Duet de dos àtoms quantics.

Investigadors del Centre per a la Nanociència Quàntica (QNS) de l'Institut de Ciències Bàsiques (IBS), van aconseguir un important avanç  en la protecció de les propietats quàntiques dels àtoms individuals en una superfície. 

Els científics van utilitzar el magnetisme dels àtoms individuals, conegut com spin, com un bloc bàsic per al processament de la informació quàntica. Els investigadors podrien demostrar que, mitjançant l'entrellaçament molt a prop de dos àtoms, es podria protegir les fràgils propietats quàntiques  molt millor que només per a un sol àtom.

https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/csz/news/800/2018/atwoatomquan.jpg

El gir és un objecte mecànic fonamental quàntic el qual, regula les propietats magnètiques dels materials. En un encaix clàssic, sovint el spin  es pot considerar com l'agulla d'una brúixola. Els pols nord o sud de l'agulla, per exemple, poden representar girar cap amunt o cap avall. No obstant això, d'acord amb les lleis de la mecànica quàntica, el gir també pot apuntar en ambdues direccions alhora. Aquest estat de superposició és molt fràgil ja que la interacció del gir amb l'entorn local provoca un desplaçament de la superposició. L'entesa del mecanisme de difusió i la millora de la coherència quàntica, són un dels ingredients clau per al processament d'informació quàntica basada en el spin.

https://www.nist.gov/sites/default/files/images/2018/07/20/05phy021_catstateions_lr.jpg

En aquest estudi, publicat a la revista Science Advancements recentment, els científics del QNS van intentar suprimir la descoherència dels àtoms individuals reunint-los molt a prop. Els spins, per als quals utilitzaven àtoms individuals de titani, es van estudiar utilitzant una punta  aguda metàl·lica d'un microscopi de túnel d'escaneig i es van detectar els estats de l'spin dels àtoms utilitzant ressonància de l'spin d'electrons. Els investigadors van trobar que, portant els àtoms molt a prop (1 milió de vegades més a prop que un mil·límetre), podrien protegir els estats de superposició d'aquests dos àtoms units magnèticament 20 vegades més que un àtom individual.

http://networlddirectory.medicineworld.org/images/blogs/8-2007
/rubidium-atoms-13301.jpg

Els dos àtoms van poder protegir-se mútuament d'influències externes millor que els seus propi. D'aquesta manera, els estats quàntics entrellaçats que es van crear no es van veure afectats per les interrupcions ambientals com és el soroll del camp magnètic.

Aquest és un desenvolupament significatiu que demostra com es pot enginyar i detectar els estats d'àtoms. Això  permet explorar la seva possibilitat d'utilitzar-los com a bits quàntics per al futur processament d'informació quàntica. En futurs experiments, els investigadors planegen construir estructures encara més sofisticades per explorar i millorar les propietats quàntiques d'àtoms i nanoestructures individuals.

Font: Institut de Ciències Bàsiques

Una exposició prolongada i elevada de radiofreqüència, associa el càncer en les rates

El Programa Nacional de Toxicologia (NTP) va concloure que hi ha proves clares que les rates mascle exposades a elevats nivells de radiació de freqüència radioelèctrica (RFR), com la utilitzada en els telèfons mòbils 2G i 3G, van desenvolupar tumors cardíacs cancerosos, segons els informes finals publicats recentment. 

També es van trobar evidències de tumors en el cervell i a la glàndula suprarenal de les rates mascle exposades. Per a les rates femella i els ratolins mascle i femella, l'evidència era equivocada quant a si els càncers observats s'associaven amb l'exposició de la RFR. Els informes finals representen el consens del NTP i també, d'n grup d'experts científics externs que van revisar els estudis després d'emetre els respectius informes.

https://media3.s-nbcnews.com/j/newscms/2018_44/2628436/181101-cell-phone-mc-1405_bca4797a9b2bce207623d9b30050c861.fit-760w.JPG

Les exposicions utilitzades en els estudis no es poden comparar directament amb l'exposició que experimenten els humans quan s'utilitza un telèfon mòbil. En aquests estudis, les rates i els ratolins van rebre radiació de freqüència radioelèctrica a través de tot el seu cos. En canvi, la gent està majorment exposada a teixits  específics locals prop d'on mantenen el telèfon. A més, els nivells d'exposició i la durada dels estudis van ser més grans  dels que el que la gent experimenta.

https://i2.wp.com/img.medscape.com/thumbnail_library
/is_181102_rat_cell_phone_800x450.jpg

El nivell d'exposició més baix utilitzat en els estudis era igual a l'exposició màxima d'un teixit local que actualment està permesa per als usuaris de telèfons mòbils. Aquest nivell d'energia rarament es produeix amb l'ús típic del telèfon mòbil. El nivell d'exposició més alt en els estudis va ser quatre vegades superior al nivell màxim de les potència permès.

Els estudis del NTP  han costat 30 milions US$ i es van completar durant més de 10 anys i són l'avaluació més completa realitzada fins ara, sobre els efectes de la salut en animals exposats a RFR amb modulacions utilitzades en telèfons mòbils 2G i 3G. Les xarxes 2G i 3G eren l'estàndard quan els estudis eren dissenyats i encara s'utilitzen per a trucades telefòniques i missatges de text.

https://www.theasianindependent.co.uk/wp-content/uploads/2018/11/telecommunication-tower-3064834_960_720.jpg

Una gran fita d'aquests estudis és que s'ha pogut controlar exactament la quantitat de radiació de freqüència radiogràfica que rebien els animals, cosa que no és possible quan s'estudia l'ús de telèfons mòbils pels humans, que sovint s'ha basat en qüestionaris.

També cal assenyalar la inesperada troballa de temps de vida més llarga entre les rates mascle exposades. Això pot explicar-se per una disminució observada en els problemes renals crònics que sovint són la causa de la mort en rates més velles.

Els animals estaven allotjats en càmeres específicament dissenyades i construïdes per a aquests estudis. L'exposició a la RFR es va iniciar a l'úter per a les rates entre 5 i 6 setmanes d'edat, i va continuar fins a dos anys o la major part de la seva vida natural. L'exposició RFR va ser intermitent, a intervals de 10 minuts, amb un total de prop de nou hores cada dia. Els nivells de RFR oscil·len entre 1,5 i 6 watts per quilogram en rates i 2,5-10 watts per quilogram en ratolins.

https://static-defendershield.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/
defendershield-towers-emf-radiation-560x400.jpg

Aquests estudis no van investigar els tipus de RFR utilitzats per xarxes Wi-Fi o 5G.

El 5G és una tecnologia emergent que en realitat encara no s'ha definit, probablement es diferenciarà molt sobre el que s'ha estudiat.

Per als futurs estudis, el NTP està construint càmeres d'exposició RFR més petites que facilitaran l'avaluació de tecnologies de telecomunicacions més noves en setmanes o mesos, en comptes d'anys. Aquests estudis se centraran en desenvolupar indicadors físics mesurables, o biomarcadors, de possibles efectes derivats del RFR. Aquests poden incloure canvis en mètriques com el dany de l'ADN en els teixits exposats, que permetria detectar molt abans que el càncer.

Font: National Institutes of Health

Nou soroll electrònic.

El soroll és una característica fonamental de qualsevol mesura elèctrica que calculi les fluctuacions aleatòries i correlacionades del senyal. Encara que el soroll sol ser indesitjable, aquest es pot utilitzar per detectar efectes quàntics.

Un nou treball de recerca ha publicat  un nou tipus de soroll electrònic diferent de tots els anteriors. La comprensió d'aquest tipus de soroll pot ser essencial per dissenyar, de forma eficient, electrònica a nivell de nanoescala.

https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/csz/news/800/2018/3-electronicno.jpg

Fa més d'un segle, en el 1918, el físic alemany Walter Schottky va publicar un document sobre les causes i manifestacions del soroll en les mesures elèctriques. Schottky va demostrar que un corrent elèctric produït per una tensió aplicada era sorollós, fins i tot a la temperatura del zero absolut, quan s'havia aturat tot el moviment aleatori induït pel calor. El soroll va ser una conseqüència directa de la càrrega elèctrica quantitzada que va arribar a unitats discretes. El soroll es va anomenar shot noise, ja que va ser com a resultat de la granularitat del flux de càrrega.

En els sistemes que es troben en equilibri tèrmic, es produeix un soroll amb propietats  diferents del shot noise, a temperatures no nul·les conegudes com a soroll Johnson-Nyquist. El shot noise és ara, una eina clau per caracteritzar els conductors elèctrics a escala nanomètrica, ja que conté informació sobre propietats de transport quàntic que no es poden revelar a través de les mesures del corrent elèctric.

https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/csz/news/800/2018/4-electronicno.jpg

Durant l'estudi, els autors van estudiar unions formades per àtoms individuals o molècules suspeses entre un parell d'elèctrodes d'or. Els elèctrodes van ser fabricats trencant un fil d'or prim en dues parts i tornant-los a posar en contacte. En aquest procés, les molècules d'hidrògen es van evaporar sobre el dispositiu, conegut com un encreuament de trencament mecànicament controlable, per capturar àtoms o molècules individuals entre els elèctrodes i establir així, un contacte elèctric.

Un canal de transport únic mecànic-quantic, va fer possible les unions resultants en què els electrons es podien transmetre d'un elèctrode a un altre. La probabilitat de transferència d'electrons es pot ajustar variant l'obertura del canal.

Es va proporcionar una instal·lació base per fer una prova ideal per poder explorar les propietats de la contribució acústica fins ara ignorada. Quan es va aplicar una diferència de temperatura entre els dos elèctrodes, els autors van observar un fort augment del soroll electrònic en comparació amb els elèctrodes a la mateixa temperatura. El nou soroll, denominat 'soroll delta-T', escalat amb el quadrat de la diferència de temperatura,  mostra una dependència similar de la conductància elèctrica com el shot noise.

https://www.weizmann.ac.il/chemphys/orental/sites/chemphys.orental/files/styles/header_mobile_image/public/phone_15.png?itok=2NRCvw8p

Les conclusions de l'estudi es van explicar a través de la teoria quàntica del transport de càrrega coneguda com a teoria de Landauer, desenvolupada en les últimes dècades. La teoria inclou tant el shot noise com el soroll tèrmic per a proves intensives a escala atòmica i molecular. La teoria va descriure amb precisió moltes observacions experimentals quan estaven en equilibri tèrmic o quan s'aplicaven petites tensions.

En una anàlisi més proper de la teoria, els autors van observar que la inclusió d'un component de soroll, només es produïa quan només s'aplicava una diferència de temperatura a través d'un encreuament tal com pasa experimentalment amb el soroll delta-T. A falta d'una tensió aplicada, pot sorgir un corrent elèctric a causa d'una diferència de temperatura a través d'un fenomen anomenat efecte Seebeck. Segons l'estudi, el soroll delta-T va sorgir de la discrepància entre els portadors de càrrega provocats pel transport tèrmic.

https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQEtYON2HLWpt666Ed8FMKcRst1e5jhHygckPlbB46rHljyM7QetQ

Encara que la teoria de Landauer és àmpliament utilitzada, sorprenentment, el soroll de delta-T prèviament no s'havia observat. Per tant, el present treball transmet un missatge clau que requereix un disseny experimental acurat i una anàlisi rigorosa per estudiar els detalls del transport quàntic. A la pràctica, els experiments sobre transport quàntic, que no estaven totalment en equilibri tèrmic, podrien provocar un soroll fort, que es podria confondre amb el soroll derivat de les interaccions entre els operadors de càrrega o per efectes subtils. Un inesperat soroll elevat  durant les mesures de corrent elèctric, podria ser degut als gradients de temperatura no intencionats donades unes configuracions experimentals. A la pràctica, el treball dels autors, pot ser utilitzat potencialment per detectar punts calents no desitjats en circuits elèctrics.

https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2018/10/noise.png

L'enfocament futur experimental, explorarà la relació entre el soroll del delta-T i del shot noise, amb una dependència no lineal de la tensió aplicada. Aquest fenomen recentment s'ha observat en experiments d'alt voltatge en les unions atòmiques. En combinació amb el soroll tèrmic, el soroll delta-T es pot utilitzar com a sonda per a les diferències de temperatura en els sistemes a nivell de nanoescala. El soroll Delta-T és una sonda versàtil en comparació amb els sensors físics, sense limitar-se a un rang de configuració particular, i que es pot aplicar a conductors de mides variables, inclosos els de l'escala atòmica. La versatilitat permet que el soroll de delta-T es converteixi en una eina atractiva per a la gestió del calor, que inclou el bombeig termoelèctric de calor i dissipació de calor, important per a l'estalvi energètic i per la producció d'energia sostenible. Atès que els gradients de temperatura involuntàriament es solen produir-se  en circuits electrònics, per evitar efectes limitats del rendiment del soroll delta-T, els gradients de temperatura s'han de minimitzar. La sensibilitat del soroll de delta-T sobre les propietats i les interaccions dels transportistes de càrrega podria convertir-se en una eina valuosa en el transport quàntic.

Font: Nuture 

Ser desenvolupador de Blockchain

https://i.blogs.es/b5ce90/blockchain2/450_1000.jpg

És un bon moment per estar treballant en blockchain o Bitcoin, amb els creixents salaris i amb una gran quantitat d'oportunitats de feina ja que, actualment manquen desenvolupadors.

L'empresa de contractació on-line Glassdoor,  recentment ha  informat  un augment del 300 % en el seu web d'oportunitats per treballar en les que es busquen persones amb capacitats i habilitats en  block-chain. Glassdoor va comparar les ofertes de feina del blockchain a l'Agost del 2018, explicant que hi han 1.175 llocs de treball als Estats Units i només hi havien 446 en el 2017. La majoria dels nous llocs de treball,  es troben a Nova York (421) San Francisco (381) i San José (99). Internacionalment, els reclutadors busquen majoritàriament enginyers de blockchain a Londres (189), Singapur (85), Toronto (82) i Hong Kong (79), segons la companyia.

https://i2.wp.com/tiempodenegocios.com/wp-content/uploads/2017/09/Beneficios-del-Blockchain-750x395.jpg

Què és un enginyer de blockchain? Segons Glassdoor, els defineix com aquells que poden fer o definir moltes coses, incloent ser un gestor  d'analistes, un gerent de productes i un enginyer de front-end, però " l'enginyer de programari" és el qui encapçala la llista.

La demanda d'experts independents de blockchain també està en auge, segons Upwork , un mercat on-line per a autònoms. L'índex de competències en el Q2 del 2018 d' Upwork, ha classificat el blockchain, com el que constitueix l'habilitat en un increment més ràpid en termes de demanda, creixent en un 3.500 %  respecte al Q2 del 2017.

Tots aquests potencials empresaris, poden estar buscant enginyers durant un temps, ja que el nombre d'enginyers de programari que estan buscant un nou treball relacionat amb el  blockchain o bitcoin  ha caigut molt. 

Amb la caiguda de la demanda i l'oferta, els salaris haurien de pujar. Les dades de Glassdoor van indicar que els salaris per als desenvolupadors de blockchain  són comparables amb els dels altres llocs de treball de programadors en les regions similars: per exemple,   102.104 $US, per a un desenvolupador de blockchain  a la ciutat de Nova York, en comparació amb un salari mitjà de 104.630 dòlars per a tots els enginyers de programari que hi han.

https://img2.rtve.es/v/4429067/

No obstant això, altres enquestes recents, estan identificant que l'experiència en el blockchain aporta una prima extra. Segons l'enquesta sobre salaris de TI 2019 de Janco Associates, el salari mitjà d'un desenvolupador de blockchain actualment és de 127.000 $US.

Els enginyers de blockchain experimentats guanyen 172.000 US$. Això es compara en l'anàlisi de Janco amb un salari mitjà de 100.000 US$ per als llocs de treball en general. La propsta de feina millora quan es es formalitza una contractació; segons les dades subministrades per la CNBC,  va indicar que els sous globals per als enginyers de blockchian actualment tenen un valor mitjà que va des dels  150,000 US$ fins als  175,000 US$.

Font: IEEE Spectrum

Nou cermet proporcionarà un millor intercanvi de calor per a les plantes d'energia solar

Un equip d'investigadors afiliats a diverses institucions dels Estats Units, van presentar un nou tipus de cermet que podria resultar especialment útil com a intercanviador de calor en les centrals solars. En el seu article publicat a la revista Nature, el grup descriu com es va fer el nou material i les seves avantatjoses propietats.

https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/csz/news/800/2018/3-newmaterialm.jpg

El terme "cermet" descriu una classe de materials  combinant [cer] amics i [met] als. Es van desenvolupar per primera vegada pels enginyers que treballen per resoldre problemes dels motors a reacció  de la força aèria dels EUA. Es destaquen per la seva resistència a la calor i a l'oxidació, la seva força i la seva capacitat de mantenir-se sota canvis de temperatura extrems. Durant les últimes dècades, s'han utilitzat en moltes més aplicacions. Una de les limitacions dels actuals cermets, és que només es poden utilitzar en peces petites o aplicar-les com un revestiment superficial. En aquest nou treball, els investigadors han explicat que han desenvolupat un cermet que pot ser utilitzat en aplicacions molt més grans, com pot ser un intercanviadors de calor per a les centrals elèctriques.

https://media.nature.com/w800/magazine-assets/d41586-018-07005-9/d41586-018-07005-9_16187902.jpg

Fer el nou cermet va ser un procés complicat que va consistir en crear primer  un precursor i després processar, escalfar-lo i mecanitzar-lo. La forma resultant es torna a escalfar, submergida en una barreja de zirconi i coure, i una vegada més s'escalfa. Els investigadors han exsplicat que el producte acabat va ser, del 58 per cent de zirconi, el 36 per cent de tungstè i la resta de residus de carbur de coure i tungstè. També es comenta, que el nou cermet va suportar una calor 2,5 o tres vegades millor que els aliatges de ferro o níquel a temperatures de fins a 800 °C i que va mantenir la seva resistència en aquesta temperatura.

https://ai2-s2-public.s3.amazonaws.com/figures/2017-08-08/d6865447b991e8a0362175da320ff198fa056f87/7-Figure5-1.png

Els investigadors proposen que aquest nou cermet podria resultar ideal com a intercanviador de calor en centrals solars, fent-les molt més eficients. Però abans  de que això passi, el nou cermet ha de superar una gran deficiència:

•  La seva sensibilitat a l'oxidació a altes temperatures.

Els investigadors proposen que es podrien utilitzar diferents solucions per a aquest problema i per a diferents aplicacions: recobrir-lo amb coure, per exemple, i afegir monòxid de carboni a CO2 supercrític utilitzat en instal·lacions de potència que l'utilitzen com un  fluid de treball en sistemes d'intercanvi de calor.

Vídeo

També seria més econòmic produir intercanviadors de calor basats en el nou cermet que els que ara es basen en materials convencionals.

Font: Nature

Autenticació biomètrica basat en patrons de caminar per smart phones.

Autenticació biomètrica basat en patrons de caminar per smart phones.

Un equip d'investigadors de la Universitat de Pretòria i la Universitat de la Ciutat d'Hong Kong, han desenvolupat un sistema d'autenticació d'usuaris per telèfons intel·ligents continu en funció d'analitzar com es camina. Aquest sistema, que ha estat descrit en un document presentat a la 44 ª conferència anual de la Societat Electrònica Industrial IEEE, aprofita el maquinari pre-existent d'un dispositiu, autenticant els usuaris de telèfons intel·ligents en funció dels seus patrons en el caminar.

https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/csz/news/800/2018/anewartifici.jpg

El terme "gait" es refereix al patró de la locomoció aconseguit per les extremitats mòbils mentre camina. La investigació ha descobert que els patrons de gait,  difereixen molt per cada persona, fins a tal punt que l'anàlisi del caminar es pot utilitzar per a autenticació biomètrica.

Les actuals eines biomètriques de reconeixement del caminar, es poden agrupar bàsicament en tres categories:

1.- Basat en la visió artificial:  Utilitza càmeres per adquirir dades i després les analitza utilitzant tècniques de processament d'imatges.

2.- Basat en un sensor al terra: Funcionen a través d'una matriu que pot mesurar la força i la velocitat associades als passos d'una persona. 

3.- Basat en els mètodes de sensor portables: Utilitzen dispositius portables amb sensors, com acceleròmetres, sensors de gir i sensors de força, per detectar i registrar l'activitat del caminar.

 L'article, presenta el desenvolupament d'un sistema d'autenticació d'usuaris per a telèfons intel·ligents que aprofita el maquinari pre-existent del dispositiu, ja que l'autenticació s'ha basat en el patró del caminar de l'usuari d'un telèfon intel·ligent, donat a que és una característica biomètrica.

https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcS-cO5AG7_UQSxnGNkfyNEnmMNL94s4QcOpfk520C7GL14vTekf

L'equip d'investigadors de la Universitat de Pretòria i la Universitat de la Ciutat de Hong Kong van desenvolupar un sistema de reconeixement basat en els sensors que aprofiten el maquinari pre-existent d'un telèfon intel·ligent, específicament, el seu acceleròmetre. Avui en dia, la majoria dels telèfons intel·ligents tenen acceleròmetres incorporats, que poden detectar dades relacionades amb el pas dels usuaris.

El sistema dissenyat pels investigadors no requereix cap maquinari addicional per funcionar, per tant, no comporta costos addicionals per actualitzar els telèfons intel·ligents existents. Funciona analitzant contínuament les dades relacionades amb la marxa recollides per l'acceleròmetre incorporat del telèfon intel·ligent i notificant al propietari del telèfon intel·ligent per correu electrònic quan detecta canvis inusuals en els patrons de marxa.

Si el resultat de l'autenticació és positiu, el procés continua ininterrompudament en segon pla, però si l'autenticació falla, la informació d'ubicació del dispositiu s'enviarà a una adreça de correu electrònic predeterminada per notificar a l'usuari autoritzat la localització del dispositiu.

L'enfocament per a l'autenticació basada en el caminar proposat pels investigadors, consisteix en una unitat d'adquisició de dades del sensor, una unitat de pre-processament, un algoritme de classificació i un sistema d'avaluació. L'acceleròmetre integrat del telèfon intel·ligent adquireix de manera contínua les dades relacionades amb la marxa pre-formades per la unitat de pre-processament i després analitzades mitjançant un algoritme de deformació del temps (DTW) i una xarxa neuronal avançada (FFNN) que autentica l'usuari.

https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRpH0mmjQl_gvBfyFkCU5xdf9p6jEPf0B6w3HyGZojdWvQvUIsN

En un minut de la primera detecció d'accés no autoritzat, el sistema envia una notificació per correu electrònic al propietari del telèfon intel·ligent, que inclou marques temporals de les darreres ubicacions conegudes del dispositiu. Això pot ajudar els usuaris a recuperar els seus telèfons intel·ligents quan accidentalment els han perdut.

En avaluacions preliminars, aquest nou sistema d'autenticació basat en el caminar, va aconseguir una sensibilitat de 0,74 i una especificitat de 0,78. Encara que aquests resultats siguin bons, els investigadors hauran de millorar el desenvolupament del sistema abans que es pugui aplicar amb èxit en entorns del món real.

Font: Universitat de Pretòria

Els costos socials i ambientals de l'energia hidroelèctrica estan subestimats.

https://student-energy.s3.amazonaws.com/assets/637/Hydro.jpg

Mentre que la majoria dels països desenvolupats en les darreres dècades,  han reduït la construcció de grans embassaments per a la producció d'electricitat, els països en desenvolupament, inclòs el Brasil, estan realitzant  projectes i desenvolupaments d'energia hidroelèctrica.

Aquests països no han tingut en compte els impactes ambientals de les grans preses, que inclouen la desforestació i la pèrdua de biodiversitat o les conseqüències socials, com el desplaçament de milers de persones i els danys econòmics que pateixen. Aquests efectes s'han de calcular en el cost total d'aquests projectes. De fet, aquests projectes ignoren el context del canvi climàtic, que conduirà a una menor quantitat d'aigua disponible per a l'emmagatzematge i la generació d'electricitat.

Aquesta noticia, prové d'un article d'investigadors de la Universitat Estatal de Michigan publicat a Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). L'autor és Emilio Moran, professor visitant de la Universitat de Campinas (UNICAMP) a l'estat de São Paulo, Brasil el qual argumenta que si la construcció de grans embassaments en els països en desenvolupament segueix, sempre ha d'anar precedida d'una acurada avaluació del seu cost real, inclòs l'impacte ambiental i social que tendrà.

https://www.eco-business.com/media/uploads/ebmedia/fileuploads/4-dam.jpg

Quan es construeix una gran presa, el resultat és una pèrdua de moltes espècies de peixos que són importants per a les poblacions de la ribera. Aquestes comunitats hauran de seguir guanyant-se la vida d'alguna manera, malgrat la disminució de les poblacions de peixos, donat que els costos d'aquests projectes, no tenen en compte les pèrdues econòmiques ni socials de la zona.

Segons els autors de l'estudi finançat per FAPESP, l'energia hidroelèctrica és la principal font d'energia renovable a tot el món, que representa fins a un 71 %  de l'any 2016. Els països desenvolupats d'Amèrica del Nord i Europa van construir milers de preses entre els anys 1920 i 1970, fins que van començar les preocupacions ambientals i socials.

Molts grans desenvolupaments d'energia hidroelèctrica en aquests països, estan ara al final de la seva vida laboral, i s'estan desmuntant més embassaments que es construeixen a Amèrica del Nord i Europa. Només als EUA, 546 preses van ser desmantellades entre 2006 i 2014, segons l'article.

Impacte local

Segons Moran, també es van construir les primeres preses a Amèrica del Nord i a Europa per subministrar energia a les zones rurals i proporcionar aigua per als sistemes de reg ja que aquests projectes, tenien un propòsit social. En canvi, els embassaments que s'estan construint al llarg dels rius de la conca de l'Amazones a Amèrica del Sud, el riu Congo al Àfrica i el riu Mekong al sud-est asiàtic estan dissenyats principalment per subministrar energia als fabricants d'acer,  sense beneficiar les comunitats locals .

https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/csz/news/800/2019/socialandenv.jpg

El cas més emblemàtic és la presa Grand Inga al riu Congo en Inga Falls, que és la major cascada per volum d'aigua de món. La presa podria augmentar la quantitat total de potència produïda a Àfrica per més d'un terç i exportaria electricitat a Sud-Àfrica per al seu ús per a les empreses mineres.

Les persones afectades per aquests projectes no obtenen beneficis, com ara l'accés a l'electricitat o una font d'alimentació més barata. En el cas de Belo Monte, la línia de transport passa per zones habitades i envia l'electricitat generada directament cap al sud i sud-est, que són dues de les regions més riques del Brasil.

Segons l'estudi, en el cas de Belo Monte, així com de Santo Antonio i Jirau, que recentment s'han construït a Madeira a l'Amazònia occidental, les factures d'electricitat de les properes  comunitats, han augmentat. A més, els llocs de treball que es van prometre als locals quan es va iniciar la construcció van ser majoritàriament per als forasters i van desaparèixer en cinc anys.

https://ohiostate.pressbooks.pub/app/uploads/sites/12/2016/07/Figure-1_SMALL-Grand_Coulee_Dam_Panorama-1024x610.jpg

Els habitants d'Altamira van recolzar la construcció de Belo Monte abans que comencessin, perquè creien que portaria enormes beneficis a la ciutat. Ningú ho recolza ara perquè el desenvolupament hidràulic ha destruït la seva tranquil·litat.

Belo Monte, ha estat caòtic i ha afectat la vida dels habitants tan profundament, que es planeja no construir preses més grans a la conca de l'Amazònia. A més dels problemes que causen aigües avall a les comunitats,  també estan causant greus danys ambientals.

A la conca de l'Amazònia, on s'han planificat 147 preses en una àrea de 6 milions de km², inclosos 65 a Brasil, els desenvolupaments d'energia hidroelèctrica han afectat la població i les dinàmiques dels peixos en una regió amb unes 2.320 espècies de peixos. Per exemple, el nombre de peixos als Tocantins, que desemboca a l'Atlàntic a prop de la desembocadura de l'Amazònia, va caure un 25 % després d'instal·lar preses al llarg del riu.

A la zona de la presa de Tucuruí, també a l'Amazònia brasilera, la captura de peixos es va reduir un 60 per cent gairebé immediatament després de la construcció de la presa, i més de 100.000 persones que vivien aigües avall es van veure afectades per la pèrdua de la pesca, l'agricultura com a conseqüència de les recessions de les inundacions i altres recursos naturals.

Impacte del canvi climàtic

El canvi climàtic afectarà fortament els embassaments que s'han construït a la conca de l'Amazònia durant els últims anys.

Les preses de Jirau i Santo Antonio a Madeira, acabades en els últims cinc anys, s'espera que produeixin només una fracció dels 3 GigaWatts (GW).

Belo Monte en Xingu, acabat en el 2016, produirà menys a causa de la variabilitat climàtica, una pressa  relativament petita i nivells d'aigua insuficients, generant només 4,46 GW en lloc de la seva capacitat de disseny de 11,23 GW, fins i tot en el millor dels casos.

Per empitjorar les coses, la majoria dels models climàtics preveuen majors temperatures i una menor pluja a les conques Xingu, Tapajós i Madeira.

https://www.scitecheuropa.eu/wp-content/uploads/2018/11/hydropower-dam-696x392.jpg

Depenent de l'aigua com a principal font per la potencia elèctrica en un futur i quan es disposarà de menys d'aquest recurs naturals, sembla una poc fiable estratègia. Per reduir la seva vulnerabilitat pel que fa a l'energia en el context del canvi climàtic global, el Brasil ha de diversificar el seu mix energètic. Encara és massa dependent de la hidroelectricitat. Cal invertir més en altres fonts renovables, com la solar, la biomassa i el vent.

Els autors del document insisteixen que,  els efectes del canvi de l'ús del sòl sobre el potencial de generació d'energia i els efectes del canvi climàtic, sovint són ignorats pels constructors de presons. Un estudi realitzat per un altre grup de recerca, va demostrar que la potència generada a la conca Xingu, on es troba Belo Monte, podria caure per sota del 50 per cent de la capacitat instal·lada a causa de la desforestació de la regió. Això és degut a que la desforestació inhibeix les pluges i redueix les aigües subterrànies a les zones tropicals de la selva tropical.

https://www.ucsusa.org/assets/images/ce/Chief-Joseph-Dam.jpg

Aproximadament la meitat de les precipitacions de la conca de l'Amazònia s'estima que es deuen al reciclatge intern de la humitat. La desforestació donarà lloc, per tant, a una menor precipitació de la regió, a part del declivi previst pel canvi climàtic global, segons els autors. La  hydro, és només una de diverses solucions per evitar apagades al Brasil. El millor enfocament és diversificar les fonts d'energia i desenvolupar solucions innovadores que redueixin l'impacte mediambiental i social de les preses.

Una alternativa a les preses tradicionals recomanades pels autors, és la tecnologia de la turbina submergida o in-stream, també coneguda com a "cap zero", ja que no es requereix cap diferencial d'altura o de presa. Aquesta solució podria subministrar energia a les comunitats de les  riberes a un baix cost i és molt més respectuosa amb el medi ambient. A més, no comporta el desplaçament dels habitants locals ni els altres costos socials que provoquen les preses.

Aquesta tecnologia es podria utilitzar a tot el Brasil, on hi hagi cursos d'aigua relativament petits amb taxes de descàrrega superiors a 1 metre cúbic per segon. Les turbines petites també es poden instal·lar a prop de les preses per complementar la generació d'energia i eliminar la necessitat de construir més preses.

Font: Acadèmia Nacional de Ciències  

Materials 2D, poden permetre que els vehicles elèctrics ting autonomia per 800 km amb una sola càrrega.

Les bateries de lithium-air, estan a punt de convertir-se en un revolucionari substitut de les bateries de ions de liti utilitzades actualment que alimenten vehicles elèctrics, telèfons mòbils i ordinadors.

https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/csz/news/800/2019/2dmaterialsm.jpg

Les bateries de lithium-air, que actualment es troben en etapes experimentals de desenvolupament, poden emmagatzemar deu vegades més energia que les bateries de liti, i són molt més lleugeres. Dit això, les bateries de lithium-air encara podrien ser més eficients i proporcionar més càrrega amb la incorporació de catalitzadors avançats a partir de materials bidimensionals.

Els catalitzadors ajuden a augmentar la velocitat de les reaccions químiques a l'interior de les bateries i, depenent del tipus de material a partir del qual es faci, poden ajudar a augmentar significativament la capacitat de la bateria per mantenir i subministrar energia.

Es necessitaran bateries de molt alta densitat d'energia per alimentar les noves tecnologies avançades que s'incorporen a telèfons, ordinadors portàtils i sobretot a vehicles elèctrics. S'han sintetitzat diversos materials de 2D els quals, poden servir com a catalitzadors. Una part dels seus materials de 2D, quan es van incorporar a les bateries experimentals de lithium-air com a catalitzador, van permetre que la bateria mantingués fins a 10 vegades més energia que les bateries de lithium-aire que contenien catalitzadors tradicionals. Les seves conclusions s'han publicat a la revista Advanced Materials.

https://scienceblog.com/wp-content/uploads/2018/07/Self-heating-fast-charging-battery-makes-electric-vehicles-climate-immune-.jpg

Actualment, els vehicles elèctrics prometen uns 180 km per càrrega, però amb la incorporació de catalitzadors en 2D en bateries de liti, es  podríen proporcionar més de 600 a 800 km per càrrega.

Es van sintetitzar 15 tipus diferents de dicalcogenios o TMDC de metall de transició de 2D. Els TMDC són compostos únics perquè tenen una elevada conductivitat electrònica i una transferència electrònica ràpida que es pot utilitzar per participar en reaccions amb altres materials, com les reaccions que es produeixen a l'interior de les bateries durant la càrrega i la descàrrega.

Els investigadors van estudiar el rendiment experimentalment de 15 TMDC com a catalitzadors en un sistema electroquímic que imiten una bateria de lithium-air.

En el seu formulari 2D, aquests TMDC tenen propietats electròniques molt millors i una major superfície reactiva per participar en reaccions electroquímiques dins d'una bateria mentre la seva estructura es manté estable.

Les taxes de reacció, són molt més altes amb aquests materials en comparació amb els catalitzadors convencionals utilitzats com l'or o el platí.

https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/gfx/news/hires/2018/5c111de028a16.jpg

Una de les raons per les que el TDMC 2D s'ha comportat tan bé, és perque ajuda a accelerar la càrrega i la descàrrega de les reaccions que ocorren en bateries de lithium-air. Això seria el que es coneix com bi-funcionalitat del catalitzador.

Els materials de 2D també es sincronitzen amb l'electròlit que és, el material a través del qual, els ions es mouen durant la càrrega i la descàrrega.

El TDMC 2-D i l'electròlit (líquid iònic) que s'utilitza actuen com un sistema de co-catalizador que ajuda a transferir els electrons més ràpidament, provocant càrregues més ràpides i un emmagatzematge i descàrrega d'energia més eficient.

Aquests nous materials representen una nova via que pot agafar bateries al següent nivell, només hem de desenvolupar maneres de produir-los i ajustar-los de forma més eficient i a escala més gran.

Font: Universitat d'Illinois a Chicago

Nou disseny de polítiques necessari per afrontar l'amenaça ambiental mundial

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/2c/North_America_from_low_orbiting_satellite_Suomi_NPP.jpg/220px-North_America_from_low_orbiting_satellite_Suomi_NPP.jpg

Un  nou informe pioner, ha elaborat un pla de set punts per ajudar els responsables polítics a idear noves estratègies, coherents i col·laboratives per fer front a les majors amenaces ambientals mundials. Un equip d'investigadors internacionals, inclosos experts del Land, Environment, Economics and Policy (LEEP) de la Universitat d'Exeter, han examinat com els polítics i legisladors poden desenvolupar una nova forma d'afrontar la creixent amenaça del canvi climàtic.

La perspectiva, que es publica com a portada del Nature Sustainability, respon a l'assessorament de líders científics, el que significa que l'impacte humà sobre el medi ambient ja està portant al món, en una geologicament significativa nova era 

Aquesta nova era anomenada antropocè,  es defineix per l'efecte humà que ja ha provocat a la Terra, a partir d'extincions massives d'espècies vegetals i animals, oceans contaminats i atmosfera alterada.

https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/csz/news/800/2019/pollution.jpg

En el nou informe, els científics sostenen que, si bé hi ha polítiques disponibles, també ha de ser una nova forma d'abordar les complexitats geogràfiques, frontereres, espacials, ecològiques i socio-polítiques del tema; i això requerirà treballar junts entre disciplines.

El professor Ian Bateman de LEEP i coautor de l'article va dir: El document demostra que la naturalesa integrada dels problemes fronterers planetaris requereix una resposta política integrada.

Les tradicionals polítiques,  solen ser altament fragmentàries, altament ineficients, propenses al fracàs i fins i tot poden ser contraproduents. Aquestes polítiques prenen recursos vitals dels àmbits clau a la vegada que proporcionen esforços  a curt termini per a una alta visibilitat, sovint motivada per motius polítics.

Recents investigacions sobre l'antropocè, han suggerit que hi ha múltiples amenaces per a la resistència dels sistemes de la Terra.

Tot i que l'informe reconeix que no hi han "solucions simples", esbossen set principis rectors que ajuden a afrontar la creixent amenaça ambiental que comporta el canvi climàtic de l'home.

Aquests inclouen la selecció de robustes polítiques, per ajudar a formular decisions polítiques, a la necessitat de prendre decisions de forma coherent a través de fronteres regionals, nacionals i mundials, i una visió més concloent sobre el veritable grau en què s'està impactant el medi ambient.

https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/gfx/news/hires/2019/1-climatechange.jpg

L'informe està escrit pel professor Bateman, la doctora Donna Carless i Amanda Robinson d'Exeter, juntament amb alguns dels principals investigadors mundials en aquest camp.

Aquests inclouen els científics aclamats el professor Johan Rockström (Centre de Resilència d'Estocolm) i el professor Will Steffen (Universitat Nacional d'Austràlia), que va ser pioner en els límits planetaris i conceptes d'antropocè i eminents economistes ambientals, entre ells el professor Thomas Sterner (Universitat de Gotemburgo), el professor Edward Barbier ( Universitat Estatal de Colorado), el professor Carolyn Fischer (Recursos per al futur, Washington) i el professor Stephen Polasky (Universitat de Minnesota).

Junts, l'equip va realitzar la primera avaluació unificada de les opcions polítiques per fer front als reptes de l'antropocè. Aquests inclouen els problemes globals integrats del canvi climàtic; la contaminació de l'aire, la terra, l'aigua dolça i el mar; i la ràpida pèrdua de diversitat genètica arreu del món.

Font: Universitat d'Exeter

Impressió 3D 100 vegades més ràpid

https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/csz/news/800/2019/5c38684d58af1.jpg

Un nou plantejament per a la impressió en 3-D fa créixer formes complexes d'un dipòsit de líquid fins a 100 vegades més ràpid que els processos d'impressió convencionals 3D.

La impressió 3D podria canviar els processos  de fabricació relativament petits, això significaria que els objectes es podrien fer sense necessitat d'un motlle que costa molts diners. Però la forma actual de la impressió 3D, que construeix objectes 3D amb una sèrie de línies 1D, triga molt de temps per completar la impressió. Això, realment no és possible usant enfocaments convencionals, tret que es tinguin centenars de màquines.

Aquest mètode, solidifica la resina líquida utilitzant dues llums per controlar on és  la resina i on es manté fluid. Això permet  solidificar la resina en patrons més sofisticats. Poden fer un baix relleu 3D d'una sola passada o seccions transversals en 2D. Les seves demostracions d'impressió inclouen una gelosia, una barca de joguina i un bloc amb la lletra 'M', que  és una de les primeres impressores de 3-D mai realitzades.

En aquest vídeo, es pot observar aquesta metodologia d'impressió 3D. Utilitza dues fonts de llum, una per iniciar la reacció de solidificació i una per aturar-la, permetent un control precís de la impressió tant en temps com en espai. El bloc 'M' del vídeo s'imprimeix mentre s'extreu contínuament del bany de resina.
Font del vídeo: Evan Dougherty, Oficina de Comunicacions i Màrqueting, University of Michigan College of Engineering.

Però el veritable repte, eren superar les limitacions de les anteriors impressions. És a dir, la resina tendeix a solidificar en la finestra en que la llum brilla, acabant el treball d'impressió al mateix temps que comença.

https://akm-img-a-in.tosshub.com/indiatoday/images/story/201503/carbon-3d_650_031915011541.jpg

En crear una regió relativament gran on no es produeixi solidificació, es poden utilitzar resines més gruixudes, potencialment amb reforçants additius en pols, per produir objectes més resistents. El mètode també optimitza la integritat estructural de la impressió de filaments en 3D, ja que aquests objectes tenen punts febles a les interfícies entre capes i així, aconseguir materials molt més resistents al desgast.

Una solució anterior al problema de la solidification-on-window era una finestra que permet l'entrada d'oxigen. L'oxigen penetra a la resina i atura la solidificació a prop de la finestra, deixant una pel·lícula de fluid que permetrà treure la superfície recentment impresa.

Però a causa d'aquest buit, només és te un gruix com un tros de cinta transparent, la resina ha d'estar molt disposada per fluir prou ràpidament en la petita separació entre l'objecte recentment solidificat i la finestra a mesura que es fa creixa la part. Això té una impressió limitada de bidons a petits productes personalitzats que necessiten un tractament relativament suau, com ara els dispositius dentals i les plantilles de sabates.

En reemplaçar l'oxigen amb una segona llum per aturar la solidificació, es pot produir un buit molt més gran entre l'objecte i els mil·límetres de la finestra que permeten que la resina flueixi, és milers de vegades més ràpid.

https://www.inceptionitech.com/wp-content/uploads/2015/07/clip1.jpg

La clau de l'èxit és la química de la resina. En els sistemes convencionals, només hi ha una reacció. Un fotoactivador endureix la resina on la llum brilla. Aquest sistema, també hi ha un foto-inhibidor, que respon a una longitud d'ona diferent de la llum.

En comptes de simplement controlar la solidificació en un pla 2D, tal com fan les tècniques d'impressió actual, aquest  equip de Michigan, pot modelar els dos tipus de llum per endurir la resina, essencialment en qualsevol lloc 3D prop de la finestra d'il·luminació.

La Universitat de Michigan, ha presentat tres aplicacions de patents per protegir els múltiples aspectes inventius conjutamanet amb Scott que ha creat una empresa.

Un treball que descriu aquesta investigació serà publicat en Science Advancements , titulat "Fabricació ràpida i contínua d'additius per patrons de inhibició volumètrica de polimerització".

Font: Universitat de Michigan

Memòria fotònica.

https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/gfx/news/2018/scientistsca.gif

La llum és la forma més eficient d'energia per transmetre i rebre dades, però la llum, mostra una gran limitació: és difícil d'emmagatzemar. De fet, els centres de dades, principalment es basen en discs durs magnètics. No obstant això, en aquests discs durs, la informació es transfereix a un gran cost energètic. Per això, investigadors de l'Institut d'Integració Fotònica de la Universitat de Tecnologia d'Eindhoven (TU / e) han desenvolupat una "tecnologia híbrida" que presenta avantatges de discs durs de llum i magnètics.

Els polsos de llum ultraviolats (en intèrvals de temps de femtosegons) permeten que les dades es puguin escriure directament en una memòria magnètica d'una manera ràpida i  eficient. A més, tan aviat com la informació està escrita (i emmagatzemada), es desplaça deixant espai per buidar els dominis de la memòria i així, poder emmagatzmemar noves dades. Aquesta investigació, publicada a Nature Communications, es compromet a revolucionar el procés d'emmagatzematge de dades en futurs circuits integrats fotònics

Les dades s'emmagatzemen en discs durs en forma de "bits", diminuts dominis magnètics amb un pol nord i un pol sud. La direcció d'aquests pols ('magnetització') determina si els bits contenen un dígit 0 o un 1. Escriure les dades, s'aconsegueix mitjançant 'canviar' la direcció de la magnetització dels bits associats.

Ferrimagnets sintètics

         https://news.mit.edu/sites/mit.edu.newsoffice/files/styles/
         news_article_image_top_slideshow/public/images/2017/MIT-FastLight-Emit-
         1_0.jpg?itok=Jgamkhkw

De forma convencional, la commutació es produeix quan s'aplica un camp magnètic extern, que força la direcció dels pols cap amunt (1) o cap avall (0). Alternativament, la commutació es pot aconseguir mitjançant l'aplicació d'un curt pols làser (de l'ordre de femtosegons), que es denomina commutació tot-òptica, i es tradueix en un emmagatzematge de dades més eficient i molt més ràpid.

La  commutació totalment òptica per a l'emmagatzematge de dades ha estat coneguda durant aproximadament una dècada. Quan es va observar la commutació totalment òptica en materials ferromagnètics -amb  prometedors materials per a dispositius de memòria magnètica- aquest camp d'investigació va guanyar un gran impuls. Tanmateix, la commutació de la magnetització en aquests materials requereix de múltiples polsos làser i, per tant, llargs temps d'escriptura de dades.

Emmagatzematge de dades mil vegades més ràpid.

Lalieu, sota la direcció de Reinoud Lavrijsen i Bert Koopmans, va aconseguir  un canvi del conjunt òptic en ferrimagnets sintètics, un sistema material molt adequat per a aplicacions de dades espintroniques, utilitzant polsos làser individuals de femtosegons, fent possible l'alta velocitat de l'escriptura de dades i reduint el consum d'energia.

Els bits magnètics (1 i 0) estan escrits per pulsacions de làser (polsos vermells, costat esquerre), i les dades es transporten al llarg de la pista cap a l'altre costat (fletxes negres). En el futur, les dades també podran llegir-se òpticament (polsos vermells, costat dret). Font: Universitat de Tecnologia Eindhoven

Llavors, com funciona la commutació all-optical en comparació amb les tecnologies modernes d'emmagatzematge magnètic? 

La commutació de la direcció de magnetització mitjançant la commutació all-optical d'un únic pols, és en ordre de picosegons, que és d'aproximadament 100 a 1000 vegades més ràpida que la que és possible amb la tecnologia d'avui. A més, a mesura que s'emmagatzema la informació òptica en bits magnètics sense necessitat d'una electrònica costosa d'energia, té un enorme potencial per a l'ús futur en circuits integrats fotònics ".

'Writing on-the-fly' de dades

A més, es  van integrar tots els commutadors òptics amb un cable magnètic a través del qual les dades, en forma de bits magnètics, es transporten de forma eficient mitjançant un corrent elèctric. En aquest sistema, els bits magnètics són escrits contínuament amb llum, i es transporten immediatament al llarg del cable per la corrent elèctrica, deixant espai per buidar els bits magnètics i, per tant, noves dades a emmagatzemar.

Aquesta investigació es va realitzar en cables micromètrics. En el futur, els dispositius més petits a escala nanomètrica, s'han de dissenyar per a una millor integració en els xips. A més, treballant per a la integració final del dispositiu de memòria fotònica, el grup Física del Nanostructura també s'està dedicant amb la investigació sobre la lectura de les dades (magnètiques), que es pot fer de manera totalment òptica,

https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/csz/news/800/2019/nextgenerati.jpg

Font: Universitat de Tecnologia Eindhoven

Xarxa orbital de satèl·lits miniatura.

Després d'haver estat penalitzat amb una multa de 900.000 US$ per llançar quatre minúsculs CubeSats sense permís, l'start-up de Silicon Valley Swarm Technologies, va sol·licitar més permisos per llançar més desenes dels polèmics petits satèl·lits. 

Swarm, vol crear una xarxa orbital de satèl·lits en miniatura que oferirà un servei  global de comunicació d'Internet de les coses (IoT) a una fracció del preu dels sistemes actuals.

Font: Swarm Technologies / FCC

Swarm, oferirà serveis de comunicacions bidireccionals per permetre als usuaris finals enviar i rebre dades des de qualsevol lloc del món; la constel·lació Swarm es desplegarà ràpidament de manera que, començarà a oferir serveis comercials fins i tot abans del desplegament complet de la constel·lació.

Podria començar a fer llançaments  a primers de Març del 2019, els seus innovadors satèl·lits, que en el seu disseny més petits, mesuren menys de 3 centímetres. S'espera tenir una constel·lació complerta amb un total de 150 unitats  en la baixa òrbita terrestre a finals del 2019.

Com que aquests satèl·lits són tan petits i lleugers, es poden construir i llançar molt més ràpidament i de forma més econòmica que els satèl·lits tradicionals. Cada un medeix  (11x 11x 2,8 centímetres)  i pesen aproximadament una mil·lèsima part dels satèl lits d'Internet de banda ampla proposats per a la constel·lació Starlink de SpaceX.

Però els diminuts satèl·lits del Swarm, en el passat van aixecar polèmiques a la Comissió Federal de Comunicacions (FCC). L'agència va rebutjar el permís per a quatre satèl·lits experimentals de Swarm anomenats SpaceBEE en el 2017, preocupants per que tals objectes serien difícils de detectar des del la Terra.

Com no seria possible scanejar al mateix nivell que els objectes disponibles [1U], es reduirà o eliminarà la capacitat per les naus espacials operatives per valorar de manera fiable el pla efectiu de maniobres per evitar col·lisions

Model orbital STK del maig de 2018, creat usant els TLE dels satèl·lits SPACEBEE proporcionats pel SSN.

            Font: Swarm Technologies / FCC

El sistema de model orbital, és mitjançant un kit d'eines creat gràcies al conjunt d'elements de dues línies dels satèl·lits SpaceBEE.

Swarm es va avançar, de maenra que els van llançar en el Gener de 2018. Aquesta va sera la primera vegada  que s'havien llançat satel·lits il·legalment. A la FCC no li va agradar gens de manra que, va revocar el permís per llançar futurs llançaments del Swarm i va obrir una investigació en la qual, va evidenciar  que Swarm també havia realitzat proves no autoritzades de la seva tecnologia en un garatge de Silicon Valley i fins i tot va utilitzar globus meteorològics per transmetre dades a cotxes en moviment.

El 20 de Desembre del 2018, la FCC va emetre un  decret en la que va cobrar una multa de 900.000 US$ a la jove empresa i va aplicar un pla de compliment per evitar futures infraccions.

L'endemà, Swarm va  demanar a la FCC  que començaria a operar una constel·lació de 150 satèl·lits gairebé idèntics als que abans havien causat tant problemes.

A primera vista, la nova constel·lació pot semblar encara més arriscada que l'experimetnal de CubeSats  i prohibia per la FCC. Tot i que només hi havia quatre dispositius del projecte original, estava previst llançar més de 500 satèl·lits en òrbita amb una vida útil de 15 anys. Això sginifica que degut a que encara hi ha satel·lits a les altituts que van ente 450 i 550 km escollides pel Swarm  i que s'espera  que els CubeSats  quedin desintegrats durant la re-entrada en tan sols dos anys i mig.

En aqust camí de caiguda,  cada satèl·lit també passaria per la zona de 400 quilòmetres que és on està l' òrbita de l' Estació Espacial Internacional. Quan asoleixin la mínima altitud de 450 km, caldrà que els satèl·lits siguin substituïts, almenys quatre vegades durant els 15 anys de la seva vida.

No obstant això, la nova proposta de Swarm va a fer grans esforços per convèncer a la FCC perquè els seus  satèl·lits petits, són molt poc perillosos. Per començar, al ser tan petits i lleugers, estan pràcticament garantits que es desintegraran completament a l'atmosfera, i això no suposa cap risc per a les persones a la Terra (a diferència dels satèl·lits de SpaceX ).

Mesura de la secció transversal de radar d'un satèl·lit SPACEBEE sense (a l'esquerra) i amb (dreta) els retro-reflectors del radar.

Imatges: Swarm Technologies / FCC

En segon lloc, els satèl·lits portaran retroreflectors desenvolupats al centre federal de sistemes de guerra espacial i naval de San Diego, per augmentar la seva visibilitat a les estacions terrestres. Els reflectors similars que es van incorporar als SpaceBEEs llançats il·legalment, han demostrat que són almenys tan visibles com alguns dels satèl·lits més grans que hi han en les òrbites similars.

Un estudi finaçat per Swarm i realitzat  per la firma de seguiment espacial  LeoLabs va trobar que els SpaceBEEs podien ser detectats  més d'una vegada per dia de mitjana, això és millor que alguns satèl·lits més grans. Swarm també ha contractat  LeoLabs per fer un seguiment de la seva nova constel·lació i proporcionar una segona font de dades orbitals per complementar la xarxa de vigilància espacial del govern dels EUA. Un xip GPS, regularment posarà la posició del satèl·lit cap a Swarm HQ.

Il·lustració: Swarm Technologies / FCC

Configuracions de vol per a un satèl·lit, on v representa el vector de velocitat, que es mostra a la configuració de vol a baixa alçada (esquerra) i  elevat (a la dreta). 

Malgrat ser petits i sense propulsió, els satèl·lits també tenen una capacitat modesta de maniobra. Els magnetògrafs de abord, permeten que passin d'un estat de baixa fricció a un estat d'alata fricció, accelerant la seva baixada. Swarm diu que indicarà als satèl·lits que entren a la seva configuració de fricció elevada quan es troben a prop de l'ISS, minimitzant així el temps que passen a la seva altitud.

L'aplicació  no explica com funcionaran els seus serveis de comunicacions, tret que es tingui en compte que no hi haurà enllaços intersatel·lulars. Això significa que cada satèl·lit podrà connectar-se a Internet de forma breu. Probablement hi haurà un retard de molts minuts, com a mínim, entre un usuari o un dispositiu que envia dades fins al satèl·lit i la recepció d'una resposta.

Això exclou la transmissió de dades o serveis de veu, però obre la porta a  aplicacions  menys sensibles al temps com podria ser  l'IoT a l'agricultura, el rastreig d'actius i el diagnòstic remot. Els serveis de satèl·lit basats en swarm també admeten plataformes de missatges de text que poden connectar persones en ubicacions sense cobertura cel·lular ni Wi-Fi. Swarm, proporcionarà connectivitat de baix cost a organitzacions sense ànim de lucre i per organitzacions humanitàries, a més de permetre el seu ús per als seveis de patrulla de fronterera i per les aplicacions de seguretat nacional.

La companyia també va dir a la FCC que estava treballant amb un fabricant d'automòbils i altres empreses de transport per solucions de connectivitat per als cotxes, camionetes i control de flotes, així com dues companyies dels EUA.

Les declaracions revelen que la companyia està recolzada per la sòlida societat de capital de risc de Silicon Valley Social Capital, i per Sky Dayton, fundador dels proveïdors de serveis d'Internet EarthLink i Boingo Wireless.

La veritable prova del Swarm , és una preocupació comercials ja que, en els propers mesos caldrà convèncer a la FCC que els grans errors de la companyia en el passat no han d'impedir que els seus petits satèl·lits tinguin futur.

Font: IEEE Spectrum