Barra

Tecnologia i les seves aplicacions


Tecnologia i les seves aplicacions és una obra del Dr. Asiaín García, de la Universitat de Barcelona, produïda per Tibidabo Edicions, S.A.

El contingut de l'obra, que es compon de 3 DVD i una guia didàctica, abasta dues àrees de coneixement científic, relacionades entre sí:

• Descobriments científics i les seves aplicacions a la vida diària i en d'altres camps de la ciència.

• L'obra aporta dades i conceptes a diferents descobriments científics i les seves aplicacions, com poden ser la creació de microorganismes o les seqüències d'ADN.

 

També ofereix explicacions detallades dels conceptes explicats i proporciona exemples i imatges com complement a l'explicació.

D'aquesta manera s'ajuda a una millor i major comprensió dels conceptes explicats i s'amplien els coneixements sobre la matèria.

- Tecnologia. Avenços i descobriments tecnològics.

En aquest segon gran apartat es tracten els avenços tecnològics que s'estan duent a terme. Així com les seves aplicacions en diversos àmbits. En molts casos aquests avenços tecnològics estan estretament relacionats amb algun dels descobriments científics ja explicats a l'obra, la qual cosa permet veure la relació existent entre la ciència i la tecnologia.

Les explicacions sobre les novetats tecnològiques i els estudis que s'estan duent a terme per aconseguir innovacions futures, ajuden a entendre moltes de les tècniques utilitzades avui en dia i a millorar i depurar-ne l'ús.

Citem dos dels exemples més innovadors als quals es fa referència a l'obra, com són el sistema GPS i els trens d'Alta Velocitat.

L'obra combina l'ús de vocabulari científic amb explicacions amb ternes més senzills, la qual cosa permet la familiarització amb els termes científics i tecnològics així com amb els termes més recents d'aplicacions tecnològiques.

 

L'obra consta de 1 llibre i 3 DVD, en els quals, mitjançant animacions i imatges reals, es complementen les explicacions ofertes al llibre.

 

El preu de l'obra és de 175* euros, IVA i despeses d'enviament incloses.

 

 

*El preu inclou un 15% de descompte per a Biblioteques Públiques.

 

1. El Sincrotró, una eina d'investigació científica. .

Els sincrotons, acceleradors de partícules que emeten un feix de llum molt fi, intens i d'ampli espectre, són una magnífica eina per estudiar la matèria i permeten aconseguir rellevants assoliments científics i industrials. .


2. El sistema de posicionament global (GPS).

El sistema de posicionament global (GPS) és un sistema capaç de determinar la posició de l'usuari a la Terra a qualsevol hora, en qualsevol lloc, en qualssevol condicions meteorològiques mitjançant observacions a satèl·lits artificials. Els satèl·lits GPS orbiten al voltant de la Terra i estan monitoritzats de manera contínua per estacions de control repartides sobre la superfície de la Terra. Els satèl·lits transmeten senyals que poden ser detectades per un usuari amb un receptor GPS para, d'aquesta manera, determinar la seva posició.


 3. Robots Mòbils amb capacitat de percepció, aprenentatge i decisió.

El projecte de robòtica mòbil MARCO consisteix a desenvolupar noves tècniques d'aprenentatge automàtic per adquirir i interactuar amb la informació recollida per sensors externs de diversa índole (càmeres de vídeo, làser, ultrasons). Aquestes habilitats d'aprenentatge, en conjunt, poden ser aplicades a diversos tipus de vehicles mòbils (carretons automàtics, automòbils, robots).


4. Titani i els seus aliatges per a aplicacions tecnològiques.

El titani és l'últim metall de la Taula periòdica descobert, que no era una terra rara, i el seu nom prové del déu Titanos, que significa “nascut de la terra per conquistar el cel”. Aquesta etimologia s'ha fet realitat, ja que les aplicacions més importants del titani extret de minerals són l'aeronàutica i la astronàutica. L'aplicació tecnològica d'aquest metall i els seus aliatges creix de manera espectacular. Els àleps de turbina dels avions, mecanismes, fuselatges d'avions i *astronaves, motors de cotxes i de motocicletes, reactors químics, implants dentals, pals de golf, són algunes de les aplicacions tecnològiques d'aquesta família de metalls, gràcies a la seva baixa densitat, a les excel·lents propietats mecàniques, a la bona resistència a la corrosió i a la seva biocompatibilitat.


 5. Detecció i reconeixement de persones en seqüències de vídeos.

La generació de continguts multimèdia creix exponencialment amb li passo del temps. Aquests continguts abasten des de fotografies o vídeos d'usuaris fins a programes de televisió o pel·lícules comercials. Generalment, aquests continguts s'emmagatzemen en bases de dades per a la seva posterior utilització. Donada la gran quantitat de material existent, es fa necessari el desenvolupament de sistemes automàtics que permetin buscar continguts específics. Aquest article descriu eines desenvolupades a la Universitat Politècnica de Catalunya que permeten detectar i reconèixer persones en una seqüència de vídeo de forma totalment automàtica.

 6. Física i aplicacions de l'efecte Josephson.

Amb li nomeni d'efecte Josephson es denomina al pas de partícules carregades entre dues *superconductores separats per una barrera no *superconductora. Normalment, el superconductor és niobi o alumini i la barrera un aïllant, un òxid d'alumini, li grandària d'una unió és de l'ordre de micres o desenes de *nanómetros. Tals dispositius es coneixen amb li nomeni d'unions Josephson i presenten importants aplicaciones bàsiques i tecnològiques.

 7. Els superconductors: proteccions elèctriques del segle XXI.

La transició entre l'estat superconductor i l'estat metàl·lic o, en ocasions, semiconductor que caracteritza als materials superconductors, pot ser induïda si el corrent que circula pel material excedeix un valor crític. Això els converteix en materials idonis per limitar el corrent que circula en sistemes de potència tals com la xarxa elèctrica permetent augmentar la seva capacitat de transport. Els últims desenvolupaments proven l'eficiència i viabilitat de sistemes de protecció ultrarràpidos basats en superconductors.

 8. La visió per computador: usos i aplicacions.

La visió artificial és un àrea de recerca creixent i d'especial interès en diversos àmbits científics i industrials. Conscients de la seva importància, li grup de Visió per Computador del departament d'Enginyeria de Sistemes, Automàtica i Informàtica Industrial porta més de 20 anys de recerca, desenvolupament i aplicació de computadors especialitzats i algorismes per solucionar problemes que, mitjançant aquestes tècniques, permeten obtenir millors resultats i més fiables.

 9. Anàlisi i modelització d'accidents industrials.

Les instal·lacions industrials i li transporti de mercaderies perilloses impliquen un cert risc (incendis, explosions, etc.). L'anàlisi de riscos és un conjunt de metodologies que permet estudiar, quantificar i reduir aquest risc a límits tolerables.

 10. Els generadors d'electricitat. Organització d'un alternador.

De les 20 intervencions de l'enginyeria que han tingut un impacte més important en la vida de l'home durant el segle XX, l'Acadèmia Americana d'Enginyeria ha posat en primer lloc l'electrificació.

Aquesta electrificació ha exigit quantitats enormes d'energia elèctrica i aquesta és generada gairebé íntegrament pels alternadors, nom amb li que es coneixen les màquines rotatives que converteixen l'energia hidràulica o tèrmica disponible en la naturalesa en energia elèctrica en forma de corrent altern.

Aquestes màquines, que funcionen segons li principi del camp magnètic giratori, poden generar des d'uns pocs centenars a milers de milions d'unitats de potència.

 11. Transport multimèdia en xarxes industrials.

En els últims anys, juntament amb la implantació en l s empreses de sistemes de comunicació són cada vegada més potents i flexibles, s'ha realitzat un gran és forço per millorar la supervisió i el control dels processos industrials, estenent-se l'ús d'aplicacions multimèdia com els sistemes SCADA (supervisió, control i adquisició de dades) o els sistemes de visió per computador. La incorporació del tractament d'imatges en temps real en els processos de supervisió i control de forma integrada amb les xarxes de comunicacions existents, obre un ventall important de noves aplicacions i la seva implementació ha demostrat ser viable en xarxes industrials Profibus.

 12. Transports, territoris i Societat.

Una nova manera de transport -causa i efecte d'evolució i modernització- altera el territori i les formes de vida dels ciutadans. En la seva implantació apareixen actituds subjectives que mobilitzen diversos actors polítics, econòmics i socials, formant un entramat complex de situacions i actituds sovint enfrontades. No obstant això, la presència d'actors facilita la concertació i, en última instància, la realització del projecte.

 13. Logística i transport de mercaderies.

La logística, com a ciència que estudia les operacions de transport, presenta avui dia una gran difusió social com a característica estratègica de supervivència de les empreses productores. Encara així, el sector del transport de mercaderies es troba en clara evolució, els efectes de la qual més palpables es manifesten en l'entorn urbà. D'aquesta manera neix una nova àrea d'interès, la Logística Urbana, que engloba la gestió de la mobilitat de persones i mercaderies en l'àmbit urbà i metropolità.

14. El present i futur del control automàtic.

Després d'explicar en què consisteix el control automàtic i els avantatges d'utilitzar el concepte de realimentació (“feedback”) es descriuran alguns dels actuals sistemes de control automàtic, com són el control de les constants vitals dels organismes vius, li piloto automàtic d'un avió i el control del moviment d'un robot mòbil.

A continuació es detallaran alguns dels temes de recerca que actualment s'estan duent a terme en nous camps d'aplicació del control automàtic i que sens dubte seran d'utilitat en un futur proper.

 15. Impactes socials de l'Enginyeria Civil.

La construcció d'infraestructures desencadena una sèrie d'impactes, directes i indirectes o induïts, positius i negatius. ja que una nova infraestructura modifica l'espai on es desenvolupen les activitats econòmiques i les formes de vida i, en conseqüència, afecta profundament tant el marc com els hàbits de la societat afectada. Amb això s'inicia un procés de transformació més o menys dinàmica. Però sempre irreversible.

 16. Polímers biodegradables.

Els polímers s'han introduït en la nostra vida quotidiana en la segona part del segle XX. Reuneixen les característiques ideals que s'exigeixen a qualsevol material: cost reduït, són lleugers, resistents i pràcticament indestructibles. Els consumim per milers de tones ja que estan presents en la majoria d'objectes i eines que utilitzem. No obstant això, el material voluminós, acolorit i de difícil destrucció planteja un greu problema després d'ús: què fem amb els residus?

17. Components bàsics d'un sistema de control.

Es resumeixen les característiques d'un sistema de control per a l'automatització de processos industrials. Es posa l'accent en les principals tècniques que s'utilitzen per li control. Es presta especial atenció als dispositius que s'utilitzen com a elements controladors i a la programació dels mateixos. Per finalitzar es realitza una breu ressenya de les línies actuals de treball i recerca a l'àrea de l'enginyeria de sistemes.

18. El ferrocarril i l'aviació: Competidors al segle XX i complementaris al segle XXI.

Durant molts anys, el ferrocarril s'ha considerat una manera de transport segur però lent. Per contra, li avió representava la rapidesa. Avui dia, no obstant això, en línies on circulen trens a llauna velocitat, de cada 100 viatgers, 80 o 90 ho fan per ferrocarril i només de 10 a 20 viatgers prenen l'avió. S'explica el perquè d'aquest canvi i com en el trajecte París-Brussel·les, els avions ja no volen i tots els viatgers es desplacen amb tren.

 19. Diagnòstic i control de fallades en sistemes tecnològics .

En augmentar la complexitat dels sistemes tecnològics desenvolupats per l'home en automatitzar cada vegada més la seva operació i control mitjançant l'ús de computadors, és cada vegada més imprescindible l'ús de sistemes de detecció i diagnòstic de fallades que garanteixin un correcte funcionament dels mateixos. Pensem que moltes de les catàstrofes en centrals nuclears, missions espacials, vols comercials que s'han produït aquests últims anys es podrien haver evitat si s'haguessin pogut detectar i diagnosticar a temps les fallades que les han provocat.

Així doncs, en els sistemes de control de sistemes tecnològics (processos industrials, avions, vehicles) les funcions de supervisió serveixen per indicar estats de funcionament indesitjats o no permesos, així com per prendre les accions correctores apropiades, de cara a mantenir el sistema dins dels estats de funcionament adequats i desitjats, evitant accidents o perills.

Dins de les funcions de supervisió, la detecció i diagnòstic de fallades és un element clau lloc que s'encarrega de detectar i localitzar els possibles estats de funcionament indesitjat per al sistema. El control tolerant a fallades és, al seu torn, l'encarregat de prendre les accions correctores apropiades amb la finalitat de mantenir el sistema en el seu estat de funcionament normal en presència d'una fallada en la mesura que sigui possible, o bé de detenir el sistema de forma segura en cas que després de la fallada no sigui possible continuar amb el funcionament del mateix.

 20. El control de la contaminació acústica .

La contaminació acústica és un dels motius de queixa més importants del món desenvolupat, però no ha estat tractat adequadament. Una de les causes és la gran dispersió de fonts de soroll existents, i la dificultat del seu tractament. En el capítol es mostren els camps d'actuació i les tècniques utilitzades en el Laboratori d'Enginyeria Acústica i mecànica (LEAM) per a la determinació i control de les diferents fonts de soroll.

 21. Els autòmats cel·lulars.

Quan, el gen i el bit són expressions del discret encant de la naturalesa. Afavorits per aquesta visió digital del món, els autòmats cel·lulars són una eina matemàtica i de simulació cada vegada més popular. Des de la senzillesa de les seves regles locals ens sorprenen generant dinàmiques complexes que emergeixen espontàniament. Ens alliçonen sobre les condicions perquè sorgeixin la transmissió, modificació i emmagatzematge d'informació. Són una metàfora de les màgiques propietats d'organització que exhibeix aquest fenomen que cridem vida.

 22. Microorganismes: Fàbrica de nous productes.

La utilització de microorganismes en benefici de l'home data de milers d'anys enrere. No obstant això, el desenvolupament de l'enginyeria genètica ha suposat una revolució en el camp de la microbiologia industrial. Actualment és possible no només utilitzar els microorganismes per obtenir productes i fer que els microorganismes sintetitzin molècules que mai van existir en la naturalesa.

 23. Motors biomoleculars i nanotecnologies.

Estudiem diversos sistemes biològics que presenten moviment direccional, com els anomenats motors moleculars (quinesines, dineínes, complex actina-miosina) així com els models físics senzills usats per al seu estudi. Finalment veiem com aquestes mateixes idees es poden aplicar al camp de la tecnologia a escala nanomètrica (nanotecnologia).

24. Enginyeria i disseny de proteïnes per a la seva utilització en processos industrials.

El coneixement de les estructures de moltes proteïnes, així com la possibilitat de manipular el material genètic de molts organismes, ha donat lloc a l'Enginyeria de proteïnes, un conjunt de tècniques que permeten alterar el gen que codifica una proteïna per introduir canvis específics en la seva composició i, per tant, en el seu comportament. L'ocupació d'aquestes tècniques permet produir proteïnes l'ús industrial de les quals sigui més eficaç, així com estudiar el seu comportament en la cèl·lula.

25. Eliminació de metalls pesats d'aigües residuals.

La presència de metalls en les aigües naturals constitueix un seriós problema per als éssers vius. Les aigües residuals industrials són el principal origen d'aquests contaminants. En el nostre estudi hem posat de manifest la gran capacitat de la leonardita, un carbó inmadur, per eliminar metalls com el níquel, zinc, cobalt, crom i plom presents en aigües residuals. En tots els casos els percentatges d'eliminació han estat superiors al 80% i en algun metall s'arriba gairebé al 100%.

 26. Generació d'hidrogen a partir de residus agrícoles i forestals.

Dins de les energies renovables, la biomassa ocupa un lloc prioritari per les seves possibilitats presents i futures. D'altra banda, hi ha un interès creixent en la producció d'hidrogen motivat pel seu important paper en la síntesi química, i sobretot perquè es considera un combustible mediambientalment net. En aquest context, aquest article presenta la producció d'hidrogen a partir de residus agrícoles i forestals mitjançant dos processos termoquímics: gasificació amb vapor d'aigua i reformat de líquids de piròlisi.

 27. Reciclat i valorització energètica de residus sòlids urbans.

La correcta gestió dels residus és una preocupació comuna a tots els països i regions amb alt nivell de desenvolupament i alta producció per capita. Als països més avançats, la cerca de solucions al problema contempla així mateix els problemes del medi ambient i la salut pública. La Universitat Politècnica de Catalunya ha desenvolupat i lloc a punt una tecnologia de tractament tèrmic de residus d'origen urbà/industrial basada en tecnologia de gasificació suportada per un sistema expert que permet la gestió òptima del procés de valorització energètica de tals residus en condicions de seguretat ambiental.

28. Tecnologies per a l'aprofitament termoquímic de la Biomassa.

L'aprofitament energètic de la biomassa i, específicament, de residus de naturalesa lignocel.lulòsica procedents d'activitats agrícoles i forestals, mitjançant la gasificació, es presenta actualment com una de les fonts d'energia renovables amb més futur al començament del segle XXI. Els desenvolupaments realitzats en les dues últimes dècades juntament amb la imperiosa necessitat de respectar li medi ambient fan d'aquest procés un dels quals majors avantatges presenta enfront de la combustió i incineració.

Es presenten breument alguns dels aspectes tecnològics d'aquest procés.