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jueves, 25 de abril de 2013

Hecho en Laboratorios IBM: Trabajo de Colaboración con el Objetivo de Aprovechar la Energía de 2000 Soles



  • Sistema térmico foto-voltaico de alta concentración, capaz de convertir el 80% de la energía solar colectada 
  • El sistema puede suministrar electricidad, agua potable y aire fresco a regiones remotas 
  • Diseño basado en concentrador tipo disco, de gran tamaño y bajo costo, y células foto-voltaicas de alto rendimiento con refrigeración micro-canal 


México, D.F., 25 de abril de 2013.- En el Día de la Tierra, se anunció una colaboración científica para desarrollar un sistema foto-voltaico de costo accesible, capaz de concentrar una radiación solar equivalente a 2000 soles y convertir el 80% de la radiación entrante en energía útil. El sistema también puede suministrar agua desalinizada y aire fresco en lugares remotos soleados que se caracterizan por la escasez de estos recursos. 

El proyecto cuenta con un presupuesto de US$2.4 millones para tres años, adjudicado por la Comisión Suiza para la Tecnología y la Innovación a científicos de IBM Research (NYSE: IBM); Airlight Energy, un proveedor de tecnología para el aprovechamiento de la energía solar; la Escuela Politécnica de Zurich (ETH Zurich), con su Cátedra de Carreras de Energía Renovable y la Interstate University of Applied Sciences Buchs NTB (Instituto de Microelectrónica y Nanotecnología, MNT) a fin de investigar y desarrollar un sistema térmico foto-voltaico de alta concentración y de bajo costo (High Concentration PhotoVoltaic Thermal, HCPVT). 

Según un estudio realizado por la Asociación Europea de Energía Solar Termoeléctrica y Greenpeace International, técnicamente, con tan sólo el 2% de la energía solar del Desierto de Sahara se podría satisfacer la necesidad de electricidad del mundo*. Desafortunadamente, las tecnologías solares disponibles en el mercado en la actualidad son demasiado costosas y lentas para producir, requieren minerales de la Tierra que son un tanto escasos, y carecen de la eficiencia para que semejantes instalaciones masivas resulten prácticas. 

El sistema HCPVT prototipo utiliza un gran disco parabólico, tapizado de una gran cantidad de facetas de espejos y conectado a un sistema de seguimiento solar. El sistema de seguimiento posiciona el disco en el mejor ángulo para captar los rayos solares, que se reflejan los espejos hacia varios receptores con refrigeración por fluido en micro-canales, con células foto-voltaicas de triple unión: cada célula de 1x1 cm puede convertir 200-250 vatios, en promedio, durante un día típico de ocho horas en una región soleada. 

El receptor entero combina cientos de células y proporciona 25 kilowatts de potencia eléctrica. Las células foto-voltaicas se montan sobre capas micro-estructuradas que permiten la circulación de refrigerantes líquidos dentro de unas pocas decenas de micrómetros fuera de la célula para absorber el calor y alejarlo con 10 veces más eficacia que en la refrigeración pasiva por aire. 

El refrigerante mantiene las células casi a la misma temperatura para una concentración solar equivalente a 2000 veces la radiación solar, y puede mantenerlas a temperaturas seguras hasta una concentración solar de 5000 veces. 

La solución de enfriado directo con muy baja potencia de bombeo, se inspira en el sistema de circulación sanguínea con ramificación jerárquica del cuerpo humano y ya ha sido probado por científicos IBM en computadoras de alto rendimiento, entre ellas, Aquasar. Una demostración inicial del receptor multi-célula se desarrolló en una colaboración previa entre IBM y el Centro de Investigación en Nanotecnología de Egipto. 

“Planeamos utilizar células foto-voltaicas de triple unión en un módulo enfriado por micro-canales que puede convertir directamente en energía eléctrica más de 30% de la radiación solar colectada y permitir la recuperación eficiente de un 50% adicional de calor residual,” comentó Bruno Michel, gerente de empaque térmico avanzado en IBM Research. “Creemos que podemos lograrlo con un diseño muy práctico hecho de concreto liviano de alta resistencia, que se utiliza para la construcción de puentes, y lentes primarias compuestas por espejos neumáticos de bajo costo: se trata de innovación frugal, pero sobre la base de décadas de experiencia en micro-tecnología.” 

“El diseño del sistema es elegantemente simple,” señaló Andrea Pedretti, ejecutiva de tecnología en Airlight Energy. “Sustituimos el acero y cristal de alto costo por concreto de bajo costo y simples láminas metalizadas presurizadas. Los pequeños componentes de alta tecnología, en particular los refrigerantes de micro-canal y los moldes, pueden fabricarse en Suiza; y las etapas subsiguientes de construcción y montaje pueden completarse en la región donde se realice la instalación. De este modo, se llega a una situación beneficiosa para todos, en la que el sistema tiene un costo competitivo y se generan empleos en ambas regiones.” 

Las lentes concentradoras solares serán desarrolladas por ETH Zurich. “Se aplicarán técnicas numéricas avanzadas de seguimiento de rayos para optimizar el diseño de la configuración óptica y alcanzar flujos solares uniformes que superen 2000 soles en la superficie de la célula fotovoltaica,” explicó Aldo Steinfeld, Profesor de ETH Zurich. 

Con un diseño que permite una concentración tan alta a un costo radicalmente más bajo, los científicos que trabajan en el diseño creen que pueden lograr un costo por superficie de apertura inferior a US$250 por metro cuadrado, que es tres veces menor que el de sistemas comparables. El costo nivelado de energía será menos de 10 centavos por kilowatt hora (KWh). En comparación, las tarifas de alimentación de energía eléctrica en Alemania actualmente siguen superando los 25 centavos por KWh y el costo de producción en centrales de energía a carbón ronda los 5 a 10 centavos por KWh. 

Desalinización del agua y aire fresco 
Los actuales sistemas foto-voltaicos de concentración sólo colectan energía eléctrica y disipan la energía térmica a la atmósfera. Con el enfoque de empaque HCPVT, los científicos pueden eliminar los problemas de sobre-calentamiento de las células solares y al mismo tiempo dar un nuevo uso a la energía para la desalinización del agua y el enfriamiento por adsorción. 

Para captar el calor de grado medio, los científicos e ingenieros de IBM están utilizando una tecnología avanzada que desarrollaron para computadoras de alto rendimiento enfriadas por agua, que incluyen Aquasar y SuperMUC. En el caso de estas dos computadoras, el agua se emplea para absorber el calor de los chips de procesador; ese calor luego se aprovecha para dar calefacción a las instalaciones. 

“La microtecnología, tal como se la conoce en la fabricación de chips de computación, es crucial para permitir la transferencia térmica eficiente de la célula fotovoltaica al líquido de refrigeración,” señaló Andre Bernard, responsable del Instituto MNT de NTB Buchs. “Y utilizando formas innovadoras para la fabricación de estos dispositivos intercambiadores de calor, apuntamos a una producción eficiente en costos.” 

En el sistema HCPVT, en lugar de calentar un edificio, el agua de 90° C se utilizará para calentar agua salada que luego pasa por un sistema de destilación de membranas porosas donde se vaporiza y desaliniza. Ese sistema puede proporcionar 30 a 40 litros de agua potable por metro cuadrado de superficie receptora por día, y seguir generando electricidad con un rendimiento de más de 25% o dos kilowatts horas por día, que es un poco menos de la mitad de la cantidad de agua que una persona promedio necesita a diario, según las Naciones Unidas**, pero una instalación grande podría proporcionar suficiente agua para una ciudad. 

Es importante destacar que el sistema HCPVT también puede proporcionar aire acondicionado mediante un enfriador de adsorción de impulsión térmica. Un enfriador de adsorción es un dispositivo que convierte el calor en refrigeración a través de un ciclo térmico aplicado a un absorbente hecho de gel de sílice, por ejemplo. Los enfriadores de adsorción, con agua como fluido de operación, pueden reemplazar a los enfriadores por compresión, que sobrecargan las redes eléctricas en climas calientes y contienen fluidos de operación que dañan la capa de ozono. 

Los científicos prevén que el sistema HCPVT proporcionará energía sustentable y agua potable a varias regiones del mundo, como el sur de Europa, África, la península arábiga, el sudoeste de los EEUU, Sudamérica y Australia. Los destinos turísticos remotos también son un mercado interesante, particularmente, los complejos ubicados en pequeñas islas, como Maldivas, Seychelles y Mauricio, ya que los sistemas convencionales requieren unidades separadas, con la consiguiente pérdida de eficiencia y un mayor costo asociado. 

Un prototipo del sistema HCPVT actualmente está en fase de prueba en IBM Research - Zurich. Se construirán prototipos adicionales en Biasca y Rueschlikon (Suiza), en el marco de esta colaboración. 

# # #


* Concentrating Solar Power: Outlook 2009, publicado por Greenpeace International, SolarPACES y la Asociación Europea de Energía Solar Termoeléctrica 
**http://www.un.org/en/globalissues/water/ 

Acerca de AIRLIGHT ENERGY 
AIRLIGHT ENERGY es una compañía suiza privada con sede en Biasca, que suministra tecnología propietaria para la producción de electricidad a gran escala mediante el uso de energía solar, y para el almacenamiento de energía. AIRLIGHT ENERGY ha desarrollado una solución innovadora y completa para los mercados de Energía Solar Concentrada (CSP, por sus siglas en inglés). Para ver información adicional, visite: www.airlightenergy.com 

Acerca de IBM Research 
Información adicional: www.research.ibm.com 

Acerca de ETH Zurich 
ETH Zurich es una de las universidades internacionales líderes en tecnología y ciencias naturales. Es reconocida por su excelente nivel académico, por su investigación fundamental innovadora y por llevar los nuevos hallazgos directamente a la práctica. Fundada en 1855, ETH Zurich hoy tiene unos 18.000 estudiantes de más de 100 países diferentes, 3800 de los cuales son estudiantes de doctorado. Ofrece a los investigadores un entorno laboral inspirador y a sus estudiantes una educación integral. 21 premios Nobel han estudiado, enseñado o investigado en ETH Zurich, lo cual atestigua la excelente reputación del instituto. 

Para ver más información acerca de ETH Zurich, visite: www.ethz.ch/index_EN. 
Acerca de Interstate University of Applied Sciences Buchs NTB 
Más información: www.ntb.ch 

lunes, 25 de febrero de 2013

Internet, a 100 gigabits por segundo


Científicos de IBM desarrollan un conversor analógico-digital con una capacidad de 1,000 millones de conversiones por segundo
CIUDAD DE MÉXICO, 25 de febrero, 2013 - Científicos de IBM Research y de la Escuela Politécnica Federal de Lausanne (EPFL) en Suiza, presentaron una tecnología de conversión de señales que puede mejorar la velocidad de Internet hasta 100 gigabits por segundo (Gb/s), el doble que ofrece la tecnología actual. Este avance tecnológico, que se anunció en la Conferencia Internacional de Circuitos en Estado Sólido (ISSCC), podría estar disponible en 2014.
La tasa de crecimiento anual de datos estructurados y desestructurados es de un 60%. Una gran parte de estos datos proceden del medio ambiente, por ejemplo de imágenes, luz, sonido e incluso las señales de radio originadas en el Big Bang hace 13,000 millones años. La Madre Naturaleza trabaja en analógico. Allá donde el viento sopla, la Tierra se mueve o el sol brilla, se crean datos analógicos.
Para poder hacer un uso informático de todos estos datos, la señal analógica necesita ser convertida en formato digital, en forma de ceros y unos. Esto se realiza a través de un conversor analógico-digital (ADC, del inglés Analog-to-Digital converter), que genera una adecuada combinación de ceros y unos para así crear los datos digitales. Por ejemplo, el sonido de coches conduciendo en una carretera podría ser representado como “00100110001100100”.
Ante el rápido crecimiento de Big Data y de la Internet de las Cosas, hace varios años los científicos de IBM comenzaron a desarrollar conversores analógico-digitales energéticamente eficientes, que permitían concentrar grandes cantidades de señales analógicas del mundo real en chips para la computación.
El diseño de este ADC, que genera 1,000 millones de conversiones analógico-digitales por segundo, se ha desarrollado en el centro de investigación de IBM en Zurich, en colaboración con científicos del Laboratorio de Sistemas de Microelectrónica del EPFL.
“El diseño del nuevo ADC tiene una serie de ventajas clave respecto a otros diseños propuestos previamente, en cuestiones relacionadas con la velocidad, el consumo de energía y el área de silicio empleada”, asegura el profesor Yusuf Leblebici, director del Laboratorio de Sistemas de Microelectrónica. “Este es un ejemplo perfecto de cooperación entre la empresa y la universidad, que ha producido resultados de éxito mundial".
"La mayoría de conversores analógico-digitales del mercado no fueron diseñados para gestionar la gran cantidad de aplicaciones de Big Data con las que contamos hoy día”, explica Martin Schmatz, director del departamento de sistemas de IBM Research.
Los científicos de IBM están también considerando las posibilidades del ADC para convertir las señales analógicas que se originaron en el Big Bang. El proyecto, llamado DOME, es fruto de la colaboración entre el Instituto Holandés de Radioastronomía (ASTRON) e IBM para desarrollar una hoja de ruta tecnológica para el radiotelescopio SKA (Square Kilometer Array), un proyecto internacional que pretende construir el radiotelescopio más grande y sensible del mundo.
Los datos analógicos que el SKA recoge del espacio se espera que produzcan 10 veces el tráfico global de Internet. El prototipo de ADC de IBM sería un candidato ideal para convertir estos datos analógicos en digitales con un bajo consumo de energía —un requisito fundamental, teniendo en cuenta las miles de antenas que serán instaladas en más de 3,000 kilómetros—.
Acerca de IBM
Para mayor información sobre la compañía, consulte www.ibm.com.mx
 

lunes, 10 de enero de 2011

IBM rompe récord de patentes estadounidenses: encabeza la lista por 18° año consecutivo

Inventores de IBM reciben más de 5,000 patentes en 2010


ARMONK, Nueva York.-  10 de enero de 2011. IBM (NYSE: IBM) anunció hoy que sus inventores recibieron un récord de  5,896 patentes estadounidenses en 2010. La empresa celebra así el 18° año consecutivo de liderazgo de la lista de empresas con más invenciones en el mundo. Los inventores de IBM tardaron más de 50 años en recibir sus primeras 5,000 patentes tras la fundación de la compañía en 1911.
IBM recibió patentes por una amplia gama de invenciones en 2010, tales como un método para capturar, analizar y procesar información de diversas fuentes de los pacientes  para ofrecer diagnósticos médicos  más efectivos; una técnica que analiza datos de sensores en discos duros de computadoras para habilitar una respuesta más rápida a emergencias en caso de terremotos y otros desastres; un sistema para predecir condiciones de tránsito con base en información intercambiada por comunicaciones inalámbricas de rango corto, y un adelanto tecnológico para permitir que los chips de computadora se comuniquen usando pulsos de luz en lugar de señales eléctricas, lo cual puede traducirse en un mayor rendimiento de los sistemas de cómputo.
Más de 7,000 inventores de IBM, que residen en 46 estados diferentes de los Estados Unidos y 29 países, generaron el inventario de patentes de 2010 que rompe todos los récords. Los inventores que residen fuera de los EEUU contribuyeron más de 22% de las patentes de la compañía en 2010, lo cual representa un aumento de 27% con respecto a las contribuciones de inventores internacionales durante los últimos tres años. 
El total de patentes de IBM casi cuadruplicó al de Hewlett-Packard y superó el total combinado obtenido por Microsoft, Hewlett-Packard, Oracle, EMC  y Google.
      Líderes en patentes estadounidenses 2010*
1    IBM                         5,896
2    Samsung                            4,551
3    Microsoft                3,094
4    Canon                     2,552
5    Panasonic               2,482
6    Toshiba                   2,246
7    Sony                       2,151
8    Intel                                    1,653
9    LG Electronics         1,490
10   HP                        1,480
Datos suministrados por IFI CLAIMS Patent Services

“Las patentes, y las invenciones que representan, reflejan el compromiso con la innovación que es el rasgo distintivo de IBM y los IBMistas desde hace un siglo,” comentó Kevin Reardon, Gerente General de Propiedad Intelectual y Vicepresidente de Desarrollo de Negocios de Investigación en IBM. “El liderazgo en patentes es un elemento importante de nuestra estrategia de negocios de alto valor, que se enfoca en permitir infraestructuras instrumentadas, interconectadas e inteligentes que puedan cambiar la forma en que los ecosistemas de todo tipo apoyan un planeta más inteligente”.
La capacidad inventiva de IBM se deriva del compromiso de largo plazo de la compañía con el desarrollo y la investigación audaz y exploratoria. Cada año,  IBM gasta aproximadamente USD $6 mil millones en investigación y desarrollo.
Este año IBM celebra su primer Centenario, y desde su primera patente que recibió en 1911 por una invención relacionada con la tabulación de tarjetas perforadas hasta las patentes que sus inventores recibieron en 2010 por tecnologías de analítica, core computing y software, y smart utilities, sistemas de tránsito y sistemas de salud, la compañía se ha mantenido constante en su estrategia equilibrada y versátil de propiedad intelectual que puede traducirse en soluciones para el mundo real, y hacer que los sistemas, los procesos y las infraestructuras sean más eficientes, más productivos y tengan mayor capacidad de respuesta.
Algunas de las invenciones interesantes e importantes de la cartera total de patentes adjudicadas a IBM en 2010 son:
Patente Estadounidense No. 7.761.440: Sistema, método y productos de  programas de computadora para sintetizar diagnósticos en bases de datos de sistemas de salud. Esta invención patentada mejoró el análisis de información del sistema de salud que se vuelve más inteligente. La Patente #7.761.440  fue emitida a los inventores de IBM Tony Chow, Robert Friedlander, Richard Hennessy and Anwer Kahn.
Patente Estadounidense No. 7.693.663: Sistema y método para la detección de terremotos y tsunamis, e interfaz con sistemas de alerta: La patente describe una técnica que recopila y analiza datos de sensores de discos duros de computadoras para realizar en forma precisa y correcta un análisis post-evento de eventos sísmicos, tales como terremotos, que pueden conducir a una respuesta de emergencias más eficiente necesaria después de un desastre natural. La patente No. 7.693.663 fue emitida a los inventores de IBM Robert Friedlander y James Kraemer.

Patente Estadounidense No. 7.760.112:
Sistema y método basado en comunicaciones inalámbricas de rango corto para notificar a los conductores condiciones anormales de tránsito. Esta invención predice condiciones de tránsito con base en la información de tránsito intercambiada a través de comunicaciones inalámbricas de corto rango entre vehículos. La patente #7.760.112 fue emitida a los inventores de IBM Frederic Bauchot y Gerard Marmigere.
Patente Estadounidense No. 7.790.495: Dispositivo optoelectrónico con fotodetector de germanio: este invento da soporte a la tecnología de chip CMOS Integrated Silicon Nanophotonics introducida por IBM en noviembre de 2010. La tecnología, que integra dispositivos eléctricos y ópticos en la misma pieza de silicio, permite a los chips de computadora comunicarse utilizando pulsos de luz (en lugar de señales eléctricas) y es la culminación de un esfuerzo de investigación de diez años en entre diversos laboratorios de investigación global de IBM. La patente No. 7.790.495 fue adjudicada a los inventores de IBM Solomon Assefa, Walter Bedell, Yurii Vlasov y Fengnian Xia.
Por información adicional, visite: http://www.ibm.com/research
Nota para periodistas y bloggers registrados: Pueden ver y obtener un VNR e imágenes de nuestra historia de patentes en http://www.thenewsmarket.com/ibm. El VNR está disponible en HD, definición estándar para transmission y calidad para Internet. El registro está disponible en línea.

Un video en inglés puede ser obtenido en YouTube http://www.youtube.com/watch?v=WBkvzubVyOY

Una gráfica puede ser obtenida en Flickr: http://www.flickr.com/photos/21317126@N04/5342328627/