Transició Energètica i Econòmica: Dues Cares de la Miteixa Moneda.

En el actural panorama global, la preocupació pel hashtag#canvi_climàtic i la necessitat d'una transició cap a fonts d'energia més sostenibles ha assolit nivells sense precedents.

De fet, la transició Energètica i Econòmica són dues cares de la mateixa moneda. Per això, la crida a una transició energètica s'ha tornat omnipresent en discussions polítiques, econòmiques i socials a tot el món. Per tant, si estem veritablement compromesos amb una transició energètica, també hem d'estar disposats a fer una transformació econòmica paral·lela.

L'energia, no és només un component fonamental per encarar el canvi climàtic, sinó que també juga un paper central en la reindustrialització de catalunya. La transició cap a fonts d'energia renovable i sostenible no només redueix les emissions de carboni, sinó que també poden ser impulsores per la creació de llocs de treball i la hashtag#innovació en sectors clau de l'economia.

Sense dubte, la Innovació esdevé com a motor de la transició energètica de manera què, un dels principals reptes que cal gestionar és la necessitat de desenvolupar i adoptar noves tecnologies. Els objectius climàtics per al 2030 exigeixen solucions que encara no existeixen al mercat actual. 

Aquí és on la les empreses requereixen invertir en investigació i desenvolupament per impulsar la creació de tecnologies més eficients i sostenibles.

No obstant, el finançament públic per si sol no serà suficient per dur a terme aquesta transformació. És necessari un enfocament col·laboratiu que involucri tant actors públics com privats. La cooperació amb organitzacions financeres privades és essencial per mobilitzar els recursos necessaris i dur a terme accions massives en la transició energètica i econòmica.

El canvi climàtic, malgrat elsrepte que suposa, també presenta oportunitats per a tots els actors del sector energètic. 

La transició cap a fonts d'energia més netes i sostenibles no és només una responsabilitat ambiental, sinó també una oportunitat per a la innovació, el creixement econòmic i la creació d'ocupació.

Ramon Gallart

Turbina de gas amb hidrogen.

A Europa, s'ha provat una turbina de gas totalment alimentada per hidrogen fet que  obre el camí per reduir les emissions de carboni en les indústries intensives en consum energia.

L'hidrogen es presenta com una potencial alternativa als combustibles fòssils contaminants, principalment responsables de les emissions de gasos d'efecte hivernacle que provoquen un escalfament del planeta.

Però els reptes tècnics, els elevats costos i la manca d'infraestructures dificulten el seu desenvolupament. A més,  la quantitat d'emissions que estalvia  genera debat en funció dels mètodes de producció del H2.

La companyia energètica francesa Engie, el Centre Aeroespacial Alemany, Siemens Energy, Centrax britànic i universitats europees van formar part del consorci Hyflexpower finançat per la UE per va dur a terme la prova en una fàbrica d'envasos de paper Smurfit Kappa prop de la ciutat francesa de Llemotges.

L'experiment va utilitzar una turbina de gas Siemens Energy SGT-400, el sistema de combustió de la qual estava adaptat per a l'hidrogen de manera que va ser com un procés comparable a la substitució del carburador d'un motor de combustió interna.

Aquest fet esdevé una novetat mundial que consisteix a injectar el 100% d'hidrogen una turbina de gas per produir electricitat. El principal avantatge és poder convertir les turbines existents mitjançant modificacions senzilles.

L'hidrogen es produeix mitjançant un procés anomenat electròlisi de l'aigua i només es considera "verd" si l'electricitat utilitzada per generar l'electròlisi s'obté de fonts renovables.

L'hidrogen utilitzat en la prova va ser produït per un electrolític in-situ alimentat amb fonts d'energia renovables i emmagatzemat en un dipòsit abans d'entrar a la turbina.

La prova va demostrar que l'hidrogen pot ser una forma flexible d'emmagatzemar electricitat com les bateries, que pot permetre la ràpida descarbonització de llocs industrials intensius en energia.

La industria del ciment, de l'acer, les refineries i qualsevol indústria on "la descarbonització sigui complexa" són els principals objectius d'aquesta innovació.

A diferència del gas que s'utilitza habitualment, l'hidrogen té una flama "més ràpida" i "més calenta", la qual cosa significa que per fer  nous desenvolupmanents, és complicat com és adeqüar la capacitat de resistència dels materials, el revestiment de la cambra de combustió i els ajustaments del procés de combustió.

El següent pas serà no només produir electricitat, sinó també calor i segur que els sectors de l'aviació i el transport marítim també els sorgirà oportjnitats.

Ramon Gallart

Proteccions elèctriques digitals.

Des dels principis de les xarxes elèctriques, les companyies elèctriques han estat instal·lant  relés electromecànics directes i inderectes  per protegir els seus sistemes d'alimentació.

Quan en el 1977, Edmund O. Schweitzer III va inventar el relé digital que incorporaba un microprocessador, va arribar un canvi molt important ja què gràcies a la potencia de càlcul aquest relé podria localitzar una avaria en un radi d'un km. Això va obrir les portes per desenvolupar nous estàndards de fiabilitat, seguretat i eficiència a les xarxes elèctriques de transport i distribució.

Per desenvolupar i fabricar el seu relé, al 1982, va crear la Schweitzer Engineering Laboratories (SEL).  Actualment, fabrica centenars de productes de protecció, supervisió, control i automatizació de sistemes elèctrics en presencia a més de 165 països.

Les avaries a les xarxes elèctriques poden sorgir quan un arbre o un vehicle impacta amb una línia elèctrica, un operador de xarxa comet un error o un equip falla. Això provoca una deriva del corrent a algunes parts del circuit, fent que el cami que ha de recorrer aquest corrent sigui  diferent respecte la xarxa elèctrica.

Si no hi ha un sistema de protecció adequat, l'avaria pot acabar essent més greu amb un major impacte en els danys i el temps d'afectació.

Tanmateix, una sobreintensitat no és l'únic dany que es pot produir. Aquestes fallades també poden afectar a les tensions, la freqüència i la direcció del corrent.

Una bona protecció hauria d'aïllar ràpidament la falla de la resta de la xarxa, limitant així els danys in-situ i evitar que l'avaria s'estengui a la resta del sistema. Per fer-ho, cal instal·lar dispositius de protecció. 

La majoria d'invencions adquirexen una tecnologia de manera que es combina amb una altra per fer coses noves. Llavors, quan es van crear els microprocessadors, no es pensava amb aquestes aplicacions.

Una data rellevant va ser quan en el 1968, es va introduïr en el processament del senyal, l'anàlisi del senyal i l'ús de tècniques digitals.

Les oportunitats que s'han generant en el camp de l'electroncia digital, han permés que avui en dia existeixin sistemes de preotecció que permenten detectar el temps entre les ones que viatgen a la velocitat de la llum per fer possible detectar i localitzar ràpidament les avaries de les línies elèctriques de transport i distriubució.

El relé decideix si actua sobre un circuit elèctric o realitza altres accions en un temps comprés entre 1 o 2 mil·lisegons. Com a comparativa, versions anteriors de protecció, necessiten de l'ordre de 16 ms en que cal afegir el retard en que un interruptor d'alta tenisó  tingra en actuar (entre 30 a 40 ms).

Aquest requeriment de respota ràpida impacta en una major estabilitat de la tensió, fase i freqüència dels parametres elèctrics.

Per cada mil·lisegon que es redueix en aïllar una falta, els límits d'estabilitat del sistema de transport augmenten en 15 MW.

Avui en dia s'està estudinat en esquemes de protecció que apliquen el concepte de paquets d'energia els quals, es basen en messurar l'intercanvi d'energia.

Els paquets d'energia mesuren amb precisió la transferència d'energia, independentment de la freqüència o la fase, i s'actualitzen a una velocitat fixa amb una referència de temps comú cada mil·lisegon.

Els paquets d'energia en el domini del temps, ofereixen una oportunitat per accelerar els sistemes de control i mesurar amb precisió l'energia, cosa que planteja nous mètodes respecte als tradicionals basats en el càlcul del domini de freqüència.

No pot quedar a banda la millora de la fiabilitat a les xarxes de les infraestructures crítiques millorant la ciberseguretat, la localització de la falla i l'eficiència. 

Ramon Gallart

Microxarxes i la reforma del mercat elèctric.

La reforma del mercat elèctric empeny cap a les microxarxes ja que fan possible controlar energies renovables distribuïdes i augmentan la fiabilitat i la resiliència de les xarxes de distribució elèctriques.

Una microxarxa és un conjunt de càrregues  i fonts d'energia disperses interconnectades que funciona de manera unificada, el seu rendiment  millora el de la xarxa elèctrica. Una microxarxa pot funcionar tant en mode connectat a la xarxa com en mode desconnectat de la xarxa.

Una microxarxa ha de complir tres condicions:

1.-  S'ha de diferenciar del sistema de la xarxa de distribució.

2.- Els seus recursos es controlen entre ells en lloc de fer-ho remotament des d'un centre de control centralitzat.

3.- Pot estat o no connectada a una xarxa de distribució.

La capacitat de donar repsota dinàmica ve donada per:

Generació i emmagatzematge: Per tal de minvar la intermitècnia de la generació de fonts renovables i el consum d'energia, es requereix emmagatzemament per substituir - en certa manera-  la inèrcia dels grans generadors síncrons. Les diverses solucions d'emmagatzematge d'energia que s'estan desenvolupant i que es poden utilitzar en les microxarxes són una opció però també, cal considerar mètodes d'emmagatzematge d'energia tèrmica i mecànica.

Electrònica de potència: Les microxarxes utilitzen convertidors d'electrònica de potència per interactuar amb el sistema d'energia per connectar la fotovoltaica solar o les microturbines.

Control i funcionalitat: Les microxarxes tenen necessitats i tècniques reguladores úniques que les ajuden a aconseguir l'equilibri local i maximitzar els seus guanys financers. El control de freqüència i de la tensió es pot dur a terme de manera descentralitzada o sota un controlador central de la microxarxa que emet ordres directes als recursos energètics distribuïts.

La resiliència es una de les motivacions per fomentar el desplegament de les microxarxes. Els avantatges socioeconòmics i la seva energia neta impulsen el seu desplegament i desenvolupament de microxarxes en zones que hi ha una arquitectura de xarxa elèctrica. Tot i que s'ha parlat molt sobre el potencial de les microxarxes, també hi ha molt per aprendre de les microxarxes que ja funcionen. 

Els reptes i perspectives de futur pasen per contribuir a millorar la resiliència de les xarxes elèctriques, el seu mantenint, la continuïtat en el subministrament i fomentar el rol de consumidor actiu.  És important tenir en compte que també ofereixen beneficis a les poblacions dipserses, aïllades i rurals dels països subdesenvolupats. 

Les microxarxes ofereixen una solució per encarar problemes a petita escala i fins i tot poden contribuir a contruir les xarxes intel·ligents amb capacitat d'autorestaurar-se formant part  d'una super xarxa  intel·ligent però cal trencar amb paradigmes arquitectònics socials del sector. 

Les Viurtual Power Plants (VPP), també poden estar a les microxarxes connectades a la xarxa de distribució. Cal estar atent com el mercat de capacitat pot ajudar a l'estabiltiat o regulació de tensió de la xarxa elèctrica del distribuïdor. No és lluny entreveure que cada microxarxa d'una xarxa futurista multi-microxarxa funcionarà com una VPP.

En defintiva, la producció solar fotovoltaica i l'emmagatzematge amb bateries són cada cop més assequibles i van en camí de la paritat de costos amb les fonts d'electricitat convencionals. A causa del desplegament generalitzat d'aquestes tecnologies, els axiomes energètics sobre com els usuaris finals importen i exporten electricitat ja són una necessitat i no pas una excepció. 

És importatnt planificar i determinar quin marc incorpora millor aquestes i altres innovacions energètiques distribuïdes abans que moltes fonts d'energia distribuïda s'interconectin a la xarxa elèctrica de distribució. 

La reforma del mercat elèctric no pot obviar la fiabilitat i la resiliència de manera què,  les microxarxes estan ben posicionades per gestionar aquesta transformació.

Ramon Gallart

 

Màquina Wimshurst.

Tot i que l'enginyer britànic James Wimshurst no va inventar la màquina que porta el seu nom, gràcies a les seves millores, la va fer possible.

Aquestes màquines es remunten al segle XVIII. Són una classe de generadors que converteixen el treball mecànic en energia electrostàtica mitjançant la inducció. A mitjans del segle XIX, els físics alemanys Wilhelm Holtz i August Toepler havien desenvolupat per separar un model mitjançant discs de vidre verticals i giratoris. Va ser aquest estil de generador amb el qual Wimshurst va començar a fer millores  al seu taller a principis de la dècada de 1880 consolidant el seu disseny tres anys més tard.

La màquina Wimshurst, tal com existeix avui dia, té dos discs aïllats, els quals, avui en dia acostumen a ser de plàstic però també es poden trobar de vidre que disposa plaques conductores de metall  al voltant de les llandes. Els discos estan muntats en un sol eix i giren en direccions oposades.

A mesura que els discs giren, una petita càrrega inicial, positiva o negativa circualara cap a undels extrems del segon disc. Quan la placa s'alinea, induirà una càrrega igual i oposada a la placa que està directament davant d'ella a l'altre disc. La càrrega resultant al seu torn provocarà una càrrega oposada en una placa del primer disc. Mentrestant, les plaques del segon disc indueixen càrregues al primer disc. Les pintes metàl·liques del col·lector són les que fan possible mantenir  separades les càrregues entre positives i negatives van cap a dos condensadors de pot de Leyden. L'acumulació s'acabarà descarregant amb una espurna que saltarà entre dos terminals i així tornarà a inciar-se el procés. Una màquina Wimshurst de sobretaula podria produir fins a 50.000 o 60.000 volts, tal com demostra aquest vídeo.

Aquest senzill disseny era fàcil de reproduir i d'utilitzar, de manera que les màquines de Wimshurst tenir èxit en dioferents laboratoris, escoles i fins i tot a les cases dels victorians benestants. A causa de l'alta tensió que podien produir, les màquines es van utilitzar per excitar tubs de Crookes i generar raigs X per a imatges mèdiques a principis del segle XX.

Avui en dia encara es pode compraer  màquines Wimshurst les quals, s'utilitzen a escoles i museus científics per demostrar els fonaments bàsics de l'electricitat.

Ramon Gallart

Parcs eòlics flotants.

Els vents de l'oceà no tenen obstacles en el camí per frenar-los a més solen bufar constantment a velocitats superiors a les que són possibles a terra. Això és un fet que els fa atractius per generar electricitat.

No obstant aquests tipus d'aerogeneradors  han de fer front a la corrosió del vent salat i les grans onades, sense oblidar el repte  que significa fer la seva instal·lació donades  les profunditats del llit marítim.

S'ha desenvolupant un nou disseny de plataforma eòlica flotant i modular la qual, utilitza menys acer que altres i fa que a més de ser més econòmica és també, més fàcil d'instal·lar. Per exemple, un parc eòlic marí d'1 GW pot estalviar més de 142.000 Tm d'acer,

L'eòlica marina està guanyant terreny arreu del món. Tot i que majorment les turbines  estan ancorades al fons marí, la realitat és que el 80 % dels recursos eòlics marítims del món es troben a zones amb aigües molt profundes que necesiten sistemes per surar.

Per això, cada cop més, els arogenerdors marins s'estan allunyant de la costa i la tecnología flotant resol un altre problema perquè aquests parcs estiguin lluny de les zones amb conflictes d'interessos entre el que hi ha i el com suportar turbines de 15 MW o més grans. Les turbines més grans fan que la instal·lació sigui més rendible si es compara amb un conjunt de diverses turbines més petites. Les plataformes actuals requereixen de grans quantitats d'acer, tenen ineficinets sistemes d'amarratge que malmeten el fons marí, i requereixen vaixells, grues i infraestructures especials perfer el seu muntatnge i el seu transport.

Actualment hi han diversos desenvolupaments innovadors de  plataformes eòliques flotants per utilitzar-les en aigües profundes. Al voltant del 80 % dels projectes planegen utilitzar plataformes semisubmergibles, estructures que suren parcialment sota l'aigua i estan amarades al fons marí mitjançant cadenes. 

Un nou disseny combina les millors característiques de les diferents tècniques en que destaquen els braços pivotants i un sistema dinàmic d'amarratge. Aquesta  plataforma està ancorada al fons de l'oceà mitjançant línies d'amarratge verticals. La plataforma te moviment com a conseqüència del vent i les onades de manera que gràcies al contrapès es possible equilibrar els moviments i les forces per mantenir estable l'estructura i així fer possible una operació segura i eficient.

La plataforma és més petita i lleugera que els dissenys convencionales semisubmergibles com a resultat de fer servir menys acer, el que significa que es podrien reduir els costos en un 30 %.  A més, el sistema és modular, de manera que es pot instal·lar amb més facilitat al evitar equips especials que permetria suportar turbines de fins a 20 MW. tot i que fins avui només s'ha provat en un model a escala 1:60 d'una plataforma de turbina de 10 MW a l' Institut d'Hidràulica Ambiental de la Universitat de Cantàbria (Espanya).

Ramon Gallart

Dia de la Creativitat.

Avui és el dia de la creativitat que és una força vital que impulsa la innovació i ens brinda l'oportunitat de reflexionar sobre el paper que exerceix a les nostres vides i al món que ens envolta.

El Dia de la Creativitat es va originar com una iniciativa per reconèixer i fomentar la creativitat en totes les formes. Va sorgir de la convicció que la creativitat no és exclusiva d'uns quants privilegiats, sinó que resideix a cadascun de nosaltres, esperant ser cultivada i alliberada. 

La creativitat no es limita únicament als àmbits de l'art o la música; és present en totes les disciplines i aspectes de la vida que passen des de resoldre problemes quotidians fins a imaginar solucions a reptes més grans. Per tant, la creativitat és la força impulsora darrere del progrés humà que ben aplicada ens perment una millor qualita de vida social. 

Quan es te un entorn que permet pensar de manera innovadora, fa possible veure el món des de noves perspectives i transformar idees en realitat.

A nivell professional i per a l'empresa, la creativitat fomenta la innovació i la competitivitat on el més important és aprendre i compartir. Per això quan una empresa fomenta adequadament un entorn creatiu, no hi ha dubte que, disposa de més recursos per desenvolupar productes i serveis que satisfacin les expectatives dels clients. Per això un entorn creatiu permet escoltar i observar el que li preocupa al client on la creativitat i innovació fan possible aquesta connexió. 

Pel que a l'educació es refereix, la creativitat és essencial per cultivar el pensament crític i la resolució de problemes i sobre tot, la cultura per aprendre dels error. Fomentar la creativitat prepara al alumnes a enfrontar els reptes cada cop més ràpids i imprevisibles del futur amb confiança i agilitat mental.

En el anys que porto en l'àmbit de la innovació, he vist com una de les belleses de la creativitat és la diversitat. Cada persona té la seva forma única per expressar-se creativament, ja sigui a través de l'art, l'escriptura, la música, la ciència, la tecnologia o qualsevol altra disciplina. El Dia de la Creativitat ens convida a celebrar aquesta diversita.

Alhora, és important recordar que la creativitat no sempre sorgeix en solitari. La col·laboració i l'intercanvi d'idees potencient la creativitat, permetent que floreixin noves perspectives i enfocaments innovadors. 

A més, és fonamental recordar que la creativitat no sempre es tracta de produir obres mestres; sovint es troba en els petits moments o detalls de descobriment i expressió a la vida diària. 

Avui es celebra com l'espurna de la creativitat crema dins de cadascun de nosaltres que ens permet inspirar, transformar i enriquir les nostres vides i el món que compartim.  

Ramon Gallart.

Tres errors del TCP IP.

Vint Cerf,  va ser el co-creador de l'arquitectura d'Internet TCP-IP que engunay tota la sociatat en gaudeix. En una entrevista va receoneixer alguns dels error d'aquest protocol.

Vint Cerf i Bob Kahn havien estat treballant junts per resoldre com connectar ordinadors militars sense utlitzar xarxes sense fils .

Llavors, ja hi havia l'ARPANET i  la seva manera de gestionar les comunicacions, ja estava ben establerta. Però calia ampliar-lo per gestionar diverses xarxes, la fiabilitat de les quals no estava resolta.

Els dos havien estat intercanviant idees, revisant el treball d'altres que estaven intentant resoldre problemes similars. D'aquí van sorgir els esqumes amb els components principals i les interfícies clau a on ja es podia veure el concepte cloud, representat amb tres xarxes de commutació de paquets diferents (l'ARPANET, la ràdio de paquets i el satèl·lit de paquets) amb caixes que representaven els ordinadors connectats a aquestes xarxes. Això després es van coneixer com els ordinadors host el qual, estarein executant aplicacions que necessitaven intercanviars-e mitjançant la xarxa.

Vint Cerf va tornar a crear el seu esbós original, amb núvols que representen 

tres xarxes de commutació de paquets i caixes que representen ordinadors de passarel·la i host.

Però com les xarxes eren estàtiques, volia dir que aquestes xarxes no es podien intrecanviar de manera que, va sorgir un altre conjunt d'ordinadors, passarel·les,  per saber a quina xarxa pertanyien aquests ordinadors. Per  tant el  problema estava delimitat i això vol dir que es podia cercar una solució.

Cerf va descriure que els protocols de comunicació que ell i Kahn van inventar eran comparables com un sistema postal d'enviament de cartes de manera que, la postal té un missatge i una adreça per a la destinació prevista. L'adreça del sobre és la del destinatàri a la xarxa local o la d'una passarel·la que condueix a la següent xarxa al llarg de la ruta fins a la destinació final.

Quan arriba un missatge a la següent passarel·la, la passarel·la obre el sobre i comprova l'adreça de la postal. Si el missatge està destinat a una destinació dins de la xarxa pròpia de la passarel·la, s'entrega; si no, va en un sobre adreçat a la següent passarel·la en ruta cap a la xarxa  destí on el procés es repeteix. Així, bàsicament, és com funciona Internet avui.

Des de llavors s'ha estat perfeccionant, ampliant i evangelitzant Internet. És per això, que les seves contribucions en la cocreació de l'arquitectura d'Internet i el seu lideratge en el seu creixement fins ara li va permetre veure tres errors que avui no faria:

1.- Creure que 32 bits eren suficients per a les adreces d'Internet: A l'any 1973, la gent hauria pensat que adreces de longitud 64 o 128 bits era massa abiciós per realitzar un experiment que no hi havia certessa del seu èxit. Possiblement, no hagés tingut credibilitat les adreces de 128 bits

2.- La seguretat: Abans de l'arribada de la criptografia amb clau pública, la distribució de claus era un procés manual molt desordenat. Va ser per això que no es va introduir a Internet. Quan es va implementar l'algoritme RSA, podria supossar un frè el desenvolupament del TCP-IP fet que va provocar no apostar per aplicar criptografia. 

3.- Implicacions reals  de la World Wide Web: Llavors, no s'esperava l'allau de continguts que va arribar a Internet un cop es va posar a disposició la web. Com a conseqüència d'aquella allau de continguts, van ser necessaris inventar motors de cerca per trobar coses. En definitiva, no es va predir que els motors de cerca fossin necessaris.


Font: Tekla S. Perry is based in Palo Alto, Calif., she's been covering the people, companies, and technology that make Silicon Valley a special place for more than 40 years. She holds a bachelor's degree in journalism from Michigan State University.

Super xarxes elèctriques i les supercarreteres.

Des de fa temps, els superconductors són una promesa per les xarxes elèctriques i xarxes avançades de transport. 

Tanmateix, les amenaces dels alts costos han  estat  un frè per aquests projectes. Un nou estudi argumenta que una manera de fer-los realitat és combinar-los en un sistema unificat, que pugui ajudar tant els cotxes com els camions a circular més ràpidament i transportar l'electricitat sense pèrdues. 

Avui dia, tots els conductors elèctrics presenten una resitencia que, fins a cert punt, afecta al flux dels electrons que es tradueix en pèrdua d'energia. En canvi, els superconductors condueixen l'electricitat amb una resistència que tendeix a ser zero. Això vol dir que aquestes infraestructures eléctriques poden esdevenir molt més eficients. La manera en que els superconductors poden gestionar grans quantitats de corrent elèctric també significa que poden generar potents camps magnètics per fer possbile una major velocitat per als trens maglev.

No obstant, els elevats costos relacionats amb la superconductivitat han limitat les aplicaciones més cotidianes tant de trens maglev de llarga distància com per cables elèctrics superconductors de transport i distribució d'energia. Un nou estudi argumenta que una manera de reduir aquests costos d'aquestes dues aplicacions és unir-les en un sol sistema.

A més, aquest combinat sistema emmagatzemaria i transportaria hidrogen líquid. Les piles de combustible poden convertir l'energia química emmagatzemada en combustibles com l'hidrogen en electricitat, normalment amb un rendiment més eficient i sostenible que el motor de combustió interna d'un cotxe. L'hidrogen líquid també ajudaria a refredar els superconductors d'aquest sistema, reduint la necessitat de canonades dedicades.

En base a les característieues de l'energia neta, els superconductors, el hidrogen, etc. disposen d'un gran potencial però, cadascuna d'elles és cara. Si es poden realitzar múltiples funcions en un sol sistema combinant totes les tecnologies juntes, pot tenir un impacte que es tradueixi en un menor cos.

Els trens maglev solen flotar en una guia d'imants permanents d'alt cost, amb superconductors incorporats a les bases de cada tren. El nou concepte capgira aquest disseny, incorporant superconductors a la infraestructura de les actuals carreteres afegint imants als vehicles. Això evita una maquinària complexa per refredar els superconductors de cada vehicle. En canvi, l'hidrogen líquid ajudaria a refredar els superconductors del sistema. El nitrogen líquid, que és relativament barat, i una zona de buit ajudarien a aïllar tèrmicament l'hidrogen líquid.

En aquest disseny, els vehicles amb equipament magnètic (camions, trens i fins i tot vehicles privats) entrarien a la guia del superconductor per levitar i moure's a velocitats de 500 a 800 km/h per arribar als seus destins, o fins i tot 1.000 km/h quan el sistema estigui. construït dins d'un tub. Després de sortir de la guia, els vehicles podien continuar els seus desplaçaments amb motors de combustió interna convencionals o elèctrics.

S'ha construit un model per demostrar que es possible levitar un imant per sobre d'una guia superconductora. Per això, es va utilitzar nitrogen líquid per refredar el model però, els models futurs utilitzaran hidrogen líquid.

Aquest nou disseny podria ajudar a moure persones, càrrega i combustible d'una manera eficient energèticament.

Actualement s'està treballant per construir un demostrador com a  següent pas per mostrar la viabilitat del concepte.

Resum de Ramon Gallart de l'articles: A multifunctional highway system incorporating superconductor levitated vehicles and liquefied hydrogen featured

Innovació en les xarxes de telecomunicacions

La velocitat, la capacitat i la fiabilitat d'una nova tecnologia de banda ampla que ofereix la fibra,  oferirà la connectivitat necessària per a aplicacions pels cotxes sense conductor i les flotes de drons.

Hi ha un estudi que es va publicar el 28 d'agost a Nature Electronics en el qual, es descriu com la nova tecnologia de telecomunicacions, anomenada  frequency referenced multiplexing, podria proporcionar més de 20 vegades la capacitat de les millors xarxes de banda ampla de fibra i 65 vegades la velocitat típca de la banda ampla residencial juntament, amb una connexió garantida amb baixa latència.

Les xarxes de telecomunicacions són fonamentals per al funcionament d'Internet, és a dir, són l'equivalent digital de les carreteres que porten les dades que ens connecten al núvol. Les millors xarxes utilitzen cables de fibra òptica per transmetre i rebre informació. Per a la nova banda ampla de fibra, la multiplexació per divisió de temps (TDM) és la tecnologia més comuna que s'utilitza per gestionar el trànsit, que combina les dades de diversos usuaris en un sol senyal. A cada usuari se li assignen intervals de temps curts en què les seves dades es poden transferir en paquets els quals, es recomposen al destí.

El problema de la TDM és que les dades de cada usuari han d'esperar una franja de temps a abans que es transmetin a través de la fibra. Amb l'actual tecnologia, això és necessari per coordinar la transmissió a través de la fibra però, limita la capacitat de dades i augmenta el temps necessari per enviar dades a través de la xarxa.

Els serveis de banda ampla de fibra més ràpids d'avui dia ofereixen velicitats de més d'un gigabit per segon (Gb/s). L'ús de la banda ampla de la fibra ha augmentat molt en els darrers anys amb el desplegament de les connexions de fibra òptica a les llars i a les empreses, però per a la majoria dels usuaris de banda ampla.

La demanda de velocitats més ràpides i connexions més fiables també ha augmentat molt, des de l'augment dels serveis en streaming i l'ús de videoconferències per part de les persones que treballen des de casa des de la pandèmia de la COVID-19. Però determinades aplicacions com són, les xarxes de cotxes sense conductor, requeriran velocitats encara més altes i connexions gairebé garantides per funcionar de manera segura i eficient.

Per això, la frequency referenced multiplexing pot superar les limitacions de latència i ample de banda dels sistemes actuals com  és el TDM.

La sincronització de freqüència habilitada per tècniques de processament de senyal proporcionen a cada usuari un canal dedicat òptic. Per tant, cada usuari té l'equivalent digital del seu propi carril de carretera dedicat per comunicar-se amb el núvol. 

La frequency referenced multiplexing assolirà més de 20 vegades la capacitat i més de 65 vegades la velocitat de la banda ampla típica actual. Com que les dades de l'usuari es transmeten i es reben en paral·lel, això redueix la latència, el consum d'energia i els problemes de capacitat de manera què,  té el potencial de reduir el cost de la futura banda ampla de fibra, així com augmentar la disponibilitat i la velocitat de la xarxa per a cada usuari del núvol.

Ramon Gallart.

Guerra de corrents.

Fa més de cent anys que Thomas Edison no va poder adoptar la seva tecnològica  basada en el corrent continu vers la propasts de George Westinghouse i Nikola Tesla que defensaven el corrent altern.

Amb un sistema de corrent altern, la incipient indústria elèctrica li era més fàcil canviar entre diferents nivells de tensió i això, permet que l'energia fos més fàcil per la seva distribució i transport gràcies a l'alta tensió la qual cosa, minimitza les pèrdues. Quan l'electricitat arriba a una zona a electrifcar, es pot tornar a convertir a les adequades baixes tensions per al seu ús a les llars i les empreses. El corrent continu, no te aquesta capacitat pel que, el sistema d'Edison hauria requerit la instal·lació d'un generador elèctric a tots els barris.

Si be es sap que Edison  exagerava sobre els perills de l'AC per fer què la societat desconfiés però, és cert que també tenia grans coneixements sobre l'energia elèctrica. Per exemple, va considerar la seva sostenibilitat molt abans que es convertís en un tema popular. Llavors en una convers del 1931 amb Henry Ford i Harvey Firestone va dir:

"Som com els pagesos que tallen com a cobustible la tanca de fusta de la seva massia, quan hauríem d'utilitzar les fonts inesgotables d'energia de la natura: el sol, el vent i la maritima. Espero que no haguem d'esperar fins que s'acabin el petroli i el carbó abans d'abordar-ho".

Fa temps que s'està intentant fer front als problemes de la sostenibilitat recorrent a diverses formes d'energia renovable. Però algunes d'aquestes fonts —centrals hidroelèctriques, parcs eòlics i centrals d'energia solar tèrmica, per exemple— requereixen de grans instal·lacions en llocs que sovint estan lluny dels nuclis de població. Això, exigeix ​infraestructura de transport i distribució d'electricitat. Tot i així, el tranport també te una penalització en la seva eficiència que a a Espanya i segons REE s'estimen al voltat del 10%. 

Només per aquest motiu, val la pena revisar la visió d'Edison pel que fa a la generació elèctrica local. Això vol dir que pot ser d'interès un sistema de generació i distribució d'energia local en forma de corrent continu entès com una microxarxa. L'actual concepció és força semblant a la que tenia en ment Edison, però amb l'avantatge  que la xarxa local de corrent continu és capaç de funcionar en paral·lel amb la xarxa de corrent alterna dels distribuïdors o aïlladament.

Les microxarxes de corrent continu, amb un impacte molt més petit, eviten la majoria de pèrdues del transport i distribució. També eliminen el malbaratament d'energia associat a la conversió de CA a CC, que es requereix per a moltes de les càrregues elèctriques actuals com són: llums LED, motors de velocitat variable, ordinadors, televisors i moltes altres formes d'electrònica de consum. Aquestes càrregues, representen un consum creixent de l'electricitat. 

Actualment on hi ha una major preocupació per l'eficiència energètica i les emissions de diòxid de carboni, les microxarxes de corrent continu, tenen molt a oferir. No obstant això, els sistemes tradicionals de distribució de Vac, encara són molt majoritaris.

Els únics llocs on es podrien trobar xarxes locals Vdc són dins els centres de dades i telecomunicacions o, a una escala molt més petita, dins d'automòbils, vaixells i avions. Però s'espera veure més microxarxes de corrent continu.

Per exemple, els futurs llocs avançats de l'exèrcit en zones de guerra probablement els utilitzaran per reduir el consum d'energia i per desplegar turbines eòliques i panells fotovoltaics amb més facilitat. Reemplaçar els generadors dièsel habituals per fonts d'energia renovables seria especialment valuós en territori hostil, on els costos del combustible poden ser enormement elevats.

Les microxarxes de corrent continu també poden ser d'interès per a determinades operacions de fabricació intensives en energia. Aquests inclouen la producció de paper i pasta i la fosa d'alumini, que ara malgasta més del 6% de l'energia total consumida en la conversió de corrent alterna a corrent continu.

Les microxarxes de corrent continu també són molt prometedores per als edificis residencials i comercials on podrien donar servei a les moltes càrregues elèctriques que funcionen en Vdc. Aquests inclouen il·luminació LED i, cada cop més, estacions de recàrrega per a vehicles elèctrics. Els equips de calefacció, ventilació i aire condicionat (HVAC) i diversos electrodomèstics també són adequats per alimentar-se amb corrent continu. Això es deu al fet que els tipus d'equips i aparells HVAC més eficients energèticament incorporen  motors de velocitat variable, per als quals l'energia de Vac cal passar-la a Vdc. Per tant, seria senzill i més eficient alimentar aquests motors directament des d'una font local de corrent continu.

Al costat de la generació per microxarxes, aquests desenvolupaments són més interessants donat que cada cop hi han més i més panells fotovoltaics muntats als terrats de les cases o edificis comercials. Aquests panells produeixen energia continua. I fins i tot, si tota aquesta potència s'utilitza a l'edifici on es genera, l'electricitat que flueix d'aquests panells es converteix normalment Vac mitjançant un conversor, que malgasta al voltant del 10% de l'energia. La tenció en Vac, s'envia a diverses càrregues, algunes de les quals converteixen l'electricitat de nou en Vdc, en el procés torna a haver malbaratament  de l'energia. Poder distribuir i utilitzar Vdc dins d'un edifici evitaria les substancials pèrdues que es deriven d'haver de fer les transformación Vdc-Vac-Vdc.

Altres raons per fomentar una proliferació de les microxarxes de corrent continu provenen del món en desenvolupament, on uns 3.000 milions de persones encara cremen llenya, carbó vegetal o fems d'animals per cobrir les seves necessitats energètiques diàries. Aquesta gent, té ganes de veure com l'electrificació arriba a les seves comunitats, però no està clar quina forma hauria de prendre aquesta electrificació.

Amb el cost decreixent de l'electricitat generada per la fotovoltaica i les turbines eòliques, les microxarxes de corrent continu poden ser la manera més eficaç de proporcionar energia elèctrica a aquells que encara no en tenen. De la mateixa manera que l'ús dels telèfons mòbils al món en desenvolupament va sorgir  sense la xarxa de coure ni linilies físiques fixes, les microxarxes de corrent continu podrien superar el sistema tradicional de generació de Vac centralitzada. El mercat de les microxarxes al món en desenvolupament podria ser enorme, i aportaria beneficis a les regions que actualmentn estan mal ateses.

És evident que les microxarxes de corrent continu són una promesa per a una gran varietat de situacions. Llavors, per què encara són tan poques i es veun llunyanes?

Una part de la culpa, almenys als països desenvolupats, es pot atribuir a antics codis de construcció que dificulten el disseny de la infraestructura necessària per generar i distribuir energia local de corrent continu. 

Establir estàndards tècnics per a microxarxes de corrent continu, tot i que és un repte, no és l'únic problema. Una altra barrera prové de l'entorn normatiu al qual s'enfronten les persones o les empreses quan volen compartir l'energia que generen, encara que només la vulguin enviar a altres persones del seu entorn més proper.

Distribuir l'energia des dels panells solars del terrat a diversos pisos en un edifici pot ser molt fàcil des del punt de vista tècnic, però es trobaran molts obstacles legals. La venda d'energia a altres pisos violaria el monopoli de la companyia elèctrica local? Què passa si cal complementar l'energia amb la xarxa elèctrica a Vac i convertint-la a Vdc? Aquestes preguntes s'estan començant a respondre amb les comunitaas energètiques locals.

Durant més d'un segle, les xarxes elèctriques Vac han proporcionat la base per a les societats industrialitzades. L'adopció de la Vac va permetre modificar les tensions mitjançant transformadors, permetent que l'electricitat es transportés a llargues distàncies fins i tot amb els sistemes més antics. L'enfocament  de la Vdc d'Edison no ho hauria permès. I com que l'electricitat es va utilitzar inicialment per alimentar motors d'inducció i llums incandescents, la corrent alteran va ser l'opció.

Ara les coses comencen a ser diferents. D'una banda, hi han convertidors d'energia d'estat sòlid  Vdc-Vdc amb eficiències que ja són al voltant del 95%.  Per tant, ja no hi ha cap preocupació sobre com canviar els nivells de tensió En Vdc ni com transportar-la a llargues distàncies. De fet, les línies d'AT de transport de corrent continu s'utilitzen sovint per enllaçar xarxes de Vac que estan separades, en part perquè obvien la necessitat de sincronització entre xarxes.

La majoria de les càrregues ara són essencialment de corrent continu, de manera que subministrar-les des d'una font de corrent continu simplificaria els seus circuits d'alimentació i estalviaria energia en general.

Aquests desenvolupaments  fan preguntar-nos per què la Vdc no ha substituït la Vac ja que, a més d'estalviar energia, aquest moviment significaria que ja no seria necessari que els fabricants d'equips electrònics s'adaptin als diferents estàndards de tensió i freqüència de la Vac actuals.

La principal raó per la qual la Vac continua present, ve donada per la dificultat de  substituir-se completament per equips de corrent continu. Així que seguim utilitzant-la, tot i que la justificació original per fer-ho ja no existeix. Aquesta situació és massa comuna.

A vegades, un canvi a les noves tecnologies és inevitable, fins i tot quan la transició promet ser cara o pertorbadora. I per a les xarxes elèctriques, tenim el luxe de poder començar poc a poc de nou. Per tant, estem anant cap un món en que te sentit adoptar les microxarxes de corrent continu, un model vell però nou per proporcionar electricitat a la societat.

Ramon Gallart

Estudi dels llamps.

Existeixen diferents mètodes artificials per crear llamps. Per exemple, amb un llançament de coet també es pot fer desencadenar una descàrrega que generi un llamp.

Quan un coet s'enlaira en una tempesta són un objectiu natural per als llamps. Per exemple, l'Apollo 12 va ser impactat per dos llamps just després de l'enlairament.

Però fer llamps no requereix de coets tan grans com els Apollo. Per situar-se a una distància d'una  tempesta, un coet només necessita pujar uns quants centenars de metres i això vol dir que, pot ser petit i senzill. El coet pot ser més petit que una persona que te un fil de coure molts prim el qual, està connectat a terra per crear una via conductora d'electricitat perquè la càrrega elèctrica viatgi entre la terra i el cel. Llavors, el corrent elèctric del cable es pot mesurar per observar els fenòmens elèctrics que fan possible i condueixen a la primera descàrrega.

Hi ha una nova manera de fer-ho que evita el cable de coure com a camí o via elèctrica,  crear el camí  quimicament i això es fa dopant el combustible del coet amb petites quantitats de sal.

El clorur de sodi, el clorur de calci o el clorur de cesi quan són expulsats a temperatures altes des del motor, els diferents clorurs es divideix en components d'ions carregats. Els àtoms de Cs, Ca o Na carregats positivament es refreden i s'uneixen amb les molècules d'aigua que hi ha a l'aire, formant gotes d'aigua salada. Aquestes gotes són molt més conductores de l'electricitat que les gotes d'aigua dolça, deixant un rastre d'alta conductivitat a l'estela del coet.

Un parell de llocs que es fan aquest experiments és Florida i també Nou Mèxic, on les muntanyes proporcionen bons punts de llançament. Quan el cel es torna fosc pels núvols  i adquireix un aspecte tempestuós, la càrrega elèctrica s'acumula al núvol, creant un camp elèctric a través de l'atmosfera.

En la majoria dels casos, els electrons s'apleguen a la part més baixa dels núvols, provocant una càrrega neta negativa que atrau la càrrega positiva al sòl. Els objectes conductors que destanquen en alçada tenen tendència a acumular càrrega positiva. Això provoca que l'excés de càrrega negativa del núvol generi un cami que fa circlar els electrons per trobar l'equilibir potencial de nou. Els dos extrems comencen a enviar-se  espurnes. 

A mesura que el coet s'enlaira fa que la càrrega positiva puji i gràcies a la puta del coet que te gas ionitzat fa que els electrons  crein una regió d'alta conductivitat elèctrica. Aquesta espurna troba camins a través de l'atmosfera, atrets cap a la càrrega negativat. Tot i així, aquest fenòmen és molt complex i fa gairebé impossible predir quina serà la via que es generarà el llmap.

No obstant, en el moment en què una punta carregada positivament es connecta amb èxit amb la punta negativa del núvol, s'estableix una via conductora entre el núvol i el sòl. Un instant després, una ràfega d'electrons flueix pel camí, descarregant la càrrega del núvol a terra. El camí s'il·lumina amb el corrent, i li precedeix un trò provocat per l'ona de xoc.

Encara no es connexi el procés complex que desencadena el llamp. Tot i que la descàrrega és òbvia, la recerca no perment reconstruir l'escenari real però molt complex. Per exemple, es possible messura polsos de corrents que no ha esta genrades pels extremsque hi ha entre el núvl i el sòl. No obstnat, un elevat  període de flux de corrent indica que un extrem comença a cercar una connexió entre ells. Una caiguda gradual del corrent indica un extrem pert potencial, mentre que un corrent constant o creixent el qual acabarà surtint d'escala és un extrem que ha aconseguit fer una connexió i desencadenarà una descàrrega.

El elevat corrent  d'una descàrrega vaporitza el cable i l'escalfa en un plasma. El tub de metall ionitzat continua sent altament conductor, facilitant que més llamps aprofitin la mateixa via i és visible a l'ull com a llampecs repetits. Aquest vídeo  mostra com diferetn llampec circulen al llarg de les restes del cable.

Com l'astronomia, l'estudi dels llamps sovint és una ciència observacional. Al món natural es produeixen fenòmens complicats que cal de instruments per mesurar-los i després models per explicar-los. el llançament de coets apropa els fenòmens a les proves de laboratori en condicions controlades. Els llamps es poden induir i mesurar en certed condicions quantificablescom són l'altitud, camps predominants, potencial elèctric, etc., en lloc d'observar-los de manera passiva.

Tot i que els coets poden actuar com a parallamps aerotransportat, no és pràctic llançar desenes de coets cada vegada que sorgeixen núvols de tempestes. Tanmateix, la simplicitat, la comoditat i l'eficàcia provada dels llamps guiats per coets és una eina útil per a la recerca que busca aprendre més sobre el fenomen, ja sigui amb finalitats pràctiques o per curiositat científica.

Font:  Tom Hartsfield is a PhD physicist. He lives in Los Alamos, New Mexico

La compressió de dades.

Jacob Ziv, va ser qui va desenvolupar el codi de l'algoritme dels fitxers  de copressió de dades.

Jacob Ziv, va ser professor d'enginyeria elèctrica al Institut Tecnològic d'Israel (Haifa)  Technion. Conjutmanetn amb seu col·lega Abraham Lempel, van perfeccionar la tècnica de compressió sense pèrdues la qual, va ser pionera en la reconstrucció perfecta de les dades sense pèrdues i de qualitat. Amb els seus algorismes no es perden bits i això fa que un fitxer de dades sigui molt més petit i, per tant, més fàcil d'emmagatzemar i transmetre per les xarxes a diferència de les tècniques de compressió amb pèrdues com les que s'utilitzen amb fitxers JPEG i MP3. L'algorisme de compressió Lempel-Ziv va obrir el camí per fer possible els fitxers *.gif, *.png, *.zip.

Aques fet, va canviar la manera d'emmagatzemar, processar i transferir informació. Aquest algoritme era més ràpid i eficient que la codificació Huffman, que en aquell moment, era l'estàndard de compressió de dades sense pèrdue. Funcionava amb qualsevol tipus de dades i no requeria preprocessament. 

Això va reduir molt el temps que trigava a analitzar i comprimir un fitxer de dades buscant seqüències úniques de bits i alhora comprimir les dades, utilitzant punters per referir-se a seqüències vistes anteriorment. 

També, van obrir el camí als programes de compressió Unix de principis dels anys 80, així com als programes de compressió WinZip i Gzip a principis dels noranta. Actualment s'utilitzen en *.gif, *.tiff i altres formats d'imatge.

Ramon Gallart

IA i nosaltres.

Examinar com influeix la IA en la feina és una cosa,  una altre cosa molt diferent és posar-la en pràctica.

Què passaria si es comparés una manera de treballar, digem-li "tradicional" i una alre utlitant el CHAT-GPT?

Seguramnet qui  utilitzi el chat-GPT obtindria resultats millors respecte qui fa la feina de manera tradicional. No obstant això, la qüestió seria saber si l'ús del chat-GPT, és per complementar-nos i adquirir nou valor? o, només deixem que el chat-GPT faci la nostra feina amb poc criteri de millorar les nostres aportacions?

Dependre massa de la intel·ligència artificial (IA) pot tenir conseqüències negatives, com s'ha demostrat en alguna recerca. De fet dependre massa de la IA pot fer-nos ser mandrossos, descuidats i menys hàbils en la presa de decisions.

Per extensió, no seria extrany que qui faci una feina amb una IA més avançada, el seu progés profesional (com humà) sigui de menor qualitat respecte qui no utiltizi una IA o una de menys sofisticada. Quan es tenen menys recursos, sorgeix un augment de l'alerta, el pensament crític i la independència que ens permet perfeccionar les habilitats.

Quan la tecnologia evoluciona, les persones tendim a ser complaents i això repercuteix en una baixada de l'atenció. Això pot esdevenir un perill si en el cas de la IA, no es te una voluntat per utlitzar aquest recurs per complementar-nos i acabi en que la tecnologia, com la IA prengui decission per nosaltres. Llavors, podria aquest fet acabar dificultant el nostre aprenentatge, desenvolupament d'habilitats i la productivitat general?

Ramon Gallart

Microxarxes, economia circular i blockchain.

Actualment, les microxarxes juguen un paper molt important per millorar el rendiment de la generació d'electricitat. Una microxarxa és una estructura de generació d'electricitat a petita escala que pot funcionar de manera independent o col·laborativa amb diferents tipus de fonts d'energia renovables. Actualment, un anàlisi de microxarxes es realitza mitjançant diferents tipus de tecnologies emergents, que també augmenten el rendiment del sistema de les microxarxes. 

L'economia circular i el blockchain són tecnologies que es poden utilitzar per a una avaluació tècnica i financera de les microxarxes. Aquestes, que són sistemes energètics descentralitzats que poden funcionar de manera independent o paral·lela a la xarxa principal, poden oferir importants beneficis per al medi ambient i l'economia si es combinen amb l'economia circular i la tecnologia blockchain.

Les microxarxes s'han d'integrar amb la xarxa elèctrica de distribució per garantir un funcionament fiable i eficient. Això pot ser un repte, ja que la xarxa de distribució ha estat dissenyada per a la generació d'energia centralitzada i la seva distribució. 

Com a oportunitat tenim la descentralització de les microxarxes donat que poden funcionar independentment de la xarxa de distribució elèctrica, permetent a les comunitats generar la seva pròpia energia i reduir la seva dependència dels sistemes energètics centralitzats.

Una altre oportunitat és l'economia circular ja que les microxarxes, poden donar suport als principis de l'economia circular integrant energies renovables, emmagatzematge d'energia i tecnologies energèticament eficients, reduint els residus i promovent l'eficiència dels recursos.

També, las eva transparència i responsabilitat gràcies al Blockchain pot proporcionar una forma transparent i segura de fer un seguiment de la producció i el consum d'energia, assegurant que l'energia es genera i es distribueix de manera justa i eficient.

 
No obstant, també hi han reptes a resoldre com els elevats costos inicials en base a que les microxarxes poden ser cares de construir i operar, especialment a les zones rurals.

També cal trencar amb les barreres reguladores ja que la regulació pot no ser propicia per a la implementació de les microxarxes i això, provocar una manca d'incentius o suport per al seu desplegament.

La gestió de dades i amb la tecnologia Blockchain, requereix una quantitat significativa de gestió i emmagatzematge de dades, cosa que pot ser un repte en el context dels sistemes energètics on la privadesa i la seguretat de les dades són fonamentals.

Actualment, l'economia circular i el Blockchain són dos motors per a les microxarxes, i la combinació dels dos pot ajudar a crear una microxarxes més sostenible, eficient i resilient que sigui més capaç de satisfer les necessitats energètiques de les comunitats i empreses. 

L'economia circular és un marc per a la producció i el consum d'electricitat que implica compartir, reutilitzar, reparar i reciclar diferents components de la microxarxa. Avui dia, les microxarxes basades en sistemes d'energia renovable s'estan convertint en una alternativa viable a les fonts d'energia convencionals. 

Una economia circular en una microxarxes se centra a produir béns circulars, perfeccionar l'ús de fonts d'energia sostenibles i gestionar la producció, desenvolupament i gestió dels components del sistema de microxarxes.

Per crear una microxarxa més eficaç cal aplicar el concepte d'economia circular en la fase de disseny. Les microxarxes poden fomentar una economia circular facilitant la reutilització i el reciclatge de materials i productes, reduint els residus i promovent un creixement sostenible. Tenint això en compte, es possible començar a considerar com funcionen les microxarxes per una major longivitat i com tractar els residus.

En una microxarxa, el paràmetre de l'economia circular s'anomena índex de circularitat i es defineix com com les fonts individuals d'energia renovables atenen la demanda en base a la capacitat de generació. 

Després de l'avaluació tècnica del sistema de microxarxes a través de l'economia circular, també cal identificar els aspectes financers i econòmics de les microxarxes. En l'escenari de "fintech", que és la combinació de la gestió financera amb la tecnologia recent, Blockchain s'utilitza per analitzar l'avaluació de la comercialització d'energia de les  microxarxes de manera que, el Blockchain pot permetre la comercialització descentralitzada d'energia, permetent un sistema més eficient i transparent que beneficiï tant els productors com els consumidors.

El bloc-chain a les microxarxes els ofereix un marc més segur per la comercialització d'energia peer-to-peer (P2P) per identificar la transacció d'electricitat entre la microxarxa i el consumidor com a unitat d'energia. En el sistema de comercialització basat en blockchain, un consumidor manté una connexió a la xarxa principal i gestiona de manera autònoma el risc del preu i del volum mitjançant la compra o la venda d'electricitat a altres. 

Tot i que l'economia circular i el Block-chain, poden aportar molts beneficis a les  microxarxes, també hi ha alguns riscos a tenir en compte. Un risc associat a una economia circular és el potencial d'augmentar els costos. La implementació de pràctiques d'economia circular, com ara l'ús de fonts d'energia renovables i sistemes d'emmagatzematge d'energia, pot ser més car que confiar en fonts d'energia tradicionals.

A més, pot haver-hi costos associats al manteniment i reparació d'aquests sistemes. Un altre risc associat al Block-chain són la possiblitat d'amenaces a la ciberseguretat. Com que el Block-chain es basa en una xarxa descentralitzada d'ordinadors, pot ser vulnerable als atacs dels pirates informàtics que poden intentar accedir a informació sensible o interrompre el sistema. 

Finalment, hi ha el risc que la implementació de l'economia circular i el Block-chain en les microxarxes puguin comportar conseqüències no desitjats. Per exemple, si els beneficis de les energies renovables i els sistemes d'emmagatzematge d'energia no es distribueixen de manera equitativa, algunes comunitats poden perdre diners. És important considerar detingudament els potencials impactes d'aquestes tecnologies i assegurar-se que s'implementen d'una manera que promogui la sostenibilitat, l'equitat i la resiliència.

Per tant, el concepte d'economia circular i Blockchain tindran un paper molt crucial en l'àmbit de les microxarxes. També cal aplicar diferents conceptes d'economia circular a cada component de les microxarxes. El Blockchain i l'economia circular, també es poden relacionar amb la intel·ligència artificial, el deep learning, l'anàlisi de dades i l'Internet de les coses per millorar el rendiment de les microxarxes. La combinació de les microxarxes, l'economia circular i el blockchain poden proporcionar diversos reptes i oportunitats. Tot i que existeixen alguns reptes a superar, els  potencials beneficis són clars per un sistema més sostenible i eficient.

Ramon Gallart

 

Reptes de les noves tecnologies a les xarxes elèctriques.

En la siutació actual sobre l'energia elèctria a nivell europeu hi ha la necessitat de fer creixer les fonts de generació renovable no gestioable o el que és le mateix, intruduïr noves tecnologies a la xarxa elèctrica. Qualsevol  nou canvi de model en les tecnolgies de generació, ve associat a la possibilitat de que es perdi estabilitat i fermessa en la qualitat de servei.

Llavors, cal trobar maneres d'afrontar l'impacte que pot patir la xarxa elèctrica com a resultat de la penetració de les energies renovables i una de les maneres és fer possible i de forma efectiva, aïllar parts de la xarxa elèctrica quan hi hagi alguna congestió o falla elèctrica i així evitar que colapsi tota la xarxa.

En base a la nova reforma del mercat energètic europeu, esdevé una oportunitat per aprofitar el potencial de l'emmagatzemament d'energia per obtenir gestió de la generació d'energies renovables. El sistema elèctric, que te una història de més de cent anys, està canviant des d'un model de gestió fonamentat en els generadors com a màquines elèctriques síncrones, cap a un model basat en electrònica de potència, que necessita de molt més control, rapidessa en la reacció i de digitlaització per intercanivar dades entre la generació renovable.

En aquest sentit, els equips d'electrònica de potència amb respota ràpida de control es van començar a instal·lar a al xarxa elèctrica pels anys 2000 amb unes propietats molt diferents respecte el generadors síncrons, com a màquina elèctrica rotativa amb inèrcia.

Per tant, l'electròncia de potència presentava problemes els quals, van fer necessari repensar-los per veure com podien dissenyar-se per oferir estabilitat a la xarxa elèctrica. Bàsicament el que cal per  una xarxa elèctrica amb molta elècronica de potència és aconseguir una resposta dinàmica més ràpida.

Els equips basats en electròncia de potencia són usats per la gestió d'emmagatzematge electroquímic, línies de corrent continu d'alta tensió i així  transportar energia a llargues distàncies, dispositius de corrent altern per ajudar a estabilitzar la xarxa de trasnports i també la de distribcuió  i les etapes o interfícies de convertidors electrònics que integren les energies renovables solars i eòliques.

Una màquina elèctrica síncrona, te un gran avantatge en el sentit que te la capacitat natural de proporcionar suport en termes d'energia cinètica gràcies a la inèrcia del propi generador amb els volants d'inèrcia, mentre que els aerogeneradors i els sistemes solars fotovoltaics, de forma inherent, no tenen aquesta capacitat. Per tant, no tenen la inèrcia en els seus sistemes per continuar girant. 

Això genera diversos problemes els quals, són nous pel què respecta a l'estabilitat, problemes de rendiment i altres característiques que no es veien al sistema elèctric quan aquest,  estava fonamentat  amb la generació síncrona amb màquienes electriques rotatives.

No obstant, la integració a la xarxa d'aquestes fonts renovables, que requereixen de noves tecnologies, no és l'únic problema ja que calen  més i sobre tot, millors eines analítiques i també, es comença detectar una  necesitat d'enginyers amb l'especialitat en sitemes elèctrics i electrònica de potencia. Tot i que a Europa, les xarxes elèctriques estan interconnectades però, calen les eines que permetin una adequada planificació per la tranformació dels sistemes de generació. Aquestes eines necessiten gestionar grans quanitats de dades distribuïdes o el què és el mateix, també calen tècniques eficients de computació.

Encara avui l'anàlisi determinista només mostra si un sistema elècric funciona de manera segura per això, es necessiten eïnes probabilístiques realistes que proporcionin estimacions de risc. Per altre banda, el relleu generacional ha de ser getionat per cooordinar com els enginyers que disposen d'una gran experiència i coneixement en com funcionen els sistemes elèctrics s'estan jubilant pel que està ocasionat la pèrdua de la saviessa en aquest àmbit.

Ramon Gallart

El treball i la IA.

El principal repte que cal fer front en vers a l'aparició de les capacitats de la Inteligència Artificial (IA) és diferent a quan van apareixer les calculadores digitals o els inicis de la Internet quan es va estar a l'abast de la societat gràcies al que va permetre el concepte d'infraestructura al núvol. Intenet a l'empresa al seus inicis va ser una opció, la IA és una necessitat.

Tot i que qualsevol tecnologia disrutpiva que hagi comportat una revolució, te el potencial de crèixer molt ràpidament, no acostuma a tenir una adopció generalitzada fins que la societat li troba aplicacions útils i aquestes siguin amigables i fàcil per accedir-hi. La IA generativa està en vies de trobar aplicacions concretes en l'àmbit de l'empresa per anar més enllà d'un públic bàsic com a primers usuaris.

El que podria estar passant és semblant al que va passar als inicies de la internet donat que va haver un gran embolic d'idees sense haver trobat un marc de referencia o estàndard per desenvolupar-se. Els éssers humans necessitem temps i cooperació per establir els estàndards i que aquests siguin adoptats i seguits. De fet, avui en dia, una cosa tan mundana com mesurar el temps és increïblement complicat.

L'estandardització pot esdevenir un punt feble  per al desenvolupament de la IA donat que, els mètodes utilitzats per entrenar els models i ajustar els resultats es mantenen en secret, de manera que les preguntes bàsiques sobre com funcionen són difícils de respondre. Per exemple, OpenAI ha promocionat la capacitat del GPT-4 per aprovar nombroses proves estandarditzades, però el model realment entenia les proves o simplement s'entrenava per reproduir les respostes correctes? I què significa això per a la seva capacitat per afrontar noves tasques?

Avui en dia, en l'àmbit de la recerca encara no hi ha un acord sobre la resposta o sobre els mètodes que es podrien utilitzar per arribar a una conclusió.

Fins i tot és complicat determinar estàndards, dissenyar i produir el maquinari físic necessari per a l'ús generalitzat d'eines IA basades en models de llenguatge com seria el GPT-4. 

El ritme d'innovació que aporta la IA implica una necessitat immediata de recerca computacional la qual, va per endevant de la capacitat de la indústria tecnològica per desenvolupar noves capacitats de maquinari.

Mentrestant, cal trobar maneres de fer front a aquestes limitacions. Formar un potent Large Language Model (LLM) des de zero pot presentar oportunitats exclusives, però només és viable per a grans organitzacions i amb bona capacitat financera. La implementació d'un servei que utilitzi un model existent és molt més assequible  com per exemple, el ChatGPT-3.5,  Turbo d'Open AI, que tenen un preu d'accés assequible mitjançant l'API. Però els costos encara són més grans quan un servei basat en IA esdevé popular. En qualsevol cas, desplegar la IA per a un ús il·limitat no és pràctic, cosa que fa  prendre decisions difícils.

La majoria de les tarifes dels serveis basats en l'IA generativa inclouen un límit al volum de contingut que generaran al mes. Aquestes tarifes podrien frenar l'automatizació de tasques. Fins i tot OpenAI, malgrat els seus recursos, limita els usuaris que paguen  ChatGPT.

Els desenvolupadors d'eines impulsades per l'IA també s'enfronten a un repte el qual és tan antic, com els mateixos ordinadors: dissenyar una bona interfície d'usuari. Un poderós LLM capaç de realitzar moltes tasques hauria de ser una eina inigualable, però la capacitat d'una eina per realitzar una tasca és irrellevant si la persona que l'utilitza no sap per on començar. Tot i que ChatGPT és accessible, crear una taca amb una IA a través del xat pot resultar poc intuitiu quan cal centrar-se en una tasca molt específica.

Per altre banda, hi ha opinions que  manifesten que deixar les eines completament obertes tendeix a confondre els usuaris més que ajudar. Per això, la formació per utilitzar l'IA serà una feina en si mateixa. En concrent, és un problema que ja ha generat controvèrsia i amenaça el treball fet per construir eines d'IA per a feines sensibles i importants per evitat alucinicions. Els LLM tenen una capacitat increïble per generar text únic, fent bromes i teixint narracions sobre personatges imaginaris. Tanmateix, aquest avantatge és un obstacle quan la precisió i l'exactitud són fonamentals, perquè els LLM sovint presentaran fonts inexistents o declaracions incorrectes com a fets.

Les funcions específiques en empreses regulades de determinats sectors com serien el bancàri, les assegurances, la sanitat, tindran dificultats per trobar un equilibri amb la privadesa de dades molt estrictes i altres requisits reguladors que eviten la discriminació. 

Un altre repte serà el criteri per contractar persones per a una feina completament nova si   el  LLM peremten prescidnr de qualsevol altra persona que fes aquesta feina  i així centrar-se en tasques més complexes. Les empreses poden respondre a aquest repte escollint empleats que tinguin experiència amb eines d'IA.  De fet pot haver una fricció entre l'experiència necessària per utilitzar les eines d'IA de manera eficaç i l'eficiència que l'IA promet oferir. Per exemple, contractar persones per a una determinda feina llavors, els LLM podrien alliberar qualsevol altra persona que ja treballava per centrar-

Fer més feina amb IA podria pagar la pena malgrat aquests problemes. Això ja va passar a la revolució informàtica: molta gent necessita formació per utilitzar Word i Excel, però pocs van oferir màquines d'escriure o paper gràfic com a millor alternativa. Tot i així, està clar que un futur en el qual s'automatitzin totes les feines no passarà en un interval de temps breu. 

Ramon Gallart