sábado, 6 de julio de 2013

15 Finalistas de Google Science Fair

Ganador del premio Science in Action

Cámbiate al Platano

Elif Bilgin 16

Turkey

Este proyecto trata sobre el uso de cáscaras de plátano en la producción de bioplástico como un sustituto del plástico tradicional basado en el petróleo. En este proyecto, se ha desarrollado un método para fabricar plástico utilizando cáscaras de plátano y se han descubierto nuevas áreas para el uso del plástico que se ha podido fabricar (por ejemplo, para la fabricación de prótesis cosméticas y para el aislamiento de cables).

Este proyecto se ha llevado a cabo durante un período de tiempo de dos años. Durante ese tiempo.

 

 

Finalistas de la categoría de 13-14 años

 

Ecología o economía: gestión del impacto de los proyectos de infraestructura en especies en peligro de extinción

Venkat Sankar 14

USA

A medida que aumenta la población global, cada vez es más habitual que los proyectos de infraestructura como presas o parques solares afecten de forma adversa a la calidad del hábitat y a la viabilidad global de la vida salvaje en general y de las especies en peligro de extinción.  Visto esto el objetivo de este proyecto consiste en identificar y validar un método basado en la simulación informática para evaluar y gestionar este impacto. Utilizando el proyecto "Panoche Valley Solar Farm" de California y su impacto en la población de rata canguro gigante en peligro de extinción como un ejemplo de caso práctico del mundo real.

 

LiTin: densitómetro hidrostático universal

Liza Sosnova 14

Tina Kabir 13

Russia

 

Este trabajo ha planteado y resuelto el problema de utilizar materiales a los que se puede acceder fácilmente para crear un dispositivo universal y fácil de utilizar para medir la masa corporal y la densidad de los líquidos, de la materia granular y de los cuerpos sólidos. El funcionamiento del dispositivo se basa en el principio de Arquímedes. También se han estudiado las posibles causas de los errores sistemáticos. El método de medición desarrollado minimiza los errores. Los resultados de las pruebas del dispositivo se incluyen en el margen de error del experimento con los resultados de los controles obtenidos con los equipos de laboratorio y son conformes con los datos publicados sobre la densidad de las sustancias. La principal ventaja del dispositivo es que es universal (esto confiere al trabajo un carácter innovador) y también fácil de fabricar y utilizar. La eficiencia del dispositivo se ha demostrado en el laboratorio.

 

Cintas superconductoras: una solución a la crisis de escasez de tierras raras

Kavita Selva 13

USA

Las tierras raras se utilizan para crear imanes permanentes, que son necesarios para los motores de los coches eléctricos y de las turbinas eólicas. No obstante, China, que controla el 97% de la producción de tierras raras, ha restringido recientemente la exportación de estos materiales. Por tanto, existe un incentivo a nivel mundial para desarrollar imanes fuertes que contengan muy poca o ninguna cantidad de tierras raras. En este proyecto se ha pensado en una solución para este problema: los superconductores. Las cintas superconductoras se fabrican recubriendo una cinta metálica con una fina capa de superconductor. Solo el 2% de la cinta contiene el superconductor real, por lo que se utiliza una cantidad muy pequeña de tierras raras. Esta podría ser una posible solución a la crisis.

 

Squid-Jet: sistema de propulsión bioinspirado para vehículos submarinos

Alex Spiride 13

USA

Los calamares y algunas otras criaturas marinas utilizan un modo de locomoción muy eficaz denominado propulsión a chorros. Los calamares meten el agua en una bolsa a través de un agujero denominado manto y, a continuación, la expulsan contrayendo la bolsa, lo que les permite desplazarse a una velocidad de hasta 40 km/hora.

La implementación de esta técnica en vehículos submarinos puede mejorar enormemente la eficiencia con la que se mueven. La propuesta de este proyecto es Squid-Jet, un vehículo submarino bioinspirado que utiliza la propulsión a chorros para desplazarse. Squid-Jet supera con facilidad a otros sistemas de propulsión actuales fabricados por el hombre y puede alcanzar velocidades superiores a los 30 cm/segundo.

 

Programa PART (policía y ambulancias que regulan el tráfico)

Viney Kumar 14

Australia

La eficacia de los vehículos de respuesta a emergencias (ERV) afecta a vidas y a propiedades que están en riesgo cada día. La eficacia se determina a través del tiempo de reacción disponible para los vehículos específicos que bloquean la ruta de los ERV y la cantidad de tráfico. El método de señalización es el factor principal que afecta al tiempo de reacción, aunque está compuesto de otros factores como, por ejemplo, el ruido de fondo y la insonorización en vehículos.

El Programa PART proporciona un método casi infalible para llegar a una alerta puntual sobre un vehículo específico, lo que permite tomar medidas correctivas y mejorar el porcentaje de éxito de la misión del ERV. 

 

Finalistas de la categoría de 15-16 años

La linterna hueca

Ann Makosinski 15

Canada

El objetivo de este proyecto ha sido crear una linterna que funcione únicamente con el calor de la mano humana. Utilizando cuatro uniones de Peltier y la diferencia de temperatura entre la palma de la mano y el aire ambiente, se ha diseñado una linterna que proporciona luz brillante sin baterías ni partes móviles. Este diseño es ergonómico, eficiente desde el punto de vista termodinámico y solo necesita una diferencia de temperatura de cinco grados para funcionar y producir hasta 5,4 mW con un brillo de cinco velas.

 

Optimización rápida de células solares de puntos cuánticos: integración del modelado mecánico cuántico y un nuevo algoritmo de absorción solar

Valerie Ding 16

USA

Las células solares de puntos cuánticos son teóricamente dos veces más eficientes que las células solares convencionales, pero las investigaciones más avanzadas demuestran que la eficiencia de las células de puntos cuánticos es muy baja. Así pues, es necesaria una optimización rápida y considerable de forma urgente.

Se ha propuesto y demostrado un nuevo método de investigación utilizando puntos cuánticos de seleniuro de plomo (PbSe), combinando la irradiancia solar y coeficientes de absorción mecánica cuántica. Se han utilizado el cloud computing y la programación Python para implementar el nuevo algoritmo para cada configuración de puntos cuánticos. El modelo se ha comparado con experimentos publicados y los resultados indican que el rendimiento de los puntos cuánticos depende en gran medida de la forma y del tamaño. Asimismo, se han identificado condiciones óptimas de puntos cuánticos máximos. Este método permitirá la rápida optimización de puntos cuánticos para aplicaciones solares.


Mineralización fotocatalítica por nano-ZnO asistida por luz solar: la técnica ecológica para la degradación de detergentes

Shrishti Asthana 15

India

Las aguas residuales que contienen detergentes procedentes de fuentes domésticas e industriales dan lugar a una gran contaminación en distintas ciudades. Tratar estos residuos que contienen detergentes es una tarea bastante compleja, ya que los detergentes son bastante fuertes y resistentes a la degradación.

La degradación fotocatalítica asistida por nano-ZnO mediante luz solar está surgiendo como la nueva opción ecológica para el tratamiento de aguas contaminadas. Tras las pruebas en el laboratorio, se ha realizado la síntesis de la caracterización de nano-ZnO a través de diferentes métodos como, por ejemplo, la difracción de rayos X (XRD).

Las ventajas de este método se resumen de la siguiente forma: reacción rápida, tiempo de tratamiento breve, menores costos, menos exposición para los trabajadores, posibilidad de reducción completa a productos finales no tóxicos y menos equipos.

 

Eficacia de los estrógenos y de la progesterona en la fibrosupresión hepática

Yi Xi Kang 16

Tricia Lim 15

Samantha Kwok 16

Singapore

Este proyecto explora las propiedades regresivas de la progesterona, del estriol y de la estrona en la fibrosis hepática, un proceso de cicatrización causado por la inflamación del hígado. Investigaciones anteriores han demostrado que estas hormonas sexuales femeninas pueden tener efectos preventivos, pero no han establecido sus propiedades regresivas. El objetivo de este proyecto consiste en encontrar la hormona más potente en lo que respecta a sus propiedades regresivas en cultivos de células estelares hepáticas de ratas (HSC) para obtener la dosis efectiva más baja y, de esta forma, reducir los efectos secundarios de la terapia. Para ello, hemos tratado células HSC-T6 activadas con hormonas y hemos cuantificado marcadores fibróticos para determinar la eficacia del tratamiento. Esta investigación ha podido proporcionar datos sobre las modalidades de tratamiento para pacientes potenciales con deficiencia de estrógenos.

 

 

 

Finalistas de la categoría de 17-18 años

 


Un guante exoesquelético que mejora y soporta el movimiento de la palma humana

Charalampos Ioannou 18

Greece

El objetivo del proyecto consiste en inventar un guante exoesquelético metálico que ayude, soporte y mejore el movimiento de la palma humana para ayudar a personas que padezcan una discapacidad en la parte superior de la mano.

La idea principal del proyecto consiste en que la persona utilice un exoesqueleto metálico a modo de guante y, una vez que se hayan colocado sensores de presión en los puntos adecuados, el dispositivo podrá detectar los estímulos cinéticos de la persona que, a continuación, se amplificarán con el uso de servomotores.

 

Operaciones eficientes en campos de Galois de característica 3 para aplicaciones criptográficas de curva elíptica

Vinay Iyengar 17

USA

Este proyecto de investigación trata sobre el desarrollo de algoritmos aritméticos polinómicos más eficientes para campos de Galois de característica 3. Estos grupos matemáticos se utilizan habitualmente y en particular para la criptografía de curva elíptica, y los algoritmos aritméticos polinómicos eficientes son cruciales. A través de dicha investigación, se ha podido desarrollar un nuevo método para esta aritmética que ha sido varios órdenes de magnitud más rápido que los mejores algoritmos presentados anteriormente. Asimismo, se ha podido mostrar la aplicabilidad de mi método a la criptografía de curva elíptica. En conclusión, la investigación presenta un algoritmo considerablemente mejorado para la aritmética de campos de Galois de característica 3 y tiene el potencial de aumentar de forma significativa la rapidez y la seguridad de la encriptación.

 

Simulaciones Monte Carlo estocásticas para determinar las tasas de metástasis del cáncer de mama a partir de los datos de supervivencia de los pacientes

Esha Maiti 17

USA

La probabilidad de supervivencia a largo plazo de los pacientes con cáncer depende de forma crítica de si el tumor principal se ha metastatizado a órganos vitales. Los tumores con metástasis cuyo tamaño es inferior a aproximadamente 10-15 mm no se pueden ver con las técnicas de imágenes médicas actuales, por lo que este proyecto a desarrollado un código de simulación Monte Carlo estocástica para poder predecir la distribución de tamaño y número de los tumores con metástasis teniendo en cuenta únicamente el tamaño del tumor principal. En este proceso, se espera obtener información sobre aspectos importantes de la propagación del cáncer y proporcionar a los médicos una herramienta estadística que podría ayudarlos a tomar importantes decisiones quirúrgicas y postquirúrgicas.

 

Descubrimiento asistido por ordenador de nuevos inhibidores de la endonucleasa del virus de la gripe para combatir la pandemia de gripe

Eric Chen 17

USA

La aparición de nuevos virus de la gripe altamente letales como, por ejemplo, H5N1 y H7N9, supone una grave amenaza para el mundo. El objetivo de este proyecto consiste en descubrir nuevos inhibidores de la endonucleasa del virus de la gripe como vías para un nuevo tipo de medicamento antigripal que sea eficaz contra todos los virus de la gripe, incluidas las cepas pandémicas. Al combinar estudios biológicos y modelados informáticos, se ha identificado una serie de nuevos y potentes inhibidores de la endonucleasa. Asimismo, se han realizado análisis estructurales completos, sentando las bases para un diseño y una optimización más exhaustivos de los candidatos a fármacos antigripales.

 

Una nueva implementación del procesamiento de imágenes y del aprendizaje automático para el diagnóstico precoz del melanoma

Elizabeth Zhao 17

USA

En este proyecto se ha creado un sistema de varios pasos para el diagnóstico precoz de melanomas. Para ello, se han utilizado algoritmos de procesamiento de imágenes (detección de bordes y segmentación de imágenes) para extraer las características ABCD (asimetría, borde, color y diámetro) estándar de un lunar. Las características ABCD extraídas se han analizado de forma estadística para conocer el impacto de cada una de ellas. Posteriormente, estas características se han probado de forma más precisa en un algoritmo de aprendizaje automático, denominado Redes neuronales artificiales, para obtener un diagnóstico completo. Esta combinación de pasos ha dado como resultado un 80% de precisión y puede funcionar correctamente para obtener un diagnóstico preliminar del cáncer.