22 de maig 2017

La freqüència elèctrica en l’alimentació del ferrocarril

Ara és molt fàcil variar la velocitat d’un motor fent servir un convertidor electrònic. Però quan, fa més de cent anys, es van començar a electrificar els ferrocarrils la variació de la velocitat dels motors no era senzilla. Hi va haver empreses que van optar per motors de corrent continu que eren més fàcils de controlar però necessitaven més manteniment i altres van optar pel corrent altern que permet fer servir motors més robustos  i que necessiten menys manteniment. Això va portar a que hi hagués línies amb catenària en corrent continu i altres amb catenària en corrent altern.


Actualment els trens que circulen per la majoria de les línies (segurament totes excepte els tramvies històrics) porten convertidors electrònics que permeten deslligar les característiques de la catenària de les necessitats del motor. Canviar la infraestructura és car i complicat i, per tant, es mantenen moltes formes d’alimentació per motius històrics. Al llarg dels anys hi ha hagut molts canvis, a vegades causats per les unions d’empreses i en altres casos per poder canviar el tipus de trens que hi circulen. Actualment a casa nostra la majoria de les línies ferroviàries (incloses les urbanes) s’alimenten en corrent continu mentre que les del tren d’alta velocitat (molt més modernes) treballen en corrent altern de 50 Hz. En canvi, al centre d’Europa és força freqüent trobar línies electrificades en corrent altern a 16,67 Hz.




Si tot el transport i distribució d’energia a Europa és en corrent altern a 50 Hz (50 oscil·lacions per segon) per quin motiu els ferrocarrils estan electrificats a una freqüència diferent? La resposta és molt senzilla. Un motor normal de corrent altern gira a una velocitat força constant i gairebé proporcional a la freqüència. Si el motor és de dues velocitats, podrà girar a dues velocitats diferents. El problema és que els motors que es podien construir per a 50 Hz giraven massa ràpid i, per això, els enginyers de l’època van decidir fer servir una freqüència més baixa. En alguns casos es va pensar en la possibilitat de fer servir centrals elèctriques dedicades a una línia de ferrocarril i dissenyades per treballar a la freqüència desitjada. Finalment, amb gran encert, es va optar per treballar a una freqüència que es pogués obtenir a partir de la de 50 Hz de manera directa. Es va triar 16,67 Hz que era una freqüència adequada i que és exactament un terç de 50 Hz. Així es podia obtenir amb un motor que fes girar un alternador amb nombres de pols diferents.

15 de maig 2017

Comunicació de microcontroladors amb dispositius iOS o Android

Blynk és una aplicació gratuïta per a iOS o Android que permet comunicar-nos amb microcontroladors emprant USB, Ethernet, WiFi, Bluetooth, GSM/3G, etc.


Aquesta aplicació ens permet controlar d’una manera senzilla elements connectats al nostre microcontrolador. També admet altres elements de control com la coneguda Raspberry Pi. En el nostre cas, pot ser una alternativa quan volem fer servir la placa Flora Bluefruit LE.

8 de maig 2017

(Hello World), molt més que una revista d’informàtica



La Raspberry Pi Foundation publica, des de fa poc, la revista (Hello World) tres vegades l’any. La revista és gratuïta en format pdf i les seves cent pàgines estan plenes d’articles interessants, molt orientats cap a la informàtica en el món de l'educació. No tots els articles estan referits al popular microordinador Raspberry Pi sinó que hi ha altres temes com la informàtica educativa, els rodots educatius, els makerspaces escolars, etc.

(Hello World)


També hi tenen cabuda llenguatges de programació populars en el món educatiu com Scratch, Python, Logo, programació d’apps, etc. Pots baixar-te-la o bé subscriure-t’hi.

24 d’abr. 2017

Obtenir electricitat a partir del sol

Amb aquest títol potser pensareu que parlarem de sistemes fotovoltaics, però no. D’aquests ja n’hem parlat. I també hem vist altres maneres de generar electricitat a partir de la llum solar, com la conversió de la calor de l’energia solar tèrmica.

Avui parlarem d’un sistema químic per obtenir energia a partir del sol. En aquest sistema s’hi va començar als anys 70 del segle passat (coincidint amb la crisi del petroli) i es va abandonar durant els anys 80. El cap visible del projecte era Jack St. Clair Kilby, inventor del circuit integrat.

El sistema es basava en unes plaques solars tèrmiques per les que es feia circular àcid bromhídric (també conegut com bromur d’hidrogen, HBr). En les plaques, aquest es descomponia en brom (Br2) i hidrogen (H2). Aquest hidrogen es pot utilitzar en una pila de combustible per combinar-lo amb el brom i tornar a obtenir àcid bromhídric.

El gran avantatge d’aquest sistema és que l’hidrogen obtingut es pot emmagatzemar i, per tant, podem obtenir també electricitat en hores nocturnes. El principal inconvenient és que l’àcid bromhídric és especialment tòxic i corrosiu i això fa aquest sistema poc adequat per a instal·lacions domèstiques.

Potser si s’hagués continuat el projecte es podien haver trobat altres compostos menys tòxics que permetessin fer un procés similar.

Podeu llegir més informació a la revista IEEE Spectrum.

3 d’abr. 2017

Transportar un transformador de 155 tones a 3000 km en quatre hores

El tema d’avui és més aviat anecdòtic però he decidit comentar-lo per la seva espectacularitat. L’empresa ABB havia de fabricar un transformador per a una empresa de Xile. El transformador s’havia de fabricar a Brasil i després s’havia de transportar fins a Xile, a 3000 km de distància. El pes del transformador era de 155 tones (155 Mg).

Per al transport es va triar un avió Antonov 225. Aquest avió pot obrir-se aixecant la part davantera de forma que la part interior queda oberta per poder-hi entrar la càrrega. El transformador va haver de ser dissenyat expressament per tal que pogués entrar dins de l’avió. Finalment el marge va ser de només 5 cm.

El vol va durar quatre hores però si s’hagués transportat en vaixell (la forma habitual de transportar aquests transformadors) s’haurien trigat 50 dies. Diuen que és l’objecte més gros que s’ha transportat mai en avió a Amèrica. Probablement també al món.

Podeu veure el vídeo, que només dura 80 segons:


27 de març 2017

Els problemes de la il·luminació LED

Els LED fan llum monocromàtica, és a dir d’un sol color. Els primers LED eren vermells o infrarojos. Després van venir els de colors groc, verd i taronja. Els LED blau són un descobriment molt recent (1994). Atès que la llum blanca és la combinació de tots els colors, no és possible fer un LED que doni llum blanca.
Per fer llum blanca hi ha dos mètodes:

  • Combinar tres LED, de cada un dels tres colors bàsics: vermell, verd i blau. Aquests són els LED RGB i permeten fer (variant la intensitat de llum de cada un dels tres LED individuals) llum de qualsevol color. Però no són gaire eficients i, per tant, tenen poc interès en enllumenat.
  • Combinant LED de color blau amb fòsfors. Els fòsfors són substàncies que converteixen llum d’un determinat color en una altra d’un color més càlid.


La forma més eficient de fer LED per a enllumenat és combinar un LED blau amb un fòsfor que converteixi part de la llum blava en groga. Atès que el groc és el complementari del blau, ajustant la proporció aconseguim una llum aparentment blanca. Aquest tipus de llum és molt fred i, per tant, no és gaire agradable per a l’enllumenat d’interiors.

Una altra alternativa, menys eficient però més agradable, és combinar més d’un fòsfor de manera que tinguem menys proporció de blau i, en canvi, tingui llum de tons vermells que dóna un aspecte més càlid.

Carrers amb llum càlida i altres amb llum freda

Moltes instal·lacions d’enllumenat públic tenen LED molt eficients però amb una llum molt freda. Ja vam parlar un altre dia de la temperatura de color i, per tant, avui no ho farem. Aquesta llum freda dificulta l’observació del firmament però, a més, afecta al son. Després de milers d’anys d’evolució les persones estan acostumades a que la llum diürna (solar) és força freda i la nocturna (foc) és càlida. Per tant la llum càlida activa la son i la freda activa, desperta. L’aparició de l’enllumenat elèctric no va canviar això ja que les bombetes també feien llum càlida.

Això vol dir que molts dels fanals LED produeixen un efecte d’activació que afavoreix que als veïns els costi més de dormir i dormin de manera menys profunda. Ja hi ha alguns llocs on estan canviant fanals amb LED de llum freda per uns altres menys eficients de llum més càlida.

Podeu llegir més informació a la revista IEEE Spectrum.

20 de març 2017

Grans dones en STEM

Fa uns dies al Twitter es parlava d’aquest vídeo en el que es demana a unes nenes que diguessin noms de persones inventores. Tots els noms que surten són d’homes. Tot seguit se’ls demana que diguin noms de dones inventores. No en surt cap!



Ben mirat, ben poques referències es fan a dones científiques, inventores o tecnòlogues en els nostres llibres de text i en la nostra societat.

He volgut recollir en un espai web totes aquelles dones que han tingut un paper molt destacat en els avenços de la ciència, la tecnologia i l'enginyeria. No vol ser un recull exhaustiu perquè seria molt difícil de mantenir però sí pretén recollir aquelles dones que hagin fet una tasca significativa per al progrés de la disciplina corresponent.

La llista no comença buida perquè jo hi he posat les que recordava i algunes que he cercat, però la idea és anar ampliant la llista amb l'ajut de les persones visitants. Per tant, si detectes que hi ha alguna dona que ha fet una tasca cabdal per al progrés de la seva disciplina m'ho pots explicar enviant-me un correu.

Sense que sigui una data estricta, he decidit posar aquelles que van néixer abans del 1940 i aquelles que han guanyat algun premi Nobel.

Les he volgut posar inicialment amb seu nom de naixement perquè em sembla increïble que a moltes se les conegui pel cognom del marit. Malgrat això, en els casos on són més conegudes pel cognom de l'espòs també he fet constar aquest a continuació.

Una de les coses que m'he adonat és que en molts dels casos costa decidir a quina disciplina situar-les. Això pot fer que algunes estiguin on no les esperes trobar.