Nanotecnoloxía

NANOTECNOLOXÍA

• Definición de Nanotecnoloxía, incluíndo a definición de nanómetro.
  

A nanotecnoloxía é  un campo moi amplo e heteroxéneo da tecnoloxía no que se deseñan, caracterizan, producen e aplican estruturas, compoñentes e sistemas mantendo un control sobre o tamaño e a forma dos seus elementos constituíntes (átomos, moléculas ou macromoléculas) a nivel da escala dos nanómetros, de tal maneira que ditas estruturas, compoñentes ou sistemas posúen polo menos unha propiedade característica nova ou mellorada debido ao pequeno tamaño dos seus constituíntes.

Un nanómetro é a millonésima parte dun milí-metro.

• Nanoelectrónica: a qué dará lugar? Relación coa tecnoloxía Informática.

A nanoelectrónica dará lugar a sistemas de almacenamento de datos de moi alta densidade de rexistro (por exemplo, 1 Terabit/polgada2) e as novas tecnoloxías de visualización a base de plásticos flexibles. A longo prazo, o desenvolvemento da nanoelectrónica molecular ou biomolecular, a espintrónica e a informática cuántica abrirán novos horizontes á tecnoloxía informática. A nanoelectrónica estará na orixe dunha nova xeración de computadores, teléfonos, automóbiles, electrodomésticos e calquera sistema de automatización necesario en calquera equipo de aplicación industrial ou doméstico.

• Nanobiotecnoloxía: que disciplinas combina? Aplicacións en Medicina.

No caso da nanobiotecnología, está a combinarse a enxeñería a nivel molecular coa bioloxía,ben manipulando directamente sistemas vivos, ou creando biochips como os que xa se están produ-

ciendo na actualidade inspirados en materiais biolóxicos. Nun futuro próximo, a nanobiotecnoloxía proveranos con novas innovacións extraordinarias no campo do medicamento por exemplo, con Aplicacións industriais da nanotecnoloxía novos sistemas de diagnóstico miniaturizados que poderían 

implantarse e utilizarse na detección precoz de enfermedades.

• Aplicacións á produción e almacenamento de enerxía.

Este campo poderá beneficiarse, por exemplo, dos novos desenvolvementos en pilas de combustible ou sólidos lixeiros nanoestructurados que teñen o potencial para un almacenamento eficaz do hidróxeno. Están a desenvolverse tamén células solares fotovoltaicas eficaces e de baixo custo (por exemplo a «pintura solar»). Os avances no campo das nanotecnoloxías tamén permitirán aforros enerxéticos a través dunha mellora dos illamentos, do transporte e dunha iluminación máis eficaz.

• Avances en Ciencias de Materiais.

Os avances da ciencia dos materiais mediante o recurso ás nanotecnoloxías son de gran alcance e o seu impacto deixarase sentir en case todos os sectores. Recórrese ao uso de nanoestructuras superficiales para conseguir superficies resistentes ao relado, hidrófugas, limpas ou estériles. O enxerto selectivo de moléculas orgánicas a través da nanoestructuración superficial permitirá avanzar na fabricación de biosensores e de dispositivos electrónicos moleculares. Así mesmo, pódense mellorar e facer avantsar enormemente os rendementos dos materiais en condicións extremas, coas consecuentes aplicacións nos sectores espacial e aeronáutico.

• Fabricación a nivel nanométrico.

Conceptualmente considéranse dúas vías de traballo: a primeira consiste na miniaturización dos microsistemas denominado enfoque «de arriba abaixo» ou «topdown» e a segunda, en imitar a natureza mediante o desenvolvemento de estruturas a partir dos niveis atómico e molecular denominado enfoque «de abaixo arriba» ou «bottom-up». O primeiro podería describirse como un proceso de ensamblaxe, o segundo como un proceso de síntese. O enfoque de abaixo a arriba atópase en fase inicial de desenvolvemento, pero o seu impacto potencial é de gran alcance e podería alterar as rutas actuais de produción.

• Beneficios para a investigación sobre alimentos, auga e medio ambiente.

A investigación sobre os alimentos, a auga e o medio ambiente tamén pode beneficiarse das nanotecnoloxías . Mediante novas técnicas de nanoetiquetado miniaturizado podería realizarse o seguimento desde orixe dos alimentos importados. O desenvolvemento de métodos de recuperación baseados no uso de nanotecnoloxías (por exemplo, técnicas foto-catalíticas) permiten paliar e limpar o efecto da contaminación e outros danos ambientais (por exemplo, contaminación por petróleo da auga ou do chan).

• Contribución á seguridade.

A contribución á seguridade poderá realizarse a través de, por exemplo, novos sistemas de detección de alta especificidade de alerta precoz ante axentes químicos ou biolóxicos, sensibles ata o nivel molecular. O nanoetiquetado dos billetes de banco podería contribuír á protección da propiedade. Tamén está en marcha o desenvolvemento de novas técnicas criptográfi cas para a comunicación de datos.

• Exemplos de produtos comercializados actualmente desenrolados a través de nanotecnoloxías.

Trátase de produtos sanitarios (vendaxes, válvulas cardíacas, etc.), compoñentes electrónicos, pintura resistente ao relado, equipos deportivos, teas antiarrugas e antimanchas e lociones solares. Os analistas cifran o mercado deste tipo de produtos na actualidade en aproximadamente 2.500 millóns de euros, pero opinan que ascenderá por centos de miles de millóns de euros para o ano 2010 e a un billón despois desa data.

Robótica

•    Definición completa de Robot e Robótica. Explica os termos reprogramable e multifuncional aplicados a un robot.

'Un manipulador reprogramable e multifuncional deseñado para trasladar materiais, pezas, ferramentas ou aparellos específicos a través dunha serie de movementos programados para levar a cabo unha variedade de tarefas'. Os robots son capaces de realizar tarefas repetitivas de forma máis rápida, barata e precisa que os seres humanos. Dise que un robot ten intelixencia artificial (I.A.) debido a que ten a capacidade de obter información da súa contorna e en función desta actuar. Considérase a un robot como un axente autónomo intelixente cando cumpre os seguintes requisitos:

- Autonomía: O sistema de navegación reside na propia máquina, que debe operar sen conexión física a equipos externos.

- Intelixencia: O robot posúe capacidade de razoar ata o punto de ser capaz de tomar as súas propias decisións e de seleccionar, fusionar e integrar as medidas dos seus sensores.

Reprogamable: Un robot reprogamable aquel que despois de asignarlle unha tarea para realizar pódese mediante a reprogamación asignar outra completamente diferente.

Multifuncional: un robot é multifuncional cando este pode realizar diferentes funcións ao mesmo tempo.

• Características dos robots.

- A precisión que teñen á hora de realizar unha acción ou movemento.

- A capacidade de carga, en quilogramos que o robot pode manexar.

- O grao de liberdade que teñen cos seus movementos. Adoita coincidir co non de

articulacións que ten o robot.

- O sistema de coordenadas que especifica a que direccións se realizasen as súas

movementos e posicións. Estas poden ser coordenadas cartesianas (x,e,z), cilíndricas, etc.

• Tipos de robots según o sistema de coordenadas. Captura de pantalla os debuxos de sistemas de coordenadas e os pegas en Open Office Draw, os recortas e engades os textos correspondentes co cadro de textos que aparece no cadro de ferramentas da parte inferior da pantalla. Unha vez rematado exportas o arquivo en formato .PNG e o insertas como imaxe no teu blog

• Tipos de sensores empregados nos robots. En cada apartado inclúe unha imaxe.

- Sensores de temperatura:

Un exemplo son os termistores: trátase de resistencias cuxo valor ascende con a temperatura (termistor PTC) ou ben diminúe coa temperatura (termistor NTC).

Por tanto, depende da temperatura que o termistor permita ou non o paso da corrente polo circuíto de control do sistema. O símbolo e a aparencia dun termistor é:

 

- Sensores de posición:

Entre outros temos:

 Finais de carreira: Trátase dun interruptor que consta dunha pequena peza móbil e dunha peza fixa que se chama NA, normalmente aberto, ou NC, normalmente pechado.

Magnéticos: Detectan os campos magnéticos que provocan os imáns ou as correntes eléctricas. O principal é o chamado interruptor Reed; consiste nun par de láminas metálicas de materiais ferromagnéticos metidas no interior dunha cápsula que se atraen en presenza dun campo magnético, pechando o circuíto. O interruptor Reed pode substituír aos finais de carreira para detectar a posición dun elemento móbil, coa vantaxe de que non necesita ser empuxado fisicamente polo devandito elemento senón que pode detectar a proximidade sen contacto directo.

Ópticos: Detectan a presenza dunha persoa ou dun obxecto que interrompen o feixe de luz que lle chega ao sensor. Os principais sensores ópticos son as fotorresistencias, as LDR.

- Sensores de humidade

Baséanse en que a auga non é un material illante como o aire senón que ten unha condutividade eléctrica. Por tanto un par de cables eléctricos espidos (sen cinta illante recubríndoos) van conducir unha pequena cantidade de corrente se o ambiente é húmido; se colocamos un transistor en zona activa que amplifique esta corrente temos un detector de humidade.

- Sensores de son

Mediante un diafragma que ao moverse polas ondas sonoras, despraza a placa dun

condensador facendo variar a súa capacidade.

• Clasificación xeral. En cada apartado inclúe unha imaxe.

Androides: Os androides son dispositivos que se parecen e actúan como seres humanos. Os robots de hoxe en día veñen en todas as formas e tamaños, pero fóra dos robots que aparecen nas feiras e espectáculos, non se parecen ás persoas e por tanto non son androides. Actualmente, os androides reais só existen na imaxinación e nas películas de ficción.

Móbiles: Os robots móbiles están *provistos de patas, rodas ou orugas que os capacitan para desprazarse de acordo á súa programación. Elaboran a información que reciben a través de os seus propios sistemas de sensores e empréganse en determinado tipo de instalacións industriais, sobre todo para o transporte de mercadorías en cadeas de produción e almacéns. Tamén se utilizan robots deste tipo para a investigación en lugares de difícil acceso ou moi distantes, como é o caso da exploración espacial e das investigacións ou rescates submarinos.

 

Industriais: os robots industriais son dispositivos mecánicos e electrónicos destinados a realizar de forma automática (sen a intervención humana) determinados procesos de fabricación ou manipulación. Os robots industriais, na actualidade, son con moito os máis frecuentemente atopados. Xapón e Estados Unidos lideran a fabricación e consumo de robots industriais sendo Xapón o número uno.Os robots industriais xorden pola necesidade de:

- Fabricar produtos de maneira económica.

- Que os produtos sexan de calidade.

- Que dun mesmo produto póidanse elixir moitas opcións.

 

Robots para próteses médicas: Son as próteses robóticas e os recentes robots de asistencia en quirófano (como o robot cirurxián Dá Vinci)

Domótica

Nesta ligazón atoparás a Guía Técnica BT51, elaborada polo Ministerio de Industria, para as instalacións de sistemas de automatización, xestión técnica da enerxía e seguridade para vivendas e edificios. 
Cos contidos que se enumeran a continuación crea unha entrada nova no teu blog co nome deTema 1 Sociedade do Coñecemento: DOMOTICA.

• Campos de Aplicación: O campo de aplicación comprende as instalacións daqueles sistemas que realizan unha función de automatización para diversos fins, como xestión da enerxía, control e accionamiento de receptores de forma centralizada ou remota, sistemas de urxencia e seguridade en edificios, entre outros, con excepción daqueles sistemas independentes e instalados como tales, que poidan ser considerados no seu conxunto como aparellos, por exemplo, os sistemas automáticos de elevación de portas, persianas, toldos, pechaduras comerciais, sistemas de regulación de climatización, redes privadas independentes para transmisión de datos exclusivamente e outros aparellos, que teñen requisitos específicos recollidos nas Directivas europeas aplicables conforme ao establecido no artigo 6 de o Reglamento Electrotécnico para Baixa Tensión.

• Fins principais dos sistemas domóticos: 

                   - Aumentar o confort, mediante a automatización de elementos da instalación. 

                   - A xestión técnica do a enerxía, por exemplo para o aforro ou a eficiencia                                                  energética. 

                   - Garantir a seguridade das persoas, os animais e os bens. 

                   - Permitir a comunicación do sistema con redes de telecomunicación externas.ç

• Define os 3 sistemas denominados como domóticos

        1. Sistemas de automatización que controlan aparellos ou sistemas tales como iluminación, climatización, persianas e toldos, sistemas de rego, control de electrodomésticos, etc. Un sistema que controla a climatización, a apertura de persianas, a iluminación de o 
local e o rego do xardín, que teña en conta as condicións meteorolóxicas presentes 
ou as súas previsións, mediante unha lóxica, considérase que é un sistema domótico, xa 
que recibe información de diferentes entradas, procésaa e decide o tipo de actuación 
sobre cada elemento controlado.Un reloxo-programador simple de aceso/apagado ou similar non se considera un sistema domótico en si mesmo xa que, aínda que emita unha orde de aceso ou apagado, non recibe información externa nin procesa ningunha información. Con todo, si o reloxo programador esta integrado nun sistema como o descrito no párrafo anterior, se 

considera parte do sistema domótico. 

        2. Sistemas de xestión da enerxía que controlan ou secuencian o aceso de varios 
electrodomésticos, con obxecto de realizar un uso máis racional da enerxía, limitando a 
potencia máxima demandada ou adaptando o consumo a horarios nos que o prezo de 
a enerxía é menor. Cando un alumado conta únicamente cun sensor de presenza para evitar que a luz permaneza acesa sen ocupación do local, non se considerará un sistema domótico en si mesmo, pero si estivese integrado nun sistema máis complexo debería considerarse como parte do sistema domótico. 

       3. Sistemas de seguridade que sirvan para a detección de intrusos, incendios, fugas de 
auga ou gas, disparos de proteccións eléctricas e xestión da súa reenganche, recibindo 
información dos distintos subsistemas e executando ordenes de aviso, corte de fornezo, previamente establecidas. Os diferentes subsistemas (central de detección de incendios, central antirrobo, etc.) ademais deberán cumprir as prescripciones reglamentarias propias que lle sexan de aplicación individualmente.

• Pon exemplo de nodo, actuadores e dispositivos de entrada:

-O nodo sería un ordenador ou un autómata que reciba sinais de sensores de temperatura, humidade, luz, etc. e procese ditas sinais para dar ordes aos sistemas que actúan sobre a climatización, a iluminación, as persianas ou o sistema de rego. Así mesmo, podería estar conectada á rede de tecnoloxías da información (RTI) para recibir información das previsións meteorolóxicas. 

- Os actuadores serían o contactor que alimenta os motores das persianas, a electroválvula do sistema de rego ou un regulador de intensidade de luz. 

- Os dispositivos de entrada serían os medidores de temperatura ou humidade, as células fotoeléctricas, etc. que envían información ao nodo.

• Fai a táboa cos dispositivos dunha vivenda co grao de automatización normal, indicando funcionalidade e aplicación de cada un: