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
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.
