Jueves , abril 18 2019

Suscribete gratis a nuestro boletin semanal

VISIONA . DESARROLLADORES . CONECTADOS .

Suscribete nuestro boletin semanal

PATROCINADORES
.
Home / Industria y Negocios / Avances en ingeniería que cambian al mundo

Avances en ingeniería que cambian al mundo

Desde software, nano electrónica, mecánica, estas tecnologías han comenzado a cambiar la vida de cientos de millones de personas en sectores como medicina, computación, automotriz, biotecnología y comunicaciones.

(ElectronicosOnline.com Magazine / Oswaldo Barajas)

La medicina, automóviles, sistemas de cómputo y comunicaciones, son algunos sectores industriales que se han beneficiado con los avances que en los últimos años han logrado las ingenierías, que derivan en el mejoramiento de la calidad de vida de millones de personas alrededor del mundo.

Avances en ingeniería que cambian al mundo

Algunas de las tecnologías desarrolladas son imperceptibles a la vista de los consumidores, sin embargo, son esos dispositivos que hoy en día simplifican gran parte de nuestras actividades diarias en el trabajo, hogar, escuela, e incluso en nuestras fases de recreación y entretenimiento.

Comenzaremos con algunas que a pesar de su tamaño diminuto, son consideradas como la base para la actual revolución industrial.

Nanotubos de carbono.-

En 1965 el científico Gordon Moore, co-fundador de la compañía Intel, lanzó una predicción sobre la densidad de los microprocesadores que a la postre se convertiría en la llamada Ley de Moore. El investigador planteó la posibilidad de que los chips duplicarían cada dos años su capacidad para almacenar y procesar datos.

Nanotubos
Nanotubos de Carbono

Esto se ha cumplido a un ritmo como lo predijo el reconocido ingeniero, pero en gran medida debido a los transistores de Silicio, que son la unidades lógicas que desempeñan la función operativa al interior de los chips, pero a medida que pasaba el tiempo, los científicos encontraron inconvenientes en esta tecnología, pues conforme se miniaturizaban sus transistores y aumentaba su densidad electrónica, se calentaban más y consumían más energía, aunque al mismo tiempo se lograba mayor velocidad de trabajo.

En recientes años diferentes investigadores han hecho importantes esfuerzos por descubrir otra materia prima que pueda factiblemente sustituir al Silicio para manufacturar los transistores. Una de las propuestas son los llamados Nanotubos de Carbono, con los cuales presuntamente se puede incrementar el rendimiento de los procesadores hasta 3 veces más y rebasar los límites físicos que imponen los tradicionales transistores de Silicio.

Las posibilidades que han hallado los científicos enrolados a la investigación de este material son diversas, pero la mayoría se centra en el desarrollo de mejores sistemas de cómputo para el futuro, que consuman menos energía y que prolonguen la vigencia de la Ley de Moore.

Actualmente los ingenieros intentan resolver ciertos problemas técnicos en los transistores de nanotubos de carbono antes de que esta tecnología sea enteramente comercial, y es que han hallado que los circuitos que se han diseñado como prototipos tienen que estar alineados en su totalidad a nivel transistor, pero solo están así el 99.5% de las unidades lógicas, y aunque represente casi nada el 0.5% los que no están alineados, es una cantidad que podría causar errores en las funciones lógicas de una computadora.

Electrónica flexible o electrónica orgánica.-

La miniaturización es la etiqueta de esta tecnología y es precisamente responsable de los dispositivos a nano-escala que aparecerán en los siguientes años. La electrónica flexible u orgánica está compuesta principalmente por una miscelánea entre transistores diminutos a base de nanotubos de carbono y transistores de Silicio embebidos en una membrana de estado sólido capaz de resistir alteraciones en su estructura sin perjudicar las capacidades de almacenamiento y lectura de datos.

Nano electrónica
Nanoelectrónica o electrónica orgánica

Esto ha dado paso a circuitos integrados ultra-flexibles y resistentes a elementos como el agua y a la fricción constante, lo que para muchos fabricantes ha constituido la base de muchas de sus invenciones.

Un sector beneficiado con este avance de la ingeniería es la biomedicina, donde estos circuitos ultra-flexibles se comienzan a utilizar para desarrollar nano-dispositivos que permitan el estudio y desciframiento de secuencias de material genético como el ADN.

Un segmento que ahora mismo está a la alza es la prueba de ADN, en procesos judiciales, en el desarrollo de cultivos biomédicos para nuevos fármacos o por otras distintas razones, los aparatos dedicados a este sector son más demandados, y por su popularidad los costos han ido decreciendo en gran medida por el aparecimiento de circuitos orgánicos que se han integrado a los nuevos aparatos.

Coches eléctricos.-

En poco más de un siglo los seres humanos descubrieron el potencial del petróleo para fabricar combustibles, pero también en ese mismo lapso han ido agotando las reservas no-renovables. Si bien, este recurso catapultó a la humanidad y hasta el momento es uno de los motores económicos más importantes del mundo, se disminuyen las reservas y se vuelve más escaso disparando sus precios, sin tomar en cuenta los efectos nocivos que las emisiones derivadas de su combustión generan en la atmósfera.

Coches eléctricos
Coches eléctricos

Uno de los segmentos que más consume derivados de petróleos es el automotriz, y en esta industria los fabricantes se han dado a la tarea de hallar otro combustible que reemplace a los hidrocarburos, entre ellos la electricidad.

- PUBLICIDAD -

El aparecimiento activo de los coches eléctricos data de aproximadamente dos décadas, sin embargo, su penetración comercial va lenta debido a que la tecnología aun es costosa. Poco a poco los científicos han logrado mejorías importantes en la electrónica de potencia y han alcanzado condiciones que permitan decrecer a los fabricantes los costos de sus vehículos eléctricos.

Entre las armadoras automotrices que actualmente desarrollan vehículos eléctricos son Ford, Honda, General Motors, Tesla y Nissan, los cuales disponen de modelos que integran baterías recargables de Litio-Ion que pueden ofrecer grandes niveles de rendimiento por carga.

Prótesis robóticas.-

Uno de los avances que han causado revuelo es la robótica aplicada al diseño de prótesis artificiales. De acuerdo a las autoridades sanitarias de Estados Unidos, actualmente existen 2 millones de ciudadanos norteamericanos que requieren alguna clase de prótesis.

Robótica
Prótesis robóticas

Estos dispositivos han pasado de ser instrumentos rudimentarios con engranes limitados, a sistemas incorporados con módulos electromecánicos inteligentes que inclusive responden en sincronía con los movimientos de los pacientes receptores.

La robótica ha avanzado de tal forma que algunos de los prototipos más modernos diseñados cuentan con electrodos conectados al sistema nervioso para que la prótesis responda inmediatamente a los deseos del paciente a través de chips embebidos que leen e interpretan las señales cerebrales.

En otros casos, las prótesis también comienzan a ser impresas en impresoras 3D, a fin de que sean más accesibles en sus costos a las personas que por sus condiciones económicas no pueden adquirir dispositivos biomédicos convencionales.

Esto podría dar paso a una era cibernética donde las personas puedan integrar miembros artificiales tan naturales en su estética que pasen desapercibidos, y principalmente a costos que cualquiera pueda cubrir y con ello elevar la calidad de su vida.

Computación cuántica.-

En los siguientes años habremos de presenciar la transición de los sistemas de cómputo tradicional hacia sistemas de computación cuántica. Esta nueva tecnología está regida por un paradigma basado en uso de ‘qubits’ en lugar de bits, que hacen posibles puertas lógicas para la creación y ejecución de nuevos algoritmos.

En pocas palabras, la computación cuántica es más compleja que la tradicional y por consiguiente resulta más capaz para resolver problemas que difícilmente se podrían tratar con plataformas de cómputo convencional o electrónicas, incluyendo las súper computadoras.

Computación cuántica
Computación cuántica

En la computación digital, un bit sólo puede tomar dos valores 0 ó 1. En cambio, en la computación cuántica, intervienen las leyes de la mecánica cuántica, y la partícula puede estar en superposición coherente: puede ser 0, 1 y puede ser 0 y 1 a la vez (dos estados ortogonales de una partícula subatómica). Eso permite que se puedan realizar varias operaciones a la vez, según el número de qubits.

Ya existen las primeras computadoras cuánticas comerciales, como la D-Wave que integra una estructura distinta a los sistemas tradicionales. De acuerdo a su fabricante puede trabajar en condiciones extremas y realizar operaciones que un dispositivo convencional difícilmente lo realizaría. La computación cuántica será el segmento sucesor de la computación tradicional y responderá de acuerdo a sus defensores a una cantidad variada de problemas sociales.

Impresión 3D.-

La impresión 3D o manufactura aditiva es considerada la tecnología del futuro, y se supone que en las siguientes décadas la mayoría de los hogares poseerá un dispositivo, además de una cantidad de innovación tecnológica que se genere con el uso de los mismos.

Impresoras 3D
Impresión 3D

Entre los usos actuales que ya se les da a estos aparatos es la construcción de casas o edificios, vehículos, piezas dentales, circuitos electrónicos, componentes industriales, textiles y órganos humanos artificiales, como hígado, riñones y sistemas de circulación, por mencionar algunos.

Energía electromecánica.-

Aunque las fuentes de energía alternativas no son un campo joven, las tecnologías diseñadas en los últimos años dirigidas a este sector han permitido convertirlo en un segmento industrial del futuro.

Energías
Energía electromecánica.

Las tecnologías más vinculadas a este campo es la fotovoltáica, eólica y química. Entre los avances de este campo se encuentra el conseguido por un equipo de investigadores de la Universidad de Drexel que creó un capacitor de flujo electroquímico, el cual presumiblemente ofrece las ventajas de los supercapacitores pero sin desventajas de escalabilidad.

Por supuesto existen otras tecnologías que actualmente son promovidas como revolucionarias, tal es el caso del Internet de las Cosas (IoT) y la electrónica vestible, pero estas también son derivados de los avances en comunicaciones y nano electrónica, respectivamente.

- PUBLICIDAD -

Revisa también ...

Softbank invertirá 5 mil mdd en América Latina

Aunque no se han precisado exactamente qué proyectos serán beneficiados con el dinero de la …

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos necesarios están marcados *