Tecnologias Emergentes

Universidad Católica Sedes Sapientiae

Facultad de Ingeniería

Carrera Profesional de Ingeniería de Sistemas

Tecnologías Emergentes

“Tarea Académica N°1”

Docente: Joel Lopez del Mar

Alumno: Miguel Ángel Castañeda Morote

Ciclo Académico 2015-I

I. Biotecnología

Tecnología basada en la biología, es decir es toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos para usos específico. Aplicaciones de la biotecnología:

• Biotecnología roja: se aplica a la utilización de biotecnología en procesos médicos. Algunos ejemplos son el diseño de organismos para producir antibióticos, el desarrollo de vacunas y nuevos fármacos, los diagnósticos moleculares, las terapias regenerativas y el desarrollo de la ingeniería genética para curar enfermedades a través de la terapia génica.

• Biotecnología blanca: conocida como biotecnología industrial, es aquella aplicada a procesos industriales. Un ejemplo de ello es el diseño de microorganismos para producir un producto químico o el uso de enzimas como catalizadores industriales, ya sea para producir productos químicos valiosos o destruir contaminantes químicos peligrosos (por ejemplo utilizando oxidorreductasas). También se aplica a los usos de la biotecnología en la industria textil, en la creación de nuevos materiales, como plásticos biodegradables y en la producción de biocombustibles. Su principal objetivo es la creación de productos fácilmente degradables, que consuman menos energía y generen menos deshechos durante su producción. La biotecnología blanca tiende a consumir menos recursos que los procesos tradicionales utilizados para producir bienes industriales.

• Biotecnología verde: es la biotecnología aplicada a procesos agrícolas. Un ejemplo de ello es el diseño de plantas transgénicas capaces de crecer en condiciones ambientales desfavorables o plantas resistentes a plagas y enfermedades. Se espera que la biotecnología verde produzca soluciones más amigables con el medio ambiente que los métodos tradicionales de la agricultura industrial. Un ejemplo de esto es la ingeniería genética en plantas para expresar plaguicidas, con lo que se elimina la necesidad de la aplicación externa de los mismos, como es el caso del maíz Bt. Si los productos de la biotecnología verde como éste son más respetuosos con el medio ambiente o no, es un tema de debate.

• Biotecnología azul: también llamada biotecnología marina, es un término utilizado para describir las aplicaciones de la biotecnología en ambientes marinos y acuáticos. Aún en una fase temprana de desarrollo sus aplicaciones son prometedoras para la acuicultura, cuidados sanitarios, cosmética y productos alimentarios.

En el maíz BT se transfiere un gen proveniente de una bacteria la planta del maíz. En este caso, los bacilos del suelo fabrican una proteína que mata a las larvas de un insecto que normalmente destruyen los cultivos de maíz. Al transferirle el gen correspondiente, ahora el maíz fabrica esta proteína y por lo tanto resulta refractaria al ataque del insecto.

II. Diferencia entre Tecnologías emergentes tecnologías convergentes

La diferencia radica esencialmente en que las tecnologías convergentes combinan varias disciplinas o ciencias en forma sinérgica logrando de esa manera que se pueda diseñar nuevos dispositivos que permitan expandir o mejorar las capacidades cognitivas, comunicativas y físicas; en cambio las tecnologías emergentes son aquellas que crean nuevos dispositivos a partir de la innovación de una existente, de la combinación de tecnologías, o de el avance progresivo de un dispositivo o tecnología creada en su forma incipiente.

III. Computación Evolutiva

Conjunto de técnicas que basándose en la simulación de los procesos naturales y la genética se utilizan para resolver problemas complejos de búsqueda y aprendizaje, La computación Evolutiva está inspirada principalmente en los mecanismos de evolución biológica propuestos por Darwin, Medel y Lamark. Una de las disciplinas que la utiliza es la inteligencia artificial a través de la construcción de algoritmos y pseudocódigos que tratan de imitar a la inteligencia natural buscando encontrar la mejor soluciona a problemas de optimización combinatoria.

Generalmente la computación evolutiva se basa en la siguiente metáfora, denominada como metáfora evolutiva:

• Una población de individuos coexiste en un determinado entorno con recursos limitados.

• La competición por los recursos provoca la selección de aquellos individuos que están mejor adaptados al entorno.

• Estos individuos se convierten en los progenitores de nuevos individuos a través de procesos de mutación y recombinación.

• Los nuevos individuos pasan a competir por su supervivencia.

• Con el paso del tiempo, esta selección natural provoca el incremento en la “calidad” de los individuos de la población.

Una aplicación de la computación evolutiva sería la generación de algoritmos y pseudocódigos como el siguiente:

BEGIN

INICIALIZAR de forma aleatoria una población con soluciones candidatas EVALUAR cada candidato

REPEAT UNTIL ( CONDICIÓN DE TERMINACIÓN == true )

1. SELECCIONAR progenitores

2. RECOMBINAR progenitores seleccionados obteniendo descendencia

3. MUTAR descendencia

4. EVALUAR nuevos candidatos

5. SELECCIONAR individuos para la próxima generación

END REPEAT

END

IV. Administración de fármacos a través de nano escala

Consiste en productos farmacéuticos que pueden ser entregados precisamente a nivel molecular dentro o alrededor de una célula enferma ofrecen posibilidades sin precedentes de tratamientos más eficaces y reducir los efectos secundarios no deseados. Localizar 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.

Una aplicación de esta tecnología es el uso de nanopartículas; las cuales son el resultado de la continua reducción del tamaño de las partículas que ya se hacía en la tecnología farmacéutica convencional.

Esta tecnología inició su desarrollo como una estrategia para atacar problemas con fármacos que son poco solubles con agua. La reducción de las partículas de los fármacos aumenta la velocidad de disolución y el límite de saturación de la solubilidad.

Entre las ventajas de usar este tipo de fármacos nanoparticulados se encuentran:

• Mejor biodisponibilidad

• Disminución entre la variabilidad de respuesta entre los estados de ayuno y no ayuno

• Rápida instalación del efecto terapéutico en la administración oral

• Protección del activo incorporado contra la degradación química

• Mayor flexibilidad en la modulación en la liberación de los fármacos

Por ejemplo: En la Universidad Federal de Rio Grande do Sul de Brasil se desarrolló la tecnología de nanoencapsulado de los principios activos utilizados por Biolab, que se emplean en la composición del anestésico y del medicamento capilar. Las nanocápsulas son esféricas, con un diámetro promedio de 200 nanómetros (1 nanómetro equivale a 1 milímetro dividido en 1 millón de partes).

V. Impresión en 3-D

Una impresora 3D es un dispositivo capaz de generar un objeto sólido tridimensional mediante la adición de material. Los métodos de producción tradicionales son sustractivos, es decir, generan formas a partir de la eliminación de exceso de material. Las impresoras 3D se basan en modelos 3D para definir qué se va a imprimir. Un modelo no es sino la representación digital de lo que vamos a imprimir mediante algún software de modelado. Por dar un ejemplo de lo anterior, con una impresora 3D podríamos generar una cuchara, o cualquier otro objeto que podamos imaginar, usando tan solo la cantidad estrictamente necesaria de material, y para hacerlo deberemos tener la representación del objeto en un formato de modelo 3D reconocible para la impresora.

Los materiales que actualmente pueden utilizarse para ‘imprimir’ son variados y lo cierto es que influyen bastante en el coste de la impresora. Cualquier impresora de bajo coste suele funcionar con termoplásticos como el PLA o ABS. Pero nos encontramos impresoras capaces de trabajar con metal, fotopolímeros o resina líquida, aunque resultan prohibitivas para entornos no industriales.

La tecnología 3D está basada en la construcción del prototipo por capas utilizando materias primas en polvo como harinas provenientes de almidón o yeso. Estos materiales finamente molidos se colocan en bateas especiales, y una boquilla que se mueve en el plano x-y proyecta micro gotas de resina aglomerante (técnica de chorro de tinta) en capas de espesor definido en el eje z y. Cumplida una capa, la plata forma desciende y una nueva capa se coloca encima y así sucesivamente, conformando la pieza en 3D. En todos los casos el prototipo obtenido en esta máquina debe ser limpiado y aspirado en una cámara de aspiración de polvos, los que luego se recuperan y pueden reutilizarse.

Un ejemplo de la aplicación de esta tecnología es en el ámbito de la veterinaria. En Texas E.E.U.U.

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