Archivos Mensuales: junio 2016

Avión impulsado por hélices energizadas exclusivamente por baterías eléctricas

La NASA probará una nueva tecnología de propulsión en un avión dotado de 14 motores eléctricos para hacer girar hélices, todos ellos integrados en un ala de diseño especial. Empleará para ello un aeroplano experimental llamado ahora X-57 y bautizado como “Maxwell” en honor de James Clerk Maxwell, el físico escocés del siglo XIX que efectuó trabajos pioneros en el campo del electromagnetismo. En opinión de muchos, su importancia a la hora de contribuir al avance de la física solo tiene rival en Albert Einstein e Isaac Newton.

La denominación con la letra X, tradicionalmente asociada a aviones experimentales en los que ensayar tecnologías revolucionarias, trae recuerdos de gloriosos momentos de la historia de la aeronáutica, como por ejemplo cuando el avión X-1 fue en 1947 el primero en superar la barrera del sonido, o sea volar a una velocidad mayor que la del sonido.

descarga (7).jpgLos investigadores de la NASA construirán el X-57 modificando un avión bimotor ligero llamado Tecnam P2006T, diseñado en Italia y recientemente adquirido.

Su ala original y sus dos motores a pistón alimentados por combustible químico serán reemplazados con un ala larga y delgada en la que estarán integrados los 14 motores eléctricos, 12 de ellos en el borde delantero para los despegues y los aterrizajes, y un motor más grande en cada punta de ala para ser utilizados a la altitud de crucero.

Los ingenieros aeronáuticos de la NASA esperan validar la idea de que distribuir energía eléctrica entre una serie de motores integrados en un avión de esta forma supondrá un gasto de energía cinco veces menor para que un avión pequeño vuele a la velocidad de crucero de 280 kilómetros por hora (175 millas por hora).

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El primer chip con mil procesadores

Se ha presentado públicamente un microchip que contiene 1.000 procesadores programables independientes. El chip “KiloCore”, energéticamente eficiente, tiene una tasa máxima de computación de 1,78 billones (millones de millones) de instrucciones por segundo y contiene 621 millones de transistores.

La arquitectura del chip la ha diseñado el equipo de Bevan Baas y Brent Bohnenstiehl, de la Universidad de California en Davis (Estados Unidos). Hasta donde saben Baas y sus colegas, es el primer chip de 1.000 procesadores del mundo, y el procesador de mayor velocidad de reloj diseñado hasta ahora en una universidad.

Si bien se han creado otros chips de múltiples procesadores, ninguno pasó de 300, a juzgar por los datos reunidos en una revisión hecha por el equipo de Baas. La mayoría fueron creados para investigación y pocos se venden comercialmente. El chip KiloCore fue construido por IBM usando su tecnología CMOS de 32 nm.

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Cada núcleo de procesador puede ejecutar su propio pequeño programa de forma independiente de los demás, lo cual es un método fundamentalmente más flexible que los utilizados en otros procesadores, como las GPUs, que emplean una arquitectura de instrucción única para datos múltiples; la idea es descomponer una aplicación en muchos trozos pequeños, cada uno de los cuales sea ejecutable en paralelo sobre diferentes procesadores, permitiendo un alto rendimiento con un uso de energía más bajo.

descarga (5).jpgDado que cada procesador tiene su propio reloj, puede apagarse para ahorrar más energía cuando no se le necesita. Los núcleos operan a una frecuencia de reloj máxima promedio de 1,78 GHz, y transfieren datos directamente entre sí en vez de usar un área común de memoria que podría convertirse en un cuello de botella para ellos.

El chip es el procesador con núcleos múltiples más eficiente desde el punto de vista energético del que se tenga conocimiento, según Baas. Por ejemplo, los 1.000 procesadores pueden ejecutar 115.000 millones de instrucciones por segundo gastando solo 0,7 vatios, cifra lo bastante baja como para poder ser alimentado con una única pila AA. El chip KiloCore ejecuta instrucciones con una eficiencia más de 100 veces mayor que la de un moderno procesador de ordenador portátil.

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Nuevas células solares con nanocristales ecológicos

descarga (4)La energía solar se está convirtiendo en una fuente alternativa a los combustibles fósiles, y el desarrollo de las tecnologías fotovoltaicas no deja de crecer para su aplicación en cualquier entorno: edificios, ropa, electrónica de consumo y accesorios. Estas demandas han fomentado el desarrollo de células solares ultradelgadas, de bajo coste  y que sean respetuosas con el medio ambiente durante su producción, uso y eliminación.

Las células solares inorgánicas más utilizadas en el mercado, las que aparecen sobre los tejados o en las huertas solares, están fabricadas con silicio. Sin embargo, su producción suele ser costosa y consume mucha energía, sin olvidar que los módulos son voluminosos y de gran peso. Como alternativa al silicio, existen células ultrafinas y más baratas, pero están compuestas de elementos tóxicos como el plomo o cadmio, o contienen elementos escasos, como el indio o teluro.

En este contexto, los investigadores del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) (España) Maria Bernechea, Nicky Miller, Guillem Xercavins, David So y Alexandros Stavrinadis, dirigidos por el profesor ICREA en el ICFO Gerasimos Konstantatos, han encontrado una solución a este creciente problema. Han logrado fabricar una célula solar semitransparente, procesada en solución y fabricada a bajas temperaturas, basada en nanocristales de plata, bismuto y azufre (AgBiS2), un material compuesto por elementos no tóxicos y que son abundantes en la Tierra.

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Además de demostrar ser muy buenos en absorción de luz pancromática, estos nanocristales han sido diseñados para actuar como un medio eficaz en el transporte de cargas para células solares procesadas en solución.

 

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