![\"\"](\"http:\/\/robots-argentina.com.ar\/didactica\/wp-content\/uploads\/micromotor-1.png\")
<\/a><\/p>\n\u00abA escalas muy peque\u00f1as, se obtiene un calentador en lugar de un motor\u00bb, dijo Jakub Kedzierski, personal del Grupo de Tecnolog\u00edas de Qu\u00edmica, Microsistema y Nanoescala<\/a> del Laboratorio Lincoln del MIT. Hoy en d\u00eda, no existe ning\u00fan motor que sea altamente eficiente y poderoso a la vez que microsc\u00f3pico. Y eso es un problema, porque los motores a esa escala son necesarios para poner en movimiento los sistemas miniaturizados: micro gu\u00edas que pueden apuntar los l\u00e1seres con una fracci\u00f3n de un grado a lo largo de miles de kil\u00f3metros, drones diminutos que pueden meterse entre escombros para encontrar sobrevivientes, o incluso bots que pueden arrastrarse por el tracto digestivo humano.<\/p>\n Para ayudar a sistemas de energ\u00eda como estos, Kedzierski y su equipo est\u00e1n creando un nuevo tipo de motor llamado actuador microhidr\u00e1ulico. Los actuadores se mueven con un nivel de precisi\u00f3n, eficiencia y potencia que a\u00fan no ha sido posible a microescala. Un art\u00edculo que describe este trabajo fue publicado en Science Robotics<\/a>.<\/p>\n Los actuadores microhidr\u00e1ulicos utilizan una t\u00e9cnica llamada electrohumectaci\u00f3n para lograr el movimiento. El electrohumectado aplica una tensi\u00f3n el\u00e9ctrica a las gotas de agua sobre una superficie s\u00f3lida para distorsionar la tensi\u00f3n superficial del l\u00edquido. Los actuadores aprovechan esta distorsi\u00f3n para forzar a las gotas de agua dentro del actuador a moverse, y con ellas, a todo el actuador.<\/p>\n \u00abPiensa en una gota de agua en una ventana; la fuerza de la gravedad la distorsiona y se mueve hacia abajo\u00bb, dijo Kedzierski. \u00abAqu\u00ed, usamos voltaje para causar la distorsi\u00f3n, que a su vez produce movimiento\u00bb.<\/p>\n El actuador est\u00e1 construido en dos capas. La capa inferior es una l\u00e1mina de metal con electrodos estampados en ella. Esta capa est\u00e1 cubierta con un diel\u00e9ctrico, un aislante que se polariza cuando se aplica un campo el\u00e9ctrico. La capa superior es una l\u00e1mina de polyimida<\/a>, un pl\u00e1stico fuerte, que tiene perforados canales poco profundos. Los canales gu\u00edan la trayectoria de docenas de gotas de agua que se aplican entre las dos capas y se alinean con los electrodos. Para evitar la evaporaci\u00f3n, el agua se mezcla antes con una soluci\u00f3n de cloruro de litio, que reduce la presi\u00f3n de vapor del agua lo suficiente como para que las gotas del tama\u00f1o de un micr\u00f3metro duren meses. Las gotas mantienen su forma redondeada (en lugar de ser aplastadas entre las capas) debido a su tensi\u00f3n superficial y su tama\u00f1o relativamente peque\u00f1o.<\/p>\n El actuador cobra vida cuando se aplica voltaje a los electrodos, aunque no a todos a la vez. Se realiza en un ciclo de activaci\u00f3n de dos electrodos por gota a la vez. Sin voltaje, una sola gota de agua descansa neutralmente en dos electrodos, 1 y 2. Pero al aplicar un voltaje a los electrodos 2 y 3, de repente la gota se deforma, estir\u00e1ndose para tocar el electrodo energizado 3 y se retira del electrodo 1.<\/p>\n Esta fuerza horizontal en una gota no es suficiente para mover el actuador. Pero con este ciclo de voltaje aplicado simult\u00e1neamente a los electrodos debajo de cada gota en la matriz, la capa de polyimida completa se desliza para apaciguar la atracci\u00f3n de las gotas hacia los electrodos energizados. Al continuar haciendo circular el voltaje, las gotitas siguen caminando sobre los electrodos y la capa contin\u00faa desliz\u00e1ndose; si se corta la tensi\u00f3n, y el actuador se detiene en sus pistas. El voltaje, entonces, se convierte en una herramienta poderosa para controlar con precisi\u00f3n el movimiento del actuador.<\/p>\n Pero, \u00bfc\u00f3mo queda el actuador frente a otros tipos de motores? Las dos m\u00e9tricas para medir el rendimiento son la densidad de potencia, o la cantidad de potencia que produce el motor en relaci\u00f3n con su peso y eficiencia, o la medida de la energ\u00eda desperdiciada. Uno de los mejores motores el\u00e9ctricos en t\u00e9rminos de eficiencia y densidad de potencia es el motor del sed\u00e1n Tesla Modelo S<\/a>. Cuando el equipo prob\u00f3 los actuadores microhidr\u00e1ulicos, descubrieron que estaban justo detr\u00e1s de la densidad de potencia del Modelo S (a 0,93 kilovatios por kilogramo) y el rendimiento de eficiencia (con una eficiencia del 60 por ciento a la densidad de potencia m\u00e1xima). Superaron ampliamente los actuadores piezoel\u00e9ctricos y otros tipos de microactuadores.<\/p>\n \u00abEstamos entusiasmados porque estamos cumpliendo con ese punto de referencia, y a\u00fan estamos mejorando a medida que escalamos a tama\u00f1os m\u00e1s peque\u00f1os\u00bb, dijo Kedzierski. Los actuadores mejoran en tama\u00f1os m\u00e1s peque\u00f1os porque la tensi\u00f3n de la superficie sigue siendo la misma independientemente del tama\u00f1o de las gotas de agua, y las gotas m\u00e1s peque\u00f1as dejan espacio para que aun m\u00e1s gotas entren en el actuador y ejerzan su fuerza horizontal. \u00abLa densidad de potencia simplemente se dispara. Es como tener una cuerda cuya fuerza no se debilita a medida que se adelgaza\u00bb, agreg\u00f3.<\/p>\n El \u00faltimo actuador, el que est\u00e1 m\u00e1s cerca del modelo S de Tesla, ten\u00eda una separaci\u00f3n de 48 micr\u00f3metros entre las gotas. El equipo ahora est\u00e1 reduciendo eso a 30 micr\u00f3metros. Proyectan que, a esa escala, el actuador coincidir\u00e1 con el Tesla en densidad de potencia y, a 15 micr\u00f3metros, lo superar\u00e1.<\/p>\n La reducci\u00f3n de los actuadores es solo una parte de la ecuaci\u00f3n. El otro aspecto en el que el equipo est\u00e1 trabajando activamente es la integraci\u00f3n 3D. En este momento, un solo actuador es un sistema de dos capas, m\u00e1s delgado que una bolsa de pl\u00e1stico y flexible como ella, tambi\u00e9n. Quieren apilar los actuadores en un sistema similar a un andamio que pueda moverse en tres dimensiones.<\/p>\n Kedzierski imagina un sistema semejante que imita la matriz muscular de nuestro cuerpo, la red de tejidos que permite a nuestros m\u00fasculos lograr un movimiento instant\u00e1neo, potente y flexible. Diez veces m\u00e1s potentes que el m\u00fasculo, los actuadores se inspiraron en los m\u00fasculos de muchas maneras, desde su flexibilidad y ligereza hasta su composici\u00f3n de componentes s\u00f3lidos y fluidos.<\/p>\n Y as\u00ed como el m\u00fasculo es un excelente actuador en la escala de una hormiga o un elefante, estos actuadores microhidr\u00e1ulicos tambi\u00e9n podr\u00edan tener un impacto poderoso no solo a microescala, sino en la macroescala.<\/p>\n \u00abUno podr\u00eda imaginar\u00bb, dijo Eric Holihan, quien ha estado ensamblando y probando los actuadores, \u00abla tecnolog\u00eda aplicada a los exoesqueletos\u00bb, construida con los actuadores como un m\u00fasculo real, configurado en juntas flexibles en lugar de engranajes. O un ala de avi\u00f3n podr\u00eda cambiar de forma con comandos el\u00e9ctricos, con miles de actuadores desliz\u00e1ndose uno sobre el otro para cambiar la forma aerodin\u00e1mica del ala.<\/p>\n Mientras sus imaginaciones se agitan, el equipo enfrenta desaf\u00edos en el desarrollo de grandes sistemas de actuadores. Un desaf\u00edo es c\u00f3mo distribuir la potencia en ese volumen. Un esfuerzo paralelo en el laboratorio, que est\u00e1 desarrollando microbater\u00edas para integrarse con los actuadores, podr\u00eda ayudar a resolver ese problema. Otro desaf\u00edo es c\u00f3mo empaquetar los actuadores para eliminar la evaporaci\u00f3n.<\/p>\n \u00abLa confiabilidad y el empaque continuar\u00e1n siendo las preguntas predominantes que se nos plantean sobre esta tecnolog\u00eda hasta que demostremos una soluci\u00f3n\u00bb, dijo Holihan. \u00abEsto es algo que esperamos atacar frontalmente en los pr\u00f3ximos meses\u00bb.<\/p>\n Fuente: MIT NEWS<\/a><\/a><\/p>\n
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