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14 de junio de 2007

 Consultorio CPI: Energías renovables

Iñaki nos pregunta:

Saludos

Hace poco que encontré vuestra web, y como todos, no puedo sino felicitaros por ella.
Me preocupa mucho el asunto de la ecología, los recursos naturales, y demás, y hace poco vi una entrada en menéame, donde ponía bien claro que el sistema actual se agotará en pocos años.

Te comento esto como contexto para mi duda: ¿Qué hay de verdad en la energía solar? Es decir, hay gente que solo ve ventajas en los sistemas de aprovechamiento solar (placa fotovoltaicas, espejos concentradores, etc) y otros que no lo vemos tan claro. ¿Es aprovechable realmente la energía solar para alimentar toda la maquinaria actual, o por lo menos en parte?

Quizás se pueda decir de otra manera: ¿La energía solar es rentable desde el punto de vista energético? ¿Y ese posible rendimiento la hace práctica?

Muchas gracias :)

Como sucede de vez en cuando y , por suerte, cada vez más a menudo, en CPI tenemos el lujazo de contar con gente experta que colabora con estupendos artículos. Hoy nos ayuda Nuke Baco, forero deluxe en CPI, un ingeniero que trabaja en renovables, la mar de generoso con su tiempo, y que se ha tomado unos buenos ratos para dar forma a la respuesta. Muchas gracias, Nuke. He dado formato a texto y tablas, he añadido algún enlace y he reescrito alguna frase porque la entrega de Nuke fue en dos partes que se superponían levemente. O sea, que el mérito es de Nuke. Los fallos, si quedan, son, por supuesto, culpa de la SGAE.

¿Es realmente viable la energía solar?

Pues bastante, en el sentido que actualmente en el mundo hay más de 2000 MW instalados y funcionando perfectamente. En concreto, la instalación de Europa mas antigua, situada en el LEEE de lucerna, Suiza lleva veinte años funcionando en perfectas condiciones.

El recurso solar es naturalmente extensivo, por lo que se necesita una amplia superficie para realmente cubrir un consumo total. En España el índice de irradiación se sitúa entre 3,5 y más de 7 kW·h/m2 al día. Teniendo en cuenta una demanda eléctrica de 700 GW·h y una eficiencia media de un 8% de conversión de energía solar a energía eléctrica (al rico problema de Fermi, oigaaaa) nos queda que para cubrir la demanda en España con energía solar únicamente necesitamos una superficie de <choricillo aritmético> 700 kW·h/0.08*3.5 kW·h/km2*0,3 (no todos los m2 son aprovechables) que resultan 8.333 km2, con lo que nos vale con 2/3 de la provincia de Guadalajara (8000/12000 km2) </choricillo aritmético>. O sea, que sí. Que se puede conseguir el abastecimiento energético a base de energía solar.

En cuanto a la rentabilidad energética, ya se ha comentado varias veces en el foro CPI que típicamente la rentabilidad energética de las placas fotovoltaicas se alcanza entre los 5-9 años de funcionamiento. Puede que parezca mucho, pero cualquier fabricante te garantiza el funcionamiento de la placa durante 25 años. Luego es claramente rentable energéticamente.

Viabilidad y coste de pasar toda España a las energías renovables

Avanzo una primera tabla con costes medios de producción y precios de mercado que tengo, para hacerse una primera idea las renovables hay que pagarlas, de media para que se construyan a 1 €/kW·h cuando el precio de mercado es de 0.4 €/kW·h luego en primera aproximación, el cambio a renovables sale a razón de (0.6*700.000) 420.000 euros diarios (más de 150 millones de euros al año), hummmm…mucha pasta:

Estimación del coste actual del MW·h para cada tipo de energía

Tecnología Precio final (€/MW·h)
Fotovoltaica 436,5
Eólica 90
Carbón 50
Hidráulica 20
Fuel+gas 45
Ciclo combinado 40
Nuclear 30
Precio promediado 42,37

 

Nos estamos volviendo energéticamente renovables, pero, ¿hasta cuanto seremos capaces de llegar? Dado que las preguntas en CPI siempre requieren una respuesta, vamos a ver de qué fuente de energía primaria procede la energía eléctrica que consumimos (se incluyen también todas las “perdidas” del sistema en sus distintas fases):

Consumo eléctrico español – 25 de abril de 2007 (Datos de REE)

Balance eléctrico MW·h Porcentaje
Hidráulica 2.033.734 11,6%
Nuclear 3.057.595 17,5%
Carbón 5.123.141 29,3%
Fuel+gas 143.067 0,8%
Ciclo combinado 3.670.584 21,0%
Parcial de régimen ordinario 14.028.121 80,2%
Consumos de generación -538.586 -3,1%
Régimen especial 4.004.373 22,9%
Generación neta 17.493.909
Consumos en bombeo -334.020
Saldo intercambios internacionales -373.115
Pérdidas en transporte -237.479
Demanda total de distribución 16.549.295

 

Según Red Eléctrica de España (REE) en el mes de abril de 2007 se generó en barras de central (barras de central, sin contar perdidas de transporte y distribución, intercambios con otros sistemas eléctricos y consumos de bombeo) la nada despreciable cantidad de 17.500 GW·h, aproximadamente. De estos se produjeron en régimen especial (renovables) algo más de 4.000 GW·h, un bonito 22,9 %.

Hmmm….¿y cuánto hace falta para tirar todo de renovables? Pues no es una pregunta sencilla.

– La sustitución por potencia no es directa, es decir MW a MW porque falta el tiempo de uso, el MW·h.

– Las renovables tienen una característica básica: no son gestionables, la energía se produce cuando hay viento o cuando hay sol, por indicar las dos con mayor crecimiento en España. Y la producción no coincide con el perfil de carga. Por tanto habrá que contar con sistemas de almacenamiento energético.

  

Gráficas de demanda de energía eléctrica (izquierda) y oferta de energía eólica (derecha) en España. Puede observarse que es absolutamente necesario almacenar la eólica, pues su perfil de generación no se corresponde con el de demanda

Actualmente el método más eficaz de almacenamiento energético es con centrales de bombeo, que tienen un rendimiento global del 95 75%, más o menos; del resto de sistemas es destacable el almacenamiento de aire comprimido subterráneo, con un 80% de rendimiento. El resto no son ni planteables. El hidrógeno es I+D ahora mismo, con un 12% de rendimiento máximo, con lo que tendremos que quedarnos las hidráulicas, y convertir unas cuantas en reversibles (el 100%) .

Vamos a hacer cálculos (en modo Fermi)

Tenemos que sustituir 12.000 GWh mensuales por energías renovables. Tomando las proporciones actuales algo corregidas (contando una muy alta instalación de solar)

Porcentaje posible de uso de energías renovables en España

Tecnología Porcentaje
Fotovoltaica 5%
Eólica 60%
Biomasa, Solar térmica… 15%
Minihidráulica 20%

 

Con sus correspondientes horas equivalentes mensuales (116, 166’7, 4375 y 250 respectivamente) nos resulta los bonitos MW necesarios para sustituir la generación convencional menos la hidráulica:

MW necesarios para cada energía renovable

Tecnología MW necesarios
Fotovoltaica 3.307
Eólica 39.687
Biomasa, Solar térmica… 9.922
Minihidráulica 13.229

 

Esto es lo que necesitamos. Vamos a ver lo que cuesta. Según el nuevecito Real Decreto de renovables, publicado el 25 de mayo (las fechas no son casualidad) el precio resultante de mercado, con mis estimaciones, pero éstas no son publicables, jeje, andaría por los 120 €/MW. Esta cantidad habría que sumar el sobrecoste de las instalaciones de almacenamiento, que lo estimamos en un 10%. Por tanto, el precio final andaría por los 131 €/MW. Pero todavía falta algo…..

Además, está el hecho económico, las centrales convencionales existentes no se pueden cerrar por decreto sin ninguna contraprestación, por lo menos en un país con garantías jurídicas. Ante la moratoria nuclear todos los consumidores hemos estado pagando un impuesto especial que se llamaba moratoria nuclear, este ascendía a una tarifa plana del 0,4 % de la factura. Este importe se ingresaba directamente a las empresas eléctricas que invirtieron en centrales nucleares y se cerraron antes de que empezaran a funcionar (Lemoniz, Valdecaballeros…) Este importe se ha estado pagando hasta el pasado enero durante 20 años. Y solo fueron las nucleares en construcción. En una estimación rápida se puede estimar que el impuesto que nos cobrarían por cerrar centrales no amortizadas ascendería a un 65% de impuesto.

Por tanto en el cálculo final (que nuestros amigos de Greenpeace obviaron) tendremos 216 €/MW de precio final de mercado. Puede no parecer mucho, pero el precio medio de abril rondó los 40 €/MW. ¿Conclusión? Pues bien, apriétense el cinturón, ¿Queremos renovables? Pues paguemos todos 5 veces lo que pagamos de electricidad.

Evidentemente este cálculo rápido es discutible, pero no debe andar muy desencaminado. En cualquier caso se ha supuesto que es instalable, tanto los 40.000 MW de eólica (REE “sólo” permite un incremento sobre el actual de 10.000 MW para garantizar la operabilidad de la red) como los 3.300 MW de FV, más real, o los 13.000 MW de minihidráulicas, energías de las olas, marinas…

Por supuesto que las energías renovables son necesarias, pero recordemos que para fomentar su instalación cobran más, porque cuestan más, que las centrales convencionales.

Menea esta entrada si te apetece :)

Categorías: Ciencia, Consultorio CPI, Física, Foro CPI, Ingeniería | Hay 144 comentarios »

27 de mayo de 2007

 [Libro] Why don’t penguins’ feet freeze? (2007-15)



Título: Why don’t penguins’ feet freeze?
Autor: Mike O’Hare (Editor)
Tema: Divulgación científica CPIera ;)
Editorial: Profile Books
Páginas: 236
ISBN: 1-86197-876-6
Idioma: Inglés

Segunda parte del grandísimo libro ¿Hay algo que coma avispas?, que recientemente comentamos en CPI. Son preguntas y respuestas que hacen y dan los lectores de la sección “La última palabra” (The last word) de la revista New Scientist .

Y, de nuevo, la lectura es absolutamente adictiva. ¿Por qué salen las canas? ¿Por qué lloramos al pelar cebollas? ¿Por qué la mayoría de los perros tienen la nariz negra? ¿El efecto placebo siempre es bueno o hay efecto placebo negativo? ¿Por qué hacen tanto ruido al agitarlas las bolsas de plástico del supermercado? ¿Cómo funcionan las gafas que se oscurecen con la luz? ¿Por qué la barandilla de las escaleras mecánicas casi siempre va a velocidad distinta de la escalera? Si me pierdo en un supermercado, ¿Cuál es la mejor estrategia para encontrarme de nuevo con mi acompañante: quedarme quieto o empezar a recorrer los pasillos?… Así hasta 115 preguntas interesantísimas.

Se lo aseguro, estimados lectores. Fue empezar a leer y no poder parar. Y este es un libro que hay que releer, pues está lleno de información CPI. Me encanta.

Si no les gusta leer en inglés, espero que en breve lo traduzcan al español. Le he mandado un correo al traductor del anterior libro, que suele traducir todos los libros de ciencia de RBA, para ver si me puede dar la pista.

Actualización (4-6-2007): Me responde muy amablemente J.M. Álvarez Flórez, traductor del anterior libro de esta serie, que RBA ha comprado los derechos de éste, y que probablemente para primeros del año que viene lo tengamos en castellano. Era de esperar :)

Mi nota, nada sorprendentemente, es Imprescindible

Categorías: Astronomía, Biología, Ciencia, Ciencia en casa, Física, Ingeniería, Libros, Matemáticas, Medicina, Química | Hay 15 comentarios »

24 de mayo de 2007

 Polígrafos

En la KDD CPI 3.14 en Málaga, de grato recuerdo, Áuryn, nuestra psicóloga forense residente ;) comentó algo acerca del mal uso que se les daba a los polígrafos en los programas de casquería del corazón de por las tardes. Cuando le pedí que nos contara más, nos dio una interesantísima lección de polígrafos. No podía menos que pedírsela por escrito, a lo que se prestó amablemente. Tras cada tema aparentemente banal hay un mundo de cosas que aprender, estimados lectores. El texto es de Áuryn y yo sólo he puesto algún enlace tras consultar la Wikipedia. Muchísimas gracias, Áuryn. Los errores que queden son, por supuesto, culpa de la SGAE:

Un polígrafo, como su nombre indica, es una máquina que hace un gráfico de varias medidas. En concreto, medidas de diferentes respuestas corporales (pulso, ritmo respiratorio, conductividad de la piel…). No es un “detector de mentiras”, ni una “máquina de la verdad”, ni nada por estilo. Sólo mide las variables y las refleja en una gráfica. Ahora bien, si tenemos una persona conectada a la máquina y le presentamos una serie de estímulos, las respuestas fisiológicas variarán, y si esas variaciones son coherentes podemos extraer determinadas conclusiones acerca de cómo está evaluando la persona dichos estímulos. Pero no es la máquina la que nos dice milagrosamente que alguien miente, sino nosotros los que sacamos las conclusiones elaboradas a partir de los simples datos. Y nuestras conclusiones dependerán de la teoría en la que nos basemos.

Cuando se empezaron a estudiar las medidas fisiológicas en el ámbito judicial, la teoría base venía a decir más o menos que el culpable de un delito se pondría nervioso ante la posibilidad de que lo pillasen, mientras que el inocente no lo estaría. Por lo tanto, aquel que, conectado al polígrafo, al escuchar preguntas referidas a un delito mostrase unos valores diferentes en la gráfica a los que tendría escuchando preguntas no relevantes, sería culpable. Era lógico, era sencillo, y no era del todo fiel a la realidad. Como en los juicios de Dios de la antigüedad, esto tenía un grave fallo: para que funcionase, el culpable tenía que creer que la máquina detectaba las mentiras, y el inocente, que la máquina demostraba su inocencia. Si el culpable no sentía ningún tipo de nerviosismo o si el inocente se sentía muy turbado por las preguntas referidas a actos delictivos, las medidas se iban al traste. Por eso se “convencía” previamente a los sujetos que iban a pasar la prueba de que la máquina era infalible, para ponerlos en el estado de ánimo adecuado.

Funcionó durante un tiempo, y pasó a la cultura popular. Una máquina perfecta, que detectaba sin asomo de error quién mentía y quién no… No se puede negar que es un tema jugoso. Se hicieron películas, novelas, y hasta chistes al respecto.

Pero luego se empezaron a estudiar las características del polígrafo con criterios científicos, y, claro está, se descubrieron sus deficiencias metodológicas. Un inocente muy nervioso o con predisposición a sentirse acosado tendría unas reacciones más fuertes que un culpable. Un culpable con una línea base muy baja o que hiciese contramedidas (es decir, que se pusiera una chincheta en el zapato, alterase el ritmo de su respiración normal o pensase en cosas que le relajasen) tendría grandes posibilidades de pasar la prueba como inocente.

Así que se empezó a plantear cómo mejorar la técnica para que las posibilidades de error fueran menores, tanto falsos positivos (inocentes detectados como culpables) como falsos negativos (culpables tomados por inocentes). Y estas mejoras fueron en dos direcciones: Por un lado, mejorar las máquinas para que las medidas fisiológicas tomadas fueran más precisas y más diversas, y, por otro, cambiar la manera de redactar y plantear las preguntas para que fueran más discriminativas.

Un polígrafo actual consta de un programa instalado en un ordenador, un aparatito chiquitín con muchas entradas de señal, y varios periféricos que se conectan al mismo para obtener las medidas. Normalmente, dos fuelles para la respiración, un esfigmomanómetro para la tensión arterial, y unos electrodos de gel que se colocan en la mano para medir la respuesta galvánica de la piel (los pequeños aumentos casi imperceptibles en la sudoración de las manos). Aparte de eso, se pueden colocar diferentes almohadillas (en el asiento, bajo los pies, en los brazos de la silla) para que, si la persona trata de hacer contramedidas moviéndose, se detecte este movimiento. La gran ventaja del ordenador es que, además, podemos ajustar la gráfica al rango que queramos, de tal manera que, si el sujeto tiene unas reacciones bastante “planas”, se puede ampliar el gráfico para que no pasen desapercibidas las pequeñas variaciones.

Pero donde realmente se ha avanzado con la investigación es en la forma de redactar las preguntas. Estaba bastante claro que eso de “el culpable se pone nervioso y el inocente no”, no era el punto de vista correcto, así que se empezaron a buscar nuevos formatos de preguntas. Aparecieron entonces los protocolos que incluían preguntas que buscaban a propósito poner nervioso al sujeto (¿Ha sido usted infiel a su pareja alguna vez? ¿Ha mentido para conseguir algo que deseaba?) para comparar ese nerviosismo con el que aparecía al preguntar por el delito, y poder discriminar a aquellas personas que simplemente se estresaban al ser interrogadas. Pero la posibilidad de un falso negativo seguía siendo demasiado alta.

Entonces fue cuando se empezó a investigar basándose en una teoría completamente diferente: la respuesta de orientación. Esta respuesta, ya observada por Pavlov en sus famosos perros babeantes, consiste en que, al percibir un estímulo novedoso, el organismo se activa (en el caso de los perros, al escuchar un ruido, levantan la cabeza y orientan las orejas en la dirección en que lo escuchan). Por primera vez, los poligrafistas tenían algo que no dependía del nerviosismo del sujeto, sino que era inseparable de su propia fisiología. Y se diseñó el Test de Conocimiento Culpable (Guilty Knowledge Test , Lykken, 1960), en el que se plantean al sujeto diversas preguntas sobre el delito cuya respuesta sólo el culpable puede conocer, debiendo éste elegir una alternativa de respuesta entre varias presentadas. No importa cuál elija, porque si es culpable su cuerpo le delatará, activándose casi imperceptiblemente en la respuesta correcta. Y el polígrafo detectará esa activación. Con un número de preguntas suficientemente grande, con respuestas bien planteadas y que no sean del dominio público, un culpable se destacará muy por encima de los inocentes, cuya activación será prácticamente aleatoria.

Sin embargo, por algún extraño misterio, que muy probablemente tiene que ver con la popularidad de la idea inicial de “máquina de la verdad”, siguen usándose mayoritariamente los protocolos antiguos, de hecho, los primeros de todos, justo los que se han demostrado en gran medida ineficaces. “No dejes que la realidad te estropee un bonito espectáculo”, deben de pensar todos los programas amarillistas que venden el polígrafo como algo fiable, a pesar de utilizarlo francamente mal.

Para pasar una prueba poligráfica (varias, puesto que el procedimiento exige que se repitan las medidas varias veces, preferiblemente alterando el orden de las preguntas), se necesita una sala a temperatura agradable, sin ruidos ni distracciones, en la que el sujeto se sienta cómodo y relajado. Ponerlo nervioso innecesariamente nos daría una gráfica excesivamente compleja. Si se mueve mucho, si responde con palabras largas (más allá de “sí y “no”, o del número o letra de la alternativa, según el protocolo usado), si se acalora y enerva, la prueba es totalmente inservible, puesto que la máquina nos dará unas medidas de las variables totalmente caóticas, imposibles de interpretar.

Por supuesto, no siempre los sujetos son colaboradores y pacientes, e incluso los hay a los que les interesa boicotear una prueba de estas características. En esos casos, igual que cuando la gráfica es confusa, un buen poligrafista nunca aseverará que el sujeto miente, sino que la prueba es no concluyente.

En resumen, ¿el polígrafo funciona? Pues exactamente igual que cualquier otra herramienta: sólo si se usa bien. La cuestión es que, por lo que parece, interesa usarlo mal.

Categorías: Ciencia, Foro CPI, Ingeniería, Leyendas urbanas, Psicología | Hay 35 comentarios »

20 de mayo de 2007

 [Libro] ¿Hay algo que coma avispas? (2007-14)



Título: ¿Hay algo que coma avispas? (Título original: Does anything eat wasps?)
Autor: Mike O’Hare (Editor)
Tema: Divulgación científica CPIera ;)
Editorial: RBA
Páginas: 253
ISBN: 978-84-7871955-6
Idioma: Español
Traductor: José Manuel Álvarez Flórez

He aquí lo que CPI quiere ser cuando sea mayor, estimados lectores. Un libro que recopila preguntas de lectores que son respondidas por otros lectores (Seguro que les suena de algo :) ). Debo reconocer que desconocía la sección “La última palabra” (The last word) de la revista New Scientist , pero me he quedado impresionado. Hay un segundo libro, aún no traducido, que compré en Florencia y que ya estoy terminando.

Y qué les puedo decir, estimados lectores. He devorado el libro. Me lo compré en el aeropuerto de Barajas cuando salía para Italia y me lo acabé casi casi en el avión. Es adictivo. Es fantástico. Es una gozada ver la colaboración entre los lectores, salpicada con comentarios humorísticos que arrancan muchas sonrisas. Es el foro CPI, si me permiten la comparación CPIcéntrica, con la diferencia de que lleva en marcha desde 1994.

Entre las muchas preguntas que podremos resolver están la que da título al libro: “¿Hay algo que coma avispas?”. El propio preguntante da una hipótesis: “Pájaros estúpidos”, pero la respuesta documentada de los lectores tiene mucha más miga. Hay mil preguntas más, muchas de las cuales han visto ustedes respondidas en blogs como CPI, MedTempus, Ocularis y otros: ¿Por qué los moretones cambian de color con el tiempo? ¿Qué debo hacer si quiero convertirme en fósil? Si tiro una piedra al mar en Menorca, ¿llegaría la ola a EE.UU.? ¿Cuántas especies viven dentro del cuerpo humano? ¿Por qué, si la rueda es tan útil, no hay animales que hayan desarrollado evolutivamente ruedas para desplazarse? Un auténtico montón de preguntas muy interesantes. Una que me encantó: “Dicen que la cerveza contiene un montón de nutrientes y vitaminas. ¿Cuánto tiempo podría una persona resistir alimentándose únicamente de cerveza?” Una de las respuestas: “Lo único que puedo decir es que tengo 39 años y sigo vivo” :D . Son 100 preguntas en total.

Sólo puedo decirles que adoro este libro. Que me encanta, que me ha dado muchas ideas para escribir cosas interesantes y que estoy seguro, segurísimo de que a cualquiera con interés en la ciencia curiosa pero inútil (a veces) le fascinará.

Mi nota no puede ser otra: Imprescindible.

Actualización: Nuestros foreros son de la misma opinión: El libro es estupendo :) (¡Gracias, mikoalilla!)

Categorías: Astronomía, Biología, Ciencia, Ciencia en casa, Física, Foro CPI, Ingeniería, Libros, Matemáticas, Medicina, Química | Hay 26 comentarios »

18 de abril de 2007

 Consultorio CPI: Multas y teoremas

[¡Vaya semanita llevo, estimados lectores! Si les parece mucho trabajo mudarse de casa, imagínense trasladar un laboratorio completo. Pero seguimos en la brecha.]

Ramón nos pregunta:

Hola, enhorabuena por tu blog.

He tenido varias veces la misma discusión con mis amigos y es que alguno dice que cuando te pilla el radar de velocidad de la policía y te sacan la foto, notas un fogonazo por el flash de la cámara. ¿Es eso cierto? ¿Podrías explicar como funciona?

Gracias.

La respuesta concreta, estimado Ramón, es sí y no :) . Llegaremos a ello, tal como nos gusta hacer, tras un breve rodeo por los sistemas de medición de velocidad por radar (y por otros medios).

Cuando la policía (o quien sea) quiere averiguar la velocidad de un coche, normalmente hay dos métodos principales y uno matemático para hacerlo:

1) Por radar (RAdio Detection And Ranging) y efecto Doppler. El efecto Doppler, como hemos visto alguna vez por aquí (I, II, III), consiste en que las ondas emitidas o reflejadas por un objeto en movimiento tienen distinta longitud de onda que las inicialmente emitidas. O sea, que si yo apunto a un coche con una fuente que emite ondas a una frecuencia f y el coche viene hacia mí, las ondas rebotadas que yo vea tendrán una frecuencia mayor que f. En la siguiente imagen podemos verlo, no con ondas reflejadas sino emitidas, pero el principio básico es el mismo. En la dirección del movimiento, las ondas están más apelotonadas; es decir, que la frecuenciqa es mayor. En dirección opuesta al movimiento, las ondas están más espaciadas: la frecuencia es menor.

Como la fórmula del efecto Doppler es bien conocida, puedo calcular la velocidad del coche que se acerca o se aleja con bastante precisión. Normalmente, las medidas de velocidad en carretera tienen un error del 10%, pero eso es a efectos legales. Su error real suele ser bastante menor.

2) Mediante Lidar (LIght Detection And Ranging). El Lidar es lo mismo que un radar, pero en vez de usar microondas usa luz infrarroja. Un lidar de una patrulla de tráfico funciona, sucintamente, de la siguiente manera: Apunto a un coche y le tiro un pulso de luz (infrarroja, recordemos, o sea que no la podemos ver). Y mido el tiempo que tarda el pulso en ir y volver, con lo que sé la distancia que me separa del coche, porque sé a qé velocidad va la luz. Al cabo de dos décimas de segundo, por ejemplo, le vuelvo a tirar otro pulso. Tirar un pulso es encender una luz infrarroja, por cierto, nada del otro mundo. Vuelvo a medir el tiempo que tarda la luz en ir y volver al coche. Vuelvo a saber la distancia a la que está. Hago la resta entre las dos distancias y sé cuánto ha avanzado en esas dos décimas de segundo. Y como sé el tiempo que ha pasado entre mis dos medidas y la distancia a la que está el coche en las dos medidas, puedo hacer la división, velocidad igual a espacio partido por tiempo, y me sale la velocidad del coche.

3) Una tercera manera, que me encanta aunque no se aplica todavía porque podría haber lagunas legales (sin embargo, hay sistemas en pruebas, por ejemplo, en la carretera de Burgos, en Madrid), es multar a la gente mediante el teorema de Lagrange. Tal cual lo oyen, estimados lectores, ya me lo estoy imaginando, “me multaron por culpa del cálculo diferencial. Odio a Newton. Ya le podía haber caído una losa de hormigón y no una manzana en la cabeza”.

El teorema de Lagrange, a veces llamado del valor medio o de Bonnet-Lagrange, dice que en algún punto de un intervalo cerrado, una función continua y derivable en ese intervalo tendrá derivada instantánea igual a la derivada media en el intervalo. ¿Complicado? Pongámoslo en palabras de la calle. Si hago un viaje entre Madrid y Zaragoza y mi media de velocidad en todo el recorrido es de 121 km/h, forzosamente, en algún punto del camino, mi velocidad ha sido exactamente 121 km/h. Veamos de manera intuitiva por qué. Si empiezo yendo a 140 km/h, para que al final la media salga 121 km/h, sé que tarde o temprano tendré que ir por debajo de 121 km/h, para que al final la media salga la que es. Y si voy por encima de 121 y luego voy por debajo de 121, forzosamente en algún lugar tendré que ir exactamente a 121 km/h.

Gracias a este teorema, si colocamos dos cámaras de fotos separadas 10 kilómetros, por ejemplo, en la autopista y vemos que un coche tarda en recorrer esos 10 km menos de 5 minutos, sabremos que, como su velocidad media es mayor que 120 km/h, forzosamente habrá tenido que superar los 120 km/h en algún punto del recorrido, por mucho que a lo mejor a la entrada y a la salida fuera a 80 km/h. Multazo que te crió. El teorema de Lagrange nunca falla :) . Este sistema puede tener alguna laguna legal, pero es sólo por el cerval desconocimiento de las matemáticas que sufren nuestros gobernantes. Alguien argumenta que nos multarían sin tener evidencia de nuestro exceso de velocidad, porque a la entrada y a la salida del tramo “cronometrado” nuestra velocidad podría ser adecuada. Nos multarían sin habernos “visto” cometer la infracción. Los que esto argumentan desconocen que de un teorema, siempre que se cumplan las condiciones (la velocidad y la posición deben ser continuas, es decir, no vale teletransportarse ni cambiar instantáneamente la velocidad, cosas que de hecho nunca ocurren), se deduce forzosamente la conclusión. Por fuerza habríamos superado el límite permitido. Ya John Allen Paulos, creo que en su gran libro El hombre anumérico (imprescindible), proponía este método de multas en los peajes de las autopistas. Si corríamos mucho en un tramo de autopista, aún podríamos engañar al sistema parando y tomando un café (o muchos cafés, si nuestro exceso de velocidad era salvaje), para que la media bajase hasta la velocidad permitida. Pero si alguien sobrepasaba la velocidad media permitida en el tramo, se llevaría la multa.

Y lleguemos finalmente a las fotos. Hay veces en que sí se ve el flash y hay veces en que no se ve, aunque sea de noche. Esto es porque hay dos tipos diferentes de cámaras de fotos de tráfico (es posible que haya alguno más, pero dos a los efectos que nos interesan). Unas funcionan con luz visible y otras funcionan con luz infrarroja. Los flashes de las cámaras de luz visible se ven (yo mismo he visto varios flashes en la M-40 y la carretera de la Coruña, en Madrid) y los de las infrarrojas no. Estos últimos tienen la ventaja de que no distraen a los infractores en el momento de sacarles la foto y además no avisan a otros conductores de la presencia del radar (esto último no es una ventaja sino una bajeza, pero en fin).

Actualización: Me había pasado por alto una animación en la que se cuenta muy bien el método de funcionamiento de la cámara:



Y en cuanto a las cámaras, cada día son más “listas”. Uno de nuestros CPIeros de honor, rmcantin, colaboró en un sistema puntero, no para poner multas sino para contar coches, usando cámaras. En sus propias palabras:

Os puedo adelantar que a eso de los cables le quedan dos telediarios. Hace unos años, desarrollamos un software de visión por computador precisamente para contar vehículos usando los millones de cámaras que tiene la DGT en autopistas y ciudades.

Al final conseguimos un sistema bastante robusto y rápido, con mejores tasas de acierto que los cables, sin costes de instalacion ni mantenimiento (mas que hacer 2 clicks en la pantalla del ordenador) y que podía estar funcionando todo el tiempo que hiciera falta. Incluso funciona en retenciones, cosa que los cables no.

Ademas, puedes separar los sensores por carril para tener en cuenta las dos direcciones, con lo que no necesitas metodos estadísticos para detectar el sentido. Incluso te detecta si algún vehículo iba en sentido contrario (pasa mas de lo que creeis).

¡¡¡Incluso conseguimos que funcionara de noche!!! :)

Por cierto, aunque el algoritmo que usábamos era original, la idea de contar con cámaras ya había sido desarrollada por otras empresas. En estos momentos hay bastantes sistemas comerciales que lo hacen. A ver cuál compra la DGT.

Su comentario iba dentro de un hilo en el que se resuelve otra duda CPI: ¿Para qué sirven los cables, normalmente a pares, que vemos tendidos transversalmente por algunas carreteras? Aquí y aquí nuestros foreros resuelven el asunto.

Nueva actualización: gA (¡gracias!) nos ayuda con los términos legales.

Categorías: Ciencia, Consultorio CPI, Física, Fotografía, Ingeniería | Hay 82 comentarios »