Las diez tecnologías emergentes más prometedoras de

2013  

Autor: viruete2

 

 

 

 

 

   

 

 

 

 Hay  quién  dice  que  ya  vivimos  en  un   futuro  de   ciencia-­‐ficción,  pero  nuestros   lectores  saben  que  tenemos  un  montón  de  nueva  tecnologías  emergentes  que  perfeccionar  en  los  campos  más  diversos.  Los  chicos  de  Forumblog  nos  proponen  10  campos  que  están  sufriendo  una  evolución  rápida  y  constante,  con  lo  que  no  nos  extrañaría  que  durante  este  2013  se  produjera  algún  logro  histórico  en  alguno  de  ellos.  Y  por  supuesto,  cuando  esto  pase,  en  Futuretech  estaremos  ahí  para  contároslo.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Índice    

Administración  de  fármacos  a  través  de  nano  escala…………………….……………..3  

Electrónica  orgánica………………………………………………………………………………….…………..5  

 Impresión  en  3-­‐D…………………………………………………………………………………………………...7  

Vehículos  y  carreteras  eléctricas………………………………………………………………………..9  

Materiales  auto-­‐reparadores……………………………………………………………………..……..11  

Purificación  de  agua  energéticamente  eficiente…………………………………………..13  

Conversión  y  uso  de  dióxido  de  carbono………………………………………………………..15  

Nutrición  mejorada  para  la  salud  a  nivel  molecular………………….…………………17  

Sensores  remotos……………………………………………………………………………….………………..19  

Reactores   nucleares   de   cuarta   generación   y   reciclaje   de   residuos  nucleares……………………………………………………………………………………………………….……….21  

Bibliografía………………………………………………………………………………….………………………23  

   

 

 

 

 

 

 

Administración   de   fármacos   a  través  de  nano  escala.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

La   nanotecnología   aplicada   a   la  medicina   ofrece   un   sin   fin   de   posibilidades.   Una   de  ellas   es   la   capacidad   de   administrar   los   fármacos   a   nivel   molecular   o   celular.   La  capacidad   de   tratar   únicamente   el   tejido   enfermo   y  minimizar   el   efecto   en   el   sano  mejoraría   enormemente   la   eficacia   del   tratamiento,   reduciendo   los   efectos  secundarios.   Quizá   este   futuro   sea   aún   lejano,   pero   los   avances   parecen  prometedores.    

La  medicina  a  nanoescala  promete  terapias  innovadoras    La   medicina   moderna   se   basa   principalmente   en   el   tratamiento   de   pacientes   con  fármacos   de   “pequeñas  moléculas”,   que   incluyen,   por   ejemplo,   los   analgésicos   y   los  antibióticos.    Estos  fármacos  han  prolongado  la  esperanza  de  vida  humana  y  han  hecho  que  muchas  enfermedades   graves   sean   fáciles   de   tratar,   pero   los   científicos   creen   que   el   nuevo  enfoque   en   la   administración   de   fármacos   a   nanoescala   puede   ofrecer   un   progreso  aún  mayor.  La  entrega  de  RNA  o  DNA  a  células  específicas  ofrece  la  promesa  de  activar  o  desactivar  selectivamente  los  genes,  mientras  que  los  dispositivos  a  nanoescala,  que  pueden  ser   inyectados  o  implantados  en  el  cuerpo,  podrían  permitir  que  los  médicos  dirigieran  fármacos  a  tejidos  específicos  durante  un  período  de  tiempo  definido.  Los  científicos  del  laboratorio  de  Daniel  Anderson,  profesor  de  ingeniería  química,  así  como  muchos  otros  en  el  MIT,  están   trabajando  en  nuevas   formas  de   transportar  el  ARN   y   el   ADN   para   tratar   una   variedad   de   enfermedades.   El   cáncer   es   un   objetivo  principal,  pero  el  suministro  de  material  genético  también  podría  ayudar  con  muchas  enfermedades   causadas   por   genes   defectuosos,   incluyendo   la   enfermedad   de  Huntington  y  la  hemofilia.    

 

 

 

   

Electrónica  orgánica  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

 

El   uso   de   materiales   orgánicos   para   crear   circuitos   electrónicos   también   es   una  tecnología  que  avanza  rápidamente.  Normalmente  se  usan  semiconductores  basados  en  silicio,  relativamente  caros  de  producir.  Los  orgánicos,  basados  en  materiales  como  los  polímeros,  tendrían  un  coste  muy  reducido,  tanto  en  el  precio  por  unidad  como  en  la  inversión  necesaria  para  producirlos.  No  son  tan  potentes,  cierto,  pero  siguen  siendo  útiles  para  una  gran  cantidad  de  productos…  como   los  colectores   fotovoltaicos  para  acumular  energía  solar,  lo  que  abarataría  muchísimo  la  construcción  de  paneles.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Impresión  en  3-­‐D  

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

La   tecnología   de   impresión   en   3D   no   es   nada   nuevo.   Tiene   más   de   25   años   de  existencia,  de  acuerdo  a  Carlos  Olguín  de  Autodesk  Research.  Pero  lo  que  nos  mostró  el  día  de  hoy  durante  Autodesk  University  Extensión  no  se  ha  visto  nunca  antes  en  el  mundo  de  la  medicina,  y  cambiará  el  panorama  durante  las  próximas  décadas.  

La   impresión   3D   y   4D   es   uno   de   los   temas   más   grandes   y   relevantes   entre   las  investigaciones  que  Autodesk  impulsa,  especialmente  en  el  ámbito  de  la  medicina.  

Utilizando  las  herramientas  de  Autodesk,  especialmente  en  el  ámbito  de  simulación  de  moléculas,   partículas   y   células,   los   científicos   ahora   son   capaces   de   imprimir   tejidos  vivos.  

Una   compañía   llamada  Organovo   es   capaz   de  imprimir   tejidos   que   se  comportan   exactamente   del  mismo   modo   que   un   tejido  humano,   sin   embargo,   éstos  no   pertenecen   a   ninguna  persona.   Por   ejemplo,   es  posible   para   compañías  farmacéuticas   mandar   a  imprimir   distintos   tejidos  humanos   para   poder   probar  sus   nuevos  medicamentos,   y   así   obtener   información   necesaria   para   hacerlo   seguro  para  el  consumo  humano,  sin  necesidad  de  probarlo  en  animales.  

Aunque  aún  no  es  posible  imprimir  órganos  completos,  Carlos  Olguin  asegura  que  ésta  es  la  tendencia  para  la  impresión  3D.  

Incluso  ahora,  es  posible   imprimir  órganos  “sencillos”  que  no  cumplen  una   función  compleja.   Desde   2010,   en   San   Diego,   Anthony   Atala   imprimió   una   vejiga   para   un  paciente.  Ésta  vejiga  aún  está  en  funcionamiento  dentro  del  paciente,  y  no  ha  tenido  complicaciones.  

Cuando  decimos  “imprimir”  un  órgano  o  un  tejido,  esto  no  es  de  manera  literal,  desde  luego.  El   objeto   es   en   3D,   y   para   crear   un   órgano   o   un   tejido   vivo   se   requiere   un  material  de  donde  partir.  “El  material  es  las  células”,  dice  Carlos.  

Aún   pasará   tiempo   antes   de   que   podamos   imprimir   un   órgano   complejo   como   un  corazón  o  un  pulmón.  

 

   

Vehículos  y  carreteras  eléctricas    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

Una  de   las  posibilidades  más  estudiadas   ante   los  problemas  energéticos  del  mundo.  Estos   coches   eléctricos   circulan   por   una   carretera   bajo   la   cual   se   encuentra   un  cableado,   que   envía   energía   al   coche   mediante   un   campo   electromagnético,  propulsando  el  vehículo  y  cargando  la  batería  al  mismo  tiempo.  Esto  consigue  que  se  utilice  una  quinta  parte  de  la  energía  necesaria  para  mover  un  coche  eléctrico.  

Una   nueva   idea   para   el   transporte   del   futuro   ha   sido   diseñada   por   Will   Jones.   Su  nombre   Tracked   Electric   Vehicle   System   (TEV),   o   lo   que   viene   a   ser   lo  mismo,   una  

carretera   nacional  automatizada   para   vehículos  capaces   de   moverse   en   modo  eléctrico.  Según   su   diseñador   la   idea   no  requiere   avances   técnicos   que  no   existan   hoy   en   día,   tan   solo  es   necesario   desarrollar   la  ingeniería   suficiente   para   su  puesta   en   funcionamiento.   El  sistema   TEV   guarda   mucha  

similitud  al  recientemente  mostrado  Hyperloop  de  Elon  Musk,  con  la  salvedad  de  que  este   sistema   nos   permite   movernos   de   un   sitio   a   otro   en   nuestro   propio   vehículo  eléctrico  o  híbrido.      Nuestro  coche  se  comportaría  como  un  coche  autónomo,  una  vez  que  le  dijéramos  el  destino  y  nos  introdujéramos  en  la  red  TEV,  circulando  a  velocidades  superiores  a  los  190   km/h   por   la   red  de   carreteras   construidas   expresamente  para   ello   en   forma  de  tubo.   Nuestro   vehículo   asumiría   todo   el   control   hasta   la   llegada,   en   donde   se   nos  advertiría  de  que  debemos  tomar  nuevamente  el  control  del  mismo.    La   circulación  al   realizarse  en  modo  eléctrico  estaría  libre  de  emisiones  y  además   el   vehículo   en   todo  momento   estaría   recargándose,   por  lo   que   llegaríamos   a   destino   con   la  carga  completa.      

 

 

 

 

Materiales  auto-­‐reparadores    

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

   

Existe   una   nueva   generación   de   materiales   que   se autoreparan,   es   una   gama   de  productos   inventada por   La   Universidad   de   Illinois,   este   material   emula a   la   piel  humana   en   su   capacidad   de   regenerarse una   y   otra   vez.   Los   nuevos   materiales  cuentan   en   su   estructura   interna   con   redes   microvasculares tridimensionales   que  imitan   a   los   sistemas   circulatorios biológicos.“De   la   misma   forma   que   un   corte  superficial   activa el   flujo   de   sangre   para   promover   la   curación,   una grieta   en   estos  materiales  activará  el  flujo  del  agente cicatrizador  para  reparar  el  daño”,  explica  Nancy Sottos,  profesora  de  ciencia  e  ingeniería  de  los  materiales e  integrante  del  equipo  de  investigación.

En   el   método   inicialmente   desarrollado,   los  materiales con   capacidad   de  autoregeneración   consistieron en   un   agente  reparador   microencapsulado y   un  catalizador,   distribuidos   por   una   matriz compuesta.  Cuando  el  material  se  agrieta,  las  microcápsulas   se   rompen   y   descargan   el  “agente   curativo”   .Este   reacciona   entonces  con   el   catalizador interno   para   reparar   el   daño. Para   crear   sus   materiales  autoreparadores,   los   investigadores comienzan   construyendo   un   andamio mediante  un  proceso  de  deposición.    

 

El  proceso  emplea una  tinta  polimérica  concentrada,  suministrada como  un  filamento  continuo,  para  fabricar  una  estructura tridimensional,  capa  por  capa. Una  vez  que  se  ha  construido  el  andamio,  se  recubre con  una  resina  epoxídica.  Después  de  curada, la  resina  es  calentada  y  se  extrae  la  tinta  que  se licúa,  dejando  un  sustrato  con  una  red  de   microcanales interconectados,   luego   depositan   un   recubrimiento epoxídico  quebradizo  sobre  el  sustrato,  y  se llena  la  red  con  un  agente  reparador  líquido. En  las  pruebas,   la   capa   y   el   sustrato   fueron   doblados hasta   que   se   formó   una   fisura   en   el  recubrimiento. La   fisura   se  propaga  a   través  de   la   capa hasta  que  encuentra  uno  de  los   “capilares”   llenos de   fluido   en   la   interfaz   entre   el   recubrimiento   y el   sustrato.   El  agente   reparador   se   mueve   desde el   capilar   hasta   la   fisura   donde   interactúa   con  las partículas  del  catalizador.  Si  la  fisura  se  vuelve  a abrir  bajo  una  tensión  adicional,  se  repite   el   ciclo de   reparación   automática. Por   ahora,   el   material   puede   reparar   las  fisuras   en el   recubrimiento   epoxídico,   equivalentes   a   pequeños cortes   en   la   piel  humana.  El  próximo  paso  es ampliar  el  diseño  para  que   repare   los  desgarros que  se  extiendan  hasta  el  sustrato  del  material.  

 

   

Purificación  de  agua  energéticamente  eficiente  

 

   

 

   

 

 

 

 

 

 

   

Los  procesos  actuales  de  purificación  de  agua  son  tremendamente  costosos,  y  el  agua,  un  recurso  cada  día  más  necesitado.  Se  están  estudiando  maneras  de  purificar  el  agua  que  mejoran  en  hasta  un  50%  el  consumo  de  energía  para  separar  la  sal  del  agua  del  mar.  La  técnica  utiliza  la  ósmosis  inversa  y  puede  mejorar  adicionalmente  la  eficiencia  utilizando  calor  con  orígenes  renovables  y  sostenibles,  tales  como  la  producción  termal  en  instalaciones  geo-­‐termales.  

 

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.   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.  

El  estudiante  de  doctorado  Robert  McGinnis  y  el  catedrático  de   Ingeniería  Química  y  Ambiental   Menachem   Elimelech,   han   diseñado   conjuntamente   un   sistema   que  aprovecha  el  poder  de  la  ósmosis  para  recoger  agua  dulce  no  potable  de  fuentes,  así  como  el  agua  de  mar  y  generar  electricidad  a  partir  de  cierta  temperatura  alcanzada  por   fuentes   de   calor,   tales   como   el   calor   residual   de   centrales   eléctricas  convencionales.  

La   Universidad   de   Yale   ha   comenzado   la   comercialización   de   su   tecnología   de  desalinización  mediante   una   empresa   de   reciente   creación,  Oasys.   Su   enfoque,   que  requiere   sólo  una  décima  parte  de   la  energía  eléctrica  que   se  utiliza  en   los   sistemas  convencionales   de   desalación,   apareció   detalladamente   descrita   en   el   número   de  Diciembre  de  la  revista  Environmental  Science  &  Technology.  

Según   explicaban   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.  

 

 

 

 

Conversión   y   uso   de   dióxido   de  carbono  

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

¿Se  puede  aprovechar  el  CO2  de  manera  comercial?  Quizá  en  un  futuro  sí.  Un  proyecto  más  que  prometedor  utiliza  bacterias   fotosintéticas   creadas  por   ingeniería   genética  que   “comen”   CO2   y   lo   transforman   en   combustible   líquido   o   distintos   productos  químicos,   utilizando   convertidores  modulares   solares.   Son  muy   eficientes:   producen  entre  10  y  100  veces  más  material  por  unidad  de  área.  Se  espera  que  en  apenas  dos  años,  los  sistemas  individuales  ocupen  cientos  de  hectáreas.  

Energía  alternativa  al  alcance  de  la  mano      Las  baterías  químicas,  el  bombeo  hidráulico  o  la  división  de  agua  son  tecnologías  que  presentan   baja   densidad   de   almacenamiento   de   energía   o   que   incluso   son  incompatibles  con  la  infraestructura  de  transporte  actual.  Este  adelanto  soluciona  este  inconveniente,   abriendo   un   nuevo   camino   en   el   campo   de   los   combustibles  alternativos.      Mientras   el   almacenamiento   de   electricidad   a   través   de   baterías   de   iones   de   litio  presenta   una   baja   densidad,   dificultando   la   operatoria   cotidiana   de   los   vehículos  eléctricos,  al  almacenarse  como  combustible  líquido  el  problema  estaría  solucionado,  ya  que  la  densidad  de  almacenamiento  podría  ser  muy  alta.      Los  especialistas  destacaron  que  el  nuevo  sistema  brindaría  la  posibilidad  de  utilizar  la  electricidad  como  energía  de  propulsión  para  el  transporte,  sin  necesidad  de  cambiar  la   infraestructura   actual.   Podría   ser,   en   consecuencia,   una   forma   más   económica   y  práctica  de  propiciar  un  cambio  en  torno  a  la  matriz  energética  y  de  avanzar  hacia  un  mayor  uso  de  energías  alternativas.      El   equipo   de   ingenieros   e   investigadores   ha   empleado   un   microorganismo  genéticamente   modificado,   conocido   como   Ralstonia   eutropha   H16,   para   producir  isobutanol   a   partir   de   dióxido   de   carbono,  mediante   un   electrobiorreactor.   De   esta  forma,  el  combustible  generado  tiene  como  únicas  fuentes  al  dióxido  de  carbono  y  la  electricidad.                      Molécula  de  isobutanol,  combustible  obtenido  con  electricidad,  a  partir  del  CO2.      

   

 

Nutrición  mejorada  para  la  salud  a  nivel  molecular  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

 

Las  técnicas  modernas  de  modificación  de  los  genomas  pueden  permitir  aumentar  de  manera  espectacular  el  valor  nutricional  en  los  alimentos  actuales:  frutas  y  hortalizas  con   un  mayor   valor   proteico,   y   que   llevan   un  mayor   número   de   aminoácidos,   para  digerirse  mejor,  y  hasta  con  un  sabor  y   textura  controlable.  En  potencia,   todo  serían  ventajas  para  nuestra   salud:  desde  mayor  desarrollo  muscular  a   reducir   la  obesidad,  por  no  hablar  de  alimentos  más  apropiados  para  los  diabéticos.  

Otro  avance  que  revolucionará  este  año  es   la  nutrición  mejorada   a  nivel  molecular.  Mediante  nuevos  métodos  genómicos,  determinando  el  número  de  proteínas  que  se  consumen   en   la   dieta   humana.   También   han   mejorado   la   textura,   el   sabor   y   la  solubilidad.  Este  avance  favorecerá  a  la  salud  en  el  desarrollo  muscular,  la  obesidad,  e  incluso  en  el  control  de  la  diabetes.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sensores  remotos  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

Las  mejora  en  la  tecnología  sensitiva  ofrece  innumerables  aplicaciones.  Desde  coches  que  pueden  “verse”  los  unos  a  los  otros,  evitando  así  accidentes,  a  sensores  médicos  que   monitorizan   nuestras   funciones   y   pueden   activar   de   manera   automática  respuestas   médicas.   Ideal,   por   ejemplo,   para   lo   que   necesitan   vigilar   su   nivel   de  insulina.  

CLASES  DE  SENSORES  REMOTOS:    

De  acuerdo  con   la  plataforma  donde  se  ubique  el   sensor,   se  distinguen   tres  grandes  tipos  de  sistemas  de  teledetección:    

 

SENSOR  TERRESTRE  

 

 

 

 

SENSOR  ÁEREO  

   

 

 

 

 

SENSOR  ESPACIAL  

   

   

 

 

 

 

 

Reactores  nucleares  de  cuarta  generación  y  reciclaje  de  

residuos  nucleares    

 

 

 

 

 

 

 

 

                               

         Los  actuales  procesos  para   conseguir  energía  nuclear   tienen  un  número  evidente  de  problemas:   son   poco   eficientes   y   generan   una   gran   cantidad   de   residuos   altamente  tóxicos  y  duraderos.  El  proceso  llamado  “Nuclear  2.0”  plantea  la  capacidad  de  reciclar  estos  residuos  y  utilizarlos  de  nuevo  para  la  fisión,  reduciendo  además  su  toxicidad  y  volumen.   Algunas   tecnologías   de   cuarta   generación,   como   reactores   rápidos  refrigerados   por   metal   frío,   están   comenzando   a   usarse   en   varios   países,   y   son  ofrecidos  por  compañías  nucleares  bien  establecidas.    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  de  referencia.                                        

       

Bibliografía:    http://blogs.lainformacion.com/futuretech/2013/02/25/las-­‐diez-­‐tecnologias-­‐emergentes-­‐mas-­‐prometedoras-­‐de-­‐2013/    http://www.entermedia.mx/2013/11/la-­‐impresion-­‐3d-­‐que-­‐cambiara-­‐la-­‐medicina/    http://www.tendencias21.net/Transforman-­‐el-­‐dioxido-­‐de-­‐carbono-­‐en-­‐combustible-­‐usando-­‐la-­‐electricidad_a10951.html    http://www.motorpasionfuturo.com/industria/la-­‐carretera-­‐automatizada-­‐para-­‐vehiculos-­‐electricos    http://www.fierasdelaingenieria.com/purificacion-­‐de-­‐agua-­‐energeticamente-­‐eficiente/