¡Atención! Este sitio usa cookies y tecnologías similares.

Si no cambia la configuración de su navegador, usted acepta su uso. Saber más

Acepto

Una cookie es un pequeño fichero de texto que se almacena en su navegador cuando visita casi cualquier página web. Su utilidad es que la web sea capaz de recordar su visita cuando vuelva a navegar por esa página. Las cookies suelen almacenar información de carácter técnico, preferencias personales, personalización de contenidos, estadísticas de uso, enlaces a redes sociales, acceso a cuentas de usuario, etc. El objetivo de la cookie es adaptar el contenido de la web a su perfil y necesidades, sin cookies los servicios ofrecidos por cualquier página se verían mermados notablemente.

Cookies utilizadas en este sitio web

Siguiendo las directrices de la Agencia Española de Protección de Datos procedemos a detallar el uso de cookies que hace esta web con el fin de informarle con la máxima exactitud posible.

Este sitio web utiliza las siguientes cookies propias:

  • De sesión, para garantizar que los usuarios que escriban comentarios en el blog sean humanos y no aplicaciones automatizadas. De esta forma se combate el spam.
  • Locales, para conservar por ejemplo los datos del proceso de reserva de pista (aplicación actualmente en construcción).
  • De Cookies, para gestionar el sistema de cookies según la elección del usuario en el banner de aceptación de todas las cookies o solo las propias necesarias. 

Este sitio web utiliza las siguientes cookies de terceros:

  • Google Analytics: Almacena cookies para poder elaborar estadísticas sobre el tráfico y volumen de visitas de esta web. Al utilizar este sitio web está consintiendo el tratamiento de información acerca de usted por Google. Por tanto, el ejercicio de cualquier derecho en este sentido deberá hacerlo comunicando directamente con Google.
  • Redes sociales: Cada red social utiliza sus propias cookies para que usted pueda pinchar en botones del tipo Me gusta o Compartir.

 Notas adicionales

  • Ni esta web ni sus representantes legales se hacen responsables ni del contenido ni de la veracidad de las políticas de privacidad que puedan tener los terceros mencionados en esta política de cookies.
  • Los navegadores web son las herramientas encargadas de almacenar las cookies y desde este lugar debe efectuar su derecho a eliminación o desactivación de las mismas. Ni esta web ni sus representantes legales pueden garantizar la correcta o incorrecta manipulación de las cookies por parte de los mencionados navegadores.
  • En algunos casos es necesario instalar cookies para que el navegador no olvide su decisión de no aceptación de las mismas.
  • En el caso de las cookies de Google Analytics, esta empresa almacena las cookies en servidores ubicados en Estados Unidos y se compromete a no compartirla con terceros, excepto en los casos en los que sea necesario para el funcionamiento del sistema o cuando la ley obligue a tal efecto. Según Google no guarda su dirección IP. Google Inc. es una compañía adherida al Acuerdo de Puerto Seguro que garantiza que todos los datos transferidos serán tratados con un nivel de protección acorde a la normativa europea.
  • Para cualquier duda o consulta acerca de esta política de cookies no dude en comunicarse con nosotros a través de la sección de contacto.

Desactivación o eliminación de cookies

En cualquier momento podrá ejercer su derecho de desactivación o eliminación de cookies de este sitio web. Estas acciones se realizan de forma diferente en función del navegador que esté usando. 

TODAS LAS NOTICIAS
CIRCULO AHUMADA

TODAS  LAS NOTICIAS CIRCULO AHUMADA

FELICITACION NAVIDAD
  CIRCULO AHUMADA

CIRCULO AHUMADA FELICITA LA NAVIDAD

REVISTAS
CIRCULO AHUMADA

solo portada 175 WEB copia

VISITA VIRTUAL  MUSEO
GUARDIA  CIVIL

GC MUSEO

 
 

Hacia la ingeniería de nanomáquinas

NANOINGENIERIA

Entre los grandes anhelos del hombre ha estado siempre la construcción de máquinas, labor profundizada desde la Física en la antigüedad y que en la época moderna desembocó en la Ingeniería.

Una de las preocupaciones más obsesivas de los físicos del siglo XIX fue la de encontrar los principios universales que gobernaran todas las máquinas, de manera que fuera posible, más allá del diseño, buscar los límites de la eficiencia, esto es, cómo hacer que los procesos consuman la mínima energía posible. Al igual que la Alquimia buscaba la piedra filosofal, a los científicos desde Leonardo da Vinci les fascinó la idea de encontrar el móvil perpetuo, aquel que realizara una tarea de manera indefinida sin necesitar un suministro de energía continuo. Ambos conceptos se han identificado como erróneos, puesto que violan algunos de los principios más fundamentales de la naturaleza.

El concepto de móvil perpetuo se agudizó hace dos siglos, cuando Robert Brown, notable botánico cuyo nombre resuena en Física, observó que una partícula de polen en el agua se mueve indefinidamente sin necesitar combustible para propulsarse. Hoy sabemos que se mueve por el empuje continuo y aleatorio de las moléculas de agua que le rodean, y que este es el comportamiento natural de los objetos en la nanoescala que ya denominamos el libre albedrío de las moléculas y los átomos. La pregunta que se hicieron los físicos en aquel entonces es si se podría construir una máquina que se moviera a empujones de manera perpetua utilizando esta física. Si observamos la partícula de polen con paciencia veremos que su movimiento no supone un desplazamiento neto, sino que siempre se mueve alrededor de una posición promedio y que no puede auto-transportarse sin que exista una energía externa. Este ejemplo nos permite intuir que al disminuir la escala de tamaños tampoco podemos construir máquinas que realicen una tarea de manera indefinida sin aporte energético puesto que, si bien la máquina no requeriría energía para moverse, sí que la necesitaría para hacerlo de la manera requerida para dicha tarea. Richard Feynman (entre otros), físico eminente del siglo XX, explicó estas ideas para mostrar el camino que debería seguir la ingeniería en escalas pequeñas: no podemos evitar la agitación térmica, pero podemos redirigirla para construir máquinas.

Los principios físicos

No es viable crear una máquina que no consuma energía; la pregunta entonces es cuál es el aporte mínimo que se necesita. El primer principio de la Termodinámica, el consabido "la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma", nos indica que al menos necesitamos un aporte energético equivalente al del trabajo neto desarrollado por la máquina. Sin embargo, observamos en todo artilugio que nos rodea que la energía necesaria para que funcione es siempre superior a la asociada a la tarea que realiza, porque parte se disipa en calor. Este hecho conforma el segundo principio de la Termodinámica. Una bombilla siempre consume más energía eléctrica que la energía lumínica que desprende. O, nuestro coche consume más energía química (combustión de gasolina) que la mecánica que produce.

Es tentador plantear si las máquinas en la nanoescala serán más eficientes que en la escala de nuestros usos cotidianos. George Oster, científico de la Universidad de California en Berkeley, comparó la actividad de una proteína en la célula a la de un ciclista en un terremoto de magnitud 9 en la escala Richter. El ciclista, en vez de pedalear hacia delante, impediría el movimiento de los pedales hacia atrás y dejaría que la agitación le impulsase hacia delante. Resulta posible creer que el ejercicio del ciclista, de poder controlar el equilibrio, fuera más eficiente, es decir, que se cansara menos en el segundo escenario. Resulta posible creer, por tanto, que las nanomáquinas puedan ser más eficientes que las máquinas que tenemos a nuestro alrededor. Sin embargo, no existe ninguna ley de la Física que favorezca la eficiencia energética en una escala determinada. Parece ser que todo es una cuestión de diseño, una cuestión de adecuar la ingeniería al contexto y condiciones.

Su aplicación a máquinas en Nanotecnología

El camino que están siguiendo los nanotecnólogos actuales para construir algunas de las máquinas artificiales que funcionan en la pequeña escala es el de usar condiciones de ultra-alto vacío y bajas temperaturas. En estas condiciones, la agitación térmica y la probabilidad de choques de la nanomáquina con otros objetos son tan bajas que los movimientos aleatorios durante su funcionamiento son prácticamente inexistentes. Podemos aplicar entonces las ideas que tenemos de la ingeniería actual. Sin embargo, es muy probable que las nanomáquinas que usemos dentro de unos años tengan que funcionar en condiciones normales, a la presión atmosférica y a la temperatura ambiente.

Estas máquinas ya existen en la naturaleza y, como vimos en Si Newton hubiera sido un pez, engloban la actividad de muchas proteínas del interior de nuestras células. No andaba descaminado Marcello Malpighi, padre de la Histología (s. XVII), cuando dijo que "la industria operativa de la naturaleza es tan prolífica que las máquinas acabarán resultando no solo desconocidas para nosotros sino también inimaginables para nuestra mente" (en De Viscerum Structura). Algunas proteínas estudiadas desde un punto de vista mecánico hasta ahora alcanzan eficiencias energéticas del 60%, es decir, desperdician solo un 40% de la energía química que consumen. Si comparamos con el motor de un coche, las eficiencias pueden llegar al 30% en el mejor de los casos.

El ingeniero K. Eric Drexler escribió Motores de la creación en 1986, un libro en el que especulaba razonadamente, entre otros temas de Nanotecnología, sobre la posibilidad de construir nanomáquinas inspiradas en las proteínas. La comprensión de la vida en la nanoescala, de momento, nos está llevando a poner de acuerdo nuestros conocimientos de Biología con los de Física en estas escalas tan pequeñas. Después, nos faltará un largo camino hacia la construcción de nanomáquinas artificiales eficientes inspiradas por su ejemplo.

EL MUNDO

WEBS RECOMENDADAS

logo gc copia22

logoministeriodefensa

pronunciamimnetos militares2

logo policia

logodiaper

grandes batallas

MONASTERIO TEJEDALogo esencia de Españaz

Comunicación audiovisual Tomás Ortiz

logo cabanas valle cabriel color
logo balneario concepcion color
OPF Investigation logo graciela LOGO Cian Aqua 1 e mas

LOGO BLOG

 

Suscripción al Boletín de Noticias de Benemérita al Día