Mexicano desarrolla diseño conceptual de batería basada en energía mecánica

México, AgenciaID (26/06/2017).- A fin de proponer un nuevo sistema de almacenamiento energético distinto al de las baterías comunes en las que se requiere de un proceso electroquímico para generar electricidad, Oscar Gilberto Súchil Pérez, quien estudia su doctorado en Ingeniería Electrónica y Comunicaciones dentro de la Universidad Autónoma de Barcelona, propone un nuevo mecanismo que utiliza finos hilos de óxido de cinc (ZnO) para almacenar energía mecánica y convertirla en electricidad.

Una de las ventajas de dicho sistema es que podría tener una vida útil mayor a las pilas comunes al solo depender de un proceso mecánico y tener menor desgaste a un proceso electroquímico del material.

“El principio de almacenamiento es igual al que se puede encontrar en las cajas de payaso sorpresa; cuando el juguete se guarda y el estuche se cierra, el resorte interior genera una energía mecánica que se libera al momento de que la caja se abre y el payaso sale nuevamente. Ahora imaginen sustituir el resorte por un bosque de micro hilos de óxido de cinc y comprimirlos. Debido a que el ZnO es un material piezoeléctrico, es decir, que al deformarse genera un potencial eléctrico, la energía acumulada de forma mecánica genera electricidad que se almacena mientras los hilos estén compactados”, explicó el también maestro en Ingeniería Micro y Nano electrónica.

Cabe señalar que según la cantidad de hilos comprimidos será la energía que se albergue, por ejemplo, si se cuenta con un área circular con un diámetro de 17 a 28 micras se puede almacenar hasta 100 nano Joules (J) que es una medida de unidad de energía comparable con el watt hora que equivale a 3600 J.

Al no requerir de un proceso electroquímico como las baterías comunes, sino un proceso mecánico, se puede obtener una carga en un periodo de tiempo corto. La densidad de energía teórica calculada de estos hilos es comparable a las baterías comerciales de Plomo-Acido y de Niquel-Cadmio.

“La batería guardará energía equivalente a la cantidad de hilos comprimidos a la vez. Ya con todos sus componentes se tiene planeado que las pilas sean ligeras y de dimensiones micrométricas, ya que la mayoría de su peso depende de la densidad del sustrato de crecimiento y del mecanismo de compresión/liberación. Cada hilo tiene un peso promedio de 40 picogramos. Se ha pensado así dado a que los microcomponentes electrónicos actuales cada vez tienden a miniaturizarse en dimensiones y a consumir menos energía; ahí habría una oportunidad para estas baterías” señaló el también Ingeniero Mecatrónico.

Por otra parte, para comprender mejor la composición de los finos hilos, el mexicano indicó que éstos son cristales largos con forma hexagonal que pueden llegar a medir desde 200 nanómetros hasta cinco o 20 micras de largo.

Al fabricarlos se usa un método en un medio acuoso llamado “hidrotérmico” que se compone de una solución que contiene una sal de zinc y un compuesto orgánico, el crecimiento de estos hilos se da en un sustrato de silicio y su cristalización ocurre al combinarse iones de zinc con iones hidróxilos para finalmente producir óxido de zinc (ZnO). Los tamaños, geometría y morfología varían según la temperatura, pH y concentración de compuestos utilizados en la solución.

A la fecha no se ha fabricado la estructura que comprima los hilos y los mantenga en esa forma, sin embargo, se han realizado trabajos de simulación para teorizar la energía mecánica que se puede almacenar, además de la caracterización mecánica del material. Para lograrlo Súchil Pérez diseñó una máquina que hace micro compresiones mecánicas y medidas piezoeléctricas.

El desarrollo del mexicano se podría utilizar para sistemas autoalimentados micro electrónicos de ultra bajo consumo de energía. No obstante, la investigación se dirige también a escalar el mismo principio de almacenamiento en una batería mecánica a macro escala, para poder alimentar dispositivos que requieren mayor consumo de energía. (Agencia ID)

Crean científicos mexicanos formula que protege frutas con bacterias y levaduras marinas

México, AgenciaID (17/06/2017).- Reducir las pérdidas poscosecha por parásitos y minimizar el uso de agroquímicos son retos que enfrentan los productores mexicanos para ser más competitivos, pero también de los científicos.

Ante ello especialistas de diversas instituciones, lideradas por el Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste (CIBNOR), desarrollaron una fórmula de origen natural para controlar microorganismos dañinos en cítricos, mango y papaya.

El producto resultante contiene bacterias y levaduras marinas que evitan la aparición de diversos fitopatógenos en las frutas.

En limones, mandarinas, tangerinas y naranjas previene el moho azul y moho verde; cuando se aplica al mango y la papaya, controla la antracnosis, enfermedad causante de lesiones en el fruto, las cuales se manifiestan en forma de manchas.

El doctor Luis Hernández Montiel, investigador del CIBNOR y líder del proyecto, explicó que este control biológico es 30 por ciento más eficaz que cualquier producto químico. Además, por su origen natural, da a los frutos un valor agregado, pues los consumidores prefieren alimentos libres de fungicidas sintéticos.

El producto está hecho con organismos que están presentes en la naturaleza, por eso no afecta el medio ambiente ni la salud, precisó.

Respecto al modo de aplicación, basta con rociar el producto en las frutas para que éstas queden protegidas.

En el caso de la venta a mercados locales, se recomienda aplicar el control biológico antes de que la fruta se coloque en el mostrador; cuando se trata de supermercados, durante el proceso de lavado; mientras que en el producto de exportación, lo ideal es colocarlo junto con el encerado.

La efectividad del producto está probada, pero junto con sus colegas el investigador analiza la conveniencia de aplicarlo en forma líquida o como polvo. Para ello se colabora con productores de Baja California Sur, Jalisco, Sonora y Veracruz.

Las otras instituciones académicas y de investigación que participan en el proyecto son la Universidad Autónoma de Baja California Sur (UABCS), el Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco (CIATEJ), la Universidad de Sonora (USON) y la Universidad Veracruzana (UV).

Actualmente los investigadores reciben financiamiento del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología para terminar el producto. (Agencia ID)

Biotecnólogo mexicano crea casa urbana sustentable a base de materiales desechables


México, AgenciaID (12/06/2017).- A fin de revertir el deterioro del planeta a causa del cambio climático, un mexicano que radica en Australia creó en México una casa sustentable que está elaborada a partir de materiales reciclados y tierra. La vivienda inspirada en la naturaleza utiliza el agua de lluvias para el abasto y consumo del vital líquido, usa tecnologías como paneles y calentadores solares que generan energía eléctrica y se construyó con menos dinero que una casa común.

De este modo, el biotecnólogo ambiental Jorge Eduardo Acevedo Pallares, inspiró la creación de la casa sustentable a partir de dos disciplinas, la biomímesis y la permacultura, las cuales estudian y aprenden cómo la naturaleza resuelve sus problemas a partir de su ingeniería, para más tarde aplicar las soluciones observadas y resolver dificultades en los sistemas humanos.

Por ello, entre las características de la vivienda destaca su diseño; sus techos permiten al inmueble no luchar contra las corrientes de aire y agua y deja fluir a ambos. “La casa es compatible con la biósfera y se adapta a efectos de cambio climático, ya que si hay una ola de calor, los techos altos permiten no sentirlo tanto debido a que se concentra en la parte superior y abajo se conserva fresco” destacó el especialista.

Asimismo, para generar las paredes se utilizaron materiales naturales, biodegradables y reciclados como botellas de cristal pegadas y blocks de tierra compactada, los últimos otorgaron su color a la vivienda ya que se evitó la utilización de pintura, debido a que contiene compuestos volátiles aromáticos que causan problemas a la salud y al planeta.

Para crear los muebles de la cocina se utilizaron desechos de envases tetra pack obtenidos de leche o jugos; al cocinar se usa una estufa de inducción magnética para erradicar los hidrocarburos. La vivienda opera sin emisiones de carbono.

Por otra parte, con el objetivo de aprovechar el agua de lluvia, la casa cuenta con un almacenamiento de hasta ocho mil litros, lo cual permite tener la capacidad de almacenar el vital líquido hasta por 20 días en caso de sequía. “Se usó un sistema de osmosis inversa que posibilita beber el agua que se junta, lo cual ayuda a poner en práctica el derecho humano de acceso al agua, ya que actualmente se embotella y se comercializa”, enfatizó el maestro en ciencias ambientales.

Con lo anterior mencionado cabe señalar que la casa, que durante su construcción tuvo un costo menor por metro cuadrado que una vivienda común, cuenta con sistemas activos como celdas solares para abastecer de energía eléctrica a todo el inmueble, mismo que está ubicado en Guadalajara Jalisco y tiene 134 metros cuadrados de dimensión.

Sobre la inspiración y las medidas a tomar

“Debido al cambio climático la vida va a cambiar mucho a como la conocemos ahora y probablemente no nos vaya a gustar lo que sucede, ya que de no hacer nada continuará enfatizándose el problema. Eso me dio el coraje de arriesgar pero con ciencia”, mencionó Jorge Acevedo, quien gracias a sus estudios sobre los efectos del calentamiento global se inspiró a crear la vivienda urbana sustentable.

Y es que el especialista subrayó que es muy tarde para evitar el cambio climático y que no se logrará tener el clima que se tenía antes; sin embargo, se puede revertir el efecto. Para ello propone separarnos de los combustibles fósiles lo antes posible y generar conocimiento especializado para crear empresas mexicanas que aporten a los objetivos del desarrollo sustentable.

“Si nosotros esperamos a que el gobierno resuelva nuestros problemas de vida, podemos seguir así mucho tiempo. Creo que debemos de salir del área de confort y resolver problemas que nosotros generamos, ya que es común que no sepamos consumir responsablemente y terminemos por consumir productos dañinos al medio ambiente. Además, no hemos aprendido a movilizarnos e incluso alimentarnos, el consumo de carne roja está muy relacionado con el calentamiento global. Hay que tener hábitos que favorezcan el cuidado del planeta”, finalizó el maestro en ciencias ambientales por la Universidad de Queensland, Australia. (Agencia ID)

Crean estudiantes mexicanos guante que traduce el lenguaje de señas a escrito

Estudiantes del Instituto Tecnológico Superior de Pátzcuaro (ITSPA), Michoacán, crearon un guante y una aplicación para celular que permiten traducir el lenguaje de señas a escrito, lo que ayuda a que las personas con discapacidad auditiva y oral a comunicarse con quienes no lo manejan.

Los alumnos Chritopher Arriaga Leal, Fernando Maciel Maldonado, Máximo Nicolás Santiago, Miguel Ángel Guzmán García, de la carrera de Ingeniería Biomédica del ITSPA, bajo la asesoría del profesor Guillermo Rey Peñaloza Mendoza, crearon un guante que lee las señales emitidas a través de la gesticulación de los dedos cuando se utiliza el lenguaje dactilológico y las convierte al alfabeto. Al utilizarlo, los mensajes se envían a través de bluetooth y se plasman en una pantalla electrónica.

Gracias a ello las personas pueden leer estos mensajes mediante una pantalla que puede leerse a través de una aplicación móvil que es posible descargar en un teléfono celular.

Igualmente, los mensajes pueden ser convertidos a voz, por medio de un traductor como los utilizados por los buscadores electrónicos, de modo que puedan ser escuchados por las personas que no tienen discapacidad auditiva.

Una de las ventajas de este dispositivo es que permite distinguir "entre letras que presentan el mismo movimiento gesticular de los dedos, como es el caso de la M y W, en donde es igual la seña pero la W presenta movimiento de muñeca. Mientras que la N, la U y la V cambian solamente en la dirección de los dedos y en el movimiento de la muñeca", además de que tiene la sensibilidad suficiente para detectar movimientos suaves de las manos, debido a que cuenta con ocho sensores de flexión resistivos.

Además, una de las ventajas de esta innovación es que su precio es accesible, ya que fue implementado a través de un arduino y los materiales utilizados se encuentran en el mercado.

Los estudiantes aseguraron que a pesar de que los lenguajes dactilológicos existentes tienen estandarizaciones que permiten su fácil uso sin importar el país en el que se ubique el hablante, "la comunicación verbal sigue siendo una limitación importante en la formación de personas con discapacidad auditiva, hecho que provoca un aislamiento social de estas personas y de manera general los limita en el mundo laboral", por lo que confiaron en que este dispositivo ayudará a disminuir esta situación.

Explicaron que actualmente en el mercado hay traductores del lenguaje de señas pero que los convierte a acciones y no a lenguaje escrito.

Los creadores de esta invención actualmente se encuentran en proceso de registro ante el Instituto Mexicano de Propiedad Intelectual, con el objetivo de protegerla.

De acuerdo con la investigación realizada por estos jóvenes como parte de su proyecto, de la población en México que tiene una discapacidad, doce por ciento es auditiva, por lo que se registran 649,451 personas sordas.

Según datos del Instituto Nacional de Geografía y Estadística (INEGI), las personas que tienen algún tipo de discapacidad son 5 millones 739 mil 270, lo que representa 5.1% de la población total, de las cuales 8.por ciento tiene discapacidad de hablar o comunicarse.

Con esta innovación, los estudiantes obtuvieron el tercer lugar en la categoría prototipos de desarrollo tecnológico nivel superior en el Sexto Concurso Estatal de Robótica y Prototipos de Desarrollo Tecnológico, que se llevó a cabo en Morelia en febrero pasado. (Agencia ID)

astrofísico mexicano busca nuevos exoplanetas y vida en el universo

México, AgenciaID (21/05/2017).- “Estamos a punto de encontrar muchos más exoplanetas de los que jamás hemos creído”, enfatizó Luis Carlos Welbanks Camarena, quien realizará su doctorado en la Universidad de Cambridge para clasificar los astros según las características de sus atmósferas y los posibles elementos químicos que los componen.

El maestro en física por la Universidad de Calgary, en Canadá, explicó: “hay exoplanetas con características más complejas que las descritas actualmente, las cuales han sido clasificados en base a lo que se sabe de nuestro sistema solar, sin embargo, entre más astros se descubren, se conoce una mayor diversidad, ya que hay unos que comparten rasgos de otros. Por ello es importante crear un catálogo en donde se categoricen según sus características”.

Para lograr un análisis, primeramente se ubica el planeta con un telescopio satelital o terrestre y se hace uso del “método de tránsito”, que consiste en observar una estrella hasta ver moverse frente a ella un astro que cubra parte de su luz y después se calcula cuánta luminosidad se recibía antes y después de pasar el planeta; así se realiza un cálculo aproximado de su radio. ”Es como si se tuviera un foco y enfrente pasa una mosca, según lo que se cubra la luz se puede saber que tan grande es el insecto” ejemplificó.

Asimismo, para determinar el posible material del que se conforma el exoplaneta descubierto, se calcula la densidad del mismo a partir de la fórmula (Densidad = Masa / Volumen) y lo obtenido se compara con otros materiales en la Tierra; “si la densidad resulta ser de uno, y la del agua es igual, se dice que el astro presenta características similares a las del vital líquido”, acotó el mexicano.

Cabe señalar que los planetas se analizan también a partir de su atmósfera, ya que al estudiar su composición química puede saberse si en ellos hay agua o montañas. “A partir de la información recolectada y estudiada se crean códigos de computadora que simulan las atmósferas de los planetas millones de veces de manera simultánea para compararlas con las observaciones. Así se asume si las cosas se ven iguales en el ordenador y en la realidad”, profundizó Welbanks.

“Con este trabajo se pretende ofrecer una mayor distinción entre planetas, ya que actualmente se clasifican como gigantes de gas, de hierro y rocosos pero la categorización está basada en los conocimientos que se tienen de nuestro sistema solar, no obstante, existe una mayor diversidad, ya que varios astros comparten ciertas características que deben considerarse y registrarse”, apuntó.

A pesar de que hallar nuevos astros pareciera complicado, el astro físico de 25 años mencionó que el hacerlo podría ser más fácil de lo creído, “únicamente se tiene que apuntar el telescopio a estrellas en cuestión y esperar a que algo pase frente a ella, cualquiera puede tener exoplanetas, lo importante es que éstos sean lo suficientemente grandes y bloqueen la luz”.

Finalmente subrayó que actualmente existen varias maneras de detectar exoplanetas, un ejemplo es en internet, donde hay herramientas que indican como encontrarlos y tienen posibilidad de ser usadas por cualquier persona interesada en inspeccionar el espacio, incluso por niños. (Agencia ID)