La magnificencia de los usos del láser

Los desarrollos que van apareciendo para los usos del rayo láser a recorrido un gran camino desde los primeros inicios debido a la Ingeniería Inversa.

Hace no mucho leímos la noticia de una peculiar cámara:

Un equipo de investigación del MIT ha desarrollado una cámara láser capaz de sacar fotografías atravesando objetos sólidos, una especie de rayos X pero basada en ráfagas de luz de alta intensidad.

En poco tiempo podríamos sacar una fotografía de una esquina en una calle cualquiera y descubrir después en la imagen, que aparecen los objetos ocultos por la pared. Esto es lo que ha conseguido un grupo de investigación del Massachussetts Institute of Technology; una cámara de fotos con efecto ‘radiografía’.

El prototipo es capaz de construir una imagen de todo su entorno sin importar la presencia de muros y otros obstáculos, las pequeñas cantidades de luz reflejadas por los objetos sirven para dibujar un escenario oculto a la visión humana.

La cámara funciona emitiendo una fuente de luz de alta intensidad en ráfagas muy cortas, de una cuatrillonésima parte de un segundo. La dispersión de la luz es capaz de llegar a rincones ocultos y por tanto ser reflejada por lo que allí se encuentre.

Durante el primer impulso de luz el obturador permanece cerrado para evitar el primer reflejo y recoger sólo las cantidades mínimas de luz que se corresponden a elementos ocultos. Esta técnica de fotografía se emplea ya en misiones militares, por ejemplo, para detectar armamento oculto en zonas donde la vegetación es muy densa.

La cámara del equipo del MIT, se diferencia en que no sólo registra la intensidad y posición de las partículas de luz que le llegan, también mide el tiempo de llegada, fundamental para ‘recrear’ ese espacio oculto.

Una serie de algoritmos similares a los empleados en la tecnología 3D hacen el resto.

La lista de aplicaciones para un invento así es interminable, el propio grupo de trabajo apunta algunas de ellas, desde integrarlas en los vehículos para que muestren al conductor los ángulos muertos, hasta permitir a los bomberos ver si alguien está en peligro dentro de un edificio sin tener que entrar a comprobarlo.

Este tipo de pesquisa es de la que hablan ciertos abducidos, que trataron de esconderse de la presencia alien.

Aún estamos esperando la aparición de la televisión y cine corpóreo, que la tecnología láser promete para dentro de poco no solo por lo complicado de dar movimiento a imágenes espaciales de apariencia casi real, sino los costos enormes para aparatos domésticos que esto representa.

Comentábamos en reunión de amigos, que las fotos láser, incluso hasta ciertos signos de seguridad de legitimidad, emanan imágenes reflejadas, que exceden las especificaciones 3D; y si son emanadas de un cuerpo labrado por estos métodos, son lo más cercano a visualizar una cuarta dimensión espacial en nuestro mundo de espacio tridimencional. Operación contraria a la pensada por ciertos físicos para desarrollar la teoría gravitatoria cuántica al suprimir una dimensión.

La holografía fue inventada en el año 1947 por el físico húngaro Dennis Gabor, que recibió por esto el Premio Nobel de Física, pero desde 1963, recibió la gran ayuda del rayo láser, lo que juntamente la catapultó a alturas cada vez más importantes.

Los investigadores de la Universidad de Tokio han logrado una tecnología que es un primer paso significativo en hologramas. Hiroyuki Shinoda, profesor de la Universidad de Tokio, dice: «Hasta ahora, la holografía ha sido sólo para los ojos, y si iba a tratar de tocarla, la mano los atravesaba como si fueran fantasmas. Pero ahora tenemos una tecnología que también añade la sensación del tacto a los hologramas».

La misma consiste en un software que utiliza ondas de ultrasonido para crear presión sobre la mano de un usuario al tocar el holograma proyectado. Los investigadores están usando dos Wiimotes del sistema de juego de Nintendo Wii para realizar un seguimiento de la mano del usuario. .

La tecnología fue presentada en SIGGRAPH (2010), en una conferencia anual sobre gráficos de ordenador, y hasta ahora sólo se ha probado con objetos relativamente simples, sin embargo, sus inventores tienen grandes planes para hologramas tangibles en el futuro. .

Pueden haber muchas aplicaciones, por ejemplo: Si en los hospitales se puede cambiar los interruptores por conmutadores virtuales, se impedirá la contaminación…. libros que aparecen cuando sea necesario, y luego, cuando no desaparecen, reemplazar la necesidad de establecer nuevas interfaces para la tecnología, ya que pueden cambiar sin tener que hacer un producto físico nuevo y hasta podrán cambiar las diversiones y el trato interpersonal, etc.

Prometo en otro artículo retomar este apasionante tema.

por Manlio E. Wydler

Tecnología: Ventanas Solares

Ingenieros del MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) han creado una película solar transparente que además de recoger la energía solar permite el paso de la luz. Entre los usos prácticos de éste invento se encuentra la posibilidad de aplicarlos en las ventanas de una casa permitiriendo por transformar el calor del sol en una fuente de energía renovable.

El invento es una célula fotovoltaica basada en moléculas orgánicas las cuales, recogen la energía de longitud de onda infrarroja permitiendo pasar la luz visible y, por tanto, sin interceder en la luminosidad que percibimos los humanos. De este modo, instalado en las ventanas de los hogares, podría producir la energía necesaria para el funcionamiento de luces, electrodomésticos e incluso calefacción del hogar a un costo mucho menor.

El profesor de ingeniería eléctrica del MIT, Vladimir Bulovic y el coautor del invento, Richard Lunt explican que para instalar el sistema solo sería necesario colocar encima del cristal la lámina de material que ellos mismos diseñaron, los cables de transferencia de la energía y un controlador del voltaje.

Los colectores de energía solar actuales, permiten un rendimiento del 13 por ciento mientras que ésta tecnología permitiría apenas un rendimiento del 1,7 por ciento. Sin embargo, éste sistema podría emplearse como alternativa a los paneles solares tradicionales.

Innovaciones para realizar la fotosíntesis artificial

Muchas veces he escrito sobre las temperaturas gélidas que sufrirá la Tierra en un futuro desgraciadamente bastante cercano.

La humanidad estará privada de la fotosíntesis natural para sobrevivir, ya que las plantas no tendrán ni el clima apropiado, ni lugar físico sin nieve. (Construir grandes «invernaderos» será impráctico ante la nueva industria de fotosíntesis artificial).

Ya se ha avanzado al respecto. Sabemos que la energía solar se convierte en energía eléctrica, ya sea a través de paneles fotovoltaicos o de centrales termosolares, pero existen otras formas de aprovechar el Sol.

Una forma conocida pero que aun no ha salido del laboratorio es la llamada «fotosíntesis artificial», un conjunto de técnicas que buscan utilizar la energía solar para sintetizar combustibles con la gran ventaja que el combustible sintetizado se puede almacenar, con lo que el problema de la irregularidad del Sol queda solucionado. El problema es que aun están en pañales y todavía queda por delante un importante trabajo de ingeniería y desarrollo.

Curioseando por la red encontramos uno de estos proyectos (Science); se trata de un prototipo creado por un equipo de investigadores suizos y estadounidenses. Este utiliza una lente de cuarzo para enfocar la luz solar sobre una cavidad hecha de óxido de Cerio, donde las moléculas de agua y CO2 se disocian para producir el llamado «gas de síntesis», una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno que sirve de base para producir cualquier hidrocarburo, como veremos al final.

La luz solar es capaz de romper las moléculas de agua y dióxido de carbono, el óxido de Cerio es un catalizador que acelera esta reacción, haciendo que el proceso sea mucho más eficiente. El cerio tiene la ventaja añadida de que es un elemento bastante abundante, con lo que no existe el riesgo de escasez de otros elementos.

Pero este dispositivo tiene aún un grave inconveniente: Su eficiencia es muy baja, solo aprovecha un 0,8% de la energía solar que recibe (Muy lejos de la eficiencia de la fotosíntesis natural).

De todas formas, los investigadores están convencidos de que es posible elevar la eficiencia del dispositivo hasta el 19%, nivel suficiente para que tenga viabilidad comercial hoy.

Obtenido esto, con los gases conseguidos se los pueden aplicar a muchos procesos:

Por ejemplo, sintetizando con este método los gases enunciados, H2 y Co, ( más el CO2 original reciclar la corriente de CO2, comprimir el “singas” obtenido por temperatura y presión para obtener metanol, y sintetizar luego acido acético (Todos procesos industriales conocidos), etc.

por Manlio E. Wydler