APLICACIONES DE LOS MATERIALES SEMICONDUCTORES Y SUPERCONDUCTORES EN EL BIOMAGNETISMO

“AÑO DE LA UNIVERSALIZACIÓN DE LA SALUD”

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FACULTAD DE INGENIERÍA

ELECTROMAGNETISMO “A”

CASO N°06- GRUPO 10

APLICACIONES DE LOS MATERIALES SEMICONDUCTORES Y SUPERCONDUCTORES EN EL BIOMAGNETISMO

Integrantes    :

·        Bermeo Carrasco, Sieeler  

.         Carrillo Ramírez, Yilda

.     Correa Arroyo, César

·        Figueroa Gayoso, Rodrigo

.     Ipanaqué Castillo, Patricia

.     Jaramillo Ramírez, Luis

.     Jiménez Silva, Carla

.     Ruiz Alvarado, Walter

.     Silupú Zapata, Verónica

.     Soto Arrieta, Tula

                        Profesor        :

                                                               MSc. Ing. Marcoantonio Alamo Viera

Piura, 08 de Mayo del 2020

ÍNDICE

 INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………..1

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Y JUSTIFICACIÓN……………………….2

OBJETIVOS Y ALCANCE…………………………………………………………..3

MARCO TEÓRICO Y ESTADO DEL ARTE………………………………………..4

BIBLIOGRAFÍA Y REFERENCIAS………………………………………………...5

GESTIÓN DEL PROYECTO Y CRONOGRAMA…………………………………..6

INTRODUCCIÓN

Actualmente, el estudio de las propiedades físicas de los materiales semiconductores y superconductores y sus infinidades de aplicaciones en el desarrollo tecnológico de dispositivos electrónicos, campos como la medicina, seguridad, transporte y medio ambiente, sin duda alguna representa una de las revoluciones científico- tecnológicas de mayor impacto sobre nuestra sociedad. En la vida cotidiana estamos rodeados por estos materiales de alguna u otra manera, sin a veces darnos cuenta, pero es necesario conocer el comportamiento de estos materiales y no solamente hacer uso de ellos.

En la década del 50, los dispositivos semiconductores reemplazaron los tubos electrónicos de la industria. Esto debido a la enorme reducción de tamaño, costo y consumo de electricidad. Además, estos brindaron mayor durabilidad y confiabilidad. Por esto se dice que los materiales semiconductores generaron un cambio revolucionario en las telecomunicaciones, almacenamiento de información, entre otros. [1]

Por otro lado, tenemos a los materiales superconductores cuyo descubrimiento se remonta a principios del siglo XX, H. Kamerlingh Omnes, un físico holandés se dedicó a estudiar junto a su equipo de trabajo las propiedades de la materia a temperaturas muy bajas, que oscilan entre -271°C y -259°C. Ellos pudieron darse cuenta que la resistencia eléctrica del mercurio tiende a cero, es decir desaparece cuando es sometido a una temperatura por debajo de -296 °C. En ese momento acababan de descubrir la superconductividad. Ellos fueron acreedores del Premio Nobel de Física en el año 1913. [2]

Los materiales superconductores también tienen un sinfín de aplicaciones. Estos se emplean comúnmente para crear campos magnéticos muy intensos, utilizados en escáneres para uso médico, así como también en aceleradores y frenos magnéticos. En caso fuera posible su manejo a temperaturas más altas podría utilizarse en la creación de motores superpotentes o en medios de transporte que pueden levitar en el aire. [3]

El enfoque de este trabajo de investigación será las posibles aplicaciones de ambos materiales en el sector salud. Es necesario invertir tiempo y dinero en realizar proyectos de investigación científicos que sirvan para el ámbito de salud pública. La pandemia que se vive actualmente en todo el mundo, provocada gracias al virus COVID -19 nos ha demostrado que es fundamental estar preparados con los equipos de aparatos médicos necesarios, tanto en la calidad de estos equipos como en la cantidad, ya que esta es la única manera de salvar vidas humanas en momentos como estos.

Los materiales superconductores se han aplicado en la fabricación de equipos capaces de realizar resonancias magnéticas nucleares logrando curar arterias sin realizar cirugías, extraer tumores, corregir arterias que han sufrido algún daño, entre otros. Estos materiales se utilizan en base a la capacidad de producir campos magnéticos de gran intensidad, es por ellos que están fuertemente vinculados también con los sectores de radioterapia.

La importancia del estudio de estos materiales radica principalmente en la contribución que estos han hecho en el avance de la tecnología y que, los descubrimientos que se hacen día a día de estos materiales son un paso significativo hacia una gama más amplia de mejores futuras aplicaciones en distintos ámbitos que se le pueden dar.

PLANTEAMIENTO DE PROBLEMA Y JUSTIFICACIÓN

JUSTIFICACIÓN

Los materiales semiconductores y superconductores cumplen un rol muy importante en las diferentes ramas de las industrias actuales, con el paso de los años su importancia crece a la par de la evolución de los dispositivos electrónicos y el desarrollo de las tecnologías.[5,6]

La flexibilidad de los materiales semiconductores, le ha permitido ser una de las mayores revoluciones del mundo moderno  desde 1950, cuando reemplazaron a los tubos electrónicos en la industria tradicional; desde su dispositivo más simple, el diodo, relacionado directamente con la transformación de energía, como convertir energía luminosa en energía eléctrica; hasta sus aplicaciones más importantes, los transistores que se encuentran presentes en el desarrollo técnico de dispositivos eléctricos fundamentales para nuestra vida cotidiana . [6]

Se han ideado problemas sintéticos y estructurales que requieren producción complementaria para habilitar aplicaciones adicionales en computación óptica e imágenes médicas infrarrojas en vivo. [7]

Los materiales superconductores pueden utilizarse para medir campos magnéticos y suponen una gran promesa en el ámbito energético, llegando incluso a reemplazar a otros materiales ya existentes, debido a que reduce el peso y tamaño en los generadores de energía. Actualmente los imanes más potentes se fabrican con cables superconductores llamados electroimanes superconductores, este es el caso de los imanes que se utilizan en el ámbito de la medicina como los aparatos de resonancia magnética nuclear.[8]

Sintetizando todo lo dicho anteriormente, la importancia de los materiales semiconductores y superconductores en la medicina, recae en lo indispensable que son para la fabricación de tecnologías, su relación con los campos magnéticos, la transformación de los distintos tipo de energías y  su uso en los laboratorios científicos de Perú; por lo cual se desarrollarán métodos experimentales y ensayos; así como el análisis de efecto Josephson, que nos permitirá sintetizar conclusiones, encontrar soluciones.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

En los últimos años, la tecnología en distintos sectores ha venido creciendo exponencialmente por los avances científicos, creando e innovando a través de prototipos, equipos y demás. Como parte de esta tecnología evolutiva, se tiene a los materiales conductores como uno de los principales objetos que se incluyen para que todo esto sea posible.  Como viabilidad de proyecto se pretende investigar los materiales semiconductores y superconductores tomando como enfoque al sector salud sabiendo más a detalle lo importante que resulta ser cada elemento teniendo en cuenta sus propiedades y características mecánicas.

Las consecuencias del electromagnetismo en el cuerpo humano no deberían ser evaluados teniendo en cuenta únicamente la energía que emana los estímulos al cuerpo, pues resulta fundamentalmente darse cuenta del entorno biológico y la energía que participa allí debido a que los resultados del proceso experimental in vitro no siempre tienen que ser extrapolados in vivo. Resulta aún complicado definir las consecuencias de los campos magnéticos sobre el tejido vivo ya que, la dificultad para reconocer si la respuesta del cuerpo vendría a ser resultado del campo eléctrico, magnético-que se caracterizan por un alineamiento de electrones-, o de la misma radiación por la emanación de fotones a distancia en el espacio determinado. [9]

Se puede entender que, gracias al electromagnetismo, mediante la repercusión que tienen los materiales semiconductores y superconductores se puede tratar principalmente enfermedades como: Alzheimer mediante los magnetos encefalogramas, el cáncer mediante las resonancias magnéticas; entre otros. [10]

Gracias al efecto Josephson, los materiales superconductores han venido utilizándose para la medición de campos magnéticos, esto gracias a un dispositivo llamado SQUID(Superconducting Quantum Interference Device). Cabe recalcar que éstos son los detectores con más sensibilidad de campos magnéticos siendo su uso de gran importancia en los laboratorios científicos y en la medicina. [11]

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