BUSINESS AND TECHNOLOGY AGOSTO

EditorialEstimado Lector

2 Business & Technology • the journal for innovation and competitiveness

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Business & Technology® the journal for innovation and competitiveness, revista mensual agosto de 2012 0. Editor Responsable: José Raúl García Román. Número de Certificado de Reserva otorgado por el Instituto

Nacional del Derecho de Autor: 04-2011-031115485300-102. Número de Certificado de Licitud de Título: 15289. Número de Certificado de Licitud de Contenido: 15289. Domicilio de la Publicación: La Mundial No. 62 Colonia Industrial. C.P. 07800, México, D. F. Imprenta: Quad/Graphics Querétaro S. A. de C. V. Fraccionamiento Industrial la Cruz, El Marquez C. P. 76240, Querétaro, México. Distribuidor, Distribuidora de Impresos S. de R. L. de C. V. (DIMSA), Av. Mariano Escobedo No. 218 Col. Anáhuac C. P. 11320, México D.F.

DirectorioGerente editorialJorge Izarrarás Cureñoeditor Raúl García Romá[email protected] editorialJesús Mendoza ÁlvarezJefe de redacciónJosé Luis Carrillo A.colaboradoresDaniel Chávez FragosoLuis Fernando GarcíaAlma Rodríguez Soto

Bruno Sánchez QuirogaHugo SalinasIsrael Saldaña MedinaDiseño GráficoElizabeth Quintana OrtegaAdministración Lucyna FonsecaDirector de PublicidadFrancisco Aguilar Garcí[email protected] de Suscripciones y DistribuciónRodrigo Izarrarás Pé[email protected]

comErcio TEcNoLÓGico

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NEGocioS

6 Sector aeronáutico, tecnologías de información, nuevas tecnologías y empresas

12 Bioingenieros convierten ADN en un soporte informático viviente

16 Cables superconductores de próxima generación serán la base de enormes turbinas de viento

30 Tratamiento electromagnético de la depresión se aproxima a su aprobación para entrar al mercado

32 El ADN de plantas es usado para detectar chips falsificados

34 La araña dorada teje nuevos caminos para la electrónica

26 Plasmónicos prometen mejores biosensores para la diabetes

22 China inicia la operación de una planta energética basada en la gasificación del carbón

20 Caracoles en la carrera por la cosecha de energía biológica

10 Uso de la automatización en la industria minera

NUEVAS TEcNoLoGÍAS

3Núm. 7 • 2012

coNTENiDo

GADGETS

cAPiTAL HUmANo

54 Instrumentos

36 El silicio prueba su valor como memoria resistiva

iNVESTiGAciÓN y DESArroLLo

38 CIATECInvestigación en materiales; adaptación del proceso de manufactura en calzado

40 CIATEJCompetitividad en sectores agrícola, alimentación, salud y medio ambiente

42 CIATEQEl Gran Telescopio Milimétrico (GTM), un caso de éxito

46 CIDESIProyectos de investigación aplicada, el caso pemex

48 CIDETEQValores agregados en procesos, ambientes y materiales

50 La sociedad y la economía del conocimiento


comErcio TEcNoLÓGico

Universal y compacto MódUlo de e/S

Pepperl+FuchsAl constituir la base para los sistemas de E/S remotos para Zona 2, este mó-dulo se muestra como uno de los más compactos del mercado nacional. En función de los ajustes, el E/S LB7x04 procesa entradas y salidas analógicas y binarias; su estado se visualiza por medio de LED y durante la instalación el módulo se puede configurar según las necesidades. Cuando se sustituye el módulo se adoptan de manera automática los ajustes anteriores. Desde luego el LB7x04 es totalmente compatible con las pasarelas o gateways y los backplanes existentes, y también resulta indicado para ampliaciones de la planta.

www.pepperl-fuchs.com

en paro de emergencia Cable ZS 71

SteuteCintas transportadoras para la manipulación de mercancías voluminosas, trabajos con madera, fábricas de botellas y cajas para bebidas: los interrup-tores de paro de emergencia por tracción de cable se utilizan con frecuen-cia en máquinas y fábricas especialmente exigentes. Entre las condiciones adversas propias de estos entornos se encuentran el polvo y la suciedad, así como la humedad, fluctuaciones de la temperatura y altos niveles de desgas-te mecánico. Con el objetivo puesto en suministrar a los clientes una versión “extrema” especialmente dirigida a este tipo de aplicaciones, Steute rediseñó a fondo su exitoso interruptor de paro de emergencia por tracción de cable ZS 71.

www.steute.com

No todas las medidas del tiempo de vuelo son iguales al to-mar como punto de partida la tecnología PRT (Pulse Ranging Technology) desarrollada por Pepperl+Fuchs. La compañía fabricó un escáner láser que demuestra sus ventajas para la industria. La óptica de medición del R2000 se basa en una tecnología de espejo, a diferencia del lente de uso habitual; además, el módulo de medi-ción no es estático, sino que gira alrededor de su propio eje, lo que significa que se puede prescindir del mecanismo de espejo conven-cional para la detección del haz. Gracias a sus numerosas caracte-rísticas exclusivas, este nuevo escáner láser 2-D está indicado para una amplia variedad de aplicaciones de automatización industrial.

dimensión en escáner láser TeCnología PRT Pepperl+Fuchs

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ethernet industrial Cable Ie WeidmüllerLos cables moldeados para Ethernet industrial con co-nectores push pull ofrecen una solución de conectivi-dad fiable para aplicaciones de este tipo. Weidmüller ofrece para las redes PROFINET y SERCOS III el IE con el que proporciona una solución de conecti-vidad para cubrir los requisitos de las industrias. Las especificaciones de PROFINET prescriben el uso de conectores push pull de versión 14 en instalaciones de redes IP67. Weidmüller ha diseñado este cable de co-nexión correspondiente con robustas características especialmente indicadas para su instalación. w

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Router industrial MRd-350 WestermoEl lanzamiento más reciente de Westermo, el MRD-350, es un router industrial de banda ancha diseñado para el acceso remoto a través de una red de telefonía móvil, y utiliza Internet para inter-conectar los sistemas de manera costo-efectiva, permitiendo a los HMI, PLC, y otros dispositivos comunicarse entre sí. El router tie-ne una capacidad de subida de hasta 5.7 Mbit/s y de bajada de 14.4 Mbit/s, siendo adecuado para transmisiones de alta velocidad de transferencia de datos. Las típicas aplicaciones estáticas o móviles incluyen video-vigilancia, sistemas de telemetría SCADA/DNP3 y de acceso remoto a máquinas y a dispositivos.

de forma gratuita neTbITeR HMS Industrial networks

La solución de gestión remota Netbiter®, basada en el sistema de nube, permite a los usuarios monitorear y controlar equipamiento de campo tal como genera-dores de potencia, turbinas eólicas, tanques, y demás aplicaciones, a través de un ordenador en una oficina, una computadora portátil o un teléfono inteligente (smartphone). HMS ofrece ahora el centro de datos online, Netbiter Argos (www.netbiter.net), como un servicio gratuito. Al conectar un puerto de comunica-ción Netbiter al equipamiento de campo deseado, es posible de inmediato iniciar sesión en Netbiter Argos, visualizar todos los parámetros de la instalación, y controlar el equipo de forma remota.

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NEGocioS


México, oportunidad de desarrollo

Sector aeronáutico, tecnologías de información, nuevas tecnologías y empresas• FEMIA contabiliza aproximadamente 260 empresas instaladas en el país

• En los últimos diez años, el sector de TI ha crecido a una tasa anual promedio de 11.2 por ciento

Por Luis García

En los últimos años México se ha converti-do en una oportunidad para empresas manu-

factureras que buscan impacto en América Latina. El sector ae-ronáutico y de Tecnologías de la Información (TI) son ejemplo de ello, y así lo demuestran los nú-meros al realizar un balance de negocios.

7Núm. 7 • 2012

NASDAQ

Actividad aeroespacial, su visión en territorio nacionalLa industria aeronáutica es un sector estratégico para el desarrollo del país, que ha mantenido un fuerte creci-miento en los últimos años, lo que se ve reflejado, de acuerdo con la Secretaría de Economía, en los siguien-tes indicadores:

• México ocupa el primer lugar en inversiones de manufactura aeronáutica en el mundo, con 33 mil millones de dólares en el periodo 1990-2009, siendo el sector de mayor interés para invertir en el país.• Es el noveno proveedor de productos aeronáuticos hacia Estados Unidos, por arriba de naciones como China, Corea, Australia y España.• Entre 2006 y 2010 el número de empresas en el país se duplicó, pasando de 109 a 238 plantas in-dustriales, localizadas en 17 estados de la República Mexicana, y genera 30 mil empleos, con remunera-ciones mayores al promedio de la economía.

La industria aeroespacial mexicana está caracteriza-da principalmente por empresas extranjeras que han en-contrado en México un lugar atractivo para establecerse y crecer, así como firmas nacionales que han focalizado una oportunidad de desarrollo y crecimiento en activi-dades de manufactura, de ingeniería, de mantenimiento, de reparación y supervisión para el sector aeroespacial.

En este sentido, él número de empresas aeroespa-ciales localizadas en territorio nacional ha crecido: en el 2005 apenas había 61 compañías en el país, mientras que en el 2010 ya eran 238, Actualmente la industria aeroespacial nacional integra a 260 empresas.

De acuerdo con el programa PRO-AÉREO: Programa Estratégico de la Industria Aeroespacial 2012-2020, elaborado por la Federación Mexicana de la Industria Aeroespacial en México (FEMIA) la mayo-ría de las empresas (43%) son de tamaño mediano, pues emplean entre 51 y 250 trabajadores; el 29% son pe-queñas o micro, las cuales contratan a menos de 50 em-pleados, y el 28% son grandes empresas, siendo que en el país hay 15 que emplean a más de 500 personas.

Es así que aproximadamente el 80% de las empre-sas se dedican a actividades manufactureras, mientras que el 20% restante se divide entre labores de Diseño e Ingeniería (D&I), y Mantenimiento, Reparación y Supervisión (MRO, por sus siglas en inglés).

En perspectivaEl rápido y acelerado despegue del sector aeroespacial ha ido de la mano de un proceso de escalamiento industrial: en una primera etapa, México manufacturaba piezas simples, ensambles y aeropartes sencillas. Actualmente

el país se encuentra en una segunda etapa que incluye procesos más complejos en la fabricación de turbinas, fuselajes, arneses y trenes de aterrizaje, esta etapa corres-ponde a actividades manufactureras de mayor valor agre-gado. La evolución de la industria aeroespacial mexicana se encamina hacia una tercera etapa basada en el diseño e ingeniería, y el ensamble de aviones completos.

En un futuro cercano, de acuerdo a la FEMIA, se espe-ra que la industria aeroespacial mexicana crezca de acuer-do a los siguientes supuestos en los próximos 10 años:

• En 2012, la perspectiva es que la industria crez-ca 14%, genere exportaciones cercanas a los 5 200 millones de dólares y reciba una inversión de 1 300 millones de dólares.• En 2015 se espera que la industria esté constitui-da por más de 350 empresas, que genere más de 37 mil empleos y facture más de 7 500 millones de dó-lares en exportaciones con más de un 30% de con-tenido nacional.• Para el 2020 se proyecta que México tenga una plataforma industrial competitiva para ser un hub de manufactura aeroespacial mundial, que se con-solide como uno de los proveedores principales de Estados Unidos.

Es así que dadas las perspectivas a corto y mediano plazo del crecimiento de la economía mexicana y del mercado internacional, se puede afirmar que la indus-tria aeroespacial cuenta con una gran oportunidad para consolidarse como un sector estratégico con gran po-tencial para tener efectos de arrastre sobre otros sectores y sobre la propia economía. De acuerdo a los pronósti-cos de corto plazo, la industria aeroespacial podrá crecer hasta tres veces más que la economía nacional.

Acuerdos aeroespacialesMéxico ha suscrito el Acuerdo Bilateral de Seguridad Aérea (BASA), Alianza para la Seguridad y la Prosperidad de América del Norte (ASPAN). Resolución 1540, así como el Acuerdo Wassenaar, del que México forma parte desde enero de 2012 y el Régimen de Control de Tecnologías de Misiles.La firma de dichos acuerdos o tratados en el tema de control de exportaciones ofrece las siguientes oportu-nidades y beneficios para el país: atracción de inver-sión, acceso a tecnologías de punta e incremento de exportaciones.

En materia de telecomunicaciones y TILa economía mexicana cuenta con ventajas competi-tivas a nivel mundial como la mano de obra califica-da, una posición geográfica privilegiada y el acceso


NEGocioS


preferencial a los principales mercados del mundo. En este contexto, México se ha convertido en el cuarto ex-portador de servicios de Tecnologías de la Información (TI) a nivel mundial y ha sido clasificado como el sexto mejor destino para la subcontratación de servicios, in-cluyendo servicios de TI, así como contact y call centers. En los últimos diez años, el sector de TI ha crecido a una tasa anual promedio de 11.2%, superior al crecimiento del PIB nacional. Este crecimiento se ha visto comple-mentado con un avance en las exportaciones, las cuales han registrado una tasa de crecimiento anual promedio del 42.8%.

Entre 2006 y 2011, las inversiones en el sector de TI, mediante los proyectos apoyados por el Fondo PROSOFT, pasaron de 1 471 millones de pesos a cerca de 2 160 millones. El sector de TI emplea cerca de 600 mil personas y ha registrado un crecimiento anual pro-medio en el empleo de 11% entre 2002 y 2011.

Aunado a ello, numerosas compañías han reconocido grandes oportunidades en este sector y se refleja en el cre-cimiento de éstas al pasar de alrededor de dos mil empre-sas en 2002 a más de tres mil en 2011, lo que representa un incremento promedio anual de 5%. Es importante se-ñalar que, para el sector de TI, el incrementar la eficiencia, productividad así como la innovación es fundamental, por lo que en México ha tenido un crecimiento en gran medida los Centros de Desarrollo Certificados en mode-los de calidad, los cuales actualmente son cercanos a 400.

Competitividad en costosEn términos de costos de operación, en el sector de las Tecnologías de la Información, México se compara con niveles similares a los de China e India y resulta más competitivo que el resto de los países en Asia, Europa

y América del Norte. México es el país más competitivo en el Continente Americano para las actividades de dise-ño de software y producción de video juegos. Por ejem-plo, comparado con Estados Unidos, México es 39 por ciento más barato en el desarrollo de entretenimiento digital, 38 por ciento en el diseño de software y 60 por ciento en los servicios de asistencia.

Empresas En México, el incremento en instalaciones productivas y centros de desarrollos certificados ha permitido desarro-llar un mercado nacional de clase mundial, como son: Pounce ConsultingCuenta con 200 empleados. Su crecimiento anual pasó de 15% en 2007 a 43% en 2012. Entre los principa-les mercados a los que se orienta se encuentran el sector salud, automotriz, energía, gubernamental, entre otros. Tiene presencia en México, Estados Unidos y Canadá. Innox (Innovación Inteligente S de R.L. de C.V.)Innox cuenta con 50 empleados y su crecimiento pro-medio anual ha sido del 250% (2007-2012). Tiene pre-sencia en Colombia y México.

Más Fusión MultimediaFundada en 2011 y con tan sólo diez empleados, tiene pre-sencia en Estados Unidos y Chile. El principal diferencia-dor se encuentra en los algoritmos que permiten trabajar con otros idiomas fuera del inglés como el español o el ja-ponés y la flexibilidad para agregar nuevas redes sociales. SofttekSofttek cuenta con siete mil colaboradores a nivel glo-bal de los cuales 4 800 se encuentran en México. Ha tenido un crecimiento anual compuesto supe-rior al 15% en los últimos cinco años. Brindan servi-cios a casi todas las industrias a nivel global, como el sector financiero, manufactura y bienes de consumo, sector público, high tech, energías esenciales, salud, se-guros, entre otros. Su alcance es global a través de nue-ve centros de los cuales cuatro se localizan en México. PlenumsoftEsta empresa cuenta con 50 empleados. Su crecimiento ha aumentado de 6.5% en 2007 a 60% en 2012. Sus lí-neas de investigación son el sector energético (petróleo y gas), manufacturero, automotriz, finanzas, gubernamen-tal, entre otros. Tiene presencia en Estados Unidos, El Salvador y Costa Rica. Cuentan con ingenieros de alta especialización que ofrecen sus productos y servicios.

Fuente: SE-DGIPAT

9Núm. 7 • 2012 9


NEGocioS

En México el uso de la automatización en la minería es una herramienta en constante cre-cimiento, pero en el mundo existe una ten-dencia hacia este tipo de procesos. En dado

caso un robot puede sustituir a la mano de obra de los mineros para extracciones profundas y aquellos capaces de manejar residuos peligrosos en el área de lixiviación.

Países como Australia, Canadá y Chile, tienen im-portantes avances en la robótica minera y las empresas extractivas de minerales instaladas en dichas naciones

invierten aproximadamente 50 por ciento de sus ganan-cias en automatizar sus procesos, la mayoría de ellos a través de robótica. En México sólo 20 por ciento de las compañías mineras instauran automatización de proce-sos y tecnología.

La automatización es la realización de actividades específicas sin intervención directa del ser humano, en este contexto, a la industria minera, como para los sec-tores manufactureros, sirve para aumentar su produc-tividad, reducir sus costos de producción, disminuir la

Uso de la automatización en la industria minera

Actividad incipiente en procesos extractivos

Por Luis García

11Núm. 7 • 2012

exposición a riesgos de las personas, mejorar su calidad de vida y proteger el medio ambiente.

Específicamente para la minería, se pueden mencio-nar tecnologías que permiten la operación autónoma de camiones de gran tonelaje y la operación remota a dis-tancia de equipos y plantas; además en el ámbito de tra-bajos complejos o riesgosos se ha incorporado el uso de robots, el desarrollo de sofisticados sistemas de control avanzado y predictivo que permiten optimizar los proce-sos, diseños de salas de control de plantas que incorpo-ran cada vez más conceptos ergonómicos para facilitar la actividad de operadores. También se ven avances nota-bles en el desarrollo de sensores, redes de comunicacio-nes inalámbricas y videos de alta resolución.

Avances para el sectorUn punto relevante para la industria es la vigilancia pre-ventiva, considerada como uno de los factores clave para que el proceso minero se lleve a cabo de manera óptima, ya que con ella se pueden evitar pérdidas tanto materia-les como económicas, humanas y hasta de imagen, mis-mas que restan rentabilidad a este tipo de proyectos.

Para este tipo de procesos se emplea el monitoreo de maquinaria automatizado por medio de variables como vi-bración, desplazamiento y temperatura, lo que permite es-timar fallos antes de que sucedan. De tal manera, se puede actuar a tiempo para evitar interferencias en las operaciones, mientras que se redunda en una seguridad maximizada.

Emerson Process Management, especialista en auto-matización de procesos, es un proveedor de soluciones de monitoreo remoto (wireless), área para la que cuentan con transmisores de medición de flujo, nivel y presión, con los que se elimina la necesidad de exponer la inte-gridad de los trabajadores en puntos donde el acceso sea complicado, además de otorgar las mediciones solicita-das en tiempo preciso.

Un caso concreto de automatización en la actividad minera es el monitoreo de señales y control industrial de la firma experta en el desarrollo gráfico de sistemas, National Instruments, donde a través de la medición de vibraciones en palas electromecánicas se pueden trazar estrategias que derivan en mejoras sustanciales para cada proyecto.

Finalmente, Grupo México ha mencionado que uti-liza soluciones que provee Honeywell, para mejorar su eficiencia y reducir sus costos. La firma provee equipos y recientemente una solución integral que incluye la consultoría y que requiere elevadas inversiones, tiempo, cambio en los procesos y capacitación del personal.

AUTomATizAciÓN y miNErÍA

La automatización se encuentra presente en todos los procesos pro-ductivos; su presencia en el sector minero se destaca por la robótica.


NUEVAS TEcNoLoGÍASNUEVAS TEcNoLoGÍAS


13Núm. 7 • 2012

La era del genomaEn la actualidad, el hombre ya descifró la memoria ar-chivada en su legado genético construido a través de mi-llones de años de evolución, a partir del conocimiento de la secuencia de los genes (unidades elementales de la herencia) y el análisis del conjunto de genes que confor-man al organismo completo (genoma). Esto se logró a partir del Proyecto del Genoma Humano (PGH), es-fuerzo científico mundial culminado hace una década, y equiparable a los proyectos Manhattan (generador de la bomba atómica que estalló en las poblaciones niponas de Hiroshima y Nagasaki, en 1945) y Apolo (programa aeroespacial que hizo posible el alunizaje, en 1969).

El genoma es similar a una biblioteca de la vida. La información en él depositada rige todo lo que nuestro cuerpo sabe hacer: respirar, reír, llorar, hablar, recono-cer formas, digerir, regular el sistema inmune, tener pro-pensión a enfermedades, presentar aptitudes atléticas naturales, para artes o ciencias y todo el universo de ca-racterísticas relativas a nuestra anatomía, fisiología, ras-gos físicos y carácter.

En 1920 el científico Hans Winkler acuño el térmi-no genoma (derivado de “genes” y “cromosoma”) para designar al conjunto de genes que conforman al orga-nismo todo. El genoma es, por lo tanto, la serie comple-ta de factores hereditarios contenidos en la distribución haploide de cromosomas. La distribución es haploide cuando tiene una sola serie de cromosomas, como se observa normalmente en un gameto maduro, esto es, un óvulo o un espermatozoide. Todas las demás células del ser humano son diploides, es decir, contienen in-formación genética por duplicado. De ahí que mientras las células sexuales contienen 23 cromosomas, el resto contiene 46, el doble, resultado de la recombinación del material genético de óvulo y espermatozoide.

Aspecto moral y ético del PGHSe ha discutido ampliamente sobre la confidencialidad, discriminación y conocimiento de la salud individual, a partir del conocimiento aportado por el PGH. Una de las iniciativas más importantes que se tuvieron antes de que se completase el genoma humano, fue la conforma-ción del Comité Internacional de Bioética (CIB) por un grupo de la Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO), inte-grado por destacados juristas, políticos y líderes religio-sos de varios continentes.

En relación al marco ético, ha sido tema de debate los límites al manejo, la confidencialidad y la protección de la información genética. Está en discusión si las em-presas de seguros médicos, por ejemplo, pueden usar la información genética para designar la viabilidad de un

seguro, o si los empleadores pueden hacer discriminación de su fuerza laboral con base en deficiencias genéticas, todo ello siguiendo una racionalidad meramente econó-mica. Por otro lado, ha habido interés de varias empre-sas o grupos de investigación por patentar determinadas secuencias del genoma. Investigadores en los Estados Unidos deseaban patentar 3 mil genes que habían clona-do en el cerebro humano, sin conocer la función de cada uno de ellos. Lo anterior fue una equivocación puesto que el PGH es patrimonio universal de la humanidad.

El PGH y la información genéticaLo más relevante surgido a partir del PGH es cómo se ha utilizado la información genética. Se ha posibilitado el diagnóstico temprano de enfermedades genéticas, como la fibrosis quística, por poner un ejemplo, lo cual per-mitió prescribir tratamientos oportunos que han traído como consecuencia una mejoría en la calidad de vida de la población.

Los científicos han obtenido la secuencia completa del genoma, aún cuando no se conoce la función específi-ca de cada gen, pero se ha posibilitado el descubrimiento

BiomÉDicAS

Foto: http://web1.beverlyhg-h.schools.nsw.edu.au


NUEVAS TEcNoLoGÍAS

de las causas y la explicación de la fisiopatología, antes desconocidas, de muchas enfermedades. Se ha permiti-do a los genetistas y biólogos moleculares comprender el

mal funcionamiento de aparatos, órganos, sistemas y or-ganismos, y llevar a cabo terapias de tipo génico, es de-cir, el remplazo de genes mutados por genes sanos.

Los genetistas y los biólogos moleculares utilizan la base de datos derivada del genoma con el objetivo de comparar entre distintos individuos y razas diferentes factores, como condiciones de vida, alimentación, es-trés, etcétera. Lo interesante es poder investigar cómo la información contenida en el ADN es utilizada por el organismo para seguir funcionando. Se ha pasado ya a la fase de integrar la relación entre la estructura o la se-cuencia del ADN y la función de los genes.

A partir del desarrollo de la biología molecular y los trabajos del PGH, la Medicina ha sido influenciada de tal manera que la mayoría de sus especialidades tiene relación con la genética. Los horizontes y expectativas en Medicina se han ampliado. Podemos sentenciar, sin lugar a dudas, que la era del genoma ha comenzado.

Sistema de memoria celular po-dría traer un mejor control a la biotecnologíaLos bioingenieros han buscado por años convertir a mi-crobios en fábricas manufactureras mediante el desarrollo de un kit de componentes tan confiables, regulares y pre-decibles como los usados por los ingenieros eléctricos.

Pero la Biología es mucho más complicada. Ahora, un grupo de ingenieros de la Universidad de Stanford publicaron en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences un reporte detallado de cómo logra-ron desarrollar el equivalente genético de un dispositi-vo confiable de memoria. En este artículo se describe cómo generaron memorias regrabables de ADN que funcionan en células vivientes y que pueden conservar los datos aún cuando las células se dividan y multipli-quen. La memoria de ADN es preexistente pero por su naturaleza está limitada a almacenar una versión irre-petible que puede grabar sólo tantos eventos celulares (por ejemplo las divisiones celulares) como capacidad de información exista. Pero el sistema de almacenaje reversible que ha sido almacenado por los investiga-dores de la Universidad de Stanford es capaz de ser de-sarrollado hasta un número potencialmente récord de eventos tan grandes como 2n, donde n es el número de bits.

En el corto plazo, argumentan sus inventores, esta memoria biológica mejorada podría alentar el estudio de cómo envejecemos o cómo se desarrolla el cáncer. Pero mucho más allá descansa la posibilidad de repro-gramación de células para detener los procesos de enve-jecimiento o para actuar como centinelas que prevengan la división celular incontrolada del cáncer.

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15Núm. 7 • 2012

El módulo de datos direccionables recombinables y regrabables (RAD) creado por los bioingenieros de Stanford es un segmento de ADN conectado entre es-tados de memoria cuando las bacterias que lo portan encuentran proteínas específicas. Una clase de proteínas llamadas “integrasas” escanean secuencias de ADN hasta que encuentran dos secuencias específicas (sitios adjun-tos denominados attB y attP) y los atan a ellas. La in-tegrasa después corta la banda de ADN entre estos dos sitios, la lanza lejos, ligera y rápidamente, y la readjun-ta de modo tal que unos hilos pares de bases los “leen” en reversa. El proceso químico, llamado por los cien-tíficos como “colocación” o “fijación” también cambia las características de los sitios adjuntados attB y attP (Se convierten en attl y attR, respectivamente). Este estado puesto al revés, dice el equipo de Stanford, es el equiva-lente de un 1 en un dispositivo de memoria electrónica.

Agregar integrasa mezclada con otra clase de pro-teínas llamadas “excionasas” revierten este proceso, re-acomodando la banda de ADN a su estado original o estado 0. (La excionasa por sí sola no tiene efecto algu-no percibido por los investigadores). El profesor asisten-te de bioingeniería de la Universidad de Stanford Drew Endy, líder de la investigación, explicó que el mayor las-tre o problema al cual el grupo se enfrentó fue el llama-do “bidireccionalidad”. Esta es la tendencia de algunas proteínas recombinasas (las versiones respectivas de in-tegrasa y excisionasa que los investigadores escogieron son sólo dos de muchas) para ocasionar que el módulo RAD lanzara lejos y rápidamente, y después causara el lanzamiento de regreso a su estado previo antes de que el cambio en el estado fuese registrado.

Pero al final, dicen los investigadores, ellos crearon un sistema de registro de ADN que se conecta cuando, y sólo cuando, están en presencia de inductores basados en proteínas. Igual de importante, hicieron notar, es que los estados pueden ser conectados repetidamente sin de-gradación en su desempeño.

“Desarrollar sistemas biológicos, especialmente aque-llos basados en ADN y células, que calculen como com-putadoras digitales ha sido todo un reto”, declaró Steven Benner, un distinguido socio de la Fundación para la Evolución en Aplicación Molecular en Gainesville, Florida. Benner explica la naturaleza del desafío, no-tando que las moléculas biológicas, como todas las mo-léculas, llevan a cabo computación analógica mejor que la digital. El último trabajo de los investigadores de Stanford es un gran salto hacia un comportamien-to digital de estructuras que son fundamentalmente no digitales.

Cuestionados sobre cuanta información son capa-ces de almacenar los dispositivos que exhibieron, Endy

reportó con cautela que actualmente son capaces de guardar 1 bit, lo cual es aproximadamente una cien mil millonésima de lo que puede almacenarse en una USB de laboratorio. A pesar de que la capacidad de memoria del ADN es relativamente minúscula, “su propósito no es competir con el silicon, pero sí tener acceso al almace-naje de datos en lugares donde el silicón no trabajaría”, dice Endy.

De hecho, dice el investigador de Stanford, 8 bits son más que suficientes para mantener la pista en cual-quier sistema de replicación biológica. Con esa capaci-dad, él vislumbra aplicaciones tales como un elemento de seguridad en terapia celular. Cuando, digamos, un paciente de cáncer es inyectado con células vivas reinge-nieradas para atacar un tumor, el módulo RAD podría adaptarse para controlar la tasa y número de divisiones celulares de tal modo que la cura no se transforme en una maldición.

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Drew Endy, pro-fesor asistente de bioingeniería de la Universidad de Stanford

En la imagen de abajo, la Mutación ΔF 508.

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Fuente: www.bion.no

BiomÉDicAS


NUEVAS TEcNoLoGÍAS


Los actuales parques eólicos significan un ahorro energético amiga-ble con el medio ambiente. Las turbinas de cada torre eólica son el medio tecnológico usado para captar la energía cinética del viento, que se transforma en energía eléctrica mediante el uso de magnetos

permanentes de gran tamaño. Ahora, una mejora en estas formas “verdes” de obtener energía procura sustituir los elementos de tierras raras usadas en estas turbinas por cables superconductores.

ARPA-E financia trabajo en cables superconduc-tores de próxima generaciónLa Agencia para Proyectos Avanzados de Investigación en Energía de Estados Unidos (ARPA-E por sus siglas en inglés) ha destinado 31.6 mi-llones de dólares a concesiones para grupos que están buscando alternativas a los materiales de tierras raras, elementos que son críticos en tecnologías de generación de energía. Dos de esos grupos están tratando de desarrollar cables de superconductividad de nueva generación que pueda reemplazar magnetos permanentes de tierras raras en los rotores de turbinas de aire. Esta investigación podría derivar en rotores más pequeños, ligeros y pode-rosos capaces de habilitar turbinas gigantes de viento de costa con un poder energético de 10 Mega Watts.

A pesar de su nombre, los elementos de tierras raras no son particular-mente extraños en la corteza terrestre. Se han vuelto más escasos sólo des-de que la mayor parte de las compañías mineras que los extraían cerraron hace décadas debido a la contaminación e improductividad, dejando a las compañías mineras chinas con un negocio casi monopólico. Cuando China empezó reduciendo sus exportaciones de minerales de tierras raras duran-te el 2009, las compañías industriales alrededor del mundo comenzaron a preocuparse, ya que temieron que su habilidad para crear una multitud de

cables superconductores de próxima generación serán la base de enormes turbinas de viento

17Núm. 7 • 2012 17

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TEcNoLoGÍAS VErDES


NUEVAS TEcNoLoGÍAS

productos, incluyendo motores eléctricos en vehículos híbridos, soportes informáticos e iluminación fluores-cente compacta, sería dramáticamente recortada.

Entre sus muchas aplicaciones de alta tecnología, los elementos de tierras raras son usados para fabricar po-derosos magnetos permanentes que generan campos magnéticos dentro de rotores de turbinas. Generar los campos con alambre superconductor podría permitir a los fabricantes alejarse de esos enormes y pesados mag-netos permanentes. Ello permitiría a las compañías de energía eólica mantener las turbinas de viento en un ta-maño razonable pero lograr mayor energía por torre.

Es lógico usar magnetos para turbinas que generan menos de 6 MW, declaró Jason Fredette, vicepresiden-te de comunicaciones y mercadotecnia para la com-pañía de energía-verde AMSC con sede en Devens, Massachusetts, empresa miembro de uno de los dos grupos formados por ARPA-E. “Pero cuando se tienen más de 6 MW, estas turbinas se vuelven extremadamen-te masivas”, explica. “”Son muy difíciles de transpor-tar, y utilizan una gran cantidad de tierras raras. Aquí es cuando comienza a ser obligado el uso de tecnología superconductora”. AMSC ha diseñado una turbina de 10 MW llamada el Titán del Mar, que usa superconduc-tores en lugar de magnetos.

Los dos grupos de investigación que trabajan en ca-ble superconductor son liderados por científicos de ma-teriales de la Universidad de Houston y el Laboratorio Nacional de Brookhaven en Upton, Nueva York, y tie-nen la misma meta: hacer el trabajo de ingeniería para cuadriplicar la capacidad de corriente cargada por su ca-ble. Debido a que una corriente más alta podría generar un campo magnético más poderoso, tal avance podría disminuir la cantidad de cable superconductor necesita-do en el rotor, lo que bajaría los costos.

Ambos grupos incluyen socios industriales que ya han vigorizado el estado del arte del cable en cantidades

significativas. El grupo de la Universidad de Houston incluye a la empresa Super Power de Schenectady, mien-tras que el grupo de Brookhaven incluye AMSC.

Los fabricantes han superado varios desafíos cien-tíficos significativos sobre materiales. El superconduc-tor seleccionado hasta hoy, óxido cuproso de itrio bario (YBCO), es un cerámico quebradizo y frágil, no muy apto para construir cable dúctil que se pueda doblar. Los cristales de YBCO también necesitan ser alineados preci-samente para poder ser capaces de cargar la corriente eléc-trica. Mediante la introducción de una capa del material superconductor dentro de capas flexibles —para crear cables parecidos a las cintas adhesivas− y controlando el crecimiento de los cristales durante el proceso de deposi-ción del vapor químico, se hizo posible la fabricación de un cable superconductor comercialmente viable.

Para generar cables capaces de cargar corrientes cua-tro veces mayores a las capacidades de los cables actua-les, los investigadores están luchando para superar las limitaciones impuestas por los flujos de líneas magnéti-cas. Estas líneas son esencialmente las líneas de campo magnéticas vistas en los experimentos clásicos de ciencia donde las limaduras de hierro son rociadas en un peda-zo de papel sobre un magneto. Cuando un cable super-conductor genera un campo magnético fuerte, las líneas de flujo no se radian lejos del cable; sólo penetran de regreso dentro del cable. Esto interfiere con la habilidad del superconductor para acarrear corriente.

Pero hay una solución a la mano: es posible guiar esos flujos de línea hacia regiones del cable supercon-ductor donde pueden ser inofensivos. Se ha sabido por mucho tiempo que si se introducen defectos similares en magnitud a los flujos de línea, entonces los flujos de línea residirán en los defectos y no en el material super-conductor, de tal modo que la capacidad de carga de corriente aumenta.

David Cardwell, un profesor de ingeniería en su-perconductividad de la Universidad de Cambridge, en Inglaterra, declaró que incluso si estos grupos encuen-tran cómo distribuir uniformemente las estructuras del flujo y de este modo incrementar la cantidad de corrien-te que puede fluir a través del cable, todavía hay pro-blemas económicos por superar. “Este carrete largo de cable que debe llevar a cabo un proceso largo dentro de un vacío resulta caro”, explicó.

“El cable superconductor puede acarrear cientos de veces más corriente que el cable de cobre, pero debe ha-cerlo a no más de cientos de veces el costo”, continúa Cardwell. “Si es miles de veces el costo, no tiene caso. Los investigadores están pensando en mejorar las propieda-des del material, lo cual sería bueno, pero también deben considerar el mantener el costo bajo”, finalizó Cardwell.

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TEcNoLoGÍAS VErDES


NUEVAS TEcNoLoGÍAS

CaraColesen la carrera por la cosechade eNerGÍa BIolÓGICa

El químico Evgeny Katz, de la Universidad Clarkson, en Postdam, Nueva York, y sus colegas, proba-ron un nuevo tipo de electrodo,

que al ser implantado en Neohelix albolabris e inmerso en la hemolinfa azul —símil de la sangre— del caracol produjo un abasto fijo aunque pequeño de electricidad durante al-gunos meses.

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Los bioingenieros han mejorado las técnicas sobre el reemplazo de partes del cuerpo; sin embargo, hasta la fecha no han superado la tenaz contienda por implantar partes biónicas sin tener que depender de baterías ad-heridas. Debido a que la sangre lleva consigo energía en la forma de moléculas electrónicas como la glucosa y la lleva a todas las partes del cuerpo, es una meta tentadora para los investigadores el extraer la energía de la sangre. De ahí la importancia del éxito del trabajo del químico Katz de la Universidad Clarkson, que fue reportado por los investigadores en marzo de 2012 en el Journal of the American Chemical Society.

El equipo construyó una pequeña célula de combus-tible para atrapar la energía de las moléculas de oxígeno y glucosa disueltas en la hemolinfa del caracol. Ellos empe-zaron aplicando un revestimiento con una capa de la en-zima pirroloquinolina quinona dependiente de la glucosa denidrogenasa (PGQ-GDH) sobre el ánodo. Esa enzima jala electrones de la molécula de la glucosa. Los investiga-dores después aplicaron un revestimiento al cátodo con la enzima laccase de la planta, que empuja electrones en las moléculas de oxígeno. Cuando están inmersos en hemol-infa, los electrones entregan una corriente medible.

Escoger los materiales correctos para los electrodos es importante porque las enzimas intermediarias usualmen-te interactúan con los electrodos, según explica Katz. Su equipo usó “buckypaper”, una estructura ruda construida en 3-D por pequeños nanotubos de carbón.

“Los electrodos de “buckypaper” son muy prácticos”, dice el ingeniero bioquímico Swen Kerzenmacher de la Universidad de Freiburg, en Alemania, quien no está in-cluido en el equipo de Katz pero también experimen-ta con electrodos hechos con base en “buckypaper” para la cosecha de energía biológica. El nanomaterial explica mejor la situación de algunas moléculas de electrones respecto de otras en la hemolinfa del caracol que lo ha-rían otros materiales de electrodos.

En los caracoles estudiados por Katz, los electrodos extrajeron tanto como 7.45 microwatts en un estallido de 20 minutos y sostuvieron 0.16 microwatts por una hora. Investigadores en la Universidad de la Reserva del Oeste de Case, en Cleveland, Ohio, Estados Unidos, implantaron recientemente células de biocombustible similares en cucarachas, extrayendo energía en cantida-des ligeramente menores.

Un andador humano moderno requiere típicamente un suministro continuo de 1 microwatt, para hacer una comparación. Pero los niveles menores de energía reco-gidos de caracoles u otras criaturas menores podrían in-filtrarse en lugares difíciles de alcanzar usando sensores y enviando reportes vía transmisores inalámbricos. Los animales equipados con los sensores podrían servir como

espías o ayudar a equipos de socorro de emergencia para explorar edificios dañados. Mientras las baterías que se usan para energizar tales misiones, requieren de un bulto voluminoso relativo a la energía que proveen, la sangre de animales pequeños podría ser más eficiente.

En investigaciones relacionadas, otros científicos es-tán trabajando con cosechadores de energía que podrían ser cargados por sangre humana en lugar de hemolinfa. Aquí hay algunas diferencias importantes que se hace ne-cesario resaltar. La sangre humana es mejor que la hemo-linfa de los caracoles en distribuir glucosa, pero la mayor parte del oxígeno en ella es atrapada por la hemoglobina, y los cátodos requieren oxígeno libre disuelto para tra-bajar. Los humanos también tienen sistemas inmunes fuertes que atacan cuerpos extraños y coagulantes que podrían convertir en grumos a las microturbinas y otros cosechadores de energía.

El ingeniero biomédico Phillippe Cloquin de la Universidad Joseph Fourier en la Universidad de Grenoble, en Francia, ha probado con células de biocom-bustible de glucosa por un periodo de 40 días en ratas vivientes, pero, a diferencia de los experimentos con el caracol del equipo de Postdam, él ha construido mem-branas para mantener algunos compuestos bioquímicos alejados de los electrodos. “La biocompatibilidad de lar-go alcance es el mayor punto sobre el que tenemos que trabajar”, declaró Cloquin.

Una aplicación inicial para las células de combustible humano podría ser la energización de implantes de pe-riodo corto, tales como sensores de glucosa en la sangre para diabéticos, explicó Kerzenmacher. En tales casos, la biocompatibilidad de largo alcance es menos impor-tante, y la eficiencia de los electrodos, que normalmente decae con el tiempo, importa menos. Pero una vez que los cosechadores de electricidad implantados de largo tiempo están disponibles, pueden habilitar pequeños dispositivos distribuidos para estimular los nervios y ali-viar el dolor crónico, según explican los investigadores. Algunos usuarios de estos implantes, por ejemplo, po-drían también beneficiarse del abasto energético inde-pendiente, de acuerdo con Cinquin. “Hay muchos más dispositivos biomédicos que podríamos construir si su-piéramos cómo obtener energía de ellos”, concluyó.

TEcNoLoGÍAS VErDES

Células de combustible elaboradas a partir de enzimas equipados con electrodos especiales generan electricidad que al ser implantadas en caracoles, pueden significar energía suficiente para convertir a las criaturas en sensores de es-pías viscosas puestas unas sobre otras.


NUEVAS TEcNoLoGÍAS

El mundo vive una situación de emergencia ener-gética por el virtual agotamiento de los combusti-bles fósiles, gas y petróleo, además de que el uso de estas fuentes de energía es un factor favorecedor

otro gran problema: el calentamiento global. Frente a esta situación, no hay una solución única, sino que se presen-tan fuentes alternativas de energía, como la energía solar, la energía eólica, la energía geotérmica, la energía hidráulica, la energía maremotriz, la energía generada por biomasa o por hidrógeno y hasta la energía nuclear. Cada una de estas fuentes energéticas tiene sus ventajas y sus riesgos, y cada país, cada zona, cada región tiene a su alcance una o varias fuentes de energía alternativa de acuerdo a sus característi-cas geográficas, climatológicas, topográficas, etcétera.

De tal modo que, por ejemplo, una región geográfica como La Ventosa, en el estado de Oaxaca, puede (y debe) aprovechar la energía eólica, mientras que para algunas poblaciones alejadas de la civilización o de vías de comu-nicación, como carreteras, lo indicado es el aprovecha-miento de energía solar.

China en el concierto energético mundialSe prevé que 80 por ciento de la demanda energética en la

siguiente década provendrá de China, India y otras na-ciones en vías de desarrollo. China está construyendo el equivalente a dos plantas de carbón de tamaño mediano a la semana, y sus emisiones ya sobrepasan a las de los Estados Unidos. Frenar las emisiones globales en los paí-ses en vías de desarrollo será más difícil que detener las de los Estados Unidos, porque las economías de las naciones en vías de desarrollo crecen más rápido.

China lleva a cabo esfuerzos importantes por hacer un uso eficiente de la energía. Entre estos se encuentra el in-terés en aprovechar la energía eólica, lo que la ha llevado a ocupar el primer lugar en capacidad instalada, con una cifra acumulada durante 2009 de 9.5 GW

En otro frente, por más de tres décadas la tecnología de la gasificación ha significado una conversión inteligente de carbón en electricidad. Mediante el uso de calor y presión para convertir una mezcla abigarrada de moléculas de gas en una corriente consistente de gases simples, las plantas de gas comprimen más energía de una tonelada de carbón y controlan los productos resultantes de una mejor manera.

Los ingenieros en Tian-ying, China, inauguraron una planta energética de gasificación que proveerá de una prue-ba “críticamente importante” del potencial tecnológico

A Chinese official points to a plan for the GreenGen coal-fired gasification power plant in Tianjin, China, during a tour of the facility on Oct. 7.

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Chinese workers rest at the construction site of Tianjin’s GreenGen coal-fired gasification power plant, scheduled to start operations in 2011.

China inicia la operaCión de una planta

energétiCa basada en la gasifiCaCión del Carbón

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Entre altas expectativas, retrasos y sobregiros en los costos

23Núm. 7 • 2012

ENErGÍA

comercial como una fuente de poder de bajas emisiones de dióxido de carbono. Mediante el uso de vapor y pre-sión para convertir la mezcla de moléculas de carbón en una mezcla consistente de gases simples, las plantas de ga-sificación comprimen más energía de una tonelada de car-bono y controlan los resultados de los productos de una mejor manera, de acuerdo con Julio Friedmann, quien li-dera un programa de manejo de carbón en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, en California, Estados Unidos.

La fuente energética, conocida como GreenGen, es el generador de ciclo combinado de gasificación integrado de gas de 250 MegaWatts mayor del mundo. También es el primero construido como una cama de prueba para la captura de carbón. La combinación de la captura de carbón a una escala comercial es necesaria para evaluar la contribución del potencial de la gasificación de carbón para disminuir y revertir la aceleración del cambio climá-tico inducida por el hombre. En contraste, “nosotros no tenemos ningún plan como nación de magnitud mun-dial para llevar a cabo cortes a las emisiones de gases con efecto invernadero. No hemos llevado a cabo acciones económicamente importantes, incluyendo plantas como GreenGen”, declaró Friedmann.

Recordemos que los gases de efecto invernadero son básicamente el ozono, el dióxido de carbono o el metano, producidos sin control en las fábricas, el transporte y las actividades humanas en general; gases que son atrapados por una capa baja de la atmósfera y que provocan un au-mento en la temperatura del planeta. Estos gases inciden de esa manera en el calentamiento global y por ende en el cambio climático.

GreenGen se asemeja más una refinería que a una esta-ción generadora. La planta convierte al carbón en una mez-cla de gases antes de quemar estos gases para manejar tanto los gases como las turbinas de vapor. GreenGen está diseña-da para soportar un proceso adicional mientras el desecho de carbón es extraído antes de la combustión, a diferencia de otros generadores de ciclo combinado de gasificación in-tegrado. Los gases de la planta reaccionan con el vapor para producir hidrógeno y así inician las turbinas. Se forma una corriente pura de dióxido de carbono que es mucho más sencilla de capturar que el difuso flujo de gas monóxido de carbono en una planta energética convencional.

Greencan y todos los otros generadores de ciclo combi-nado de gasificación integrado que se encuentran en varios estadios de construcción en el mundo −incluyendo otra planta en China y dos en Estados Unidos− son los únicos supervivientes de entre docenas de proyectos de construc-ción de estos generadores propuestos y puestos en anaquel durante las décadas pasadas. La mayoría se quedó en el camino hace sólo unos pocos años. Un empuje contra la

legislación de carbón colapsó a estos desarrollos en Estados Unidos, como ocurrió con las negociaciones sobre el tra-tado para el cambio climático llevado a cabo durante el 2009 en Copenhague. Sin tales medidas, las utilidades no tienen ningún incentivo para invertirse en la captura de carbón. Durante el mismo periodo, el carbón perdió pro-gresivamente su estatus como el combustible más barato para la generación de energía, mientras que las operacio-nes con fractura hidráulica inundaron el mercado de gas natural y azotaron los precios del gas.

Supervivientes tales como GreenGen de China podrían renovar el aspecto de los generadores de ciclo combinado de gasificación integrado si son comercialmente viables.

Pero los críticos declararon que los retrasos y los so-bregiros en los costos de estos proyectos obligaron a que la inauguración se posponga más de un año de lo progra-mado. Los sobregiros en los costos y un escándalo político han obscurecido la imagen del siguiente de estos genera-dores, que podría estar operando más tarde en este mis-mo año, un año después de lo programado. Hace un año Duke Energy, con sede en Charlotte, Carolina del Norte, Estados Unidos, tuvo la aprobación del estado para cargar a los pagadores de impuestos 2.7 mil millones de dóla-res para el proyecto, cuyo presupuesto de construcción fue inflado desde 1.9 mil millones hasta 3.3 mil millones desde que los trabajos empezaron en 2007. Los alegatos sobre un proceso de aprobación impropio irrumpieron con el despido de varios ejecutivos de Duke y la acusa-ción sobre el regulador de utilidad más alto de Indiana de “mala conducta” oficial. En abril la utilidad adornó su requerimento a 2.6 mil millones y cargó 420 mil millones como pérdida en la hoja de balance.

Críticos de la generación de energía mediante carbón ven incluso en el presupuesto de estos generadores una inversión pobre, citando sus cualidades ambientales. El sulfuro y los metales pesados capturados por las plantas deben ser dispuestos en algún lugar seguro, y los oponen-tes cuestionan si el secuestro de carbón capturado bajo tierra será aprobado como técnicamente viable y social-mente aceptado. Si no es así, tales plantas deberán afron-tar multas bajo las regulaciones y normas futuras.

China puede ofrecer un suelo más fértil para la tec-nología de estos generadores y el secuestro de carbón. Gracias a un programa agresivo de producción de arcilla y gas, la sustitución de la gasificación mediante la presu-rización del carbón por otra fuente de energía es difícil de imaginar en China. No hay gas suficiente para los más de mil millones de chinos. Si China obtiene todo lo que desea de gas natural, puede decidir no construir 100 000 Mega Watts a partir de la gasificación de carbón dentro de los siguientes cinco a ocho años. Pero de todos modos, todavía tendrá que construir 400 000 MW


NUEVAS TEcNoLoGÍAS

La extracción de sangre es una rea-lidad diaria para la mayor parte de los pacientes diabéticos. Y mientras el chequeo de los niveles de gluco-

sa probablemente no sea la peor parte de la enfermedad, esta molestia es tan penetran-te que los científicos de casi todas las disci-plinas han intentado encontrar una forma mejor para llevar a cabo esta práctica. Han pegado parches transdérmicos a la piel y han hecho brillar luz cerca del infrarrojo a través de los lóbulos de los oídos, pero nada pue-de acercarse aún a la precisión de la pequeña gota de sangre en los glucómetros.

Plasmónicos prometen mejores

biosensores para la

diabetes

25Núm. 7 • 2012

BiomÉDicAS

Evidentemente, la pesquisa para una mejor forma no concluye todavía. Durante abril de 2012, los ingenie-ros inventaron una nueva artillería —un interferómetro plasmónico que puede detectar muy bajas concentracio-nes de glucosa en agua y, con algo de reingeniería, puede trabajar también con saliva. Si las cosas marchan como se espera, las personas con diabetes algún día medirán niveles de glucosa en la saliva en lugar de en la sangre.

Los interferómetros han sido usados en campos tan diversos como Astronomía y Oceanografía, y los dispo-sitivos se aplican en todas las áreas. Para trabajar como glucómetros, deberán ser sumamente pequeños. “Lo que estamos haciendo aquí es llevar este concepto abajo hacia la nanoescala”, explica Domenico Pacifi, profesor de ingeniería en la Universidad Brown quien ha liderea-do la investigación, publicada en una edición reciente de la revista Nano Letters.

Cada pequeño interferómetro consiste en una ligera incisión o corte en una película de plata con dos mues-cas grabadas con un buril en cada lado. Cuando un rayo de luz blanca incide sobre la película, las muescas espar-cen la plata en diferentes direcciones. Algunos de los fo-tones viajan a través de la superficie del metal de regreso hacia la incisión, y mientras lo hacen, interactúan con electrones libres en el material, tomándolos y metién-dolos en una onda llamada plasma (la parte líquida de la sangre) de superficie que tiene la facultad de adquirir polaridad. Una onda originada desde cada muesca sur-ge hacia el corte y colapsa con la luz en el centro, ya sea incrementando o disminuyendo la intensidad de la luz mientras pasa a través del corte.

La medida de esta intensidad da una idea de cómo la luz en el centro interactúa con las dos ondas con interfe-rencia. “El corte actúa como una mezcladora espacial de estas tres contribuciones” explica Pacifici.

En una configuración, con un poco de agua derra-mada sobre la película de plata, el interferómetro siem-pre dará la misma salida. Pero si se cambia la distancia entre las muescas y el corte, o si se cambia la longi-tud de onda de la luz original, la intensidad cambia en una u otra dirección. Mediante el uso de muchas configuraciones, se puede tener una huella específica del agua.

Debido a que el interferómetro es tan pequeño, los investigadores pueden tratar con múltiples combinacio-nes a la vez, acota Pacifici. “Lo que hacemos es delinear, grabar con un buril miles de esos en el mismo chip para la misma película de metal. Nos permite tener una re-solución nanométrica”, sentencia. Después, cuando una molécula como la glucosa se agrega, puede detectarse porque cambia el índice refractivo del agua, alterando ligeramente la huella interferométrica.

En los trabajos para soluciones parecidas al agua, la huella ha sido trabajada con anticipación. Y la saliva es en un 99 por ciento, agua. Pero el uno por ciento restan-te contiene una mezcla de compuestos impredecibles, todos los cuales tienen su propia influencia en el índice refractivo de la solución.

Pacifici admite que aún no se soluciona este proble-ma, pero que tiene algunas ideas para enfrentarlo. Una manera es colocar un filtro sobre el interferómetro que podría dejar pasar sólo agua y glucosa mientras el resto de la saliva se queda fuera.

Pero el mayor problema, sin embargo, es que el nivel de glucosa en la saliva no corresponde limpiamente con el nivel de glucosa en la sangre, el cual es la medida real-mente necesaria para dirigir un tratamiento. De acuerdo con Guenther Boden, un endocrinólogo en el Hospital de la Universidad Temple, en Filadelfia, toma un gran

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Se trabaja en un nuevo sensor para que, las personas con diabe-tes algún día midan sus niveles de glucosa en la saliva en lugar de en la sangre


NUEVAS TEcNoLoGÍAS

tiempo para que los cambios repentinos en la sangre se registren en la saliva.

Incluso si la tecnología llegase a funcionar, Boden se muestra escéptico sobre su verdadera utilidad. Él señala que los glucómetros han mejorado a tal punto que sólo requieren una minúscula gotita de sangre, que los pa-cientes pueden obtener de parches en el cuerpo con una baja densidad de nervios, lo que hace que la incisión sea mucho menos dolorosa. “Se ha vuelto tan sencillo que probablemente no valga la pena gastar millones de dóla-res en encontrar otros caminos” finalizó.

Pero las metas de Pacifici no son tan estrechas. Su la-boratorio también trabaja en formas para usar el interfe-rómetro para detectar proteínas señalizadoras llamadas citoquinas, que proveen de una medida de las inflamacio-nes en el cuerpo. “Los cirujanos necesitan una tecnología que pueda indicarles en tiempo real cuántas citoquinas están en la sangre o en el suero de tal modo que pueden decidir el mejor tiempo mejor para operar” concluyó.

Así que la medición de glucosa es sólo una forma para un dispositivo que podría tener diversas aplicaciones.

Diabetes mellitus, cuando el azúcar empalaga la sangreLa diabetes mellitus es una enfermedad caracterizada por la elevación de los niveles de glucosa, debida a de-ficiencias en el funcionamiento metabólico. El meta-bolismo es un conjunto de reacciones bioquímicas que ocurren en todo ser vivo con el propósito de conservar, desarrollar y reproducir la vida.

Los diabéticos sufren de trastorno metabólico en lo concerniente a los carbohidratos, grasas y proteínas, perturbación causada por diversos factores entre los que se cuentan ciertas invasiones virales, predisposición

genética, obesidad, pancreatitis, disfunción de la glán-dula tiroides o de las suprarrenales, etcétera, factores que a su vez pueden presentar algunas combinaciones en determinados pacientes.

Entre los síntomas más claros de la enfermedad se encuentra la tendencia a orinar mucho (poliuria) a be-ber muchos líquidos (polidipsia) y a comer mucho (po-lifagia). Adicionalmente puede percibirse pérdida de peso, deshidratación y en ocasiones astenia (sensación de debilidad) y adinimia (pérdida de fuerza).

La diabetes y sus complicaciones ocupan el primer lugar en la tasa de mortalidad general en México. Las principales complicaciones son

Retinopatía, causada por la microangiopatía, un daño en la pared de los vasos sanguíneos, que a su vez es causado por un aumento en la glucosa de la sangre al combinarse con las proteínas.

Nefropatía, alteración patológica del riñón, que pro-gresivamente provoca insuficiencia renal.

Coma diabético, alteración metabólica originada cuando la falta de insulina en la sangre o por la baja ca-lidad de la misma se incrementa la glucosa plasmática, la cual no puede ser absorbida por las células. La cir-culación excesiva de glucosa en la sangre provoca que la presión osmótica se eleve, con lo cual las células se deshidratan y se quema su contenido de grasas. La de-gradación de las grasas produce glicerol y ácidos grasos libres y éstos generan los cuerpos cetónicos, de natu-raleza ácida. Sobreviene un desequilibrio del potencial de hidrógeno, y el azúcar en la sangre sustrae agua del cuerpo, lo que ocasiona hambre y sed excesivas, dada la necesidad de recuperar la energía perdida. La alteración metabólica producida afecta al sistema nervioso y pro-voca la encefalopatía, pérdida de conciencia conocida

como estado de coma, causado por el exceso de glucosa.

Infarto al miocardio. Ocurre cuando las placas de ateroma obstruyen alguna de las arterias coronarias, provocando hipoxia y muerte en una zona del músculo cardíaco, afectando la función primordial del corazón y el muy probable deceso del sujeto.

El 61 por ciento de los decesos están aso-ciados al sobrepeso y a la obesidad. De ahí que el diagnóstico temprano de la diabetes es de gran utilidad cuando los afectados asu-men la responsabilidad de su enfermedad y mantienen bajo control sus niveles de azúcar en la sangre. Esto les permitiría, en el largo plazo, preservar más tiempo la funcionali-dad de su organismo. Para eso se requiere el muestreo constante de los niveles de azúcar.Fo

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27Núm. 7 • 2012

BiomÉDicAS


29Núm. 7 • 2012


NUEVAS TEcNoLoGÍAS

se aproxima a su aprobación para entrar al mercado

DEPRESIÓNTratamiento electromagnético

de la

La depresión es una enfermedad aún poco re-conocida como tal. Por poner un ejemplo, en nuestro país cerca de 15 millones de personas han padecido algún trastorno depresivo. En

muchas ocasiones, hace falta ir hasta cinco veces con el médico general para que éste diagnostique la enferme-dad y remita al paciente con el psiquiatra. Más del 75 por ciento del total de los deprimidos en todo el mundo, que suman 340 millones de personas, jamás reciben trata-miento. La Organización Mundial de la Salud indicó que para el año 2020 la depresión se convertirá en la segunda causa de incapacidad en el mundo, detrás de las enferme-dades cardiovasculares. De ahí que desde los distintos sec-tores sanitarios se esté potenciando la investigación para intentar disminuir los efectos de este padecimiento.

La depresión es una enfermedad tratable, como lo pueden ser la diabetes o la hipertensión. Cualquier persona que experimente síntomas depresivos debe ser diagnosticada y tratada lo antes posible para revertir su condición. No importan el sexo, la edad ni la situación de vida particular.

Esta es una enfermedad no sólo mental, también presenta síntomas emocionales y físicos debido a que la química del cerebro está alterada.

Tipos de depresiónAl igual que en otras enfermedades, hay varios tipos de

Los episodios depresivos muestran algunos de los síntomas siguientes o todos ellos:• Pérdida de interés por las activida-des normalmente placenteras, o pérdida de la capacidad de disfrutar con dichas actividades.• Disminución de la capacidad de concentrarse.• Trastornos del sueño.• Variaciones del apetito.• Disminución de la autoestima y de la con-fianza en uno mismo.• Ideas de culpa y de falta de valía.• Visiones tristes y pesimistas del futuro.• Ideas o actos de daño infligido a uno mis-mo o de suicidio.• Pérdida de sentimientos.• Disminución de la tolerancia.

g ¿Qué es la depresión, cuándo se puede diagnosticar esta enfermedad?

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31Núm. 7 • 2012

trastornos depresivos. Los tres tipos más comunes son el trastorno depresivo mayor, el trastorno distímico y el trastorno bipolar. En cada uno de estos tres tipos varían el número, la gravedad y la persistencia de los síntomas.El trastorno depresivo mayor se manifiesta por una combinación de síntomas que interfieren con la capa-cidad del afectado para desarrollar su trabajo, estudiar, dormir, comer y disfrutar de las actividades que antes eran placenteras.

El trastorno distímico es un tipo de depresión menos grave que incluye síntomas crónicos a largo plazo, pero que no incapacitan demasiado; sin embargo, interfieren con el funcionamiento y el bienestar de la persona. La característica esencial de este trastorno es un estado de ánimo técnicamente depresivo que está presente duran-te casi todo el día, la mayor parte de los días y al menos a lo largo de dos años. Adicionalmente, muchas personas con distimia pueden padecer episodios depresivos seve-ros en algún momento de su vida.

El otro tipo de depresión, el trastorno bipolar, no es tan frecuente como los otros dos y se caracteriza por cam-bios cíclicos en el estado de ánimo, fases de ánimo eleva-do o eufórico (manía) secuenciados con fases de ánimo bajo (depresión). En ocasiones, los cambios de estado de ánimo pueden ser dramáticos y rápidos, pero por lo gene-ral se presentan de manera gradual. Cuando una persona está en la fase depresiva del ciclo, puede padecer de uno, de varios o de todos los síntomas del trastorno depresivo. Cuando está en la fase maníaca, la persona puede estar hi-peractiva, hablar excesivamente y tener una gran cantidad de energía. Esto lo puede llevar a situaciones embarazosas, como adquirir bienes inmuebles o planear viajes, tener sentimientos grandiosos, vivir momentos de gran euforia o involucrarse en aventuras o fantasías románticas.

La estimulación magnética transcranial profunda se suma al conjunto de reme-dios psiquiátricos electrónicosUn nuevo tipo de dispositivo estimulador del cerebro para combatir casos de trastornos depresivos difíciles de tratar como la depresión está a punto de ingresar en el mercado estadounidense. La compañía judía fabricante Brainsway planea aplicar durante este mes su producto para ser aprobado por la Administración de Comida y Fármacos de Estados Unidos (FDA por sus siglas en in-glés) y así conseguir la licencia para su venta en el merca-do. Este movimiento es la continuación de los resultados iniciales obtenidos de un proceso de larga escala del sis-tema, en el cual 30.4 por ciento de las personas fueron remitidas a tratamiento y 36.7 por ciento mostró una mejoría significativa. La investigación sobre tratamientos basados en dispositivos para problemas psiquiátricos ha

crecido rápidamente, y si la FDA da luz verde, el sistema Brainsway será la cuarta terapia basada en dispositivos que penetre al mercado desde el 2005.

La Estimulación Magnética Transcranial Profunda (TMS, siglas en inglés), como su nombre lo sugiere, usa campos magnéticos para estimular la actividad en estruc-turas profundas del cerebro. El paciente usa un casco en el cual algunos electromagnetos poderosos y especial-mente diseñados han sido colocados con gran cautela. Cuando un pulso eléctrico fluye a través de las espirales magnéticas, el campo magnético resultante induce al flu-jo de corriente hacia una porción dada del cerebro.

“Este sistema se parece más a una pistola que a un rifle” asevera Mark S. George, pionero de TMS y director del Laboratorio de Estimulación Cerebral en la Universidad Médica del Sur de Carolina, en Charleston. No está cla-ro cual arma resultaría mejor para combatir la depresión. Una estimulación con un enfoque concentrado podría ser mejor si los investigadores supieran exactamente cuál es el blanco para dirigir su radiación, pero no lo saben.

El 30.4 por ciento de pacientes remitidos que Brainsway reclama para sí, puede no parecer mucho, so-bre todo cuando 14.5 por ciento de los pacientes que fue-ron engañados con un procedimiento falso también se recuperaron, pero en el contexto de los antidepresivos es bastante bueno, de acuerdo a los expertos. Los pacientes enrolados en el proceso habían fracasado con al menos un tratamiento farmacológico, y los estudios han mos-trado que las tasas de éxito con fármacos subsecuentes disminuyen. Lo que es más, los pacientes tratados como un grupo en promedio mostraron una mejoría de tres puntos en la escala de tasa depresiva de Hamilton usada por los doctores para evaluar la severidad de la depresión. “Si se compara los tres puntos de algunos estudios sobre antidepresivos, es mucho más alto que el promedio”, de-claró Uzi Sofer, director general de Brainsway. “Algunos medicamentos son aprobados y marcados con 1.5 o 2 puntos de diferencia en el Hamilton”.

Los ejecutivos de Brainsway esperan que su dispositi-vo corra una mejor suerte que otros aparatos, particular-mente NeuroStar, el sistema TMS de Neurogenetics. A pesar de que fue aprobado últimamente, los resultados iniciales de NeuroStar fueron un poco ambiguos, y como el primero de su clase, el aparato sufrió del problema de procedimiento que significó haber sido comparado con terapia electroconvulsiva, la cual es un tratamiento inconveniente y con efectos secundarios que asustan a muchos pacientes, pero asombrosamente efectiva; todo ello significó una altísima marca para Neronetics. Como sea, con NeuroStar en el mercado, la FDA bajó la marca para Brainsway, y se espera que la compañía se supere a fuerza de voluntad y venza los obstáculos.

BiomÉDicAS


NUEVAS TEcNoLoGÍAS

El Departamento de Defensa de Estados Unidos, crecientemente consternado por la falsificación de equipo electrónico en su cadena de abastecimiento, atacó el

problema en dos frentes: mediante la presión sobre los contratistas de defensa para incrementar su vigilancia, y con el desarrollo de nuevas tecnologías para luchar contra los falsificadores.

Una marca genética, auxiliar en sacar componentes falsificados de equipo electrónicoUna novedosa tecnología líder en la batalla contra los falsificadores proviene de una fuente extraordinariamente peculiar: las plantas. La Agencia de Logística de la

Defensa (DLA, por sus siglas en inglés), que procura materiales y partes para el ejército de Estados Unidos, está trabajando con Ciencias Aplicadas de ADN, empresa con sede en Stony Brook, Nueva York, quien ha desarrollado una técnica basada en el ADN de plantas para autentificar chips y otros componentes. Otras industrias usan esta tecnología corrientemente para autentificar bienes de lujo, textiles y dinero en efectivo.

Ciencias Aplicadas de ADN empieza con la secuencia genómica botánica, después arregla de una manera complicada el código genético usando una técnica de su propiedad. Posteriormente sintetiza el ADN con el código genético arreglado y lo incorpora a un producto o su paquete, por ejemplo, mezclándolo con tinta y estampándolo en el paquete. Una vez que

es usado para detectar chips falsificados

El ADN de plantas

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la marca de ADN es aplicada al producto, los usuarios pueden detectarla, porque se ve fluorescente bajo el influjo de cierto tipo de luz. Los productos pueden ser checados también si se limpia la marca de ADN y se envía la muestra a Ciencias Aplicadas de ADN, quien autentifica la marca usando técnicas estándares de secuenciación genética. Sólo quienes conozcan la secuencia arreglada pueden verificar la marca, haciéndola imposible de hurtar.

“Todos a lo largo de la cadena de abasto son autentificados con garantía —el productor, el distribuidor, los constructores de las tablas”, asegura Janice Meraglia, vicepresidente de los programas de gobierno de Ciencias Aplicadas de ADN.

En pruebas para la DLA, Ciencias Aplicadas de ADN demostraron que estos marcadores de ADN sobreviven al calor y a otros factores estresantes del proceso de producción de los semiconductores. Un segundo round de pruebas, que se está llevando a cabo ahora, determinará la factibilidad funcional, técnica y comercial de usar esta tecnología a través de la cadena de abasto del semiconductor. La firma lógico-programable Altera y el distribuidor de componentes electrónicos SMT participan en este round.

Esta fase de las pruebas es el mayor problema de las falsificaciones —las partes obsoletas. Desde los años noventa, el ejército de Estados Unidos ha confiado crecientemente en componentes comerciales. Como sea, los sistemas militares son diseñados para la carrera larga, de 20 a 30 años. Los fabricantes comerciales típicamente no hacen partes específicas para esos periodos tan largos, lo que significa que los contratistas de la defensa y sus abastecedores a menudo deben incursionar en el mercado “gris” para encontrarlos. A diferencia de los distribuidores autorizados, que venden productos directamente de los fabricantes, los corredores y distribuidores independientes compran partes en el mercado libre y las revenden. Esto es a menudo como las partes falsificadas entran en el mercado de abastecimiento.

El distribuidor de componentes electrónicos SMT encuentra y autentifica componentes obsoletos para uso de clientes militares y aeroespaciales. La compañía utiliza instrumentos caros y sofisticados, como los microscopios electrónicos de escaneo que cuestan 250 mil dólares, para inspeccionar una muestra de las partes que adquiere en el mercado libre antes de su reventa, explica Tom Sharpe, vicepresidente de la compañía. A él le agrada luchar contra los falsificadores en la carrera armamentista; asevera que “la compañía intenta constantemente estar un paso por delante de

los malvados”. De acuerdo con Sharpe, la compañía ha descubierto cuatro nuevos métodos de falsificación durante los pasados 16 meses. “Cuando se llega a un punto donde se requiere un equipo que cuesta 250 mil dólares para determinar si la parte es real, significa mucho para los métodos de falsificación desarrollados así como para su progreso observado”.

En las pruebas, los paquetes de chips fueron marcados con ADN en la planta de producción de Altera y después enviados a SMT, quien escaneó exitosamente los chips para el marcaje con ADN. Ahora, SMT está aplicando las marcas de ADN a las partes que son adquiridas en el mercado libre y que han pasado los procesos de inspección, esencialmente dándoles una estampa de aprobación que autentifica la parte hasta ese punto de la cadena de abasto.

La efectividad de esta tecnología podría depender en cuál de las marcas es incorporada y dónde es colocada. Esto es debido a que la producción de artículos electrónicos es sumamente multifacética y global. Un chip puede ser fabricado en una fundidora en Taiwán, empaquetado por otra compañía en Vietnam, probado por una tercera compañía en Tailandia y colocado por una matriz en China, todo antes de que siquiera alcance un cliente en Estados Unidos.

Una cosa es marcar los componentes del paquete pero otra muy diferente es marcar el sello de silicón en sí mismo. La academia y la industria están desarrollando formas para depositar ADN en obleas procesadas de silicón. “Esta es una oportunidad para iniciar la verificación del ADN, que podría ser adjunta a la oblea durante el proceso, más que en un punto del proceso”, explicó Michael Fancher, vicepresidente para el desarrollo de negocios del programa del Colegio de Ciencias e Ingeniería de Nanoescala de la Universidad de Albany.

El proyecto desarrollará protocolos y procedimientos de autentificación en procesos de semiconductores que incluirá tecnologías de empaquetamiento avanzado como obleas en tercera dimensión y técnicas de sellos de agua.

Entre las metas de la investigación se encuentra identificar cómo adjuntar una marca de ADN en el agua y el mejor tiempo durante el proceso de fabricación para aplicarla.

El marcaje de equipo electrónico es toda una tecnología, que además es redituable en Estados Unidos. ¿Cuándo veremos algo similar en México? Quizá el gobierno de nuestro país decida invertir en medidas preventivas contra la producción pirata. Al tiempo.

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NUEVAS TEcNoLoGÍAS

Fibras conductoras y semi-conductoras elaboradas a partir de la tela de la araña dorada podrían ser “teji-

das” inmediatamente en las fábricas para elaborar los llamados texti-les inteligentes, tales como telas que puedan sensar cambios en la tempe-ratura u otros factores ambientales, e induzcan a que la prenda lleve a cabo cambios drásticos en su textura para contrarrestar el efecto meteo-rológico, ya sea frío, calor, lluvia o nieve, por ejemplo. Investigadores de la Universidad de Florida llevan a cabo investigaciones para adaptar el tejido de seda de la araña dorada a la electrónica, pero combinar este trabajo con esfuerzos que se lleven a cabo donde sea para crear tela de araña artificialmente podría per-mitir a los ingenieros producir fi-bras donde se puedan templar sus propiedades.

Con la adición de oro o nanotubos al tejido de seda de araña se crean cables microscópicosLos científicos han investigado los secretos del tejido de seda de la ara-ña, invirtiendo años en enfocarse en sus notables propiedades mecánicas. Con un diámetro de 2 a 5 micróme-tros, el hilo del tejido de la araña casi invisible pero increíblemente fuerte para su tamaño, puede estirarse has-ta cuatro veces su longitud original.

La ArAñA DorADAteje nuevos caminos para la electrónica

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Pero mientras la mayoría de los investigadores han explorado los aspectos mecánicos, el tejido de la araña desempeña un papel importante y prometedor en elec-trónica, de acuerdo con investigadores del Laboratorio Nacional de Campo Magnético Alto de la Universidad de Florida, Estados Unidos.

El Laboratorio investiga las propiedades físicas de nuevos materiales, algunos con dimensiones de hasta 10 micrómetros, tales como pequeños cristales con propie-dades superconductoras. Pero ahora el Laboratorio, diri-gido por el profesor de física James Brooks, ha explorado los efectos electrónicos del tejido de seda de la araña y su interacción superficial con materiales conductores. Este material, delgado y resiliente, podría probar su utilidad para fabricar contactos materiales para dispositivos pe-queños y para otros nuevos materiales.

Como un polímero basado en proteínas, la tela de la araña es naturalmente aislante, así que los científicos están investigando qué sucede cuando es revestida con iodo, oro o nanotubos de carbono. En todos estos tres casos, la tela se convirtió en una fibra más conductora. Como sea, “al oro realmente le gusta el tejido de tela de araña”, declaró Steven a sus colegas científicos en la re-unión de la Sociedad Americana de Física llevada a cabo durante marzo en Boston. “Las nanopartículas de oro se adhirieron a la tela de araña muy bien”.

El equipo empezó con un tejido de 3.5 micróme-tros de ancho cultivado de Nephila claipes, la araña dorada tejedora que habita en prácticamente todo el mundo. Colocaron el tejido en una cámara al vacío y lo recubrieron con oro. La fibra resultante es conductora debido al oro añadido a su carácter flexible por la tela de araña, y mide sólo 1/25 el diámetro de un cabello humano. Ello permite a las fibras ser usadas —inclu-so sin pasta conductora— como contactos en peque-ños cristales orgánicos, los cuales son enfriados por el Laboratorio hasta temperaturas criogénicas para estu-diar su superconductividad.

La superconductividad es un fenómeno electromag-nético que sucede cuando determinados metales o mate-riales cerámicos cambian sus propiedades de una manera espectacular. Esta propiedad ha permitido el desarrollo del tren bala y los aceleradores de partículas, entre mu-chas otras aplicaciones.

Los alambres estándares hechos de oro u otros ma-teriales no son lo suficientemente elásticos y tienden a perder contacto con los suaves cristales orgánicos mien-tras la temperatura cambia. El grupo encontró que las fibras de tela de araña cubiertas con oro trabajaron como contactos hasta las temperaturas más bajas con las que se probaron, cerca de los 260 milikelvin (menos de – 270 grados centígrados).

Los investigadores también cubrieron el tejido de seda de la araña con nanotubos de carbono, usando sen-sores altamente sensibles, que podrían usarse como mo-nitores de los pulsos cardíacos de algún paciente, según sugirió el doctor Steven. Mientras tanto, la tela de seda dopada con iodo mostró cambios en su conductividad que dependieron de su humedad relativa. Pero aquí no finalizaron los experimentos científicos. Steven también calentó el tejido de seda de la araña dopado con iodo en una atmósfera de argón calentada a 800 oC, creando una fibra polarizada, cubierta de carbono que resultó ser un semiconductor p-tipo. Los investigadores después usa-ron esas fibras para fabricar filamentos útiles en los bul-bos incandescentes.

Steven explicó que el grupo está trabajando en el uso futuro de la tela de seda de la araña que ha sido “fun-cionalizada” para hacer componentes electrónicos, tales como diodos, inductores y capacitores. Debería ser posi-ble construir un transistor de un efecto de campo a par-tir de la versión semiconductora del material.

La electrónica emplea materiales semiconductores como esencia de su desarrollo, ya que estos compuestos han permitido el desarrollo de chips que son indispensa-bles en los modernos equipos de cómputo, en los teléfo-nos celulares, en los modernos equipos de televisión, en los equipos usados en la investigación aeroespacial, en la medicina avanzada, en los dispositivos tecnológicos de última generación, etcétera.

Otros equipos también están comenzando a explorar las propiedades de la tela de araña para ir más allá de sus propiedades mecánicas. La tela de seda de la araña es un conductor térmico extremadamente bueno, mejor que el aluminio y el acero. La conductividad mejora mien-tras la tela es estirada. Esa propiedad puede ser útil para crear mejores dispositivos útiles en la microelectrónica.

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NUEVAS TEcNoLoGÍAS

La fabricación de chips mediante semiconducto-res de óxido metálico complementarios (CMOS por las siglas en inglés de Complementary Metal Oxide Semiconductors) se podría hacer

compatible con la memoria RAM mediante memristo-res de óxido de silicio. Los memristores son dispositivos que conectan su resistencia dependiendo de la dirección del voltaje aplicado y la mantienen mientras la energía está desconectada. La memoria RAM es la memoria de la computadora a la que se puede acceder aleatoriamente.

En la búsqueda de alternativas más rápidas y densas para la memoria Flash en los teléfonos inteligentes y cá-maras digitales, los mayores fabricantes de chips en el mundo han optado por memorias resistivas o RRAM. De modo diferente a la memoria Flash basada en silicio, la memoria resistiva está hecha con óxidos de otros me-tales que pueden cambiar reversiblemente. Pero el silicio no se va a dejar vencer tan fácilmente.

Durante mayo de 2012, un equipo de investigación europeo reportó una memoria resistiva basada en óxido de silicio en el Journal of Applied Pysics. Es el segundo equipo que reporta este dispositivo. El grupo de James Tour de la Universidad Rice reportó uno durante el

2008 y otra vez en la revista Nano Letters durante agosto de 2010; el grupo anunció una versión transparente de la memoria durante marzo de este año en la reunión de la Sociedad Química Americana.

Los hallazgos han sido una sorpresa para ambos equi-pos, quienes los lograron independientemente y como resultado de la casualidad. ¿Quién podría haber pensa-do que el óxido de silicio podría iniciar su resistencia? Después de todo, su pariente menos enriquecido con silicio, el dióxido de silicio, ha estado a la vista de los fa-bricantes de chips durante décadas —es el aislante más común en los chips de hoy. Los nuevos dispositivos to-davía tienen algunas debilidades y tienen frente a sí un largo camino por recorrer para alcanzar su éxito comer-cial, pero la consecuencia es una memoria más grande, densa, escalable, rápida y barata de nueva y próxima ge-neración basada en silicio.

“La memoria RAM resistiva basada en silicio puede existir, y eso es realmente excitante”, declaró Eric Pop, profesor de ingeniería eléctrica y en computación de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign.

Flash y otros tipos de memoria mayores almacenan bits como cargas en transistores. Flash es perfecta para

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El silicio prueba suvalor como memoria resistiva

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dispositivos móviles porque no se pierde —mantiene la carga incluso cuando es desconectada. Pero los transis-tores en Flash no pueden encogerse mucho. El tamaño característico de las células de memoria es de 20 nanó-metros, lo que hace difícil empaquetar más bits en la misma área. Flash también es caro y lento comparado con el RAM Dinámico (DRAM) usado en la memoria principal de las computadoras.

RRAM, en el cual una cantidad de resistencia repre-senta un bit, es una alternativa prometedora para Flash y DRAM, según los expertos. Descansa en memsistores, dispositivos que conectan su resistencia dependiendo de la dirección de voltaje aplicado y la mantienen mien-tras la energía está desconectada. Los memsistres de hoy pueden ser apilados en tres dimensiones en el mismo chip, a diferencia de Flash. También son más rápidos y consumen menos energía por un factor de mil cuando se conectan a un bit.

Hewlett-Packard demostró el primer memristor práctico en 200, usando dióxido de titanio. La compa-ñía planea revelar un producto comercial en 2013 con el SK Hynix basado en Corea, la segunda compañía fa-bricante de chips más grande del mundo seguida de Samsung Electronics, que planea su propio lanzamiento de RRAM durante el mismo año.

Los memristores típicamente contienen óxidos me-tálicos en capas entre alambres metálicos. Un volta-je aplicado hace al material normalmente resistivo más conductivo, un efecto que puede ser revertido median-te un golpe con un movimiento ligero para echar de un lado la carga del voltaje.

Cuando Jun Yao, un estudiante graduado del Laboratorio de Tour en la Universidad de Rice, en-contró que el óxido de silicio hace el mismo truco, los investigadores quedaron boquiabiertos. Yao colocó al-ternadamente óxido de silicio entre capas de electrodos de silicio policristalino. Después aplicó voltaje para qui-tar oxígeno del óxido, creando filamentos conductores de silicio. Los filamentos podrían después ser rotos y re-formulados revirtiendo el voltaje.

Al mismo tiempo, Adrian Mehonic, un estudian-te graduado del Laboratorio Anthony Kenyon de la Universidad del Colegio de Londres quien había estado trabajando en LEDs de óxido de silicio, encontró fluc-tuaciones de corriente cuando se aplicaron voltajes cam-biantes que cruzaron de los dispositivos. El escrutinio cauteloso mostró que las oscilaciones se debían realmente a una conexión entre las resistencias. “Nosotros pensaría-mos que el dispositivo estaba inestable”, declaró Kenyon. “Yo creo que simplemente tuvimos algo de suerte”.

Cuando el investigador de la Universidad del Colegio de Londres conoció el trabajo de Tour y tomó en cuenta

el potencial de su descubrimiento para la RRAM, estu-vieron realmente excitados, en particular debido a que los dispositivos fueron distintos.

En el dispositivo de la Universidad Rice, los filamen-tos conductores fueron formados a los lados de la es-tructura de las capas encimadas como pilas. El silicio conductor en los lados expuestos podría mezclarse in-mediatamente con el aire para volverse resistivo otra vez, de tal modo que los investigadores debían sellar al vacío los dispositivos. En contraste, los investigadores euro-peos crecieron películas de óxido de silicio compuestas de columnas a nanoescala del material empaquetado de forma apretada. Los senderos conductores fueron for-mados a través de las paredes de columna, donde están protegidas de la oxidación. “El dispositivo de UCL es el más práctico del par, debido a que no requiere de un va-cío”, declaró Kenyon.

Ambos memristores son mucho más rápidos que Flash, conectándose en menos de 100 nanosegundos. El equipo de la Universidad de Rice ha mostrado que su dispositivo puede ser regrabable 10 mil veces, lo que es comparable a Flash. Y probablemente lo más excitante, los filamentos conductores en sendos aparatos es de sólo 5 a 10 nanómetros de ancho, sugiriendo memorias al menos lo doble de densas que Flash.

Pero estos dispositivos están mucho más rezagados en la línea de producción que los RRAM planeados por Hynix, Hewlett Packard y Samsung. Y todavía tienen algunos detalles por resolver, de acuerdo con el doctor Pop de de la Universidad de Illinois. Los memristores son grandes comparados con otros diseños, necesitan relativamente grandes voltajes para conectar su resis-tencia, y su fiabilidad está lejos de ser probada, declara. “Necesitan mostrar millones de aparatos cuya confiabili-dad sea probada miles de veces” concluyó Pop.

Sin embargo, explica Tour, “los materiales son tan simples como pueden ser: sólo silicio y óxido de silicio. Yo espero que una comunidad completa se forme en tor-no a esta metodología, propulsándola hacia aplicaciones comerciales”.

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CIaTeCCentro de Innovación Aplicada en Tecnologías Competitivas

Investigación en materiales; adaptación del proceso de manufactura en calzado

Los materiales poliméricos han tenido un gran auge en la industria mundial durante las últimas dos décadas, debido a su gran adaptabilidad, durabilidad y precio; tan es así que en estos momentos no podemos imaginar un producto que no los contenga.

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Como parte de la misión del Centro de Innovación Aplicada en Tecnologías Competitivas (CIATEC), que es “generar ventajas en las em-presas y mejorar la calidad de vida de la sociedad

mediante la innovación y tecnología avanzada en los te-mas de materiales, procesos de manufactura, sustentabi-lidad y salud”, el Departamento de Innova Materiales ha alcanzado casos de éxito sumamente importantes.

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Instalado en León, Guanajuato, CIATEC apoya des-de 1976 a empresas del sector manufacturero local con la finalidad de incrementar su competitividad, princi-palmente en materia de cuero-calzado. Estas habilidades fortalecen al Centro en sus líneas de investigación: am-biental, biomecánica, materiales y cuero-calzado.

En este sentido, la vinculación industrial distingue al Centro con el apoyo a más de 1 500 empresas anuales, y los principales servicios solicitados son pruebas y análisis de laboratorio, consultoría, proyectos de investigación, capacitación y posgrados.

Caso de éxitoEl Departamento de Innova Materiales de CIATEC es capaz de reproducir cualquier proceso de transforma-ción que tenga que ver con polímeros para solucionar problemas que afecten la calidad del artículo terminado, evaluar y diseñar métodos confiables de transformación a nivel laboratorio que se emplean en la industria.

Su grupo de investigación está conformado por tres doctores, un post-doctorado y dos ingenieros que tra-bajan primordialmente sobre: desarrollo y formulación de compuestos de hule; procesado de plásticos y mate-riales compuestos; reología de polímeros, suspensiones y emulsiones; floculantes; recubrimientos; moldeo por inyección reactiva para poliuretano y nylon; y adhesivos (limitado).

En este sentido ha desarrollado varías líneas de in-vestigación entre las que se encuentran: el trabajo desa-rrollado en la determinación del efecto de las variables de proceso en la migración de componentes en suelas de hule.

Es así que con este tipo de soluciones, CIATEC se convierte en un centro reconocido por su capacidad para superar las expectativas y necesidades de sus clientes, con una posición competitiva a nivel internacional sustenta-da en la creación de valor, mediante su capital humano, sus procesos de negocio, el conocimiento del mercado y su impacto social.

El Centro apoya a gestionar recursos a través de proyectos de investigación en fondos estatales, sectoriales y federales.

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El CiateC pertenece a la red de centros ConaCyt.

En EstE caso, sE logró:Identificación de los materiales que emigran y los • que propician migración.Apariencia del producto de Primera Clase, no de • segunda.Se eliminó la migración que se presentaba en al-• rededor del 20% del producto.Reducción de devoluciones entre un 5% y 15% • de producto.Ahorro de costos de reproceso de un 20%.•

Impacto:Reducción del producto no conforme del 15% al • 0.5%.Sostenimiento de 3,500 fuentes de trabajo en • riesgo.Su mercado se amplió al extranjero.• La inversión de las empresas se recuperó en me-• nos de tres meses.Mejora de la competitividad de las empresas pro-• ductoras de suelas de hule de un 15%.Utilidad incremental acumulada en 5 años: 25 • millones de pesos.



El Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco, A.C. (CIATEJ) se ha consolidado, desde hace más de 35 años, en los ramos de Investigación,

Desarrollo Tecnológico e Innovación (I+D+i), al ofrecer servicios y de formación de recursos humanos de alto ni-vel (maestría y doctorado), brindando en la zona impor-tantes apoyos que ayudan a la competitividad en los sec-tores agrícola, alimentación, salud y medio ambiente.

El CIATEJ pertenece a la red de centros de desarro-llo e innovación tecnológica del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), y sus principales líneas

están en continua actualización, ya que de esto depen-de el conocimiento para mejorar o innovar los procesos, productos y servicios que una vez generados y transferi-dos dan respuesta a los retos y problemas diversos de los sectores productivos que se atienden a nivel nacional.

Biotecnología médica y farmacéuticaCon presencia estratégica en la geografía nacional, CIATEJ busca convertirse en una organización de co-nocimiento e innovación cuyas actividades de investi-gación científico-tecnológicas se vean fortalecidas me-diante el desarrollo de redes de colaboración nacionales

CIaTeJCompetitividad en sectores agrícola,

alimentación, salud y medio ambiente

Parte de su misión es: transferir tecnología para los sectores agrícola, alimen-tario, salud y medio ambiente, con énfasis en la aplicación innovadora de la biotecnología, contribuyendo con ello al desarrollo sustentable del país.

Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco, A.C.

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e internacionales, generación de alianzas y formación de empresas de base tecnológica, contribuyendo con ello al desarrollo nacional; ejemplo de esto es el área de Biotecnología Médica y Farmacéutica.

Esta línea de investigación, a cargo del Dr. Mario Alberto Flores Valdez, surge como una alternativa para atender las demandas del sector salud humana y animal de México, mediante el desarrollo de medidas profilácti-cas y terapéuticas, que favorezcan el crecimiento de am-bos sectores. Sobre todo, debido al creciente aumento en la incidencia de enfermedades crónico-degenerativas y la reemergencia de algunas enfermedades infecciosas, hacen

necesario la investigación y desarrollo de nuevas vacu-nas, moléculas bioactivas y métodos de diagnóstico más eficientes que impac-ten fuertemente en la dis-minución de pérdidas eco-nómicas asociadas a diver-sos procesos patológicos.

Desarrollo y evaluación de vacunasEn este campo, en el ám-bito nacional e interna-cional, diversas enferme-dades infecto-contagiosas emergentes y reemergentes enfatizan la necesidad de contar con medidas pre-ventivas (vacunas) que se adapten a una gran varie-dad de personas a fin de

evitar en ellas efectos adversos o la falta de protección contra microorganismos patógenos. En respuesta a tales necesidades, surge la línea de investigación para el desa-rrollo y evaluación de vacunas.

En este sentido, CIATEJ se enfoca a la búsqueda y ca-racterización de nuevos antígenos para el enriquecimien-to de formulaciones ya existentes o el desarrollo de nue-vas vacunas, ya sean convencionales o recombinantes. Asimismo, se está trabajando con moléculas con activi-dad adyuvante que induzcan una respuesta inmune pro-tectora en el individuo vacunado, pero que sobre todo reduzcan la cantidad de antígeno en las formulaciones, buscando disminuir los costos de producción. Además, la Unidad tiene la infraestructura y la capacidad técnica para evaluar la eficacia de nuevas formulaciones vacuna-les desarrolladas por empresas farmacéuticas que requie-ran controles de calidad externos.

Diagnóstico molecularEl desarrollo de la genómica, la proteómica y las técnicas moleculares han supuesto un impulso tecnológico deter-minante en la investigación biomédica, permitiendo un importante avance del conocimiento en las ciencias de la salud, y volviéndose herramientas indispensables para el diagnóstico molecular por su impacto directo en la salud humana y animal debido a la alta incidencia de enferme-dades crónico-degenerativas y a la reemergencia de algu-nas enfermedades infecciosas.

Así, la línea de investigación enfocada al diagnóstico molecular del CIATEJ se enfoca a la investigación, desa-rrollo y aplicación de métodos de diagnóstico que permi-tan detectar con mayor sensibilidad, especificidad o en estadíos más tempranos, patologías crónico-degenerati-vas e infecciosas humanas y animales, mediante la iden-tificación de secuencias génicas específicas o alteradas, de biomarcadores séricos o de anticuerpos indicadores de algún proceso infeccioso.

Desarrollo y análisis de fármacosFinalmente la línea de investigación en el desarrollo y análisis de fármacos de la Unidad de Biotecnología Médica y Farmacéutica del CIATEJ surge como una es-trategia para atender las demandas prioritarias de los sec-tores de salud humana y veterinaria del país, por medio del desarrollo de nuevas alternativas terapéuticas y del análisis farmacocinético, toxicológico y de bioequivalen-cia para medicamentos ya existentes.

Esta necesidad surge debido al creciente aumento en la incidencia de enfermedades crónico-degenerativas, la alta prevalencia de algunas enfermedades infecciosas, los efectos secundarios a medicamentos convencionales y la alta prevalencia de microorganismos resistentes a éstos.

g Como referencia, el capital que CIATEJ ofre-ce a sus clientes y socios se sustenta en la capa-cidad científica, tecnológica y de servicios de su personal: 77 doctores, 18 Maestros en Ciencias y 57 Tecnólogos y Técnicos con vocación de servicio.

g Las oficinas centrales del CIATEJ se locali-zan en la ciudad de Guadalajara, Jalisco y cuen-tan con centros regionales (Sureste) en la ciudad de Mérida, Yucatán, y próximamente en la ciu-dad de Monterrey, Nuevo León (Noreste) y en Zapopan, Jalisco (Occidente).



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El Gran Telescopio Milimétrico (GTM), un caso de éxito

Información de Juan Carlos Jáuregui, Miguel Ángel Alcántara y Miguel Ángel Vega

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El Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE) y la Universidad de Massachusetts Amherst (UMass Amherst) iniciaron en 1998 el proceso para la

construcción del Gran Telescopio Milimétrico, (GTM), el proyecto científico más grande que se ha hecho en el país en toda la historia.

En estos más de 11 años en desarrollo, CIATEQ fue invitado a colaborar en diferentes etapas, desde la licitación de la ingeniería y su participación en el comité técnico para revisar las propuestas de las compañías que lo diseñaron, hasta formar parte del comité internacional que supervisa la ingeniería y apoya en la inspección de la estructura. Además se encargó de inspeccionar la calidad de las soldaduras utilizadas y crear mecanismos importantes para el funcionamiento del telescopio.

El GTM tiene tres espejos: el primario es el plato, una antena parabólica de 50 metros de diámetro, que concentra la radiación espacial. El tipo de radiación que capte, depende de la exactitud de la parábola, pero

podrá detectar señales provenientes del universo, desde una distancia de 13 mil 400 millones de años luz para investigar sobre el origen mismo. Este primer plato “flota” y ajusta la parábola, con una exactitud de 25 micras, es decir, piezas prácticamente sin defecto.

En la actualidad, dirigido por el M. en A. Francisco Antón Gabelich, el Centro de Tecnología Avanzada (CIATEQ), ofrece soluciones integrales, innovadoras, prácticas y oportunas a la industria manufacturera, petrolera, aeroportuaria y a la relacionada con el manejo y distribución de agua, integrando especialidades tecnológicas de mecatrónica, sistemas de medición, monitoreo y control automático, desarrollo de software y manufactura avanzada.

El trabajo realizado por CIATEQ para la construcción y puesta en operación del Gran Telescopio Milimétrico, ha implicado trabajo de especialistas en prácticamente todas las instalaciones del Centro: el hexápodo fue desarrollado en la unidad de Aguascalientes, el espejo secundario, M2, en la unidad del municipio de El Marqués; el tercer espejo, M3, y el anti back lash se realizaron en San Luis Potosí.

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Una vez que el espejo primario recibe la radiación del espacio, como es una parábola, concentra la señal en un punto; el espejo secundario, también fue hecho por CIATEQ desde el diseño y producción del molde, hasta la fabricación.

El segundo espejo, denominado M2, está hecho en fibra de carbono, por la precisión que permite al recibir la señal, además de que tiene una mayor resistencia mecánica y el peso adecuado para ser manejado sobre un hexápodo, que debe ser capaz de posicionar este plato secundario de 2 metros de diámetro y 200 kilos de peso, con una exactitud de 5 micras (una micra es igual a 0.0001 cm, o lo que es lo mismo, una millonésima de metro).

El desarrollo del hexápodo demandó a CIATEQ hacer desarrollos de vanguardia en cuanto a ingeniería,

por el nivel de exactitud que requiere. Se trata de un robot paralelo de seis grados de libertad, con seis patas (por eso se llama hexápodo) y que debe cumplir con condiciones de diseño muy estrictas; debe además aguantar el clima y la presión a 4 mil 600 metros de altura, al aire libre, en lo alto del volcán Sierra Negra de Puebla, donde se ubica el GTM.

Cada una de las seis patas, que tienen más de un metro de longitud, se certificaron con exactitud de una micra, una precisión que difícilmente puede ser superada con los elementos tecnológicos que hay actualmente en el mundo. El control de hexápodo fue hecho en computadora, con programas muy sofisticados también desarrollados en CIATEQ.

El desarrollo tecnológico para control electrónico del GTM se llevó a cabo durante cerca de un año y medio, ya que fue necesario mandar a hacer en Alemania un codificador de 13 mil 400 líneas. Asimismo, debido a la experiencia de CIATEQ en el área de servo motores el Centro participó también en la construcción e instalación del M3 o tercer espejo, que es el que introduce la información al centro de máquina.

CIATEQ participó también en evitar el problema que se presenta en una transmisión mecánica de engranes, llamado “lash”. Este mecanismo consiste en dos servomotores: uno hace la tracción y el otro genera una fuerza opuesta para que, en el momento en que se invierta el giro, no haya un desfasamiento. Con el trabajo realizado por CIATEQ, se evita que haya lo que se conoce como un “back lash”, es decir, un error en el movimiento, que haría modificar el desplazamiento del espejo del radar en varios grados.

CIATEQ ha sido un participante fundamental en el desarrollo del proyecto

científico más grande de la historia de México: El Gran Telescopio Milimétrico, ubicado en el volcán Sierra Negra, en el

estado de Puebla.

El GTM podrá detectar señales provenientes del universo, desde una distancia de 13 mil

400 millones de años luz para investigar sobre el origen mismo.

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Certificado con la Norma ISO 9001:2008, como centro del sistema Conacyt y cer-tificado en AS9100 C, como proveedor de la industria aeronáutica, el Centro de

Ingeniería y Desarrollo Industrial (CIDESI) contribu-ye al desarrollo del sector productivo del país, en sus dos sedes ubicadas en Querétaro y Nuevo León, dentro del

Parque de Investigación e Innovación Tecnológica de Monterrey; además cuenta con laboratorios en Tijuana Baja California y con laboratorios in situ en importantes empresas del país.

El CIDESI ofrece soluciones integrales para el desa-rrollo de productos electrónicos, con tecnologías de van-guardia, bajo estándares de diseño de seis sigma; además,

CIdeSIProyectos de investigación aplicada, el caso pemex

El Centro es responsable de desarrollar proyectos orientados a la solución de problemas específicos de los sectores productivos y estratégicos del país que requieren aplicación de conocimiento de frontera y desarrollo de tecnologías específicas.

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su núcleo de capacidades está orientado al diseño de hardware y software para dispositivos embebidos; así como la transferencia de tecnología, con la finalidad de incrementar la cartera de productos de sus clientes o bien la formación de empresas con base tecnológica.

Experiencia con Petróleos MexicanosRespecto al sector energético, el CIDESI se enfoca en la optimización de procesos usando inteligencia artificial; así como mejoramiento de eficiencia de generadores de vapor, instrumentación, monitoreo y control de emisio-nes en fuentes fijas, y auditorías energéticas y uso efi-ciente de energía.

En este contexto, el CIDESI desarrolló una impor-tante tecnología para Pemex, la cual consistía en mante-ner en buenas condiciones la red de ductos de la paraes-tatal, cerca de 54 mil kilómetros, de los cuales aproxima-damente 40 mil son inspeccionables. Bajo la idea de que la corrosión es inevitable, la pérdida de metal disminuye la capacidad de carga y los movimientos del suelo gene-ran deformaciones en el ducto.

Para cumplir con el objetivo, el CIDESI desarrolló un diablo geómetra para inspección de defectos geomé-tricos en ductos de 10” de diámetro nominal. Y en una segunda etapa un Diablo Ultrasónico para Medición de Espesores.

Finalmente los resultados obtenidos fueron: tecno-logía propia, precio preferencial, disponibilidad, confia-bilidad en los resultados, rapidez en el análisis y entrega de resultados, soporte técnico, solución integral, desarro-llo de diablo instrumentado y prestación de servicios de inspección, y formación de un grupo especializado para efectuar servicios a pemex.

CIDESI es proveedor confiable de pemex, proveedor autorizado de Bombardier, miembro de Alianza con National Instruments y casa de diseño de Texas Instruments.

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Desde sus inicios, el Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico en Electroquímica (CIDETEQ) ha sido líder en la investiga-ción y desarrollo de tecnología en electro-

química, además proporciona diversos servicios a la in-dustria, tales como: análisis de metales, análisis de aguas, caracterización de materiales y análisis de fallas.

Actualmente, se especializa en desarrollar proyectos y servicios de alto valor agregado a través de sus tres áreas estratégicas: ambiente, procesos y materiales. Respecto a

la primera, se brindan soluciones a complejos problemas de tratamiento de aguas, y haciendo uso de la tecnología nacional, oferta soluciones de bajo costo de operación y mantenimiento, cumpliendo con la normatividad vigente.

El CIDETEQ cuenta desde sus inicios con un área orientada a generar innovaciones que den respuesta a problemas enfocados al control ambiental, proporcio-nando soluciones especificas sobre tratamiento de aguas, gestión ambiental y tratamiento de residuos sólidos.

CIdeTeQValor agregado en procesos, ambientes y

materialesEl 26 de septiembre de 1991 fue creado como una sociedad civil con el propósito de ser un centro público de investigación, con el reto de responder a la necesidad de vinculación entre industriales e investigadores.

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Fuente: hideco.es

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Tecnología de ProcesosPara esta área, el CIDETEQ provee y desarrolla tec-nologías para la industria de la desinfección, desalini-zación y tratamiento electroquímico de aguas pota-bles, residuales y de procesos. En este sentido ofrece: Electrodos (titanio, rutenio, etcétera) y recubri-mientos electrocatalíticos. Celdas de electrodiáli-sis para procesos de síntesis y tratamiento de agua. Las aplicaciones potenciales más importantes de la elec-trodiálisis son: desalación del agua salobre y agua ma-rina, concentración de agua marina, desmineralización de suero, recuperación de metales y aguas de lavado de electrodeposición, desalación de purga de agua de fibra y refrigeración, recuperación de ácidos y bases de efluen-tes ácidos usados, desmineralización del vino y desmine-ralización del azúcar.

Tecnología de MaterialesEn lo que respecta a este tema, el CIDETEQ provee soluciones tecnológicas mediante la asesoría, diseño y fabricación de plantas industriales para la aplicación de recubrimientos electrolíticos, tales como: galvanizado, niquelado, cobrizado, estañado, anodizado y de conver-sión fosfatizado, cromatizado, así como otras tecnolo-gías relacionadas con el tratamiento de superficies, todo

dentro de un enfoque ecológico, orientado a la eficiencia en el uso de los recursos.

El tratamiento de superficies metálicas para su fun-cionalización y control de la corrosión, mediante proce-sos electrolíticos, químicos y aplicación de pinturas; es el objetivo principal del área.

Caso de éxitoRecientemente el CIDETEQ desarrolló un avance tecno-lógico llamado Generador de Hipoclorito de Sodio, inves-tigación a cargo del químico, Elías Daniel Beltrán Suárez. Aquí, la tecnología desarrollada (patentada) permite sa-tisfacer la necesidad de potabilizar agua en comunidades aisladas o en zonas de desastre (inundaciones, terremotos) y el lavado y desinfección in situ de vegetales, cumpliendo con las normas oficiales mexicanas aplicables a este rubro.

También brinda un aumento en la cobertura de ser-vicios públicos en comunidades pequeñas, aisladas, de difícil acceso, etcétera, disminuyendo los riesgos de salud pública y aumentando el nivel de vida de sus habitan-tes. Asimismo impulsa los beneficios de los productores agrícolas ya que el equipo puede usarse directamente en campo durante las labores de recolección, clasificación y empaque satisfaciendo la necesidad de producir alimen-ticios inocuos.

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Presentación del Tema

Hace más de dos décadas el mundo presenció la transformación de una época basada en los recursos naturales y la mano de obra de la producción industrial a otra en la que los

principales bienes tienen como origen el conocimiento, afirmó en octubre de 2006 el Dr. Enrique Villa Rivera, entonces director general del Instituto Politécnico Nacional (IPN) y actual director general del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT).

Esta circunstancia, agregó, modificó la naturaleza de las sociedades desarrolladas con nuevas condiciones que transformaron su economía, su cultura y su organi-zación social, propiciando un sistema de producción y distribución del conocimiento de amplitud sin paralelo en la historia.

En la era posindustrial, conti-núo Villa Rivera, el conocimien-to y sus aplicaciones, aunadas a la información y las comunicacio-nes, condicionan la naturaleza de la sociedad y su desarrollo.

En este contexto, la educa-ción, la ciencia, la tecnología, la innovación y, en consecuencia, la competitividad, son los elemen-tos indispensables para impulsar el avance de las naciones.

Inmersos totalmente en esta nueva época, el conocimiento es una nueva forma de riqueza que puede reproducirse a sí misma,

y también es una forma novedosa de poder, explica el Dr. León Olivé, filósofo del Instituto de Investigaciones Filosóficas de la UNAM.

Así, la sociedad del conocimiento es un paradig-ma en el que la economía identifica los factores aso-ciados con la educación, la tecnología y la innovación como los principales elementos asociados al crecimien-to y desarrollo económico, de acuerdo con la maestra Giovanna Valenti Nigrini, investigadora de la Facultad Latinoamericana de Ciencias Sociales.

En consecuencia, para que la economía de México vuelva a crecer y desarrollarse con equidad ha de conver-tirse necesariamente en una economía del conocimiento y generar con ello, entre otros muchos beneficios, más y mejores empleos y calidad de vida.

La SociEDAD y la EcoNomÍA

del coNocimiENTo

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La 19° Semana Nacional de Ciencia y TecnologíaCon esta visión, el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) organiza la 19° Semana Nacional de Ciencia y Tecnología (SNCT) con el tema de La sociedad y la economía del cono-cimiento para que los diversos sectores de la sociedad mexicana, especialmente niños y jóvenes, se informen, comprendan y en lo posible se apropien de esta nueva realidad que condiciona nuestro presente y futuro en to-dos los órdenes de la vida individual, social, nacional e internacional.

Para lograr la conversión de la sociedad mexicana ha-cia una sociedad y economía del conocimiento es crucial articular y alinear en diversos sistemas a los elementos que la pueden constituir y que hoy están en la mayo-ría de los casos relativamente dispersos, sin conexiones o sinergias productivas en el más amplio sentido de la palabra: educación, ciencia, tecnología, innovación y competitividad.

De esta manera, el CONACYT presentará en su sede nacional una gran exposición donde cada una de

los pabellones representará cada uno de los elementos necesarios con su potencial para construir una sociedad y una economía ba-sada en el conocimiento:Pabellón de la EducaciónPabellón del ConocimientoPabellón Innovación y CompetitividadPabellón Tecnociencia InteractivaPabellón la Ciencia y sus MediosAgenda Ciudadana de Ciencia, Tecnología e Innovación.

Con esta gran exposición, el público asistente podrá apreciar que México po-see ya un patrimonio humano y de infra-estructura desarrollado durante décadas de inversión y esfuerzos de generaciones de mexicanos que son la semilla y se constitu-yen en el potencial para construir colectiva-mente nuestra propia sociedad y economía del conocimiento.

Pero una construcción de esta natura-leza y con estos propósitos debe generarse desde los municipios, los estados y las regio-nes, donde existen escuelas, universidades, centros de investigación, industrias, empre-sas, dispuestas a innovar con conocimiento y talento mexicanos.

Por lo anterior, proponemos a los organismos y con-sejos estatales de ciencia y tecnología de todas las entida-des federativas del país la organización de la 19° Semana Nacional de Ciencia y Tecnología con este tema para que puedan mostrar a su entorno social los elementos potenciales de su Estado para construir la Sociedad y la Economía del Conocimiento, es decir, que en un solo lugar concurran entidades educativas, científicas, tecno-lógicas, productivas y medios de comunicación, y cons-truir así un espacio común para identificarse y diseñar sinergias conocimiento-economía para el beneficio so-cial del estado.

Es decir, un espacio de mutuo conocimiento donde todos los sectores sociales, de todas las edades y nive-les socioeconómicos, puedan reconocerse e identificarse como aliados de una causa común: el crecimiento y el desarrollo del país.

En esta orientación, y como parte destacada de la Agenda Ciudadana, proponemos a los consejos y organis-mos estatales de ciencia y tecnología la realización en cada entidad federativa de una Consulta Ciudadana donde se convoquen a los líderes y representantes de organizacio-nes productivas y sociales del estado (agricultores, gana-deros, artesanos, micro, pequeñas y medianas empresas)


para que hagan el planteamiento de sus problemas y ne-cesidades más apremiantes antes directivos de institu-ciones y centros de investigación científica y desarrollo tecnológico establecidos en el estado y busquen en co-mún sinergias de solución a partir de una identificación inicial.

Pabellones de las Sede NacionalPabellón de la EducaciónEn la sociedad y la economía del conocimiento la educa-ción es una prioridad para todos los sectores de la pobla-ción, la cual debe tener en su mayoría un nivel escolar mínimo de bachillerato, con reconocimiento y apoyo a grupos sociales con conocimientos tradicionales o técni-cos, y un sector creciente de estudiantes de ciencias e in-genierías de nivel superior y posgrado, capital humano distintivo de las naciones desarrolladas. Además, el sec-tor educativo debe estar preparado para reconocer con oportunidad el talento y las vocaciones científicas de la población infantil y juvenil.

Pabellón del ConocimientoEl objetivo principal de la ciencia es la producción de conocimiento fiable. Las políticas han de orientarse hacia el desarrollo del conocimiento y hacia el aprove-chamiento social de la ciencia y la tecnología, tal como lo plantea León Olivé. Por otra parte, los epistemólo-gos nos indican que el objetivo de la ciencia es la teo-ría, lo cual puede parecer paradójico en términos de su aparente desconexión de las necesidades sociales, pero de las grandes teorías se han derivado las aplica-ciones que modelan toda nuestra civilización: la Teoría Electromagnética, la Mecánica Cuántica, la Teoría de la Relatividad, la Teoría de la Evolución de las Especies, la Teoría del Psicoanálisis, por citar sólo algunas.

En todo caso, hoy sabemos que el conocimiento científico es el sustento de la civilización actual y que

donde se desarrolla con más fuerza y es aprovechado mayor y eficazmente para el beneficio público y priva-do es precisamente en las sociedades y economías del conocimiento.

México posee grupos de investigación científica en diversas partes del país cualitativamente desarrolla-dos y que ahora requieren del Estado mexicano y de su sociedad un estatuto de prioridad para su desarrollo cuantitativo.

Igualmente importante es valorar el conocimiento tradicional proveniente de una rica cultura ancestral y que pervive en pueblos y comunidades originarias here-deras del conocimiento botánico, medicinal, astronómi-co o de ingeniería hidráulica, entre otros, desarrollado por los antiguos mexicanos.

Pabellón de Tecnología e InnovaciónLa innovación es el lazo que une a la educación supe-rior, y a la investigación científica y tecnológica con el crecimiento económico. En este sentido, el Dr. Gustavo Chapela Castañares, ex director del CONACYT, valora que la educación, el saber científico y tecnológico son importantes porque tienen sentido por sí mismos. Pero para que se traduzcan en desarrollo económico y bienes-tar social, deben interconectarse en un proceso de inno-vación permanente

La innovación es un proceso de creación de conoci-miento nuevo a partir del ya existente, de exploración y de la explotación de nuevas oportunidades, define el Dr. Daniel Villavicencio, sociólogo de la Universidad Autónoma Metropolitana. Requiere de un proceso acu-mulativo de aprendizaje y de adquisición de capacidades tecnológicas, productivas y organizacionales, que per-miten ofrecer mejores o nuevos procesos y productos en el mercado.

Para Gabriela Dutrenit, la política de innovación se relaciona con la política de ciencia y tecnología, pero tiene objetivos específicos: ampliar las fronteras del co-nocimiento científico y tecnológico, contribuir a satis-facer necesidades sociales (medio ambiente, salud, etc.), capacitar recursos humanos y contribuir al crecimiento económico. En síntesis, la innovación es la aplicación del conocimiento en el desarrollo de nuevos productos, procesos y servicios.

Por su parte, el Dr. José Luis Fernández Zayas, di-rector del Sistema Nacional de Investigadores, anota que diversos análisis muestran que los países con una mayor inversión en investigación y desarrollo experimental son más competitivos. Esta relación entre inversión en in-vestigación y desarrollo, y competitividad tiene su ex-plicación en un modelo lineal, el cual establece que la

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ciencia lleva a la tecnología, que, a su vez, propicia la in-novación, lo que repercute en la competitividad.

La SociedadPabellón La Ciencia y sus mediosUna de las estrategias más poderosas para lograr la apro-piación social de la ciencia, la tecnología y la innovación (CTI), premisa para la sociedad y la economía del cono-cimiento, es la comunicación pública de la CTI a través de diversos medios de comunicación, cada uno con un discurso que le es característico: televisión, radio, pren-sa, museos, planetarios, talleres, conferencias, Internet. O incluso, actividades sumamente exitosas como es La Noche de las Estrellas, dirigida por el Dr. José Franco, presidente de la Academia Mexicana de Ciencias y Director General de la Divulgación de la Ciencia de la UNAM.

En este ámbito, nuestro país cuenta con numero-sas páginas, secciones o columnas de ciencia en muchos

periódicos y revistas, programas de ciencia en radio y te-levisión, museos y centros interactivos de ciencia. Como lo ha señalado la Dra. Julia Tagüeña, investigadora del Centro de Investigación en Energía de la UNAM y ex presidenta de la Sociedad Mexicana de Divulgación de la Ciencia y la Técnica (SOMEDICYT), la divulgación científica mexicana es la más desarrollada de América Latina y es reconocida mundialmente.

Hoy, hay un nuevo desafío planteado por León Olivé: se requieren profesionales de la mediación que no sean sólo “divulgadores” del conocimiento cientí-fico, tecnológico y científico-tecnológico (que no sólo transmitan a la sociedad mensajes en el sentido de la tecnología y la tecnociencia), sino que sean capaces de comprender y articular las demandas de diferentes sec-tores sociales (empresarios, entre otros, aunque no ex-clusivamente ellos, sino también otros grupos sociales) y llevarlas hacia el medio científico-tecnológico y facilitar la comunicación entre unos y otros.


GADGETS

Teclados y ratones Bluetooth MICroSofT

Pantalla táctil WACoM CINTIQ

Con cuatro nuevos accesorios la firma busca mejorar su experiencia en Windows 8, cuando el sistema operativo sea dado a conocer a finales de este año. Los accesorios, teclados y ratones, son compatibles con Bluetooth. El teclado Microsoft Sculpt Mobile tiene un diseño curvo que permite una po-sición de descanso más natural para las manos y las muñecas de los usuarios. Para ahorrar batería, el teclado se pondrá automáticamente en modo de es-pera si no se utiliza durante un período, antes de ser activado con una sola pulsación en las teclas.

www.microsoft.com

En breve se lanzará al mercado esta pantalla táctil 24H la cual será inte-ractiva con lápiz, un producto ideal para artistas, animadores y diseña-dores profesionales. Integra un pa-nel de 24 pulgadas con resolución de pantalla de 1920 x 1200 píxeles. Ofrece 97 por ciento de cobertura de la gama de colores de Adobe, y más de 1.07 millones de colores. Este nuevo dispositivo es compati-ble con entrada por dedos y un Grip Pen especial reconoce 2048 niveles de presión. Según los desarrollado-res, es capaz de posicionarse de for-ma rápida y navegar por las obras de arte con gestos intuitivos a la dere-cha en la pantalla.

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Tablets Android CASIoPara uso industrial o rudo las tablets Casio V-T500-GE y V-E-T500 están encerrados en una carcasa de caucho que da a los dispositivos una protección rugosa y robusta, caracterís-tica que carecen los tablets rivales. Ambos equipos pueden ser lanzados desde un metro sin que se dañen, están protegidos contra salpicaduras y al polvo; han recibido grado de protec-ción Internacional iPR 54. La diferencia entre estos modelos lo hace la letra “G” en el nombre de Casio V-T500-GE en com-paración con el V-T500-E. Ambos lucen una pantalla de 10.1 pulgadas. www.casio.com

La empresa rediseñó su línea de unidades UBS 3.0 para la nueva línea de equipos MacBooks equipados con puertos USB 3.0. De acuerdo con la firma se optimizó su gama de almacenamiento para aprovechar la ventaja de los procesadores Intel Ivy Bridge que soportan USB 3.0 de forma nati-va. En este caso, LaCie actualizó su gama con soporte USB Attached SCSI Protocolo (UAS) para asegurar la transferencia de datos. Entre los nuevos equipos está el RuggedKey, una unidad IP-54 resistente al agua y al polvo, que también puede sobrevivir en condiciones frías y calientes.

Para MacBooks USB 3.0 LACIE

www.lacie.com


GADGETS

Este equipo es un sistema de visión para principiantes especialmente desarrollado para tareas de inspección donde los sensores son demasiado limitados y donde un sistema tradicional no resultaría rentable. Incluye un sistema de óptica de autoenfoque e iluminación integrada en una carcasa industrial compacta con clasificación IP67. Con esta característica, los usuarios pueden simplemente configurar y guardar los valores de enfoque asociados con la inspección de cada pieza.

Sistema de visión para principiantes In-Sight® 7010

CoGNEx

MiniStation 3.0 Buffalo HDD portátil de 2TB

Recientemente la empresa integró a su línea de productos el disco duro externo Buffalo MiniStation 3.0 que ofrece una capacidad de almacenamiento de 2 TB y es una excelente una solución de backup y almacenamiento al trabajar con un tablet u ordenador portátil. Utiliza conectividad SuperSpeed USB 3.0 y software de gestión de discos TurboCopy para optimizar la transferencia de archivos.

www.buffalo-technology.com

www.cognex.com

Documents

BUSINESS AND TECHNOLOGY AGOSTO