Las recientes expansiones en la agricultura urbana Estados Unidos dependen de los invernaderos industriales, que utilizan una atmósfera enriquecida artificialmente que contiene hasta tres veces la cantidad de CO2 en el aire normal para mejorar la salud de las plantas y las cosechas.

Estas granjas urbanas se beneficiarían enormemente de una fuente constante de CO2 y agua recuperados y gratuitos que expulsan los tubos de escape de los coches, tal y como sugiere un informe técnico realizado por investigadores de la Universidad de Texas A&M.

Sistema orgánico de ciclo Rankine

En el nuevo dispositivo integrado de aprovechamento, el calor del motor podría alimentar un sistema orgánico de ciclo Rankine (ORC), esencialmente una unidad pequeña y cerrada que contiene una turbina, intercambiadores de calor, condensador y bomba de alimentación.

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Teóricamente, los propietarios de vehículos podrían entregar cartuchos llenos de CO2 y agua en los centros de recuperación del mismo modo que la gente trae latas de aluminio y acero hoy en día.

O los conductores podrían incluso usar el CO2 y el agua en sus propios sistemas de invernadero o dentro de una comunidad, siempre que el CO2 se usara de manera responsable y las plantas lo absorbieran por completo.

El seleniuro de estaño purificado en forma policristalina se ha alzado con el primer puesto como mejor material termoeléctrico, es decir, capaz de convertir calor en electricidad. Este material podría desarrollarse para su uso en dispositivos termoeléctricos de estado sólido en una variedad de industrias

Los investigadores pudieron lograr la alta tasa de conversión después de identificar y eliminar un problema de oxidación que había degradado el rendimiento en estudios anteriores.

Ideal para el calor residual

Más del 65% de la energía producida a nivel mundial a partir de combustibles fósiles se pierde como calor residual. Un objetivo de aplicación clave es capturar el calor residual industrial, como el de las plantas de energía, la industria automotriz y las fábricas de vidrio y ladrillos, y convertirlo en electricidad.

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Este nuevo material tiene una conductividad térmica mucho menor que cualquiera de los materiales que conocemos

Los detalles del material termoeléctrico y su rendimiento récord se han presentado en la revista Nature Materials. Según ha explicado la coautora de la investigación** Mercouri Kanatzidis**, de la Universidad Northwestern, química que se especializa en el diseño de nuevos materiales:

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Estas bacterias transgénicas son capaces de producir seda más fuerte que la de araña

Los dispositivos termoeléctricos están en uso, pero sólo en aplicaciones específicas, como en el rover Perseverance de Marte. Estos dispositivos no se han popularizado como las células solares, y existen desafíos importantes para hacer buenos. Nos estamos enfocando en desarrollar un material que sea de bajo costo y alto rendimiento y que impulse los dispositivos termoeléctricos a una aplicación más generalizada.

La termogénesis (la capacidad de un organismo para generar calor) es muy rara en la flora. Sin embargo, hay casos excepcionales, como los que se presentan a continuación.

En las plantas, la producción de calor se puede medir de varias formas.

Diversas medidas

La producción de calor se puede medir en términos de tasa máxima de producción de calor en toda la flor, el aro gigante (Amorphophallus titanum) puede generar 34,53 vatios de energía.

También estamos ante la planta más alta: 3,1 metros, como se confirmó en junio de 2010. También es considerada la planta más apestosa, por lo que se la conoce como "flor cadáver": cuando florece desprende un hedor parecido al de la carne putrefacta, que se percibe hasta casi 1 kilómetro de distancia.

La producción de calor también se puede medir de otra forma. Los flósculos macho del Arum concinnatum producen hasta 0,43 w/g por la noche; es la tasa de calor más elevada en relación con su masa.

Y también hay una tercera forma de medir la producción de calor. En función de la diferencia entre temperatura ambiente y la de la flor, se ha determinado que, en estado silvestre, la col de mofeta (Symplocarpus foetidus) está 25,6 ºC más caliente que el aire de su alrededor, lo suficiente para fundir la nieve que llegue a cubrirla.

Hay un lugar en nuestro planeta que es unas cinco veces más caliente que la superficie visible del Sol o el núcleo interno de la Tierra.

Es algo que dura poco pero que todo el mundo ha visto, pues es un fenómeno relativamente frecuente.

Relámpagos

Durante una fracción de segundo, el aire que rodea a un relámpago se calienta hasta alcanzar aproximadamente 30.000 ºC, la temperatura más alta de la Tierra.

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Los relámpagos y el superrelámpago de Catatumbo

Otra cosa es que busquemos lugares en la superficie donde el calor sea muy intenso y de forma muy sostenida. Entonces, hemos de fijarnos en la emisión de calor volcánica.

El 28 de energo de 2015, Geophysical Research Letters publicó un artículo en el que se analizaban 95 de los volcanes terrestres más activos.

Obtuvieron datos de lectoras del flujo térmico tomadas entre 2000 y 2014 por los espectrorradiómetros de los satélites de la NASA Terra y Aqua.

Una columna de humo se eleva sobre el lago de lava de Puʻu ʻŌʻō, un cono de escoria/salpicadura en los flancos del Kilauea y actualmente su centro eruptivo más activo.

En ese período, el volcán Kīlauea hawaiano emitió 9,8 x 10 elevado a 16 J de energía térmica, que bastarían para abastecer de electricidad a la ciudad de Nueva York durante seis meses.

El animal más difícil de matar de la Tierra es el llamado oso de agua o tardígrado: un invertebrados microscópicos de 0,1 ó 0,2 mm de largo con ocho patas regordetas, garras y cabeza a modo de pequeña sonda.

Sin embargo, incluso su proverbial resistencia será insuficiente para tolerar el calentamiento global, según un nuevo estudio de la Universidad de Copenhague publicado en Scientific Reports.

Vulnerables al calor

Según revela el estudio, los tardígrados son muy vulnerables al calor a largo plazo en estado activo. Concretamente, se estudió a la especie Ramazzottius varieornatus, un tardígrado que se encuentra con frecuencia en hábitats transitorios de agua dulce.

Los investigadores estimaron que para los tardígrados activos no aclimatados, la temperatura letal media es de 37,1 ° C. En cuanto a las muestras desecadas de tardígrados, los autores observaron que la temperatura de mortalidad estimada del 50% es de 82,7 ° C después de exposiciones de 1 hora, si bien se registró una disminución significativa a 63,1 ° C después de exposiciones de 24 horas.

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Esta nueva especie de tardígrado, la criatura más resistente, se ha encontrado en un parking

Según explica el postdoc Ricardo Neves, uno de los autores del estudio:

De este estudio, podemos concluir que los tardígrados activos son vulnerables a las altas temperaturas, aunque parece que estas criaturas podrían aclimatarse al aumento de las temperaturas en su hábitat natural. Los tardígrados desecados son mucho más resistentes y pueden soportar temperaturas mucho más altas que esas soportado por tardígrados activos. Sin embargo, el tiempo de exposición es claramente un factor limitante que limita su tolerancia a las altas temperaturas.

Los tardígrados son criaturas de menos de un milímetro de largo que pueden sobrevivir cuando son sometidas sometidas a temperaturas de hasta 150 °C y congeladas a casi cero absoluto. Incluso, es bastante probable que estén habitando la Luna, pero no parece que sean capaces de tolerar temperaturas altas por mucho tiempo.

O hace un calor abrasador como en el Sol o hace un frío gélido como en el espacio, pero es raro encontrar temperaturas templadas como en la Tierra. ¿Por qué el Sistema Solar es de extremos?

Hay una razón para ello.

Radiación

El calor viaja a través del cosmos como radiación, una onda infrarroja de energía que migra de los objetos más calientes a los más fríos. Las ondas de radiación excitan las moléculas con las que entran en contacto y hacen que se calienten.

Así es como el calor viaja del sol a la Tierra, pero el problema es que la radiación solo calienta las moléculas y la materia que están directamente en su camino. Todo lo demás permanece frío.

Por eso hay tanta diferencia de temperatura en un planeta como Mercurio: la temperatura nocturna del planeta puede ser 1,000 grados Fahrenheit más baja que el lado del día expuesto a la radiación.

Comparemos eso con la Tierra, donde el aire a su alrededor se mantiene cálido incluso si está a la sombra, e incluso, en algunas estaciones, en la oscuridad de la noche. Esto se debe a que el calor viaja a través de nuestro planeta por tres métodos en lugar de solo uno: conducción, convección y radiación.

Cuando la radiación del sol golpea y calienta las moléculas en nuestra atmósfera, pasan esa energía extra a las moléculas que las rodean. Esas moléculas chocan y calientan a sus propios vecinos. Esta transferencia de calor de molécula a molécula se llama conducción, y es una reacción en cadena que calienta áreas fuera del camino del sol.

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Se logra calcular la temperatura a la que se encuentran las entrañas de la Luna

El espacio, sin embargo, está básicamente vacío. Las moléculas de gas en el espacio son muy pocas y están muy separadas para chocar regularmente entre sí. Entonces, incluso cuando el sol los calienta con ondas infrarrojas, no es posible transferir ese calor por conducción. Del mismo modo, la convección, una forma de transferencia de calor que ocurre en presencia de la gravedad, es importante para dispersar el calor a través de la Tierra, pero no ocurre en el espacio.

La verdadera rareza es la Tierra: en medio del frío extremo y el calor ardiente, nuestra atmósfera mantiene la temperatura sorprendentemente suave, al menos por ahora.

Al igual que Arnold Schwarzenegger en la película Depredador, cuando descubre que puede volverse invisible a la visión térmica del su enemigo extraterrestre untándose el cuerpo en barro fresco, un nuevo material desarrollado por el Instituto de Nanotecnología y Nano-biónica de Suzhou (SINANO) puede ocultar un objeto caliente de las cámaras infrarrojas sensibles al calor.

En concreto, se trata de una película flexible, plegable y robusta que resulta invisible a los rayos infrarrojos.

Aerogel

El material es una película de aerogel con buen rendimiento de aislamiento térmico y la mejoraron al recubrir sus fibras con polietilenglicol (PEG) y una capa protectora impermeable. PEG almacena calor cuando se derrite y libera calor cuando se solidifica.

Así pues, para ser invisible, la película compuesta que cubre un objeto absorbe el calor del sol mientras aumenta lentamente la temperatura, al igual que el entorno.

El hallazgo ha sido publicados en el último número de la revista académica American Chemical Society y sus aplicaciones son diversas, tal y como explica Zhang Xuetong, de SINANO:

El nuevo material tiene una amplia gama de aplicaciones. No solo se puede utilizar para la invisibilidad infrarroja, sino también como aislante térmico para componentes electrónicos y separadores de baterías.

No es solo que el calor puede propiciar que una persona ejerza un menor autocontrol sobre sí misma. Es que la presión ecológica, en general, puede influir desde diversas vertientes en el comportamiento de la gente. Haciendo que éste sea peor, en términos generales.

Veamos algunos ejemplos de ello.

Olas de calor

Debido al cambio climático, algunas regiones tendrán temporadas de cultivo más largas, incrementando el aporte de alimentos y reduciendo tensiones. Otras, sin embargo, tendrán carestía de alimentos, lo que redundará en el precio de lo mismos, provocando hambrunas y, por ende, desesperación.

Debido al aumento del nivel del mar, se producirán todavía más movimientos migratorios, con toda la tensión social, económica y política que ello generará, aunque todos estemos de acuerdo que la migración no es necesariamente mala (puede, por ejemplo, que una formación política populista lo haga creer a un pueblo).

El efecto más claro, sin embargo, será el aumento de las temperaturas. En las ciudades, por ejemplo, cada tres grados centígrados de incremento de temperatura hay un 4 por ciento de incremento en la violencia interpersonal y un 14 por ciento en la violencia grupal.

Las olas de calor aumentan el riesgo de que se produzcan casos de violencia machista. Además, nos vuelve más lentos y más torpes.

También la tasa de suicidios se incrementa en los meses de calor en entidades muy cálidas como Tabasco, Campeche o Sonora, aunque se trata de un problema multifactorial de salud, indicaron especialistas de la Facultad de Psicología (FP).

La desertización, la pérdida de cultivo a la crecida de los mares, las sequías... todo ello creará conflictos socioeconómicos. Pero un metaaálisis muy influente ha llegado a predecir, para el año 2050, que en algunas regiones del planeta habrá un 16 por ciento y un 50 por ciento de aumento en la violencia interpersonal y de grupo, respectivamente. Mad Max.
Imagen | mtshaw

A diferencia de otros materiales similares, éste desarrollado por ingenieros de la Universidad de Colorado en Boulder logra transformaciones bidireccionales fácilmente programables a nivel macroscópico. De modo que puede transformarse en formas complejas y preprogramadas a través de estímulos de luz y temperatura.

Por ejemplo, una clavija cuadrada puede metaforfosearse y encajar en un agujero antes de volver a su forma original.

Metamorfoseable

El nuevo material se han conseguido mediante el uso de elastómeros de cristal líquido (LCE), la misma tecnología que subyace a las pantallas de televisión modernas. La disposición molecular única de los LCE los hace susceptibles al cambio dinámico a través del calor y la luz. A fin de resolver esto, los investigadores instalaron un disparador que se activa por luz para redes LCE que pueden establecer una alineación molecular deseada de antemano exponiendo el objeto a longitudes de onda de luz particulares.

El nuevo material ofrece una amplia gama de posibles aplicaciones, especialmente para futuros dispositivos biomédicos que podrían ser más flexibles y adaptables que nunca, entre otras, tal y como explica el autor del estudio Christopher Bowman, Profesor Distinguido en el Departamento de Ingeniería Química y Biológica (CHBE) de CU Boulder:

La capacidad de formar materiales que pueden oscilar repetidamente entre dos formas independientes al exponerlas a la luz abrirá una amplia gama de nuevas aplicaciones y enfoques en áreas como la fabricación aditiva, la robótica y los biomateriales.

Llevamos ya varios años rompiendo récords de temperatura, tanto a escala global como a escala local, en España. Sin embargo, este 2018 parece habernos traído un verano inusualmente suave. ¿Cuándo va a comenzar el "infierno"? La ropa de playa y las ganas de piscina aumentan mientras esperamos la siguiente ola de calor. Pero puede que no estemos ante el verano más típico de nuestra historia.

"De momento no hay perspectivas de una ola de calor"

En la península hemos pasado una primavera bastante suave y húmeda para lo que estábamos acostumbrados durante los últimos años. El calor intenso sigue haciendose esperar en buena parte
del país, algo que se nota en las temperaturas de este inicio de verano.

Debido a este panorama inesperado, nos hemos puesto en contacto con la Agencia Estatal de Meteorología, la AEMET, y les hemos preguntado por esta pintoresca situación. Delia Gutiérrez, meteoróloga y portavoz de la Agencia, nos ha contado qué esperamos para este verano y su por qué.

"Es verdad que llevábamos un montón de años batiendo récords, no solo a nivel global, sino también en España. Sin embargo, este verano está siendo muy suave, en términos generales, y, de momento, las perspectivas que tenemos son similares". Al menos en cuanto a las siguientes semanas se refiere. "Venimos de vivir unos días de cierto calor, un poco por encima de los valores normales en muchas zonas del país, pero nada extraordinario".

"De hecho", continúa la experta, "este verano todavía no hemos tenido ninguna ola de calor a nivel nacional como las que hemos vivido años anteriores y, de momento, no hay perspectivas de que vayamos a vivirla". Según nos explica Delia, aunque hemos vivido, recientemente, un episodio de calor, lo cierto es que durante la semana del [del 9 al 16 de julio] la tendencia es a la baja.

¿Cuándo empezará "lo malo"?

La AEMET hace una serie de previsiones a corto, medio y largo plazo. La mayor precisión en estas, explica Delia, abarca los diez días siguientes. A partir de este lapso temporal, las predicciones tienen más incertidumbre y se expresan de manera probabilista. Las previsiones mensuales y estacionales se hacen comparando los resultados de distintas predicciones con los valores climatológicos normales, lo que permite establecer la probabilidad de que la situación se separe más o menos de estos valores normales para la época."Para los próximos días no se atisba ningún cambio que indique que podría entrar un episodio de calor más intenso y duradero. Al menos de aquí a diez días". Pero es que, además, esto parece consistente con las previsiones para el resto del verano.

Según los datos probabilísticos ofrecidos por AEMET para la predicción estacional, en la mayor parte del país son igualmente probables los escenarios de temperaturas normales y de temperaturas por encima y por debajo de los valores normales. Esto quiere decir que no hay información para afirmar si va a hacer más calor de lo normal o no. La única excepción sería en la zona este de la península, así como en Baleares, donde la probabilidad de temperaturas por encima de lo normal es un poco más elevada, y Canarias, donde el escenario más probable es el de temperaturas por debajo de las normales.

Solamente en la franja mediterránea y en Baleares hay una señal que indica que es un poco más probable que sea más cálido de lo normal". Por el contrario, es curioso que en Canarias hay una probabilidad algo mayor de que las temperaturas estén por debajo de las normales. "Es algo que venimos viendo desde hace unas semanas, de forma consistente", comenta Delia.

"Este patrón, aunque parece que no dice mucho, encaja perfectamente con lo que llevamos de verano", comenta. "Estamos viendo un verano que no está siendo muy señalado ni en frío ni en calor, en la mayor parte del país, salvo en la franja mediterránea, Baleares y Canarias". Pero la meteoróloga no duda en apuntar que estas previsiones son probabilísticas, y que solo se puede contar con el porcentaje de probabilidad indicado.

Y ¿a qué se debe este ambiente más suave? Aunque es difícil de entender todo el contexto meteorológico, por el momento parece que la razón viene del Atlántico. "Nos están llegando bajas [presiones] que se descuelgan, masas de aire templado... desde el Atlántico", comenta Delia. Sin embargo, en el resto del planeta el verano viene siendo caluroso, con temperaturas por encima de las normales en gran parte de Europa y otras áreas.

"¿Qué ha pasado con el cambio climático?"

Es bastante común asociar los episodios locales, que son los que vivimos cada uno, con datos de carácter más global. Y si hay algo de carácter global, eso es el cambio climático. Pero esta relación de ideas es una equivocación. "Lo que pasa localmente, en un año y en un sitio, no es indicativo de la tendencia global. Esta hay que entenderla observando todos los datos en conjunto", confirma la experta, sin duda alguna.

"El cambio climático es un fenómeno a escala mundial y se traduce en muchos fenómenos a escala local, pero que no siempre se producen en el mismo sitio ni de la misma manera", explica. "A escala global las señales del calentamiento global son muy objetivas, muy claras y muy rotundas". Para ejemplificar lo que nos comenta, Delia nos cuenta el caso de esta primavera, que ha sido más fría y húmeda de lo normal en España.

"Pero es que esto ha sido la excepción", afirma. "En el resto de Europa ha hecho mucho calor y han tenido escasez de precipitaciones, algo a lo que no están acostumbrados. El que nosotros vivamos una primavera suave no quiere decir que no haya señales de que estemos viviendo un calentamiento a nivel global, lo que es un hecho ampliamente constatado y que casi nadie pone ya en duda".

"Un planeta que se calienta", explica la meteoróloga, "es un planeta en el que la circulación se ve muy alterada y empiezan a pasar cosas a las que no estamos acostumbrados". Lo que comenta Delia es lo que llevamos viendo desde hace un tiempo: el cambio climático promete situaciones más extremas y difíciles de prever. "Las cosas hay que verlas con un poco de persepectiva, y cuando las miras así, el que un verano sea suave, que desde luego no es el primero, no es indicativo. La curva de las temperaturas sigue creciendo de manera inequívoca", zanja la experta.