martes, 22 septiembre 2020
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Del Uniforme al Vehículo

Ricardo Illán Romero. Teniente coronel de Infantería

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Un nuevo estudio del Ejército norteamericano indica que los materiales que actualmente se utilizan para la fabricación de los equipos de protección personal de los soldados podrían ser empleados para la producción de vehículos dada su resistencia y las propiedades que tienen. Los resultados de este estudio se publicaron recientemente en la revista Polymer y destaca que ciertos polímeros podrían mejorar la forma en la que los vehículos no tripulados disipan energía.

Una cosa prometedora de la investigación sobre estos materiales es que son menos susceptibles a la corrosión, lo que evita la muerte prematura que sufren los componentes de los actuales vehículos. También, en contraste con los compuestos tradicionales, los que se han estudiado
ahora son mucho menos frágiles y ofrecen un control incomparable sobre la arquitectura del material, con características eléctricas y térmicas superiores a los materiales de fibra convencionales. Por ejemplo, los materiales muestran un gran potencial para proteger los vehículos contra la acumulación de electricidad estática, descargas y rayos.

Según los especialistas, es necesario aún una comprensión más profunda sobre la naturaleza de las interacciones a nivel molecular en estos materiales. Esto ayudaría a mejorar los niveles máximos de estrés que pueden soportar y adaptar los mecanismos de disipación de energía. Ciertos vehículos militares, como son los helicópteros, soportan fuertes vibraciones, y los materiales que los componen acusan fatiga intensa. En estos casos la naturaleza conductora de los nuevos materiales podría ayudar en la monitorización de la salud estructural del vehículo y evaluar con precisión la situación, los daños posibles y la vida restante de sus componentes.

Estos estudios están dirigidos por el Laboratorio de Investigación del Ejército y, hasta el momento, son una investigación teórica a través del ordenador. También colaboran el Laboratorio de Nanotecnologías de Soldados del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) y Scinetics Inc. A este grupo de investigadores podría unirse la Universidad de Drexel, que está promoviendo la investigación de los usos potenciales de polímeros PUU que son el foco de estos estudios para su empleo en nuevas aplicaciones. Toda una panoplia de estudiosos para conseguir «vestir» a personas y vehículos con materiales similares.

U.S. Future Army vehicles could see an improvement in structural materials por Staff Writers en www.spacewar.com

Con el sudor en la piel

Actualmente, todo nombre o actividad que se precie tiene que tener una e que le preceda; si no, no se es nada. Ahora los mensajes por correo son e-mails, los libros electrónicos son e-books, el aprendizaje es e-learning, la compraventa por internet es e-commerce, y así muchos más términos que se van metiendo en nuestro vocabulario y que tienen en común lo electrónico. Pues bien, ahora hemos sabido que existe una e-skin y que no es nada más ni nada menos que algo que se viene a llamar una segunda piel o piel electrónica. Esta piel electrónica imita las propiedades de la piel biológica de las personas. Las e-skins desarrolladas recientemente son capaces de monitorear de forma inalámbrica las señales fisiológicas y se vislumbra que podrían desempeñar un papel crucial en la próxima generación de robótica y dispositivos médicos. El interés que este tipo de piel puede tener para el soldado ya lo ha expresado el Ejército norteamericano y los avances en este campo los sigue con idea de emplearla para el control sanitario de sus soldados.

Las pieles electrónicas que hasta ahora han sido, se centran rincipalmente en la monitorización de parámetros fisiológicos como son la frecuencia cardíaca, pero no pueden evaluar la información de salud a nivel molecular. Además, requieren baterías para alimentarlas y, lógicamente, las baterías hay que recargarlas con cierta frecuencia. Estas limitaciones las sortea la piel electrónica desarrollada por los laboratorios Caltech (Pasadena, California) que es capaz de analizar la composición química y molecular del sudor humano y, además, se «recarga» por las sustancias químicas que se encuentran en el sudor.

A pesar de los esfuerzos por conseguir energía del cuerpo para alimentar la función de las pieles electrónicas, no se había conseguido el que pudieran actuar como biosensores y transmitir la información a través de comunicaciones inalámbricas Bluetooth estándar, y esto se debía a la falta de eficiencia energética. Lo más original de este nuevo sistema de Caltech es que recogen la energía del cuerpo a través de células (o celdas) de biocombustible y dichas células convierte le energía química en electricidad.

En concreto, convierten el ácido láctico del sudor humano en electricidad. Además de contener células de biocombustible, la piel electrónica contiene biosensores que pueden analizar información metabólica como son los niveles de glucosa, urea, PH y así controlar la diabetes, la isquemia y otras condiciones de salud, así como otros datos físicos tales como la temperatura de la piel.

Las células de biocombustibles no producen mucha energía de por sí y tampoco son muy estables que digamos. Para mejorar estas limitaciones, se usan nuevos nanomateriales para los dos electrodos de la célula; el cátodo está compuesto por una malla de nanotubos de carbono
decorados con nanopartículas que contienen platino y cobalto; el ánodo es un material nanocompuesto que contiene una enzima que descompone el ácido láctico. Así, las células de biocombustible pueden generar una potencia continua y estable de varios milivatios por centímetro cuadrado durante varios días en sudor humano; esto es suficiente para alimentar
los biosensores y la comunicación inalámbrica.

Con este nuevo avance en el desarrollo de la piel electrónica se abre la puerta no solo a la atención médica de la persona al poder monitorear su salud, realizar un diagnóstico temprano y una posible intervención nutricional, sino que también se abre la posibilidad de diseñar y optimizar prótesis de próxima generación. Los estudios realizados sugieren que la e-skin puede ser empleada como interfaz hombre-máquina para controlar el movimiento de un brazo robótico o de una pierna protésica. Entre otras cosas.

A smart second skin gets all the power it needs from sweat por Wei Gao en
www.theconversation.com

Fecha de publicaciónjulio/agosto, 2020

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