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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/                    


Las diez tecnologias emergentes