06 agosto 2009

Energía y Agua II

Historia de un invento fascinante

(Es preferible leer primero el siguiente artículo y después continuar con este)

En el año 1796, el inventor francés Joseph Michel Montgolfier, que posteriormente se hizo famoso por el globo aerostático que construyó, experimentaba con el agua que fluía rápidamente por los tubos. Descubrió la fuerza de propulsión del agua al cerrar rápidamente un grifo en el extremo inferior de un tubo. Esta importante energía de choque que se producía con cada cierre del grifo debía poder ser aprovechada por el hombre, pensó Montgolfier.

Junto con su hermano, dirigía por aquel entonces la fábrica de papel que había comprado su padre en Annonay, en el distrito montañoso y de aguas abundantes de Ardèche. Tras algunos intentos fallidos, consiguió dar con los requisitos básicos para el diseño y la construcción de un ariete hidráulico.

En un tiempo en que la gasolina sólo se encontraba en pequeñas botellas en la botica, en que todavía faltaba mucho tiempo para que hubiera corriente eléctrica y la torpe máquina de vapor acababa de aprender a marchar, Montgolfier podía ofrecer un dispositivo que permitía bombear agua a la superficie sin necesidad de ninguna energía externa. Esto significaba que los pueblos y aldeas aislados, que hasta entonces habían tenido que procurarse el agua con cubos o coches cisterna, por primera vez, con un esfuerzo considerablemente inferior, podrían abastecerse de agua potable.

Como se documenta en las memorias de patente correspondientes, el ariete hidráulico se continuó mejorando durante las décadas siguientes. Pero la práctica demostró, a pesar de todas las mejoras, que la construcción de arietes se veía afectada por muchas incógnitas. El comportamiento de largos de tubo a las secciones de tubo, el comportamiento del desplazamiento volumétrico del agua en relación con la cantidad de agua, los caudales fluctuantes de las fuentes, la configuración de las válvulas, el emparejamiento de materiales, la fricción interna del agua y muchos otros aspectos debían reconsiderarse para cada instalación, fundamentalmente a partir de valores empíricos.

Fue sólo durante el siglo pasado cuando se constató de forma correcta su principio de funcionamiento. Entonces fue cuando se demostró que el ariete es un dispositivo muy complejo que sólo puede funcionar a alto rendimiento tras un ajuste preciso de sus componentes. En este sentido fue significativa la aportación del ingeniero Heerlein de la empresa Firma Pfister & Langhanss, quien hizo de los problemas del ariete hidráulico el objetivo de su vida y en su trabajo sistemático durante décadas exploró las regularidades y estableció principios de construcción.

Desde siempre, el hombre ha bebido el agua de manantial de su entorno.

Ha sido en las últimas décadas cuando hemos convertido en no potables la mayoría de las fuentes.

Con el argumento de las más simples inspecciones de calidad, el suministro de agua centralizado en las poblaciones ha desplazado al ariete. Así es como el ariete desapareció de nuestra memoria de forma alarmantemente rápida.

El principio funcional de un ariete

¿Cómo funciona en realidad un ariete?

El ariete hidráulico fue patentado en 1796, por Joseph Montgolfier (1749-1810), consiste en una máquina que aprovecha únicamente la energía de un pequeño salto de agua para elevar parte de su caudal a una altura superior. A partir de su invención, el ariete hidráulico tuvo una amplia difusión por todo el mundo. Baste decir, a modo de ejemplo, que estuvo presente en las famosas fuentes del Taj Mahal en la India, o en el Ameer de Afganistán. Con el tiempo cayó en desuso, sobre todo debido al avance arrollador de la bomba centrífuga.

En la actualidad asistimos a un renacer del interés acerca de este aparato, debido a que es tecnológicamente accesible, eficiente, ecológico y muy didáctico.

Funcionamiento:

El agua se acelera a lo largo del tubo de alimentación hasta alcanzar una velocidad suficiente como para que se cierre la válvula (A). Entonces se crea una fuerte presión, al detenerse el agua bruscamente. Este golpe de presión abre la válvula (B) y hace pasar un pequeño chorro de agua al depósito (C), hasta que se equilibran las presiones. En ese momento, la gravedad abre la válvula (A) y se cierra la (B), repitiéndose de nuevo el ciclo. El agua, a cada golpe de aire hace fluir el agua, con continuidad, por la manguera de elevación. El ritmo de golpes por segundo suele ser de uno o dos.

Los fontaneros conocen muy bien el golpe de ariete; cuando se cierra bruscamente un circuito abierto de agua, toda la tubería se estremece y los manómetros enloquecen. A menudo se producen roturas por esta causa. El ariete hidráulico es una máquina que provoca continuos cierres bruscos de un circuito con agua en aceleración y que aprovecha las sobrepresiones para mandar parte del caudal a una gran altura.

En las figuras 2 y 3 se pueden observar los dos momentos del golpe de ariete.

Rendimiento (R)

El rendimiento del ariete hidráulico representa el porcentaje de agua que se puede bombear en relación al total de la canalizada por el ariete, y varía en función del cociente H/h (Altura desde del ariete hasta el depósito final/Altura desde arite a depósito inicial). Al aumentar el valor resultante, el rendimiento disminuye. En la tabla siguiente puede verse cómo varía el rendimiento energético:

El rendimiento R viene referido a 1. Para referirlo a %, lo multiplicamos por 100 (así un rendimiento de 0,85, representa un excelente rendimiento de un 85%)

Como puede deducirse de la tabla anterior, a partir de 12 veces la altura (h), el rendimiento de los arietes disminuye en gran medida. Este detalle no nos ha de desalentar. Aunque sólo subamos a gran altura un 1% del agua que pasa por nuestro ariete, este funciona las 8.760 horas del año, ¡y sin combustible! (aunque sí hay un gasto energético)

El caudal elevado (q)

Depende del rendimiento (R), el caudal de alimentación (Q), el desnivel de trabajo (h) y la altura de elevación (H). La ecuación por la que se relacionan es

la siguiente:

q=R·Q·h/H


Por ejemplo:

Q (Caudal de alimentación) = 100 litros/minuto

h (desnivel de trabajo) = 3 metros

H (Altura de elevación) = 24 metros

La relación H/h = 8, luego el rendimiento del ariete en estas condiciones equivale al 57% (0’57).

El caudal elevado q = 0,57 · 100 · 3 / 24 = 7,125 litros/minuto = 10260 l/día.

La capacidad de elevación teórica de un ariete sigue la ecuación:

q*h = Q*H

donde inicialmente no se tienen en cuenta las pérdidas internas.

El caudal de alimentación (Q)

El ángulo de inclinación del tubo de alimentación (α) debe estar entre los 10º y los 45º con respecto a la horizontal. El caudal de alimentación del ariete dependerá del diámetro de dicho tubo de acometida.

Hay que tener en cuenta que el agua que se acelera en el tubo de alimentación, es la que provoca el “golpe de ariete”, por lo que este ha de tener una longitud, inclinación y diámetro adecuados, sin curvas ni estrechamientos que provoquen pérdidas de carga por rozamiento.

La energía cinética y con ella la capacidad de bombeo depende de la altura de caída y la cantidad de agua en el conducto de impulsión.

Estos golpes de agua se producen a menudo de forma involuntaria en las tuberías. A veces pueden oírse estos golpes en la instalación de agua de una casa, cuando se cierra, por ejemplo, la válvula magnética de la lavadora o el lavavajillas, o el pulsador del váter. También en estos casos hay una columna de agua en movimiento dentro de un tubo y se detiene de forma súbita.

Cuanto mayor es la cantidad de agua que fluye en el conducto de impulsión, más abrupto resulta la interrupción y mayor es la energía choque.

Video Explicativo:

Por tanto el golpe de ariete parece una maravilla energética.. y lo es en el caso de elevadores de agua.

Pero no siempre es así. En otros aspectos tecnológicos, debe evitarse absolutamente el golpe de ariete, como por ejemplo en los motores de coches (seguro que esto le ha producido a Nabil más de un quebradero de cabeza... jeje.

Concluyendo:

El golpe de ariete o pulso de Joukowski, llamado así por el ingeniero ruso Nikolay Egorovich Zhukovskiy, es junto a la cavitación, el principal causante de averías en tuberías e instalaciones hidráulicas.


Material destruido por un "golpe de ariete"

El golpe de ariete se origina debido a que el fluido es ligeramente elástico (aunque en diversas situaciones se puede considerar como un fluido no compresible). En consecuencia, cuando se cierra bruscamente una válvula o un grifo instalado en el extremo de una tubería de cierta longitud, las partículas de fluido que se han detenido son empujadas por las que vienen inmediatamente detrás y que siguen aún en movimiento. Esto origina una sobrepresión que se desplaza por la tubería a una velocidad algo menor que la velocidad del sonido en el fluido. Esta sobrepresión tiene dos efectos: comprime ligeramente el fluido, reduciendo su volumen, y dilata ligeramente la tubería. Cuando todo el fluido que circulaba en la tubería se ha detenido, cesa el impulso que la comprimía y, por tanto, ésta tiende a expandirse. Por otro lado, la tubería que se había ensanchado ligeramente tiende a retomar su dimensión normal. Conjuntamente, estos efectos provocan otra onda de presión en el sentido contrario. El fluido se desplaza en dirección contraria pero, al estar la válvula cerrada, se produce una depresión con respecto a la presión normal de la tubería. Al reducirse la presión, el fluido puede pasar a estado gaseoso formando una burbuja mientras que la tubería se contrae. Al alcanzar el otro extremo de la tubería, si la onda no se ve disipada, por ejemplo, en un depósito a presión atmosférica, se reflejará siendo mitigada progresivamente por la propia resistencia a la compresión del fluido y a la dilatación de la tubería. Entonces es muy posible que pase.

Sardón de Duero, Agosto 2009

Ismael.

Energía y Agua I

Vivimos tiempos de crisis económica. Los vaivenes del dinero parecen caprichosos. Sin duda el dinero es tímido, ama la seguridad; si tiene dudas, se esconde. Podríamos definir el dinero como“cualquier cosa que los miembros de una comunidad estén dispuestos a aceptar como pago de bienes y deudas”.

Si bien se asocia con billetes y monedas, en realidad es cualquier cosa que las personas estén dispuestas a aceptar como pago de bienes y deudas.

No cabe duda que la sociedad vive obsesionada por la posesión del dinero: tanto tienes, tanto vales.

Existe un aspecto de la humanidad asociado al poder y al dinero: la energía. Como en otro post escribí, la energía es “aquello que es capaz de producir un trabajo”. Como consecuencia de un trabajo, se consigue algo valorable en dinero y, por ende, poder...

No debemos de extrañarnos que la posesión de las fuentes de energía sea un objetivo de las potencias políticas actuales y futuras. Por la energía se miente, se mata, se va a la guerra. Y lo peor aún no ha comenzado. Probablemente quien esto lea en las primeras décadas del siglo XXI, tenga la suerte de no conocerlo.

A la par, han surgido movimientos ecologistas que promueven el ahorro energético, objetivo claramente encomiable. La utilización de las energías alternativas, renovables y no contaminantes es muy buena, pero... claramente insuficiente. Las energías alternativas son muy diluidas, lo que significa que se puede obtener poco rendimiento, caras... Las energías de alto rendimiento, nucleares, son constantemente atacadas, denostadas; pero están ahí y seguirán estando ahí. Recordemos que la energía nuclear tiene dos formas:

    • Fisión (la que conocemos: un átomo inestable se rompe y emite partículas y ingentes cantidades de energía; la masa final es menos que la inicial. Esa masa, m, que falta, se ha convertido en energía según la ecuación de Einstein: E = mc2 en donde c representa la velocidad de la luz.

    • Fusión: dos átomos de hidrógeno se unen para formar el elemento gaseoso más ligero que existe, helio, con gran deprendimiento energético.

Un mundo futuro no es visible sin la presencia de este tipo de energías. Cualquier gobierno que niegue su necesaria presencia futura peca de falta de realismo. El debate está servido.

Por tanto, tanto en tiempo de crisis como de bonanza económica, se impone el ahorro energético. Ahorro energético que puede instalarse en todas y cada una de las facetas de la vida diaria. Los tiempos del despilfarro energético han finalizado. Hay que ahorrar energía.

Sistemas de ahorro hay muchos, muchos...

Pero, hablemos del agua:

El agua es el elixir de la vida en el medio de los hombres y los animales. Es por eso que debo añadir aquí un par de comentarios personales sobre este costoso elemento.

Sobre sus cualidades se ha escrito ya mucho, aunque para mí continúa siendo demasiado poco. Nos referimos a él como “el líquido elemento”, pero esta nomenclatura es falsa. Químicamente el agua no es un elemento (el hierro, el azufre, el hidrógeno sí lo son) sino que es un compuesto. Compuesto con comportamientos extraños, afortunadamente (ejemplo: cualquier líquido domienza a congelarse por el fondo, el agua no. Si el agua se congelara por el fondo, la vida en los lagos ríos y mares quedaría atrapada en el hielo y desaparecería).

Sin agua no se habría originado la vida en nuestro planeta. Conocemos el agua en tres apariencias, que los físicos denominan también estados físicos: sólida en forma de hielo, líquida como el agua en su sentido propio y gaseosa en forma de vapor. Cuando hablamos del agua, generalmente nos referimos al estado líquido. Cantidades inconmensurables de agua están almacenadas en los glaciares y los polos de la Tierra en forma de hielo. Asimismo, existen permanentemente grandes cantidades de agua en forma de vapor en las nubes. Si el agua desapareciera o fuera inservible debido a una carga contaminante demasiado alta para su funcionamiento biológico, sería también el fin, como mínimo de la forma de vida más evolucionada. Debemos recordarnos siempre que el agua en la forma en que nos sirve a nosotros (líquida) sólo existe en un rango relativamente pequeño de temperaturas, concretamente entre 0 y 100 grados centígrados.

Reacciona al calor y al frío de forma excepcionalmente sensible. Además, es necesaria una presión atmosférica dominante sobre la Tierra. Si falta una sola de estas condiciones, el agua no existe en forma líquida. En ellas se incluye también su peculiaridad de seguir siempre la fuerza de la gravedad hasta llegar al lugar más profundo. El agua en la forma familiar para nosotros, es decir, líquida, siempre existe de forma transitoria. Se evapora de forma continua, incluso a

temperatura ambiente normal. Para ello, el agua necesita calor, que obtiene de su entorno más próximo. La percibimos entonces como frescor, cuando por ejemplo nos mojamos la piel o sudamos.

Cuando hacemos evaporar agua con aporte de energía, empieza a hervir. Esto ocurre, por cierto,también a temperatura ambiente, con sólo disminuir la presión atmosférica. Por tanto, en las montañas altas al hervir huevos se debe tener en cuenta que allí el agua hierve por debajo de los 100°C. Mediante una bomba de vacío de escasa calidad se puede hacer hervir agua a 4ºC, y menos, calentando el recipiente con el calor de una mano (la bomba de vacío disminuye la presión que actúa sobre el líquido y favorece el paso de las moléculas de líquido a vapor).

El enorme factor de expansión de volumen entre agua en forma líquida y vapor se utiliza para propulsar máquinas. Todos pensamos en la máquina de vapor y la locomotora. Cada central eléctrica utiliza este potente y enérgico aumento de volumen en la transformación de agua líquida en vapor de agua.. También las centrales eléctricas de gas, petróleo o carbón, incluso las nucleares, generan vapor con agua y lo utiliza n para propulsar una turbina de vapor. El vapor se condensa, con lo que vuelve a ser agua, que volverá a evaporarse.

Es muy importante la enorme capacidad de almacenamiento de calor del agua. Una determinada masa de agua absorbe casi diez veces más calor que la misma masa de hierro, para un mismo rango de temperaturas inicial y final. Se afirma incluso que 37,5 °C es donde el agua tiene una mayor capacidad calórica. Por tanto, no es accidental que la temperatura del cuerpo del hombre equivalga a este preciso valor. Este es uno de los motivos por que nuestro cuerpo contiene tanta agua. Con el paso de los años disminuye su contenido en agua y con ello por desgracia también su capacidad de regulación de la temperatura.

La naturaleza nos demuestra así a utilizar el agua como acumulador de calor, lo que imitan los ingenieros de calefacción; en este caso especialmente los especialistas en técnica solar.

¿Sabías que el agua es el único líquido que tiene un punto de anomalía (4°)? A 4 °C tiene su mayor densidad. Es por ello que en los estanques baja a la tierra. El resto del agua, como el hielo, son más ligeros y se quedan por tanto en capas sobre la tierra. Esta circunstancia permite a los peces sobrevivir a las heladas. El hielo tiene una densidad inferior, con lo que es más ligero que el agua y flota. Por ese motivo el agua que penetra en las grietas de las rocas ha hecho estallar repetidamente las rocas formando, tras miles de años, el humus que constituye ahora el suelo fértil para las plantas terrestres? Eso fue lo que hizo posible en la historia de la Tierra una vida ulterior en tierra firme.

Desde un punto de vista químico, el agua es el óxido del hidrógeno y una molécula se origina de la fusión (unión ) de dos átomos de hidrógeno con un átomo de oxígeno. La abreviatura es H2O.

También desde un punto de vista técnico, el agua establece récords. El agua pura tiene, por ejemplo, la mayor constante dieléctrica en comparación con otros líquidos. Esto significa que el agua es el mejor aislante eléctrico entre los líquidos. Estas afirmaciones seguramente hacen que se pregunte por qué el agua en combinación con aparatos eléctricos es causa de peligro de muerte.

Debemos saber al respecto que el agua en estado puro no existe en la naturaleza. En las aguas que podemos beber y están a nuestro alcance hay siempre sales y minerales disueltos. Eso es lo que crea la conductividad eléctrica, y el peligro de electrocución aumenta con la humedad.

La falta de agua causa en nuestros cuerpos perjuicios para nuestra salud en sólo tres días.

Necesitamos agua para todas nuestras necesidades de limpieza. Nos lavamos y limpiamos nuestros objetos con agua. Nos bautizamos con agua. Con agua eliminamos el fuego. Con agua preparamos nuestras comidas.

Es la bebida más simple e importante y constituye la base para todas las demás bebidas.

El agua puede hacer trabajo, transportar barcos. El agua puede arrastrarnos y aniquilarnos con una fuerza atroz, pero al mismo tiempo es muy delicada.

Dos terceras partes de nuestra Tierra están cubiertas de agua. De ellas, podemos disponer de sólo un 3 % como agua dulce potable. En un ciclo siempre perdurable, este agua se evapora, sube hacia arriba, es transportada por los vientos en forma de nubes y cae como lluvia nuevamente sobre la tierra.

Circulación del agua

Gracias a esta circulación eterna, el agua se mantiene siempre limpia y enriquecida con minerales; sólo cuando está "madura“ aparece en la superficie terrestre en forma de fuentes. Este agua de manantial es apta para el abastecimiento de los seres vivos de la Tierra y es inigualable en cuanto a calidad. Cuando hoy en día perforamos pozos profundos porque hemos contaminado las fuentes, extraemos agua muerta, excluyéndola del ciclo descrito. Este agua no es potable en toda regla y es preciso tratarla primero técnicamente. Luego es posible calcular también cuándo estas aguas producirán una saturación de contaminantes en los estratos de la Tierra y volverá a surgir el problema.

El calentamiento de la atmósfera (cambio climático) por la emisión extremadamente elevada de dióxido de carbono varía también el ciclo natural. El equilibrio entre sequía y lluvia es perturbado. De modo que, igual que la contaminación del agua nos perjudica directamente, nuestro comportamiento irreflexivo y descuidado ocasiona a menudo fuertes inundaciones.

La extracción forzada de agua en grandes cantidades es motivo además de conflictos militares.

Tarde o temprano, el hombre deberá conformarse con no consumir más de lo que nos da la naturaleza. Sangrar las reservas significa vivir de la sustancia y ésta nuevamente es finita. No sólo es válido para el agua.


Hace tiempo leí algo que me sorprendió. Versaba sobre un sistema de extracción de agua casi sin gasto energético:

Siguiente post:

Extracción de agua: El ariete hidraúlico.

Ismael

05 agosto 2009

Nanotecnología-I

Cuando Don Hilarión, un cómico personaje de nuestro castizo español género musical, la Zarzuela, en la obra “La Verbena de la Paloma” de Carlos Arniches dijo:

"Hoy las ciencias adelantan que es una barbaridad"

no sabemos si se trataba de una comentario a su actualidad o una predicción futura.

Y así están las cosas. La CIENCIA, para la mayoría de los mortales de a pié es un campo en que otros trabajan, que nos sirve en nuestra vida diaria pero... en la que no profundizamos y de la que ignoramos sus profundas raíces e incluso sus tendencias.

No es de extrañar que haya teorías que sean, por su complejidad, absolutamente incomprensibles para cualquiera no ducho en ciencias: relatividad, mecanocuántica, química... teorías con decenas de años de existencia.

La revolución industrial propició una mayor revolución: la Científico-Tecnológica. Como ejemplo sirva el hecho de que hace pocos años yo habría escrito este articulo con mi lápiz o pluma preferidos y ahora lo estoy haciendo con un ordenador portátil con la última distro de Linux, con música de fonfo de Smetana en formato mp3, chateando con los amigos y viéndoles con la webcam.

Me imagino la escena tratando de explicar a mi abuelo todo esto y conseguir que lo entienda... él que siempre dijo que era mentira que el hombre hubiera alcanzado la luna.

Hay un campo científico muy desconocido para el gran público, pero del que todos nos beneficiamos o nos beneficiaremos en el futuro. Para mí tiene un nombre muy especial:

Nanotecnología

(permítaseme una debilidad aclaratoria; el nombre me parece especial por lo de Nano... el nombre cariñoso con el que durante toda la vida he llamado a un gran hombre, mi padre)

Es muy probable que si estas leyendo esto no sepas nada de esta ciencia. Y es lógico ya que es muy nueva y no ha habido difusión de sus campos de acción, pero seguro que te estas actualmente beneficiando de sus avances y productos generados.

¿Qué es la Nanotecnología?

El Diccionario de la Real Academia de la Lengua Española dice:

Tecnología de los materiales y de las estructuras en la que el orden de magnitud se mide en nanómetros, con aplicación a la física, la química y la biología”.

Aprovechando esta definición, empecemos a aclarar conceptos:

El prefijo griego “nano” significa pequeño. Desde un punto de vista de la Fisica, se refiere a una unidad de medida: 10 elevado a menos 9. Si nos referimos a la longitud:

1 nanometro (nm) = 0,000000001 metros.

Aclarando ideas:

1 milímetro = 1.000.000 nanometros (nm).

1 metro = 1.000.0000.000 nanometros (nm).

Si hablamos de tiempos, nanosegundos, podemos decir que la luz (velocidad 300000 km/s) recorre 30 centímetros en un nanosegundo.

Se trata de una medida tan pequeña que las bacterias y células son demasiado grandes para esta unidad de medida. Pero un virus, un átomo y una molécula tienen un tamaño nanométrico. A la escala nanométrica, los materiales tienen un comportamiento muy distinto al de propiedades más grandes. Podemos decir que “casi se viola el comportamiento predicho por la Física”

La revolución nanotecnológica, se asocia,por una parte, a la "fabricación molecular" cuya viabilidad tendría un impacto enorme en nuestras vidas, en las economías, los países y en la sociedad en general en un futuro no lejano. Entre los efectos, destacan sus potenciales impactos en la medicina, la biología, el medioambiente, la informática, la construcción... En la actualidad los principales avances prácticos ya se dan en algunos campos: nanopartículas, nanotubos...

Estructura de un nanotubo de pared simple

Los progresos -más cuestionados- en materia de nanorobots (nanomáquinas, con enorme futuro en tratamientos oncológicos (aquí no puedo evitar una mención a Otto Klement y Jerome Bixby comos autores originales del cuento Fantastic voyage (1966) y la película del mismo nobre y fecha, retomado por Isaac Asimov en su obra “Viaje alucinante” ) y autoreproducción son objeto de polémica entre los expertos... Lo que no cabe duda es que la revolución ha comenzado. Y también el debate sobre sus beneficios y riesgos.

Pero volvamos con la definición de Nanotecnología:

Breve Historia cronológica de la Nanotecnología:

Los años 40: Von Neuman estudia la posibilidad de crear sistemas que se auto-reproducen como una forma de reducir costes.

1959: Richard Feynmann habla por primera vez en una conferencia sobre el futuro de la investigación científica: "A mi modo de ver, los principios de la Física no se pronuncian en contra de la posibilidad de maniobrar las cosas átomo por átomo".

1966: Se realiza la película "Viaje alucinante" que cuenta la travesía de unos científicos a través del cuerpo humano. Los científicos reducen su tamaño al de una partícula y se introducen en el interior del cuerpo de un investigador para destrozar el tumor que le está matando. Por primera ve en la historia, se considera esto como una verdadera posibilidad científica. La película es un gran éxito.

1985: Se descubren los buckminsterfullerenes.

1989: Se realiza la película "Cariño he encogido a los niños", una película que cuenta la historia de un científico que inventa una máquina que puede reducir el tamaño de las cosas utilizando láser.

1996:Sir Harry Kroto gana el Premio Nobel por haber descubierto fullerenes.

1997: Se fabrica la guitarra más pequeña el mundo.

El tamaño de esta guitarra, unos 10 micrones, equivale a 10000 nanometros, o lo que es lo mismo 0,01milimetros. En un milímetro de longitud caben 100 guitarras como esta.

1998: Se logra convertir a un nanotubo de carbón en un nanolapiz que se puede utilizar para escribir

2001: James Gimzewski entra en el libro de récords Guinness por haber inventado la calculadora más pequeña del mundo.

La palabra "nanotecnología" es usada extensivamente para definir las ciencias y técnicas que se aplican al un nivel de nanoescala, esto es unas medidas extremadamente pequeñas "nanos" que permiten trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus átomos. En síntesis nos llevaría a la posibilidad de fabricar materiales y máquinas a partir del reordenamiento de átomos y moléculas.

La mejor definición de Nanotecnología que he encontrado es esta:

La nanotecnologia es el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a nano escala, y la explotación de fenómenos y propiedades de la materia a nano escala.

Cuando se manipula la materia a la escala tan minúscula de átomos y moléculas, demuestra fenómenos y propiedades totalmente nuevas. Por lo tanto, científicos utilizan la nanotecnología para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos y poco costosos con propiedades únicas.

Nos interesa, más que su concepto, lo que representa potencialmente dentro del conjunto de investigaciones y aplicaciones actuales cuyo propósito es crear nuevas estructuras y productos que tendrían un gran impacto en la industria, la medicina (nanomedicina), etc..

Esta nuevas estructuras con precisión atómica, tales como nanotubos de carbón, o pequeños instrumentos para el interior del cuerpo humano pueden introducirnos en una nueva era, tal como señala Charles Vest (ex-presidente del MIT). Los avances nanotecnológicos protagonizarían de esta forma la sociedad del conocimiento con multitud de desarrollos con una gran repercusión en su instrumentación empresarial y social.

El padre de la "nanociencia", es considerado Richarr Feynman, premio Nóbel de Física, quien en 1959 propuso fabricar productos en base a un reordenamiento de átomos y moléculas. En 1959, el gran físico escribió un artículo que analizaba cómo los ordenadores trabajando con átomos individuales podrían consumir poquísima energía y conseguir velocidades asombrosas.

Existe un gran consenso en que la nanotecnología nos llevará a una segunda revolución industrial en el siglo XXI.

Supondrá numerosos avances para muchas industrias y nuevos materiales con propiedades extraordinarias (desarrollar materiales más fuertes que el acero pero con solamente diez por ciento el peso), nuevas aplicaciones informáticas con componentes increíblemente más rápidos o sensores moleculares capaces de detectar y destruir células cancerígenas en las partes más delicadas del cuerpo humano como el cerebro, entre otras muchas aplicaciones.

Podemos decir que muchos progresos de la nanociencia estarán entre los grandes avances tecnológicos que cambiarán el mundo:

Las diez tecnologías avanzadas que cambiarán el mundo (según el MIT):

1. Redes de sensores sin cables (Wireless Sensor Networks)

2. Ingeniería inyectable de tejidos (Injectable Tissue Engineering)

3. Nano-células solares (Nano Solar Cells)

4. Mecatrónica (Mechatronics)

5. Sistemas informáticos Grid (Grid Computing)

6. Imágenes moleculares (Molecular Imaging)

7. Litografía Nano-impresión (Nanoimprint Lithography)

8. Software fiable (Software Assurance)

9. Glucomicas (Glycomics)

10. Criptografía Quantum (Quantum Cryptography)

Por hoy... es suficiente. Continuaré...

Ismael