viernes, 20 de septiembre de 2013

BIO BOMBILLA CON BACTERIAS. BIOLUMINISCENCIA

Generar luz sin consumir energía eléctrica puede parecer una utopía, pero la biología tiene una respuesta a ese desafío a través de la bioluminiscencia. El truco está en aprovecharla de forma tal que se convierta en una alternativa viable y amigable con el medioambiente. 

Se dice que lo esencial es invisible a los ojos, y esto es particularmente cierto a la hora de consumir energía. Encender una luz puede ser lo más natural del mundo para nosotros, ¿pero cuánta energía estamos desperdiciando que no vemos? Desde los cargadores de los móviles hasta aquellos equipos de audio que reportan la hora incluso estando “apagados”, el desperdicio de energía puede ser muy importante, aunque ya se han activado diferentes regulaciones que buscan reducir esta pérdida. Una simple señal que ilumina la palabra “salida” o las flechas indicatorias de las salas de cine necesitan de energía eléctrica a pesar de emitir una luz muy baja, por lo tanto, si los resultados son tan humildes, y el consumo está allí de todas formas, ¿no se podría hacer algo al respecto?

Señalización en caminos, luces de emergencia, salidas para cines, luz ambiental y hasta indicadores para sistemas de diagnóstico (como monitores de diabetes) serían algunas de las aplicaciones teóricas para este tipo de iluminación. 
Cuando la bioluminiscencia y la tecnología de vanguardia más experimental se unen pasan cosas como ésta, una bombilla que utiliza bacterias para encenderse de un modo insólito y práctico a la vez.

El invento se ha bautizado como Biobulb y sus creadores son estudiantes de la Universidad de Wisconsin-Madison que han conseguido sorprender como pocos con su curiosa alternativa a la bombilla tradicional. Sin embargo, y aunque parezca lo contrario, su idea se basa simplemente en la creación de un “ecosistema en un pequeño espacio con paredes de cristal”, en el que la bombilla da una luz natural procedente los microorganismos que contiene.

A partir de esta idea básica, Biobulb utiliza una cepa de E. coli modificada genéticamente. Técnicamente, el diseño incorpora plásmidos (fragmentos circulares de ADN presentes en las células bacterianas) que codifican los genes de bioluminiscencia con resultados como el que vemos en las imágenes.
Actualmente el proyecto está en fase de mejora, con el múltiple objetivo de experimentar con diferentes proteínas para lograr una mayor luminosidad, control del color emitido y, en un más difícil todavía, conseguir que las bacterías actúen(es decir, se enciendan) cuando convenga para así emular la funcionalidad del interruptor.


Bombilla vivienteSu forma de funcionamiento es tan rara como sostenible, pues no sólo no requiere gas ni electricidad, pongamos por caso, sino que se basta y se sobra con las bacterias. Son los microorganismos introducidos en el frasco los que producen este efecto visual mágico que se engloba en el área de la biología sintética.

Es así como el ecosistema creado se mantiene a sí mismo con el reciclaje de nutrientes o con el control poblacional propiciado por los distintos microorganismos seleccionados, con el objetivo de perpetuarse o, lo que es lo mismo, de no agotarse …y darnos luz.


domingo, 15 de septiembre de 2013

SINTERIZACIÓN. LUZ Y ARENA PARA PRODUCIR OBJETOS. IMPRESORA 3D

Que una máquina cree objetos, no es nada nuevo, ya hemos visto algunos ejemplos de impresoras 3D, pero que trabaje exclusivamente con recursos naturales, tanto de material como energía, eso ya es otra cosa. La idea del diseñador Markus Kayser era aprovechar algo bastante abundante en cualquier desierto: el sol y la arena. Esta maravilla de máquina es capaz de imprimir sus diseños fundiendo la arena, consiguiendo piezas sólidas como el cristal, mediante un proceso de calentamiento conocido como sinterización.


En un mundo cada vez más consciente de los problemas existentes acerca de producción de energía y escasez de materia prima, este proyecto explora el potencial de producción del desierto, donde la energía y el material son abundantes. En este experimento la luz solar y la arena son la energía y la materia para producir objetos de cristal usando un proceso de impresión en 3D que combina la energía natural y el material con la producción de alta tecnología. Esta tecnología apunta a despejar ciertas incógnitas sobre el futuro de la fabricación y los sueños de total utilización del potencial de producción del recurso mundial de energía más eficiente: el sol. Mientras que no tengamos respuestas definitivas, este experimento apunta a proporcionar un punto de partida para este renovado pensamiento.

En los desiertos del mundo son dos elementos los que dominan – el sol y la arena. El primero ofrece una vasta fuente de energía con un enorme potencial, la segunda, un suministro casi ilimitado de sílice en forma de cuarzo. La arena de sílice cuando es calentada hasta el punto de fusión y se le deja enfriar solidifica en forma de cristal. Este proceso de convertir una sustancia polvo  en una forma sólida mediante la aplicación de calor se conoce sintetización/aglomeración y en los últimos años se ha convertido en un proceso central en  el prototipo de diseño conocido como impresión 3D o SLS (selective laser sintering). Estas impresoras de 3D usan la tecnología de láser para crear objetos muy exactos de 3D de una variedad de plásticos pulverizados, resinas y metales. Objetos que son exactamente igual que los objetos virtuales diseñados por ordenador. Usando los rayos del sol en vez de un láser y la arena en vez de resinas, yo tenía la base de una máquina alimentada por energía solar completamente nueva, y un proceso de producción para hacer objetos de cristal que se ajusta a las provisiones abundantes de sol y arena que se encuentran en los desiertos del mundo.

La primera máquina de aglomeración solar, que se manejaba a mano, fue probada en febrero de 2011 en el desierto marroquí con resultados alentadores que condujeron al desarrollo de una versión más grande y totalmente automatizada con, el Sínter solar. El Sínter solar fue completado a mediados de mayo y después de ese mes me llevé esta máquina, de prueba, al desierto del Sáhara cerca de Siwa, Egipto, para un periodo de prueba de dos semanas. La máquina y los resultados de estos primeros experimentos presentados aquí representan los primeros y significativos pasos desde los que veo un nuevo instrumento de producción con energía solar de gran potencial.
Más información en el sitio Markus Kayser, el artista al que se le ocurrió utilizar lo más abundante del desierto para la creación sostenible de objetos.

La máquina
La máquina de Sínter solar está basada en los principios mecánicos de una impresora de 3D.
Una lente Fresnel grande (1.4 x 1.0 metros) es colocada de modo que esté enfrentada siempre al sol mediante un dispositivo electrónico que rastrea al mismo, moviendo la lente en dirección vertical y horizontal y haciendo girar la máquina entera sobre su base a lo largo del día. La lente es colocada con su foco dirigido en el centro de la máquina y a la altura de la cima de la caja de arena donde los objetos serán realizados capa por la capa. Los motores Stepper conducen dos marcos de aluminio que mueven la caja de arena en el eje X e Y. Dentro de la caja hay una plataforma que puede mover la tina de arena a lo largo del eje Z vertical, bajando la caja una cantidad al final de cada ciclo de capa para permitir a la arena fresca ser cargada y nivelada en el punto focal.
Dos paneles fotovoltaicos proporcionan la electricidad para cargar una batería, que a su vez conduce los motores y la electrónica de la máquina. Los paneles fotovoltaicos también actúan como un contrapeso para la lente ayudada por pesos adicionales hechos de botellas llenas de arena.

La impresión de 3D trata con arena y luz solar.
La máquina funciona a través de un panel electrónico  y puede ser controlada usando un teclado numérico y una pantalla LCD. Los modelos de los objetos dibujados a ordenador son introducidos en la máquina vía tarjeta SD. Estos archivos llevan el código que dirige a la máquina para mover la caja de arena a lo largo de las coordenadas X e Y a una velocidad calibrada con cuidado, mientras la lente fija un haz de luz que produce temperaturas entre 1400°C y 1600°C, más que suficiente para derretir la arena. Durante un número de horas, capa por capa, un objeto es construido dentro de los límites de la caja de arena, sólo su capa más alta es visible en cualquier momento dado. Cuando la impresión es completada dejan  al objeto enfriarse antes de ser sacado de la caja de arena. Los objetos tienen el lado arenoso y áspero mientras la superficie superior es de cristal duro. El color exacto del cristal dependerá de la composición de la arena, diferentes desiertos producen resultados distintos. Al mezclar arenas, se pueden conseguir diferentes combinaciones de colores y calidades.

Soñando con arquitectura
Imprimiendo directamente en el suelo del desierto con múltiples lentes que derriten la arena en paredes, eventualmente construyendo arquitectura en entornos de desierto, también podría ser una perspectiva real.
Experimentos en tecnologías que imprimen en 3D ya están alcanzando una escala arquitectónica y no es difícil de imaginarse que, de ser acompañado con el proceso de aglomeración solar demostrado por la máquina de Sínter solar, esto realmente podría conducir a una nueva arquitectura basada en el desierto.”