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17 Tecnologías Emergentes de energía que cambiará el mundo

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Política Horizons Canadá trabajó con futurista y visualizador de datos Michell Zappa de ideación para producir un informe llamado Metascan 3: Tecnologías Emergentes y acompañan a la infografía . Nos reproducimos el resumen para las tecnologías energéticas emergentes.

NASA

La energía solar basada en el espacio podría ser científicamente viable en 2025.

A continuación se presentan las tecnologías relacionadas con la energía en tres áreas clave de la aceleración del cambio: Almacenamiento, redes inteligentes y la generación de energía eléctrica. El almacenamiento de energía implica formas nuevas y rentables de almacenamiento de energía, ya sea en las baterías mejoradas, como nuevos combustibles o de otras maneras. Una red inteligente es un conjunto de tecnologías de la información pares con la electricidad para moverse, permitiendo la generación y uso de energía más eficiente. La generación de electricidad se caracteriza por tecnologías que generan energía a partir de fuentes no utilizadas y que produzca más eficaz de la energía eléctrica o combustibles a partir de fuentes en uso hoy en día.

Hemos incluido las predicciones basadas en consulta con expertos de cada tecnología cuando sea científicamente viable (el tipo de cosas que Google, los gobiernos y las universidades a desarrollar), la corriente principal (cuando los capitalistas de riesgo y nuevas empresas invierten mucho en él), y financieramente viable (cuando el La tecnología está generalmente disponible en Kickstarter).

Almacenamiento

Las pilas de combustible: A diferencia de las baterías, las pilas de combustible requieren una fuente constante de combustible y oxígeno para funcionar, pero pueden producir electricidad continuamente por el tiempo que se suministran estos insumos. Se desplazan por sí la necesidad de que las turbinas de gas natural, y se utilizan idealmente para la generación de energía estacionaria o grandes vehículos de pasajeros como autobuses (especialmente en las futuras versiones de alta densidad energética de la tecnología).

Científicamente viable en 2013; corriente principal en 2015; y financieramente viable en 2016.

Las baterías de litio-aire: Los avances en la tecnología de los materiales es la de captar el avance de las baterías de Li-aire de alta energía que prometen una densidad de energía que rivaliza con la gasolina, que ofrece un aumento de cinco veces en comparación con las baterías tradicionales de iones de litio. Mediante el uso de oxígeno atmosférico en lugar de un oxidante interna, estas baterías podrían extender dramáticamente la gama de vehículos eléctricos.

Científicamente viable en 2017; corriente principal en 2018; y financieramente viable en 2020.

Almacenamiento de energía de hidrógeno y transporte: la evolución hipotética de las redes eléctricas existentes, transporte y almacenamiento de hidrógeno en lugar de electricidad. Podría ser utilizado en combinación con diversos tipos de métodos de transformación de energía, minimizando la pérdida y la maximización de la capacidad de almacenamiento.

Científicamente viable en 2019; corriente principal en 2021; y financieramente viable en 2022.

El almacenamiento térmico: Con frecuencia acumulada de colector solar activa o de las plantas de cogeneración, y se transfiere a los depósitos con aislamiento para su posterior uso en diversas aplicaciones, tales como la calefacción de locales, nacionales o de calentamiento de agua de proceso.

Científicamente viable en el año 2022; corriente principal en 2024; y financieramente viable en 2027.

Smart Grid

La primera generación de redes inteligentes: Aparatos eléctricos que el consumo récord de energía eléctrica en tiempo real, mientras que la comunicación de la información a la utilidad para fines de seguimiento y facturación. Se puede utilizar para el equilibrio de carga por ejemplo, deshabilitar dispositivos no esenciales en los picos de uso a distancia

Científicamente viable en 2014; corriente principal en 2015; y financieramente viable en 2016.

Generación distribuida: Genera electricidad a partir de muchas fuentes de energía pequeñas en lugar de grandes instalaciones centralizadas. Centrales eléctricas centralizadas ofrecen economías de escala, pero el poder de residuos durante la transmisión, y son ineficientes para adaptarse rápidamente a las necesidades de la red.

Científicamente viable en 2017; corriente principal en 2021; y financieramente viable en 2022.

Red de energía inteligente: la energía mundial y el poder especulativo infraestructura y un conjunto de normas que se pueden utilizar indistintamente. Teóricamente podría imitar características de Internet en la canalización de calor, la energía, el gas natural (y posiblemente de hidrógeno) a partir de fuentes locales y distantes dependiendo de la demanda global.

Científicamente viable en 2019; corriente principal y financieramente viable en 2020.

Generación de Electricidad

Turbinas de marea: una forma de energía hidráulica que convierte la energía de las mareas en electricidad. Actualmente se utiliza en pequeña escala, con el potencial de gran expansión.

Científicamente viable en 2015; corriente principal y financieramente viable en 2017.

Motores stirling Micro: generadores de energía de tamaño micrométricas que transforman la energía en compresión y expansión golpes. Podría ser hipotéticamente 3D-impreso sobre la marcha y cubrir superficies enteras generadores de calor con el fin de generar energía.

Científicamente viable en 2020; corriente principal en 2026; y financieramente viable en 2027.

Robots de posicionamiento del panel solar: robots pequeños capaces de paneles solares volver a la posición en función de las condiciones meteorológicas. Más eficiente que unir cada panel para montajes de seguimiento motorizados.

Científicamente viable en 2014; corriente principal en 2016; y financieramente viable en 2017.

Los biocombustibles de segunda generación: Nuevas tecnologías de biocombustibles, como el etanol celulósico y el biodiesel a partir de microalgas, prometen producir energía compatible con combustible convencional en bajas emisiones de gases de efecto invernadero o cero.

Científicamente viable en el año 2016; corriente principal en 2017; y financieramente viable en 2021.

Fotovoltaica de cristal transparente: Vidrio con células solares integradas que convierte IR y un poco de luz visible en electricidad. Esto significa que el poder para un edificio entero se puede complementar el uso de las superficies de techo y de fachada.

Científicamente viable en 2017; corriente principal en 2020; y financieramente viable en 2021.

Biocombustibles de tercera generación: Más allá de los organismos actuales, los biocombustibles tercera generación implican la modificación genética de organismos para producir nuevos combustibles por medios no convencionales. Los ejemplos incluyen la producción directa de hidrógeno a partir de algas altamente eficiente, y la producción de furanos ricos en energía para uso automotriz.

Científicamente viable en el año 2022; corriente principal en 2024; y financieramente viable en 2025.

La energía solar basada en el espacio: Recoger la energía solar en el espacio, envió a la Tierra como microondas hacia la superficie. Un beneficio proyectada de un sistema de este tipo es mucho mayor índice de recogida de lo que es posible en la tierra. En el espacio, la transmisión de la energía solar no se ve afectada por los efectos de filtrado de gases atmosféricos.

Científicamente viable en 2025; corriente principal en 2027; y financieramente viable en el 2028 +.

Reactores Micro-nucleares: Una versión pequeña, sellado de un reactor nuclear (aproximadamente unas pocas decenas de metros de longitud) que puede ser enviado o trasladado a un sitio. Actualmente capaz de proporcionar 10 MW de potencia, los planes son para 50 MW de capacidad en un futuro próximo.

Científicamente viable en el año 2022; corriente principal y financieramente viable en 2023.

La fusión por confinamiento inercial (punto de equilibrio): Una aproximación a la fusión que se basa en la inercia de la masa de combustible para proporcionar confinamiento. Para lograr condiciones en las que el confinamiento inercial es suficiente para quemadura termonuclear eficiente, una cápsula (generalmente una capa esférica) que contiene combustible termonuclear se comprime en un proceso de implosión para condiciones de alta densidad y temperatura.

Científicamente viable en 2013; corriente principal y financieramente viable en 2021.

Reactor de Torio: torio puede ser utilizado como combustible en un reactor nuclear, lo que le permite ser utilizado para producir combustible nuclear en un reactor reproductor. Algunos de los beneficios son que el torio produce 10 a 10.000 veces menos residuos radiactivos de vida larga y sale de la planta como un, isótopo utilizable 100% puro, que no requiere el enriquecimiento.

Científicamente viable en 2025; corriente principal en 2026; y financieramente viable en 2027.

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¿Masculino o femenino? El primer cromosoma Y apareció hace 180 millones de años

29.500 horas de computación aclaran el origen de la diferenciación sexual a nivel genético en mamíferos

¿Mujer u hombre? ¿Macho o hembra? En los humanos, como en el resto de los mamíferos, la diferencia entre los sexos depende sólo de un elemento del genoma: el cromosoma Y. Pero las cosas no siempre fueron así. El cromosoma Y en realidad apareció hace 180 millones de años, ha establecido un estudio de la Universidad de Lausana y otros centros de investigación de Suiza. Antes de esto, los cromosomas X e Y eran idénticos.

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Imagen: Marzanna Syncerz. Fuente: PhotoXpress.

¿Mujer u hombre? ¿Macho o hembra? En los humanos, como en el resto de los mamíferos, la diferencia entre los sexos depende sólo de un elemento del genoma: el cromosoma Y. 
Sólo lo poseen los machos, cuyos dos cromosomas sexuales son X e Y,mientras que las hembras tienen XX. Por tanto, el cromosoma Y es responsable de todas las diferencias morfológicas y fisiológicas entremachos y hembras. 

Pero las cosas no siempre fuero así. En un pasado muy lejano, los cromosomas X e Y eran idénticos hasta que, un día, el cromosoma Y comenzó a distinguirse de su equivalente femenino. Luego, progresivamente, se redujo hasta el punto de que, hoy día, no cuenta más que con una veintena de genes (frente a los más de mil que porta el cromosoma X). 

¿En qué momento se produjo esta diferenciación? Esta es una cuestión a la que acaba de responder el equipo de Henrik Kaessmann, un profesor del Centro de Genómica Integral (CIG) de la Universidad de Lausana (UNIL), en suiza, y director de un grupo de investigación del Instituto Suizo de Bioinformática (SIB). 

Estos científicos han establecido que los primeros “genes del sexo” aparecieron casi Simultáneamente en todos los mamíferos hace unos 180 millones de años. 

4,3 mil millones de secuencias genéticas 

Estudiando muestras de diversos tejidos masculinos –sobre todo de los testículos- de diferentes especies, los investigadores recuperaron el cromosoma Y de los tres principales linajes de mamíferos: placentarios (que incluyen humanos, monos, elefantes y roedores); marsupiales (como canguros y zarigüeyas) y monotremas (que son mamíferos que ponen huevos, como el ornitorrinco y el equidna). 

En total, los investigadores trabajaron con muestras de 15 mamíferos diferentes, representantes de tres linajes; pero también con el pollo, un animal que fue incluido para comparación. 

En lugar de secuenciar todos los cromosomas Y, lo que habría sido una "tarea colosal", según Diego Cortez, investigador del CIG y del SIB y autor principal del estudio en un comunicado de la Universidad de Lausana, los científicos optaron por “coger un atajo”. 

Comparando secuencias genéticas de los tejidos masculinos y femeninos, eliminaron todas las secuencias comunes a ambos sexos, con el fin de mantener sólo aquellas secuencias que se corresponden con el cromosoma Y. Al hacer esto, establecieron el atlas genético más extenso del cromosoma "masculino" realizado hasta la fecha.

El estudio precisó de más de 29.500 horas de computación. Una tarea ingente, que no podría haber sido realizada sin unos medios técnicos fundamentales: los avanzados [secuenciadores de ADN]:http://es.wikipedia.org/wiki/Secuenciación_del_ADN‎ del CIG -para la generación de las secuencias genéticas-; y las herramientas de cálculo de Vital –IT (el centro de computación de alto rendimiento del SIB), que se usaron para los análisis biológicos.

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Resultados obtenidos 

El estudio demostró que el gen determinante del sexo, llamado SRY(del inglés, sex-determining region Y), en mamíferos placentarios y marsupiales se formó en un antepasado común de ambos linajes, hace alrededor de 180 millones de años. Y que otro gen, el AMHY, responsable del surgimiento del cromosoma Y en los monotremas, apareció hace unos 175 millones de años. 

Ambos genes, según Kaessmann estarían "implicados en el desarrollo testicular” y habrían surgido "casi al mismo tiempo, pero de una manera totalmente independiente". 

Aún queda por saber cómo se produjo el cambio, sobre todo en el caso del ancestro común a todas las especies de mamíferos, de los tres linajes. Dado que el cromosoma masculino no existía, ¿qué es lo que hizo que un individuo naciera macho o hembra? 

¿Fue por influencia de otros cromosomas sexuales o por causas relacionadas con el entorno? Esta última posibilidad no es irracional, dado que se sabe que, hoy día, la temperatura determina el sexo de los cocodrilos. Para los mamíferos, “la cuestión sigue abierta”, concluye Diego Cortez.

Referencia bibliográfica: 

Diego Cortez, Ray Marin, Deborah Toledo-Flores, Laure Froidevaux, Angélica Liechti, Paul D. Waters, Frank Grützner, Henrik Kaessmann. Origins and functional evolution of Y chromosomes across mammals. Nature (2014). DOI: 10.1038/nature13151.

Roger Schank....Lo que nos enseñan en la escuela no nos sirve en la vida real

Roger Schank, empresario y autor del concepto “Aprender es hacer”

“Lo que nos enseñan en la escuela no nos sirve en la vida real”

• Considerado uno de los pedagogos más influyentes del mundo, ha dedicado una parte de su vida a la inteligencia artificial y el resto, a aplicar lo aprendido a la enseñanza.
• Su lema: la experiencia es el mejor motor del aprendizaje

MANUEL GONZÁLEZ PASCUAL

MADRID

19-04-2014 17:53

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PABLO MONGE

Qué tiene que ver la inteligencia artificial con la enseñanza? Roger Schank (Nueva York, 1946), matemático y lingüista de formación, ve en el primer campo una inspiración para el segundo. Tras años de investigación, fundó en los noventa el Institute for the Learning Sciences (ILS), desde el que se propone revolucionar el sistema educativo. Ha desarrollado un método basado en la experiencia que ha implantado en algunas universidades, incluyendo la Ramon Llull de Barcelona.

Pregunta. ¿Cómo describiría a los estudiantes españoles?

Respuesta. Son tan inteligentes como los de cualquier otra parte del mundo. Pero por alguna razón en España se cree que la literatura y la historia son lo que una persona educada debería saber. Hoy en díano nos podemos permitir levantar una nación a base de intelectuales. Los estudiantes estadounidenses piensan mucho sobre qué negocio montarán o a qué se dedicarán. Aunque eso no les haga ser tan intelectuales como en España, sí que crea más empleo.

P. ¿Por qué hay que cambiar el sistema educativo?

r. Un joven con estudios de cualquier parte del mundo sabe, o le han enseñado, ciertas nociones de álgebra, trigonometría y geometría. Aunque no las vaya a usar en su vida. El hecho de que se enseñe matemáticas no se basa en ningún razonamiento científico o en pruebas empíricas, sino en creencias arraigadas, tradición y otros intereses que no son buenos para el estudiante. Y lo mismo pasa con muchas otras materias del currículum. Nosotros no ofrecemos asignaturas, sino distintos escenarios. En algunos de ellos habrá que aplicar modelos matemáticos, que los estudiantes aprenderán y retendrán. Algunos probarán con escenarios de ingeniería, para los que necesitarán ciertas herramientas; o de medicina, que requerirá otras; de derecho... Hasta que encuentren su vocación.

P. Usted está a favor, pues, de que se haya eliminado el latín de la enseñanza obligatoria...

r. Definitivamente. Algunos científicos llevan tiempo estudiando cuán transferibles son los conocimientos adquiridos en la escuela a la vida real. Y los resultados son demoledores: casi nada de lo que nos enseñan en la escuela nos sirve fuera de ella. El latín es un buen ejemplo de ello. Edward Thorndike publicó un estudio ya en 1923 en el que concluía que esta disciplina “no ayuda a organizar la mente”. La conclusión, pues, es que el latín es inútil para todo aquel que no tenga especial interés en la materia.

P. ¿Cómo resumiría su modelo de educación?

r. Se aprende desde la experiencia. Aprender es el resultado de hacer cosas y pensar sobre ellas. Llegué a esta misma conclusión tratando de comprender cómo funciona la mente para crear máquinas inteligentes. Los humanos tenemos dos tipos de memoria. La más básica, que compartimos con otros mamíferos, es la episódica: almacenamos experiencia, cosas que hacemos. Es la que usaban nuestros ancestros antes de que apareciese el lenguaje, y les funcionó bastante bien. La segunda es la memoria semántica: el lenguaje nos dio la capacidad de desarrollar procesos de razonamiento muchísimo más complejos.

Pero la memoria episódica permanece ahí, y necesitamos activarla. Nosotros lo que hacemos es usar la tecnología de la información para crear situaciones de aprendizaje que permitan a los estudiantes aprovechar las estructuras básicas de la mente. En esencia, simulamos lo que pasa en la vida profesional.

P. ¿Dónde han implantado su método?

r. El primer proyecto que desarrollamos plenamente se remonta a 2003, en el nuevo campus que abrió Carnegie Mellon University en Mountain View, California. Se ha probado durante diez años sobre mil estudiantes y los resultados son buenos. Desde hace cuatro años también estamos en La Salle-Universitat Ramon Llull, en Barcelona.

P. ¿Qué tal funciona el proyecto en Barcelona?

r. La Salle es el tipo de universidad que me interesa. Tienen experiencia en enseñar a la gente a conseguir empleo. Cuando creamos XTOL (Experimental Teaching On-Line), pensábamos en un conjunto de programas online, para móvil y e-commerce, que reeducase a la gente en este prometedor campo en el que se crearán la mayoría de los empleos en las próximas décadas. Para distribuir estos programas necesitamos asociarnos a instituciones que apuestan por una educación innovadora, y La Salle es una de ellas.

P. ¿Qué papel juegan los libros de texto en su sistema?

r. Los libros están bien. Los usamos, aunque digitales. Pero no hacemos que los estudiantes los memoricen para aprobar los exámenes. Los libros son recursos para ayudar a cumplir tareas específicas. Veremos, con el tiempo, cómo los libros digitales evolucionan hacia una nueva categoría de producto multimedia.

P. Si comparásemos a un recién licenciado que haya seguido la enseñanza usual con otro que haya pasado por su sistema, ¿qué diferencias encontraríamos?

r. El primero, básicamente, habrá aprendido a pasar exámenes, ya sea sacando buenas notas o aprobando justito. Pero no a pensar. En cambio, con nuestro sistema el estudiante habrá practicado todos los procesos cognitivos que importan para ser un profesional exitoso y un pensador inteligente. Entre estos procesos se incluyen investigación, planificación, diseño, causalidad, juicio, valoración, comunicación y negociación, entre otros.