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Diez avances tecnológicos que asombrarán al mundo en el 2013.

Estimada familia de Barinas, me encanta saber o descubrir, si es posible, qué es lo que nos tiene el futuro preparado. No soy clarividente, así que me conformo con averiguar las últimas noticias sobre la ciencia y la tecnología. Siento tal acción que es como mirar por una cerradura lo que nuestros hijos usarán cotidianamente, como una pelicula de ciencia ficción. Recordemos que la magia es, tan solo, ciencia no descubierta. Reactores nucleares de cuarta generación, coches eléctricos que se mueven por Internet, sensores que inoculan insulina cuando el cuerpo lo pide, dióxido de carbono bueno, agua desalinizada con menos coste... son algunas de las tecnologías que se desarrollarán en 2013, según el Foro Económico Mundial.

El Consejo de la Agenda Global sobre Tecnologías Emergentes del Foro Económico Mundial ha identificado las 10 tecnologías que, en 2013, prometen dar pasos decisivos para lograr avances inconcebibles hace apenas una década en campos como la medicina, la producción energética, la industria manufacturera, la seguridad vial, la lucha contra el cambio climático...

Vehículos eléctricos 'online'.

Los problemas medioambientales derivados del uso del automóvil y la necesidad de diversificar las fuentes de energía en el sector transporte han puesto en primer plano de la actualidad al vehículo eléctrico online. Los coches eléctricos disponen de un motor eléctrico que utiliza como fuente de energía la electricidad almacenada en unas baterías. El motor eléctrico se caracteriza por ser más eficiente y mecánicamente más simple que los tradicionales de combustión interna, lo que se traduce en ahorro económico y en la no emisión de gases contaminantes. Sin embargo, se puede avanzar más haciendo uso de la tecnología wireless, sin cables, para proporcionar electricidad a los vehículos. En la próxima generación de coches eléctricos una serie de bucles instalados bajo el suelo del automóvil reciben la energía vía un campo electromagnético que emite desde los cables instalados bajo la carretera. La corriente también carga las baterías de abordo que propulsan al vehículo cuando este se encuentra fuera del campo. Como la electricidad es suministrada externamente, a través de los bucles, estos coches tan solo necesitan un quinto de la capacidad de almacenamiento de los coches eléctricos estándar, y pueden lograr una eficiencia de transmisión superior al 80%. Los vehículos eléctricos online están siendo sometidos a test en carretera en Seúl, Corea del Sur.

Impresión 3D y manufacturación a distancia.

Una impresora 3D es una máquina capaz de realizar "impresiones" de diseños en 3D, creando piezas o maquetas volumétricas a partir de un diseño hecho por ordenador. Surgen con la idea de convertir archivos CAD en prototipos reales. A día de hoy son utilizados para la matricería o la prefabricación de piezas o componentes, en sectores como la arquitectura y el diseño industrial. El sector en el que este tipo de herramientas resulta más común es el de las prótesis médicas, donde resultan ideales dada la facilidad para adaptar cada pieza fabricada a las características exactas de cada paciente. Se han creado prototipos donde lo que se imprime es comida. La impresión tridimensional permite la creación de estructuras sólidas partiendo de un archivo digital. Esta nueva tecnología potencialmente puede revolucionar la economía manufacturera si los objetos pueden ser impresos a distancia, en casa o en la oficina. El proceso consiste en la colocación que la impresora hace, capa a capa, del material que constituirá el futuro objeto independiente, desde la base a la cúspide del mismo. Los proyectos diseñados en el ordenador son cortados en secciones cruzadas para las plantillas de impresión, lo que permite que objetos creados virtualmente puedan ser usados para “copias reales” de plástico, metal, aleación, etc.

Materiales autorreparables.

Una de las características definitorias de un organismo vivo es su intrínseca habilidad para reparar un daño. Científicos suizos han desarrollado polímeros que tienen la capacidad intrínseca de autorrepararse mediante la exposición a la luz ultravioleta, vapor o calor. Esos polímeros podrían ser de enorme utilidad en áreas como los transportes o la construcción, ya que prolongan la vida de materiales que se emplean en numerosas aplicaciones. Al exponer el polímero metalosupramolecular, por ejemplo, a la luz ultravioleta, se produce una estimulación del ligante metálico y la energía así absorbida se transforma en calor.

Una creciente tendencia en biomimetismo es la creación de estructuras inertes que tienen la capacidad de repararse a sí mismas cuando han sufrido cortes, desgarros o han sufrido fisuras. Estos materiales, capaces de reparar un daño sin la intervención del ser humano, podrían dar a los productos manufacturados una mayor esperanza de vida, reduciendo así la demanda de materias primas. Del mismo modo, el mejorar la seguridad inherente al material usado en la construcción o para formar el armazón de un avión puede revolucionar la seguridad.

Purificación del agua energéticamente eficiente.

La escasez de agua es un problema ecológico creciente en muchas partes del mundo debido a la agricultura, las cada vez más grandes y numerosas ciudades y a otros usos humanos. Cuando las fuentes de agua natural están sobreexplotadas o agotadas, la desalinización ofrece una casi ilimitada cantidad de agua, pero a un gran coste energético. El agua y la energía son dos recursos de los que depende la sociedad moderna. Debido al aumento en la demanda de estos, investigadores de todo el mundo buscan tecnologías alternativas que prometan tanto la sostenibilidad como la reducción del impacto ambiental. Según explican los ingenieros, la desalinización y reutilización son las únicas opciones para aumentar el suministro de agua más allá de lo que está disponible a través del ciclo hidrológico (el movimiento continuo de agua en, sobre y debajo de la superficie de la tierra). Sin embargo, la convencional tecnología de desalación y reutilización usa una considerable energía. El diseño mediante ósmosis tiene la clave para hacer frente a la necesidad mundial de agua potable asequible y barata, además de ser energéticamente sostenible de acuerdo con los ingenieros de la Universidad de Yale. La ósmosis utiliza la difusión natural del agua a través de una membrana semipermeable. Este proceso “arrastra” el agua pura de sus contaminantes hacia una solución de sales concentradas, que puede ser fácilmente eliminada bajo un tratamiento térmico, eliminando de manera efectiva los contaminantes y la salinización del agua con poca aportación de energía. Estas nuevas tecnologías emergentes ofrecen la posibilidad de una mayor eficiencia energética en la desalinización o purificación de aguas residuales que pueden reducir el consumo de energía en un 50%.

Transformación y uso del dióxido de carbono.

Quince empresas y 27 centros de investigación, liderados por Carburos Metálicos, se han propuesto ir más allá de la captura del CO2 y aspiran a desarrollar una tecnología que permita utilizar el gas como un recurso útil para la industria, en lugar de un residuo que hay que controlar o confinar geográficamente. En cuanto al uso del CO2 como recurso, la investigación se ha centrado en su empleo para energías renovables, tratamiento de aguas potables y residuales, preservación de alimentos y utilización del gas en materiales que, o bien capturen de manera permanente el CO2 y pueda ser usado para otras aplicaciones (materiales para la construcción, polímeros, etc.), o bien utilicen el CO2 para procesar o tratar estos materiales. La captura y almacenamiento subterráneo de dióxido de carbono todavía tiene que ser probado como una alternativa comercialmente viable, incluso a escala de tan solo una gran central. Nuevas tecnologías que convierten CO2 indeseado en productos comercializables pueden corregir tanto los inconvenientes económicos como energéticos de las estrategias contra el cambio climático. Una de las líneas más prometedoras es el uso de una bacteria fotosintética, fruto de la ingeniería biológica, que transforma CO2 en combustibles líquidos o químicos. Se espera que sistemas individuales alcancen cientos de hectáreas en dos años. Siendo de 10 a 100 veces más productivo por unidad de terreno, estos sistemas solventan una de las principales limitaciones ambientales de los combustibles biológicos, desde la agricultura a la alimentación de ganado y podría proveer de combustibles bajos en carbono para automóviles, aviación y otros grandes consumidores de combustible líquido.

Nutrición mejorada a nivel molecular.

Los avances tecnológicos que ocurren de manera paralela en Nutrición y Genética han dado origen a una nueva rama científica, la Nutrición Molecular, la cual es ciencia encargada de las interacciones dinámicas entre los nutrimentos y los genes, ya sea en el estudio de la expresión de éstos, o en su modulación. La Nutrición Molecular, es una ciencia que se divide en dos secciones, la Nutrigenómica y la Nutrigenética:

1. La Nutrigenómica es la ciencia que estudia la forma en que la dieta influencia la respuesta de los genes en las células y tejidos. Un concepto básico es que, la progresión desde un fenotipo sano a un fenotipo de disfunción crónica puede explicarse por cambios en la expresión génica, que pueden provocar diferencias en la actividad de proteínas y en la cinética enzimática; y que los componentes de la dieta, directa o indirectamente, regulan la expresión de los genes.

2. La Nutrigenética es la ciencia que estudia las diferentes maneras de responder de los individuos frente a un alimento de acuerdo a su conformación genética. Los requerimientos de los distintos nutrimentos no son iguales para una persona que para otra; parte de esta variabilidad se debe a diferencias genéticas.

La Nutrigenética ofrece la posibilidad de personalizar la nutrición de acuerdo con la constitución genética de los consumidores, teniendo en cuenta el conocimiento de las variantes genéticas, como es el caso de los polimorfismos, que afectan al metabolismo de los nutrimentos y a las dianas de éstos.

Incluso en los países desarrollados millones de personas sufren malnutrición debido a deficiencias nutritivas en sus dietas. Ahora, nuevas técnicas genómicas pueden determinar, al nivel de la secuencia génica, el amplio número de proteínas consumidas que son importantes en la dieta humana. Las proteínas identificadas pueden tener ventajas sobre los suplementos proteicos estándar, como proveer un gran porcentaje de aminoácidos esenciales. También han mejorado la solubilidad, el sabor y la textura. La producción a gran escala de proteínas dietéticas para humanos, basada en la aplicación de biotecnología a la nutrición molecular, puede alumbrar beneficios para la salud como el desarrollo muscular, el control de la diabetes o la reducción de la obesidad.

Sensores a distancia.

El cada vez más extendido uso de sensores que habilitan la respuesta pasiva a estímulos externos va a cambiar la forma en que respondemos a nuestro entorno, particularmente en el área de la salud, lo cual dio origen a la Telemedicina. Algunos ejemplos son los sensores que monitorizan de un modo continuado funciones corporales como el ritmo cardiaco, los niveles de oxígeno y azúcar en sangre y que, si fuese necesario, provocan una respuesta médica como el suministro de insulina. Estos avances dependen de la comunicación wireless entre aparatos. Otras aplicaciones son los sensores entre vehículos, lo que también puede mejorar la seguridad en la carretera.

Administración de medicamentos a través de ingeniería a nanoescala.

La nanotecnología se define como el estudio de las ciencias y técnicas aplicadas a nivel de nanoescala, es decir, medidas extremadamente pequeñas que permiten trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus átomos, lo que comprende: estudio, creación, diseño, síntesis, manipulación y aplicación de los materiales, aparatos y sistemas funcionales, a través del control de las estructuras moleculares a nanoescala ( 0.000000001 m).

La materia, al ser manipulada a escala tan minúscula, produce fenómenos y propiedades totalmente nuevos, lo que permite crear tecnologías para producir materiales, aparatos y sistemas novedosos con propiedades únicas. Los fármacos que pueden ser aplicados a nivel molecular dentro o en torno a una célula enferma ofrecen oportunidades sin precedente para desarrollar tratamientos más efectivos en la lucha contra enfermedades como el cáncer, además pueden reducir los efectos indeseados de estos tratamientos. Localizar nanopartículas que se adhieran al tejido enfermo permite, a microescala, la liberación de potentes compuestos terapéuticos mientras se puede reducir su impacto sobre el tejido sano. Después de casi una década de investigación, estas nuevas aproximaciones están ofreciendo señales de utilidad clínica.

Electrónica orgánica y fotovoltaica.

La electro4nica orga2nica nació en 1977 con el descubrimiento de los poliímeros conductores. Estos materiales plásticos tienen la capacidad de conducir la electricidad y emitir luz, gracias a que tienen una configuración estructural específica denominada "conjugacioón". Los materiales orgánicos con propiedades electrónicas y optoelectroónicas son toda una revolución en la industria electrónica, con los cuales se han implementado pantalla para celulares,televisores, celdas fotovoltaicas, láseres, papel electrónico, músculos artificiales,ventanas inteligentes, nervios artificiales, entre otros.

La electrónica orgánica, un tipo de electrónica impresa, es el uso de materiales orgánicos como polímeros para crear circuitos electrónicos y aparatos. En contraste con los tradicionales semiconductores de silicio, que son fabricados con caras técnicas fotolitográficas, la electrónica orgánica puede ser impresa a bajo coste. Poder producirlos a escala los convertiría en productos extremadamente más baratos que los aparatos electrónicos tradicionales. Tanto en términos de coste por aparato como en los costes del equipamiento necesario para producirlos. Mientras que la electrónica orgánica es poco probable que pueda competir ahora mismo con el silicio en velocidad y densidad, la tecnología tiene el potencial de proveer ventajas en costes y versatilidad. El coste de la impresión a escala de placas fotovoltaicas podría, por ejemplo, acelerar la transición hacia la energía renovable.

Reactores de cuarta generación y reciclado de residuos nucleares.

Los actuales reactores en operación alrededor del mundo son generalmente considerados sistemas de segunda o tercera generación, con la mayor parte de los sistemas de primera generación habiendo sido retirados algún tiempo atrás. Los reactores nucleares de IV generación (Gen IV) son un conjunto de diseños teóricos de reactores nucleares actualmente bajo investigación. Para la mayor parte de estos diseños no se espera que estén disponibles para su construcción comercial antes del año 2030, pero su desarrollo avanza rápidamente. Los actuales reactores nucleares usan solo el 1% del potencial energético disponible en el uranio, dejando el resto radiactivamente contaminado como basura nuclear. Mientras que el desafío tecnológico es manejable, el político que representan los residuos nucleares limita seriamente el llamamiento para una tecnología energética sin emisiones de CO2 y altamente expandible. El reciclado de combustible y el cultivo de uranio-238 para transformarlo en nuevo material fisible, conocido como Nuclear 2.0 extendería durante siglos los recursos del uranio ya extraído, lo que reduciría radicalmente tanto el volumen explotado como la toxicidad de los residuos, cuya radioactividad va a descender por debajo del uranio original en una escala de tiempo no de milenios sino de siglos. Esta nueva tecnología convierte los desafíos presentados por los residuos nucleares en un problema medioambiental menor en comparación con el producido por otras industrias. Las tecnologías de cuarta generación están siendo desarrolladas en varios países y son ofrecidas por compañías de ingeniería nuclear.

Compilado por el equipo de Barinas.net.ve
El Hogar Virtual de la Familia de Barinas.

Referencias

http://www.ecoticias.com/motor

http://tecnologia.elpais.com/tecnologia/2013/02/18/actualidad/1361218651_738532.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Impresora_3D

http://www.inventoseinventores.com/home/69-material-autorreparable

http://www.fierasdelaingenieria.com/purificacion-de-agua-energeticamente-eficiente/

http://www.madrimasd.org/informacionidi/noticias/noticia.asp?id=39572

http://www.koffie.com.mx/Site/ViewArticle.aspx?id=49

http://www.uvmnet.edu/investigacion/episteme/numero8y9-06/enfoque/a_nanomedicina.asp

http://es.scribd.com/doc/15657162/Electronica-Organica

http://es.wikipedia.org/wiki/Reactor_nuclear_de_IV_generación

Imagen

http://es.123rf.com/photo_10546548_collage-de-los-medicos-estudian-nueva-sustancia-en-laboratorio.html

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