viernes, 8 de febrero de 2013

Investigacion


ESCUELA PREPARATORIA GERNERAL SALVADOR ALVARADO No 2
                                                                      

INVESTIGACION

CHARLES DARWIN, CIENTIFICOS QUE INVESTIGARON ACERCA DE LA TEORIAS DE LA EVOLUCION Y  DIFERENTES TEORIAS DE LA EVOLUCION 


LUIS FERNANDO LOERA CASTILLO

2° E

 

Prof. Dr. IRINEO SANTOS AGUILAR

 

 

 

 

MERIDA YUC. A 08 DE FEBRERO DE 2012

 

 

Su principal autor, Charles Darwin (1809-1882), empezó en 1825 sus estudios de  Medicina en la Universidad de Edimburgo, que abandonó en 1827, trasladándose a  Cambridge, donde profundizó en sus intereses en ciencias naturales. Al acabar sus estudios fue aceptado como naturalista en la expedición del “Beagle” alrededor del mundo entre 1831 y 1836. Un momento básico para la ciencia de este viaje tuvo lugar cuando exploró el archipiélago de las Galápagos durante cinco semanas, entre  septiembre y octubre de 1835. Observó especies muy semejantes, pero diferentes de  unas islas a otras. Estuvo muchos años reflexionando sobre estas cuestiones, realizando observaciones y recopilando pruebas. Supuso que sus antepasados llegaron a las Galápagos desde  el continente y evolucionaron, separados de sus compañeros de las restantes islas. El  mecanismo mediante el cual se había realizado esta evolución se lo sugirieron el éxito de jardineros y ganaderos en la creación de razas útiles de animales y plantas por  selección artificial y la obra de 1798  de Malthus: Un ensayo sobre la población (que  planteaba el crecimiento de la población a mayor ritmo que los recursos). Este mecanismo era la selección natural debida a la lucha por la existencia que permitía que  variaciones favorables se preservasen y las desfavorables se destruyesen, con el  resultado de la formación de una nueva especie adaptada al medio. El tiempo necesario se lo proporcionaba Lyell, con su marco actualista en el que los cambios geológicos  se producían a ritmo muy lento. Aunque veinte años después aún no había publicado  sus ideas, observaciones y pruebas, por temor a los problemas sociales y familiares  que podrían producirse, se vio obligado a hacerlo en 1859, en su libro El origen de  las especies mediante selección natural o la conservación de las razas favorecidas en  la lucha por la vida. Esto fue debido a que Alfred Wallace (1823-1913), que concibió  independientemente el modelo de selección natural, le había enviado un artículo con sus ideas. Se trata de un claro ejemplo de descubrimiento simultáneo, bastante lógico, porque los dos habían leído a Malthus y a Lyell y, además, ambos realizaron viajes, en los que tuvieron oportunidad de observar diferentes especies emparentadas que vivían en lugares próximos. Como hemos visto, Darwin dio la vuelta al mundo y Wallace trabajó en Malasia. Las ideas centrales del modelo de selección natural, aceptado hoy día por la comunidad científica son:
1.      Variabilidad hereditaria en las poblaciones: Los mecanismos de la herencia biológica hacen que no existan dos hermanos (excepto gemelos idénticos) iguales entre sí y que entre los individuos de una especie haya muchas diferencias.
Algunas de estas diferencias son muy visibles y han dado pie a la clasificación de los seres humanos en diferentes razas y, por tanto, a justificar el racismo y la esclavitud de las supuestas razas inferiores. Incluso en países como el nuestro en que las características exteriores son muy similares, se ha utilizado otras, como el grupo sanguíneo (el Rh negativo), para justificar supuestas diferencias. Pero lo cierto es que estas diferencias son mínimas al lado de las semejanzas, como ya puso de manifiesto Shakespeare en El mercader de Venecia en boca de Shylock: “¿Es que un judío no tiene ojos? ¿Es que un judío no tiene manos, órganos, proporciones, sentidos, afectos, pasiones? ¿Es que no está nutrido de los mismos alimentos, herido por las mismas armas, sujeto a las mismas enfermedades, curado por los mismos medios, calentado y enfriado por el mismo verano y por el mismo invierno que un cristiano? Si nos pincháis, ¿no sangramos? Si nos cosquilleáis, ¿no reímos? Si nos envenenáis, ¿no nos morimos?”  La ciencia contemporánea confirma estas observaciones ya que desde el punto de vista genético, la humanidad es muy uniforme. Los rasgos externos más visibles dependen de muy pocos genes y muestran fundamentalmente la adaptación climática de los grupos humanos.
2.      Excesiva descendencia: La mayoría de los seres vivos tienen un enorme número de descendientes de los que sólo unos pocos llegan a la edad reproductiva. Las plantas producen cientos o miles de semillas, los peces ponen millones de huevos. Darwin calculó que en 700 años los descendientes de una pareja de elefantes podrían llegar a 19 millones si todos sobreviviesen. Para animales muy prolíficos como las ratas, los descendientes de una pareja llegarían a 20 millones en sólo tres años, si todos sobreviviesen.


 LA EVOLUCIÓN DE LAS ESPECIES
ORIGEN DE LA VIDA
Según el criterio evolucionista, la vida debió iniciarse en las aguas primitivas hace más de 3.000 millones de años, en un medio abundante en metano, hidrógeno, amoníaco y agua, y con descargas eléctricas frecuentes, gracias a las cuales se pudieron formar los compuestos orgánicos base de la materia viva, fenómenos que se han repetido experimentalmente en los últimos tiempos. Durante millones de años, las reacciones continuaron hasta producir sustancias capaces de autoduplicarse (ácidos desoxirribonucleicos), y cuando esas sustancias “aprendieron” a elaborar, seleccionar e incorporar proteínas, fue cuando pudo iniciarse la formación de los organismos vivos más sencillos. Es claro que la disponibilidad de tiempo fue enorme y que se debieron producir incontables reacciones ineficaces, hasta que les llegó el turno a las reacciones “adecuadas y fructíferas”.

TEORÍA DE LAMARCK
Lamarck (1744-1829) fue un prestigioso naturalista francés. Fue uno de los primeros científicos que aceptaron la evolución y que empezó a formular teorías sobre los mecanismos por los cuales los organismos van transformándose. Basó su teoría básicamente en los siguientes principios:
La existencia, en los organismos, de un impulso interno hacia la perfección.
La capacidad de los organismos para adaptarse a las circunstancias (el clima...)
La generación espontánea, es decir, que en un determinado medio pueden formarse organismos. La herencia de los caracteres adquiridos. La función crea el órgano, es decir, las adaptaciones surgen en los seres vivos como respuesta a las necesidades que les impone el medio ambiente. La teoría de Lamarck está prácticamente desechada en la actualidad ya que se ha comprobado que los caracteres adquiridos durante la vida de los individuos no se trasmiten a su descendencia, y que la función no crea al órgano.

EVOLUCIÓN SEGÚN DARWIN Y WALLACE
La teoría de la evolución por selección natural fue sugerida por dos científicos independientes el uno del otro. Cuando Charles Darwin escribió el origen de las especies a mediados del siglo XIX, sus ideas crearon una gran polémica. Simultáneamente, Alfred Wallace, otro gran naturalista inglés, anunciaba también una teoría de la evolución con ideas muy parecidas a las de Darwin. La teoría de la evolución por selección natural se basaba en las siguientes ideas: Los organismos producen mucha descendencia.
En cada generación hay mucha variedad en los caracteres que presenta la descendencia.
Algunas variaciones son heredables. El ambiente condiciona las posibilidades de supervivencia (y por tanto las de dejar descendencia) de los organismos.
Para explicar que haya organismos que mueren y otros que sobreviven, se habla de la supervivencia del más apto. En realidad, la aptitud de un organismo dependerá de la adecuación de sus caracteres biológicos en el ambiente en el que vive. Si los organismos más aptos sobreviven y lo que les hace más aptos es heredable, está claro que este carácter puede pasar a la descendencia.

LA TEORÍA NEODARVINISTA
La teoría neodarvinista surgió hace unos 50 años e intenta explicar cómo se producen los cambios en la descendencia y cómo se transmiten de generación en generación. Según el neodarvinismo, la variedad en la descendencia se explica así:
Los cambios de caracteres en un individuo se producen por modificaciones de su ADN. Estas alteraciones del ADN reciben el nombre de mutaciones.
Las mutaciones se producen siempre al azar.
Como el ADN contiene la información genética, estos cambios producidos al azar se transmiten hereditariamente.
Las mutaciones pueden ser favorables, desfavorables o indiferentes.
Favorables: los individuos que la poseen están mejor adaptados al medio y, por la selección natural, tienden a consolidarse en perjuicio de los que no poseen tal mutación.
Indiferentes: las mutaciones indiferentes hacen que cambien algunos caracteres de los individuos, pero no favorecen ni perjudican su adaptación al medio.
Desfavorables: perjudican al individuo que las posean y puede incluso provocar su muerte.

PRUEBAS DE LA EVOLUCIÓN
La mayor parte de las especies actuales no vivían en el pasado, y es probable que el número de especies existentes en el planeta haya sido muy diferente en las diferentes eras geológicas. Estas son las pruebas de la evolución de las especies:
Los fósiles (pruebas paleontológicas)
La anatomía (pruebas anatómicas)
La distribución de los organismos (pruebas biogeográficas)
El desarrollo embrionario ( pruebas embriológicas)
Composición de los seres vivos (pruebas bioquímicas)

EL ORIGEN DEL HOMBRE
Los humanos pertenecemos al orden de los primates (formado actualmente por unas 160 especies), que se originó hace unos 70 millones de años.
Los primates tenemos un conjunto de caracteres comunes:
  Pulgar oponible
  Gran desarrollo del cerebro
  Reducción de los órganos olfativos
  Perfeccionamiento de los órganos de la visión
  Hembras con dos mamas
Podemos dividir los antropoides en dos grupos:
Los platirrinos o simios de América.
Los catarrinos o los simios del antiguo continente.
Los hominoideos El ser humano pertenece ala familia de los homínidos, de los cuales constituimos la única especie en la actualidad.

 

 







miércoles, 12 de octubre de 2011

COMENTARIOS DE JAZMYN Y MARIA JOSE

MARIA JOSE

 sirve para muchas cosas pues con el podemos ver que el blog hace una vista a los problemas que tiene ahora el medio ambiente y el blog es una buena manera de mostrar que los TICS tambien apoyan a esta situacion y estas conclusiones nos ayudaran a comprender y ayudar a mejorar el problema. Entre las cosas que ayudan estan los biocombustibles y las energias limpias que son ideas para ayudar, por eso y muchos motivos es la creacion del blog para que las personas se den cuenta del daño y poco a poco este daño mejore.

JAZMIN

la idea de crear un blogger para hablar sobre la proteccion del medio ambiente es bueno por que con esto la gente que entre puede leer informacion que en otros lados no encontraria ademas que con esto estamos utilizando un meio de comunicacion tan importante como lo es el internet.
algo que hay de importante es que nasa puso a prueba un combustible que favorece mucho al medio ambiente y aunque su costo es un poco alto, no es toxico y eso ayuda si  es aprobado.

PROTECCION DEL MEDIO AMBIENTE

NASA PONE A PRUEBA UN NUEVO COMBUSTIBLE FAVORABLE AL MEDIO AMBIENTE

Investigadores de la NASA han concluído pruebas con un  nuevo combustible parafínico de uso en vuelo interplanetario. Éste nuevo material reducirá el costo de operaciones a la vez que disminuirá los riesgos a la tripulación. Se espera que éste combustible una vez aprobado se utilizará en el sistema de propulsión del transbordador espacial (Space Shuttle).

Las pruebas recientes son la culminación de dos años de colaboración entre investigadores de Stanford University y científicos del Centro de Investigación NASA Ames en Moffett Field, California. El combustible, de composición análoga a la cera de parafina en velas, se maneja fácilmente y no es tóxico. El nuevo combustible se distingue de sus precursores en que los residuos de la combustión son bióxido de carbono y agua en contraste con los subproductos de procesos convencionales específicamente el óxido de aluminio, y ácidos como por ejemplo el ácido clorhídrico el cual es un gas a temperatura ambiente.

“El costo de producción, manejo, y transporte de combustibles sólidos clásicos es relativamente alto. Por contraste, el nuevo combustible no es tóxico, resultando no sólo más módico, sino también favorable al medio ambiente.” Dijo Greg Zilliac del Centro de Investigación NASA Ames. Añadió Zilliac, “La inocuidad y estabilidad química del nuevo combustible permitiría, por ejemplo, abastecer un cohete híbrido en la plataforma de lanzamiento, y así reducir costos.”

El objetivo de las pruebas llevadas a cabo en NASA en una cámara de combustión, en la que se reproducen condiciones presentes durante el despegue, es el de ampliar observaciones anteriores conducidas en Stanford al nivel de laboratorio. “Los resultados prometedores obtenidos en las cámaras de combustión de NASA indican una velocidad de combustión comparable a la lograda en experimentos a menor escala en Stanford.” Aclara Zilliac “Éste nuevo combustible podría tener un impacto mayor en el futuro de la aeronáutica.”

“Las cámaras de combustión de la NASA tienen un diámetro comparable a un sistema de propulsión híbrida tal como los cohetes sólidos del transbordador espacial (Space Shuttle) aunque el cohete sólido es un poco más largo,” explicó Brian Cantwell, catedrático de Stanford University. Añadiendo, “Cohetes híbridos, del tipo que utiliza parafinas como combustible, se pueden regular durante una gama amplia de operaciones incluyendo paro total y reanudación de impulso. Éste es una propiedad importante por la que se les debe dar consideración como posibles reemplazos para el sistema preexistente de cohetes sólidos actualmente en uso en el transbordador espacial los cuáles no se pueden extinguir una vez encendidos.” Dijo Cantwell, “Uno de los modelos en desarrollo consiste de un cohete híbrido capaz de retornar al punto de lanzamiento para reabastecimiento.”

Los cohetes híbridos se sirven de un oxidante líquido el cual se gasifica antes de su inyección en la cámara de combustión donde se combina con el combustible sólido. A continuación del encendido, la llama que quema en la superfície del combustible sólido causa la evaporación del mismo. Éste proceso alimenta la combustión. Excluyendo las parafinas, combustibles híbridos actuales no proporcionan velocidades altas de combustión. Por ese motivo su uso hasta ahora a sido limitado, y no tienen aplicación comercial en la industria del aeroespacio. Por contraste, parafinas proporcionan velocidades de combustión tres veces mayores que la de otros combustibles híbridos, según se ha demostrado en el estudio de Stanford y NASA Ames.

Experimentos en progreso en la nueva instalación para estudio de combustibles híbridos de NASA Ames (Ames Hybrid Combustion Facility) comenzaron el 24 de septiembre de 2001. La cámara de combustión de servicio pesado es capaz de soportar fuerzas equivalentes a 60 atmósferas.

Se hicieron aproximadamente 40 pruebas en la primera etapa de éste proyecto. Una nueva cámara de combustión con ventanas de safiro la cual le permitirá a los investigadores hacer observaciones por medio de instrumentos ópticos está en construcción. Ésta permitirá el estudio más detallado de los procesos fundamentales que se manifiestan a nivel práctico en la eficiencia del nuevo combustible.

Ingenieros de la NASA completarán aproximadamente 200 pruebas en el transcurso de éste proyecto no excediendo una prueba diaria. Cada prueba durará un máximo de 20 segundos.

El concepto original de desarrollar un combustible de quema rápida a bajo costo se atribuye a los doctores Arif Karabeyoglu y Brian Cantwell de Stanford University en colaboración con David Altman, quien es presidente del Space Propulsion Group, Inc. en Menlo Park, Calif. Karabeyoglu quien encabeza el grupo de Stanford en éstos estudios expuso las bases teóricas en su tesis doctoral patrocinada en parte por Stanford y NASA.


BIOCOMBUSTIBLES
 
Frutos de J. curcas¿Qué sucedería si el espacio tuviera la clave para producir cultivos de energía alternativa en la Tierra? Es lo que los investigadores esperan encontrar en un nuevo experimento de la Estación Espacial Internacional.
El experimento National Lab Pathfinder -- Cells -- 3: Biocombustibles Jatropha, busca averiguar si la micro gravedad ayuda a que las células de la plantaJatropha curcas crezcan más rápido para producir biocombustibles o combustible renovable derivado de materia biológica. Jatropha produce un aceite de buena calidad que puede convertirse en un combustible alternativo o biocombustible.
Al estudiar los efectos de la micro gravedad en las células de Jatropha, los investigadores esperan acelerar el cultivo de la planta para su uso comercial mediante la mejora de características tales como estructura celular, crecimiento y desarrollo. Es el primer estudio realizado para evaluar los efectos de la micro gravedad en células de una planta que sirve para fabricar biocombustibles.
"A medida que la búsqueda de fuentes de energía alternativa se convirtió en algo prioritario, los resultados de esta investigación podrían agregarle valor para la comercialización de un producto nuevo," dijo Wagner Vendrame, investigador principal del experimento en Homestead, en la Universidad de la Florida. "Nuestro objetivo es verificar si la micro gravedad producirá algún cambio significativo en las células que podría afectar el crecimiento y el desarrollo de las plantas en la Tierra."
En febrero de 2010, en la misión STS-130 del trasbordador especial Endeavour, se envió a la estación espacial cultivos de células de Jatropha, en envases especiales, con nutrientes y vitaminas, Las células estuvieron expuestas a la micro gravedad hasta que, en abril de 2010, regresaron a la Tierra en la misión STS 131, a bordo del trasbordador espacial Discovery.
Para comparar la velocidad en el crecimiento de los cultivos, se mantuvo una réplica del grupo de muestras en el Centro Educativo y de Investigación Tropical de la Universidad de la Florida, en Homestead.

"Ver que el transbordador especial se llevaba una parte pequeña de mi trabajo fue una experiencia indescriptible", dijo Vendrame. "Saber que mi experimento podría contribuir para crear un medio sustentable para la producción de biocombustibles en la Tierra y, por lo tanto, hacer de este mundo algo mejor, le agrega al trabajo un valor especial".

BIOCOMBUSTIBLES EN EL FUTURO



ENERGIAS LIMPIAS


Bolsas de plástico con membranas semi-permeables permiten que el agua fresca que fluya hacia el océano, mientras que conserva las algas y los nutrientes.Científicos de la NASA han propuesto un proceso ingenioso y muy ingeniosos para producir "energía limpia" los biocombustibles, que limpia las aguas residuales, elimina el dióxido de carbono de la atmósfera, retiene los nutrientes importantes, y no compite con la agricultura por la tierra o de agua dulce . Cuando los astronautas viajan al espacio, tienen que traer todo lo necesario para sobrevivir. Vivienda en una nave espacial requieren una cuidadosa planificación y la gestión de recursos limitados, que es lo que inspiró el proyecto denominado "Energía Sostenible para la Nave Espacial Tierra". Se trata de un proceso que produce "energía limpia" los biocombustibles de manera muy eficiente y muy hábilmente. "La razón por la las algas son tan interesante es porque algunos de ellos producen grandes cantidades de petróleo ", dijo Jonathan Trent, el investigador principal del proyecto Nave Espacial Tierra de la NASA Ames Research Center, Moffett Field, California" De hecho, la mayor parte del petróleo que ahora se salir de la tierra proviene de las algas que vivieron hace millones de años atrás. Las algas son la mejor fuente de petróleo que conocemos. " Las algas son similares a otras plantas que eliminan el dióxido de carbono de la atmósfera, producen oxígeno como un subproducto de la fotosíntesis, y el uso fosfatos, nitrógeno y oligoelementos para crecer y florecer. A diferencia de muchas plantas, que producen las células grasas, los lípidos cargados de petróleo que puede ser utilizado como combustible. Las plantas terrestres se utilizan actualmente para producir biodiesel y otros combustibles incluyen soya, canola, y las palmeras. Para efectos de comparación, la soja produce aproximadamente 50 galones de aceite por acre por año; canola produce alrededor de 160 galones por acre por año, y las palmas alrededor de 600 galones por acre por año, pero algunos tipos de algas pueden producir por lo menos 2.000 litros de aceite por acre por año.. La base problema está creciendo algas suficiente para cumplir con nuestro país es enorme consumo de energía-demanda. A pesar de las algas viven en el agua, la tierra basada en métodos se utilizan para cultivar algas. Dos terrestres métodos utilizados hoy en día son estanques abiertos y bioreactores cerrados. estanques abiertos son canales poco profundos llena de agua dulce o agua de mar, en función del tipo de alga que se cultiva. El agua se distribuye con ruedas de paletas para mantener las algas en suspensión y aireado el estanque. Son baratos de construir y trabajar bien para cultivar algas, pero tienen el problema inevitable la evaporación del agua. Para evitar que los estanques se sequen o está demasiado salado, condiciones que matan a las algas, un suministro interminable de agua dulce que se necesita para reponer el agua que se evapora. Cuando biorreactores cerrados son utilizadas para el cultivo de algas, la evaporación del agua ya no es el mayor problema de las algas es la producción en masa. Biorreactores, sistemas cerrados de hardware de plástico transparente o de vidrio, presentan sus propios problemas. Pueden ser controlados por el ordenador y controlado en todo momento de un suministro más abundante de algas. Sin embargo, el almacenamiento de agua en la tierra y el control de la temperatura son los grandes problemas, por lo que prohibitivamente caro de construir y operar. Además, ambos sistemas requieren una gran cantidad de tierra. "La inspiración que tuve fue usar una cubierta de membrana de alta mar para cultivar algas. Vamos a desplegar una gran bolsa de plástico en el océano, y lo rellenamos con aguas residuales.Las aguas residuales utilizan las algas para crecer, y en el proceso de crecimiento que limpiar las aguas residuales ", dijo Trent. Es un concepto simple, pero elegante. La bolsa se ​​hará de membranas semipermeables que permiten que el agua dulce que desembocan en el océano, mientras que conserva las algas y los nutrientes. Las membranas son llamados "forward-ósmosis membranas." La NASA está probando estas membranas para el reciclaje de agua sucia en las futuras misiones espaciales de larga duración. Son normales las membranas que permiten que el agua corra de una manera . Con agua salada en el agua en el exterior y fresco en el interior, la membrana evita que la sal de diluir el agua dulce. Es un proceso natural, donde grandes cantidades de flujo de agua dulce en el mar. Flotando en la superficie del océano, el plástico barato bolsas será recoger la energía solar como las algas producen oxígeno en el interior de la fotosíntesis. Las algas se alimentan de los nutrientes en las aguas residuales, el crecimiento de células ricas en grasas. A través de la ósmosis, la bolsa va a absorber el dióxido de carbono del aire y liberan oxígeno y fresco agua. La temperatura será controlada por la capacidad de calor del océano y las olas del mar se mantendrá el sistema mixto y activo. Cuando el proceso se haya completado, los biocombustibles se harán y las aguas residuales será procesado. Por primera vez, las aguas residuales nocivas ya no se vierten en el océano. Las algas y los nutrientes se incluirá y se recoge en una bolsa. No sólo el petróleo se produjo, pero los nutrientes ya no se pierde en el mar. Según Trent, el sistema ideal es prueba de fallos . Incluso si la bolsa de fugas, que no contamine el medio ambiente local. Las algas cerrado de agua dulce va a morir en el mar. Las bolsas se espera que dure dos años, y serán reciclados posteriormente. El material plástico puede ser usado como plástico . mantillo, o posiblemente como una enmienda de sólidos en los campos para retener la humedad"Tenemos que recordar", dijo Trent, citando a Marshall McLuhan: ". no somos pasajeros en la nave espacial Tierra, somos la tripulación"

Células Frías de Combustible

En años recientes el interés por comercializar esta tecnología amigable con el medio ambiente se ha intensificado. Pero existen problemas: No es posible recargar el tanque de hidrógeno en la mayoría de las estaciones de servicio. Y los automóviles y computadores energizados por células de combustible aún resultan relativamente caros. Estos obstáculos han relegado las células de combustible a un pequeño número de vehículos de prueba y a algunas aplicaciones especializadas, como el suministro de energía a bordo del Transbordador Espacial, o sistemas auxiliares de energía para hospitales y aeropuertos.
Ahora, una investigación auspiciada por la NASA está ayudando a superar algunos de estos obstáculos. Buscando la manera de construir células de combustible de "óxido sólido" que operen a la mitad de la temperatura de los diseños convencionales -- 500 C en lugar de los abrasadores 1000 C -- los investigadores del Centro de Superconductividad y Materiales Avanzados (TcSAM) de Texas, Universidad de Houston, esperan desarrollar este tipo de células de combustible, a la vez más baratas de fabricar y más fáciles de usar.
Menos es Más
"Nuestra contribución principal fue hacer el corazón de la célula de combustible -- la lámina de electrolito que controla el flujo de iones cargados eléctricamente -- a partir de una fina lámina de solamente un micrón de espesor", dice Alex Ignatiev, director del proyecto TcSAM, patrocinado por la NASA.

Arriba: funcionamiento de una Célula de Combustible de Óxido Sólido (SOFC). [más información]
En contraste, las células actuales de combustible de óxido semisólido poseen capas de electrolito de 100 micrones o más de espesor (un micrón es una milésima parte de un milímetro). Ignatiev explica que "Un menor espesor disminuye la resistencia interna a la corriente eléctrica, por lo cual podemos obtener una potencia de salida a temperaturas de operación mucho más bajas".
Para fabricar esta lámina ultra-fina, Ignatiev y sus colegas del TcSAM no pueden simplemente reducir un pedazo de material desgastándolo hasta alcanzar el espesor necesario. En lugar de ello, hacen crecer el electrolito átomo a átomo, depositando capas de átomos, una por una, en un proceso llamado epitaxia. Las finas películas de las células de combustible del TcSAM tienen un espesor de alrededor de 1000 átomos.
Al obtener la misma potencia al 50% de la temperatura se logra una reacción en cadena con respecto a ahorros en el costo. Por una parte, se pueden emplear materiales más baratos para construirlas, en comparación con las caras cerámicas tolerantes a altas temperaturas, y a los aceros de alta resistencia necesarios en las células de combustible que funcionan a 1000 grados. En los automóviles y aparatos de electrnica personal que podrían utilizar estas células de combustible, también se puede evitar el empleo de materiales exóticos y elaborados sistemas de disipación del calor, disminuyendo así los costos de fabricación. Todo esto inclina la balanza de la viabilidad económica en la dirección deseada.
Arriba: Este prototipo de computador portátil de Casio puede operar durante más de 20 horas con una recarga de la célula de combustible de su sistema de energía, el cual se muestra aquí fuera del computador. Derechos Reservados 2002 Casio Inc.
El consenso de soporte para las células de combustible como sucesoras de los motores de combustión interna es amplio y se extiende a todos los campos. La mayoría de los fabricantes de automóviles están desarrollando afanosamente vehículos con estas células, y el Presidente Bush propuso recientemente invertir 1200 millones de dólares para ayudar a la comercialización de esta tecnología.
La industria de la electrónica portátil está también explorando la utilización de células de combustible en miniatura como un reemplazo con más potencia y duración que las baterías. Intel, por ejemplo, fundó una compañía llamada PolyFuel con el objetivo de desarrollar células de combustible para computadores portátiles.
¡Elija usted con qué rellenar su depósito!
Las células de combustible de óxido sólido son sólo uno de los seis tipos que están siendo desarrollados en la actualidad. Cada uno utiliza un método diferente para combinar el combustible de hidrógeno con el oxígeno para producir electricidad. La industria del automóvil busca principalmente una membrana de extracción de protones (PEM) para las células de combustible de los coches y camiones del futuro, pero algunas compañías están también considerando las ventajas de varios tipos de células con base en óxido sólido.
Derecha: Las estaciones de repostaje de hidrógeno como ésta en Vancouver, Canadá, aún son raras. El vehículo recargando es un Ford FCV. Copyright Powertech Labs. [más información]
Entre todas estas ventajas, la clave está en la posibilidad de funcionar con combustibles fácilmente disponibles, como metanol e incluso gasolina, que contienen hidrógeno enlazado a carbono y a veces a oxígeno. Los otros cinco tipos de células de combustible pueden funcionar también de esta manera, pero solamente con la ayuda de un equipo adicional llamado "reformador", que extrae hidrógeno puro de estos otros combustibles. Estos reformadores tienen un costo adicional, agregan volumen al motor, reduciendo la potencia, y disminuyendo la eficiencia total del motor cerca de un 50%.
Las células de combustible de óxido sólido pueden consumir combustibles como metanol sin necesitad de reformadores.
La mayor parte del beneficio ambiental de las células de combustible se pierde cuando se emplean combustibles hidrocarbonados, porque la extracción del hidrógeno contenido en ellos produce CO2 y gases contaminantes que van a parar al escape. Sin embargo, esto ayudaría a resolver el problema de "la gallina y el huevo": ¿Quién va a comprar vehículos alimentados con hidrógeno hasta que la mayoría de las estaciones de servicio tengan surtidores de hidrógeno? Además, ¿qué compañía va a financiar la instalación de surtidores de hidrógeno en miles de estaciones de servicio hasta que las calles estén llenas de vehículos dotados de células de combustible? Las células de combustible de óxido sólido pueden ser el eslabón. Inicialmente pueden funcionar con metanol o gasolina y más adelante cambiar a hidrógeno puro en cuanto esté disponible.
La variedad de película fina que está siendo desarrollada por el TcSAM mejora la flexibilidad con respecto al suministro de combustible. Ignatiev explica: "Las células de combustible normales de óxido sólido pueden usar combustibles como metanol, pero se deterioran en cuanto el carbono cubre el electrodo de níquel de la célula de combustible". "Esto ocurre principalmente en las células que operan a 1000 grados de temperatura. La investigación muestra que no sucede -- al menos no en un grado apreciable -- a las temperaturas más bajas a las que funcionan nuestras células".
Arriba: La capa núcleo de una célula de combustible de óxido sólido incluye un ánodo de níquel, que se puede recubrir de carbono cuando funciona a temperaturas demasiado altas. Las células de operación fría no tienen este problema. [más información]
Las células de combustible del TcSAM aún no han sido probadas con otros combustibles diferentes del hidrógeno puro, dice Ignatiev, pero los científicos planean pruebas con combustibles como el metanol durante la siguiente etapa de la investigación.
Aún queda mucho trabajo por hacer. Pero si todo sigue bien, esas películas finas podrían preparar el camino hacia los vehículos de funcionamiento limpio y otras maravillas de la economía con base en el hidrógeno.