Ciencia y tecnología
El ser humano es parte de la naturaleza, como lo son el agua, el viento, las rocas, el suelo, las plantas y animales; sin embargo, es el único ser que puede transformarlo.
Desde su aparición sobre la Tierra ha demostrado su capacidad de dominio y adaptación, conocido cómo aprovechar los recursos y rebasado las fronteras del planeta, explorando el espacio exterior.
Los particulares rasgos del hombre, como su capacidad de lenguaje y comunicación, la posición erecta y sobre todo su complejo cerebro, han determinado su desarrollo cultural.
Al observar, estudiar y comprender el ambiente que lo rodeaba, el ser humano descubrió la aplicación de la ciencia.
La ciencia no sólo ha contribuido al desarrollo intelectual del hombre, también ha generado beneficios a su salud y a su calidad de vida.
Vivimos en un mundo que constantemente está cambiando; a través de la historia, el ser humano ha tratado de comprender, interpretar y aprovechar esos cambios para vivir mejor.
Por ejemplo, los cambios en la posición de las estrellas le indicaban qué ruta debía seguir para ir de un lugar a otro; los cambios de las Estaciones, así como la llegada de las lluvias, le enseñaron cuál era la mejor época para sembrar, etcétera.
Así, al paso del tiempo, el hombre empezó a solucionar problemas hasta alcanzar el desarrollo actual, que le ha permitido llevar una mejor forma de vida.
Uno de los primeros científicos que propuso un sistema para investigar los fenómenos naturales y sus causas fue Galileo Galilei.
Galileo señaló que para comprender un fenómeno era indispensable:
- Observarlo con los sentidos.
- Tratar de reproducirlo en el laboratorio.
- Comprobar sus causas repitiéndolo una y otra vez.
Con Galileo nace el método de investigación científica que consiste en:
- Plantear el problema.
- Formular posibles soluciones para resolverlo (hipótesis).
- Experimentar, observar, medir y anotar.
- Analizar y elegir la hipótesis que parece resolver acertadamente el problema.
- Formular una conclusión para explicar la hipótesis.
Estos sencillos pasos han abierto el camino a muchas investigaciones que además de enseñar cómo están formados los seres vivos y cómo llevan a cabo sus funciones, han permitido desarrollar instrumentos, aparatos y máquinas para facilitar la vida diaria.
Así como la ciencia se dedica a estudiar a los seres vivos y los fenómenos naturales buscando cómo y por qué ocurren innumerables procesos, la tecnología se encarga de aplicar dichos conocimientos para desarrollar instrumentos o aparatos más precisos que contribuyan a facilitar la vida diaria e impulsen más el avance de la ciencia.
Antes de que se inventara el microscopio, la gente pensaba que solamente existían los seres vivos que podía ver a simple vista; sin embargo, este instrumento abrió las puertas a un mundo que antes era desconocido: el mundo microscópico.
El microscopio sirvió para describir una gran variedad de organismos, pero como es lógico pensar, inicialmente su capacidad de aumento era muy pequeña, entonces los científicos se vieron en la necesidad de crear otro instrumento que les permitiera realizar estudios todavía más detallados. Los "inventores" diseñaron modelos cada vez más sofisticados que permitían hacer estudios más precisos de los organismos microscópicos.
En la actualidad existen los microscopios electrónicos cuya capacidad de aumento es tan elevada que se pueden lograr imágenes que los primeros microscopios no hubieran podido realizar.
BENEFICIOS DE LA CIENCIA Y LA TECNOLOGÍA
Los avances que han tenido la ciencia y la tecnología han mejorado la calidad de vida del ser humano en muchos aspectos.
Prevención y control de las enfermedades
Con el descubrimiento del mundo microscópico, se dio un paso muy importante al conocer la existencia de microorganismos, muchos de los cuales causan nfermedades.
Al estudiarlos y conocer cómo llevan a cabo sus funciones, se pudieron tomar medidas para prevenir y curar algunas de esas enfermedades; como: la pasteurización de la leche, la potabilización del agua y el desarrollo de vacunas, medicamentos.
Agricultura y ganadería
Los alimentos indispensables para susistir se obtienen de plantas y animales.
Los estudios científicos han permitido conocer muchos aspectos relacionados con su producción, para obtener mayores rendimientos altos y de buena calidad.
Por medio de la ciencia y la tecnología se han podido desarrollar fertilizantes que enriquecen el suelo, pesticidas para eliminar fauna nociva, medicinas para mantener sano al ganado e instalaciones, maquinaria y equipo relacionados con la producción de plantas o productos vegetales.
Por ejemplo, en una granja una persona tiene que ordeñar manualmente, es probable que lograría ordeñar cerca de cinco vacas antes de tener que tomar un descanso, mientras que la máquina, aunque tarda el mismo tiempo, pues la leche sale a la misma velocidad, puede ordeñar sin descanso y con menor esfuerzo que las personas. Se considera que una ordeñadora puede sustituir el trabajo de 20 trabajadores.
Para diseñar esas máquinas, primero se realizaron numerosos estudios científicos, para saber exactamente qué forma debía tener el sujetador de la ubre, con qué fuerza debía jalar, etcétera.
Nutrición
Desde que el ser humano apareció en la Tierra como resultado de un largo proceso evolutivo, aprendió que la naturaleza tenía muchos productos que ofrecerle para satisfacer sus necesidades de alimento. En un principio cazaba, pescaba o recolectaba frutos; sin embargo, actualmente, simplemente se acude a una tienda para escoger lo necesario; además, al adquirir algún producto, éste cuenta con especificaciones de los nutrimentos que contiene. Nuevamente se aprecia que la ciencia y la tecnología están juntas.
Transporte y comunicaciones
El invento de máquinas como la de vapor, generó cambios radicales en la forma de vida de las personas, no sólo desde el punto de vista de las comunicaciones sino en el desarrollo de la industria y el comercio. Antes de su invención, para desplazarse de un pueblo o ciudad a otro, se ocupaban muchas horas valiosas y había mercancía que difícilmente se podía trasladar.
El perfeccionamiento de máquinas, trenes, automóviles, barcos y aviones, han acercado a los pueblos, propiciado la concentración de la población en sitios estratégicos y facilitado el intercambio de productos de una población a otra.
En cuanto a la comunicación, actualmente es sorprendente ver cómo con sólo tomar la bocina y marcar una serie de dígitos se establece contacto con alguien que se encuentra en el otro extremo del mundo. Y qué decir de las computadoras, las cuales a través de señales de satélite enlazan visual y auditivamente a personas que se encuentran en lugares diferentes y lejanos.
Así, con el rápido avance y logros de la ciencia y la tecnología, no sería difícil pensar que en los próximos años se comercializaran los vuelos espaciales para poder apreciar la Tierra desde el espacio exterior.
Mejoramiento de los recursos
La conservación de los recursos es probablemente uno de los problemas más graves que enfrenta el ser humano.
Para resolver problemas ambientales es necesario buscar una solución basada en la investigación científica, la aplicación de la tecnología y en el civismo que los humanos debemos demostrar.
Utilizar de manera inteligente los recursos, puede reparar los que están dañados y conservarlos como patrimonio para futuras generaciones.
Diez inventos que revolucionarán el mundo en 2013
Nuevos materiales y procesos permiten la impresión de electrónica orgánica.
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El Foro Económico Mundial destaca las tecnologías emergentes más novedosas, desde coches eléctricos que se cargan “online” a la administración de fármacos a niveles nanométricos.
16 DE MARZO DE 2013, ESPAÑA
El desarrollo de la ciencia y la tecnología es vertiginoso, tanto que a veces no somos conscientes de su impacto y potencial para la vida humana. El Consejo de la Agenda Global sobre Tecnologías Emergentes del Foro Económico Mundial ha identificado las 10 tecnologías que prometen dar pasos decisivos para lograr avances en campos como la medicina, la producción energética o la lucha contra el cambio climático. Algunas hacen soñar en un mundo mejor, otras dan algo de temor al pensar en sus implicaciones, pero todas ellas suponen posibilidades y desafíos para el futuro de la humanidad.
Estos son los diez conceptos:
VEHÍCULOS ELÉCTRICOS CON CARGA ONLINE
La tecnología wireless (wifi) sin cables puede proporcionar electricidad para vehículos. En la próxima generación de coches eléctricos una serie de bucles instalados bajo el suelo del automóvil reciben la energía a través de un campo electromagnético que se emitiría desde los cables instalados bajo la carretera. La corriente también carga las baterías de abordo que propulsan al vehículo cuando este se encuentra fuera del campo. Como la electricidad es suministrada externamente, a través de los bucles, estos coches tan solo necesitan un quinto de la capacidad de almacenamiento de los coches eléctricos estándar, y pueden lograr una eficiencia de transmisión superior al 80%. Los vehículos eléctricos online están siendo sometidos a test en carretera en Seúl, Corea del Sur.
IMPRESORAS 3D
La impresión tridimensional permite la creación de estructuras sólidas partiendo de un archivo digital. Esta nueva tecnología potencialmente puede revolucionar la economía manufacturera si los objetos pueden ser impresos a distancia, en casa o en la oficina. El proceso consiste en la colocación que la impresora hace, capa a capa, del material que constituirá el futuro objeto independiente, desde la base a la cúspide del mismo. Los proyectos diseñados en el ordenador son cortados en secciones cruzadas para las plantillas de impresión, lo que permite que objetos creados virtualmente puedan ser usados para “copias reales” de plástico, metal, aleación, etc.
MATERIALES AUTORREPARABLES
Una de las características definitorias de un organismo vivo es su intrínseca habilidad para reparar un daño. Una creciente tendencia en biomimetismo es la creación de estructuras inertes que tienen la capacidad de repararse a sí mismas cuando han sufrido cortes, desgarros o han sido rajados. Estos materiales, capaces de reparar un daño sin la intervención del ser humano, podrían dar a los productos manufacturados una mayor esperanza de vida, reduciendo así la demanda de materias primas. Del mismo modo, el mejorar la seguridad inherente al material usado en la construcción o para formar el armazón de un avión puede revolucionar la seguridad.
DESALINIZADORAS EFICIENTES
La escasez de agua es un problema ecológico creciente en muchas partes del mundo debido a la agricultura, las cada vez más grandes y numerosas ciudades y a otros usos humanos. Cuando las fuentes de agua natural están sobreexplotadas o agotadas, la desalinización ofrece una casi ilimitada cantidad de agua, pero a un gran coste energético. Tecnologías emergentes ofrecen la posibilidad de una mayor eficiencia energética en la desalinización o purificación de aguas residuales que pueden reducir el consumo de energía en un 50%.
BACTERIAS QUE TRANSFORMAN CO2 EN COMBUSTIBLE
La captura y almacenamiento subterráneo de dióxido de carbono todavía tiene que ser probado como una alternativa comercialmente viable, incluso a escala de tan solo una gran central. Nuevas tecnologías que convierten CO2 indeseado en productos comercializables pueden corregir tanto los inconvenientes económicos como energéticos de las estrategias contra el cambio climático.
Una de las líneas más prometedoras es el uso de una bacteria fotosintética, fruto de la ingeniería biológica, que transforma CO2 en combustibles líquidos o químicos. Se espera que sistemas individuales alcancen cientos de hectáreas en dos años. Siendo de 10 a 100 veces más productivo por unidad de terreno, estos sistemas solventan una de las principales limitaciones ambientales de los combustibles biológicos, desde la agricultura a la alimentación de ganado y podría proveer de combustibles bajos en carbono para automóviles, aviación y otros grandes consumidores de combustible líquido.
ALIMENTOS PREFABRICADOS BIOTECNOLÓGICOS
Incluso en los países desarrollados millones de personas sufren malnutrición debido a deficiencias nutritivas en sus dietas. Ahora, nuevas técnicas genómicas pueden determinar, al nivel de la secuencia génica, el amplio número de proteínas consumidas que son importantes en la dieta humana. Las proteínas identificadas pueden tener ventajas sobre los suplementos proteicos estándar, como proveer un gran porcentaje de aminoácidos esenciales. También han mejorado la solubilidad, el sabor y la textura. La producción a gran escala de proteínas dietéticas para humanos, basada en la aplicación de biotecnología a la nutrición molecular, puede alumbrar beneficios para la salud como el desarrollo muscular, el control de la diabetes o la reducción de la obesidad.
CHIPS PARA CONTROLAR LA SALUD
El cada vez más extendido uso de sensores que habilitan la respuesta pasiva a estímulos externos va a cambiar la forma en que respondemos a nuestro entorno, particularmente en el área de la salud. Algunos ejemplos son los sensores que monitorizan de un modo continuado funciones corporales como el ritmo cardíaco, los niveles de oxígeno y azúcar en sangre y que, si fuese necesario, provocan una respuesta médica como el suministro de insulina. Estos avances dependen de la comunicación wireless entre aparatos. Otras aplicaciones son los sensores entre vehículos, lo que también puede mejorar la seguridad en la carretera.
TRATAMIENTOS MÉDICOS NANOMÉTRICOS
Fármacos que pueden ser aplicados a nivel molecular dentro o en torno a una célula enferma ofrecerán oportunidades sin precedentes para desarrollar tratamientos más efectivos en la lucha contra enfermedades como el cáncer, además pueden reducir los efectos indeseados de estos tratamientos. Fabricar nanopartículas que se adhieran al tejido enfermo permite, a microescala, la liberación de potentes compuestos terapéuticos mientras se puede reducir su impacto sobre el tejido sano. Después de casi una década de investigación, estas nuevas aproximaciones están ofreciendo señales de utilidad clínica.
ELECTRÓNICA ORGÁNICA
La electrónica orgánica, un tipo de electrónica impresa, es el uso de materiales orgánicos como polímeros para crear circuitos electrónicos y aparatos. En contraste con los tradicionales semiconductores de silicio, que son fabricados con caras técnicas fotolitográficas, la electrónica orgánica puede ser impresa a bajo coste. Poder producirlos a escala los convertiría en productos extremadamente más baratos que los aparatos electrónicos tradicionales. Tanto en términos de coste por aparato como en los costes del equipamiento necesario para producirlos. Mientras que la electrónica orgánica es poco probable que pueda competir ahora mismo con el silicio en velocidad y densidad, la tecnología tiene el potencial de proveer ventajas en costes y versatilidad. El coste de la impresión a escala de placas fotovoltaicas podría, por ejemplo, acelerar la transición hacia la energía renovable.
REACTORES NUCLEARES DE 4ª GENERACIÓN
Los actuales reactores nucleares usan solo el 1% del potencial energético disponible en el uranio, dejando el resto radiactivamente contaminado como basura nuclear. Mientras que el desafío tecnológico es manejable, el político que representan los residuos nucleares limita seriamente el llamamiento para una tecnología energética sin emisiones de CO2 y altamente expandible.
El reciclado de combustible y el cultivo de uranio-238 para transformarlo en nuevo material fisible, conocido como Nuclear 2.0 extendería durante siglos los recursos del uranio ya extraído, lo que reduciría radicalmente tanto el volumen explotado como la toxicidad de los residuos, cuya radioactividad va a descender por debajo del uranio original en una escala de tiempo no de milenios sino de siglos.
Esta nueva tecnología convierte los desafíos presentados por los residuos nucleares en un problema medioambiental menor en comparación con el producido por otras industrias. Las tecnologías de cuarta generación están siendo desarrolladas en varios
Estos son los diez conceptos:
VEHÍCULOS ELÉCTRICOS CON CARGA ONLINE
La tecnología wireless (wifi) sin cables puede proporcionar electricidad para vehículos. En la próxima generación de coches eléctricos una serie de bucles instalados bajo el suelo del automóvil reciben la energía a través de un campo electromagnético que se emitiría desde los cables instalados bajo la carretera. La corriente también carga las baterías de abordo que propulsan al vehículo cuando este se encuentra fuera del campo. Como la electricidad es suministrada externamente, a través de los bucles, estos coches tan solo necesitan un quinto de la capacidad de almacenamiento de los coches eléctricos estándar, y pueden lograr una eficiencia de transmisión superior al 80%. Los vehículos eléctricos online están siendo sometidos a test en carretera en Seúl, Corea del Sur.IMPRESORAS 3D
La impresión tridimensional permite la creación de estructuras sólidas partiendo de un archivo digital. Esta nueva tecnología potencialmente puede revolucionar la economía manufacturera si los objetos pueden ser impresos a distancia, en casa o en la oficina. El proceso consiste en la colocación que la impresora hace, capa a capa, del material que constituirá el futuro objeto independiente, desde la base a la cúspide del mismo. Los proyectos diseñados en el ordenador son cortados en secciones cruzadas para las plantillas de impresión, lo que permite que objetos creados virtualmente puedan ser usados para “copias reales” de plástico, metal, aleación, etc.MATERIALES AUTORREPARABLES
Una de las características definitorias de un organismo vivo es su intrínseca habilidad para reparar un daño. Una creciente tendencia en biomimetismo es la creación de estructuras inertes que tienen la capacidad de repararse a sí mismas cuando han sufrido cortes, desgarros o han sido rajados. Estos materiales, capaces de reparar un daño sin la intervención del ser humano, podrían dar a los productos manufacturados una mayor esperanza de vida, reduciendo así la demanda de materias primas. Del mismo modo, el mejorar la seguridad inherente al material usado en la construcción o para formar el armazón de un avión puede revolucionar la seguridad.DESALINIZADORAS EFICIENTES
La escasez de agua es un problema ecológico creciente en muchas partes del mundo debido a la agricultura, las cada vez más grandes y numerosas ciudades y a otros usos humanos. Cuando las fuentes de agua natural están sobreexplotadas o agotadas, la desalinización ofrece una casi ilimitada cantidad de agua, pero a un gran coste energético. Tecnologías emergentes ofrecen la posibilidad de una mayor eficiencia energética en la desalinización o purificación de aguas residuales que pueden reducir el consumo de energía en un 50%.
BACTERIAS QUE TRANSFORMAN CO2 EN COMBUSTIBLE
La captura y almacenamiento subterráneo de dióxido de carbono todavía tiene que ser probado como una alternativa comercialmente viable, incluso a escala de tan solo una gran central. Nuevas tecnologías que convierten CO2 indeseado en productos comercializables pueden corregir tanto los inconvenientes económicos como energéticos de las estrategias contra el cambio climático.
Una de las líneas más prometedoras es el uso de una bacteria fotosintética, fruto de la ingeniería biológica, que transforma CO2 en combustibles líquidos o químicos. Se espera que sistemas individuales alcancen cientos de hectáreas en dos años. Siendo de 10 a 100 veces más productivo por unidad de terreno, estos sistemas solventan una de las principales limitaciones ambientales de los combustibles biológicos, desde la agricultura a la alimentación de ganado y podría proveer de combustibles bajos en carbono para automóviles, aviación y otros grandes consumidores de combustible líquido.
ALIMENTOS PREFABRICADOS BIOTECNOLÓGICOS
Incluso en los países desarrollados millones de personas sufren malnutrición debido a deficiencias nutritivas en sus dietas. Ahora, nuevas técnicas genómicas pueden determinar, al nivel de la secuencia génica, el amplio número de proteínas consumidas que son importantes en la dieta humana. Las proteínas identificadas pueden tener ventajas sobre los suplementos proteicos estándar, como proveer un gran porcentaje de aminoácidos esenciales. También han mejorado la solubilidad, el sabor y la textura. La producción a gran escala de proteínas dietéticas para humanos, basada en la aplicación de biotecnología a la nutrición molecular, puede alumbrar beneficios para la salud como el desarrollo muscular, el control de la diabetes o la reducción de la obesidad.
CHIPS PARA CONTROLAR LA SALUD
El cada vez más extendido uso de sensores que habilitan la respuesta pasiva a estímulos externos va a cambiar la forma en que respondemos a nuestro entorno, particularmente en el área de la salud. Algunos ejemplos son los sensores que monitorizan de un modo continuado funciones corporales como el ritmo cardíaco, los niveles de oxígeno y azúcar en sangre y que, si fuese necesario, provocan una respuesta médica como el suministro de insulina. Estos avances dependen de la comunicación wireless entre aparatos. Otras aplicaciones son los sensores entre vehículos, lo que también puede mejorar la seguridad en la carretera.
TRATAMIENTOS MÉDICOS NANOMÉTRICOS
Fármacos que pueden ser aplicados a nivel molecular dentro o en torno a una célula enferma ofrecerán oportunidades sin precedentes para desarrollar tratamientos más efectivos en la lucha contra enfermedades como el cáncer, además pueden reducir los efectos indeseados de estos tratamientos. Fabricar nanopartículas que se adhieran al tejido enfermo permite, a microescala, la liberación de potentes compuestos terapéuticos mientras se puede reducir su impacto sobre el tejido sano. Después de casi una década de investigación, estas nuevas aproximaciones están ofreciendo señales de utilidad clínica.
ELECTRÓNICA ORGÁNICA
La electrónica orgánica, un tipo de electrónica impresa, es el uso de materiales orgánicos como polímeros para crear circuitos electrónicos y aparatos. En contraste con los tradicionales semiconductores de silicio, que son fabricados con caras técnicas fotolitográficas, la electrónica orgánica puede ser impresa a bajo coste. Poder producirlos a escala los convertiría en productos extremadamente más baratos que los aparatos electrónicos tradicionales. Tanto en términos de coste por aparato como en los costes del equipamiento necesario para producirlos. Mientras que la electrónica orgánica es poco probable que pueda competir ahora mismo con el silicio en velocidad y densidad, la tecnología tiene el potencial de proveer ventajas en costes y versatilidad. El coste de la impresión a escala de placas fotovoltaicas podría, por ejemplo, acelerar la transición hacia la energía renovable.REACTORES NUCLEARES DE 4ª GENERACIÓN
Los actuales reactores nucleares usan solo el 1% del potencial energético disponible en el uranio, dejando el resto radiactivamente contaminado como basura nuclear. Mientras que el desafío tecnológico es manejable, el político que representan los residuos nucleares limita seriamente el llamamiento para una tecnología energética sin emisiones de CO2 y altamente expandible.
El reciclado de combustible y el cultivo de uranio-238 para transformarlo en nuevo material fisible, conocido como Nuclear 2.0 extendería durante siglos los recursos del uranio ya extraído, lo que reduciría radicalmente tanto el volumen explotado como la toxicidad de los residuos, cuya radioactividad va a descender por debajo del uranio original en una escala de tiempo no de milenios sino de siglos.
Esta nueva tecnología convierte los desafíos presentados por los residuos nucleares en un problema medioambiental menor en comparación con el producido por otras industrias. Las tecnologías de cuarta generación están siendo desarrolladas en varios
