Piezoelectricidad

El fenómeno de la piezoelectricidad lo presentan algunos minerales, naturales o sintéticos, que al ser sometidos a presiones o tensiones mecánicas aparece una diferencia de potencial y cargas eléctricas en su superficie. También ocurre  al revés: estos materiales al ser sometidos a corrientes eléctricas se deforman debido a la acción de fuerzas internas. Esto se debe a que los materiales que presentan esta propiedad no tienen centro de simetría, por lo tanto al comprimirlos se disocian los centros de gravedad de las cargas positivas y negativas y de este modo surgen dipolos elementales en su masa, lo que provoca la aparición de cargas eléctricas. Algunos minerales naturales que presentan esta propiedad son el cuarzo y la turmalina.

    Turmalina                                              Cristal de cuarzo

Aplicaciones

Una de las aplicaciones más habituales son los relojes de cuarzo. Éste es un reloj electrónico que se caracteriza por poseer una pieza de cuarzo que sirve para generar los impulsos necesarios a intervalos regulares que permitirán la medición del tiempo. La lámina de cuarzo necesita vibrar y para eso debe ser alimentada por un campo eléctrico oscilante generado por una pequeña pila eléctrica. El cuarzo hace el papel de regulador y estabilizador de la frecuencia lo que servirá finalmente para dar una medida del tiempo.

Otra de las aplicaciones, una de las más innovadoras, es la generación de electricidad en carreteras, vías de trenes o pasos de peatones gracias a este fenómeno y aprovechando la presión que ejercen los coches, trenes o pisadas humanas respectivamente. Por ejemplo, la compañía israelí Innowattwch junto a la compañía estatal Israel Railways están diseñando dispositivos piezoeléctricos que irían en la base de las vías de trenes y producirían electricidad a su paso. Según sus estudios, los sectores de vías por los cuales circulan entre 10 y 20 trenes de 10 vagones cada hora lograrían generan hasta 120 kwh de energía que podría ser utilizada para alimentar los propios trenes o las señales ferroviarias.
Otro campo de aplicación es en las carreteras, donde ya se comercializan generadores piezoeléctricos. Éstos son instalados 5 centímetros por la capa superior de asfalto y captan la presión de los coches que circulan por encima. En este caso, gracias al paso de 600 vehículos viajando a 72 kilómetros por hora de promedio sobre una carretera con generadores piezoeléctricos instalados a lo largo de 1 kilómetro, permitiría producir 200 kwh. De esta manera, se obtendrían ganancias por medio millón de dólares en un período de entre 3 y 6 años, recuperando así la inversión realizada para la instalación de 6.250 generadores.  
También se piensa en instalarlos bajo cruces peatonales muy transitados, ya que se generaría electricidad, debido al paso de los viandantes y coches, que podría ser destinada, por ejemplo, al alumbrado público.


Por último y como curiosidad, en este vídeo de una campaña publicitaria de Movistar se puede apreciar el efecto de unas placas piezoeléctrcias instaladas en un estadio de fútbol.

El reciclaje del papel

El reciclaje del papel es el proceso de recuperación del papel ya utilizado para transformarlo en otros productos de papel. Hay tres categorías de papel que pueden utilizarse en este proceso: papel molido proveniente de la manufactura del papel, papel de pre-consumo que ha sido rechazado antes de su comercialización y papel de post-consumo que son los desechos de papel de los consumidores, como las revistas o periódicos viejos.

Proceso

Estos residuos de papel se reducen a pasta de papel y se combinan con nueva pasta procedente de la madera. Ésto es necesario ya que en el proceso de reciclado se produce una ruptura de fibras, lo que conlleva a una pérdida de calidad que se subsana de esta manera.

Casi cualquier tipo de papel puede ser reciclado, aunque algunos más difícilmente que otros. Antes se deben quitar las coloraciones, escritos y otros recubrimientos como plástico, aluminio o arcilla.

Después la pasta de papel debe pasar por varias fases:

• Pastificación: se añaden disolventes químicos y se separan las fibras.
• Criba: se retiran impurezas, lo que no son fibras de papel.
• Centrifugación: se separa por su densidad el papel y los lodos o arcillas.
• Flotación: se elimina la tinta gracias a burbujas de aire.
• Lavado para quitar las pocas impurezas que hubieran permanecido aún.
• Blanqueamiento con peróxido de hidrógeno o hidrosulfito de sodio.
• Fabricación del papel siguiendo el método de fabricación del papel virgen.

Razones a favor del reciclado de papel


La fabricación de papel supone un impacto en el medio ambiente, tanto en las actividades previas (recolección de materias primas) como en las posteriores (eliminación de residuos). El 90% del papel está fabricado con madera, que representa a la del 35% de los árboles talados.

Reciclando papel, según la Administración para la Información sobre la Energía (E.I.A.), se ahorra hasta un 40% de energía. También al reciclar el papel se reduce el espacio que hubiera sido necesario para almacenarlo en un vertedero, por ejemplo reciclar una tonelada de papel de periódico ahorra tres metros cúbicos de desechos. Otras de las grandes ventajas, descubierta por la Agencia de Protección Medioambiental de los Estados Unidos (E.P.A.), es que reciclar causa un 35% menos de contaminación del agua y un 74% menos de contaminación aérea que cuando se fabrica papel virgen.

Fábrica de papel

Críticas en contra del reciclado de papel


También hay abundantes críticas que se oponen al reciclaje de papel, la más habitual es la controversia con el ahorro de energía. Aunque según la E.I.A. se puede ahorrar hasta un 40% de energía al reciclar papel, algunos críticos piensan que globalmente puede llegarse a gastar incluso más energía y a emitir más gases de efecto invernadero que si se creara papel virgen con los métodos tradicionales. Otra de las objeciones es en el apartado económico, se piensa que muchas veces el producto final no es rentable ya que depende en gran medida de la eficiencia del programa de reciclado que se utilice. La última crítica es contra la creencia de que se reduce la tala de árboles. Según afirma el economista Steven Landsburg, las compañías productoras de papel cuentan con incentivos para reforestar los bosques, ya que en realidad la producción de papel proviene de bosques que se mantienen específicamente para esta actividad. Los defensores del medio ambiente dicen al respecto que estos bosques "granja" no son tan buenos como los bosques vírgenes ya que no contienen tanta biodiversidad y no logran reparar el suelo, provocándose una gran erosión, además de que muchas veces necesitan fertilizantes para mantenerse.


Opinión personal


Pienso que el reciclaje de papel debe mantenerse. Por un lado se debería lograr ver si de verdad se ahorra energía y si se emiten o no más gases de efecto invernadero, pero de todos modos el no contaminar el agua y el aire gracias a esto creo que es una buena razón. La reforestación por parte de las compañías productoras también me parece algo muy bueno ya que permite producir papel sin tener que cortar más zonas arboladas y destruir más bosques vírgenes.

Centrales nucleares y el desastre de Japón

Una de las peores consecuencias del terremoto y consiguiente maremoto que avanzó sobre Japón los días pasados han sido los daños sufridos por las plantas nucleares costeras, en particular Fukushima I.
En dicha planta lo ocurrido fue: los reactores se detienen por el terremoto y se ponen en marcha unos generadores diésel para producir electricidad, pero se estropean debido al maremoto. Para reducir la presión interna se libera vapor radiactivo al exterior. Esto no impide que la temperatura del reactor aumente, lo que provoca la fundición del zirconio de las barras de control y su reacción con el agua, generando una burbuja de hidrógeno que provoca la explosión del techo. Este es el caso de los reactores 1 y 3, que explotaron con diferencia de varios días y quedaron heridas varias personas. El reactor número 2 tiene problemas con la refrigeración, mientras que los reactores 4,5 y 6 estaban fuera de servicio debido a labores de mantenimiento antes de que ocurriera el terremoto. Si no es posible llegar a refrigerar el núcleo, el uranio puede llegar a fundirse y traspasarlo junto con el edificio de contención, provocando una gran fuga de material radiactivo.

Centrales nucleares en España y en el mundo

En el mundo hay 442 reactores en funcionamiento, destacando Estados Unidos, con 104; Francia, con 58 y Japón, 54. Además hay 65 reactores en construcción, destacando China, que está edificando 27; Rusia, que está construyendo 11, Corea del sur e India, que están haciendo cada uno 5 más; y también otros países, entre ellos el propio Japón, que están construyendo 1 o 2 reactores más.

En España hay ocho centrales nucleares en funcionamiento: Santa María de Garoña, Almaraz I, Almaraz II, Ascó I, Ascó II, Cofrentes, Trillo, Vandellós II; cuyo final de vida de diseño se encuentra entre el 2021 y el 2028, exceptuando Santa María de Garoña, que se cerrará en 2013. Además la central José Cabrera (Zorita) se cerró en 2006, ya que fue la primera en construirse y llego al fin de su vida de diseño.

Terremotos y Tsunamis

Debido a los recientes y fatídicos sucesos naturales que asolan Japón, esta entrada estará dedicada a explicar como ocurren y que provoca los terremotos y maremotos.
La tectónica de placas explica como los materiales rocosos de la corteza y de la parte superior del manto constituyen unidades o placas litosféricas  que se mueven encima del manto superior e interaccionan entre sí, creándose y destruyéndose. Entre cada placa existen unos bordes de placa que pueden ser de tres tipos: dorsales oceánicas, donde se crea las placas debido al flujo de material que sale del interior de la Tierra; zonas de subducción, donde las placas chocan y una de ellas se introduce por debajo de la otra destruyéndose; y por último las fallas de transformación, que son desgarres producidos en zonas sometidas a empujes distintos pero donde no se crea ni se destruye litosfera oceánica.
En Japón lo que ocurre es que se encuentra en una zona de subducción de la placa Pacífica bajo la placa Euroasiática. Esto provoca gran actividad sísmica que el pasa once de marzo desencadenó uno de los mayores terremotos registrados, de grado nueve en la escala Richter. A consecuencia del terremoto y del desplazamiento de la placa tectónica, poco después un gran maremoto o tsunami embistió contra la costa oriental de Japón, destruyendo muchas ciudades costeras y hasta dañando una central nuclear.

Dibujo representativo de como se origina un maremoto

Para que los edificios puedan resistir los terremotos, necesitan ser construidos con un elementos especiales como, por ejemplo, resortes de acero y amortiguadores que permiten que la construcción oscilen, dentro de unos límites, sin desmoronarse. También se puede reforzar la cimentación con hormigón, con estructuras auxiliares, con elementos tensados, con madera contrachapada o reduciendo el peso del forjado, incrementando los apoyos verticales.

De todos modos los terremotos pueden afectar de distinta manera ya que se rigen por factores como la duración, la frecuencia,la composición del suelo y subsuelo de la zona afectada, la magnitud del seísmo y la profundidad y distancia del foco.