martes, 31 de mayo de 2016

Acumulador térmico de grafeno

El uso de la presión y la temperatura de un gas para acumular energía es algo muy conocido, al menos desde las calderas de las máquinas de vapor de agua. Pero los métodos usados hasta ahora son voluminosos, poco eficientes, corrosivos y tienen el peligro de explosionar ante cualquier fisura. Propongo un método de acumular energía en la presión y temperatura de un gas que no tenga esos problemas, basado en la resistencia del grafeno en forma de nanotubos, en la distribución de la energía en esas estructuras microscópicas, en la poca reactividad del nitrógeno gaseoso y en la fabricación a nivel microscópico.

Los nanotubos de carbono son arrollamientos de una sola capa de átomos de carbono enlazados con mucha fuerza, formando una malla hexagonal.
Este arrollamiento forma tubos de diámetros muy distintos, pero cada uno muy uniforme en toda su longitud. En su interior caben moléculas pequeñas, como las del nitrógeno.

La solución en la que pienso, sólo a modo de especulación de aficionado, es la siguiente:
Los dos extremos de un tubo de grafeno, de un diámetro lo bastante grande como para ser deformable, se cerrarían aplastándolos por la presión formando dos válvulas, una para entrada y otra para salida.
Un compresor, que podría ser un segmento del tubo cerca de la entrada comprimido secuencialmente, introduciría nitrógeno en el segmento intermedio, que actúa de depósito.
El compresor y las válvulas serían individuales para cada tubo y controladas electrónicamente una a una por ordenador. Para ello, la electrónica de la válvula debe resistir temperaturas altas, así que será de grafeno dopado.
En estado pasivo, sin energía de control, las válvulas permanecerán cerradas.
El aislamiento térmico y la protección mecánica del acumulador lo realizarán capas de nanotubos más externas, paralelas a las capas internas calientes, que tendrían su misma  configuración, pero a presión ambiente cuando están a temperatura ambiente. Estos nanotubos externos, en una emergencia podrán recibir un flujo de gas para refrigerar el acumulador.

Estos acumuladores podrían alcanzar una temperatura superior a los 1000°C y presiones de hasta 1000 atmósferas. Contendrían energía suficiente como para impulsarse a si mismos a reacción hasta ponerse en órbita y aún sobraría para poner en órbita una carga considerable.

Por su pequeña dimensión, podrían distribuirse millones de estos acumuladores/cohete, tomando el conjunto la forma de alas de una aeronave.
Una nave así podría despegar horizontalmente, con una aceleración cómoda, igual a la de un avión de línea. Al funcionar a reacción podría seguir impulsándose fuera de la atmósfera, e incluso ponerse en órbita, lanzar satélites, lanzar naves espaciales, y hasta funcionar ella misma como una nave espacial, sin necesidad de etapas de despegue.
En caso de usarse como nave espacial, reservaría nitrógeno suficiente para retropropulsarse antes de entrar en la atmósfera, de manera que la velocidad de entrada sea lo bastante baja como para poder planear suavemente hasta el aterrizaje.
La superficie de las alas podría ser enorme, de manera que su cara superior se pueda usar como panel solar térmico y/o fotovoltáico.

De la energía térmica de este tipo de acumulador se puede obtener energía eléctrica mediante el efecto termoeléctrico de semiconductores que soporten temperaturas altas, basados en grafeno dopado.

Todo esto sólo son sueños basados en mi afición por la lectura de artículos de divulgación científica. Pero estoy seguro de que son realizables, ya que hay conocimiento científico de todos los principios implicados, cada uno de los cuales se ha probado por separado, al menos a nivel de experimento de laboratorio. Supongo que ya se habrá hecho algún acumulador de calor basado en grafeno, pero aún no lo he encontrado en internet. Para que se realice una aeronave como la propuesta supongo que faltan muchos años.

lunes, 30 de mayo de 2016

Élite enrocada, élite derrocada

Los que cortan el bacalao, los superricos, siguen empeñados en vivir una realidad diferente del resto de la sociedad. Siguen ignorando los problemas que causan con sus políticas de convertir el trabajo ajeno en cuentas bancarias, en su obsesión por pagar lo menos posible a los trabajadores y pagar el mínimo de impuestos. El dinero que dejan de reinvertir en la población que lo produce lo invierten en armamento para defenderse de los enemigos que ellos mismos se buscan. Además hacen ostentación de su riqueza en gastos inútiles como el lanzamiento de cohetes espaciales que no hacen ninguna falta, si no es para amedrentar con el alcance de sus armas, o en yates, mansiones y fincas enormes  donde aislarse del resto de la sociedad.
Los propietarios de las multinacionales, que son los nuevos monarcas absolutistas, se están pareciendo cada vez más a los reyes franceses que se enrocaron entre los jardines de Versalles poco antes de que les cortaran la cabeza.
Ya hay muchos síntomas de que la situación es insostenible, aunque los medios de comunicación lo intentan ocultar: multitudes que huyen de las guerras a las que no se auxilia, protestas en Francia, golpe de estado en Brasil, inminente golpe de estado en Venezuela, partidos socialistas traidores, partidos fascistas que prosperan, estados secuestrados mediante las deudas, etc.

No es que les dé consejos a las élites porque les quiera, porque me parecen prescindibles, pero a todos nos convendría que cambiasen de actitud para evitar derramamientos de sangre por ambos bandos. Reinviertan en la sociedad con sueldos dignos y pagando impuestos proporcionalmente, dejen de presionar a los estados y permitan la democracia para que no haya que tomarla por la fuerza.

En la medida de lo posible, haya paz y usemos la palabra.

domingo, 22 de mayo de 2016

La Luna como primera etapa de los viajes espaciales

Quizá lo que mueve al ser humano a viajar por el espacio es la necesidad de expandirse que siente todo ser vivo. Si es así, es algo innato que no va a desparecer por mucho que intentáramos convencernos de que no merece la pena por las dificultades técnicas y por los  peligros de los viajes espaciales.

Dando por hecho que seguiremos intentando salir de este planeta y colonizar otros mundos, hay que plantearse cómo hacerlo de manera que los viajeros sobrevivan en buenas condiciones y sean capaces de reproducir nuestra forma de vida con independencia de la Tierra. Este proyecto es demasiado difícil como para hacerlo precipitadamente, como pretenden actualmente algunas empresas que hacen negocio con la navegación espacial y anuncian proyectos fantásticos de viajar a Marte dentro de pocos años. Los fracasos debidos a la precipitación, sobre todo si se produjeran muertes en una etapa temprana,  provocarían tal desánimo y desconfianza que retrasarían mucho el proyecto ante el temor a intentarlo de nuevo, como ocurrió tras la tragedia del Challenger.

El mayor problema para la navegación espacial tripulada es que requiere mucha masa para blindar a los astronautas frente la radiación y a los meteoritos. Esto es, para suplir la protección que tenemos en la superficie de la Tierra gracias a la atmósfera, que equivale, en presión, a una capa de diez metros de agua, y la magnetosfera.
Con la tecnología de lanzamientos actual, basada en el mismo principio que los cohetes de feria inventados en China hace muchos siglos, no se pueden poner en órbita masas tan grandes desde la Tierra, porque aquí la fuerza de gravedad es muy grande, lo cual obligaría al uso de cohetes gigantescos, y en consecuencia tremendamente peligrosos y  prohibitivamente dañinos para el medio ambiente.

Pero tenemos la suerte de tener un satélite natural relativamente cercano, con poca gravedad, al que podemos llegar en un tiempo breve, lo bastante como para que la radiación que recibamos en el viaje de ida y vuelta no sea potencialmente fatal. Además, tenemos la suerte de que en la Luna hay cuevas enormes, llamadas tubos de lava por los científicos, que pueden servir de refugio frente a las radiaciones del espacio.

Por si fuera poco, tenemos la suerte de vivir en una época privilegiada en cuanto a tecnología, que nos permite automatizar el trabajo de las máquinas.

En estas circunstancias creo que es viable empezar la navegación interplanetaria tripulada, siempre que usemos la Luna como etapa intermedia, como astillero para la construcción de las naves y como fuente de materias primas para la industria astronáutica.

Es un proyecto tan grande que necesita mucho tiempo y paciencia para hacerlo bien a la primera, sin fracasos trágicos y desalentadores.

Ante todo, debería quedar claro que el proyecto debe ser de toda la humanidad y que debe financiarse y gestionarse por medios públicos. Nadie puede apropiárselo, ni se podrá usar como medio de sometimiento. Todos los que trabajen en él deben sentirse a la vez dueños del proyecto, protagonistas y responsables ante la humanidad.

Soñando despierto, propongo las etapas que tendría el proyecto. Este se dividiría en las siguientes tareas, ordenadas por el comienzo de cada una. Muchas de estas tareas se pueden empezar sin que hayan acabado las anteriores.

1: Creación de una Agencia eSpacial TErrestre, que tendría
podría llamarse TESA, por sus siglas en inglés. Esta agencia coordinaría los trabajos de múltiples empresas, preferentemente públicas, pero sin excluir a las privadas mientras no haya suficiente capacidad pública.

2: Desarrollo de un sistema de propulsión basado en nitrógeno caliente a presión, para no alterar la atmósfera en los lanzamientos. El gas en esas condiciones requeriría depósitos de mucha resistencia mecánica, resistencia a las altas temperaturas y resistencia a la corrosión química. El material que me parece más adecuado es el grafeno. Para distribuir la presión, el grafeno se podría usar en forma de nanotubos de carbono dispuestos en haces.

3: Fabricación en Tierra de una aeronave propulsada por nitrógeno. Tendría alas plegables y móviles. Despegaría como un ave. Usaría las alas también como paneles solares. El nitrógeno lo obtendría del aire por si misma, con energía solar.
La nave tendría tres etapas. La primera para ponerse en órbita y para bajar planeando y aterrizando como un ave. La segunda haría el viaje de ida y vuelta a una órbita de la Luna, que podría ser tripulado o no.  La tercera se usaría para descender y ascender de la Luna.

4: Fabricación de maquinaria robotizada de distintos tipos con las siguientes capacidades: minería, procesado de materias primas, construcción de inmuebles herméticos presurizados, fabricación de mobiliario y utensilios, fabricación de maquinaria pesada, agricultura, fabricación de naves espaciales.

5: Pruebas de la maquinaria robotizada en un entorno terrestre lo más parecido al de la Luna (una cueva en un desierto).

6: Exploración de las cuevas de la Luna para elegir la más adecuada  para la primera colonia.

7: Viajes no tripulados a la colonia transportando las máquinas a medida que se prueben en Tierra.

8: Construcción, en la cueva elegida, de dos habitáculos independientes, redundantes por seguridad. Los construirán las máquinas robotizadas traídas de la Tierra. Estarán llenos de aire sintético. Cada habitáculo tendrá vivienda para cinco personas y dispondrá de un huerto automatizado, capaz de alimentar la colonia indefinidamente, un almacén de alimentos y reserva de agua para varios meses. El huerto también estará en la cueva, en un recinto presurizado, iluminado eléctricamente. La energía se tomará de paneles fotovoltaicos  situados en el exterior.

9: Prueba de los habitáculos con los huertos a pleno rendimiento hasta completar la primera cosecha, el reciclado de sus frutos y verduras y la siembra con éxito de la segunda cosecha.

10: Prueba de habitabilidad enviando ratones de laboratorio. Estos estarán cuidados por las máquinas, y alimentados con productos de los huertos.

11: Fabricación en la colonia de mobiliario, utensilios domésticos y herramienta manual. Pruebas con robots de los muebles, utensilios y herramientas.

12: Fabricación automática en la superficie de la Luna de una centrifugadora para poner pequeñas naves en órbita.

13: Primer viaje tripulado a la Luna (no antes del 2050).

14: Montaje automático, supervisado por humanos, de una fábrica de naves interplanetarias en una órbita de la Luna. Las materias primas se obtendrán de la Luna y se transportarán mediante la centrifugadora desde la superficie.

15: Fabricación automática de un lanzador electromagnético en órbita lunar.

16: Fabricación automática en la órbita lunar de la primera nave interplanetaria.
Tendría:
- Paneles solares basados en grafeno, de varios kilómetros cuadrados, con múltiples secciones redundantes desechables.
- Muchos motores iónicos pequeños y desechables, distribuidos por los extremos de los paneles solares.
- Protecciones magnéticas frente a partículas ionizadas. Podría ser un anillo de nanotubos de carbono que rodease la nave, por el que circulara una corriente contínua, que generaría un campo magnético.
- Fábrica versátil, capaz de producir paneles de grafeno y motores iónicos.
- Propelente para los motores iónicos.
- Módulo habitable, en el centro, con protecciones masivas contra micrometeoritos, equivalente a una capa de agua de 10 metros.
- Módulo de descenso y ascenso en Marte.

17: Pruebas y depuración de la nave interplanetaria y el lanzador electromagnético haciendo viajes Tierra/Luna.

18: Viaje no tripulado a Marte con los robots que construirán una colonia similar al de la Luna (como mínimo en 2100).

19: Primer viaje tripulado a Marte, con al menos diez personas que puedan convivir durante dos años en viajes de ida y vuelta, más dos años de estancia en Marte.

domingo, 15 de mayo de 2016

15M dejemos de servir al dinero para que el dinero nos sirva

El capitalismo es una enfermedad breve en la historia de la humanidad. Depende de nosotros, de nuestra higiene social, el que nos curemos del capitalismo o que se convierta en una enfermedad crónica, o incluso mortal.
Vivimos en una crisis aguda de esa enfermedad que consiste en la acumulación enfermiza del dinero. El club de los más ricos se ha quedado con casi todo el dinero y lo mantiene paralizado en paraísos fiscales y en negocios especulativos que no dan un servicio real a la humanidad. Mientras más dinero acumulan estos super ricos, más poder tienen para seguir manipulando el comportamiento de la economía y la política mundial, de manera que estén a su servicio. El dinero entonces deja de cumplir su función como herramienta para el intercambio de bienes y servicios, y se convierte en un arma de los que lo acumulan contra los demás.
Espero que aún estemos a tiempo de salir de esta situación sin violencia. Habrá muchas maneras  pacíficas de solucionarla, una de las más eficaces es manifestarnos juntos, como haremos hoy 15 de mayo en cientos de plazas de todo el mundo. Pero es necesario actuar día a día para lograr una curación a largo plazo. Propongo que, en la medida de nuestras posibilidades, dejemos de servir con nuestro consumo, nuestro trabajo y nuestro ahorro a las empresas y bancos del club de los más ricos, intentando equilibrar el poder, empoderando los pequeños negocios que nos dan servicio cercano, a los que pagan sus impuestos en nuestro pais, para que esos impuestos nos den servicios públicos. En resumen:
Dejemos de servir al gran capital para que el dinero nos sirva.

lunes, 9 de mayo de 2016

Lanzador astronáutico inflable

El lanzamiento al espacio exterior por medio de cohetes fue una solución con tecnología simple, la misma de los fuegos artificiales inventados hace muchos siglos en China.  Los mismos cohetes usados desde entonces en las fiestas, sólo que más grandes y con algo de sofisticación en los materiales y el control, se han usado hasta ahora tanto para lanzar bombas como para poner satélites en órbita, aunque a costa de derrochar materias primas y energía, además de suponer un peligro por la caída incontrolada de las etapas.
Cada vez se lanzan al espacio objetos más pesados y en mayor cantidad. Además está reactivándose entre las grandes potencias la carrera por reanudar los viajes tripulados más allá de la estación espacial. Esto obligará a usar cohetes cada vez más grandes, más caros y más peligrosos.
No es sostenible ni seguro el uso masivo de cohetes enormes cargados de combustible, así que es imprescindible imaginar y poner en marcha soluciones más complejas pero menos costosas y peligrosas.

Echo un vistazo a lo que tenemos alrededor, intentando olvidar los prejuicios de la cultura y del mercado, para buscar una solución. Veo que la fuente de energía más accesible en todo el sistema solar es la energía radiada por el Sol, y que la manera más probada y segura de elevarse sobre el suelo es con alas. Se me ocurre  combinar esta fuente de energía con ese método de vuelo y propongo una solución. Se trata de un lanzador en forma de ala delta hinchable y plegable como un abanico, con un casco cilíndrico que protege el ala cuando está desinflada y plegada. El casco esta dividido en dos mitades a lo largo, unidas por el morro, que hace de bisagra y contiene la carga. La cara superior del ala es un panel fotovoltaico. El ala está repartida en globos cónicos alineados horizontalmente.
Para despegar, el lanzador se orienta contra el viento, despliega su ala y la infla para que la presión sostenga su estructura. El viento lo eleva como si fuera una cometa. Si no hay suficiente viento, bate el ala para crear su propia corriente. Mientras está planeando en el aire, el tiempo que haga falta, el panel recoge energía solar, que utiliza para cargar las baterías y para absorber aire. Se destila el aire y se queda sólo con el nitrógeno, que es casi inerte, para evitar que el gas caliente corrompa los depósitos en que se almacena o el motor por el que saldrá. Se comprime el nitrógeno hasta que alcanza el máximo de temperatura y presión posibles. La presión y temperatura del gas darán la energía que permita alcanzar la órbita. El lanzador seguirá subiendo aprovechando las corrientes de aire. Cuando ha almacenado suficiente energía eléctrica y nitrógeno comprimido, lo proyectará por los motores. Si sobra energía eléctrica después de comprimir el gas al máximo, antes de la propulsión a chorro, moverá el ala para impulsarse aleteando. Sigue subiendo gracias a esos impulsos y a la aerodinámica del ala. Así alcanza la altura máxima a la que se puede sustentar con el ala. A partir de aquí y hasta salir por completo de la atmósfera, se desinfla el ala y se pliega para ofrecer la mínima resistencia al aire y para proteger el ala del rozamiento que tendría a velocidades altas. Al mismo tiempo, el lanzador se impulsa y asciende usando sólo la reacción, mediante el nitrógeno caliente de los depósitos.
Al salir de la atmósfera,cuando ya no hay rozamiento, el ala se despliega de nuevo para captar energía solar. Con esa energía  calienta y comprime el nitrógeno que queda de los depósitos para seguir acelerando. Cuando alcanza suficiente altura y velocidad como para lanzar la carga, esta despega y continúa acelerando con sus propios sistemas de propulsión, que también pueden usar nitrógeno caliente tomado previamente del lanzador.
Durante el descenso, el lanzador pliega el ala y frena en el vacío con el impulso de la reserva de nitrógeno caliente. Entra en la atmósfera, que le ayuda a frenar, hasta que la velocidad es lo bastante baja para poder desplegar el ala. En las capas más altas de la atmósfera frena con el ala a modo de paracaídas. En la troposfera planea y se adapta al viento hasta aterrizar. Durante el descenso recarga en parte los depósitos de nitrógeno. Ya en el suelo, pliega el ala para  protegerse del viento. Desde que aterriza, a no ser que se haya detectado alguna avería, ya está dispuesto para un nuevo lanzamiento. En ningún momento se ha quemado combustible ni se ha tirado material.

domingo, 1 de mayo de 2016

Calentamiento global. Nos venden nuestros cimientos e incendiamos la casa con ellos.

Leo en el blog "La ciencia y sus demonios" que el calentamiento global lleva seis meses consecutivos de récords de temperatura y que el calentamiento es muy superior en zonas del Ártico, hasta de 8°, con el consiguiente derretimiento de los hielos. Ese derretimiento tiene un efecto de avalancha que produce aún más calentamiento global.

Se podría comparar la relación entre las empresas petroleras y el resto de la humanidad, con la de la comunidad de vecinos de un edificio de madera, en la que el propietario de la planta baja sacara astillas de los pilares y se las vendiera a sus vecinos. Los vecinos, además de consentirlo, como la madera les sale barata, la queman sin control y llenan la casa de humo. De momento la casa aguanta y los vecinos disfrutan del morbo que les da el riesgo. Incluso hacen apuestas sobre qué será primero, si la axfisia, el incendio o el  derrumbe.

¡MAS MADERA!