29 de maig 2014

Els supercondensadors permeten aprofitar millor l’energia de frenat dels trens

Que els trens retornin l’energia de frenada a la catenària no és una novetat, però ja és més nou (fa unes setmanes en parlàvem) retornar-la a la xarxa elèctrica.

A Pennsilvània han decidit anar un pas més enllà i el que fan és emmagatzemar aquesta energia. L’energia emmagatzemada pot ser emprada més tard o ser retornada a la xarxa elèctrica quan convé. D’aquesta manera, la companyia ferroviària no només estalvia diners recuperant l’energia de frenada (que en alguns casos pot arribar a ser el 30% del consum) sinó que també pot guanyar diners venent energia a la companyia elèctrica en els moments de més demanda.

Bateries

Les bateries permeten emmagatzemar quantitats importants d’energia però són relativament lentes i, per tant, en cas que hi hagi una punta important potser no es podrà emmagatzemar tota. Per això s’ha optat per combinar les bateries amb ultracondensadors que permeten emmagatzemar menys energia però tenen una resposta més ràpida.

Podeu llegir més informació a la revista IEEE Spectrum.

28 de maig 2014

Com funciona... la torradora de pa

La part principal de l’aparell funciona igual que una estufa d’infrarojos. La radiació infraroja que emet és la que torra el pa. Si treballés a una temperatura més baixa (i, per tant, no emetés radiació) el pa difícilment es torraria; s’escalfaria i prou.

Les torradores normalment no porten termòstat per controlar la temperatura sinó que porten un temporitzador en el que nosaltres podem ajustar l’estona que s’hi estarà el pa. Per això, segons el tipus de pa es torra més o menys.

Torradora de pa

Tot plegat es complementa amb un element mecànic que baixa el pa fins el lloc de torrat i el torna a pujar quan el temps ha passat. Les torradores actuals solen tenir el sistema de pujada del pa vinculat amb el control de la resistència de manera que si desendollem la torradora es para la resistència però també puja el pa. En molts casos, si la resistència es fa malbé el pa també puja.


Cal tenir present que el pa està força proper a la resistència. Si alguna engruna del pa es desprèn i va a parar sobre la resistència es pot cremar i arribar a fer flama. És molt important que no hi hagi elements combustibles (draps, paper de cuina, etc.) prop de la torradora ja que si hi ha una petita flama es podrien encendre. De la mateixa manera, l’engruna que crema pot arribar a temperatures superiors a les que aguanta el fil de la resistència de manera que possiblement es fondrà. Aquesta és, probablement, la causa més freqüent de les avaries a les torradores de pa.

27 de maig 2014

Emmagatzemar l’energia solar

Cada dia el Sol escalfa la Terra amb una quantitat de calor molt significativa. Una petita part d’aquesta energia és aprofitada en col·lectors solars tèrmics i en algunes centrals solars tèrmiques però bona part es desaprofita.

Un equip de recerca del MIT ha trobat una molècula, l’azobenzè, que és capaç de recollir aquesta energia i emmagatzemar-la en forma de canvis a la seva estructura molecular. Quan es vol recuperar l’energia, es provoca una reacció química que retorna la molècula al seu estat original i retorna una quantitat de calor similar a l’aportada originalment.

Principi de funcionament

Convé destacar que la densitat d’energia que pot emmagatzemar és superior a la que emmagatzemen les bateries de plom però, a més, s’emmagatzema directament calor (sense passar per electricitat), cosa que, fins ara, era complicada.

Podeu llegir més informació a la revista IEEE Spectrum.

26 de maig 2014

Com funciona... l’assecador de cabell, l'assecador de mans i el calefactor

Semblen aparells molt diferents però, en el fons, funcionen amb el mateix principi. L’element base és la resistència, un fil metàl·lic que s’escalfa perquè hi passa un corrent elèctric. Normalment aquest fil treballa a una temperatura inferior a la de les estufes i, per tant, o no fa llum o la fa d’un color vermell molt fosc.

Calefactor

L’altre element important és un ventilador que impulsa l’aire a través de la resistència de forma que entra aire a temperatura ambient per un costat i surt aire calent per l’altre.

Assecador de cabell Assecador de cabell


Tot plegat es complementa amb uns interruptors o commutadors que permeten connectar més o menys resistències i, per tant, variar la temperatura de l’aire de sortida.

22 de maig 2014

Comptadors digitals d’energia

Ara que estan de moda els comptadors digitals d’energia que permeten la mesura horària i la telelectura, presentarem un parell de webs on s’explica, des de dos punts de vista diferents, com són.

En aquest blog d’Endesa s’explica els principals tipus de comptadors i les seves principals característiques.

Comptador digital

En el blog Pianohacks hi ha tres entrades sobre els comptadors digitals. A la primera entrada es mostra el procés de desmuntatge d’un comptador digital i els elements que hi ha dintre. En la segona entrada es comenten les diferents parts del circuits interiors i les seves funcions. Finalment, a la tercera entrada ens explica com ho ha fet per llegir el programa del comptador i ens promet que en properes entrades explicarà què fa el programa.

21 de maig 2014

Com funciona... l’estufa elèctrica

Avui comencem una nova sèrie en la que explicarem com funcionen diversos electrodomèstics. Avui parlarem de l’estufa elèctrica.

Bàsicament hi ha dos tipus d’estufes: Les de placa i les d’infrarojos. Totes dues es basen en un fil metàl·lic (anomenat resistència) que s’escalfa perquè hi passa un corrent elèctric però hi ha diferències importants entre elles.

En les d’infrarojos aquest fil sol estar formant un espiral. A les estufes antigues solia enrotllar-se al voltant d’un cilindre ceràmic però tenien el risc de que el fil era accessible i, per tant, ens podíem enrampar (a part de cremar-nos) si el tocàvem. En les estufes modernes, el fil espiral sol estar dins un tub de quars que evita que el puguem tocar. Atès que el tub de quars és fràgil, una de les avaries més freqüents és que amb un cop es trenqui el tub.
Estufa d'infrarojos
En les estufes d’infrarojos el fil s’escalfa a una temperatura al voltant de 800 ºC i es posa a un color “vermell cirera”. Aquest filament calent escalfa l’aire però també emet una gran quantitat de radiació infraroja i, per tant, escalfa els objectes que hi posem davant. Va bé per tenir ràpidament una sensació d’escalfor similar a la que tenim en posar-nos davant la llar de foc ja que, si estem davant, ens escalfa encara que l’aire no s’hagi escalfat gaire.

A les estufes de placa el que s’escalfa és una làmina metàl·lica que està adherida a la placa per la part del darrere. Treballa a temperatures molt més baixes i, per tant, ens podem cremar si la toquem però les cremades seran molt més lleus. Com treballa a baixa temperatura, emet molt poca radiació infraroja i, per tant, bàsicament escalfa l’aire.

Estufa de placa

A les estufes de placa és habitual que hi hagi un termòstat; és a dir un element que compara la temperatura ambient amb el valor triat i connecta l’estufa quan la temperatura ambient és inferior a l’establerta.

Dels calefactors en parlarem un altre dia.

20 de maig 2014

Les làmpades del futur són els LEDs?

Potser no!

Les làmpades de plasma estan donant molt bons resultats, amb eficiències de l’ordre de 140 lm/W (una mica més que els LEDs) i molt bona reproducció dels colors.

Làmpada de plasma

L’emissor de llum és una làmpada de quars que conté una barreja d’un gas noble i un halur metàl·lic combinada amb un conductor de radiofreqüència constituït per un generador d’estat sòlid, un microcontrolador i un ressonador ceràmic.

Podeu llegir més informació a la revista Iluminet.

19 de maig 2014

Estalvi d’energia a la llar – Stand-by

Per acabar amb aquesta sèrie sobre l’estalvi d’energia a la llar, parlarem de l’stand-by, o sigui del consum que tenen els aparells quan estan apagats però endollats. Alguns estudis diuen que la dotzena part del consum d’una llar correspon a stand-by.

Microones

Els aparells que solen tenir stand-by són quasi tots els aparells audiovisuals i informàtics. També els microones i alguns altres electrodomèstics de cuina i, en general, tots els aparells que quan estan apagats els queda algun llum o rellotge encès o que hem apagat amb un comandament a distància o que s’engeguen només amb un polsador. També entren en aquesta categoria tots els alimentadors d’aparells electrònics i els carregadors dels aparells que funcionen amb bateries.

Carregador


Si volem estalviar energia cal que apaguem amb l’interruptor tots els aparells que en tinguin. També posar bases múltiples amb interruptor als equips audiovisuals o informàtics i apagar l’interruptor de la base quan no els estàs utilitzant. Cal desendollar els carregadors de mòbils, tauletes, PDAs, portàtils, etc. quan s’han acabat de carregar i desendollar els aparells que no s’estan fent servir.

15 de maig 2014

Programant per a Android, un joc de nens

Ara que tots els adolescents tenen telèfon mòbil, pot ser una bona excusa per engrescar-los a aprendre a programar. Per això els del MIT han creat un entorn de programació gràfic, d’un estil similar a l’Scratch, que permet fer programes força complets que s’executin en dispositius Android (telèfons, tauletes, etc.).

L’entorn de programació es diu App Inventor i funciona al núvol. Consta de dues pantalles, en una es defineix la part gràfica i els elements físics (sensors, etc.) que hi intervenen mentre que a l’altra es defineix el programa pròpiament dit.

Exemple de programa

També hi ha un llibre força complet que permet aprendre a fer-lo servir d’una manera senzilla i intuïtiva.

14 de maig 2014

Estalvi d’energia a la llar – Petit electrodomèstic

Els petits electrodomèstics ens poden fer la vida més fàcil però sovint n’abusem. Per obrir una sola llauna cal un obrellaunes elèctric? I per esprémer un parell de taronges ens cal un electrodomèstic? A més, un espremedor elèctric és molt més gros i entretingut de netejar que un de manual. Segur que surt a compte? Com aquests dos, hi ha molts altres exemples d’electrodomèstics que no cal fer-los servir si no és que ens és realment necessari.

Obrellaunes

Molts dels petits electrodomèstics els podem trobar amb cable o amb bateries. Segur que l’opció amb bateries gasta més ja que un electrodomèstic amb cable només gasta energia mentre es fa servir mentre que un de bateries té el carregador funcionant (i consumint) mentre està endollat. A més, les bateries tenen el problema de l’autodescàrrega de manera que l’energia que hem emmagatzemat es va perdent i s’han d’anar recarregant.

Cafetera


També hi ha aparells que es passen tot el dia endollats i consumint encara que els fem servir només en moments puntuals. Per exemple, si només fas un parell de cafès al dia, té sentit tenir la cafetera calenta durant tot el temps? No és millor engegar la cafetera dos minuts abans de fer-la servir i apagar-la després?

13 de maig 2014

Generador eòlic sense pales

Des de fa molts segles que l’energia eòlica es capta per convertir-la en altres tipus d’energia mitjançant molins, amb més o menys pales. I la generació d’energia elèctrica a partir del vent s’ha basat també en el mateix principi.

Però, potser, en un futur això podria canviar. Una empresa japonesa assegura que captar l’energia eòlica mitjançant una “torre de vent” és molt més eficient (asseguren que més del doble) i estan en procés de construir-ne una. Diuen que, a més requerirà molt menys manteniment.

Torre de vent

És una torre d’uns 50 metres d’alçada que captarà l’aire per les parets i el conduirà cap a baix. Després serà conduït a una sala de turbines que permetrà generar electricitat. També es podrà emmagatzemar l'aire comprimit per al seu ús posterior.

Funcionament de la torre de vent

Podeu llegir més informació al web d’Accion Verde i al de l’empresa que el construeix, ZENA System.

12 de maig 2014

Estalvi d’energia a la llar – Equips informàtics

En un ordinador, l’element que més energia consumeix és la pantalla i, per tant, unes senzilles mesures ens poden permetre estalvis significatius. La quantitat de llum que emet la pantalla afecta al consum; per això cal ajustar correctament la brillantor. Sovint hem de deixar l’ordinador durant una estona. No té sentit apagar-lo ja que hauríem de tancar tot el que tenim obert i després triga molt a arrencar. Quan passi una estona sortirà el salvapantalles però també gasta. Una opció és posar un salvapantalles majoritàriament negre però tampoc no costa res apagar la pantalla!

Normalment les pantalles no tenen un interruptor global i segueixen consumint quan estan apagades. En aquells ordinadors en els que la pantalla es fa servir molt de tant en tant (per exemple els servidors) convindrà desendollar-la.

Al voltant d’un ordinador hi ha un munt d’aparells que, sense que en siguem gaire conscients, gasten força energia. En principi, els podem apagar quan no els fem servir. Bona part d’aquests aparells (escàners, impressores, etc.) no tenen interruptor però podem desendollar-los quan no els necessitem. Els altaveus també solen estar engegats quan no els fem servir. Uns altres elements que consumeixen energia sense que ens n’adonem són aquells que es connecten al port USB ja que mentre estan connectats van consumint.

Endoll múltiple


La major part dels ordinadors estan connectats a internet a través d’un mòdem o un router. Quan l’ordinador està apagat, cal que el mòdem estigui funcionant? Fent servir un endoll múltiple amb interruptor (millor si porta un protector de sobretensions) podrem assegurar-nos que deixem tot apagat quan no ho hem de fer servir.

8 de maig 2014

Generant energia a partir de les aigües residuals

Moltes indústries tenen com a productes de rebuig aigües residuals amb un contingut significatiu de matèria orgànica. Per exemple, a la indústria de la cervesa es rebutja una quantitat molt significativa d’aigua amb matèria orgànica.

EcoVolt és un sistema d’obtenció d’electricitat a partir de la matèria orgànica que cap dins un contenidor. Es basa en bactèries que converteixen directament la matèria orgànica en un flux d’electrons. El producte de rebuig final és aigua neta.

EcoVolt

Podeu llegir més informació a la revista IEEE Spectrum.

7 de maig 2014

Estalvi d’energia a la llar – Equips audiovisuals

Entre els equips audiovisuals, a les llars actuals, destaquen els televisors. No tots els televisors consumeixen el mateix. Per a la mateixa imatge i el mateix so, un televisor LCD consumeix un 20% menys que un de plasma. Amb un de LEDs l’estalvi, respecte al de plasma, és del 40%. Per tant, a l’hora de comprar un televisor convé que tinguem en compte aquest detall a part d’altres.

En moltes llars, el televisor es passa encès moltes hores al dia, una part de les quals no se’l mira ningú. Si només es vol companyia, la ràdio consumeix moltíssima menys energia. Una altra opció és que si només volem el so fem servir un receptor de TDT connectat a un equip de so (o a uns altaveus de PC). Atès que la pantalla és, amb diferència, el que més gasta, l’estalvi serà considerable.

Televisor

Un altre fet curiós en moltes llars és que es disposa de més d’un televisors però en alguns casos s’està veient el mateix programa en dos televisors diferents. Com és lògic, si tothom mira el programa en el mateix aparell es pot estalviar la meitat d’energia.


En el cas dels equips de so, el volum influeix significativament en el consum energètic. Per tant és millor que l’aparell estigui en la mateixa habitació que els usuaris ja que així es pot posar a un volum més baix.

6 de maig 2014

L’Arduino també es pot programar amb Scratch

Algun dia ja hem parlat de l’Arduino, un microcontrolador muntat en una placa molt adequada per a hobby o educació que es programa en una variant de l’ANSI C.

Però per als més petits, la programació en C pot ser un inconvenient ja que és un llenguatge molt abstracte i és molt fàcil fer errades sintàctiques.

Exemple de programa

Per això, un grup de persones del nostre país ha creat Scratch for Arduino (S4A), una variant de l’Scratch que permet programar les plaques Arduino identificant les seves entrades i sortides.

5 de maig 2014

Estalvi d’energia a la llar – Aigua calenta 4

Per acabar amb el tema de l’aigua calenta, anem a comentar unes quantes coses sobre les aixetes.

Les aixetes que degoten són un greu problema per al consum. Una aixeta que degota sembla que no perd gran cosa però al llarg del dia correspon a molts litres. Les aixetes multivolta tendeixen, quan envelleixen, a perdre. És millor fer servir aixetes de quart de volta o les conegudes com a monocomandament.

Les aixetes monocomandament tenen l’avantatge que amb un sol mecanisme regulem la quantitat d’aigua i la proporció de freda i calenta. Però sovint veiem que hi ha qui obre les aixetes més del necessari. Les modernes aixetes estalviadores tenen una posició d’aturada intermèdia que deixa passar una quantitat d’aigua més que suficient per a la majoria de necessitats. Si ens cal més aigua, podem moure-la més enllà d’aquesta posició.

Aixeta amb aturada intermèdia

Un altre problema de les aixetes monocomandament clàssiques és que en la posició simètrica deixen passar aigua freda i calenta a parts iguals. Atès que molta gent es deixa guiar per l’estètica, és habitual trobar-les en aquesta posició, de manera que consumim una quantitat innecessària d’aigua calenta. Les versions estalviadores tenen una configuració diferent, de manera que des del centre cap a la dreta només es consumeix aigua freda i des del centre cap a l’esquerra és barreja. Així, a la posició de simetria només gasten aigua freda.

Posició central amb aigua freda


Nosaltres ens fem la idea de l’aigua que surt de l’aixeta per les mides del raig, però si el raig porta aire barrejat amb l’aigua estem consumint menys quantitat d’aigua per a la mateixa impressió visual. A l’hora de rentar o esbandir, els resultats que obtenim també depenen de la mida aparent del raig més que no pas de la quantitat d’aigua que porta. Per això són importants els airejadors. Posant un airejador a l’aixeta podem estalviar fàcilment el 50% d’aigua. Si hi posem un perlitzador ecològic podem arribar a aconseguir estalvis de fins al 65% ja que només surt la tercera part de l’aigua que sembla que surt.

Airejadors