Controlar y aprovechar la energía de un huracán y volcán en erupción ¿Es posible?

   Sin duda es grande  la cantidad de  energía con la que un huracán que destroza pueblos y ciudades costeras y volcanes en erupción que arrojan ríos de lava y destrozan a su paso pueblos y ciudades también. ¿Será posible que podamos controlar estos fenómenos de la naturaleza?
  Las Figuras 1 y 2 muestran los tipos de energía que traen estos dos fenómenos naturales.

Figura 1. Un huracán trae consigo mucha energía del tipo cinética.

 Figura 2. La explosión de un un volcán trae consigo energía de reacciones químicas junto con energía de tipo de transformaciones físicas de la materia, y la lava del tipo de energía térmica, calor latente que podría ser transferido.

¿Cómo podríamos usar estos tipo de energía y transformarlas en energía mecánica y luego eléctrica para nuestro beneficio?

Demos respuesta sencillas:

Para los aire huracanado la energía cinética la podemos transformar en mecánica y luego en eléctrica usando un aerogenerador, como se muestra en la Figura 3.

Figura 3 El aerogenerador convierte la energía cinética del aire en energía mecánica y luego eléctrica.

¿Pero, cuál es el problema? ¿Por qué no se usan aerogeneradores en los huracanes?

El problema es el que el  fluido (el aire) se comporta en regimen de flujo turbulento. El flujo laminar forma vectoras de velocidad (del fluido) en una sola dirección y la velocidad no es alta,  de tal manera que el número de Reynolds (Re) que es Re= velocidad* Distancia característica que contiene el fluido* la densidad del fluido/Viscosidad del fluido, es pequeño, como de 2100 dentro de tubos, y los fluidos turbulentos los vectores de velocidad no son en una sola dirección y sentido y son de mayor magnitud y el Re es mucho mayor. La figura 4 muestra la diferencia de los tipo de regimen de fluidos dentro de un tubo.

Figura 4.- Fluido en regimen laminar y regimen turbulento.

Los vectores de velocidad del aire (fluido) de un huracán son del tipo turbulento y como se fijan en la Figura 3 los aerogeneradores están diseñados para fluidos más del tipo laminar. En el  flujo turbolento los vectores de velocidad del fluido (el aire) tienen diferente dirección y por eso es difícil usarlo en un aerogenador.

La temperatura del magma expulsado por el volcán, es muy alta tanto que funde sólidos ¿Se puede aprovechar la cantidad de calor para ser intercambiado y aprovechado?

Figura 5.- Un volcan arroja material incandesente de 1200 a 900 C y además gases y partículas a la atmosfera.

¿Que solución propones?

Yo doy una, diseñar aerogeneradores para fluidos turbulentos, muy especificamente el tipo de regimen que se forman en un huracán. Puede ser un comienzo. ¿Qué piensas?.

¿Las celdas solares son sustentables?

1. ¿Qué es una celda solar?
2. ¿Si las celda solares reciben energía del sol y esta es gratis, porque todos no tenemos celdas solares en casa y en la industria?
3. ¿De que materiales esta hecha la celda solar y como se fabrican?

Figura 1.- ¿Por qué no tenemos todos celdas solares en nuestras casas.

Las preguntas anteriores son importante porque no tenemos celdas solares en cada casa, hoy en día.

Las figuras 2 a y b representan esquemas sencillos de como trabajan las celdas solares.

Figura 2a Esquema sencillo de como funciona una celda solar

Figura 2 b. Serie de películas o capas de diferentes materiales que conforman la celda solar

Más que entender los principios de física y química para saber el funcionamiento de una celda solar, es muy notorio ver que se necesita materiales especiales como el silicio (silicon en inglés en las Figuras 1 y b). 

El silicio es un elemento puro que se obtiene a muy altas temperatura de purificación.

Figura 3. El obtener oblea de silicio puro requiere temperaturas superior a 1000 C.

Este es una de la razones por lo cuales las celdas solares son tan costosas. El gasto de combustible (energía) que se requiere para obtener el silicio puro.

La preguntas de sustentabilidad son:

1.- ¿En cuánto tiempo de uso de la celda solar se recuperará la energía que se gastó al hacerla?

2.- ¿Habrá otros materiales más económico y que den el misma eficiencia energética que una celda solar con material de Si puro?

Las respuesta es, si.

Actualmente se desarrollan nuevos  y más económico materiales que tratan de dar la mayor eficiencia energética cuidando al ambiente y gasto de energía en fabricarlos.

La pregunta del futuro es:

Si el nuestro Sol un día se acabará, ¿Podremos obtener energía de otra fuentes en el universo?

La respuesta es si, recibimos energía de otra frecuencia y del universo exterior, nuestro campo magnético terrestre nos protege.

Figura 4.- Un día nuestro sol se terminará pero recibimos energía del universo de otras fuentes externas a nuestro sistema solar, solo que estamos protegidos por nuestro campo magnético.

¿Tú que opinas de pagar y usar celdas solares?

Las computadoras del futuro,, harán todo,, ¿Con qué energía?

Y dicen en los programas de televisión:
"Las computadoras y robots del futuro serán más inteligentes y harán muchas cosas por nosotros"
Y Yo me pregunto: ¿Con qué energía funcionarán estos artefactos?

Figura 1. Los robots del futuro serán nuestros compañeros.

Figura 2. El explorador de internet estará en nuestras retinas.

Y nuestros amigos tecnólogos de las tecnologías de la informática y computación (TIC) no han trabajado su visión con los científicos que se preocupan por las fuentes de energía del futuro. Nuestros amigos de las TIC están pensando en el futuro con energía del día de hoy.

La sustentabilidad implica trabajo en equipo multidisciplinario para encontrar las respuesta de un mejor mañana.

Por eso Químicos, Biólogos, Ingenieros, Físicos, Matemáticos y demás disciplinas deben trabajar en construir juntos los artefactos del mañana.

Figura 3. Broma en una playera sobre las multidisciplinas

La sustentabilidad es noble en el sentido que todas las disciplinas buscan un objetivo común.

Tener un mejor mañana, de mayor prestación en energía, económico, socio-cultural y de salud.

Debemos buscar energías alternas; solar, de biomasa de residuos agroindustriales, de tal manera que podamos equilibrar el estilo de vida moderno con el cuidado del medio ambiente y respeto hacia los demás.

Figura 4. Padre e hijos usando un medio de transporte sustentable.

Figura 5. La lluvia ácida provoca la emisión de metano de la tierra húmedas, a través de bacterias llamadas methanogenus.

Figura 4 muestra como la lluvia ácida provocada por las emisiones de azufre al medio ambiente, provoca que microorganismos de la tierra provoquen el metano (CH4), un gas invernadero.

La sustentabilidad propone que  ese gas metano sea capturado, concentrado y usado como fuente de combustible.

Figura 6.- Parodia de que el residuo agroindustrial sea fuente de energía de las computadoras

En la Figura 6 se presenta una parodia de como un residuo sea fuente de energía.

Unete al trabajo multidisciplinario, uno es ya lo que estas haciendo al leer este blog.

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