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TOP500 nos ofrece dos veces al año, en junio y en noviembre, el ranking de los 500 superordenadores más potentes del mundo. En la lista de junio de 2010, Jaguar, un ordenador instalado en el Laboratorio Nacional Oak Ridge en Estados Unidos, se ha coronado oficialmente como el más poderoso del mundo. Su rendimiento alcanza los 1,759 petaflops,  o lo que es lo mismo, es capaz de realizar 1759 billones de operaciones por segundo (un petaflop equivale a mil billones de operaciones por segundo). Esta cifra resulta sorprendente si se tiene en cuenta que sólo hay tres ordenadores en el mundo capaces de superar la barrera de 1 petaflop. Estos son, además de Jaguar, el ordenador chino Nebulae, cuyo rendimiento llega a 1,271 petaflops, y el estadounidense Roadrunner (correcaminos), que alcanza los 1,042 petaflops.

Estados Unidos se reafirma indiscutiblemente como líder mundial en supercomputación. El 56,4% de los ordenadores del TOP500 están dentro de sus fronteras. Además, entre los 10 primeros puestos, sólo los número 2, 5 y 7 son ordenadores instalados fuera del territorio estadounidense. En concreto, están en China (2 y 7) y en Alemania (5).

Por su parte, China está aunando esfuerzos para afianzarse como otra gran potencia en supercomputación, y por primera vez tiene 2 sistemas entre los 10 primeros de esta lista. Su ordenador Nebulae es el segundo ordenador más rápido del mundo, y el primero en rendimiento máximo teórico (2,98 petaflops), por lo que fácilmente podría dar el salto al primer puesto del TOP500 en poco tiempo. En este momento, China tiene 24 computadoras en el ranking, lo que la iguala a Alemania. Por encima sólo están Estados Unidos con 282 ordenadores, Reino Unido con 38 y Francia con 27.

Potencias mundiales de la supercomputación - Fuente: Top500.org

El ordenador más potente de Europa se llama Jugene y está en Alemania, en el centro de investigación Forschungszentrum Jülich. Ocupa el puesto 5 del ranking y su rendimiento alcanza los 825,50 teraflops. Un teraflop es mil veces inferior a un petaflop y equivale a un billón de operaciones por segundo. En total, en Europa están instalados 144 de los supercomputadores que forman la lista, lo que supone un 28,8% del total. En América están el 58% (290 computadores), en Asia el 11,4% (57 computadores), en Oceanía el 1,6% (8 computadores) y en África el 0,2% (sólo 1 computador).

Situación de España en el TOP500

España no está en sus mejores momentos en lo que a supercomputación se refiere y sólo 3 ordenadores de nuestro país aparecen en el TOP500 mundial. MareNostrum, instalado en el Centro de Supercomputación de Barcelona, es el ordenador más potente de España. Ocupa el puesto 87 en el TOP500 y alcanza un rendimiento de 63,83 teraflops. Se utiliza para fines médicos, como la investigación del genoma humano y el diseño de nuevos medicamentos. Los otros dos superordenadores españoles ocupan los puestos 180 y 204, y tienen unos rendimientos de 38,29 y 36,39 teraflops respectivamente.

España llegó a tener 9 ordenadores en el ranking de noviembre de 2007, cuando el MareNostrum ocupaba el puesto 13 mundial. Desde ese momento, la presencia española en el TOP500 ha ido cayendo. Sin embargo, parece que el gobierno tiene la intención de que España recupere fuerza en el campo de la supercomputación y planea que para el año 2012 se instale en Barcelona uno los ordenadores más potentes de Europa. Para ello se compromete a invertir 100 millones de euros. Este nuevo ordenador formará parte de las infraestructuras de PRACE (Partnership for Advanced Computing in Europe), recientemente inauguradas en Barcelona. PRACE constará de 4 supercomputadores interconectados que se ubicarán en España, Alemania, Francia e Italia.

Otros datos interesantes del TOP500

• El 81,6% de los ordenadores del TOP500 lleva procesadores Intel.
• El 85% utiliza procesadores de cuatro núcleos (quad core).
• El 81% utiliza sistema operativo Linux.
• El consumo medio de electricidad de los sistemas del TOP500 es de 397 kilovatios. El Jaguar, número 1 del ranking, consume 6,95 megavatios.
• El nivel de rendimiento mínimo para entrar en la lista ha aumentado de 20 teraflops a 24,7 teraflops en sólo seis meses. Esto ha provocado que el sistema que ocupaba el puesto 357 en noviembre de 2009 sea el número 500 en junio de 2010.
• Actualmente, la gran mayoría de los ordenadores que aparecen en el TOP500 se utilizan en el sector industrial (60%), seguido del sector de investigación (18,4%) y académico (15,8%).

Sistema solar Disco-Stirling

En los últimos siglos, la humanidad ha experimentado el mayor avance tecnológico y científico de su historia. Esto ha hecho posible una importante mejora en la calidad de vida gracias a la aparición de nuevas tecnologías que hacen que todo sea más fácil y cómodo. La otra cara de la moneda nos muestra el acelerado deterioro del medio ambiente, debido en gran medida al imparable aumento de las necesidades energéticas.

Las principales fuentes energéticas utilizadas en la actualidad (petróleo, carbón y gas) no son renovables, lo que significa que es preciso investigar todas las posibles alternativas. Así, se ha recuperado un motor termodinámico inventado hace casi dos siglos y caído en desuso tras la invención y posterior expansión de los motores de explosión y eléctricos. Estamos hablando del motor Stirling, cuyas prestaciones y posibles aplicaciones en las tecnologías de energías renovables pueden hacer que se convierta en uno de los motores clave del siglo XXI.

Orígenes y evolución del motor Stirling

El motor Stirling fue inventado y patentado en 1816 por el reverendo escocés Robert Stirling. Inicialmente fue ideado con el fin de reemplazar a las turbinas de vapor que, debido a las frecuentes explosiones, causaban numerosos accidentes en las fábricas.  Robert Stirling patentó este motor junto con un dispositivo que mejoraba el rendimiento térmico y que él denominó economizador de calor (hoy se conoce como regenerador). Así, fue capaz de desarrollar un motor que trabajaba con aire caliente a una presión más baja, por lo que era más seguro y tenía menor riesgo de explosión que las máquinas de vapor que se usaban en aquella época.

La facilidad de uso, el funcionamiento silencioso con cualquier tipo de combustible y la seguridad, hicieron que los motores Stirling fueran muy populares hasta el final del siglo XIX, y se utilizaban con frecuencia y con buenos resultados en aplicaciones de bombas de agua y maquinaria ligera como mezcladoras, bombas de aire, aserradoras, etc. Sin embargo, estos motores disponían de baja potencia en relación a su peso y tamaño. Posteriormente, con la invención del motor de explosión, el uso del motor Stirling fue decayendo poco a poco hasta quedarse casi en el olvido.

La segunda etapa de los motores Stirling tuvo lugar a finales de los años 30, cuando unos ingenieros de Philips intentaron poner a punto un motor Stirling para alimentar unos equipos eléctricos. En esta época, el conocimiento sobre la física térmica y los fluidos térmicos era mucho mayor, y además se disponía de nuevos materiales como por ejemplo, el acero inoxidable, por lo que los resultados fueron mejores. En los años 50 estos ingenieros lograron que su motor Stirling alcanzara un potencia 30 veces superior a los primeros Stirling. Este hecho suscitó un gran interés por parte de la comunidad científica, y se propusieron gran cantidad de proyectos y estudios sobre el tema. Después de este auge momentáneo, de nuevo vino un periodo de tiempo que duró varias décadas en el que los motores Stirling fueron relegados a un segundo plano.

La crisis del petróleo de 1973 reabrió el interés, pero fue la NASA, con su investigación sobre sistemas de alta eficiencia térmica alimentados por energía solar, la que le dio un nuevo impulso a esta tecnología que parecía obsoleta. Durantes estos últimos años, la popularidad de los motores Stirling ha aumentado debido al gran número de características favorables que presentan, ya que tienen el potencial para ser mucho más eficientes que los motores diesel o gasolina.

Principios de funcionamiento: motores termodinámicos

El Stirling es un motor termodinámico. Este tipo de motores son capaces de transformar energía térmica (calor) en trabajo mecánico aprovechando la diferencia de temperatura existente entre una fuente de calor, denominada foco caliente, y un sumidero de calor, denominado foco frío. Pueden ser de combustión interna (también llamados endotérmicos), como los motores de los coches, o de combustión externa (o exotérmicos), como es el caso del motor Stirling. Que sea de combustión externa quiere decir que el motor puede funcionar con cualquier fuente de calor externa como por ejemplo, gases de escape de motores, combustión de biomasa, energía nuclear o energía solar. Esto nos hace intuir la enorme versatilidad de este tipo de máquinas, que lo único que necesitan para funcionar es calor y que en su funcionamiento no emiten ningún tipo de contaminante a la atmósfera.

Básicamente, el ciclo de funcionamiento de un motor Stirling consta de cuatro fases en las que un gas se comprime, se calienta, se expande y se enfría de manera cíclica. Esta serie de eventos provocan cambios en la presión del gas que se traducen en trabajo útil. Este proceso de conversión de calor en trabajo hace que el motor Stirling sea el único motor cuyo rendimiento se acerca al máximo teórico posible, que viene determinado por el llamado rendimiento del motor ideal de Carnot. En la práctica no es posible alcanzar este rendimiento ideal, ya que durante el funcionamiento se producen pérdidas inevitables.

El motor Stirling y la energía solar

Los sistemas que utilizan motores Stirling para producir electricidad a partir de la energía solar se conocen como disco-Stirling. Muchos expertos creen que estos sistemas tienen un futuro prometedor, ya que han demostrado eficiencias superiores a las demás tecnologías solares.

Los disco-Stirling se utilizan en energía solar termoeléctrica, que es la que aprovecha la radiación solar incidente para calentar un fluido que posteriormente se hará pasar por una etapa de una turbina que generará electricidad. Son pequeños discos parabólicos independientes conectados a un motor Stirling que está situado en el foco de la parábola. Consiguen concentrar la luz solar entre 1.000 y 4.000 veces y así se obtiene el calor suficiente para que el motor pueda funcionar.

En Estados Unidos se encuentran las mayores plantas termoeléctricas del mundo que estarán pobladas por miles de unidades disco-Stirling. En España podemos verlos en la Plataforma Solar de Almería, que los ha estudiado desde 1992, y en Sanlúcar la Mayor (Sevilla), donde hay instalados 8 sistemas disco-Stirling.

“I’d put my money on the sun and solar energy. What a source of power! I hope we don’t have to wait until oil and coal run out before we tackle that.”

Thomas Alva Edison, 1931

Escrito por Varinia para divulgaUNED.

En la antigüedad se bailaba la danza de la lluvia, pero en un futuro quizás podremos invocarla gracias a la tecnología láser. Un grupo de físicos especialistas en óptica ha demostrado que los rayos láser pueden desencadenar la formación de pequeñas gotas de agua en el aire, una técnica que algún día podría ayudar a provocar lluvias de forma artificial.

Durante más de 50 años, los esfuerzos para intentar inducir lluvias artificialmente se habían concentrado en la denominada siembra de nubes. Esta técnica consiste en esparcir pequeñas partículas de yoduro de plata en el aire para que actúen como núcleos de condensación, unos centros alrededor de los cuales se pueden formar las gotas de lluvia. “El problema es que todavía no tenemos claro que la siembra de nubes funcione eficientemente”, afirma el físico óptico Jérôme Kasparian, de la Universidad de Ginebra, Suiza. “También nos preocupa los riesgos que pueda tener para el medio ambiente el soltar partículas de yoduro de plata en el aire”.

Kasparian y sus colegas han llegado a la conclusión de que tiene que haber una alternativa respetuosa con el medio ambiente. Disparar al aire un rayo láser en pequeños pulsos ioniza las moléculas de nitrógeno y oxigeno alrededor del rayo, es decir, las carga eléctricamente. Así, el láser crea un canal de plasma, una especie “camino de gas ionizado” que, debido a su baja resistencia eléctrica, permite el flujo de corriente. Las moléculas ionizadas pueden actuar como núcleos de condensación naturales, explica Kasparian.

El experimento

Para comprobar si esta técnica realmente puede inducir gotas de lluvia, los investigadores han disparado, en condiciones controladas en el laboratorio, un láser de alta potencia en una cámara de aire altamente saturado. La cámara fue iluminada con un segundo láser de baja potencia, lo que permitió ver y medir las gotas de agua producidas. Inmediatamente después de disparar el láser, se formaron gotas de unos 50 micrómetros de ancho a lo largo del canal de plasma. Tres segundos después, el tamaño de las gotas había aumentado hasta los 80 micrómetros de anchura debido a la fusión de las gotas más pequeñas. Los resultados de esta investigación se han publicado online en Nature Photonics.

El siguiente paso para Kasparian y su equipo fue probar esta técnica en el exterior. Los investigadores ya han experimentado el uso de canales de plasma para modificar el clima: en 2008 demostraron que disparar un rayo de su láser portátil de alta potencia Teramobile hacia una nube de tormenta producía descargas eléctricas.

Para este nuevo experimento, Kasparian y sus colegas han probado el láser Teramobile varias noches y en diferentes condiciones de humedad. Una vez más, han detectado y medido la condensación inducida utilizando un segundo láser. En condiciones de baja humedad, el láser Teramobile no produce gotas. Pero cuando la humedad es alta el equipo ha llegado a medir hasta 20 veces más condensación tras disparar el láser Teramobile que antes. Kasparian afirma que esto puede sugerir la formación de gotas de agua.

El futuro

El experto en física del láser del centro de investigación FZD Dresden-Rossendorf, Roland Sauerbrey, afirma que este equipo tiene el potencial para crear una tecnología realmente innovadora. “Esta es la primera vez que se ha usado un láser para crear condensación en el exterior”, dice Sauerbrey.

Sin embargo, esta técnica aún se encuentra en una fase temprana de investigación. “Solo podemos crear condensación a lo largo del canal del láser, así que mañana no vamos a salir fuera y hacer que llueva”, explica Kasparian. Él y su equipo están ahora investigando si son capaces de formar condensación en un área más grande, extendiendo su láser por el cielo.

Thomas Leisner, físico atmosférico del Instituto de tecnología Karlsruhe (Alemania), mantiene una actitud escéptica acerca de la viabilidad futura de esta técnica para este propósito. “Soy escéptico con la idea de que esto pueda utilizarse para provocar lluvias a voluntad”, dice. Pero también afirma que esta tecnología podrá tener otros usos. Explica que los investigadores podrían calibrar la relación entre la cantidad de condensación producida por el láser y las condiciones atmosféricas imperantes. “Podrían utilizar la cantidad de condensación producida por el láser como una medida de la saturación del agua y así mejorar las actuales técnicas de pronóstico de lluvia”.

Escrito por Varinia para divulgaUNED.

El transbordador espacial Discovery ha despegado este lunes del Centro Espacial Kennedy, en el sur de Florida, con destino a la Estación Espacial Internacional (ISS). En él viajan siete tripulantes, de los cuales tres son mujeres: las estadounidenses Stephanie Wilson y Dorothy Metcalf-Lindenburger, y la japonesa Naoko Yamazaki. En la ISS serán recibidas por la astronauta de la NASA, Tracy Caldwell Dyson, que llegó a la estación internacional el pasado domingo a bordo del Soyuz TMA-18 acompañada por dos cosmonautas rusos. Este encuentro romperá un record histórico, ya que será la primera vez que haya cuatro mujeres en el espacio al mismo tiempo.

En esta nueva misión, denominada STS-131 y cuya duración será de 13 días, se llevarán a cabo reparaciones y diversos experimentos. Con este propósito el Discovery transporta un módulo denominado Leonardo, que contiene 1,8 toneladas de equipos y provisiones, además de varios compartimentos para experimentos y un sistema para la investigación de la atrofia muscular, una dolencia que afecta a los astronautas que pasan largos periodos en condiciones de gravedad cero.

Los actuales tripulantes de la ISS son:

Misión Soyuz TMA-17:

• Timothy Creamer
• Oleg Kótov
• Soichi Noguchi

Misión Soyuz TMA-18:

• Alexandr Skvortsoy
• Mijaíl Kornienko
• Tracy Caldwell Dyson

Misión STS-131:

• Alan Poindexter
• Jim Dutton
• Rick Mastracchio
• Clay Anderson
• Dorothy Metcalf-Lindenburger
• Stephanie Wilson
• Naoko Yamazaki

Un gesto más en contra de la política de la ministra González Sinde. Esta vez fue el divulgador científico Eduard Punset quien, en pocas palabras pero muy inteligentes y respetuosas, le ha dicho que nadie es el dueño/a de Internet:

LHC

Después de casi un año y medio parado debido a un fallo, el colisionador de hadrones del CERN ya está de nuevo en funcionamiento y ha logrado con éxito las primeras colisiones de partículas. Es una gran noticia para la física.

Es realmente increíble. El LHC (Large Hadron Collider) es una auténtica joya de la ciencia del siglo XXI. Es el acelerador de partículas más grande y potente del mundo: un enorme túnel  de 27 km de largo y ubicado a 100 metros de profundidad por el que los científicos pueden hacer circular de forma estable, casi a la velocidad de la luz, haces de partículas subatómicas y provocar su colisión. Se estima que se llegarán a producir 600 millones de colisiones de partículas por segundo. La aceleración y guía de las partículas se consigue gracias a más de 9.000 imanes cilíndricos enfriados a -271,25º C (menos de dos grados sobre el cero absoluto).

Esta “pequeña máquina” genera unos 27 TB de información al día. Quien sabe todos los conocimientos que se podrán obtener gracias a él. Más información sobre esta noticia en este enlace.

La llamada revisión por pares es un conocido método de control de la calidad de los artículos previo a su publicación y ampliamente utilizado en el mundo de la ciencia. Pero, ¿se puede aplicar también al mundo de la tecnología? Aún más, ¿se puede utilizar en el proceso de desarrollo de software? La respuesta es sí, y actualmente múltiples metodologías de desarrollo de software, sobre todo en la corriente de software libre (Open Source software), utilizan una variante de este método para el control de calidad de sus programas informáticos. Los proyectos software que incorporan la revisión por pares tienden a estar mejor diseñados, a contener menos errores, y por tanto, a ser más robustos.

En la revisión por pares clásica varios jueces o árbitros realizan una valoración de un artículo científico con el objetivo de decidir si cumple los requisitos mínimos de calidad, rigurosidad científica,… Si el artículo aprueba este examen será apto para ser publicado en una revista científica. Este sistema está absolutamente aceptado por la comunidad científica, y está implantado como el método de publicación de la ciencia.

En el mundo del software libre, la revisión por pares tiene su correspondencia en la llamada Ley de Linus: “Dados suficientes ojos, todo error es superficial” (“Given enough eyeballs, all bugs are shallow”), que se puede interpretar como “Con suficientes revisores, cualquier problema puede resolverse fácilmente”. Esto se traduce en la práctica en que, si el programa open source está correcta y suficientemente documentado, cualquier persona capacitada para ello puede analizar, revisar y mejorar el código fuente, y además, de manera totalmente altruista. Potencialmente, miles de programadores en todo el mundo pueden aplicar sus conocimientos y experiencia para refinar el código de un programa informático, algo que ninguna empresa se podría costear. El beneficio que esto supone se destaca todavía más si tenemos en cuenta la subjetividad que lleva implícita la evaluación de la calidad en el mundo del software, donde nunca se puede estar absolutamente seguro de que no hay errores o de que se han cumplido al 100% las especificaciones.

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La empresa gallega Sistema Hidráulico Solar S.L. ha instalado en Villalba (Lugo) un prototipo del seguidor solar más grande del mercado. Se llama SHS 345 y cuenta con una superfice de nada más y nada menos, 345 metros cuadrados para la colocación de placas solares fotovoltaicas. Todo un logro de ingeniería.

SHS 345

Hoy 1 de Mayo, después de 5 años de obras, China inaugura el puente marítimo más largo del mundo, que atraviesa un tramo de 36 kilómetros sobre el mar y que se estima será transitado por más de 40.000 vehículos al día. El puente tiene una anchura total de 33 metros, con tres carriles para cada sentido, y comunica las orillas Norte y Sur de la bahía de Hangzhou. Se realizará un doble ceremonia de apertura, una en cada extremo del puente, en las localidades de Jiaxing, al Norte y Ningbo, al Sur. La apertura de este puente constituirá una gran aportación al desarrollo del delta del río Yangtsé y mejorará enormemente las comunicaciones entre Shanghai, primer puerto mundial de carga, y Ningbo, el segundo puerto chino.

La construcción de este puente supuso un enorme reto para los ingenieros, ya que, además de las fuertes corrientes y el oleaje que a menudo azota esas aguas, la zona fue atravesada por 19 tifones sólo durante los 5 años que duraron las obras. Otro importante problema al que tuvieron que enfrentarse son los terremotos, razón por la cuel el puente ha sido diseñado para soportar temblores de hasta 7 grados en la escala de Richter.

El puente marítimo más largo del mundo

Gracias a esta espectacular obra de ingeniería, cuya inversión total fue de 1067 millones de euros (el 30% cubiertos por capital privado), la zona metropolitana de Shanghai se convertirá en la sexta mayor del mundo, por detrás de París, Londres, Nueva York, Tokio y Chicago.

Falta muy poco para que se produzca uno de los lanzamientos más esperados en el mundo de la informática: el 26 de mayo llegará a España el ultraportátil de bajo coste de Asus Eee. Este “aparatito” pesa sólo 0,92 kilos y tiene 512MB de memoria RAM. El precio depende del sistema operativo que lleve instalado el equipo: si queremos Linux nos lo podemos llevar a casa por sólo 299€ y si preferimos Windows XP cuesta 30€ más.

Asus eee