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Innovaciones en la Física

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•Que es la física?La física puede definirse como la ciencia que investiga los conceptos fundamentales de la materia, la energía y el espacio, y las relaciones entre ellos.

•Para que nos sirve la física?El conocimiento de la física es esencial para comprender nuestro mundo. Ninguna otra ciencia ha intervenido en forma tan activa para revelarnos las causas y efectos de los hechos naturales.

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¿Y que es INNOVACIÓN?

El término innovación refiere a aquel cambio que introduce alguna novedad o varias.Cuando alguien innova aplica nuevas ideas, productos, conceptos, servicios y prácticas a una determinada cuestión, actividad o negocio, con la intención de ser útiles para el incremento de la productividad.

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Una condición esencial de la innovación es su aplicación exitosa a un nivel comercial, porque no solamente vale inventar algo, sino que además lo destacado resultará ser introducirlo satisfactoriamente y con repercusión en el mercado para que la gente lo conozca, en lo que sería una primera instancia y luego para que pueda disfrutar de la creación en cuestión.

"La innovación es lo que distingue a un líder de un seguidor." (Steve Jobs)

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La innovación es el elemento clave que explica la competitividad. Porter (1990), afirmó: "La competitividad de una nación depende de la capacidad de su industria para innovar y mejorar. La empresa consigue ventaja competitiva mediante innovaciones"

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LA FÍSICA Y LA INNOVACIÓN•Es difícil imaginar siquiera un producto, de los que disponemos hoy

en día, que no sea una aplicación de algún principio físico. Esto significa que siempre es necesario entender la física por lo menos hasta cierto punto.

•Un ingeniero por ejemplo aplica los principios de física para determinar que tipo de estructura es mas eficaz en la construcción de un puente.

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FÍSICA DE METALES

•Aquí, la investigación está dirigida a las propiedades termodinámicas y mecánicas de aleaciones metálicas y materiales en general. También se estudian defectos y materiales nanoestructurados por microscopía electrónica de transmisión.

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Estudia las propiedades físicas y químicas de los metales, su composición intermetálica, y sus mezclas, que son denominadas aleaciones. Es también la tecnología de metales , la manera en que la ciencia es aplicada a su uso práctico.

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•Se estudian las propiedades, estructura, comportamiento y composición de los metales asi como su transformación para hacer productos útiles.

Sus ramas van a depender del nombre de lo que se trabaje, ejemplo en la metalurgia encontramos:

Metalurgia del cobre Metalurgia del Hierro Metalurgia del aluminio, etc...

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FÍSICA ESTADÍSTICA

•Los investigadores de estos grupos aplican técnicas estadísticas -propias de la física- a sistemas biológicos, sociales y económicos, con énfasis en problemas de epidemiología, neurociencias, ecología y evolución cultural.

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¿Que es la física estadística?

• Nació a finales del siglo xx para explicar las propiedades de los cuerpos macroscopicos apartir de las características de los cuerpos que lo constituyen y responder así problemas originales de la física.

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• En economía: En las leyes del mercado, en la interacción entre las personas que compran y venden, de manera que se obtengan leyes generales que describan las regularidades de los sistemas.

Ejemplos de Aplicaciones de la física estadistica

• En biología: permite interpretar el comportamiento de la memoria en el cerebro a partir de la conducta de las neuronas.

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En informática

• Computación e internet son muestras en que su empleo permite detectar parte de las nuevas complejidades que se dan en su uso. Un ejemplo son los virus informáticos, y hoy se trabaja en una teoría acerca de su aparición, también aplicable a virus de transmisión sexual como el SiDA.

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FÍSICA FORENSE

•Se desarrollan nuevas técnicas de utilidad en el foro judicial. También se realiza asesoramiento experto al Poder Judicial utilizando microscopía electrónica de barrido, análisis por activación neutrónica o metodologías novedosas. Sus integrantes participan en la formación y perfeccionamiento de aquellos que actúan directa o indirectamente en  procesos judiciales.

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¿Qué es?

• La física forense es el estudio de los daños producidos en un organismo vivo por medio del cálculo, la inferencia y la experimentación de las fuerzas físicas que intervinieron en el daño causado.

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Velocidad:

Ángulos de impacto, fuerzas ejercidas, inercia de los órganos corporales, resistencia a la compresión, elasticidad de los deferentes tejidos corporales, energía absorbida por la estructura de los vehículos, etc.

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•. ¿Qué peso debe de haber tenido el instrumento que le golpeó la cabeza, con qué fuerza, velocidad y ángulo de ataque fue el golpe para poder causar una herida como la presenta este individuo?

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• ¿Qué tipo de temperatura, sostenida por cuanto tiempo, es la que pudo haber causado quemaduras como las que se encontraron en los cadáveres? • Velocidad del impacto• Distancia• ángulo • Dirección

• Explosivos• Dirección e • Impacto• De la sangre.

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FUSIÓN NUCLEAR Y FÍSICA DE PLASMAS

•Los grupos de esta área  realizan estudios sobre equilibrio, estabilidad, transporte, sostenimiento de la corriente y calentamiento en plasmas con parámetros semejantes a los que existen en un reactor de fusión nuclear por confinamiento magnético. También, realizan la integración de estos estudios en el análisis y diseño de distintos conceptos de confinamiento.

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Fusión Nuclear La fusión nuclear consiste, en unir dos átomos ligeros en uno más pesado.

El combustible usado es el hidrógeno en forma de dos de sus isótopos, tritio y deuterio. Al fusionar estos dos isótopos en el reactor nuclear obtenemos como resultado un átomo de helio, un neutrón y mucha energía.

Como se puede apreciar, el combustible es barato y fácilmente accesible, y los productos son tan innocuos y limpios que harían palidecer a los paneles solares o los molinos de viento.

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Usos y aplicaciones de la Física NuclearAplicaciones industriales:

– Esterilización de materiales: material quirúrgico– Medida de espesores y densidades– Medidas de humedad– Medida de niveles: llenado en plantas embotelladoras.– Detectores de humo – Alimentación: Utilización de la irradiación

de alimentos para prolongar su período de conservación.– Agricultura: Comprobación grado de absorción por plantas, erradicación de plagas, obtención de cultivos de alto Rendimiento.

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Física médica•La Física Medica (FM) es la aplicación de los conceptos, leyes,

modelos, técnicas y métodos de la física para la prevención, diagnóstico y tratamiento de enfermedades.

•Aplica los fundamentos físicos en múltiples técnicas terapéuticas, proporcionando las bases para la compresión de modernas tecnologías médicas y estableciendo criterios de utilización de agentes físicos en el área de la salud.

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•El físico médico también participa, junto a otros profesionales, en la preparación de variables biomédicas de medición, como la calibración de equipos y medidas de control de protección radiológica para controlar la calidad de los equipos físicos utilizados en la salud.

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•Estos investigadores realizan el análisis estadístico y procesamiento de imágenes médicas. Desarrollo de técnicas de tratamiento de cáncer: radioterapia y braquiterapia. Estudio de la interacción de la radiación con tejidos biológicos. Medicina nuclear.

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Resonancia Magnética• La resonancia magnética es un método de imagen de alta calidad,

el cual no causa ningún malestar físico, no es invasivo, y no utiliza radiación ionizante (Rayos X) sino un campo magnético, que permite explorar y obtener imágenes de las diferentes partes del cuerpo humano.

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• Los átomos tienen propiedades que hacen posible realizar resonancias magnéticas, como el movimiento de spin ( alrededor de su eje) y el movimiento de precesión( alrededor del eje gravitacional). Al aplicarle un campo magnético y ondas de radio estos átomos se “excitan” y pasan a un nivel de alta energía, cuando estos átomos se “relajan” emiten ondas que son medibles con aparatos especiales, para después crear una imagen.

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Aplicaciones

• Principalmente en el apoyo al diagnostico medico.• -Se puede visualizar prácticamente cualquier parte del

cuerpo humano con una buena resolución.• -Contribuye a la detección de tumores, y es un apoyo en

el tratamiento del cáncer.• Tambien contribuye en el área de la química, para analizar

diferentes sustancias, su composición, estructura, nivel de pureza etc.

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FÍSICA TECNOLÓGICA•En estos laboratorios se realiza desarrollo, investigación e

innovación en materiales, procesos y dispositivos con objetivos tecnológicos. Entre otros temas: desarrollo de cables superconductores, materiales para celdas de combustible, instrumentación y detección ultrasensible, dispositivos micro-maquinados, materiales de uso nuclear, etc.

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SUPERCONDUCTIVIDAD

•La resistividad eléctrica de un conductor metálico disminuye gradualmente a medida que la temperatura se reduce. Sin embargo, en los conductores ordinarios, como el cobre y la plata, las impurezas y otros defectos producen un valor límite. Incluso cerca de cero absoluto una muestra de cobre muestra una resistencia no nula. La resistencia de un superconductor, en cambio, desciende bruscamente a cero cuando el material se enfría por debajo de su temperatura crítica.

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La superconductividad ocurre en una gran variedad de materiales, incluyendo elementos simples como el estaño y el aluminio, diversas aleaciones metálicas y algunos semiconductores fuertemente dopados. La superconductividad, normalmente, no ocurre en metales nobles como el cobre y la plata, ni en la mayoría de los metales ferromagnéticos. Pero en ciertos casos, el oro se clasifica como superconductor; por sus funciones y los mecanismos aplicados.

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• Los imanes superconductores son algunos de los electroimanes más poderosos conocidos y se utilizan en

• Los trenes maglev.

• En el direccionamiento del haz de un acelerador • de partículas. • En máquinas para la resonancia magnética nuclear.

en hospitales

• Los superconductores se han utilizado también para hacer circuitos digitales y filtros de radiofrecuencia y microondas para estaciones base de telefonía móvil.

Aplicaciones

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La fibra óptica es un medio de transmisión empleado habitualmente en redes de datos; un hilo muy fino de material transparente, vidrio o materiales plásticos, por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir. El haz de luz queda completamente confinado y se propaga por el interior de la fibra con un ángulo de reflexión por encima del ángulo límite de reflexión total, en función de la ley de Snell. La fuente de luz puede ser láser o un LED.

FIBRA ÓPTICA

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Su uso es muy variado: desde comunicaciones digitales y joyas, pasando por sensores y llegando a usos decorativos, como árboles de Navidad, veladores y otros elementos similares. Aplicaciones de la fibra monomodo: Cables submarinos, cables interurbanos, etc.

Aplicaciones

Comunicaciones con fibra óptica

La fibra óptica se emplea como medio de transmisión para las redes de telecomunicaciones, ya que por su flexibilidad los conductores ópticos pueden agruparse formando cables. Las fibras usadas en este campo son de plástico o de vidrio, y algunas veces de los dos tipos. Para usos interurbanos son de vidrio, por la baja atenuación que tienen.

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•Sensores de fibra ópticaLas fibras ópticas se pueden utilizar como sensores para medir la tensión, la temperatura, la presión y otros parámetros. El tamaño pequeño y el hecho de que por ellas no circula corriente eléctrica le da ciertas ventajas respecto al sensor eléctrico.Los sensores de fibra óptica para la temperatura y la presión se han desarrollado para pozos petrolíferos. Estos sensores pueden trabajar a mayores temperaturas que los sensores de semiconductores.Otro uso de la fibra óptica como un sensor es el giroscopio óptico que usa el Boeing 767 y el uso en microsensores del hidrógeno.

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•IluminaciónOtro uso que le podemos dar a la fibra óptica es el de iluminar cualquier espacio. Debido a las ventajas que este tipo de iluminación representa en los últimos años ha empezado a ser muy utilizado.Entre las ventajas de la iluminación por fibra podemos mencionar:Ausencia de electricidad y calor: Esto se debe a que la fibra sólo tiene la capacidad de transmitir los haces de luz además de que la lámpara que ilumina la fibra no está en contacto directo con la misma.

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ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA

¿Que es?

•La energía solar fotovoltaica es un tipo de electricidad renovable obtenida directamente a partir de la radiación solar mediante un dispositivo semiconductor denominado célula fotovoltaica, o una deposición de metales sobre un sustrato llamado célula solar de película fina.

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Para qué sirve •Este tipo de energía se usa para alimentar innumerables aparatos autónomos, para abastecer refugios o casas aisladas de la red eléctrica y para producir electricidad a gran escala a través de redes de distribución

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•Entre los años 2001 y 2012 se ha producido un crecimiento exponencial de la producción de energía fotovoltaica, doblándose aproximadamente cada dos años. Si esta tendencia continúa, la energía fotovoltaica cubriría el 10% del consumo energético mundial en 2018, alcanzando una producción aproximada de 2.200 TWh, y podría llegar a proporcionar el 100% de las necesidades energéticas actuales en torno al año 2027.

A lo largo de la historia

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•A finales de 2012, se habían instalado en todo el mundo más de 100 GW de potencia fotovoltaica. Gracias a ello la energía solar fotovoltaica es actualmente, después de las energías hidroeléctrica y eólica, la tercera fuente de energía renovable más importante en términos de capacidad instalada a nivel global.

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•Gracias a los avances tecnológicos, la sofisticación y la economía de escala, el coste de la energía solar fotovoltaica se ha reducido de forma constante desde que se fabricaron las primeras células solares comerciales, aumentando a su vez la eficiencia, y logrando que su coste medio de generación eléctrica sea ya competitivo con las fuentes de energía convencionales en un creciente número de regiones geográficas, alcanzando la paridad de red.

En el futuro

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•La tasa de retorno energético de esta tecnología, por su parte, es cada vez menor. Con la tecnología actual, los paneles fotovoltaicos recuperan la energía necesaria para su fabricación en un período comprendido entre 6 meses y 1,4 años; teniendo en cuenta que su vida útil media es superior a 30 años, producen electricidad limpia durante más del 95% de su ciclo de vida.

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Bibliografía

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•Integrantes del equipo:• Jose Álvarez Colin • Aline Corona Ramirez • David Girón villalobos• Julio Monter Bañuelos • Sergio Peredo Beltrán • Luis Valente Ramirez • YeseniaZaragoza Campillo

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