo en el CERN, el conocido como Asacusa, anunció haber logrado producir haces de antihidrógeno adecuados para realizar mediciones espectrocópicas y explorar sus propiedades.

Al estar así confinados, los físicos pueden empezar a estudiar con detalle sus propiedades y ver si alguna diferencia con la materia les da una pista acerca de a dónde ha ido a parar la antimateria que se debió producir en el origen del universo.

La antimateria es igual que la materia pero al contrario, como si fuera su imagen en un espejo, partículas iguales pero con la carga eléctrica opuesta: la antipartícula del electrón, con carga negativa, es el positrón, con carga positiva. Su existencia fue predicha por el genial físico británico Paul Dirac en 1931 y se descubrió experimentalmente unos años después. Hoy en día trabajar con antipartículas no es ya un exotismo científico y se aprovechan, por ejemplo, en instrumentos médicos como los de tomografía por emisión de positrones. Hay más: las teorías cosmológicas indican que en la gran explosión inicial se produjo igual cantidad de materia que de antimateria, pero nuestro mundo está hecho solo de materia. ¿Que pasó con la otra parte? La idea es que comparando la materia y su versión especular se pueden descubrir diferencias que faciliten la respuesta.

Si un átomo de hidrógeno está hecho de un protón y un electrón, el de antihidrógeno es un antiprotón y un positrón. ¿Se comportan los dos igual? Un problema en este tipo de experimentos en el laboratorio es que la materia y la antimateria se aniquilan al entrar en contacto, por lo que hay que recurrir a algún tipo de recipiente especial para contener la antimateria sin que se destruya por contacto con él. La solución está en trampas magnéticas. Y este ha sido el gran avance logrado ahora por Jeffrey Hangst y el equipo Alpha del CERN, con una trampa especial de antihidrogeno que, enfriando y frenando los átomos hasta casi el cero absoluto permite confinarlos durante suficiente tiempo como para proceder a estudio detallado.

En 1995, los físicos lograron los nueve primeros átomos artificiales de antihidrógeno, en el CERN y siete años más tarde se demostró experimentalmente que es posible producir grandes cantidades de estos antiátomos. Pero esta antimateria duraba demasiado poco tiempo. Ahora el grupo Alpha ha mostrado cómo superar esa dificultad.

Por razones que aún no comprendemos, la naturaleza descartó la antimateria, así que es muy prometedor, y un poco abrumador, ver el dispositivo Alpha y saber que contiene átomos estables, neutros, de antimateria, señala Hangst (de la Universidad Aarhus, Dinamarca).

Bacterias reparadoras de estructuras de hormigón armado

William McDonough y Henk Jonkers de la Universidad Tecnológica de Delft en los Países Bajos han desarrollado un sistema que utiliza bacterias, que producen carbonato cálcico, para la reparación de grietas en estructuras de hormigón. El uso de bacterias productoras de minerales ya había sido estudiado en una variedad de aplicaciones, incluyendo el endurecimiento de la arena y la reparación de grietas en el hormigón.

Pero hay dos problemas inherentes a esta técnica. En primer lugar, la reacción de síntesis produce amoniaco que es tóxico para las bacterias incluso en concentraciones moderadas. El otro problema es más simple, dado que las bacterias tienen que aplicarse de forma manual, un trabajador o un equipo de trabajadores que tienen que salir cada pocas semanas para arreglar todas las pequeñas grietas en cada losa de hormigón hacen el proceso de reparación muy caro en horas de trabajo.

La solución de Jonkers ha sido localizar una cepa diferente de bacterias que puedan vivir dentro del hormigón durante períodos prolongados de tiempo. De esta forma las bacterias se mezclan con los ingredientes del hormigón desde el principio, e inmediatamente pueden cerrar las pequeñas grietas en el momento que surgen, sin darles tiempo a progresar al estar expuestas al agua. Las estructuras de hormigón están reforzadas normalmente con barras de acero, pero estas pueden corroerse cuando el agua se filtra por las grietas.

La cepa de bacterias ha de soportar el ambiente de pH alto del hormigón y producir una abundante cantidad de carbonato de calcio sin producir a su vez grandes cantidades de amoniaco.

Se utiliza un grupo de resistentes bacterias formadoras de esporas pertenecientes al género Bacillus que viven en los lagos de sosa alcalina de Rusia y Egipto. Jonkers y sus colegas colocaron las esporas y su fuente de alimento, lactato de calcio, en pequeñas bolitas de cerámica para evitar que se activen antes de tiempo en el mezclado del hormigón húmedo. Las esporas se mantuvieron latentes hasta la formación de una grieta por donde penetró el agua que permitió activar las bacterias y su porceso de síntesis de carbonato cálcico. Cuando empezaron a desarrrollarse a base de lactato de calcio y agua también se comenzó a producir calcita, una forma muy estable de carbonato de calcio, que rápidamente rellenó las grietas.

El puente más largo del mundo

En la actualidad, hay un puente en China, que acaba de concluir, pero no se abrirá hasta el 2011. Se trata del puente más largo del mundo.

Es el Gran Puente de Danyang-Kunshan, en la linea de alta velocidad de Pekín-Shanghai. La linea Pekín-Shanghai tiene una longitud total de 1.318 kilómetros. El puente ocupa un recorrido de 163,8 kilómetros a una altura de 80 metros sobre el nivel del agua.

Los trenes chinos de alta velocidad pueden operar a 350 Km/h

El 26 de octubre pasado China puso en operación otra línea férrea de alta velocidad para conectar la municipalidad oriental de Shanghai con la ciudad de Hangzhou, capital de la vecina provincia de Zhejiang.

Dos trenes de alta velcocidad equipados con el sistema CRH380A partieron simultáneamente de la Estación Hongqiao de Shanghai y la Estación de Hangzhou, marcando la entrada oficial en servicio de la vía férrea, de 202 kilómetros de longitud y nueve paradas.

El nuevo ferrocarril, con una velocidad máxima operacional de 350 kilómetros por hora, reducirá el tiempo de desplazamiento entre las dos terminales de los actuales 78 a sólo 45 minutos.
Con la entrada en operación de esta nueva línea, que empezó a construirse hace 20 meses, la longitud total de la red de alta velocidad en servicio en China ha alcanzado los 7.431 kilómetros.
A principios de septiembre, el tren de alta velocidad Shanghai-Hangzhou impresionó al mundo al batir un récord mundial de velocidad de 416,6 kilómetros por hora.

De acuerdo con las previsiones del Ministerio de Ferrocarriles, los viajes de entrada y salida de la región del delta del río Yangtse alcanzarán los 3.050 millones de viajeros, cifra que en el 2020 llegará a 5.500 millones.

China puso en servicio su primera línea férrea de alta velocidad, que conecta la capital nacional de Pekin y Tianjin, la mayor ciudad portuaria en el norte del país, antes de la inauguración de los Juegos Olímpicos de Pekin en 2008.

Desde entonces, han comenzado a funcionar varias líneas como la Wuhan-Guangzhou, que vincula el centro y el sur de China, la Zhengzhou-Xi'an, que conecta el centro y el oeste del país, y la Shanghai-Nanjing, en el este del país.

Entre los ferrocarriles de alta velocidad en construcción de China destaca el Pekin-Shanghai, de 1.318 kilómetros de largo que, con una inversión de 220.900 millones de yuanes (33.100 millones de dólares), entrará en funcionamiento en el año 2012.

Una vez completada esta línea, la duración del viaje en tren entre las dos ciudades más importantes de China se reducirá a menos de cinco horas, la mitad que en la actualidad.

El mayor supercomputador del mundo es chino

En China hay muchas, muchas cosas, pero además de todo eso ahora también se llevaron otro título porque en el país asiático es donde se encuentra el superordenador más rápido del mundo.

Este ordenador, llamado Tianhe-1A, posee nada menos que 7.168 NVIDIA Tesla M2050 GPUs y 14.336 procesadores Intel Xeon que son capaces de llegar a los 2.5 petaflops medidos por el estándar de comparación LINPACK. Esto significa que le arrebató el primer puesto a Cray XT5 Jaguar que se encuentra en Estados Unidos.

Lo que es interesante de la Tianhe-1A es que combina tanto la velocidad del procesador como la de la placa de video, así como lo hacen los ordenadores caseros que tenemos todos, para convertirse en el más rápido del mundo. De hecho desde NVIDIA aseguran que si las placas de video no estuvieran siendo utilizadas tendrían que utilizar nada menos que 50 mil procesadores para que funcionara a la misma velocidad.

El superordenador fue diseñado por los investigadores de la Universidad de Defensa Tecnológica Nacional de China.

Algo que hay que tener en cuenta aquí es el uso de las GPUs. Anteriormente estas placas eran solamente usadas por aquellas personas que utilizan videojuegos pero poco a poco fueron usadas para darle potencia a los ordenadores. Mientras que los procesadores convencionales son completamente necesarios porque poseen la habilidad de interactuar con diferentes elementos del hardware como la memoria o los discos rígidos, las placas de video pueden realizar tareas especializadas relacionadas con trabajo visual (como por ejemplo los cómputos que necesitan gráficos para mostrarse).

La combinación de CPU-GPU ayuda además a la eficiencia a la hora de gastar energía. Tianhe-1A consume 4,04 megavatios, lo que significa que gasta tres veces menos que si tuviese solamente procesadores convencionales. Finalmente, tiene 262TB de memoria RAM.

Aerogenerador marino de 10 Mw de potencia nominal

En un intento de hacer parques eólicos marinos más rentables, Noruega planea construir el aerogenerador más grande del mundo, con una altura del eje del rotor de 533 metros y un diámetro de de 475 metros. También será el más potente de los construidos hasta el momento, con capacidad para abastecer a más de 2.000 viviendas.

Este aerogenerador utilizará un sistema de generadores sin engranajes. Será construido por la empresa noruega Sway y probado por primera vez en tierra firme, en Oeygarden, el suroeste de Noruega. A diferencia de la mayoría de proyectos de energía eólica en alta mar, que utilizan aerogenerdores fijados en el fondo del mar, las turbinas de Sway serán flotantes. Esto permite situarlas an alta mar, más alejadas de la costa, donde los vientos son más fuertes y más constantes. La torre flotante se introduce en el agua llena de lastre, para dotar al conjunto de un centro de gravedad bajo. Se ancla al fondo marino mediante un cable que la sujeta y permite la evacuación de la electricidad, permitiendo una inclinación de la torre del aerogenerador de 5 a 8 °, movida por el viento.

El país escandinavo es uno de los más importantes productores de petróleo y de gas del mundo, pero obtiene la mayor parte de su propia energía mediante energía hidroeléctrica.

De momento han construido un modelo a escala 1:6 para probarlo dentro del agua.

El, hasta ahora, aerogenerador más potente es el ENERCON E-112 de 6 Mw.

Todo listo para lanzar los Soyuz desde Kourou en la primavera de 2011

El centro de lanzamiento para cohetes Soyuz-ST de la Guayana Francesa ya está casi finalizado. La Agencia Espacial Europea (ESA) ha publicado las últimas imágenes de esta instalación, desde donde despegarán los cohetes Soyuz a partir de la primavera del año que viene.

Se trata de la séptima rampa de lanzamiento para cohetes derivados del R-7 Semyorka, además de las dos que ya existen en Baikonur y las cuatro de Plesetsk.

Los precios del petróleo tienden a subir

Según el informe del pasado junio de la Agencia Internacional de la Energía las perspectivas de los mercados de petróleo y gas natural siguen siendo inciertas, pero ambos comparten la necesidad de una mayor inversión y una mayor eficiencia energética. El petróleo y el gas están empezando a mostrar signos de recuperación, pero el impacto de la recesión difiere entre las diferentes regiones.

Tanto en el caso del petróleo, como en el del gas, se observa una dicotomía notable entre los paéses de la OCDE y el resto de ellos, con un fuerte crecimiento en China, la India y Oriente Medio frente a la demanda más débil o plana en otros lugares, especialmente en la frágil economía europea.

A finales de 2010 el mercado de petróleo, que en 2008 protagonizó una escalada de precios histórica, se situa otra vez en el centro del escenario económico. El precio del barril de brent, el crudo de referencia para dos tercios de las transacciones mundiales, se ha estabilizado por encima de los 90 dólares, un nivel de precios desconocido durante más de dos años. Solo que ahora coge con el pie cambiado a las economías desarrolladas, que apenas salen de una gran recesión.

La subida del petróleo supone, de forma automática, incrementos en la inflación. Y eso puede llevar también al BCE a endurecer su política monetaria (subidas de tipos, abandono de las compras de deuda pública, menos facilidades financieras a la banca), como algunos consejeros del banco central piden ya.

El efecto en el crecimiento también sería inmediato. En un reciente análisis, el organismo supervisor calculaba que un incremento del 10% en el precio medio del crudo restaba tres décimas al crecimiento del PIB en la eurozona en tres años. Y situaba a España entre los cinco países más vulnerables.

El 4 de enero de 2011 el precio del barril de petróleo estaba a 88,56 $.

El alto horno número cuatro de la acerería de la empresa coreana POSCO, situada en Gwangyang, establece un récord mundial de producción

El jueves 14 de enero de 2010 a las 14:46 horas (GMT +2) la siderúrgica surcoreana POSCO en su alto horno número cuatro de la acerería de Gwangyang alcanzó una producción diaria de 15.613 toneladas. En diciembre de 2009, este alto horno demostró tener capacidad para alcanzar los 5 millones de toneladas de producción anual, con una producción diaria promedio durante el mes de 13.934 toneladas métricas. Esto significa que el horno va a ser capaz de producir 5.080.000 toneladas anuales, muy por encima del actual récord mundial de 4,83 millones de toneladas, suponiendo que se mantenga el mismo nivel de producción durante todo el año.

La acerería de Gwangyang se dedica a la fabricación de chapa de acero para automóviles, acero de alta resistencia para estructuras, acero API para tuberías, y otros tipos de productos estratégicos.


Después de un periodo de reparaciones y mejoras se enciende el alto horno número cuatro de la acerería de Gwangyang el 21 de julio de 2009. Se esperaban de él 5 millones de toneladas de arrabio anuales.

El alto horno número cuatro, con sus 5.500 metros cúbicos de capacidad, es 900 metros cúbicos más grande que el alto horno número tres de la misma acerería. Sólo cuatro países tienen altos hornos más grandes que los de la acerería de POSCO, incluyendo Rusia, con un alto horno con capacidad para 5.580 metros cúbicos, y la japonesa Mitsubishi, con un alto horno de 5.555 metros cúbicos de capacidad, entre otros.

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