La potencia de les cel·les solars comercials de Perovskite.

En una fàbrica a les afores de Brandenburg der Havel Alemanya, fabriquen les paques primes que sembla ser, superaran els millors panells solars del mercat actual.

Font: Edmon d'Haro

Aquesta fàbrica, és propietat d' Oxford PV  que és una spin-off de la University of Oxford,  que des del 2012 ha treballat en la comercialització de cel·les solars a partir d'un tipus de cristall conegut com perovskita. Les primeres cèl·les solars de perovskita, van ser presentades fa només 10 anys, per l'equip de recerca de Tsutomu Miyasaka a la Universitat de Toin, a Yokohama, Japó. Però aquests primers prototips de laboratori van ser increïblement inestables i van tenir una eficiència de tan sols un 3,8 %.

Des aleshores, els investigadors i els fabricants han fet grans avanços en l'eficiència, i també han abordat l'estabilitat i escalabilitat dels dispositius. Al desembre del 2018, per exemple, La Oxford PV va publicar la seva última fita referent a una eficiència del  28 %. Per contra, el rècord actual de les PV de silici és del 26,7 %, però els panells comercials de silici són molt menys eficients.

Font: Dennis Schroeder / NREL

Ara, la companyia es prepara per introduir els primers mòduls solars tàndem de silici-perovskita comercials del món, que combinen una capa fina de material perovskita amb un dispositiu solar de silici. Els mòduls solars  es comporten com els panells solars tradicionals de silici i tenen el mateix aspecte. La principal diferència és que produeixen més energia.

El que és destacable d'aquest desenvolupament és que fa tan sols fa set anys, la indústria solar del perovskita ni tan sols existia. Ara, desenes d'empreses estan contínuament posant aquesta tecnologia al mercat. També,  centenars d'investigadors de tot el món, estudien nous materials de perovskita i mètodes de processament de manera que perfeccionen la seva comprensió de com funcionen aquests dispositius. El nombre de treballs acadèmics sobre perovskites, va  arribar als 5.000  a primers del 2018.

Font: Dennis Schroeder / NREL

En només 10 anys, les  perovskitas han passat de ser exigents dispositius experimentals i de baixa eficiència, a productes de qualitat comercial que compleixen o superen el rendiment de les cel·les solars convencionals. No es comparable amb cap altra tecnologia fotovoltaica solar (ni les cel·les solars OLED).

S'està en un punt d'una interrupció de la història. En aquest moment, a la majoria dels llocs del món, les  PV solar sense subvencions són més econòmic que qualsevol altra forma de generació elèctrica. Sembla ser que la perovskites garantirà la conquesta de l'energia solar. El que fa que els perovskites siguin tan atractives, és que els materials són molt millors que el silici per convertir fotons en electricitat.

El silici ha de ser pur i perfecte per tenir les característiques que es pretenen amb l'ús de la perovskitas ja que aquestes, són tolerants a defectes. Es pot fer una mala gestió del material i obtenir una eficàcia competitiva pels dispositius. Perovskites també te una varietat de mètodes de producció de baix cost. Fins i tot, investigadors de NREL han desenvolupat una tinta de perovskita per ser aplicada com si es pintés.

Berry prediu que construir una fàbrica  per a mòduls solars perovskita a escala  de GW, eventualment costarà una desena part del que ara costa construir una fàbrica comparable de panells solars de silici. El producte final pot ser flexible i gairebé transparent, per la qual cosa els experts preveuen utilitzar-los com a vidres per les finestres i com a recobriments  per a edificis.

Font: IEEE Spectrum

Temps de vida d'un qubit en el grafè.

Per primera vegada, investigadors del MIT, han registrat la "coherència temporal" d'un qubit de grafè, el que significa quant de temps pot mantenir un estat especial que li permet representar dos estats lògics simultàniament. 

La demostració va utilitzar un nou tipus de qubit basat en grafè de manera que,  representa un pas decissiu per a la computació quàntica pràctica.

Font: Google

Els bits  superconductors quàntics (simplement, qubits) són àtoms artificials que utilitzen diversos mètodes per produir bits quàntics d'informació, que correspona al component fonamental de les computadores quàntiques. Similar als circuits binaris tradicionals dels ordinadors, els qubits poden mantenir un dels dos estats corresponents als bits binaris clàssics, un 0 o 1. Però aquests qubits també poden ser una superposició d'ambdós estats simultàniament, el que podria permetre a les computadores quàntiques solucionar problemes complexos que són pràcticament impossibles per als ordinadors tradicionals.

La quantitat de temps que aquests qubits romanen en aquest estat de superposició es coneix com el seu "temps de coherència". Com més llarg sigui el temps de coherència, major serà la capacitat del qubit per calcular problemes complexos.

Font: Techexplorist.com

Recentment, els investigadors han anat incorporant materials basats en grafè en els dispositius informàtics quàntics superconductors, que prometen una computació més ràpida i eficient, entre altres avantatges. Fins ara, però, no hi ha hagut una coherència registrada per aquests avançants qubits, de manera que no es sab si són factibles per a la computació quàntica pràctica.

En un recent article publicat al  Nature Nanotechnology, els investigadors demostren, per primera vegada, un qubit coherent a partir de grafè i materials 'exòtics'. Aquests materials permeten que el qubit canviï d'estats a través del voltatge, igual que ho fan els transistors en les tradicionals xips d'ordinador d'avui i, a diferència de la majoria d'altres tipus de qubits superconductors. D'altra banda, els investigadors van posar un nombre a aquesta coherència, fixant-lo a 55 nanosegons, abans que el qubit torni al seu estat fonamental.

Font: Google

El treball ha combinat l'experiència dels coautors William D. Oliver, un professor de física pràctica i el Lincoln Laboratory Fellow, el treball del qual se centra en els sistemes de computació quàntica, i Pablo Jarillo-Herrero, Cecil i Ida Green Professor de Física del MIT que investiga innovacions en el grafè.

Aquesta motivació,  utilitza les propietats úniques del grafè per millorar el rendiment dels qubits superconductors. En aquest treball, es mostra per primera vegada que un qubit superconductor procedent del grafè és temporalment coherent quanticament, un requisit clau per a la construcció de circuits quàntics més sofisticats. Aquest, és el primer dispositiu que mostra un temps de coherència mesurable -una mètrica principal d'un qubit: això és prou llarg per a que els humans ho pugiun controlar"

Un 'entrepà' de grafè pur

Els qubits superconductors es basen en una estructura anomenada "unió Josephson", on un aïllant (generalment un òxid) està intercalat entre dos materials superconductors (generalment d'alumini). En els dissenys dels qubits tradicionals, un bucle de corrent crea un petit camp magnètic que fa que els electrons vagin entre els materials superconductors, fent que el qubit canviï d'estats.

Font: Google

Però aquest corrent que flueix consumeix molta energia i provoca altres problemes. Recentment, alguns grups de recerca han substituït l'aïllant amb el grafè, una capa  amb fruix atòmic de carboni la qual,  és econòmica per produir en grans quantiats i té propietats úniques que poden permetre una computació més ràpida i eficient.

Per fabricar aquest qubit, els investigadors es van dirigir cap a una classe de materials, anomenats materials de van der Waals, materials atòmics prims que poden apilar-se com Legos, amb poca o cap resistència. Aquests materials es poden apilar de manera específica per crear diversos sistemes electrònics. Tot i la seva qualitat de superfície gairebé impecable, només alguns grups de recerca han aplicat els materials de van der Waals als circuits quàntics, i cap d'ells ha demostrat que exhibeix una coherència temporal.

Font: Google

Per a la unió de Josephson, els investigadors van embolicar una fulla de grafè entre les dues capes d'un aïllant de van der Waals anomenat nitruro hexagonal de bor (hBN). És important destacar que el grafè assumeix la superconductivitat dels materials superconductors que toca. Els materials seleccionats de van der Waals, es poden fer servir electrons al voltant d'una tensió, en comptes del camp magnètic basat en corrent tradicional. Per tant, també ho pot fer el grafè, de manera que, pot ser un qubit complet.

Quan la tensió s'aplica al qubit, els electrons reboten d'un costat a un altre entre dos conductors superconductors connectats per un grafè, canviant el qubit des del  (0) fins a l'estat excitat o superposat (1). La capa inferior de hBN serveix com a substrat per allotjar el grafè. La capa superior de hBN encapsula el grafè , protegint-lo de qualsevol contaminació. Com que els materials són tan varis, els electrons que viatgen mai interactuen. Això representa el "transport balístic" ideal per als qubits, on la majoria d'electrons es mouen d'un conducte superconductor cap a un altre sense dispersar-se amb impureses, fent un canvi ràpid i precís dels estats.

Com ajuda la tensió

Aquest treball pot ajudar a afrontar el "problema d'escalada" del qubit. Actualment, només uns 1.000 qubits poden cabre en un sol xip. Tenir qubits controlats per voltatge serà especialment important ja que poden ser amuntegats milions de qubits en un sol xip. Sense control de tensió, també caldria milers o milions de circuits actuals, i això ocupa molt espai i provoca moltes pèdues en dissipació d'energia.

Font: Google

A més, el control de tensió suposa una major eficiència i una orientació més localitzada i precisa dels qubits individuals en un xip, sense "conversions creuades. Això passa quan una part del camp magnètic creat pel corrent interfereix amb un qubit que no s'orienta, provocant problemes de còmput.

Per ara, aquest  qubit té una breu vida. Com a referència, els qubits superconductors convencionals que tenen potencial per ser aplicacats de forma pràctica, tenen temps de coherència documentats d'unes poques desenes de microsegons, uns pocs centenars de vegades més grans que els qubit dels investigadors.

Però els investigadors ja estan fent front a diversos problemes que provoquen aquesta curta vida, la majoria dels quals requereixen modificacions estructurals. També estan utilitzant el seu nou mètode d'assaig de la coherència, per investigar més sobre com els electrons es mouen de manera balística al voltant dels qubits, amb l'objectiu d'ampliar la coherència dels qubits en general.

 Font: Massachusetts Institute of Technology

Analitics per les smart grids.

Properament, la IEEE celebrarà la seva desena conferència sobre Innovative Smart Grid Technologies. 

Una de les característiques destacades d'aquesta conferència són les sessions i els treballs dedicats a l'anàlisi. Hi ha sessions amb temems sobre anàlisi de dades per a la resiliència i aplicacions d'intel·ligència artificial en les operacions i la planificació d'energia. Hi ha una sessió  sobre aplicacions analítiques avançades a la xarxa intel·ligent. Aquestes sessions mostren com l'anàlisi està ajudant a la indústria a gestionar els reptes que suposen els ràpids canvis en la xarxa, incloent el caràcter cada vegada més incert i variable de les càrregues, la proliferació de recursos energètics distribuïts i l'explosió de dades en grans volums, de gran velocitat i  variabilitat provinent de sincrofaosrs, comptadors intel·ligents i sensors.

Font: Exponent.com

Canvis a la xarxa

Font: Sas.com

Durant les últimes dues dècades s'han vist molts canvis en la indústria dels DSO. Els incentius dels governs i els avenços tecnològics han donat com a resultat una proliferació de recursos energètics distribuïts, en particular basats en la generació solar i eòlica. Els dispositius d'emmagatzematge també han tingut èxit en els llocs a on s'ha assajat, proporcionant un sensible suport  per minimitzar l'impacte de les fluctuacions sobtades en les operacions de la xarxa.

Moltes de les fonts renovabless d'energia, han estat generadors solars. Aquests, juntament amb la creixent quantitat de vehicles elèctrics que caldrà connectar, i l'augment de l'eficiència dels equips elèctrics,  han suposat una càrrega elèctrica que té un caràcter completament diferent del que la indústria ha conegut fins ara.

Reptes i impactes

Aquests canvis han generat més variabilitat i incertesa. Durant l'última dècada, els DSO de Califòrnia han estat parlant de la corba d'ànec, on  es necessiten milers de megavats de generació a mesura que els pics de consum i el sol coincideixen. Aquests recursos renovables també canvien en el moment en passen els núvols i hi han ràfegues de vent. Com la indústria lluita per fabricar dispositius eficients d'emmagatzematge a gran escala per ajudar a mitigar aquesta variabilitat, es veu que fins a aquest punt, el 99% de l'emmagatzematge d'electricitat encara està proporcionat per centrals  hidràuliques.

Font: Energyinnovation.stanford.edu

Un altre resultat de la xarxa distribuïda, és el flux bidireccional d'energia i de la informació. Tot i que la xarxa de transport està generalment dissenyada amb esquemes de protecció que els permeten, els sistemes de distribució han de garantir que estiguin protegits correctament. Al mateix temps, mentre el flux d'informació bidireccional estava principalment entre el centre de control i les unitats de terminal remotes (RTU), ara es produeix a  escala dels milions de comptadoms intel·ligents i les unitats de mesura de fasores (PMU ); fins i tot, amb els dispositius equipats amb sensor conneguts com la internet de les coses (IoT).

La quantitat d'informació transmesa també ha crescut exponencialment. Tot i que els comptadors elèctrics fa poc eren llegits mensualment, ara es possible obtenir 720 lectures al mes amb carència horaria  o  2880 lectures al mes si es fan cada 15 minuts. Tot i que els sistemes de control i adquisició de dades (SCADA) solen llegir les mesures cada 2 segons, els PMU ho fan 30 vegades per segon.

Comprensió de la xarxa

Per als enginyers, les aplicacions analítiques a la xarxa intel·ligent, tendeixen a centrar-se per mantenir-la resistent i fiable. Això implica la predicció de càrrega en els diferents punts de lliurament (CUPS), el seguiment del rendiment dels equips i l'avaluació dels seus efectes sobre el funcionament de tota la xarxa. L'analytics, s'utilitza per optimitzar la planificació, manteniment i operacions del DSO. Les anàlisis avançades proporcionen informació útil que ajuden a una millor comprensió de la xarxa.

Font: Gigaom.com

Més enllà de l'anàlisi tradicional, la tecnologia d'anàlisi visual, permet ajudar a evitar interrupcions mitjançant la detecció, la predicció del creixement  i la identificació d'àrees que necessiten accions de manteniment. La termografia en less línies de transport, distribució i transformadors, ajuden a identificar els punts calents. El programari de reconeixement biomètric i facial pot identificar fàcilment persones en llocs controlats i detectar intrusos.

A nivell empresarial, l'anàlisi s'utilitza en la gestió de registres, habilitant la mà d'obra el que compoarta una millora de la seguretat. També l'analytics, ajuda als usuaris a millorar la seva comprensió dels clients i permetre'ls oferir serveis més adequats i més personalitzats; també ajuda als usuaris a comprendre el risc al qual estan exposats, permetent-los gestionar la seva cartera de clients amb més eficàcia.

Intel·ligència artificial i deep-learning: aplicacions avançades d'anàlisi per la xarxa intel·ligent

Font: Neudesic.com

El fons de tot això, és la capacitat de gestionar els volums de dades, moltes vegades analitzant les dades a mesura que flueixen. Les tecnologies com Hadoop, ordinadors més ràpids i més barats i processament de flux de inicidències, han permès emmagatzemar i processar més dades de diferents tipus. Les analítiques en memòria permeten, doncs, les tecnologies d'intel·ligència artificial més avançades i de deep-learning per construir models, predir els resultats i optimitzar el rendiment ràpidament i permetre que les decisions es prenguin a temps.

Durant la darrera dècada, s'ha vist créixer la complexitat de la xarxa en generació, càrrega i en la quantitat de dades que es processen. Una eina important que utilitzen els DSO per descriure, predir i optimitzar el funcionament de la xarxa és l'anàlisi avançat. 

Font: IEEE Innovative Smart Grids Technologies

Messura de la força feble entre protons i neutrons.

Un equip de científics, per primera vegada ha mesurat  la interacció feble i elusiva entre protons i neutrons en el nucli d'un àtom. 

Havien triat el nucli més simple que consistia en un neutró i un protó per a l'estudi.

Mitjançant un experiment únic de neutrons al Laboratori Nacional d'Oak Ridge del Departament d'Energia,  físics van resoldre la força feble que hi ha entre les partícules del nucli de l'àtom, prevista en el model estàndard que descriu les partícules elementals i les seves interaccions.

El seu resultat és sensible als aspectes subtils de la força forta entre les partícules nuclears, que encara no te una clara comprensió.

L'observació de l'equip, descrita en el Physical Review Letters, culmina les dècades de treball realitzades amb un aparell conegut com NPDGamma. La primera fase de l'experiment es va dur a terme al Laboratori Nacional Los Álamos. Basant-se en els coneixements obtinguts a LANL, l'equip va traslladar el projecte a ORNL per aprofitar l'alta intensitat de feix de neutrons  produïda a la Font de Neutrons de Spallation del laboratori.

Font: Newman.news

Els protons i els neutrons estan formats per partícules més petites anomenades quarks que estan unides per la forta interacció, que és una de les quatre forces de la naturalesa conegudes: força forta, electromagnetisme, força feble i gravetat. La força feble existeix en la  curta distància interior entre els protons i els neutrons; la forta, és una interacció que confina els quarks en neutrons i protons.

La força feble també connecta el gir axial i la direcció del moviment de les partícules nuclears, que revela aspectes subtils de com els quarks es mouen dins dels protons i els neutrons.

L'objectiu de l'experiment, era aïllar i mesurar un component d'aquesta feble interacció, que es va manifestar com a raigs gamma i que es podrien comptar i verificar amb una alta precisió estadística.

El NPDGamma Experiment, el primer que es va dur a terme a la Fundamental Neutron Physics Beamline al SNS, va canalitzar els neutrons freds cap a un objectiu d'hidrogen líquid. L'aparell va ser dissenyat per controlar la direcció d'espín dels neutrons que es movien lentament, "llençant-los" des de la spin-up fins a les posicions de spin-down. Quan els neutrons manipulats es van endinsar, interactuaren amb els protons dins dels àtoms d'hidrogen líquid, enviant els raigs gamma que es van mesurar mitjançant sensors especials.

Font: Wikimedia

Després d'analitzar  raigs gamma, els científics van trobar una asimetria  de paritat, que és un canvi específic de comportament en la força entre un neutró i un protó. Si es conservés la paritat,  resultaria en un nombre igual de gammes que emeten com a emissor.

Però, de fet, es va observat que hi ha menys raigs gammes  que més, el que condueix a aïllar i mesurar amb èxit un component mirall-asimètric de la força feble.

Els científics van executar l'experiment diverses vegades durant dues dècades, comptant i caracteritzant els raigs gamma i recopilant dades d'aquests esdeveniments basats en la direcció del spin de neutrons i altres factors.

Hi ha una teoria per a la força feble entre els quarks dins del protó i el neutró, però la forma en què la força forta entre els quarks es tradueix en la força entre el protó i el neutró no s'entén completament,

Es va comparar la mesura de la força feble en relació amb la força forta com una mena de traçador, similar a un traçador de biologia que revela un procés d'interès en un sistema sense molestar-lo.

La interacció feble, permet revelar algunes característiques úniques de la dinàmica dels quarks dins del nucli d'un àtom.

Font: Laboratori Nacional Oak Ridge  

Roadmap per bateries de Plom.

Recentment, membres del consorci per a la innovació en les bateries  (CBI) es van reunir a Xangai per xerrar sobre nous aliatges de terres rares, mètodes obscurs de reciclatge del plom i el futur de l'emmagatzematge d'energia. 

Els enginyers, industrials i científics acadèmics que van formar part dels 120 assistents al taller tècnic estan al centre d'una recerca global basat en una tecnologia que pugui mitigar els efectes del canvi climàtic.

Al taller de dos dies del CBI, es va dissenyar un pla per desenvolupar una nova generació de bateries de plom. En termes de dòlars per quilowatts-hora d’energia, les bateries de plom ja són el sistema d’emmagatzematge d’energia més rendible  disponible. I, a diferència dels tipus d’emmagatzematge alternatius, les bateries de plom són completament reciclables i permeten un mínim de residus en el seu ús.

Font: Lynne Peskoe-Yang

Tot i això, les bateries de plom tenen una debilitat significativa: són vulnerables a  diversos tipus de fallades físiques, des de la corrosió al sobreescalfament fins als curtcircuits interns, tot resultant d'un ús freqüent.

La temàtica,  va tornar  a ser la creixent demanda d’emmagatzematge fiable a gran escala en l’impuls cap a les fonts d’energia renovables. Alistair Davidson, director de CBI, prediu  que el mercat de les energies renovables "evolucionarà des de l’emmagatzematge d’energia a curt termini per estabilitzar la xarxa amb l’augment de l’ús de renovables, a l’emmagatzematge a llarg termini per explotar completament fonts intermitents com el vent i la solar. "

Aquest canvi requerirà una revisió massiva dels sistemes de distribució d'energia del planeta, i les bateries de plom tenen un paper important a jugar en aquest canvi.

Basant-se en una anàlisi detallada de les tendències del mercat de bateries de plom, el CBI i els seus nombrosos  socis de recerca  han desenvolupat un full de ruta per orientar els fons per als propers passos en el progrés tecnològic. El pla té en compte les necessitats futures dels usuaris finals, com ara les companyies de cotxes elèctrics, i prioritza els desenvolupaments que milloraran el rendiment de la bateria en una àmplia gamma de mètriques.

El full de ruta descriu els objectius de la investigació dissenyats per desenvolupar diversos indicadors de rendiment clau. Un d’aquests indicadors és la priorització de l’acceptació de càrrega dinàmica, és a dir, la capacitat d’una bateria d’acceptar energia instantània  durant la càrrega per a aplicacions d’automòbils.

Font: iStockphoto

El segon tema és estendre la vida del  cicle: el nombre de cicles complets de càrrega / recàrrega que pot dur a terme una bateria abans que comenci a degradar-se de les bateries de plom més recents. L’ampliació de la vida útil del cicle significaria obtenir més treball en menys bateries, reduint el nombre total de bateries necessàries per mantenir una aplicació determinada. Aquesta millora serà essencial per a les aplicacions d’emmagatzematge d’energia en què dependrà la indústria en creixement de les renovables.

Els membres presents al taller de Xangai també van compartir investigacions precompetitives sobre dissenys més potents, resistents i eficients per a bateries de plom avançades. Els temes per a  les presentacions  dels membres de CBI van incloure els mercats de reciclatge de bateries i conductors xinesos; l'impacte dels aliatges de plom sobre el rendiment de la bateria; desenvolupaments actuals de la fosa secundària; i informa sobre la viabilitat de les millores de carboni de les bateries de plom.

Font: IEEE Spectrum

Robots que pujen parts verticals.

Els motors a reacció, poden tenir fins a 25.000 parts individuals, el seu manteniment regular, és una tasca tediosa que pot durar més d'un mes per cada motor. 

Molts components estan situats a l'interior del motor i no es poden ser inspeccionats sense desmuntar-los,  el que  afegeix temps i costos de manteniment. Aquest problema no només es limita als motors a reacció; moltes altres màquines, com ara sópn els equips de construcció, els generadors i els instruments científics, requereixen de grans inversions, de temps i diners per inspeccionar i fer manteniment.

Font: Google

Investigadors de l'Institut Wyss de la Universitat de Harvard i l'Escola John A. Paulson d'Enginyeria i Ciències Aplicades (SEAS), han creat un micro-robot  amb articulacions amb coixients i peus electroadhesius, dissenyats de manera especial per caminar en vertica. Aquest treball, ha estat publicat al Science Robotics.

Ara que aquests robots poden explorar en tres dimensions, en comptes de moure's en una superfície plana , hi ha tot un nou món en el qual, es poden moure i interactuar. Un dia podrien permetre la inspecció no invasiva d'àrees de grans màquines difícils d'accedir, estalviant temps i diners a les empreses i fent que aquestes siguin més segures.

El nou robot, anomenat HAMR-E (Harvard Ambulatory Micro-Robot with Electroadhesion), es va desenvolupar en resposta a un repte emès al Laboratori de Microrobòtics de Harvard per Rolls-Royce,  va preguntar si seria possible dissenyar i construir un exèrcit de micro-robots capaços d'escalar dins parts dels seus motors a reacció que són inaccessibles per als treballadors humans. Els robots d'escalada existents poden fer front a superfícies verticals, però experimenten problemes quan intenten pujar al revés, ja que requereixen una gran quantitat de força adhesiva per evitar que caiguin.

Font: Siencedaily.com

Un dels micro-robots existents, li permet caminar amb les quatre potes sobre superfícies planes i nedar a través de l'aigua. Tot i que el disseny bàsic del HAMR-E és similar a HAMR, els científics van haver de resoldre una sèrie de reptes per aconseguir que HAMR-E s'adhereixi i travessés les superfícies verticals, invertides i corbes que es trobaria en un motor a reacció.

En primer lloc, es  necessitava crear coixinets adhesius que mantinguessin el robot connectat a la superfície fins i tot, quan està al revés, sinó que també s'alliberi perquè el robot pugui "caminar" aixecant-se i posant els peus. El cos consisteix en un elèctrode de coure aïllat amb poliimida, que permet la generació de forces electrostàtiques entre els coixinets i la superfície conductora subjacent. 

Els coixinets poden ser fàcilment alliberats i reactivants o desconnects el camp elèctric, que funciona a una tensió similar a la requerida per moure les potes del robot, el que requereix molt poca potencia addicional. Els coixinets electrocardius poden generar forces de cisallament de 5.56 grams i forces normals de 6,20 grams, més que suficients per evitar que el robot de 1,48 grams es llisqui cap avall o caigui de la seva superfície d'escalada. A més de proporcionar fortes forces adhesives, els coixinets van ser dissenyats per poder flexionar, permetent que el robot pujés sobre superfícies corbes o desiguals.

Els científics també van crear noves articulacions  pel HAMR-E, que poden girar en tres dimensions per compensar les rotacions de les cames mentre camina, el que li permet mantenir la seva orientació en la seva superfície d'escalada. Les juntes, es fabriquen amb fibra de vidre en capes i poliimida, i es dobleguen en una estructura semblant a l'origami que permet, que els turmells de totes les potes giren lliurement, i s'alineïn passivament amb el terreny a mesura que ascendeix el HAMR-E.

Font: Google

Finalment, els investigadors van crear un patró per un caminar especial pel HAMR-E, ja que ha de tenir tres coixinets de peu, que toquin una superfície vertical o invertida en tot moment per evitar que caigui o es llisqui. Un peu es llença des de la superfície, gira cap endavant i torna a enganxar, mentre que els tres peus restants queden units a la superfície. Al mateix temps, s'aplica una petita quantitat de parell al peu en diagonal a través del peu elevat per evitar que el robot, s'allunyi de la superfície d'escalada durant la fase de balanceig de la cama. Aquest procés es repeteix per a les altres tres cames per crear un cicle complet de marxa, i es sincronitza amb el patró de commutació del camp elèctric a cada peu.

Quan HAMR-E es va provar en superfícies verticals i invertides, va aconseguir  més de cent passos seguits sense separar-se. Va caminar a velocitats comparables a altres petits robots d'escalada en superfícies invertides i lleugerament més lent que altres robots d'escalada en superfícies verticals, però va ser significativament més ràpid que altres robots en superfícies horitzontals, cosa que el converteix en un bon candidat per explorar entorns que tenen una varietat de superfícies i diferents arranjaments a l'espai. També és capaç de realitzar girs de 180 graus sobre superfícies horitzontals.

Font: Google

HAMR-E, va maniobrar amb èxit en una secció invertida d'un motor a reacció, mentre s'adjuntava, i les seves articulacions del turmell passiu i els coixinets adhesius van permetre adaptar-se a les característiques rugoses i desiguals de la superfície del motor, simplement augmentant el voltatge d'electronització.

L'equip continua refinant el HAMR-E, i té previst incorporar sensors a les cames que detectin i compensin els cosos separats, que l'ajudaran a evitar que caiguin de les superfícies verticals o invertides. La capacitat de càrrega  de HAMR-E també és superior al seu propi pes, obrint la possibilitat de portar una font d'alimentació i altres  sensors per inspeccionar diversos entorns. L'equip també està explorant opcions per utilitzar HAMR-E, en superfícies no conductores.

Aquesta iteració del HAMR-E, el converteix en el primer i més convincent pas per mostrar que aquest enfocament d'un robot d' escalada centimètrica és possible i que, en el futur, aquests robots podrien ser utilitzats per explorar qualsevol tipus d'infraestructura, inclosos edificis, canonades, motors, generadors i molt més.

Font Universitat de Harvard

Comunicació quàntica pel GPS.

Investigadors Itàlians, han demostrat la viabilitat de les comunicacions quàntiques entre els satèl lits en òrbita alta de navegació mundial  i una estació terrestre, amb un intercanvi al nivell de fotó individual a una distància de 20.000 km.

Font: Google

L'experiment  demostra la viabilitat de les comunicacions segures quàntiques a escala global, utilitzant el Sistema Global de Navegació per Satèl.lit (GNSS). 

L'autor co-director Dr. Giuseppe Vallone és de la Universitat de Pàdua, Itàlia. Va dir:  '...Les tecnologies basades en satèl·lits permeten una àmplia gamma d'aplicacions civils, científiques i militars com comunicacions, navegació i temporització, teledetecció, meteorologia, reconeixement, recerca i rescat, exploració espacial i astronomia...'

Font: Techexplorist.com

El nucli d'aquests sistemes, és transmetre de manera segura informació i dades de satèl·lits en òrbita a estacions terrestres a la Terra. La protecció d'aquests canals des d'un potencial atacant maliciós és, doncs, crucial per a operacions militars i civils.

Les comunicacions quàntiques espacials (QC) representen una prometedora  manera de garantir la seguretat incondicional per als enllaços òptics entre satèl·lits i inter-satèl·lit, mitjançant l'ús de protocols d'informació quàntica com a distribució de claus quàntiques (QKD).

Els resultats de l'equip mostren el primer intercanvi d'uns pocs fotons per pols entre dos satèl·lits diferents a la constel·lació russa  GLONASS i el Centre de Geodèsia Espacial de l'Agència Espacial Italiana.

L'autor del coproductor, el professor Paolo Villoresi, va dir: "...El nostre experiment va utilitzar els retro-reflectors passius muntats als satèl·lits. Mitjançant l'estimació de les pèrdues reals del canal, podem avaluar les característiques d'una càrrega quàntica dedicada i una estació terrestre receptora...'

Aquests resultats, demostren la viabilitat del control de qualitat del GNSS pel que fa a la relació del senyal / soroll i la taxa de detecció que es pot assolir. Aqeust treball, s'estén al límit de l'intercanvi d'un sol fotò de lliure espai a llarga distància. La longitud més llarga del canal anteriorment demostrada, era d'uns 7.000 km, en un experiment que va utilitzar un satèl·lit   Medium-Earth-Orbit  (MEO).

Encara que els satèl·lits d'alta òrbita suposen un gran desafiament tecnològic, a causa de les pèrdues derivades dels canals òptics, el professor Villoresi va explicar el raonament de l'equip per centrar-se en satèl·lits d'alt òrbita en el seu estudi.

Font: https://www.nature.com

L'alta velocitat orbital dels satèl·lits de baixa òrbita terrestre (LEO) és molt eficaç per a la cobertura mundial, però limita els seus períodes de visibilitat des d'una única estació terrestre. Al contrari, l'ús de satèl·lits en òrbites superiors pot ampliar el temps de comunicació, arribant a poques hores en el cas del GNSS.

QC, també podria oferir solucions interessants per a la seguretat del GNSS tant per enllaços satelitals com entre satèl·lits, que podrien proporcionar protocols nous i incondicionals segurs per a l'autenticació, integritat i confidencialitat dels senyals intercanviats.

L'intercanvi d'un fotó individual amb un satèl·lit GNSS és un resultat important, tant per a les perspectives científiques com per a aplicacions. El full de ruta italià, per Space Quantum Communications,  és l'últim assoliment d'aqeusta col·laboració amb la Universitat de Pàdua, que progressa des del 2003.

Font: Institut de Física  

Memòria òptica.

Investigadors, han demostrat una nova tècnica que pot emmagatzemar més dades en forma òptica en un espai més petit del que és possible en un xip. 

Aquesta tècnica millora la cel·la de memòria òptica de canvi de fase, que utilitza la llum per escriure i llegir dades, i podria oferir una forma més ràpida i eficient de memòria per als ordinadors.

Font: Google

A Optica , la revista de The Optical Society per a investigacions d'alt impacte, investigadors de les Universitats d'Oxford, Exeter i Münster descriuen la seva nova tècnica per a l' emmagatzematge de dades òptiques, que podrien ajudar a satisfer la creixent necessitat de més emmagatzematge de dades informàtiques.

En comptes d'utilitzar senyals elèctrics per emmagatzemar dades en un dels dos estats, la cel·la de memòria òptica utilitza la informació de la llum per emmagatzemar-la. Els investigadors ho van demostrar per una memòria òptica amb més de 32 estats, o nivells, l'equivalent a 5 bits. Aquest és un pas important cap a una computadora totalment òptica, que també és un objectiu a llarg termini de molts grups de recerca en aquest camp.

Font::www.ox.ac.uk

Les fibres òptiques proporcionen dades codificades de llum a les  llars i oficines, però aquesta informació es transforma en senyals electrònics una vegada a l'interior de les computadores. Al portar la velocitat de transmissió de la llum de les dades a les plaques de circuit que funcionen amb ordinadors, aquesta memòria all-optical, podria permetre un xip d'ordinador híbrid que interaccioni amb dades de forma òptica i elèctrica.

El nou treball forma part d'un gran projecte anomenat Fun-COMP, per a la tecnologia de computació a escala funcional, que aplega socis acadèmics i industrials per desenvolupar tecnologies de maquinari innovadores.

Escriure dades amb llum

La cel·la de memòria òptica utilitza la llum per codificar la informació en un material de canvi de fase, una classe de materials utilitzats per a fer CD i DVD gravables. Un làser escalfa parts d'un material de canvi de fase, el que fa que canviï entre els estats on tots els àtoms estan ordenats o desordenats. Com que aquests dos estats mostren diferents índexs òptics de refracció, es poden llegir dades utilitzant la llum.

Els materials de canvi de fase, poden emmagatzemar dades durant molt de temps perquè romanen en estat desordenat o ordenat fins que es tornen a il·luminar amb el tipus específic de llum làser utilitzada originalment per escriure les dades. La barreja de diferents proporcions dels estats ordenats i desordenats en una àrea del material permet que la informació s'emmagatzemi en un nivell continu  en lloc de només un zero i un ú, com en la memòria electrònica tradicional.

Encara que aquest equip ha utilitzat aquest enfocament prèviament a la memòria òptica, ara s'ha pogut prémer els límits de resolució d'aquesta cel·la de memòria emmagatzemant un nombre més gran d'estats intermedis entre zero i ú. Això ha permès emmagatzemar informació en 34 nivells, en comptes dels 10 d'abans.

Font: Google

Els investigadors van aconseguir l'augment de la resolució mitjançant l'ús d'una nova tècnica que van desenvolupar, que utilitza la llum làser amb un únic pols de dues etapes, dos polsos units en un pols rectangular, per controlar amb precisió la fusió i la cristal·lització del material.

En lloc de escalfar el material amb un únic pols  làser, es configura el pols d'una manera que  permet controlar la temperatura del material amb el temps. Això proporciona la possibilitat d'ajustar la forma en què el material interactua amb la llum i l'estat que obtindrà després de l'escalfament. També augmenta molt el procés d'escriptura perquè es pot canviar l'estat del material amb només un pols de làser en lloc dels centenars o milers de polsos requerit prèviament.

Emmagatzematge de memòria multi-nivell

En el document, els investigadors van demostrar que podien utilitzar el seu enfocament per codificar de manera fiable dades de 34 nivells, que són més dels 32 nivells necessaris per aconseguir la programació de 5 bits. Aquesta realització requeria comprendre la interacció entre la llum i el material a la perfecció i després enviar exactament el tipus correcte de pols làser necessari per aconseguir cada nivell. Això ha permès resoldre un problema extraordinàriament difícil.

Font:Amazonaws.com

La nova tècnica podria ajudar a superar un dels colls d'ampolla que limiten la velocitat de les computadores d'avui: el vincle entre el processador i la memòria. Molts treballs s'han dut a terme per millorar la comunicació entre aquestes dues unitats mitjançant fibra òptica. No obstant això, la unió d'aquestes dues unitats òpticament encara requereix conversions electro-òptiques costoses en ambdós extrems. Aquesta cel·la de memòria es pot utilitzar en una instal·lació òptica i elèctrica híbrida per eliminar la necessitat d'aquesta conversió al costat de la memòria permetent que s'emmagatzemin dades i recuperat-les òpticament.

Els següents passos dels investigadors, es basen en voler integrar diverses cel·les de memòria i programar-les individualment, per això, s' hauria de fer un xip de memòria de treball per a una computadora. Els grups de recerca han treballat estretament amb Oxford University Innovation, el braç d'innovació de la Universitat, per desenvolupar oportunitats comercials derivades de la seva recerca en cèl·lules de memòria fotònica. Els investigadors diuen que ja poden replicar els dispositius molt bé, però hauran de desenvolupar tècniques de processament de senyals de llum per integrar múltiples cel·les de memòria òptica.

Font: Optical Society of America

Aplicació de defectes magnètics.

Els surfistes passen la major part del seu temps veient que les llarges ones  vénen cap a la costa mentre intenten agafar una, quan aquesta ja comença a corbar-se i trencar-se.

D'una manera semblant, els científics treballen per crear ones helicoïdals electromagnètiques amb corvatura de torsió, que permet una imatge més precisa de les propietats magnètiques dels diferents materials a nivell atòmic i possiblement, fer possible el desenvolupament de futurs dispositius.

Font: Google

Quan els científics utilitzen guies d'electrons per mirar mostres de materials, tenen la capacitat de modificar molts aspectes diferents de les ones electromagnètiques que formen el feix. Poden fer que l'amplitud de les ones sigui més gran o més petita, o fer que les ones siguin més ràpides o més lentes. No obstant això, fins ara no hi ha hagut cap manera fàcil de transformar una ona plana,  en una ona helicoïdal.

En un nou estudi del Laboratori Nacional d'Argonne del Departament d'Energia dels Estats Units (DOE), els científics han creat petites regions de defectes magnètics fabricats a partir d'illes magnètiques a escala nanomètrica reunides en una xarxa. Les ones planes interactuen amb aquests defectes, generant així ones helicoïdals.

S'està buscant ones amb una mena de curl perfecte, i per generar l'ondulació s'ha de donar alguna cosa per col·lapsar, que en aquest cas són monopols magnètics.

Font: Anl.gov

La raó per la qual els científics estan tan interessats en les ones helicoïdals és que tenen una propietat anomenada moment orbitral angular. Conèixer l'impuls orbitral angular d'un feix d'electrons permet als investigadors investigar el comportament magnètic dels materials a nivell atòmic mitjançant la determinació d'una propietat atòmica anomenada moment magnètic.

Si es poden veure els moments magnètics del material, es pot construir una descripció de les propietats magnètiques totals del material, i com el material manifesta les seves propietats electròniques i magnètiques.

D'aquesta manera, el feix d'electrons refigurats podria ser útil per a l'estudi de materials en els quals el gir i la magnetització juguen un paper crucial, potencialment allunyant el camí cap a noves formes de dispositius electrònics.

Tenir accés a la informació codificada per l'impuls orbitral angular, també permetrà als científics comprendre millor els matisos dels materials quirals.

Font: Google

La xarxa de defectes es pot inserir en qualsevol microscopi electrònic per proporcionar una forma directa d'imatges d'una mostra. Normalment,  no es pensa en modificar el perfil del feix d'aquesta manera.

En la següent fase de l'experiment, Phatak va explicar que els investigadors podrien buscar reemplaçar les xarxes d'illes magnètiques amb solenoides o bobines  que poden actuar com a electroimanes. L'ús de solenoides permetria la creació de  dos o quatre defectes magnètics més precisos. Ara mateix, a causa de l'arranjament de la xarxa magnètica, només es poden crear defectes amb una magnetització acumulativa, però els solenoides  permetrien tenir un rang molt més ampli d'estats de magnetització.

Un document basat en l'estudi, "Indicacions directes de defectes topològics en ones electròniques a causa de la càrrega magnètica localitzada a escala nanomètrica",  es va publicar en el número 22 d'Internet de Nano Letters del 22 d'octubre del 2018.

 Font: Laboratori Nacional d'Argonne

Nou protocol Ethernet que manté l'IoT industrial, sincronitzada.

Font: Spectrum.ieee.org

El temps és l'absolut heroi d'Internet. El temps, permet sincronitzar bases de dades per tot el món, fer accions comercials a distància i permet que les trucades i les dades puguin ser usades per les xarxes mòbils sense distorsions. Comprendre quan s'envia un conjunt de paquets d'informació i com aquests, es tornen a muntar en l'ordre correcte quan es reben, és fonamental per a les xarxes modernes.

Ara, el temps ha d'aprofitar el màxim d'Internet i complir amb els rigors i la fiabilitat de la xarxa pels processos d'automatització, ja que els fabricants aporten més tecnologia de la informació als seus sistemes d'automatització. Una forma de fer-ho és a través d'un emergent estàndard anomenat xarxa de temps sensible, que incorpora una compartida comprensió  del temps en dispositius connectats via Ethernet.

Tradicionalment, per realitzar una sincronització molt precisa, es basaven en xips de temps controlats per un quars instal·lat a cada equip o també, forçar a cada màquina a sincronitzar-se al núvol per obtenir aquest sincronisme. Però instal·lar rellotges de quars precisos en totes les màquines seria massa car, i només sincronitzar-se  en el  núvol no és segur. És per això que els enginyers estan recorrent a  una xarxa sensible al temps.

Font: Spectrum.ieee.org

Si l'Ethernet pot ajudar a les màquines a lliurar el missatge correctes en un període de temps determinat, pot eliminar dotzenes de protocols  propietaris utilitzats avui.

Les diferents màquines industrials solen disposar dels seus propis protocols de dades, i ser capaços de reemplaçar-los amb un protocol basat en Ethernet, que també poden oferir millors beneficis de la seva distribució i escalar al món dels protocols de tecnologia industrial.

Els protocols propietaris tradicionals per l'automatització  industrial emfasitzen la fiabilitat i la velocitat. Després de tot, si una màquina té un problema, cal aturar-la ràpidament o enviar una alerta per evitar un error més greu o un potencial problema  de seguretat en el lloc de treball. Per tant, realment importa el real time (RT).

Tanmateix, per a les xarxes informàtiques que les empreses intenten introduir a les indústries, l'èmfasi sol ser orientat en les tecnologies rendibles com és  l'Ethernet que fa tot el possible per oferir informació sense cap garantia específica de qualitat. A diferència dels protocols industrials d'automatització, aquestes xarxes estan dissenyades per reunir tota la informació en un switch abans de passar per la xarxa. D'aquesta manera, la xarxa es pot alentir durant un temps mentre es lliura una actualització de programari i, en el cas d'una xarxa molt congestionada, és possible que les dades no es publiquin.

Font: Spectrum.ieee.org

Tanmateix, un procés industrial, no pot permetre  que hagin  paquets a memòria intermèdia o  paquets perduts entre les seves màquines, per la qual cosa l'IEEE afegeix protocols de xarxa sensibles al temps a l'estàndard Ethernet.

La creació de xarxes sensibles al temps permet prioritzar diferents tipus de trànsit, de manera que el trànsit automàtic pot prevaler sobre una actualització de programari no essencial o una sincronització de fitxers.

Una de les primeres demostracions d'aquesta tecnologia va ser a principis del 2017 al Laboratori industrial IoT de National Instruments, però des de llavors ha aconseguit guanyar terreny en moltes àrees de processos industrials. A l'Octubre del 2018, Texas Instruments va llançar un processador  embeded   per a equips industrials els quals, permeten la connexió de les xarxes sensible al temps i a grans velocitats. Un mes més tard, la Fundació OPC, que tracta de crear un protocol unificat per a l'automatització industrial, va dir que estandarditzaria el moviment de dades en el seu protocol OPC UA a través de xarxes sensibles al temps.

Pekka Varis, principal tecnòleg de processadors de catàleg de Texas Instruments, afirma que '...probablement les indústries aviat disposaran d'un cable Ethernet que substituirà les dues xarxes que actualment manegen tecnologia de IT i OT. Fa dos anys, hauria dit que això no passaria, però el mercat de xarxes sensibles al temps creix..' 

Font: IEEE Spectrum

Orquestració de xarxes de dades amb música.

Orquestrar el trànsit és un component crucial per l'operació d'una xarxa de dades. 

Les xarxes modernes poden interconnectar milers de servidors, unitats d'emmagatzematge o commutadors que al seu torn executen tasques com les  arrencades i configuracions de dispositius, anomalia i detecció d'intrusos, monitorització i diagnòstic. Aquestes tasques s'han de gestionar per mantenir la xarxa funcionant sense problemes.

Font: Networkorche

A mesura que aquestes xarxes es fan cada vegada més complexes, un investigador de la Universitat de Saint Louis  converteix  una alternativa més senzilla per gestionar tasques de xarxa complicades.

Flavio Esposito, doctorat, professor adjunt d'informàtica a SLU, juntament amb el col·laborador, Mary Hogan, una antiga graduada del SLU que ara cursa el seu doctorat a la Universitat de Princeton, va proposar recentment aquesta solució innovadora de gestió de trànsit a Proceeding of the 17th ACM Taller sobre temes candents en xarxes.

Durant diversos anys, els investigadors han utilitzat el terme " orquestració de xarxa " com una metàfora. En aquest article, es fa realitat  la metàfora; descrivint un enfocament nou per a l'orquestració de la xarxa que aprofita sons per augmentar o reemplaçar diverses operacions de gestió de xarxes.

Font: Linux.com

Esposito estava interessat a explorar si un enfocament més senzill de gestió de la xarxa podria resoldre problemes comuns. Idealment,  una xarxa de gestió fora de banda, un tipus de gestió de xarxa que és independent de les dades que circula per la xarxa, hauria de ser fiable, capaç d'arribar a tots els dispositius d'un centre de dades, compatible amb equips existents, simple i de baix cost.

La resposta dels investigadors a aquesta llista de desitjos és la creació de xarxes definides per música.

Font: Sciencedaily.com

La creació de xarxes definida per la música és un model en què es poden programar funcions de xarxa en resposta a seqüències de so específiques (música), procedents de dispositius virtuals. Els investigadors van explorar tant les aplicacions actives, on els dispositius de xarxa es van programar per emetre un determinat so, i les aplicacions passives, on es controlen els sons produïts per dispositius, per exemple, els seguidors de centres de dades, per identificar quan poden haver fallat.

Mitjançant altaveus de baix cost, micròfons i una Raspberry Pi (ordinadors petits i assequibles dissenyats per als usuaris per aprendre programes), l'equip va augmentar els components de la xarxa existents amb les capacitats del so.

A diferència de la llum, el so no és d'alta velocitat, sinó que viatja lentament. En lloc de mirar el so com a mitjà per enviar moltes dades a la xarxa, s'està examinant per a les tasques de gestió de xarxa que es produeixen, per exemple, en l'espai físic del centre de dades.

Font: Wordpress.com

En un entorn de prova d'una xarxa real i d'una xarxa virtual, els investigadors van explorar com es podia utilitzar la música per a diverses tasques de xarxa, inclosa la detecció d'errors del servidor de centres d'accés, l'autenticació, l'equilibri de càrrega i la notificació de congestió.

Ningú està incorporant les capacitats de l'oïda humana a la gestió de la xarxa. El so té els seus límits: és sorollós i no viatja molt, però gairebé no està utilitzat en aquest moment. A més de l'oïda humana, les màquines poden reconèixer una melodia que serveix de senyal.

Per exemple, la música es pot utilitzar com a sistema de seguretat "timbre" per advertir que algú ha accedit a la xarxa.

Els intrusos maliciosos sovint funcionen intentant "una sola" entrada a una xarxa per trobar un camí. Pot ser molt difícil prevenir o fins i tot detectar aquests atacs. Amb el so, els investigadors poden crear un codi perquè cada vegada que algú accedeixi a una porta virtual, un operador o ordinador humà escoltaria un nou patró de música com a advertència.

Sembla prometedor  l'ús del so de manera que, s'espera estudiar la música com a mitjà per realitzar tasques de xarxa addicionals. La gestió de la xarxa basada en so té potencial com una eficaç i econòmica tècnica de gestió de xarxes per a moltes aplicacions.

Font: Universitat de Saint Louis

Relació entre la sequera i l'increment d'emissions de CO2

Quan baixa la producció de l'energia hidràulica en una sequera, els estats occidentals dels EUA, tendeixen a augmentar la generació d'energia i les emissions dels combustibles fòssils. 

Segons un nou estudi de la Universitat de Stanford, les sequeres van causar  de mitjana, al voltant del 10 % de les emissions anuals diòxid de carboni de la generació elèctrica a Califòrnia, Idaho, Oregon i Washington entre 2001 i 2015.

Font: Google

L'aigua s'utilitza per la generació d'electricitat, tant directament per a la hidràulica com indirectament per a la refrigeració en centrals termoelèctriques. Hi han una sèrie d'estats occidentals en què la hidroelèctrica juga un paper clau en la cartera d'energies netes, les sequeres provoquen un augment de les emissions a causa de la posada en marxa de les central de gas natural, de carbó.

L'estudi, publicat el 21 de desembre del 2018 a Environmental Research Letters, mostra com les emissions de diòxid de sofre i òxids de nitrogen, també van augmentar en alguns estats com a conseqüència de les sequeres. Alguns dels majors increments del diòxid de sofre es van produir a Colorado, Utah, Washington i Wyoming. Els majors increments dels òxids de nitrogen es van produir a Califòrnia, Colorado, Oregon, Utah, Washington i Wyoming.

Reptes per aconeseguir zero emissions de carboni

En total, els investigadors van trobar canvis en les fonts d'energia per part de la sequera i van generar 100 milions de tones addicionals de diòxid de carboni en 11 estats occidentals entre el 2001 i el 2015. Això significa afegir 1,4 milions de vehicles a l'any a les carreteres de la regió. El sector elèctric a Califòrnia, que té el mandat d'aconseguir zero emission de  carboni abans del 2045, ha contribuït al voltant de 51 milions de tones. Washington, on la legislatura s'espera al gener de, 2019 ha de considerar una proposta per eliminar els combustibles fòssils de la generació d'electricitat per al 2045, va aportar prop de 22 milions de tones.

Font: Google

Per a Califòrnia, Oregon i Washington, que generen amb molta hidroelèctrica, els increments induïts per la sequera en les emissions de diòxid de carboni representen fraccions substancials dels seus objectius del Pla de Neteja Energètica. La posada en marxa en el 2015, el Clean Power Plan estableix límits nacionals sobre les emissions de gasos d'efecte hivernacle de les centrals elèctriques. La política ha estat revertida sota l'administració de Trump, però segons Herrera-Estrada, segueix sent un referent valuós per als objectius que els estats o el govern federal eventualment poden establir per al sector elèctric.

En els últims anys, els estats occidentals  han sofert el tipus de sequeres intenses que els científics esperen ser més comuns en moltes regions del món a mesura que l'escalfament global continui. La nova investigació suggereix que la manca de preparació per a l'impacte de les emissions en aquestes sequeres podria fer que els objectius climàtics i de qualitat de l'aire siguin més difícils.

Font: Google

Per tenir una electricitat fiable i neta, cal assegurar-se que disposi d'una diversa cartera energètica, de manera que les fonts d'electricitat de baix consum puguin accedir durant una sequera quan l'energia hidroelèctrica no pugui funcionar completament.

Avaluació d'Occident

Els Estats Units occidentals ofereixen un camp de proves ideal per comprendre les relacions entre les sequeres i les emissions del sector elèctric. A més de les abundants dades de les sequeres recents, els investigadors podrien examinar com les emissions canvien amb diferents tipus de centrals elèctriques de back-up, perquè els estats de la regió tenen una gran varietat de combinacions d'energia.

A Colorado, per exemple, tendeix a augmentar les centrals elèctriques de carbó quan la hidroelèctrica disminueix, mentre que Califòrnia i Idaho augmenten la generació del gas natural. Oregon, Washington i Wyoming tendeixen a augmentar ambdós. Wyoming i Montana augmenten la generació de carbó en part perquè puguin exportar l'electricitat als estats que l'envolten, que també experimenten disminucions a causa de la sequera.

Durant dècades, la gent ha estat observant els impactes de les sequeres sobre seguretat alimentària i agricultura. Ara s'ès menys conscients de com les sequeres influeixen en el sector de l'energia i les emissions de contaminants d'una manera quantitativa i sistemàtica.

Els esforços previs per comprendre com la sequera afecta l'electricitat s'han basat principalment en models de centrals elèctriques, que requereixen als investigadors que facin suposicions sobre factors com l'eficiència de les plantes i les decisions sobre com s'assignen els recursos hídrics. Pel que fa al document actual, els científics van analitzar les estadístiques comunicades per l'Administració d'informació sobre energia i la US Environmental Protection Agency.

Aquest nou estudi pot ajudar a validar els models existents, que es poden utilitzar per obtenir una visió més completa dels riscos associats a les sequeres i informar els esforços per frenar les emissions induïdes per la sequera.

Més enllà de l'oest americà, les sequeres poden impulsar augments d' emissions similars en llocs que normalment es basen en la hidroelèctrica i es converteixen en gas natural, carbó o petroli quan els cursos d'aigua corren baixos.

Font: Universitat de Stanford