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Orden y desorden (1/2)
Un gran documental de la BBC por Jim Al Khalili, físicos teóricos y locutor. Produce documentales muy interesantes sobre la ciencia y el mundo que nos rodea.
El demonio de Maxwell cuántico que convierte información en energía
La segunda ley de la termodinámica afirma que en un sistema aislado la entropía nunca decrece. El demonio de Maxwell (1867) logra violar esta ley actuando directamente sobre los grados de libertad microscópicos del sistema. Szilard demostró que un demonio de Maxwell clásico puede extraer de un ciclo termodinámico como mucho un trabajo igual a k T log(2), donde k es la constante de Boltzmann y T es la temperatura. Físicos japoneses han demostrado que un demonio de Maxwell cuántico puede extraer hasta el doble, 2 k T log(2), gracias al uso del entrelazamiento cuántico; este valor corresponde a la diferencia entre la información cuántica mutua entre el demonio y el sistema realimentado de control necesario para controlar sus acciones. En este sentido, este trabajo se puede interpretar como la conversión de información en energía. El campo de la termodinámica de la información cuántica promete sorpresas experimentales muy interesantes en los próximos años. Nos lo cuenta KFC, “Entangled Particles Break Classical Law of Thermodynamics, Say Physicists. Japanese physicists show how to extract more energy from entangled particles than is possible with classical thermodynamics,” The Physics ArXiv Blog, August 1, 2012, haciéndose eco del artículo técnico de Ken Funo, Yu Watanabe, Masahito Ueda, “Thermodynamic Work Gain from Entanglement,” arXiv:1207.6872, Subm. 30 Jul 2012.
El demonio de Maxwell clásico actúa de la siguiente forma. Imagina dos cajas llenas de sendos gases a la misma temperatura. Entre ambas cajas se encuentra una trampilla bajo el control del demonio. El demonio deja pasar las moléculas lentas que se acercan a la trampilla desde la caja izquierda a la derecha, e impide que las moléculas lentas de la derecha salgan de ella. Además, el demonio deja pasar las moléculas rápidas que se acercan a la trampilla desde la caja derecha a la izquierda, e impide que las moléculas rápidas de la izquierda salgan de ella. Como resultado de la acción el demonio, la caja izquierda se calienta (la velocidad promedio de sus moléculas crece) y la caja derecha se enfría. Este gradiente de temperatura nos permite extraer trabajo útil del sistema. En el protocolo de acción del demonio cuántico se supone que las partículas de ambas cajas están entrelazadas, de tal forma que la acción del demonio sobre una de ellas implica la acción sobre la otra (es decir, al dejar pasar una partícula rápida de la caja derecha a la izquierda, también se está dejando pasar una lenta de la izquierda a la derecha). Por ello, la acción del demonio conduce a la producción del doble de trabajo en el caso cuántico que en el clásico.
Fuente: Francis (th)E mule Science’s News
¿Cuánto contamina navegar por internet desde un «smartphone»?
La operadora de telefonía móvil celular británica O2 (Telefónica) se ha preguntado, cuánto contamina navegar por internet y para obtener la respuesta ha confiado en Carbon Trust, expertos en aconsejar a otras empresas en materia de consumo eléctrico. El resultado ha sido cuanto menos sorprendente a la par que polémico:
Hablar durante un minuto bajo la red de O2 produce 3,6 g de CO2, lo que equivale a publicar casi 200 tweets. Cifra que se queda pequeña si la comparamos con los 11 g que produce descargar un megabyte con cobertura 3G. Con un rápido cálculo observamos que descargar un megabyte consume casi el triple que hablar durante un minuto. Sin olvidar que a todo esto habría que sumarle los residuos producidos por la energía que utilizamos para recargar la batería del terminal.
Haciendo cálculos y partiendo de que un coche emite de media 2.32 Kg de CO2 por cada 13 Km que recorre, para igualar la emisión de CO2 de un trayecto en coche de 300 Km, tendríamos que descargar por 3G un total de 4867MB. Esto no es un dato representativo, pero sirve para hacerse un poco a la idea de qué significan todas esas cifras.
Fuente: O2 News Centre
Energía inalámbrica podría revolucionar el transporte por carretera
Un equipo de investigación de la Universidad de Stanford ha diseñado un sistema de carga de alta eficiencia que utiliza campos magnéticos para transmitir de forma inalámbrica grandes corrientes eléctricas entre bobinas de metal colocadas a varios metros de distancia. El objetivo de la investigación a largo plazo es el desarrollo de una carretera totalmente eléctrica que carga de forma inalámbrica los coches y camiones a medida que circulan por el camino.
La nueva tecnología tiene el potencial de aumentar drásticamente la autonomía de los vehículos eléctricos y, finalmente, transformar el viaje por carretera, según los investigadores. Sus resultados se publican en las revista Applied Physics Letters (APL).
«Nuestra visión es que usted será capaz de conducir en cualquier carretera y cargar el coche», dijo Shanhui Fan, profesor asociado de ingeniería eléctrica. «El despliegue a gran escala implica la modernización de la red de autopistas completa e incluso podría tener aplicaciones más allá de transporte».
Campo de prácticas
Un sistema de carga inalámbrica solventaría una desventaja importante de los coches eléctricos plug-in – su tiempo de conducción limitado. El nuevo eléctrico de Nissan, por ejemplo, recorre menos de 200 km con una sola carga, y la batería tarda varias horas para recargarse por completo.
Un sistema de autocarga que supere estas limitaciones. «Lo que hace este interesante concepto es que potencialmente podría conducir una cantidad ilimitada de tiempo sin tener que recargar», dijo el coautor del estudio, Richard Sassoon, Stanford Global Climate and Energy Project (GCEP), que financió la investigación. «En realidad, podría tener más energía almacenada en su batería al final de su viaje que con la que se comenzó.»
La transferencia de energía inalámbrica se basa en una tecnología llamada de acoplamiento por resonancia magnética. Dos bobinas de cobre se sintonizan para resonar a la misma frecuencia natural – como dos copas de vino que vibran cuando una nota específica se canta. Las bobinas se colocan unos metros de distancia. Una bobina está conectada a una corriente eléctrica, que genera un campo magnético que induce a la segunda bobina a resonar. Esto da como resultado de la resonancia magnética, la transferencia invisible de energía eléctrica a través del aire de la primera bobina a la bobina receptora. «La transferencia inalámbrica de energía sólo se producirá si los dos resonadores están en sintonía», señaló Fan. «Los objetos sintonizados a diferentes frecuencias no se verá afectados.»
En 2007, investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts utilizaron resonancia magnética para encender una bombilla de 60 watios. El experimento demostró que la energía podría ser transferida entre dos bobinas estacionarias, incluso cuando seres humanos y otros obstáculos se colocaran en el medio.
«En el experimento del MIT, el campo magnético parecía no tener ningún impacto en las personas que se encontraban entre las bobinas,» dijo Fan. «Eso es muy importante en términos de seguridad.»
Carga inalámbrica
Los investigadores del MIT han creado una empresa spin-off que está desarrollando un sistema de carga fija inalámbrica capaz de transferir unos tres kilowatios de energía eléctrica a un vehículo estacionado en un garaje o en la calle.
Fan y sus colegas se preguntaron si el sistema del MIT podría ser modificado para transferir 10 kilowatios de energía eléctrica a una distancia de 6.5 metros – suficiente para cargar un vehículo en movimiento a velocidades de autopista. La batería del coche que proporciona un impulso adicional para la aceleración o la conducción cuesta arriba.
He aquí cómo el sistema podría funcionar: Una serie de bobinas conectadas a una corriente eléctrica estaría incorporada en la carretera. Bobinas receptoras unidas a la parte inferior del coche resonarían cuando se desplazan los vehículos a lo largo de la vía, creando campos magnéticos que continuamente llevarían a la transferencia de electricidad para cargar la batería.
Para determinar la forma más eficiente para transmitir 10 kW de potencia para un coche de verdad, el equipo de Stanford creó modelos informáticos de los sistemas con placas de metal agregado a la bobina del diseño básico.
«El asfalto de la carretera, probablemente tendría poco efecto, pero los elementos metálicos en el cuerpo del coche pueden alterar drásticamente los campos electromagnéticos», explicó Fan. «Por eso hicimos el estudio APL para averiguar el esquema de transferencia óptima si están presentes objetos metálicos de gran tamaño»
El uso de simulaciones matemáticas, investigadores postdoctorales Xiaofang Yu y Sunil Sandhu encontrado la respuesta: Una bobina dobladas en un ángulo de 90 grados y unido a una placa de metal puede transferir 10 kilovatios de energía eléctrica a una bobina de idéntica 6,5 ??metros de distancia.
«Eso es lo suficientemente rápido para mantener una velocidad constante», dijo Fan. «Para cargar la batería del coche en realidad se requieren arreglos de las bobinas incrustadas en la carretera. Este esquema de transferencia inalámbrica tiene una eficiencia del 97 por ciento.»
El futuro inalámbrico
Fan y sus colegas recientemente presentó una solicitud de patente para su sistema inalámbrico. El siguiente paso es probarlo en el laboratorio y, finalmente, probar en condiciones reales de conducción. «Puede muy fiable utilizar estas simulaciones de computadora para predecir cómo un dispositivo real se comportaría», dijo Fan.
Los investigadores también quieren asegurarse de que el sistema no afectará a los conductores, pasajeros o las decenas de microcomputadoras que las operaciones de vehículos de dirección de control, navegación, aire acondicionado y otros.
«Tenemos que determinar muy pronto que no se haga daño a las personas, los animales, la electrónica del coche o las tarjetas de crédito en su billetera», dijo Sven Beiker, director ejecutivo del Centro de Investigación Automotriz en Stanford (CARS). Aunque una eficiencia de transferencia de energía del 97 por ciento es extremadamente alta, Beiker y sus colegas quieren estar seguros de que el tres por ciento restante se pierde como calor y no como la radiación potencialmente dañina.
Algunos expertos prevén un sistema de transporte automatizado de la carretera donde los vehículos eléctricos sin conductor se cargan de forma inalámbrica con energía solar u otras fuentes de energía renovables. El objetivo sería reducir los accidentes y mejorar dramáticamente el flujo de tráfico al tiempo que reduce las emisiones de gases de efecto invernadero.
Beiker, quien es coautor del estudio APL, dijo que la tecnología inalámbrica podría algún día ayudar a la navegación GPS de los coches sin conductor. «El GPS te dice dónde se encuentra en el planeta, pero para mayor seguridad, usted quiere asegurarse de que su coche está en el centro de la pista.» En el sistema propuesto, los campos magnéticos también podría ser utilizado para controlar la dirección, explicó. Puesto que las bobinas estarían en el centro del carril, podrían proporcionar un posicionamiento muy preciso sin ningún coste extra.
Los investigadores también han comenzado las conversaciones con Michael Lepech, profesor asistente de ingeniería civil y ambiental, para estudiar el diseño óptimo de los transmisores de firme y determinar si los metales y otras barras de refuerzo en el pavimento reducen la eficiencia.
«Tenemos la oportunidad de repensar la forma en que la energía eléctrica se entrega a nuestros coches, casas y trabajo», dijo Fan. «Estamos acostumbrados a pensar en la entrega de potencia en función de los cables y conectar las cosas en la pared. Imagina que en lugar de cables y enchufes, puede transferir la energía a través del vacío. Nuestro trabajo es un paso en esa dirección».
Fuente: EurekAlert!
El correo Gmail es hasta 80 veces más eficiente que otras soluciones
Google ha publicado recientemente un estudio llamado Google’s Green Computing: Efficiency at Scale en el que se compara algunos servicios del gigante de Internet frente a otros métodos. Los resultados son muy interesantes y muestran que la llamada nube puede llegar a ser más eficiente que otras alternativas más tradicionales, tanto es así que desde Google indican que es hasta 80 veces más eficiente desde el punto de vista energético.
Cuanto más pequeña sea una empresa menos eficiente son sus instalaciones, esa es una de las conclusiones a las que llega el estudio como se puede ver en la gráfica anterior, en la que las emisiones de CO2 anuales por usuario superarían los 103 Kg, mientras en empresas más grandes la cifra se reduce y el que mejores resultados ofrece es Gmail, con una media de menos de 1.23 Kg.
Informe (en PDF)
El control de la energía en los centros de datos
Aunque el 68% de ellos considera la gestión de datos una tarea importante, sólo el 7% de ellos considera imprescindible la medición energética.
Los administradores IT no están prestando suficiente atención al proceso de medición, seguimiento y modelización de uso de la energía en los centros de datos. A menos que los usuarios empiecen a crear cuadros de mando precisos, no serán capaces de reducir los costes de energía.
A pesar de que la gestión de los problemas IT siguen estando “verdes”, los responsables de estos departamentos califican un asunto de poca prioridad todo lo relacionado con la eficiencia energética, según un estudio de Gartner.
Aunque el 68% de los encuestados considera la gestión de datos importante, sólo el 7% de ellos define importante las adquisiciones ambientales dirigidas a reducir costes energéticos.
“Se está produciendo una tendencia curiosa. Si a día de hoy se encuentran disponibles servidores eficientes desde el punto de vista energético, los administradores IT prestan mayor atención a proyectos internos como la consolidación, la virtualización y la racionalización”, explica Rakesh Kumar, vicepresidente de investigación de Gartner.
Al margen de esta aparente falta de preocupación por la medición y el control del uso de la energía, el 63% de los encuestados han confesado que se enfrentarán a problemas relacionados con la capacidad de los centros de datos en los próximos 18 meses.
Más importante aún, el 15% ha confirmado que sus centros se verán obligados a crear nuevos sitios o a restaurar los existentes dentro del próximo año.
Además, el 48% de ellos no considera importante la métrica en la medición de la energía. “Estos indicadores constituyen la base de los costes internos y los programas de eficiencia y lo serán cada vez más en los externos”, apunta Rakesh Kumar.
Con el fin de incluir indicadores, la medición y la modelización de la estrategia verde de un centro de datos IT, Gartner recomienda a los administradores poner en marcha las siguientes recomendaciones:
Elevar la temperatura en el punto de entrada del servidor hasta los 24 grados centígrados pero utilizando sensores para controlar posibles puntos negros, medir los costes energéticos, utilizar SPECpower para llevar a cabo la medición y mejorar la infraestructura existente mediante la consolidación y la virtualización antes de incorporar datos adicionales.
Fuente: siliconnews.es
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Enlaces relacionados:
– Despilfarro energetico en informatica
– La energía es única. Física y pseudociencias. Rafael Barzanallana
El 42% de empresas ignoran el gasto energético de sus sistemas tecnológicos
La eficiencia energética no es uno de los temas prioritarios para los directores de tecnología de las empresas. En concreto, el 42% de los ejecutivos de tecnologías de la información a nivel mundial afirma que su empresa no hace un seguimiento del gasto energético originado por los sistemas tecnológicos y un 9% ignora si su empresa lo hace. Así lo señala el estudio «Tecnologías de la Información (TI) y medio ambiente: ¿un nuevo punto en la agenda del director de tecnología?» realizado por Economist Intelligence Unit, con el patrocinio de IBM.
Sin embargo, en los próximos años, es muy probable que la energía sea una de las principales preocupaciones de las empresas debido al aumento de los costes energéticos y la creciente demanda de potencia de las tecnologías de la información. De hecho, uno de cada cuatro directores de tecnologías que sí que hicieron un seguimiento del gasto energético de su plataforma tecnológica (el 24%) detectó que el consumo de energía de los equipos tecnológicos se ha incrementado en los últimos dos años. Asimismo, el 64% de los encuestados admite que un estándar de eficiencia energética en los equipos informáticos les llevaría a modificar sus políticas de compra.
Algunas de las principales conclusiones del informe son las siguientes:
- Ausencia de programas medioambientales. Aunque dos tercios de los ejecutivos encuestados a nivel mundial afirman que sus organizaciones tienen un responsable de energía y medio ambiente en el consejo directivo, sólo el 45% dispone de un programa para reducir las emisiones globales de carbono. Además, un 52% de los que han puesto en marcha una estrategia en este sentido no tienen marcados unos objetivos que cumplir. Si trasladamos esas cifras a los países de Europa, el informe indica que un 62% de las empresas europeas cuenta con un responsable de estos temas en su cúpula directiva, (frente al 53% en Norteamérica y el 37% en la zona de Asia Pacífico), aunque sólo el 40% de estas organizaciones ha puesto en marcha programas para reducir sus emisiones globales de carbono (comparado con un 38% en Norteamérica y un 34% en Asia).
- La eficiencia energética no es un factor determinante en las decisiones de compra de sistemas tecnológicos. Según el 63% del total de los encuestados, la fiabilidad es el factor más influyente a la hora de adquirir infraestructura tecnológica. Le siguen el precio (32%), el servicio posventa (30%) y los plazos de entrega (13%). A pesar del aumento de los costes energéticos, sólo el 12% de los encuestados considera que la eficiencia energética de la infraestructura es un factor relevante.
- La tecnología puede jugar un papel muy importante a la hora reducir las emisiones y el impacto en el medio ambiente. Como medidas efectivas relacionadas con las TI para reducir el consumo energético, el 20% de los encuestados en Europa señala la consolidación de los centros de datos y el 19% la virtualización de los servidores. Otras iniciativas que, según los encuestados, podrían generar importantes mejoras y ahorrar costes serían apagar los ordenadores cuando estén inactivos, reducir la impresión innecesaria de documentos, así como el reciclaje de papel y de los cartuchos de tinta.
Metodología
Este estudio, que ha sido patrocinado por IBM, fue realizado por Economist Intelligence Unit durante los meses de junio y julio de 2007. Para ello se llevaron a cabo más de 210 encuestas en todo el mundo a directores de sistemas de información y altos ejecutivos del departamento tecnológico en empresas de más de 1.000 empleados. La mayoría de las respuestas proceden de Europa Occidental (59%), Asia Pacífico (19%) y América del Norte (19%).
Fuente: LaFlecha.net
Consumo energético de ordenadores
Un reciente estudio realizado por primera vez por un investigador independiente ha revelado que el consumo energético que necesitan los equipos conectados a Internet representa nada menos que un 9,4% del total del consumo de los EEUU. A nivel global el porcentaje baja al 5,3%, y el autor ha tenido en cuenta sólo los componentes del PC que se utilizan para la conexión (la caja con sus componentes básicos y el monitor), pero por ejemplo ha desestimado el consumo de otros periféricos como impresoras. Los resultados espeíficos del estudio, en UClue.com.»
Fuente: Barrapunto.com
Casi la mitad de los internautas norteamericanos deja encendido su ordenador por la noche
Casi la mitad de todas los pc´s en el mundo corporativo de EEUU no se apaga regularmente durante la noche, o sea unos 31.2 millones de terminales en las oficinas permanecen encendidos derrochando energía, despidiendo emisiones de carbono al aire y costando a las empresas unos 1,720 millones de dólares en energía por máquinas que ni siquiera están en uso.
Todos estos ordenadores que permanecen encendidos durante la noche también emiten de forma innecesaria 14.4 millones de toneladas de dióxido de carbono (CO2) a la atmósfera, según una reciente encuesta publicada por 1E, proveedor de software para la gestión energética y la Alianza para Ahorrar, una coalición de líderes de empresas, gobierno, medio ambiente y consumidores que fomenta el uso eficiente y limpio de energía en todo el mundo.
El informe combina las estadísticas sobre el uso energético y emisiones de CO2 con las investigaciones sobre la conducta en el lugar de trabajo de EU.
Por ejemplo, si los empleados apagan o no sus PC al final de la jornada laboral (por qué sí o por qué no).
Una empresa mediana, que incluye aproximadamente 10 mil PCs, derrocha más de 165 mil dólares al año en costos energéticos por terminal que no se apagan durante la noche.
«Pocos problemas con un impacto tan grande tienen una solución tan sencilla», afirmó Sumir Karayi, director ejecutivo de 1E, compañía que cuenta entre sus clientes a empresas como Allstate Insurance, Blue Cross, British Airways, HSBC, Microsoft, Nestlé, Reed Elsevier, SABMiller, Syngenta y la Fuerza Aérea de EU en nombre del Pentágono.
«Un ordenador consume energía incluso cuando no parece estar funcionando. Reducir ese derroche puede ayudar a las empresas estadounidenses a bajar los costes y a evitar que toneladas de dañinos gases de efecto invernadero se emitan a nuestra atmósfera».
Karayi agregó que los resultados del informe dejan en claro que la apatía de los trabajadores y los sistemas empresariales insuficientes son parte del motivo de derrochar una tremenda cantidad de energía.
«Pueden lograrse ahorros energéticos de importante valor siempre y cuando todas las partes interesadas e involucradas estén satisfechas; es decir, los propios usuarios de PC, los departamentos de informática -que necesitan mantener los ordenadores actualizadas-, así como los responsables de gestionar y mantener las credenciales sobre la Responsabilidad Social Corporativa de sus organizaciones», dijo Karayi.
Según el informe, algunas personas suponen que sus departamentos de informática necesitan mantener encendidas sus máquinas durante la noche para instalar parches de seguridad y actualizaciones de software. Otros creen que el ordenador pasa a la modalidad «no activa» o de hibernación, lo que generalmente no suele ser el caso. Una alarmante cantidad de entrevistados admitió que simplemente no les importa.
«Esta es una forma fácil en que las empresas pueden reducir su impacto ambiental», señaló Kateri Callahan, presidente de la Alianza para Ahorrar Energía.
«Apagar todas las noches los PC de EEUU podría representar ahorros energéticos mayores de lo esperado, si se reduce también la carga de otros equipos en los edificios comerciales, como el aire acondicionado».
Fuente: La Flecha
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