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Jueves - 17.Agosto.2017

Los transistores fluídicos

(01/10/2012)

Autor: Ambros

La tecnología tiene momentos fascinantes donde el futuro no esta claro. Hoy en día, no sabemos si el omnipresente silicio cristalino será la base de las futuras células fotovoltaicas. Tal vez sea sustituido por alguno de sus rivales como el silicio policristalino, el silicio amorfo, el teluluro de cadmio, las células CIGS (compuestas por cobre, indio, galio y selenio) las células fotovoltaicas orgánicas o las células Graetzel basadas en colorantes. De mismo modo, ahora sabemos que los transistores de silicio eran el futuro (ahora presente) de la electrónica. Pero, alrededor de 1960, no estaba tan claro. Como alternativa a las válvulas termoiónicas, hubo quien propuso utilizar pequeños circuitos rellenos de fluido.
 
La fluídica, traducción que acabo de inventar, pretendía sustituir dichas válvulas por diminutas tuberías rellenas de un fluido. Un requisito indispensable era que estos circuitos permitiesen realizar las operaciones básicas de cualquier circuito eléctrico. Por ejemplo, si hablamos de señales analógicas, una operación básica es la capacidad de amplificar una señal o, dicho de otra forma, ser capaces de controlar una señal potente con otra de menor intensidad. Este tipo de circuito líquido fue inventado por  R. E. Bowles y B. M. Horton a principios de los años 60. Su principal ventaja era que carecía de parte móviles lo que aumentaba su fiabilidad. La idea básica era multiplicar la velocidad tangencial del fluido como se explica en la patente del amplificador fluídico. El invento funcionó tan bien que permitió a sus autores crear una compañía, Bowles Fluidics, que aún existe. 
 
 
Primer diseño de amplificador fluídico.
 
 
Pero la aplicación más curiosa fue el diseño de transistores digitales que no estaban basados en circuitos electrónicos. La necesidad era puramente militar. Desde las primeras explosiones nucleares se conocía la existencia del pulso electromagnético nuclear y su capacidad para dañar cualquier circuito si no estaba suficientemente apantallado. Sin embargo un circuito basado en fluidos a presión no resultaría afectado. Funcionaría sin problemas mientras se le suministrase  la energía mediante un deposito a presión o con un equipo de bombeo lo mas sencillo posible.  
 
El reto era diseñar puertas lógicas capaces de realizar las diferentes operaciones que realiza un circuito electrónico digital. O, al menos, las más básicas. Operaciones como comparar o incluso OR y AND eran posibles como se ve en los siguientes gráficos.
 
 
 
La tecnología llego a desarrollarse pero pronto dejo de ser competitiva. Estos curiosos diseños fueron abandonados por culpa de la rápida  miniaturización proporcionada por los transistores. Los circuitos fluídicos eran grandes y pesados además de grandes consumidores de energía. Un circuito electrónico podía ser mucho más pequeño y ligero incluso con un apantallamiento electromagnético importante. Además eran mucho más lentos ya que el movimiento de los fluidos estaba limitado por la velocidad del sonido, muy inferior a la de un electrón.
 
Pero no todo esta perdido. Con diferente mecanismo de funcionamiento, y utilizando las mismas técnicas de construcción que un circuito impreso, la nanofluídica permite construir elementos como resistencias, diodos o transistores. Como muchas tecnologías derrotadas es posible que resurja tras encontrar su nicho donde poder aplicarse.
 
 
Nota: Si tenéis curiosidad, no os perdáis este documento del ejército norteamericano sobre puertas lógicas utilizando fluidos de donde proceden parte de las ilustraciones.

Esta anotación fue publicada inicialmente en Naukas.com

Autor: Ambros
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