MONOGRAFIA SOBRE NANOTECNOLOGIA
MOMENTOS METODOLOGICOS
PRACTICA
En grupo los estudiantes explican sus vivencias sobre la aplicación de la nanotecnología. Cada grupo identifica las principales aplicaciones y los expone.
TEORIA
Define el concepto de nanotecnología e indica el tamaño de sus dispositivos
Según el artículo leído la nanotecnología se refiere a herramientas relacionadas con materiales es una especie de espiral cerrada, que permite la manipulación de la materia a nivel atómico del orden de un nanómetro 10-9 m.
La nanotecnología es un área multidisciplinario. Indica algunas de las áreas de las ciencias actuales que están involucradas en las investigaciones nanotecnologícas.
Algunas de las áreas involucradas en las investigaciones nanotecnologicas son: la medicina, la electricidad, electrónica, la industria textil, la arquitectura, etc.
Aplicaciones actuales y potenciales de la nanotecnología
Nos hemos centrado aquí en unos pocos productos en los que la nanotecnología es ya una realidad. Sin embargo, las aplicaciones a medio y largo plazo son infinitas. Los campos que están experimentando continuos avances son:
- Energias alternativas, energía del hidrógeno, pilas (células) de combustible, dispositivos de ahorro energético.
- Administración de medicamentos, especialmente para combatir el cáncer y otras enfermedades.
- Computación cuántica, semiconductores, nuevos chips.
- Seguridad. Micro sensores de altas prestaciones. Industria militar.
-Aplicaciones industriales muy diversas: tejidos, deportes, materiales, automóviles, cosméticos, pinturas, construcción, envasados alimentos, pantallas planas...
- Contaminación medioambiental.
- Prestaciones aeroespaciales: nuevos materiales, etc.
- Fabricación molecular.
VALORACION
Estudiantes concienciados sobre las aplicaciones modernas de la nanotecnología, sus beneficios para el ser humano y la implicación de modernidad para los países que lo tengan, también el informe elaborado por el grupo de estudiantes.
PRODUCCION: " ELABORACION DE UNA MONOGRAFIA"
4.1. INTRODUCCION
El presente documento explica qué es exactamente la Nanotecnología y plantea de manera concisa los conceptos fundamentales de esta materia para que las personas que desconozcan este campo tengan una idea general de las perspectivas y las cuestiones que implica este nuevo estudio, asimismo sus aplicaciones en diferentes áreas o campos de la ciencia; dando solución a múltiples problemas y enfermedades del mundo moderno.
Aplicaciones presentes en diversas áreas, como electrónica, medicina, aeronáutica, cosméticos, entre otras. Solamente para contextualizar, en el campo electrónico son creados dispositivos menores y más potentes: nano-partículas contenidas en películas finas que recubren las lentes de los espejuelos las protegen de arañazos (además de disminuir la reflexión de la luz); en el tratamiento del cáncer algunos nano-cristales son luminiscentes y posibilitan la localización y la delimitación precisa de un tumor; en el sector automovilístico y aeronáutico, nano-compósitos pueden permitir la obtención de materiales más leves, moldeables y resistentes; nano-partículas magnéticas pueden minimizar los daños durante los derramamientos de petróleo en el mar; nano-partículas de dióxido de titanio, por su poder de absorción de radiación ultravioleta, son empleadas en la producción de protectores solares; hay nano-partículas que aumentan la capacidad de absorción de la piel y son empleadas por las industrias de cosméticos y en el tratamiento anti-envejecimiento entre otras aplicaciones.
Por tanto en imprescindible que las sociedades modernas dispongan de la nanotecnología convirtiéndose en una necesidad cultural y económica, llegando hacer la alfabetización científica la única manera capaz de calificar y motivar a los jóvenes sobre este nuevo enfoque, de tal manera que se preparen nuevas mentes para una nueva era.
4.2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
4.2.1. OBJETIVO GENERAL
El objetivo de este documento es explicar qué es exactamente la Nanotecnología y presentar de manera concisa los conceptos fundamentales de esta materia así como las múltiples aplicaciones que tiene en las diversas áreas de estudio.
4.2.2. OBJETIVO ESPECIFICO
Recopilar información pertinente a través de bibliografía actualizada para que el estudio de esta materia sea lo más fidedigno posible.
Conocer los avances de la nanotecnología a través de la historia para predecir sus logros futuros que beneficien a la humanidad,
4.3. PREGUNTAS PROBLEMATIZADORAS
Sabiendo que la nanotecnología abarca muchas áreas de estudio e involucra la construcción de muchos materiales es que nos planteamos la pregunta ¿De qué manera la nanotecnología afecta la calidad de vida del ser humano?
Formulándonos las siguientes preguntas problematizadoras:
¿Es imprescindible la nanotecnología para una buena calidad de vida?
¿Son accesibles los equipos utilizados en nanotecnología?
¿Cuáles son las ventajas de emplear nanotecnología?
¿Podría Bolivia acceder a nanotecnología?
4.4. JUSTIFICACION
El presente trabajo de investigación esta realizado en base a los nuevos conocimientos sobre la nanotecnología, técnica que involucra el empleo de equipos o artefactos que miden valores muy pequeños de orden de los 10-9 nanometros.
En el ámbito social la nanotecnología es primordial ya que permite la modernidad del país que llevara a un estado de mayor ingreso para la poblacion y mejores condiciones de vida para los habitantes q requieren de esos materiales para bienestar del desarrollo de sus actividades y la salud.
En el ámbito educativo seria bueno disponer alguno de esos materiales que nos permitan desarrollar la parte experimental en lo relacionado a la area de física y química de tal manera q los estudiantes puedan aprender mas efectivamente, previo sentando bien las bases de los conceptos y términos pertinentes a la nanotecnoligia .
Finalmente en lo personal nos genera interés en la investigación científica con visiones de experimentar y hacer de nuestros estudiantes a ser investigadores propositivos para con la ciencia.
4.5. MARCO TEORICO
Concepto de Nanotecnología y tamaño de sus dispositivos
Desarrollo y producción de artefactos en cuyo funcionamiento resulta crucial una dimensión de menos de 100 nanómetros (1 nanómetro, nm, equivale a 10-9 metros). Se espera que, en el futuro, la nanotecnología permita obtener materiales con una enorme precisión en su composición y propiedades. Estos materiales podrían proporcionar estructuras con una resistencia sin precedentes y ordenadores o computadoras extraordinariamente compactas y potentes. La nanotecnología podría conducir a métodos revolucionarios de fabricación átomo por átomo y al empleo de cirugía a escala celular.
Hay que saber que un átomo mide menos de 1 nanómetro pero una molécula puede ser mayor, en esta escala se observan propiedades y fenómenos totalmente nuevos, que se rigen bajo las leyes de la Mecánica Cuántica, estas nuevas propiedades son las que los científicos aprovechan para crear nuevos materiales (nanomateriales) o dispositivos nanotecnológicos, de esta forma la Nanotecnología promete soluciones a múltiples problemas que enfrenta actualmente la humanidad, como los ambientales, energéticos, de salud (nanomedicina), y muchos otros, sin embargo estas nuevas tecnologías pueden conllevar a riesgos y peligros si son mal utilizadas.
La siguiente imagen muestra la unidad de medida de diversos sistemas, y la escala a la que pertenecen (Nano o Micro).
Otra definición de Nanotecnología que hemos encontrado es esta: La nanotecnología es el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a nano escala, y la explotación de fenómenos y propiedades de la materia a nano escala.
Cuando se manipula la materia a la escala tan minúscula de átomos y moléculas, demuestra fenómenos y propiedades totalmente nuevas. Por lo tanto, científicos utilizan la nanotecnología para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos y poco costosos con propiedades únicas.
Historia de la Nanotecnología
Uno de lo pioneros en el campo de la Nanotecnología es el Físico estadounidense Richard Feynman, que en el año 1959 en un congreso de la sociedad americana de Física en Calltech, pronunció el discurso "There'sPlenty of Room at theBottom" (Hay mucho espacio ahí abajo) en el que describe un proceso que permitiría manipular átomos y moléculas en forma individual, a través de instrumentos de gran precisión, de esta forma se podrían diseñar y construir sistemas en la nanoescala átomo por átomo, en este discurso Feynman también advierte que las propiedades de estos sistemas nanométricos, serían distintas a las presentes en la macroescala.
En 1981 el Ingeniero estadounidense Eric Drexler, inspirado en el discurso de Feynman, publica en la revista Proceedings of theNationalAcademy of Sciences, el artículo "Molecular engineering: Anapproachtothedevelopment of general capabilitiesfor molecular manipulation" en donde describe mas en detalle lo descrito años anteriores por Feynman. El término "Nanotecnología" fue aplicado por primera vez por Drexler en el año 1986, en su libro "Motores de la creación : la próxima era de la Nanotecnología" en la que describe una máquina nanotecnológica con capacidad de autoreplicarse, en este contexto propuso el término de "plaga gris" para referirse a lo que sucedería si un nanobotautoreplicante fuera liberado al ambiente.
Además de Drexler, el científico Japonés NorioTaniguchi, utilizó por primera vez el término nano-tecnología en el año 1974, en la que define a la nano-tecnología como el procesamiento, separación y manipulación de materiales átomo por átomo.
A continuación se muestra una breve cronología sobre la nanotecnología
Los años 40: Von Neuman estudia la posibilidad de crear sistemas que se auto-reproducen como una forma de reducir costes.
1959: Richard Feynmann habla por primera vez en una conferencia sobre el futuro de la investigación científica: "A mi modo de ver, los principios de la Física no se pronuncian en contra de la posibilidad de maniobrar las cosas átomo por átomo".
1966: Se realiza la película "Viaje alucinante" que cuenta la travesía de unos científicos a través del cuerpo humano. Los científicos reducen su tamaño al de una partícula y se introducen en el interior del cuerpo de un investigador para destrozar el tumor que le está matando. Por primera ve en la historia, se considera esto como una verdadera posibilidad científica. La película es un gran éxito.
1982 GerdBinning y Heinrich Rohrer, descubrieron el Microscopio de Efecto Túnel (Premio Nobel 1986).
1985: Se descubren los buckminsterfullerenes
1989: Se realiza la película "Cariño he encogido a los niños", una película que cuenta la historia de un científico que inventa una máquina que puede reducir el tamaño de las cosas utilizando láser.
Aplicaciones de la Nanotecnología
La nanotecnología y sus aplicaciones están cada vez más presentes en nuestra vida cotidiana, aunque hasta hace poco tiempo se consideraban ciencia ficción. La medicina, la ingeniería, lainformática, la mecánica, la física o la química son sólo algunas de las disciplinas que ya se están beneficiando o pronto lo harán de las posibilidades que ofrece la nanotecnología. Las posibilidades que ofrece son múltiples y ya hay en el mercado productos aplicados en la medicina y la cirugía(constituyen el 21% de los negocios nanotecnológicos de los Estados Unidos), en la informática (la potencia de las computadoras ha aumentado y lo seguirá haciendo), la alimentación (suministro de energía), la construcción de edificios (cementos, pinturas especiales), los cosméticos, tejidos textiles y sistemas para purificación y desalinización de agua. Para algunos científicos, la nanotecnología es "comparable al nacimiento de los semiconductores electrónicos en la década de los 50, o al del láser, en los 60", y sus ventajas, innumerables.
Por ejemplo la NASA confía en la nanotecnología para avanzar en sus retos espaciales a través de una nueva tecnología de computación más potente, nuevos sensores, nuevos materiales, miniaturización... La nanotecnología será la base de toda la industria manufacturera.
Nanotecnología aplicada en el agua
Unos cuantos problemas básicos crean grandes sufrimientos y tragedias para la humanidad. Según un informe del Banco Mundial, el agua es una de las grandes preocupaciones de las Naciones Unidas. Casi la mitad de la población mundial no tiene acceso a un sistema básico de sanidad, y casi 1,5 billones de personas no tienen acceso a agua limpia y potable.
De toda el agua consumida en el mundo, el 67% se utiliza para la agricultura y el 19% para la industria. El uso doméstico cuenta por menos del 9%. La fabricación molecular podría reemplazar a un gran porcentaje de la producción industrial. Se podría trasladar gran parte de la agricultura a invernaderos. El agua de uso doméstico se puede tratar y reciclar. Si se adoptasen estos pasos se podría reducir el consumo del agua por al menos de 50% y, probablemente, hasta por un 90%.
Enfermedades relacionadas con el agua suponen la causa de la muerte de miles, tal vez decenas de miles de niños cada día. Todo esto se podría prevenir con tecnología básica, tecnología que se puede fabricar de forma muy económica si las fábricas son económicas y portátiles.
La nanotecnología molecular puede ofrecer oportunidades similares en muchos otros ámbitos. Hoy en día mucho agua se desperdicia porque es casi, pero no cien por cien, puro. Tecnologías de tratamiento eléctrico mecánicos sencillas y fiables pueden recuperar agua contaminada para uso del sector agrícola o incluso para el uso doméstico. Estas tecnologías solo requieren fabricación inicial además de una fuente modesta de energía. Filtros físicos con poros de una escala nanométrica pueden eliminar el 100% de bacterías, virus y hasta prions. Una tecnología de separación eléctrica que atrae a los inoes a láminas supercapacitorpueden eliminar sales y metales pesados.
La capacidad de reciclar el agua de cualquier fuente para cualquier uso podría ahorrar enormes cantidades de agua y permitir el uso de recursos de agua hasta ahora no aprovechables. Esto también podría eliminar el tipo de contaminación "rio abajo"; es decir que un filtro de agua totalmente eficaz es capaz de asumir la regeneración de aguas "sucias" de actividades agrícolas e industriales. Siempre y cuando se controlan los residuos, el agua se puede filtrar, concentrar y hasta purificar y utilizarse de forma rentable.Como ocurre con todo construido a través de la nanotecnología molecular, los costos iniciales de fabricación de un sistema de tratamiento del agua serían muy bajos. El coste de la energía sería bajo. Materiales de filtro bien estructurados y pequeños actuadores permitirían que hasta los elementos de filtro más pequeños podría controlarse y limpiarse. Unidades auto-contenidas de filtro completamente automatizadas se podrían integrar en sistemas escalables sobre un gran campo.
Imagen estructural nanometrica Nanomolécula del agua agua
Si se adoptasen estos pasos, se podría reducir en enfermedades relacionadas con el agua que suponen la causa de la muerte de miles, tal vez decenas de miles de niños cada día. Todo esto se podría prevenir con tecnología básica, tecnología que se puede fabricar de forma muy económica si las fábricas son económicas portátiles. Hoy en día mucho agua se desperdicia porque es casi, pero no cien por cien, pura. Tecnologías de tratamiento eléctrico, mecánico, sencillas y fiables pueden recuperar agua contaminada para uso del sector agrícola o incluso para el uso doméstico. Estas tecnologías solo requieren fabricación inicial además de una fuente modesta de energía. Filtros físicos con poros de una escala nanométrica pueden eliminar el 100% de bacterías, virus y hasta prions. Una tecnología de separación eléctrica que atrae a los inoes a láminas supercapacitorpueden eliminar sales y metales pesados. La capacidad de reciclar el agua de cualquier fuente para cualquier uso podría ahorrar enormes cantidades de agua y permitir el uso de recursos de agua hasta ahora no aprovechables. Esto también podría eliminar el tipo de contaminación "río abajo"; es decir que un filtro de agua totalmente eficaz es capaz de asumir la regeneración de aguas "sucias" de actividades agrícolas e industriales. Siempre y cuando se controlan los residuos, el agua se puede filtrar, concentrar y hasta purificar y utilizarse de forma rentable.
Como ocurre con todo lo construido a través de la nanotecnología molecular, los costos iniciales de fabricación de un sistema de tratamiento del agua serían muy bajos. El costo de la energía sería bajo. Materiales de filtro bien estructurados y pequeños actuadores permitirían que hasta los elementos de filtro más pequeños podría controlarse y limpiarse. Unidades auto-contenidas de filtro completamente automatizadas se podrían integrar en sistemas escalables sobre un gran campo.
Nanotecnología en los Invernaderos
Al trasladar la actividad agrícola a invernaderos, se podría recuperar mucho del agua utilizada a través de la deshumidificación del aire residual, el tratamiento y reciclaje.
Además, la agricultura realizada en invernaderos requiere menos mano de obra y menos terreno que la agricultura tradicional realizada en terrenos al aire libre y ofrece cierta independencia de las condiciones meteorológicas como por ejemplo cambios estacionales.
Nanotecnología aplicada en la energía solar
En la actualidad, la mayor fuente de energía se deriva de la quema de carburantes que contienen carbón. Este proceso suele ser poco eficiente, no renovable y además conlleva efectos secundarios nocivos para el medio ambiente.
La energía solar supondría una alternativa factible de energía en muchas zonas del mundo si el coste de su producción y los terrenos necesarios para generarla fuesen suficientemente económicos y los sistemas de almacenamiento suficientemente eficaces.
La generación de la electricidad solar depende de la conversión fotovoltaica o de la concentración de luz solar directa. La conversión fotovoltaica funciona, en días nublados, con una eficacia menor, mientras que el sistema de concentración de luz solar directa se puede lograr sin semiconductores. En ambos casos, no se requiere mucho material, y los diseños mecánicos pueden ser sencillos y relativamente fáciles de mantener. Siguiendo la tendencia que se potenció con la ingeniería genética, de control corporativo desde la semilla hasta el producto en el supermercado, la agricultura nanotecnológica controlaría incluso los átomos que componen esos productos.
Nanotecnología aplicada a dispositivos nanoinformáticos
Usando nanotubos semiconductores, investigadores de varias empresas y laboratorios han desarrollado circuitos de computación de funcionamiento lógico y transistores, las puertas electrónicas lógicas de que están compuestos los chips incrementando su velocidad, disminuyendo el consumo y aumentando las prestaciones. El desarrollo de nanotransistores como las nanomemoriaspueden ser cruciales para absorber las crecientes e inmensas capacidades de procesamiento y memoria que demandan los desarrollos multimedia, más aún cuando se avizora que de acá a máximo diez años la tecnología actual de semiconductores habrá agotado sus posibilidades de crecimiento. Usando nanotubos semiconductores, investigadores de varias empresas y laboratorios han desarrollado circuitos de computación de funcionamiento lógico y transistores, las puertas electrónicas lógicas de que están compuestos los chips. En agosto de 2004, en lo que es considerado un paso fundamental hacia la computadora molecular, una compañía de sistemas de alta tecnología mostró el primer circuito de ordenamiento lógico formado por nanotubos de carbono. Las computadoras moleculares basadas en estos circuitos tienen el potencial de ser mucho más pequeñas y rápidas que la actuales, además de consumir una cantidad considerablemente menor de energia. En cuanto a los transistores, un transistor a escala molecular tiene la misma capacidad que el clásico transistor de silicio. Para el 2007 se espera estar fabricando chips conteniendo mil millones de estos transistores, lo que le permitiría llegar a una velocidad de 20 Ghz con la energía de un voltio.
Nanotecnología aplicada a la agricultura
Siguiendo la tendencia que se potenció con la ingeniería genética, de control corporativo desde la semilla hasta el producto en el supermercado, la agricultura nanotecnológica controlaría incluso los átomos que componen esos productos. Todas las corporaciones que dominan el negocio mundial de los transgénicos están invirtiendo en nanotecnología.
Nanotecnología aplicada a la Medicina
La técnica desarrollada por este equipo consiste en introducir en la sangre nanotubos (redes de átomos de carbono dispuestos de forma tubular) de platino que son 100 veces más delgados que un cabello humano. Estos nanotubos pueden viajar por los vasos sanguíneos más pequeños del cuerpo hasta llegar a cualquier parte del cerebro sin por ello afectar al flujo normal de la sangre o a los intercambios gaseosos. Aunque desde hace tiempo se emplean las arterias para introducir catéteres (sondas), en la actualidad se pretende utilizar un paquete de nanotubos para intervenir en el cerebro. Cada uno de estos nanotubos se utilizaría para medir la actividad eléctrica de una célula nerviosa, lo que permitirá un conocimiento mucho más exhaustivo del funcionamiento del cerebro que el proporcionado por otras tecnologías, como la tomografía por emisión de positrones o la resonancia magnética nuclear.
4.VALORACION
El conocimiento de esta nueva ciencia es muy importante ya que nos permite acceder a los últimos avances tecnológicos en muchas áreas de la ciencia que beneficiaran para preservar una vida saludable del ser humano de tal manera que le permite acceder a muchos tratamiento para curar o mejorar distintas enfermedades para alargar la vida de las personas y proporcionara alegría en sus seres queridos, así mismo permite medir y conocer las unidades de materiales tan pequeñitos que no podemos verlos a simple vista, también para mejorar la calidad de la industria textil, etc., todo ello conlleva a una mejor calidad de vida para todas las personas que habitamos este inmenso mundo.
5. CONCLUSION
El impacto en la vida moderna de la nanotecnología aún parece una historia de ciencia ficción. Fármacos que trabajan a nivel atómico, microchips capaces de realizar complejos análisis genéticos, generación de fuentes de energía inagotables, construcción de edificios con microrrobots, combates de plagas y contaminación a escala molecular, son sólo algunos de los campos de investigación que se desarrollan con el uso de la nueva técnica.
Siendo imprescindible la inclusión de esos conceptos desde la educación básica, para que el estudiante tenga conocimientos específicos y una visión general que le permita establecer una relación crítica y reflexiva sobre el impacto de esas tecnologías en la sociedad.
PRACTICA
En grupo los estudiantes explican sus vivencias sobre la aplicación de la nanotecnología. Cada grupo identifica las principales aplicaciones y los expone.
VALORACION
El conocimiento de esta nueva ciencia es muy importante ya que nos permite acceder a los últimos avances tecnológicos en muchas áreas de la ciencia que beneficiaran para preservar una vida saludable del ser humano de tal manera que le permite acceder a muchos tratamiento para curar o mejorar distintas enfermedades para alargar la vida de las personas y proporcionara alegría en sus seres queridos, así mismo permite medir y conocer las unidades de materiales tan pequeñitos que no podemos verlos a simple vista, también para mejorar la calidad de la industria textil, etc., todo ello conlleva a una mejor calidad de vida para todas las personas que habitamos este inmenso mundo.
5. PRODUCCION
Estudiantes concienciados sobre las aplicaciones modernas de la nanotecnología, sus beneficios para el ser humano y la implicación de modernidad para los países que lo tengan, también el informe elaborado por el grupo de estudiantes.
Considerado por la comunidad científica internacional como uno de los más "innovadores y ambiciosos" proyectos de la ciencia moderna.
Muchas aplicaciones sobre N&N están presentes en lo cotidiano de los alumnos. La literatura indica que hay necesidad de una alfabetización científica..
Los resultados de la investigación sugieren una evolución de los estudiantes acerca de los temas relacionados a Nanociencia y Nanotecnología. Es evidente que el conocimiento de los alumnos sobre esos temas aumenta con su progresión en la escuela, pero debería ser mayor desde el primer año. Los estudiantes que participaron en las actividades mostraron falta de conocimientos básicos y, al mismo tiempo, bastante interés en saber más.
BIBLIOGRAFIA
http://www.euroresidentes.com/futuro/nanotecnologia/nanotecnologia_que_es.htm
http://www.monografias.com/trabajos55/nanotecnologia/nanotecnologia.shtml#ixzz2wMbIAf69
LLUVIA ACIDA
El concepto de lluvia ácida engloba cualquier forma de precipitación que presente elevadas concentraciones de ácido sulfúrico y nítrico. También puede mostrarse en forma de nieve, niebla y partículas de material seco que se posan sobre la Tierra.
La capa vegetal en descomposición y los volcanes en erupción liberan algunos químicos a la atmósfera que pueden originar lluvia ácida, pero la mayor parte de estas precipitaciones son el resultado de la acción humana. El mayor culpable de este fenómeno es la quema de combustibles fósiles procedentes de plantas de carbón generadoras de electricidad, las fábricas y los escapes de automóviles.
Cuando el ser humano quema combustibles fósiles, libera dióxido de azufre (SO2) y óxidos de nitrógeno (NOx) a la atmósfera. Estos gases químicos reaccionan con el agua, el oxígeno y otras sustancias para formar soluciones diluidas de ácido nítrico y sulfúrico. Los vientos propagan estas soluciones acídicas en la atmósfera a través de cientos de kilómetros. Cuando la lluvia ácida alcanza la Tierra, fluye a través de la superficie mezclada con el agua residual y entra en los acuíferos y suelos de cultivo.
La lluvia ácida tiene muchas consecuencias nocivas para el entorno, pero sin lugar a dudas, el efecto de mayor insidia lo tiene sobre los lagos, ríos, arroyos, pantanos y otros medios acuáticos. La lluvia ácida eleva el nivel acídico en los acuíferos, lo que posibilita la absorción de aluminio que se transfiere, a su vez, desde las tierras de labranza a los lagos y ríos. Esta combinación incrementa la toxicidad de las aguas para los cangrejos de río, mejillones, peces y otros animales acuáticos.
Algunas especies pueden tolerar las aguas acídicas mejor que otras. Sin embargo, en un ecosistema interconectado, lo que afecta a algunas especies, con el tiempo acaba afectando a muchas más a través de la cadena alimentaria, incluso a especies no acuáticas como los pájaros.
La lluvia ácida también contamina selvas y bosques, especialmente los situados a mayor altitud. Esta precipitación nociva roba los nutrientes esenciales del suelo a la vez que libera aluminio, lo que dificulta la absorción del agua por parte de los árboles. Los ácidos también dañan las agujas de las coníferas y las hojas de los árboles.
Los efectos de la lluvia ácida, en combinación con otros agentes agresivos para el medioambiente, reduce la resistencia de los árboles y plantas a las bajas temperaturas, la acción de insectos y las enfermedades. Los contaminantes también pueden inhibir la capacidad árborea de reproducirse. Algunas tierras tienen una mayor capacidad que otras para neutralizar los ácidos. En aquellas áreas en las que la «capacidad amortiguadora» del suelo es menor, los efectos nocivos de la lluvia ácida son significativamente mayores.
La única forma de luchar contra la lluvia ácida es reducir las emisiones de los contaminantes que la originan. Esto significa disminuir el consumo de combustibles fósiles. Muchos gobiernos han intentando frenar las emisiones mediante la limpieza de chimeneas industriales y la promoción de combustibles alternativos. Estos esfuerzos han obtenido resultados ambivalentes. Si pudiéramos detener la lluvia ácida hoy mismo, tendrían que transcurrir muchos años para que los terribles efectos que ésta genera desaparecieran.
El hombre puede prevenir la lluvia ácida mediante el ahorro de energía. Mientras menos electricidad se consuma en los hogares, menos químicos emitirán las centrales. Los automóviles también consumen ingentes cantidades de combustible fósil, por lo que los motoristas pueden reducir las emisiones nocivas al usar el transporte público, vehículos con alta ocupación, bicicletas o caminar siempre que sea posible.
La lluvia ácida es una de las consecuencias más visibles y notorias de lo que la contaminación del Hombre está haciendo. En varias regiones del mundo, uno queda realmente anonadado al ver varias hectáreas de bosques y vegetación que parece seca, muerta, quemada, como si alguna solución tóxica se les hubiera vertido encima. En muchas grandes ciudades, uno puede encontrar edificios, carteles y hasta monumentos oxidados y muy deteriorados de una forma muy peculiar y todo esto es el resultado de la lluvia ácida.
Que desde el cielo nos caiga un líquido capaz de matar nuestros bosques y carcomer nuestras ciudades a nadie le hace gracia, pero tampoco a nadie pareciera interesarle tanto la cuestión como para al menos hablar al respecto. Te invito a que hoy nos dediquemos a conocer qué es, cuáles son las características y cómo se forma la lluvia ácida.
¿Qué es la lluvia ácida?
Digámoslo del siguiente modo: es una combinación de sustancias químicas contaminantes y resultantes de las actividades industriales humanas, que se asientan en el aire y luego vuelven al suelo con las precipitaciones y los naturales ciclos del agua. Los agentes contaminantes que son liberados en la atmósfera por las fábricas, centrales eléctricas y motores de combustión interna que queman carbón u otros productos derivados del petróleo, día tras día, interactúan con el vapor de agua que hay en el aire. Ello resulta en laformación de los nocivos ácidos sulfúricos y ácidos nítricos para que luego caigan con las precipitaciones naturales y que resultan en la llamada lluvia ácida.
Cuando se forma la lluvia ácida, estas sustancias químicas caen al suelo mezcladas con el agua de las precipitaciones. Puede ser en forma de granizo, lluvia, llovizna, nieve o niebla y sus efectos pueden provocar importantes daños tanto en el medio ambiente como en la salud animal y vegetal. Los gases contaminantes responsables de la formación de lluvia ácida son el óxido de nitrógeno y el dióxido de azufre, y pueden recorrer cientos o miles de kilómetros, trasladándose por acción del viento, antes de precipitar a la superficie.
El agua de lluvia tiene un nivel de PH que ronda los 5,6. Es ligeramente ácida debido a la presencia de dióxido de carbono atmosférico (se considera que es lluvia ácida cuando el PH del agua presenta menos de PH 5), pero en muchas ocasiones puede llegar a tener un PH 3, igual al del vinagre.
La lluvia ácida provoca grandes daños ambientales, siendo causa fundamental en la peligrosa acidificación del agua de lagos, ríos y mares del mundo. Esto causa un gran impacto en la vida acuática y produce una gran mortandad de peces y muchos otros seres
eces y muchos otros seres vivos.
}}}ISTOCKPHOTO/THINKSTOCK
La lluvia ácida también afecta los suelos. Debido a las cargas eléctricas de los ácidos se produce una especie de limpieza de minerales en el suelo. Como resultado, se tiene un empobrecimiento de los nutrientes esenciales, lo que provoca un fuerte impacto denominado "estrés en las plantas" que las hace menos resistentes a las plagas y enfermedades.
Por su característica corrosiva, la lluvia ácida puede deteriorar seriamente algunas construcciones. Es capaz de disolver por ejemplo, monumentos y edificaciones construidas en mármol o caliza.
Una problemática lamentable y muy preocupante, ¿no lo crees? ¿Qué opinas sobre toda esta cuestión?
luvia ácida
La lluvia ácida es una forma de contaminación ácida, que hace referencia a la caída (deposición) de ácidos presentes en la atmósfera a través de la lluvia, niebla y nieve (también conocida como deposición húmeda).
Los principales precursores de los ácidos, son los óxidos de azufre (SOx) y los óxidos de nitrógeno (NOx), que son emitidos por las termoeléctricas, los motores de combustión interna de coches y aviones y algunas otras industrias, como producto de la combustión de combustibles que contienen pequeños porcentajes de azufre (S) y nitrógeno (N), como el carbón, gas natural, gas oil, petróleo, etc.
Los ácidos, principalmente ácido sulfúrico y ácido nítrico, se disuelven en las gotas de agua que forman las nubes y en las propias gotas de agua de lluvia, depositándose en el suelo. Ambos ácidos se originan en la atmósfera al reaccionar el trióxido de azufre (SO3) y el dióxido de nitrógeno (NO2) con agua, oxígeno y otras sustancias químicas presentes. En presencia de luz solar aumenta la velocidad de la mayoría de estas reacciones.
Existe también otra forma de contaminación ácida conocida como deposición seca, y hace referencia a gases y partículas ácidos que son arrastrados por el viento, chocando contra edificios, coches, casas y árboles. Otra vía de arrastre son las lluvias fuertes. En este caso las sustancias ácidas se incorporan a la lluvia ácida, lo que contribuye a aumentar su acidez.
Aproximadamente la mitad de las sustancias ácidas en la atmósfera caen al suelo por procesos de deposición seca.
¿Cómo se mide la lluvia ácida?
La lluvia ácida se mide según la escala de "pH", potencial hidrógeno. Cuanto más bajo sea el pH de una sustancia, es más ácida.
El agua pura tiene un pH de 7.0 y normalmente la lluvia tiene un pH entre 5 y 6, es decir, es ligeramente ácida, por llevar ácido carbónico que se forma cuando el dióxido de carbono del aire se disuelve en el agua que cae. En cambio, en zonas con la atmósfera contaminada por estas sustancias acidificantes, la lluvia tiene valores de pH de hasta 4 ó 3 y, en algunas zonas en que la niebla es ácida, el pH puede llegar a ser de 2 ó 3, es decir similar al del zumo del limón o al del vinagre.
¿Cuáles son los efectos de la lluvia ácida?
Los efectos ocasionados por el agua ácida dependerán de diversos factores, como el grado de acidez del agua, la composición química del suelo y su capacidad de "amortiguación" (buffering), así como de las características de los organismos vivos afectados.
La deposición ácida contribuye a la reducción del pH en ecosistemas terrestres y acuáticos y permite la movilización de metales tóxicos, especialmente del aluminio. Esto ocasiona una variedad de efectos, como son daños a bosques y suelos, peces y otros seres vivos, materiales de construcción y a la salud humana. Asimismo, la lluvia ácida actúa reduciendo la visibilidad.
En los bosques, la lluvia ácida produce daños al descomponer los nutrientes del suelo, dificultando el crecimiento natural de los árboles. El daño se puede extender a los pastos de las praderas, perjudicando al ganado, y a los lagos, pudiendo ocasionar la muerte de gran cantidad de peces.
Los efectos de la lluvia ácida en el suelo pueden verse incrementados en bosques de zonas de alta montaña, donde la niebla contribuye a aportar cantidades importantes de los contaminantes ácidos.
La lluvia ácida contribuye a la degradación de los materiales de construcción y artísticos (mal de piedra) y la corrosión metálica. Los monumentos y edificios son sensibles a la acción de la lluvia ácida. Muchas ruinas han desaparecido o están por de hacerlo, a causa de este factor.
El daño que produce a las personas es principalmente indirecto, mediante el consumo de peces y agua potable contaminados por la lluvia ácida.
¿Cómo se puede reducir la lluvia ácida?
Para reducir la lluvia ácida es necesario disminuir la emisión de los compuestos químicos que dan origen a los ácidos, es decir, de los precursores de los ácidos, los cuales son principalmente el bióxido de azufre (SO2) y los óxidos de nitrógeno (monóxido de nitrógeno, NO, y bióxido de nitrógeno, NO2).
En la actualidad se puede disminuir la formación de SO2 eliminando el azufre de los combustibles fósiles o atrapando los SOx antes que se emitan a la atmósfera, mediante reacciones químicas que los transforman en especies químicas menos reactivas. La utilización de convertidores catalíticos disminuye la formación de NO y NO2, puesto que reducen dichos óxidos a N2 y O2.
Que es Nanotecnología?
Definición de Nanotecnología
Nanotecnología, es el estudio y desarrollo de sistemas en escala nanométrica, "nano" es un prefijo del Sistema Internacional de Unidades que viene del griego νάνος que significa enano, y corresponde a un factor 10^-9, que aplicado a las unidades de longitud, corresponde a una mil millonésima parte de un metro (10^-9 Metros) es decir 1 Nanómetro, la nanotecnología estudia la materia desde un nivel de resolución nanométrico, entre 1 y 100 Nanómetros aprox. hay que saber que un átomo mide menos de 1 nanómetro pero una molécula puede ser mayor, en esta escala se observan propiedades y fenómenos totalmente nuevos, que se rigen bajo las leyes de la Mecánica Cuántica, estas nuevas propiedades son las que los científicos aprovechan para crear nuevos materiales (nanomateriales) o dispositivos nanotecnológicos, de esta forma la Nanotecnología promete soluciones a múltiples problemas que enfrenta actualmente la humanidad, como los ambientales, energéticos, de salud (nanomedicina), y muchos otros, sin embargo estas nuevas tecnologías pueden conllevar a riesgos y peligros si son mal utilizadas.
La siguiente imagen muestra la unidad de medida de diversos sistemas, y la escala a la que pertenecen (Nano o Micro).
Historia de la Nanotecnología
Uno de lo pioneros en el campo de la Nanotecnología es el Físico estadounidense Richard Feynman, que en el año 1959 en un congreso de la sociedad americana de Física en Calltech, pronunció el discurso "There'sPlenty of Room at theBottom" (Hay mucho espacio ahí abajo) en el que describe un proceso que permitiría manipular átomos y moléculas en forma individual, a través de instrumentos de gran precisión, de esta forma se podrían diseñar y construir sistemas en la nanoescala átomo por átomo, en este discurso Feynman también advierte que las propiedades de estos sistemas nanométricos, serían distintas a las presentes en la macroescala.
En 1981 el Ingeniero estadounidense Eric Drexler, inspirado en el discurso de Feynman, publica en la revista Proceedings of theNationalAcademy of Sciences, el artículo "Molecular engineering: Anapproachtothedevelopment of general capabilitiesfor molecular manipulation" en donde describe mas en detalle lo descrito años anteriores por Feynman. El término "Nanotecnología" fue aplicado por primera vez por Drexler en el año 1986, en su libro "Motores de la creación : la próxima era de la Nanotecnología" en la que describe una máquina nanotecnológica con capacidad de autoreplicarse, en este contexto propuso el término de "plaga gris" para referirse a lo que sucedería si un nanobotautoreplicante fuera liberado al ambiente.
Además de Drexler, el científico Japonés NorioTaniguchi, utilizó por primera vez el término nano-tecnología en el año 1974, en la que define a la nano-tecnología como el procesamiento, separación y manipulación de materiales átomo por átomo.
http://www.nanotecnologia.cl/que-es-nanotecnologia/
La palabra "nanotecnología" es usada extensivamente para definir las ciencias y técnicas que se aplican al un nivel de nanoescala, esto es unas medidas extremadamente pequeñas "nanos" que permiten trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus átomos. En síntesis nos llevaría a la posibilidad de fabricar materiales y máquinas a partir del reordenamiento de átomos y moléculas. El desarrollo de esta disciplina se produce a partir de las propuestas de Richard Feynman (Breve cronología - historia de la nanotecnología).
La mejor definición de Nanotecnología que hemos encontrado es esta: La nanotecnologia es el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a nano escala, y la explotación de fenómenos y propiedades de la materia a nano escala.
Cuando se manipula la materia a la escala tan minúscula de átomos y moléculas, demuestra fenómenos y propiedades totalmente nuevas. Por lo tanto, científicos utilizan la nanotecnología para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos y poco costosos con propiedades únicas
Nos interesa, más que su concepto, lo que representa potencialmente dentro del conjunto de investigaciones y aplicaciones actuales cuyo propósito es crear nuevas estructuras y productos que tendrían un gran impacto en la industria, la medicina (nanomedicina), etc..
Esta nuevas estructuras con precisión atómica, tales como nanotubos de carbón, o pequeños instrumentos para el interior del cuerpo humano pueden introducirnos en una nueva era, tal como señala Charles Vest (ex-presidente del MIT). Los avances nanotecnológicos protagonizarían de esta forma la sociedad del conocimiento con multitud de desarrollos con una gran repercusión en su instrumentación empresarial y social.
La nanociencia está unida en gran medida desde la década de los 80 con Drexler y sus aportaciones a la"nanotecnología molecular", esto es, la construcción de nanomáquinas hechas de átomos y que son capaces de construir ellas mismas otros componentes 03moleculares. Desde entonces Eric Drexler (personal webpage), se le considera uno de los mayores visionarios sobre este tema. Ya en 1986, en su libro "Engines of creation" introdujo las promesas y peligros de la manipulación molecular. Actualmente preside el ForesightInstitute.
El padre de la "nanociencia", es considerado Richard Feynman, premio Nóbel de Física, quién en 1959 propuso fabricar productos en base a un reordenamiento de átomos y moléculas. En 1959, el gran físico escribió un artículo que analizaba cómo los ordenadores trabajando con átomos individuales podrían consumir poquísima energía y conseguir velocidades asombrosas.
Existe un gran consenso en que la nanotecnología nos llevará a una segunda revolución industrial en el siglo XXI tal como anunció hace unos años, Charles Vest (ex-presidente del MIT).
Supondrá numerosos avances para muchas industrias y nuevos materiales con propiedades extraordinarias (desarrollar materiales más fuertes que el acero pero con solamente diez por ciento el peso), nuevas aplicaciones informáticas con componentes increíblemente más rápidos o sensores moleculares capaces de detectar y destruir células cancerígenas en las partes más dedlicadas del cuerpo humano como el cerebro, entre otras muchas aplicaciones.
Podemos decir que muchos progresos de la nanociencia estarán entre los grandes avances tecnológicosque cambiarán el mundo.
http://www.euroresidentes.com/futuro/nanotecnologia/nanotecnologia_que_es.htm
Aplicaciones de la nanotecnología medio y a largo plazo
Nos hemos centrado aquí en unos pocos productos en los que la nanotecnología es ya una realidad. Sin embargo, las aplicaciones a medio y largo plazo son infinitas. Los campos que están experimentando contínuos avances son:
- Energias alternativas, energía del hidrógeno, pilas (células) de combustible, dispositivos de ahorro energético.
- Administración de medicamentos, especialmente para combatir el cáncer y otras enfermedades.
- Computación cuántica, semiconductores, nuevos chips.
- Seguridad. Microsensores de altas prestaciones. Industria militar.
-Aplicaciones industriales muy diversas: tejidos, deportes, materiales, automóviles, cosméticos, pinturas, construcción, envasados alimentos, pantallas planas...
- Contaminación medioambiental.
- Prestaciones aeroespacioles: nuevos materiales, etc.
- Fabricación molecular.
http://www.oni.escuelas.edu.ar/2005/SAN_LUIS/1042/usos_aplica.htm
CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN Y NOCIONES FUNDAMENTALES.
1.1 INTRODUCCIÓN
El objetivo de este documento es explicar qué es exactamente la Nanotecnología y presentar de manera concisa los conceptos fundamentales de esta materia para que las personas que desconozcan este campo tengan una idea general de las perspectivas y las cuestiones que estarán presentes por sí mismas en los próximos años. Hemos de advertir al lector que incluso la definición de "Nanotecnología" es polémica y es posible que alguien quiera calificar nuestra definición. Por esta razón, hemos basado nuestra definición en los conceptos que sostienen los profesionales del campo en la actualidad.
1.2 DEFINICIÓN
Desarrollo y producción de artefactos en cuyo funcionamiento resulta crucial una dimensión de menos de 100 nanómetros (1 nanómetro, nm, equivale a 10-9 metros). Se espera que, en el futuro, la nanotecnología permita obtener materiales con una enorme precisión en su composición y propiedades. Estos materiales podrían proporcionar estructuras con una resistencia sin precedentes y ordenadores o computadoras extraordinariamente compactos y potentes. La nanotecnología podría conducir a métodos revolucionarios de fabricación átomo por átomo y al empleo de cirugía a escala celular.
1.3 HISTORIA
En una conferencia impartida en 1959 por uno de los grandes físicos del siglo pasado, el maravilloso teórico y divulgador Richard Feynman, ya predijo que "había un montón de espacio al fondo" (el título original de la conferencia fue "There'splenty of room at thebottom") y auguraba una gran cantidad de nuevos descubrimientos si se pudiera fabricar materiales de dimensiones atómicas o moleculares. Hubo que esperar varios años para que el avance en las técnicas experimentales, culminado en los años 80 con la aparición de la Microscopía Túnel de Barrido (STM) o de Fuerza Atómica (AFM), hiciera posible primero observar los materiales a escala atómica y, después, manipular átomos individuales
A continuación se muestra una breve cronología sobre la nanotecnología
Los años 40: Von Neuman estudia la posibilidad de crear sistemas que se auto-reproducen como una forma de reducir costes.
1959: Richard Feynmann habla por primera vez en una conferencia sobre el futuro de la investigación científica: "A mi modo de ver, los principios de la Física no se pronuncian en contra de la posibilidad de maniobrar las cosas átomo por átomo".
1966: Se realiza la película "Viaje alucinante" que cuenta la travesía de unos científicos a través del cuerpo humano. Los científicos reducen su tamaño al de una partícula y se introducen en el interior del cuerpo de un investigador para destrozar el tumor que le está matando. Por primera ve en la historia, se considera esto como una verdadera posibilidad científica. La película es un gran éxito.
1982 GerdBinning y Heinrich Rohrer, descubrieron el Microscopio de Efecto Túnel (Premio Nobel 1986).
1985: Se descubren los buckminsterfullerenes
1989: Se realiza la película "Cariño he encogido a los niños", una película que cuenta la historia de un científico que inventa una máquina que puede reducir el tamaño de las cosas utilizando láser.
1.4 EL NANO
Se define al "NANO" como la milésima parte de un millón, es decir un nanómetro representa la milmillonésima parte de un metro o lo que es lo mismo decir la millonésima parte de un milímetro.
1.5 IMPACTO EN LA VIDA MODERNA
Su impacto en la vida moderna aún parece una historia de ciencia ficción. Fármacos que trabajan a nivel atómico, microchips capaces de realizar complejos análisis genéticos, generación de fuentes de energía inagotables, construcción de edificios con microrrobots, combates de plagas y contaminación a escala molecular, son sólo algunos de los campos de investigación que se desarrollan con el uso de la nanotecnología, conocimiento que permite manipular la materia a escala nanométrica, es decir, átomo por átomo.
Considerado por la comunidad científica internacional como uno de los más "innovadores y ambiciosos" proyectos de la ciencia moderna, la nanotecnología tiene su antecedente más remoto en un discurso pronunciado en diciembre de 1959 por el físico Richard Feynman, ganador del Premio Nobel, quien estableció las bases de un nuevo campo científico.
Vinculado a la investigación científica desarrollada por las principales instituciones públicas de educación superior, la nanotecnología fomenta un modelo de colaboración interdisciplinario en campos como la llamada nanomedicina -aplicación de técnicas que permitan el diseño de fármacos a nivel molecular-, la nanobiología y el desarrollo de microconductores.
Leer más: http://www.monografias.com/trabajos55/nanotecnologia/nanotecnologia.shtml#ixzz2wMbIAf69
