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Máquinas imposibles
Hay dos máquinas que no pueden existir en este universo.
No es que no tengamos la tecnología para fabricarlas, es que mientras las leyes físicas de la termodinámica se mantengan en pie (y están muy muy sólidamente en pie) no se pueden construir. Repasemos muy resumidamente (y de muy mala manera) las famosas tres leyes:
1. Principio de conservación de la energía: La energía ni se crea ni se destruye: solo se transforma.
2. La entropía siempre aumenta: Mal dicho, el desorden siempre aumenta con el tiempo.
3. No se puede alcanzar el 0 absoluto: No se puede enfriar del todo algo.
¿Qué máquinas son?:
1.- Un generador de energía.
Las máquinas mal llamadas generadores de energía son en realidad transmutadores. No generan nada, más bien al revés, lo único que hacen es coger un tipo de energía y convertirla en otro, gastando, por el camino, parte de la energía en rozamientos y desgastes.
Ya sea un generador eólico, solar, la dinamo de una bici, una presa hidroeléctrica, una reactor nuclear de fusión o incluso el sol o el ITER, hablamos de máquinas en las que se convierte una forma de energía (incluso la materia es una forma de energía muy compacta, recordemos E=MC2) en otra.
Todo aquél que anuncia haber construido una máquina capaz de generar energía de forma perpetua no solo se pega de golpe con esta realidad, sino que lucha inútilmente contra lo evidente que es que toda máquina tiene consumos energéticos, por pequeños que sean. Ni imanes, ni rotores, ni ningún dispositivo puede saltarse las tres grandes leyes.
2.- Una máquina que fabrique frío.
Algo tan cotidiano y natural como es el frío, es decir, un objeto que tiene una temperatura (energía cinética a nivel atómico) y nosotros la queremos hacer bajar, no se puede construir.
Inmediatamente habrás pensado en la nevera de tu casa o en un aparato de aire acondicionado, y pensaras que he perdido la poca cordura que me quedaba… ¡¡quizá sea así!!!, pero ni tu nevera ni tu aire acondicionado enfrían. Tan solo envían calor hacia un lado, para dejar frío en otro. La nevera baja la temperatura dentro de ella, pero a costa de echar calor por detrás. El aire acondicionado hace lo propio: consigue aire frío dentro de la casa a base de que el compresor que hay por fuera expulse calor. El truco está en que si volviéramos a juntar el aire frío y caliente de los dos aparatos tendríamos más calor que antes de que funcionaran. Producen calor.
Hay una revolución tecnológica en marcha en todo este tema de la «generación» de energía, que ya hemos visto que no es otra cosa que transmutación, y es una pena que poniendo transmutador en el google aparezcan 78000 páginas que hablan de magufadas relacionadas con cristales de cuarzo que absorben tus «malas energías». Defendámonos de los que intentan hacernos creer en magias cuando tenemos la oportunidad de utilizar la ciencia para mejorar.
Fuente: La ágora de Salviati
La impresión 3D utilizada como una herramienta para explicar la física teórica
Los estudiantes pronto podrán ser capaces de alcanzar y tocar algunos de los conceptos teóricos que se imparten en clases de física gracias a una novedosa idea concebida por un grupo de investigadores del Imperial College de Londres. En el nuevo estudio publicado el nueve de diciembre, en la revista EPL, los investigadores han demostrado con éxito que la complejidad de la física teórica se puede transformar en un objeto físico utilizando una impresora 3D.
En sólo ocho horas, y un costo de alrededor de 15 euros, fueron capaces de utilizar una impresora 3D disponible en el mercado para crear su propio objeto de 8 cm3 basado en un modelo matemático que describe cómo se pueden iniciar los incendios forestales y la forma en que finalmente se extienden a través del tiempo .
Los investigadores han llamado al enfoque «Sculplexity«, que también podría ser utilizado para producir obras de arte basadas en la ciencia, o transformar la manera en que las ideas y conceptos se presentan y discuten en la comunidad científica .
Coautor del estudio, el Dr. Tim Evans, un físico teórico del Imperial, dijo: «El trabajo fue inspirado por una visita al Museo Albert Museum en Londres, donde me encontré con el primer objeto que se imprimió en 3D que el museo había adquirido.
«El objeto era una mesa inspirada en las estructuras arbóreas que se encuentran en la naturaleza, que es un ejemplo de un proceso de ramificación que se encuentra comúnmente en los sistemas complejos de la física teórica. Esto me llevó a pensar, ¿qué otros procesos familiares para la física podrían ser convertidos en un objeto impreso en 3D? »
Coautor del estudio, el Dr. Tim Evans, un físico teórico del Imperial, dijo: «El trabajo fue inspirado por una visita al Museo de Victoria y Alberto en Londres, donde me encontré con el primer objeto que se imprimió en 3D del museo había adquirido.
«El objeto era una mesa inspirada en las estructuras arbóreas que se encuentran en la naturaleza, que es un ejemplo de un proceso de ramificación que se encuentra comúnmente en los sistemas complejos de la física teórica. Esto me llevó a pensar, ¿qué otros procesos familiares para la física podría ser convertido en un objeto impreso en 3D? »
Los sistemas complejos están compuestos de muchas partes que interactúan en diversas escalas de tiempo y longitud y que muestran un comportamiento coherente y ciertos patrones a gran escala. Un organismo vivo es el mejor ejemplo de un sistema complejo, en el que las partes individuales – en este caso los procesos moleculares en la célula – interactúan entre sí y contribuyen a procesos mucho más grandes en una escala macroscópica.
Las interacciones en juego en muchos sistemas complejos pueden ser mapeadas en una rejilla de dos dimensiones que se divide en cuadrados idénticos, o «células». Cada una de las células puede existir en un cierto estado y evolucionar con el tiempo, que se rige por un determinado conjunto de reglas.
En su estudio, los investigadores utilizaron un incendio forestal como un ejemplo, en el que cada celda representa un árbol que podría bien estar vivo, muerto o ardiendo. El estado exacto en el que cada celda está ocupada en el tiempo depende de un conjunto de reglas, que tienen en cuenta la proximidad de la celda a otras celdas que pueden ser que arde o si fue alcanzado por un rayo.
«La idea básica es simple», continuó el Dr. Evans. «Una impresora 3D construye un objeto en capas, la altura del objeto puede ser considerado como tiempo Suponga que tiene un modelo matemático que define una imagen plana, de dos dimensiones que evoluciona en el tiempo, que normalmente será un cuadrícula con algunos lugares llenos y algunos vacíos.
«El modelo matemático se define en cada punto en el tiempo lo que debe imprimir la impresora en una altura. El siguiente paso en el modelo definirá entonces qué imprimir en la parte superior de la primera capa, y así sucesivamente. El resultado es un objeto 3D que muestra cómo el modelo matemático ha evolucionado con el tiempo «.
El modelo resultante que los investigadores crearon no estuvo exento de problemas técnicos, sin embargo, el Dr. Evans cree que la experiencia les ha permitido identificar los obstáculos, formular soluciones e inspirar a la comunidad de físicos a «ser creativos».
Fuente: Institute of Physics
Hígado fabricado mediante impresión 3D
Una compañía pionera, Organovo, promete que el próximo año veremos el primer hígado artificial. La impresión 3D es una gran apuesta, en la que el sector privado y algunos grupos de investigación públicos han centrado sus esfuerzos. En este segundo caso, hace unos días unos científicos de la Universidad de Cambridge, lograron imprimir células ganglionares de la retina y células de la glía.Las células madre y la impresión 3D prometen revolucionar la medicina
Su éxito permitía que pudiéramos soñar con que algún día la impresión 3D pudiera ser usada en la regeneración de estructuras visuales dañadas por alguna enfermedad o accidente. Aunque no podemos decir todavía que las impresoras 3D servirían para curar la ceguera, lo cierto es que sus aplicaciones en medicina regenerativa son cada día más evidentes.
Dentro del sector privado, hay una compañía que destaca especialmente por el uso de la impresión 3D en biomedicina. Se trata de Organovo, una empresa fundada en 2003 a partir de los resultados de investigación del Dr. Thomas Boland en la Clemson University de Estados Unidos. Sus pioneros trabajos contaron con el apoyo de otras entidades académicas, como la University of Missouri o los propios Institutos Nacionales de Salud (NIH).
El pasado mes de octubre la compañía estadounidense anunció que había conseguido imprimir tejidos hepáticos, que habían presentado una actividad normal durante 40 días. Estos cultivos tridimensionales también respondían de manera fisiológica a determinados fármacos.
Por desgracia, contar con un cultivo hepático tridimensional no es lo mismo que construir un hígado artificial mediante impresión 3D. Para lograr realmente un órgano funcional, necesitamos también acoplar de alguna manera estructuras similares a vasos (arterias y venas), que pudieran mimetizar el riego sanguíneo que recibe un hígado de forma normal en nuestro organismo.
Organovo ha anunciado que ya es capaz de construir un auténtico sistema vascular mediante impresión 3D, noticia que facilitaría la llegada de un hígado artificial el próximo año. Una noticia excelente para la investigación biomédica, que ve en esta puntera tecnología una posible solución para los problemas de abastecimiento de órganos de trasplantes o incluso para la reparación de tejidos dañados tras una enfermedad o accidente.
Fuente: ALT1040
Licencia CC
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