trabajo colaborativo 1 grupo 36(parcial)

UNIDAD 1: Fundamentos de circuitos

Act. 6, Trabajo Colaborativo 1 Fsica de Semiconductores. Pgina 6

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA Escuelas de Ciencias Sociales, Artes y Humanidades Fsica de Semiconductores

ACTIVIDAD 6 TRABAJO COLABORATIVO 1Fsica de Semiconductores

Presentado por:

JEISON FREDY TOVAR GONZALEZCODIGO: 93236745

GERMAN SANABRIA MSMELACODIGO: 93202693

SERGIO DAVID MARTINEZ ZARTECODIGO: 91540351

Grupo: 299002_36

Tutor del Curso: ORLANDO HARKER.

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNADESCUELA CIENCIAS BSICAS TECNOLOGA E INGENIERA (ECBTI)CEAD Santa Marta, Cali, Ibague, Palmira17 de Abril de 2014

INDICE

Introduccin 3

Objetivos 4

Desarrollo de los Procedimientos 5

Conclusiones Generales 21

Bibliografa 22

INTRODUCCION

Segn la gua acadmica, los estudiantes tenemos como tarea investigar acerca de las nuevas tendencias, desarrollos, investigaciones, entre otros, que se estn presentando a nivel mundial con la evolucin de la fsica de semiconductores, para ello, durante el presente trabajo se har una presentacin de los resultados obtenidos de la bsqueda de fuentes bibliogrficas de los siguientes temas:

Superconductividad.

Nanociencia y Nanotecnologa (Medicina).

Energa y Medio Ambiente (nuevas energas, reduccin de emisin de contaminantes, remediacin ambiental).

Nanomateriales o materiales super resistentes.

Educacin y divulgacin de la Nanociencia.

Segn la gua, solo sern vlidos artculos de revistas cientficas, libros, tesis o publicaciones de Universidades, que tengan sus correspondientes referencias. (Artculos en blogs, wikipedia, o pginas personales, no sern vlidos para el trabajo. Un buen portal de consulta puede ser google acadmico.

OBJETIVOS

1- Investigar y conocer acerca de las ltimas tendencias de la tecnologa de semiconductores aplicados a los siguientes campos:

Superconductividad.

Nanociencia y Nanotecnologa (Medicina).

Energa y Medio Ambiente (nuevas energas, reduccin de emisin decontaminantes, remediacin ambiental).

Nanomateriales o materiales super resistentes.

Educacin y divulgacin de la Nanociencia.

2- Practicar la bsqueda de informacin especializada y de tipo reconocida por el mundo cientfico y de la tecnologa aplicada, o sea, bajo estndares de conocimiento en el mundo cientfico y de la aplicacin tenolgica.

3- Proveer un marco de referencias para nuevos trabajos en la UNAD.

DESARROLLO

Tabla No. 1. Resumen de Sobre los Documentos Consultados y Relacionados

TemaBibliografa o Web grafa FechaEstudiante que lo Present en el ForoFecha de Consulta

SuperconductividadArtculo 1. Prieto Pulido, P. A.: Los primeros 10 aos de la superconductividad de alta temperatura. Rev.Acad. Colomb. Cienc. 21(80): 271-280, 1997ISSN 0370-3908JEISON FREDY TOVAR GONZALEZ 26-mar-14

Artculo 2. http://www.researchgate.net/publication/51946823_Tantalum_nitride_superconducting_single-photon_detectors_with_lowcut-off_energyGermn Sanabria13-abr-14

Articulo 3. Montecinos, C (S/F) Superconductividad [Blog] Temuco, Chile. http://www.inele.ufro.cl/bmonteci/semic/apuntes/superconductividad/superconductividad.htm

Sergio Martinez1 de Abril de 2014

Nanociencia y Nanotecnologa (Medicina)

Artculo 1. G. Francisco.: Nanotecnologia en la medicina, Blogs de Ciencia y Tecnologia Fundacion Telefonica. Marzo 11 2014. Recuperado de la web http://blogs.creamoselfuturo.com/nanotecnologia/2008/03/11/nanotecnologia-en-la-medicina/JEISON FREDY TOVAR GONZALEZ 27-mar-14

Artculo 2. http://oa.upm.es/15751/Germn Sanabria13-abr-14

Artculo 3. http://phys.org/news/2010-12-medical-science-uk-athletes-peak.htmlGermn Sanabria17-abr-14

Artculo 4. http://www.npl.co.uk/publications/science-posters/high-resolution-ink-jet-printing-for-nanowire-transistors-and-next-generation-flexible-electronicsGermn Sanabria17-abr-14

Artculo 5. Universidad Autnoma de Barcelona (2014) Nanociencias y Nanotecnologas. Barcelona, Espaa.: http://www.uab.es/servlet/Satellite/bolonia/los-nuevos-grados/nanociencia-y-nanotecnologia-1265010840866.html

Sergio Martinez25 de marzo de 2014

Artculo 6. Blod de Nanotecnologa (S/F) Nanotecnologa y Medicina: http://www.portalciencia.net/nanotecno/nanomedicina.html


Artculo 7. Cuad. Cent. Estud. Diseo Comn., Ens. no.42 (2012) Nanociencia y Nanotecnologa... un mundo pequeo [BLOG] Recuperado el 02 de abril de 2014 en: http://www.scielo.org.ar/scielo.hp?pid=S1853-35232012000400010&script=sci_arttext


Energa y Medio Ambiente (nuevas energas, reduccin de emisin de contaminantes, remediacin ambiental)Articulo 1: Miliarium Aureum, S.L.Naciones 9, Entreplanta B 28006 MadridEspaa Tecnologas para el control de la contaminacin atmosfrica. Recuperado de la web http://www.miliarium.com/prontuario/MedioAmbiente/Atmosfera/TecnoDescontaminacionAire.htm#IntroduccinJEISON FREDY TOVAR GONZALEZ 27-mar-14

Artculo 2. http://oa.upm.es/14911/1/ROSA_MARIA_CAMARA_HURTADO.pdfGermn Sanabria13-abr-14

Artculo 3. Webacadmica (2013) Tecnologa Ambiental http://centrodeartigos.com/articulos-informativos/article_64902.html


Nanomateriales o materiales super resistentesArticulo 1: Recuperado de la web: http://www.ifuap.buap.mx/~lilia/NANOMATERIALES.pdfJEISON FREDY TOVAR GONZALEZ 27-mar-14

Artculo 2. http://oa.upm.es/10472/Germn Sanabria13-abr-14

Artculo 3.Sergio Martinez5 de Abril de 2014

EcuRed (2014) Nanomateriales: http://www.ecured.cu/index.php/Nanomateriales

Educacin y divulgacin de la NanocienciaArtculo 1. Material recuperado de las web:http://www.mundonano.unam.mx/pdfs/mundonano7.pdfJEISON FREDY TOVAR GONZALEZ 27-mar-14

Artculo 2. http://scholar.google.es/scholar?hl=es&q=Educaci%C3%B3n+y+divulgaci%C3%B3n+de+la+Nanociencia&btnG=&lr=Germn Sanabria17-abr-14

Artculo 3.Porras, M (2014) Divulgacin deNanocienciay Nanotecnologa: Costa Rica forma parte de Red Iberoamericana a travs del LANOTE. http://www.conicit.go.cr/boletin/boletin133/Nanociencia-Nanotecnologia.html


TEMA 1.SUPERCONDUCTIVIDAD.

Articulo 1:

LOS 10 PRIMEROS AOS DE LA SUPERCONDUCTIVIDAD DE ALTA TEMPERATURA

han pasado 10 aos desde que el primer superconductor de alta temperatura crtica fue descubierto, este acontecimiento en la ultima parte del presente siglo dio lugar a una verdadera revolucin en la fisica. En este articulo se describiran los acontesimientos que dieron lugar a su descubrilmiento y los desarrollos logrados desde esa fecha hasta hoy. Se har nfasis en la estructura laminar cuasi-bidimensional y anisotropica de estos materiales as como en las propiedades bsicas de los cupratos superconductores. Se presentar es estado actual de nuestro entendimiento terico de la fisica asociada con la superconductividad a alta temperatura. Se mostrraran las aplicaciones actuales de estos nuevos materiales y los desarrollos ms probables en el prximo futuro.

Palabras claves: Superconductores, Superconductividad de alta temperatura, Peliculas delgadas.

Origen de la superconductividad de alta temperatura.

El entendimiento de la superconductividad de alta temperatura presenta un reto formidable a los fisicos de la materia condensada. Una pregunta bsica que debe ser contestada es Por que la T/c es mas alta en los SATC que en los superconductores tradicionales?

Dado que la teoria BCS result exitosa en la explicacin de los superconductores clasicos, un primer punto de partida fue adaptar varios de los resultados de esta teoria a los SATS. En los superconductores tradicionales dos electrones con spin y momento opuesto forman un par debido a una interaccin atractiva producida por un intercambio de fotones

Aplicaciones de los superconductores de alta temperatura.

Con el advenimiento de los SATC capaces de operar a temperaturas por encima de la del nitrogeno liquido, 77 K, las aplicaciones previstas para los superconductores tradicionales no se ampliaron. La principal ventaja de los SATC respecto a los superconductores clasicos estriva en el echo de que estos pueden operar a temperaturas de 77 K lo que hace que los requeriminetos de refrigeracion sean mas simples y baratos que los usados con los superconductores tradicionales. El calor latente del nitrogeno liquido es 70 veces mayor que el del helio liquido lo cual significa que un dispositivo enfriado con NL permanece frio por mas tiempo que el enfriado en el mismo volumen de helio.

La tecnologia superconductora puede dividirse en dos grandes categorias: Aplicaciones a gran escala y aplicaciones electronicas a pequea escala. La mayoria de aplicaciones a gran escala involucra la produccin de campos magneticos intensos. La posivilidad de hacer circular corrientes altas atravs de un material posivilita la elavoracin de bobinas superconductoras que producen altos campos, para esta aplicacin se requiere conductores tipo II cuyos campos magneticos criticos sean muy intensos. El carcter cermico de los SATC ha hecho dificil la elaboracin de los cables necesarios para la baricacin de bobinas superconductoras. Las corrientes criticas alcansan en SATC policristalinos estan por debajo de 10 a la 3 A/cm al cubo a 77 K y la aplicaciones en electroimanes, como las utilizadas en escangrafos de resonancia magnetica, requieren valores de J/c por encima de 10 a la menos 5 A/cm al cubo en alambres elaborados usando una tecnica que consiste en colocar BSSCO en tubos de plata que hace que el problema de resistencia mecnica se pueda superar sin debilitar sus propiedades superconductoras (lubkin 19916).

Articulo 2:

Este trabajo fue desarrollado por tres entidades de dos pases Europeos a saber:1)Physics Institute, University of Zurich, Winterthurerstr. 190, 8057 Zurich, Switzerland2)Institute for Micro- and Nano-Electronic Systems, Karlsruhe Institute of Technology, Hertzstr. 16, 76187 Karlsruhe, Germany3)DLR Institute of Planetary Research, Rutherfordstr. 2, 12489 Berlin, Germany(Dated: 21 October 2011)Esta es una aplicacin de superconductores, ellos desarrollaron un detector de un nico fotn con pequeo gap de superconduccin de energa con una alta eficiencia en nano cables de superconduccin, este detector sirve para contribuir en la continuacin del entendimiento y desarrollo de la fsica cuntica y sus aplicaciones, es un desarrollo tipo fsica aplicada mediante la instrumentacin fsica.Tantalum nitride superconducting single-photon detectors with low cut-off energyMaterials with a small superconducting energy gap favor a high detection efficiency of low-energy photons in superconducting nanowire single-photon detectors. We developed a TaN detector with smaller gap and lower density of states at the Fermi energy than in comparable NbN devices, while other relevant parameters remain essentially unchanged. This results in a reduction of the minimum photon energy required for direct detection to _ 1/3 as compared to NbN.Disponible en: http://www.researchgate.net/publication/51946823_Tantalum_nitride_superconducting_single-photon_detectors_with_lowcut-off_energyNota: existen muchos desarrollos actualmente en el campo de la superconductividad, pero para acceder a los artculos hay que pagar.Articulo 3:

SUPERCONDUCTIVIDADEs una propiedad de algunos compuestos que no oponen resistencia alguna al paso de corriente ya que los electrones se desplazan sin colisiones y en zigzag a travs de los cristales del tomo, es decir materiales con resistencia nula con los cuales se puede ahorrar la energa que se disipa en forma de calor en los otros conductores, debido a la colisin de los electrones entre s y con los tomos del material. Adems de lo anterior tienen otra caracterstica muy importante que consiste en que expulsan de su interior los campos magnticos mientras estos no sobrepasen un valor lmite.

PROPIEDADESLos superconductores ofrecen cuatro grandes ventajas sobre los conductores normales que podran ser explotadas en muchas aplicaciones, ellas son: Conducen la electricidad sin prdida de energa, y por tanto, podran utilizarse en lugar de los conductores para ahorrar energa.

No tienen resistencia, y por consiguiente no generan calor cuando se hace pasar corriente elctrica por ellos. En un conductor ordinario, la prdida de energa debida a su resistencia se disipa en forma de calor. Este calor impone un lmite al nmero de componentes electrnicos que pueden ser empaquetados juntos. Utilizando superconductores se podran empaquetar hermticamente un gran nmero de componentes electrnicos, sin preocuparse por la disipacin de calor.

Tienen capacidad para crear campos magnticos intensos. Estos campos pueden ser generados por imanes superconductores relativamente pequeos.

Pueden utilizarse para formar uniones Josephson, que son conmutadores superconductores. Su funcionamiento es similar al de un transistor, pero la unin Josephson es capaz de conmutar a una velocidad 100 veces superior. Conectando dos uniones Josephson de una forma especial, pueden detectarse campos magnticos extremadamente dbiles. Estos detectores tan sensibles de campos magnticos reciben el nombre de SQUID's (Super-conducting Quantum Interference Devices Dispositivos superconductores de interferencia cuntica)ORIGENEl descubrimiento de la superconductividad se remonta a 1908, ao en el que el fsico holands Heike Kamerlingh Onnes lleg a enfriar el helio hasta el punto de su licuefaccin, a una temperatura prxima al cero absoluto. Esta experiencia le permiti observar fenmenos desconocidos hasta entonces y casi inconcebibles para los cientficos de la poca: por un lado, la superfluidez y por el otro lado la superconductividad, que Onnes demostr por primera vez en 1911.Para lograr estas bajas temperaturas es necesario poner las muestras en contacto con helio lquido, elemento difcil de obtener y que requiere de procesos complicados y costosos para mantenerlo en su fase lquida. Desde entonces se inicio una bsqueda ininterrumpida para alcanzar aleaciones que alcanzaran la fase superconductora a temperaturas ms elevadas.La curiosidad que Onnes senta hacia el comportamiento de la materia a bajas temperaturas lo condujo al descubrimiento de la superconductividad experimentando con el mercurio, siendo posible porque haba conseguido la licuacin del helio que permiti enfriar los materiales a temperaturas prximas al cero absoluto (-273C).Puesto que el helio lquido es el mejor mtodo que se conoce de refrigerar a temperaturas extremadamente bajas, la superconductividad podra verse obligada a esperar el desarrollo de nuevos materiales con temperaturas crticas mas altas para poder ofrecer beneficios fuera del entorno de un laboratorio.Algunos cientficos que trabajaban con superconductores similares a los empleados por Onnes, intentaron subir ligeramente la temperatura crtica mezclando compuestos para formar aleaciones superconductoras. Hacia 1933 la temperatura crtica fue duplicada a 10K (an muy baja).El proceso fue lento y frustrante hasta 1941 cuando se encontraron aleaciones de niobio que se volvan superconductoras a 15K. No fue hasta 1969 cuando la temperatura crtica volvi a duplicarse nuevamente, alcanzando los 20K. Este avance fue muy importante, puesto que el hidrgeno se lica a 20K. Por primera vez poda utilizarse otro agente refrigerador.Hacia 1971, los mejores superconductores eran aleaciones de niobio-aluminio y niobio-germanio que alcanzaban esta fase. En 1972 se concedi el Premio Nbel de Fsica a J. Bardeen, L.N. Cooper y J.R. Schriffer por sus trabajos realizados a finales de la dcada de los aos cincuenta, que daban cuenta del origen microscpico de la superconductividad.En 1973, la temperatura crtica subi unos pocos grados ms, a 23K. Durante aproximadamente una dcada, los cientficos intentaron aumentar la temperatura crtica. Experimentaron sin xito con muchos compuestos y aleaciones.Finalmente en 1986 dos investigadores de IBM en Zurich anunciaron haber conseguido subir la temperatura crtica a 30K en un material completamente nuevo. Los nuevos materiales superconductores que no son aleaciones metlicas sino cermicas hechas a base de xido de cobre mezclados con bario o estroncio y alguno de los elementos conocidos como tierras raras (lantano, itrio y neodimio). Alex Mller y Georg Bednorz haban sintetizado un complejo material cermico (BaLaCuO) que presentaba superconductividad a 30K. Este extraordinario descubrimiento impuls a muchos investigadores a trabajar con materiales cermicos similares. Unos meses despus la temperatura crtica fue aumentada a 39K.En febrero de 1987 Ching-Wu (Paul) Chu y su equipo de investigacin de la Universidad de Houston anunciaron haber desarrollado un superconductor con una temperatura de 98K (Mezcla de xido de cobre, bario e itrio (YBaCuO). Este descubrimiento caus un gran impacto en la comunidad cientfica mundial, pues la barrera impuesta por la necesidad de utilizar helio lquido haba sido traspasada. El nitrgeno se lica a 77K, una temperatura bastante inferior a la temperatura crtica alcanzada. El nitrgeno lquido es fcil de transportar en termos aislados, es muy barato, abundante y fcil de enfriar a diferencia del proceso con helio lquido es costoso.En 1988 el xido de cobre, calcio, bario y talio (TlBaCaCuO) alcanz una temperatura crtica de 125K. Las investigaciones efectuadas en el laboratorio de la Escuela Superior de Fsica y Qumica Industrial de Pars en mayo de 1993, trabajando con pelculas de xido mixto de cobre, calcio, bario y mercurio (HgBaCaCuO) lograron una temperatura crtica de 133K. Este mismo equipo logr en diciembre de 1993 una temperatura crtica de 250K a partir de un compuesto de bismuto, estroncio, calcio y xido de cobre (BiSrCaCuO).Los compuestos que han originado los sorprendentes adelantos en materia de superconductividad son todos cupratos de la familia de las perovskitas de cobre, es decir, cristales constituidos por el apilamiento, en todas las direcciones del espacio, de octaedros que contienen en su centro un tomo metlico, el cobre, con tomos de oxgeno en los vrtices; los espacios entre los octaedros estn ocupados por otro tomo metlico.Sin embargo, la carrera de la temperatura crtica an no ha terminado. Los cientficos suean con superconductores a temperatura ambiente, que no necesiten refrigerarse, la cual est en torno a los 293K (20C).FABRICACIN Y FORMAS DE LOS SUPERCONDUCTORES ACTUALESEl desarrollo de los superconductores de alta temperatura es tan reciente, que an no han sido adaptados satisfactoriamente a la industria. Por ello la inmensa mayora de las aplicaciones comerciales actuales estn basadas en los antiguos superconductores.Actualmente la mayor parte de las aplicaciones de los superconductores a la industria utilizan su capacidad de conducir corriente sin resistencia. Para que un superconductor sea prctico debe ser resistente, de gran fiabilidad y fcilmente maleable. Existen dos grandes tipos de superconductores comerciales: las aleaciones dctiles y los compuestos intermetlicos.Las aleaciones dctiles comparten con los conductores la ventaja de que son fciles de darles la forma de hilos y cables, y de que son relativamente maleables. Los compuestos intermetlicos con mucho ms rgidos y aunque se les puede dar formas en el proceso de fabricacin, no son flexibles. Las aleaciones dctiles superconductoras son compuestos de niobio y titanio. Los compuestos intermetlicos se sintetizan con vanadio y galio.Los superconductores comerciales se suelen fabricar en forma de hilos, de manera que se puedan hacer bovinados para construir generadores, motores y electroimanes. Estos materiales tienen temperaturas crticas del orden de 10K. Pueden generar campos magnticos muy potentes y tienen densidades de corriente prximas a los 2.000 amperios por milmetro cuadrado. Estos compuestos comerciales de niobio-titanio o vanadio-galio cubren la mayor parte de las aplicaciones actuales de la superconductividad.Laboratorios y equipos de investigacin de universidades de todo el mundo han orientado sus esfuerzos al estudio de compuestos cermicos de perovskitas. La fabricacin de estos materiales superconductores cermicos es relativamente fcil, pueden sintetizarse en cualquier laboratorio modestamente equipado. El primer paso en el proceso es mezclar y calentar los ingredientes. Se combinan xidos de los metales itrio (Y), bario (Ba) y cobre (Cu) con cido ctrico y etilen-glicol. La mezcla se calienta inicialmente a unos 38 Celsius. Posteriormente, la mezcla ya caliente se mete en un horno, donde se cuece a unos 800C, con lo que se vaporizan los componentes lquidos, cristalizando el material restante en forma de polvos negros. El polvo es comprimido en un horno especial que genera aproximadamente 150 Kg. por cm.2 de presin. El bloque resultante se enfra gradualmente durante varias horas. Una vez enfriado, el material se sumerge en un bao de nitrgeno lquido para probar la superconductividad. Se conecta un medidor de resistencia al material refrigerado para medir su resistencia elctrica. Si el medidor no registra resistencia, probablemente se habr conseguido superconductividad. Si adems el material presenta efecto Meissner, entonces es un autntico superconductor.Despus de haber desarrollado y probado los nuevos materiales, los laboratorios estn intentando darles formas tiles. Un bloque amorfo de superconductor no tiene inters prctico. Para poder disear dispositivos tiles, es necesario fabricar el material en hilos, cintas y otras formas.USOS ACTUALES DE LA SUPERCONDUCTIVIDADLa ciencia y la medicina se han beneficiado ya de las ventajas aportadas por la superconductividad para generar campos magnticos intensos y detectar seales magnticas dbiles.Los fsicos llevan mucho tiempo utilizando electroimanes superconductores para generar campos magnticos de alta intensidad. Estos potentes electroimanes superconductores se han empleado como parte de un colisionador para acelerar partculas atmicas a velocidades extremas, para despus hacerlas colisionar. El estudio de los efectos producidos proporciona a los cientficos valiosos datos sobre la naturaleza de las partculas implicadas en la colisin. Un superacelerador conocido como SSC (Supercolisionador Superconductor) ser 20 veces ms potente que el Tevatrn. Tendr forma de anillo y ser de una longitud de 85 Km. Este superacelerador est siendo construido en los U.S.A.En el laboratorio se utilizan los aisladores magnticos que sirven para aislar un mineral u otra sustancia determinada basndose en su densidad y propiedades magnticas. Los materiales a aislar se mezclan en un fluido magntico. La mezcla se vierte en un dispositivo tubular rotatorio, rodeado por una bobina superconductora que genera un potente campo magntico. Este campo empuja hacia el exterior del fluido, causando que las partculas ms densas se muevan hacia el tubo.Los SQUID`s (dispositivo superconductor de interferencia cuntica) se utilizan mucho en prospecciones. Con ellos se pueden medir las propiedades de las ondas electromagnticas reflejadas al incidir en la superficie de la Tierra. Gracias a su alta sensibilidad en la deteccin de campos magnticos son tambin utilizados por los mdicos para hacer magnetoencefalogramas.En medicina la superconductividad es til para la construccin de equipos de generacin de imgenes. Las mquinas NMR (Resonancia Magntica Nuclear) y MRI (Imgenes por Resonancia Magntica) son capaces de generar imgenes detalladas del interior de organismos. Una mquina MRI puede generar, por ejemplo, una imagen del corazn de un paciente sin tener que hacer disecciones en la piel o introducir sondas en la sangre. La misma tcnica puede aplicarse igualmente a otros rganos. Las mquinas MRI funcionan colocando al paciente en un potente campo magntico generado por un electroimn superconductor.Los productos disponibles hoy a partir del uso de materiales superconductores son dispositivos o componentes muy especializados: censores de campo magntico para fines didcticos y varillas de nivel para el nitrgeno lquido. No se puede decir que estos aparatos exciten la imaginacin o revolucionen la sociedad; pero son hitos tangibles en el camino hacia el xito comercial de los nuevos superconductores.Ya se estn efectuando demostraciones de componentes de uso en comunicaciones por ondas micromtricas y rastreo militar y todo est a punto para que empiece su produccin. Los cables se van haciendo ms largos, cada vez pueden transportar ms corriente y se han construido ya con ellos dispositivos que prueban la viabilidad tcnica de las aplicaciones de potencia.Los cientficos de Argonne National Laboratory en Argonne Illinois, fueron los primeros investigadores americanos en dar a los nuevos superconductores la forma de un hilo, el cual tiene un dimetro aproximado de 0.2 mm. Al hace el hilo tan fino se consigue que los rgidos materiales cermicos presenten algo de flexibilidad.Unos investigadores de IBM han ideado un vaporizador de superconductores con el cual pueden cubrir (pintar) superficies complejas y de gran tamao. Esta tcnica aumenta la perspectiva de hacer til, fcil y econmicamente, confinamiento magntico, cableado de computadores y otras aplicaciones. Mediante una tcnica industrial llamada vaporizacin de plasma, el superconductor puede se rpidamente calentado a miles de grados Celsius y depositado en una superficie cualquiera, en la que posteriormente se resolidifica. Despus de la formacin de la capa la superficie es recocida, obtenindose un recubrimiento que se hace superconductor al refrigerarse.

TEMA 2.NANOCIENCIA Y NANOTECNOLOFIA (MEDICINA)Articulo 1:

NANOTECNOLOGIA EN LA MEDICINA

Los entusiastas de la nanotecnologa tienen grandes esperanzas en que esta traer nuevos tratamientos de gran efectividad contra las enfermedades. La razn es simple: la nanotecnologa opera a la misma escala que la biologa. Una molcula deADNtiene una anchura de unos 2.5nm, y una protena como la hemoglobina tiene un dimetro de unos 5 nm. Las clulas humanas son mucho mas grandes, del orden de entre 10 y 20 micras, lo que significa que los materiales y dispositivos nanomtricos pueden entrar fcilmente en la mayora de las clulas, e incluso sin activar ninguna respuesta inmunitaria. La esperanza es que las partculas, materiales y dispositivos nanomtricos puedan ser diseados para interaccionar con los materiales biolgicos de una manera ms directa, eficiente e incluso precisa. Y debido a su pequeo tamao, sern capaces de acceder a reas del cuerpo, tales como el cerebro y clulas individuales, a las cuales ha sido difcil acceder con las tecnologas actuales.Por ejemplo, el National Cancer Institute en Estados Unidos dice sobre las promesas de la nanotecnologa: Sacceder al interior de las clulas vivas ofrece la oportunidad de avances sin precedentes en los campos tanto clnico como de investigacin. Poder insertar sondas nanomtricas dentro de clulas individuales avanzar el conocimiento sobre las formas complejas en que la clula opera y permitir la rpida deteccin de clulas aberrantes que dan lugar a la enfermedad .Algunos futuros desarrollos incluyen:-Nanosensores circulando por el torrente sanguineo para controlar el nivel de colesterol, glucosa y otras hormonas.-Nanoestructuras de oro que apunten a clulas cancergenas. Una vez localizadas, pueden ser destruidas mediante lser no invasivo.-Nanopartculas inteligentes que buscan una localizacin especfica en el cuerpo humano y despus liberan la medicina al objetivo preciso.-Puntos cunticos luminiscentes que puedan reconocer selectivamente una determinada protena en una clula viva.-Nanopartculas de plata que maten bacterias resistentes a los antibiticos.-Andamios nanoestructurales 3D para crecer tejidos y rganos humanos.Adems, algunos materiales nanomtricos para aplicaciones en biomedicina exhibirn propiedades inusuales que pueden incrementar su funcionalidad. Particulas que son ms pequeas de unos 100 nm se pueden comportar de manera diferente a partculas ms grandes de la misma substancia. Pueden tener diferente resistencia, color, elasticidad, toxicidad, conductividad elctrica, una mayor reactividad etc. Estas propiedades estructurales, pticas y elctricas nicas en la escala nanomtrica se deben aefectos cunticos. Adems, las propiedades cunticas cambian tambin dentro del a escala nanomtrica, por ejemplo, algunas nanopartculas de oro son reactivas, y otras diferentes son inertes, por lo que tambin influye la forma. Es posible que nanopartculas esfricas de 20 nm de una determinada substancia sean inocuas para las clulas, y que otras nanopartculas de 60 nm de la misma substancia con forma de hilos sean toxicas para esas clulas.La nanotecnologa ya ha cambiado la forma en que algunas medicinas son formuladas, y en ciertos casos, reformuladas. Cuando un componente farmacutico es formulado como una nanopartcula, su nivel de biodisponibilidad aumenta, es decir, el cuerpo puede absorber ese componente ms rpida y fcilmente, y de este modo, utilizarlo con mayor efectividad. Como ejemplo, algunas de las mltiples medicinas y/o recursos ya aprobadas por laFDAson:-Abraxane: nanopartculas que contienen paclitaxel usadas para aumentar la cantidad de medicina anticancer disponible para matar clulas de cncer de mama.-Doxil: sistema de dosificacin nanoestructural basado en liposomas recubiertos de polmeros para el tratamiento del cncer de ovarios.-Emend: versin con partculas nanomtricas del frmaco Aprepitant (con el fin de aumentar su nivel de disponibilidad) para prevenir nauseas en pacientes enfermos de cncer sometidos a quimioterapia.-Silcryst: nanopartculas de plata incorporadas en vendas debido a sus propiedades antimicrobiticas.-Silvagard: catter recubierto de nanopartculas de plata antimicrobiticas para uso en el interior del cuerpo humano.Por ltimo, cabe mencionar que, al mismo tiempo que la nanomedicina es y puede ser beneficiosa, hay muchas preguntas sin contestar acerca del impacto de esta tecnologa en la salud y en el medio ambiente. Algunos nanoproductos podran entrar en el cuerpo de forma no deseada a travs del medio ambiente y/o la cadena alimenticia y provocar enfermedades. Todava nadie est seguro de cmo distinguir entre nanoproductos benignos y peligrosos, y el naciente campo de la nanotoxicologa esta inundado de incertidumbre.

Articulo 2:

Por medio del presente mensaje estoy realizando segundo aporte, este tiene que ver con la Nanociencia Nanotecnologa aplicada a la medicina, es una publicacin que aparece en el Instituto Americano de Fsica (American Institute of Physics), el trabajo realizado tiene que ver con las nano-estructuras aplicadas al campo de la instrumentacin mdica para la deteccin de concentracin de azcar en la sangre en diagnsticos clinicos, el resumen bsico es el siguiente en cual se encuentra publicado en idioma ingls:We present a fast, highly sensitive, and efficient potentiometric glucose biosensor based on functionalized InN quantum-dots (QDs). The InN QDs are grown by molecular beam epitaxy. The InN QDs are bio-chemically functionalized through physical adsorption of glucose oxidase (GOD). GOD enzyme-coated InN QDs based biosensor exhibits excellent linear glucose concentration dependent electrochemical response against an Ag/AgCl reference electrode over a wide logarithmic glucose concentration range (1_10_5 M to 1_10_2 M) with a high sensitivity of 80mV/decade. It exhibits a fast response time of less than 2 s with good stability and reusability and shows negligible response to common interferents such as ascorbic acid and uric acid. The fabricated biosensor has full potential to be an attractive candidate for blood sugar concentration detection in clinical diagnoses.VC 2012 American Institute of Physics.III-V semiconductor materials have promising applications in electronic and optoelectronic devices. Indium nitride (InN) has engrossed a lot of attention in the development of electronic and photonic devices due to recent progress in the growth of InN based nanostructures. The growth of InN nanostructures by molecular beam epitaxy (MBE) paved the way to investigate their unusual optical and electrical properties.Disponible en: http://oa.upm.es/15751/

Articulo 3:

Este artculo est relacionado con un nuevo dispositivo mdico que ayudara en la preparacin del Top de los atletas del Reino Unido para las competencias deportivas, La agencia de UK para los deportes de alto desempeo ha llegado a ser la primera organizacin para usar la tecnologa de punta desarrollada por Argento Diagnostics para mejorar los programas de entrenamiento para sus atletas. Los atletas de la lite sern capaces de monitorear varias protenas las cuales revelan detalles acerca de la condicin del cuerpo, esta tecnologa conocida como biomarcadores antes, durante y despus de las sesiones de entrenamiento. Esto biomarcadores pueden dar clara indicacin del estado de salud fsico y efectividad de un particular programa de entrenamiento. Todos reaccionan diferente ante el entrenamiento, pero entendiendo como las actividades afectan el cuerpo, ayuda a asegurar que los atletas siguen el mejor programa para ellos y evitando daos. Estas pruebas mediante biomarcadores actualmente son llevadas a centros de laboratorios especializados, Sin embargo, el tiempo tomado para enviar las muestras al laboratorio y recibir los resultados puede limitar los beneficios. Con este nuevo sistema de instrumentacin diagnstica, el mismo resultado se obtendr rpidamente, obteniendo los resultados en pocos minutos.

Disponible en:

http://phys.org/news/2010-12-medical-science-uk-athletes-peak.html

Articulo 4

High-resolution ink-jet printing for nanowire transistors and next generation flexible electronicsInorganic semiconducting nanowires make excellent building blocks for the next generation printed electronics such as Field Effect Transistors (FET), biosensors, nano-light emitters, energy harvesting systems and RF reconfigurable antennas.In this work we report the first inkjet printed single silicon nanowire field effect transistor (NWFET), with the smallest electrode size allowed by drop-on-demand inkjet printing technology of about 30 microns.By carefully calibrating our experimental setup (Dimatix DMP-2800 materials printer) we successfully managed to overcome its build-in limitations and to selectively confine single silicon (Si) nanowire between two droplets of silver nanoparticle ink, thus forming the source and drain electrodes of our FETs.

Disponible en:

http://www.npl.co.uk/publications/science-posters/high-resolution-ink-jet-printing-for-nanowire-transistors-and-next-generation-flexible-electronics

Artculo 3:

LA NANOCIENCIA Y LA NANOTECNOLOGACentran su inters en el estudio de los fenmenos y la manipulacin de los materiales a escala atmica, molecular y macromolecular, donde las propiedades difieren considerablemente de las observadas en escalas superiores. Su mbito se extiende a lo largo de todo el espectro de la ciencia, abrazando campos como la Medicina, la Fsica, la Ingeniera o la Qumica. Por sus aplicaciones, estas disciplinas constituyen uno de los motores ms importantes de la nueva industria y de la sociedad del conocimiento.Se espera que de estas disciplinas surjan innovaciones cientfico-tecnolgicas que darn respuesta a muchos problemas a los que la sociedad actual hace frente, en mbitos como la medicina, las tecnologas de la informacin y de la comunicacin, la produccin y el almacenaje de energa, los avances en nuevos materiales, la fabricacin a escala nanomtrica, el desarrollo de nuevos instrumentos para solucionar problemas cientficos, la tecnologa de los alimentos, las tecnologas del agua y del medio ambiente, y las mejoras en la seguridad.ORIGENLa nanotecnologa y nanociencia existen porque hace medio siglo que los cunticos tiraron por tierra los conceptos de la fsica clsica y crearon la fsica cuntica, donde los tomos fueron desnudados hasta entender el funcionamiento del ncleo de los electrones y los fotones. De esta manera descubrimos, que ellos son los responsables principales, donde todo comienza en trminos de energa, dando lugar a la creacin de una vida que no se puede ver a simple vista, en principio. La idea de utilizar estructuras atmicas construyendo tomos sobre tomos comenz con el Dr. Richard Feynman en el ao de 1952, cuando anticip conceptos que hoy son realidad en las actividades nanotecnolgicas.El nombre Nanotecnologa fue atribuido en el ao de 1974 por el Prof. Norio Taniguchi de la Universidad de Ciencias de Tokio, en un articulo publicado con el siguiente titulo:"Nanotecnologa consiste en el procedimiento de separacin, consolidacin y deformacin de materiales tomopor tomo o molcula por molcula".Durante ese ao de 1974 la nanotecnologa comenz a crecer con fuerza y condujo a los cientficos ms optimistas a trabajar con empeo en distintos temas. La idea de que en algn sentido se podra tocar los tomos y las molculas, surgi en la dcada del 80, cuando estudiosos apoyados por la teora propuesta por el Dr. K. Eric Drexler, consiguieron manipular los tomos y las molculas. Esto caus una gran controversia de opiniones en la poca y dio hasta motivos para que la justicia intervenga por el temor de que sea usado con intenciones blicas o ilcitas.Los finlandeses dieron su gran colaboracin a esta nueva ciencia cuando consiguieron realizar un "proceso de camadas atmicas". Este trabajo hizo que toda la comunidad cientfica terminase por aceptar e instaurar definitivamente la nanotecnologa como una ciencia del futuro. Desde entonces el nombre Nanotecnologa, viene siendo utilizado para caracterizar los nuevos avances tecnolgicos desenvueltos por la nanociencia, que tiene por principio, controlar y manipular la materia en una escala menor que un micrmetro, es decir, a nivel de tomos y molculas. La nanociencia y la nanotecnologa, abren un abanico de innumerables posibilidades, para el crecimiento de las reas tecnolgicas, cientficas y econmicas de cualquier pas que quiera crecer.NANOTECNOLOGA Y MEDICINA"En el futuro habr aparatos capaces de reorganizar los tomos y colocarlos en su lugar". Con estas palabras preconizaba la revolucin que ha supuesto la aplicacin de los conocimientos y las tecnologas del nanocosmos a la medicina. Hoy por hoy, la nanomedicina es ya una realidad que est produciendo avances en el diagnstico, la prevencin y el tratamiento de las enfermedades.

CPSULAS QUE NAVEGAN POR LA SANGREEl matrimonio entre medicina y nanotecnologa se est convirtiendo en unapesadilla para elcncer. El combate de la enfermedad a escala molecular permite detectar precozmente la enfermedad, identificar y atacar de forma ms especfica a las clulas cancergenas. Por eso, el Instituto Nacional del Cncer de Estados Unidos (NCI) ha puesto en marcha la"Alianza para la nanotecnologa en el cncer", un plan que incluye el desarrollo y creacin de instrumentos en miniatura para la deteccin precoz.

En la administracin de medicamentos, las nuevas tcnicas son ya un hecho. "Losnanosistemas de liberacin de frmacosactan como transportadores de frmacos a travs del organismo, aportando a estos una mayor estabilidad frente a la degradacin, y facilitando su difusin a travs de las barreras biolgicas y, por lo tanto el acceso a las clulas diana", explicaMara Jos Alonso, investigadora de la Universidad de Santiago de Compostela, que trabaja en esta lnea desde 1987. En el tratamiento del cncer, asegura, "estos nanosistemas facilitan el acceso a las clulas tumorales y reducen la acumulacin del frmaco en las clulas sanas y, por tanto, reducen los efectos txicos de los antitumorales".

Desde Estados Unidos, el nanotecnolgoJames Bakerha desarrollado otra alternativa basada en unas molculas artificiales conocidas comodendrmeros. Se trata de estructuras tridimensionales ramificadas que pueden disearse a escala nanomtrica con extraordinaria precisin. Los dendrmeros cuentan con varios extremos libres, en los que se pueden acoplar y ser transportadas molculas de distinta naturaleza, desde agentes teraputicos hasta molculas fluorescentes. En su estudio, Baker aplic una poderosa medicina contra el cncer, metotrexato, a algunas ramas del dendrmero. En otras, incorpor agentes fluorescentes, as como cido flico o folato, una vitamina necesaria para el funcionamiento celular. "Es como uncaballo de Troya. Las molculas del folato en la nanopartcula se aferran a los receptores de las membranas celulares y stas piensan que estn recibiendo la vitamina. Al permitir que el folato traspase la membrana, la clula tambin recibe el frmaco que la envenena", seal el investigador.

Lasenfermedades infecciosasson otro de los grandes objetivos de la medicina actual. Por eso, la profesora Alonso y su equipo han desarrollado tambin nanopartculas que permiten administrar, en forma de simples gotas nasales, algunasvacunasque hasta ahora deban inyectarse. Su eficacia ha sido demostrada, hasta el momento, para las vacunas anti-tetnica y anti-diftrica. "Recientemente, hemos propuesto estas tecnologas al concurso de ideas promovido por la Fundacin Bill & Melinda Gates para resolver los grandes problemas de salud del tercer mundo", aade la investigadora. "Nuestra idea para administrar de esta forma la vacuna de la Hepatitis B fue una de las seleccionadas de un total de 1.500 presentadas".

No menos importante es la batalla que en estos momentos se libra en todo el mundo contra ladiabetes, y en la que la nanotecnologa tiene mucho que decir. Las nanopartculas desarrolladas por Alonso y su equipo estn siendo utilizadas en experimentos en la clnica para estudiar su uso como vehculos para administrar insulina por va oral, nasal o pulmonar. Por su parte, la doctoraTejal Desai, profesora de bioingeniera en Boston, ha creado un dispositivo que puede ser inyectado en el torrente sanguneo y actuar como pncreas artificial, liberando insulina. La tcnica desarrollada por esta investigadora consiste en encapsular clulas que producen la insulina en contenedores con paredes con nanoporos, que por su tamao slo pueden ser atravesados por molculas como el oxgeno, la glucosa o la insulina. De esta forma, las paredes de la cpsula impiden que estas clulas productoras de insulina sean reconocidas como extraas por los anticuerpos, mientras que los poros permiten la liberacin de la insulina y la entrada de nutrientes, como azcares y nutrientes. La innovadora tcnica tiene potencial para la cura de otras enfermedades tales como la enfermedad de Parkinson, por medio de la liberacin de dopamina en el cerebro, o el Alzheimer.

TEMA 3.

ENERGA Y MEDIO AMBIENTE (NUEVAS ENERGAS, REDUCCIN DE EMISIN DE CONTAMINANTES, REMEDIACIN AMBIENTAL).

Articulo 1:

Tecnologas para el control de la contaminacin atmosfrica.

Introduccin:El principio bsico de la poltica de proteccin del medio ambiente es el de prevencin. Este principio rector de la actuacin medioambiental se traduce, respecto a la salvaguarda de la calidad del aire, en minimizar las emisiones a la atmsfera de sustancias contaminantes. Tambin se conoce como la estrategia de reduccin en origen. Se trata de abandonar la actitud tradicional de reaccionar ante los problemas de la contaminacin despus de que hayan salido y sustituirla por la de prevenir estos problemas y evitar que se produzcan. Las ventajas de este enfoque son bastante evidentes y comportan adems de un ahorro de recursos, evitar los daos que, en algunos supuestos, pueden tener incluso carcter irreversible. La adopcin de medidas preventivas y la racionalizacin del uso de los recursos puede hacer compatibles estas dos aspiraciones de la sociedad humana. Las medidas de prevencin de la contaminacin atmosfrica se basan fundamentalmente en:Un conocimiento cientfico y tcnico correcto y exhaustivo de la problemtica de la contaminacin atmosfrica desde todos los puntos de vista: sustancias contaminantes, focos emisores, procesos y tcnicas industriales y efectos de los contaminantes.Un anlisis correcto de las variables econmicas que permita un desarrollo adecuado de los factores implicados en los procesos de contaminacin atmosfrica: industrias , zonas urbanas, etc.Un conocimiento meteorolgico exhaustivo, en especial de la capa fronteriza, entre 0 y 100 metros aproximadamente.Una tarea de sensibilizacin ciudadana y educacin ambiental dirigida a todos los estamentos sociales: escolares, adultos, tcnicos, administradores, empresarios, etc.Una legislacin adecuada que regule la problemtica ambiental.Una estructura administrativa que coordine todos los aspectos implicados en la gestin del medio ambiente.Como acciones preventivas de la contaminacin atmosfrica, se pueden destacar los mapas de vulnerabilidad y capacidad del territorio, la planificacin urbanstica, los estudios de evaluacin de impacto ambiental, las medidas preventivas urbanas y el ahorro energtico. Tambin son importantes los sistemas de vigilancia y las medidas derivadas de los principios bsicos, como son los estudios econmicos y unas estructuras jurdicas y administrativas adecuadas.La vigilancia de la contaminacin atmosfrica se lleva a cabo mediante las redes de vigilancia y previsin de la contaminacin atmosfrica. La red es un conjunto de aparatos de medida de los diferentes contaminantes que proporcionan los datos de los niveles de emisin comunicados con unos centros de anlisis y coordinacin. La comunicacin de la red automtica se realiza va radio o telfono y la gestin de los datos est totalmente informatizada.Esta red se extiende segn las necesidades que se manifiesten en los diferentes puntos o zonas que se encuentren sometidos a algn problema relacionado con la contaminacin atmosfrica, ya sea de origen industrial, domstico o proceda del trnsito rodado. Como su nombre indica, el objetivo principal de esta red es vigilar la contaminacin atmosfrica y mediante los resultados de las medidas que se obtienen, realizar las actuaciones necesarias para solucionar los problemas originados por la contaminacin.Para alcanzar unos niveles de calidad del aire conformes con las exigencias de la calidad de vida de los ciudadanos, no es suficiente la actuacin de los poderes pblicos. Los productores, usuarios y consumidores deben adoptar unas pautas de comportamiento lo ms ajustadas posibles a los requerimientos que reclama la proteccin de un recurso natural tan bsico como es el aire.Cuando las medidas preventivas no se pueden llevar a cabo o su aplicacin no esposible desde el punto de vista econmico se recurre, para limitar la descarga decontaminantes a la atmsfera, a acciones correctivas que pueden ser de dos tipos:Concentrar y retener los contaminantes con equipos adecuados dedepuracin que producen residuos slidos o lquidos que contaminarn lossuelos y el agua si no se planifica un tratamiento adecuado de estos residuosy, adems, con el inconveniente de que estos equipos depuradoresconsumen recursos naturales y energa.Expulsar los contaminantes por medio de chimeneas suficientementealtas para que la dilucin evite concentraciones elevadas a nivel del suelo.Este procedimiento, si bien atena los problemas de contaminacin desde elpunto de vista local, puede producir problemas en lugares alejados de lasfuentes de emisin.Para conseguir grados de proteccin ambiental adecuados a costes razonables,el sistema de depuracin ser, por lo general, una combinacin de tales medidas. Encualquier caso, es necesario, tener en cuenta a la hora de abordar el problema decontrol de contaminantes dos aspectos principales: los condicionamientosambientales y las consideraciones econmicas.Acciones correctoras:Proceso de absorcinBasan su funcionamiento en el hecho de que los gases residuales estncompuestos de mezclas de sustancias en fase gaseosa, algunas de las cuales sonsolubles en fase lquida. En el proceso de absorcin de un gas, el efluente gaseoso quecontiene el contaminante a eliminar se pone en contacto con un lquido en el que elcontaminante se disuelve. La transferencia de materia se realiza por el contacto delgas con el lquido en lavadores hmedos o en sistemas de absorcin en seco.Proceso de adsorcinUna alternativa a los sistemas de absorcin por lquido lo constituye laadsorcin de los contaminantes sobre slidos. En los procesos de adsorcin los gases,vapores y lquidos se retienen sobre una superficie slida como consecuencia dereacciones qumicas y/o fuerzas superficiales. Se produce una difusin desde la masagaseosa hasta la superficie externa del slido y de las molculas del gas dentro de losporos de slido seguida de la adsorcin propiamente dicha de las molculas del gasen la superficie del slido.Los slidos ms adecuados para la adsorcin son los que presentan grandesrelaciones superficie-volumen, es decir, aquellos que tienen una elevada porosidad yrea superficial para facilitar el contacto slido-gas: tierra de Fuller, bauxita, carbnactivado, almina activada, tamices moleculares, etc.Peridicamente, es necesaria la sustitucin o regeneracin del adsorbente paraque su actividad no descienda de determinados niveles.Proceso de combustinLa combustin constituye un proceso apropiado par la eliminacin decompuestos orgnicos transformndolos en dixido de carbono y vapor de agua ytambin es vlido para determinadas sustancias inorgnicas.Tipos de combustin:Espontnea. Cuando se trata de eliminar gran parte de los gases que sontxicos que tienen olores ftidos, la combustin ha de realizarse a altatemperatura y con tiempo de retencin controlado, por lo que el coste decombustible puede ser elevado.Procesos catalticos. Con el fin de realizar la combustin a temperaturasms bajas, suele utilizarse la combustin en presencia de un catalizador, porlo general un metal de transicin depositado en una matriz de almina. Estetipo de combustin suele emplearse en la eliminacin de trazas decompuestos que contienen fenoles,formaldehdo, azufre, etc. Un problemaque presenta la combustin cataltica es la del envenenamiento delcatalizador por algunas sustancias en forma de partculas.Captacin de partculasSegn el principio en que se basa el proceso de separacin de las partculas, pueden establecerse los siguientes tipos de equipos de depuracin: colectores, precipitaciones electrostticas, filtros de mangas, lavadoras y absorbedores hmedos.Colectores inerciales. CiclonesEstn formados bsicamente por un recipiente cilndrico vertical donde se introduce tangencialmente el gas portador, cargado de partculas de polvo. La corriente se desva en crculo y por efecto de la fuerza centrfuga, las partculas se lanzan al exterior al formar la mezcla gaseosa un remolino vertical descendente. Esta corriente en espiral del gas cambia de direccin al llegar al fondo del recipiente y sale por el conducto situado en el eje. Los ciclones son dispositivos tiles y baratos para la captacin en seco de polvo ligero o grueso. Sin embargo, la eficiencia de captacin de estos equipos es muy baja, sobre todo, en la eliminacin de partculas pequeas, por lo que su utilizacin se reduce, por lo general, a desempolvado previo al paso de los gases por un sistema ms eficaz.Precipitadores electrostticosLos precipitadores electrostticos basan su principio de funcionamiento en el hecho de cargar elctricamente las partculas, para una vez cargadas someterlas a la accin de un campo elctrico que las atrae hacia los electrodos que crean el campo, depositndose sobre ellos.Los precipitadores ms utilizados a escala industrial son los de diseo de etapa nica, por su gran capacidad de tratar gases con concentraciones de polvo muy altas. Estos precipitadores pueden separar cualquier tipo de sustancia en forma de partculas, alcanzando eficacias superiores al 99%, siempre que la resistividad elctrica de las partculas no sea demasiado alta, en este caso ser necesario acondicionar la corriente gaseosa con la adicin de determinados productos.Filtros industrialesEl sistema de filtros consiste en hacer pasar una corriente de gases cargados con partculas de polvo a travs de un medio poroso donde queda atrapado el polvo. El filtro de mangas ha sido uno de los ms utilizados durante los ltimos aos, ya que pueden tratar grandes volmenes de gases con altas concentraciones de polvo. Con este tipo de equipos pueden conseguirse rendimientos mayores del 99%, independientemente de las caractersticas de gas, haciendo posible la separacin de partculas de un tamao del orden de 0.01 micras.Conforme pasa el gas, la capa de polvo depositado sobre el material filtrante, que colabora en el proceso de interceptacin y retencin de partculas de polvo, se va haciendo mayor, aumentando la resistencia al flujo y la prdida de carga, lo que obliga a disponer de mecanismos para la limpieza automtica y peridica del filtro.Hoy en da, el filtro cermico ha adquirido una mayor importancia en los procesos de depuracin de gases. La eficacia filtrante de este tipo de filtros es muy cercana al 100%, excepto si las partculas son de tamao submicrnico en su mayor parte, o el tamao del grnulo o fibra que forman el filtro cermico es grande.Lavadores y absorbedores hmedosLos lavadores y absorbedores hmedos son equipos en los que se transfiere la materia suspendida en un gas portador a un lquido absorbedor en la fase mezcla gas-lquido, debido a la colisin entre las partculas de polvo y las gotas de lquido en suspensin en el gas.

EquipoRango de partculas que atrapa en micras

Precipitadores electrostticosTorres empacadasFiltros de papel Filtros de telaLavadores de gasesSeparadores centrfugosCmaras de sedimentacin 0.01a 900.01a 1000.005 a 80.05 a 900.05 a 1005 a 100010 a 10000

Tecnologas para la depuracin de gases contaminantes:Combustin en lecho fluidizadoLa energa elctrica se produce en centrales trmicas y la mayora de ellasqueman carbn como combustible, lo cual genera muchos problemas ambientales,por lo que se han desarrollado Tecnologas de uso limpio del carbn.De esta forma se ha llegado a la tecnologa de combustin en lecho fluido queadems de lograr buenos parmetros medioambientales, se consigue un incremento enel rendimiento del proceso de produccin de energa elctrica.Este rendimiento se consigue por la expansin de los gases de combustin enuna turbina de gas que se integra en un ciclo combinado con la turbina de vapor.La principal ventaja de esta nueva tecnologa es la posibilidad de reducir en elpropio proceso de combustin el dixido de azufre formado a partir del contenido deazufre del combustible.Es posible quemar carbones con alto contenido en azufre consiguiendo nivelesde emisin de SO2 por debajo de los lmites impuestos por la legislacin ambiental,sin la necesidad de utilizar equipos adicionales de desulfuracin.Debido a las bajas temperaturas de combustin (860C) se puede aadir al lechoun material absorbente barato, como caliza o doloma, que permite fijar el azufre delcombustible en el proceso de combustin.Depuracin de los gases de chimeneaLa produccin de energa elctrica por combustin a altas temperaturas decombustibles fsiles, utilizando aire como comburente, produce gases que contienenxidos de nitrgeno (NOx ) y xidos de azufre (SO2).Estos gases, emitidos a la atmsfera, pueden ocasionar daos al ecosistema yson muy agresivos por su carcter cido, por ello es necesario controlar las emisionesde estos gases a partir de una serie de tratamiento para la eliminacin tanto de losNOx , como del SO2.Desulfuracin de los gases de combustin:La legislacin medioambiental ha endurecido los lmites de emisin de SO2delas grandes instalaciones de combustin en la Unin Europea, lo que afecta sobretodo a las centrales trmicas. Por ello, la eleccin de la tecnologa de desulfuracin delos gases de combustin es de la mxima importancia en una central trmica.La eliminacin de SOx de los gases de combustin puede llevarse a cabo mediante la utilizacin de absorbedores hmedos (columnas de rellenoo de platos) en los que se transfiere el contaminante de la fase gas a la fase acuosa. En estos equipos, debido a la alta superficie de contacto entre gas y lquido, se consigue una alta eficiencia.Otrotipo de proceso de desulfuracin de los gases de chimenea es latecnologa de la caliza hmeda, en el que se convierte el SO2de los gases dechimenea en yeso. Se consigue un alto grado de desulfuracin.Otra nueva tecnologa sera un proceso biolgico de desulfuracin de gasde chimenea, mediante el cual al final del proceso, el SO2de los gases dechimenea se convierten en azufre puro. Se consiguen rendimientos de hastaun 98%.Reduccin de losNOXconNH3:La creciente contaminacin por los NOx (NO y NO2) ha decidido a lasnaciones ms avanzadas industrialmente a limitar las emisiones por focos emisoresfijos.Para el control de las emisiones de NOx se utilizan tcnicas que puedenagruparse en dos tipos principales:Tcnicas de control de la combustin, denominadas primarias por lasque se acta sobre el quemador o sobre la cmara de combustin, parareducir la formacin de NOx en caldera, mediante la disminucin de la temperatura de combustin.Tcnicas de tratamiento de los gases de combustin o tambindenominadas secundarias que, a su vez, pueden efectuarse en hmedo oen seco.Entre las tcnicas de tratamiento en seco de los gases de combustin, la msutilizada, por su elevada eficacia y selectividad, es la reduccin selectiva de los NOx, utilizando como agente reductoramonacoo urea, en presencia de uncatalizador apropiado.Este mtodo se basa en reducir los NOxparala obtencin de nitrgeno yagua como productos finales.Fuentes:"Ambientum"http://www.ambientum.com/documents/temas/74/temas.htmWeb "Ingeniera de la reaccin qumica" de la Universidad del Pas Vasco.http://www.sc.ehu.es/iawfemaf/archivos/materia/industrial/libro-13a.pdfMaterial extraido de la webhttp://www.miliarium.com/prontuario/MedioAmbiente/Atmosfera/TecnoDescontaminacionAire.htm

Articulo 2:

Inmovilizacin del TiO2 sobre polmetros transparentes en el UV-A para la eliminacin foto cataltica de tricloroetileno en el aire.EL objetivo de ese trabajo de tesis doctoral es el estudio de polmeros orgnicos comerciales como soporte para el TiO2 en fotocatlisis heterognea y su ensayo para la eliminacin de tricloroetileno en el aire. Para ello, se han evaluado sus propiedades pticas y su resistencia a la foto degradacin, y se ha optimizado la fijacin del foto catalizador para un recubrimiento homogneo, duradero y con elevada actividad foto cataltica en diversas condiciones de operacin.Lo que se pretende es la eliminacin de una multitud de compuestos orgnicos e inorgnicos que se ha revelado como una tecnologa efectiva para la eliminacin de compuestos orgnicos voltiles clorados como el tricloroetileno. Adems, al poder aprovechas la luz solar como fuente de radiacin UV permite una reduccin significativa de costos energticos y de operacin. Los semiconductores ms adecuados para su empleo como foto catalizadores con aprovechamiento de la luz solar son los que tienen una banda de energa comparable a la de los fotones de luz visible o en su defecto luz ultravioletaA (Eg

trabajo colaborativo 1 grupo 36(parcial)

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