domingo, marzo 27, 2011

US Patent 7,379,286

En estos días de "apocalípsis" nuclear, mucha gente aprovecha para reconsiderar nuestra política energética. Cuando digo nuestra, me refiero a toda la especie, claro.

Ya sabemos que el petroleo/gas es malo, mato a mi padre y violó a mi madre. Contamina mucho y se va a acabar pronto (aunque la fecha última de agotamiento no está clara, parece que siempre quedan 50 años para que suceda). Bien, independientemente de que se acabe o no, es verdad que ha posibilitado una era de enormes avances y mejoras en la calidad de vida (de algunos, claro). Pero también es cierto que parece hora de pasar a fuentes de energía más "inteligentes" que sacar una cosa negra del suelo y prenderle fuego.

Una de ellas es sin duda la energía nuclear. Dado que tener un pequeño sol en la tierra parece todavía más ciencia ficción que realidad, nos tenemos que conformar con su hermana bastarda. Que, por cierto, es una muestra increíble de los avances científicos de los que el ser humano es capaz. Como bien hemos visto y oído estos días, esta fuente de energía también es problemática: no solo hay que almacenar residuos con miles de años de vida, si no que además las reacciones de fisión pueden descontrolarse si los reactores dejan de funcionar correctamente, cosa que puede suceder en caso de accidentes como el de Japón. Hasta que no se descubra alguna manera de "apagar" con seguridad las centrales las nucleares, la fisión seguirá siendo una fuente de energía relativamente barata y relativamente limpia, pero muy insegura. Y digo insegura porque las probabilidades de que suceda algo son muy muy pequeñas, como cuando uno va en avión. Pero también es cierto que si el avión se cae estamos jodidos. Pues con las nucleares lo mismo.

Las energías solar/eólica/geotérmica/olas del mar etc. están de moda, como demuestra por ejemplo que, si la memoria no me falla, España obtiene cerca del 20 % de su energía a partir de aerogeneradores. La energía solar en sitios con el adecuado nivel de irradiación es también una realidad. Es cierto que los paneles son caros e ineficientes, pero no se es justo cuando se evalúa la relación coste/beneficio de esta tecnología. No es solo cuánto cuesta instalar un panel y cuanto ahorras, hay que incluir en la ecuación de algún modo el coste ecológico global que tienen las alternativas. La energía solar a nivel local tiene futuro y se deben seguir dando pasos en esa dirección. De las otras no hay todavía muchas noticias, aunque hay proyectos faraónicos para sacar energía de las olas. El problema de las renovables: pues el que todos conoceis, que cuando no hace viento o no hace sol pues no hay energía. Los sistemas de almacenamiento son caros y no están bien desarrollados. En conclusión, salvo algún elemento que dice que hay que cubrir españa con placas solares, todos los expertos están de acuerdo en que hoy por hoy este tipo de energías son un buen complemento a otras más "constantes".

En resumen y para no eternizar la introducción, ahora mismo tenemos las fuentes fósiles como principales pero ya asumidas como caducas, la nuclear en perpetuo debate, las renovables abriendose paso poco a poco pero sin terminar de aportar una solución definitiva al problema, y los gobiernos intentando establecer políticas energéticas que eliminen de una vez por todas el derroche y la ineficiencia. También podemos rezar para que la fusión se convierta en una realidad. Pero el caso es que llevamos muchos años dando vueltas a los mismos conceptos. ¿Es que no hay algo nuevo, diferente, rompedor, algo que realmente nos pueda solucionar el problema energético de una vez para siempre? Y aquí comienza la historia que os quiero contar. Empieza con un físico danés, Henrik Casimir, investigando en los laboratorios Philips, y termina por el momento con Garret Moddel, un nombre que, si algún día llegais a leer en los medios de comunicación, significará que se ha producido el milagro. El milagro de la energía.

En 1948 Casimir se encontraba investigando las fuerzas de Van der Waals, que se producen entre moléculas por desplazamientos aleatorios de sus cargas eléctricas (que me corrijan los bioquímicos). Esta es una explicación muy "fenomenológica", de manera que el verdadero origen microscópico de las fuerzas no era entonces comprendido. Casimir decidió enfrentarse al problema utilizando las herramientas de la mecánica cuántica. Calculó la fuerza que se produciría entre dos placas metálicas planas que se acercasen lo suficiente, en ausencia de cualquier otra fuerza externa. Obtuvo un valor muy pequeño, pero consiguió medirlo (aunque con muchas dificultades experimentales). De hecho, hasta 1997 no se pudo medir con seguridad la existencia del ahora llamado efecto Casimir.

Bien, ya tenemos el primer elemento, un curioso y extraño efecto cuántico denominado efecto Casimir, responsable de la aparición de una fuerza entre dos placas paralelas que viene "de la nada". Vayamos ahora hacia atrás en el tiempo. En 1913 el mismo Einstein postuló, utilizando conocimientos desarrollados por Planck 10 años antes, que los osciladores armónicos "cuantizados" (un elemento clave en el desarrollo posterior de la mecánica cuántica) tienen que tener una energía "mínima", incluso en el cero absoluto. Poco después se acuñó el término "zero-point energy", o energía del vacío. Ese concepto se amplió y refinó más tarde: el vacío ya no está vacío, si no que es también un campo cuántico, formado por osciladores que interaccionan entre sí. Y como tal obedece las leyes de la mecánica cuántica y de los osciladores. Esto implica que posee una energía mínima, una "energía cero". Y llegamos a la segunda etapa de la carrera: pues sí, teóricamente el vacío no solo no está vacío, si no que contiene energía.

Bueno, pues resulta que el efecto Casimir pudo ser explicado utilizando este concepto. Dicho de manera sencilla: cuando juntamos las dos placas metálicas, los osciladores cuánticos del espacio que está entre las dos placas solamente pueden oscilar de una manera, determinada por la forma de las placas y la distancia entre ellas.

Al final, la modificación de la estructura del vacío cuántico en el espacio entre las placas hace que estas experimenten una pequeñísima fuerza (tan pequeña que hace falta ingeniárselas para medirla), la fuerza de Casimir. Bueno, tampoco parece que eso vaya a cambiar nuestras vidas. ¿O quizá sí?

Y ahora viene la última parte de la historia, en la que participan Garret Moddel, un profesor de la universidad de Colorado, la empresa Jovion, y su patente 7,379,286:

"A system is disclosed for converting energy from the electromagnetic quantum vacuum available at any point in the universe to usable energy in the form of heat, electricity, mechanical energy or other forms of power."

Pues sí, estos señores dicen que son capaces de sacar energía del vacío. Tanto como ¡¡21 kW!! de un dispositivo del tamaño de un terrón de azúcar. ¿Cómo funciona?. Pues muy sencillo:


Se inyectan átomos de un gas noble mediante una bomba en un circuito cerrado en el que hay un elemento capaz de absorber radiación, y la clave de todo el asunto: una cavidad basada en el efecto Casimir. Al pasar por dicha cavidad, los átomos entran en una zona en la que las frecuencias permitidas para el vacío cuántico han sido modificadas. Teóricamente, si la disposición de la cavidad Casimir es la adecuada, esto puede hacer que los electrones del gas salten de una órbita a otra de mayor energía. Al salir de la cavidad vuelven a una zona de vacío "convencional", y vuelven a la órbita inicial liberando la energía que antes absorbieron. ¿De dónde?. Pues del vacío. La liberación de energía se produce emitiendo radiación que puede ser transformada en calor por medios convencionales.

¿Confuso eh? Y dudoso también. Mucha gente cree que esto no es posible, que viola una larga lista de leyes físicas. De momento la experimentación que han llevado a cabo no pasa de obtener unos pocos milivatios, mientras que han gastado muchísimo más en propulsar el gas. Y ni siquiera se sabe con seguridad que los milivatios provengan del vacío. Pero el caso es que han montado una empresa, tienen financiación y una idea revolucionaria.

Y aunque quizá sea una tontería, y seguramente jamás lleguen a nada, para solucionar un problema tan grave como el de nuestras fuentes de energía hacen falta emprendedores, locos como estos capaces de imaginar lo imposible. Y soñar sigue siendo gratis, ¿no?.

5 comentarios:

CaesarHec dijo...

aja, sí, sí, aja... no, si lo he entendido todo...

"Mucha gente cree que esto no es posible, que viola una larga lista de leyes físicas"

jajjajajj ese tio me cae bien!! acércate a su despacho y hazte una foto con él!!

Álvaro dijo...

Bueno, las leyes están para romperlas, ¿no? Hasta las físicas... ah, los buenos tiempos en los que tirar una bomba atómica podia, en teoría, iniciar una reacción en cadena por toda la corteza terrestre.
En fin, por fin he (más o menos) captado de qué va eso de la energía del punto cero. Buena explicación para legos como siempre Miññññ, tu papel como heredero de Punset y Stephen Hawking cada vez queda más reforzado.
Una duda profe: si en teoría se podría extraer esa energía del vacío, ¿podría llegarse a un vacío "vacío", sin energía? ¿y como fluye la energía "normal", la que estamos acostumbrados a considerar y usar y no tiene este deje místico, al vacío?

Morvader dijo...

Miññ, cuántas veces tengo que decirte que en este blog seguimos las leyes de termodinámica!!!

Como dice Avalon, ¿cuánta energía hace falta para crear vacío en la Tierra?

uosdwiS .r jewoH dijo...

Como tengo la mano muy suelta a la hora de invertir en proyectos inverosímiles y absurdos no voy a hacer ninguna pregunta. Aún así, comentar que lo que siempre me ha parecido cojonudo es la mentalidad de que ser emprendedor es una opción y la "facilidad" (con muchas comillas) que hay para desarrollar una idea en aquel lugar. Aquí como intentes emprender y te osties no levantas cabeza en la puta vida. Por otra parte el mercado para invertir en este tipo de cosas es meramente testimonial y está en pañales. En esto al menos tenemos mucho que aprender del enemigo.

srcocodrilo dijo...

Por una vez, tengo que estar de acuerdo con mor-mor. Por mucho que Tito Alvaro quiera romper todas las leyes existentes... Me temo que las de la termodinámica nos lo van a poner duro.
¿Cómo sacar kW de energía del vacío, que aparentemente tiene un poco, pero que muy poco de energía?

Esto me recuerda a una noticia que salió hará cosa de tres años, acerca de aquella empresa misteriosa que había sacado una patente de un sistema para obtener energía sin límites... Algo de un osciloscopio magnético o no sé que milongas que ahora me da pereza buscar.

Al final, mucho ruido...

Miñññ, lo que tienes que hacer es inventarte tú una patente absurda para conseguir energía de las alpacas, y jubilarnos a todos...