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

Produir combustibles sintètics.

Si bé l'energia renovable està ajudant a descarbonitzar el sector elèctric, avui dia el transport  encara depèn dels combustibles fòssils. Segons l' Agència Internacional de l'Energia, més d'un terç de les emissions mundials de diòxid de carboni el 2021 provenien del transport de persones i càrrega .

Els combustibles sintètics podrien reduir de manera significativa la petjada de carboni del transport si es fan a partir de les emissions de diòxid de carboni capturades i hidrogen mitjançant una font lliure d'emissions. El problema és que la producció de combustibles d'hidrocarburs líquids requereix una gran quantitat d'energia que ha de ser "neta".

L'energia nuclear podria ser una de les maneres ja que possiblement els combustibles sintètics podrien ser crucials en la transició per al transport elèctric donat que  el combustible sintètic actua com un combustible normal, però es pot fer a partir de diòxid de carboni capturat, no de carboni fòssil extret del sòl. Si es fa una analogia amb la fotosíntesi, on les plantes capturen el diòxid de carbonia que generem els humans. Llavors, els combustibles sintètics són semblants però molt el procés és més ràpid que un arbre o una planta.

Si be és cert que actualment hi ha  un debat sobre els costos i els beneficis dels combustibles sintètics, ja hi han països que l'han començat a implantar ja que si es compara amb els vehicles elèctrics, també presenten un impacte ambiental durant tot el cicle de vida pel fet que cal una bateria que acostuma a ser gran i un subministrament d'energia renovable. Al febrer del 2023 es va veure com Alemanya estva prenent el lideratge a la UE en aquest tipus de combustible i va aconseguir incloure aquests combustibles a la UE.

La transició al transport elèctric no pot anar més enllà del 2035 però es probable que no s'aconesgeuixi. Per exemple, el sector de l'aviació és un dels més difícils de descarbonitzar. Els avions volen perquè utilitzen combustibles d'alta densitat energètica. Amb el combustible sintètic per a avions es te la mateixa eficiència però menys petjada ambiental.

Per fer aquest combustible, hi han diferents processos, però normalment calen de temperatures i pressions altes a més d'un catalitzador. Tot i que hi ha molta recerca per aconseguir trobar més baixes pressions i temperatures amb un catalitzador més eficient. 

Encara costa quantificar l'energia necessària donat què hi han molts processos diferents que no tenen un valor estàndard. Cal energia per capturar el diòxid de carboni i per assolir les altes temperatures i pressions necessàries per a la conversió catalítica. El problema més important és com obtenir hidrogen a un baix cost. La font més neta d'hidrogen és l'aigua, i l'electròlisi per dividir l'aigua per obtenir hidrogen consumeix molta electricitat i cal gestionar l'aigua.

Una opció es aconseguir més consum en el llocs que hi ha previst un creixement elevat de generació renovable i també,  les centrals  nuclears poden ser una opció per a la utilització del diòxid de carboni per fabricar combustibles sintètics pel transport ja que aquesta energia nuclear és pot considerar neta i constant. 

Si be és cert que hi han opinions contraria amb la nuclear com un energia neta, però sense dubte és una energia baixa en carboni i també, es pot utilitzar tant la calor com l'electricitat dels reactors nuclears per fabricar combustibles sintètics.

Actualment, les tecnologies de captura de carboni requereixen calor i electricitat. Per tant, la nuclear seria un molt bon candidat a la tecnologia de captura.

Per tant, hi ha un gran mercat per a la interfície entre els combustibles sintètics i l'energia nuclear, tant si es tracta d'un reactor estàndard com dels petits reactors modulars (SMR) a més, aquests tenen la capacitat de col·locar-se estratègicament com punts de producció de combustible sintètic a qualsvoll lloc del món.

Alemanya en aquests moments és el líder amb diferència  en combustibles sintètics, però van prohibir els reactors nuclears després de l'accident nuclear de Fukushima.

Al Regne Unit, tot just comencen a construir nous reactors. El 2015, es va anunciar el programa SMR. Això va ser fa vuit anys i no s'ha avançat gaire. 

Ramon Gallart

Torna la vela per vaixells de càrrega.

Per assolir els objectius internacionals climàtics, les emissions de carboni derivades del transport marítim s'han de reduir en més d'un 50% l'any 2050 en comparació amb els nivells de 2008. Fins al 99% del transport mundial marítim, actualment depèn dels combustibles fòssils. Tot i que l'electricitat pot transportar ferris més petits a distàncies més curtes, l'electrificació de vaixells grans i de llarg recorregut es veu obstaculitzada per les limitacions d'abast.

Investigadors de la Universitat Tecnològica de Chalmers, Suècia, han estat els primers en demostrar amb èxit un nou mètode que podria obrir el camí per reduir significativament l'impacte climàtic del transport marítim. Inspirats en una tecnologia aerodinàmica utilitzada a l'aviació, s'ha trobat una manera de reduir la resistència aerodinàmica d'un vaixell en un 7,5%. El resultat és una major eficiència energètica i un consum de combustible molt més baix.

Per a un petrolier que va des de l'Aràbia Saudita al Japó, significaria una reducció del consum de combustible d'unes deu tones mètriques. El innovador mètode, és especialment rellevant per al futur transport eòlic. La propulsió eòlica no és una tecnologia nova per se.

Un vaixell amb propulsió eòlica requereix un disseny aerodinàmic més eficient, ja que no té la potència d'un vaixell de combustible fòssil. Abans, tampoc es tenia en compte l'efecte aerodinàmic en comparació amb la resistència total d'un vaixell a l'aigua. Però quan es tracta d'una propulsió eòlica, l'efecte aerodinàmic podria obrir noves possibilitats.

Probablemetn, en els propers anys es veuran vaixells que combinen propulsió eòlica i propulsió amb combustibles. Però l'objectiu a llarg termini és fer que l'energia eòlica sigui l'única font d'energia per als vaixells de càrrega i similars.

L'efecte Coanda com a part fonmental, fa que el flux d'aire s'adhereixi a superfícies corbes donat què es basa en la tendència d'un fluid, com l'aigua, a fluir per la part posterior d'una cullera, al llarg d'una superfície corba convexa.

En el transport marítim, una de les principals fonts d'arrossegament aerodinàmic és la part posterior de forma quadrada de la superestructura del vaixell; la part que surt de la coberta. El nou disseny indueix l'efecte Coanda al voltant d'aquesta zona gràcies a crear un disseny amb vores convexes a la superestructura del vaixell i permetre que l'aire comprimit flueixi a través de les ranures. L'efecte Coanda permet que la pressió de l'aire al casc del vaixell s'equilibri fet que considerablement redueix la resistència aerodinàmica, fent el vaixell més eficient energèticament.

El mètode, que es pot utilitzar tant en vaixells existents com en vaixells de disseny moderns i recents, demostra que el mètode pot reduir la resistència aerodinàmica en un 7,5%.

Aqeusta idea permetria augmentar la seguretat dels helicòpters enels enlairaments i aterratgesen en aquests vaixells. Les turbulències solen sorgir quan l'aire baixa des de la superestructura del vaixell, desestabilitzant l'helicòpter. Com que els pilots han d'aterrar o enlairar en un lloc molt precís del vaixell, això comporta grans riscos.

Actualment, s'utilitzen tanques o una forma adaptada a la nau per minimitzar els riscos, però no són gaire efectives. Com aquesta solució esmorteeix les turbulències gràcies a que afecta el vent que baixa darrere de la superestructura. 

L'efecte Coanda rep el nom de l'inventor romanès Henri Coanda que, cap al 1910, va ser el primer a reconèixer les aplicacions pràctiques del fenomen en el disseny d'avions. Avui en dia, l'efecte s'utilitza en avions a reacció, on la sustentació aerodinàmica augmenta a mesura que el corrent laminar circula en contacte amb el ala. L'efecte Coanda afecta els fluxos d'aire i líquids en molts contextos diferents, com ara la climatització. Les proves teòrques es van dur a terme en un model de dinamica de fluid computacional per vaixells.

Font: Kewei Xu et al, Gran simulació de remolí del control del flux d'aire del vaixell amb efecte Coanda constant, Physics of Fluids (2023). DOI: 10.1063/5.0127560

Proves de coets nuclears.

Si  es vol viatjar cap a Mart, cal escollir la data de sortida. Les finestres ideals de llançament només apareixen cada 26 mesos, i aquestes  són estretes en temps ja que cal què els planetes estiguin alineats.

Un coet que fos més ràpid, podria fer més gran la temporalitat d'aquestes finestres i també, escurçar la durada del viatge. També minvar la càrrega a portar i el nombres d'autronautes. El problema és que la velocitat dels coets actuals amb combustible químic, està limitada pel propi combustible conjutmanent amb  l'oxigen que poden transportar.

En canvi, l'energia nuclear, no com una mera font de calor radioactiva, del tipus que podria alimentar la propulsió d'ions febles d'una sonda espacial a llarg termini, sinó un reactor de fissió real,  podria  fer possible disposar d'hidrogen líquid a 20 K en un entorn de gas a 2.700 K i això, permetria que una quantitat de propulsió permeti la seva gestió per obtenir empenta a mig camí de Mart i després invertir l'empenta per desaccelerar-se.

Això és precisament el que la NASA i la DARPA volen construir, primer com a prototip, després com a coet lunar i, finalment, com a vehicle interplanetari. 

La primera fase de desenvolupament, sobre el disseny del nou reactor, ja s'ha completat amb un cost el qual,  no s'ha revelat. Les dues fases següents tenen un pressupost conjunt de 499 MUS$.

Si el prototip funciona, el següent pas serà construir un coet lunar, la velocitat del qual facilitaria la construcció i el subministrament d'una base a la Lluna. Però el veritable benefici vindria quan es vagi a Mart.

DARPA finança tecnologies experimentals que algun dia poden ser útils sense especificar necessàriament quin ús podria ser. Potser un coet nuclear podria llançar satèl·lits d'una part del món a una altra.

La idea d'un coet de propulsió nuclear es va investigar per primera vegada com a Projecte Orion a la dècada de 1950, que van donar lloc a proves dels motors a terra. Això no és ideal: certs problemes s'examinen millor en el buit, en condicions de gravetat zero. Segons els actuals requisits de seguretat, els investigadors haurien de capturar l'escapament, eliminar qualsevol material radioactiu. Per tant, el pla és col·locar el prototip en una òrbita de 700 km d'alçada, des de la qual no tornaria a caure a la terra durant uns 300 anys.

Mentre el coet és a la plataforma de llançament, la reacció en cadena de fissió i la consegüent radioactivitat es veurien ofegada per tambors giratoris absorbent de neutrons. Aleshores, quan el motor està en òrbita de manera segura, els tambors girarien farien rebotar els neutrons cap al nucli. Aquesta reflexió augmentaria la densitat de neutrons, estimulant la fissió. Altres mesures de seguretat inclouen cables absorbents de neutrons dins del nucli que "enverinen" la reacció en cadena fins que es retrauen.

La prova de vol mesurarà una sèrie de característiques, en particular l'empenta del motor, mesurada en milers de lliures, i el seu impuls específic. Això és simplement el temps que triguen el motor i el seu propulsor a accelerar la seva pròpia massa a una velocitat d'1 gravetat estàndard (9,8 metres per segon quadrat). 

Els coets químics que operen al buit tenen uns 400 segons d'impuls específic, però el nuclear pot arribar fins a 900 segons, que és del que la NASA ha estat pensant per portar els humans a Mart.

El prototip també provarà quant de temps es pot emmagatzemar en òrbita l'hidrogen líquid, en aquest cas uns 2.000 kg. La idea és que duri uns quants mesos, la qual cosa és dos ordres de magnitud més del que s'ha aconseguit fins ara. Encara seria millor que es pogués trobar una manera de repostar un motor nuclear en òrbita perquè es pogués utilitzar durant anys. Els coets d'avui a l'etapa superior duren unes 12 hores abans de convertir-se en brossa espacial.

Font: Philip E. Ross is a senior editor at IEEE Spectrum. His interests include transportation, energy storage, AI, and the economic aspects of technology. He has a master's degree in international affairs from Columbia University and another, in journalism, from the University of Michigan.