Electricidad y Electrónica

Fleurics (unidades fluídicas)
Los fluidos son los líquidos y los gases, y  su estudio se denomina hidráulica.
Pero cuando esta rama de la física se aplica a sistemas de control de complejidad
lógica semejante a la de los circuitos electrónicos, se la denomina fluídica.
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Dado
que la fluídica es una parte de la hidráulica, y ésta lo es de la mecánica, las unidades
fluídicas no son MEMS, ya que su funcionamiento puede excluir la electricidad.
Sin embargo, las mencionamos, igualmente, en este capítulo, por las semejanzas
de orígenes y de aplicaciones entre la microfluídica, la microelectrónica y los mi-
crosistemas electromecánicos. 
Los componentes de la fluídica son las unidades fluídicas, conocidas también
como fléurics. Estos dispositivos, mencionados en el capítulo 17, cumplen muchas
de las funciones que tradicionalmente efectúan los componentes y circuitos elec-
trónicos. Sirven de amplificadores, osciladores y compuertas lógicas, y en algunos
casos operan con ventajas, ya que no sufren interferencias electromagnéticas.
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Sus
aplicaciones crecieron como consecuencia de la posibilidad de fabricar compo-
nentes de tamaño microscópico. Los fleurics pueden funcionar con agua, aceite o
gases, con suspensiones de sólidos en líquidos, o con burbujas de gas en líquido,
las que facilitan ciertas funciones digitales.
Los circuitos fluídicos se suelen construir como los circuitos impresos de la
electrónica, pero con un relieve mayor, de modo que, al taparlo herméticamente
E l e c t r i c i d a d   y   e l e c t r ó n i c a
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Equivalente  fluídico
de un filtro eléctrico.
El  capacitor  y  el  re-
sistor amortiguan las
variaciones bruscas
de la tensión de en-
trada.  El  globo  rojo,
que  representa una
cámara elástica, y el
canal  estrecho  que
le sigue, amortiguan
las variaciones brus-
cas de la presión de
entrada  del  fluido.
Los componentes fluí-
dicos  pueden  imitar
muchos  circuitos  e -
lectrónicos.
l
l
Flip-flop, o multivibrador biestable, construido con un elemento fluídico. El líquido entra por la
izquierda, y tiende a adherirse a una pared del tubo de salida, dividido por un tabique. Cuando
se aplica un pulso lateral de control, con líquido que se inyecta por una de las dos compuertas
laterales, el filete se despega de esa pared, y se adhiere a la opuesta, hasta que se le aplique un
pulso líquido por la otra compuerta de control. Es posible, con una forma asimétrica apropiada
del laberinto, hacer que el multivibrador sea monoestable; esto es, que el filete de circulación
regrese a la pared primitiva cuando cesa el chorro de control. Si las aberturas de control son
más de una, el dispositivo actúa como una compuerta OR.
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Podríamos decir que la relación que existe entre la electrónica y la electricidad, es semejante a la que hay entre la
hidráulica y la fluídica.
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Los fleurics se desarrollaron, al inicio, con fines balísticos. Como el mecanismo carece de componentes electrónicos,
es insensible a las interferencias electromagnéticas que se le puedan enviar como defensa. En 1965, cuando ya casi
no había secretos fluídicos para ninguna potencia militar, ese conocimiento se brindó al público. 
Compuerta AND. Cuan-
do ingresa líquido por
las dos entradas A y B,
los chorros interfieren,
y salen juntos por AB.
En cambio, si falta al-
guno  de  ellos,  o  los
dos, no hay salida cen-
tral. En color oscuro, el
material sólido del la-
berinto; y en claro, el
fluido que circula.
Abajo,  compuerta  in-
versora. Cuando apa-
rece  la  señal  A  (en
rojo),  desaparece  en
~A (verde).
l
A
B
A
B
AB
A
A
~A
Cap 19:Maquetación 1  06/10/2010  03:49 a.m.  Página 234

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con una lámina plana, quede un laberinto de espacio suficiente, que vincula las
diversas unidades por las que circula el fluido.
El efecto Casimir
Es curioso lo que ocurre con muchas ideas científicas. Al comienzo, son sólo
especulaciones sin mucho fundamento, que muchos critican,
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y hasta rechazan,
con razones que en el momento parecen sobradas. Pasado un tiempo, esas ideas
se aceptan, o, al menos, se estudian con curiosidad. Después, algunas se corroboran
en complejos y delicados experimentos; pero el conocimiento resultante sólo tiene
interés teórico. Pasan algunos años, y a esa idea se le saca provecho; o, sin eso, se
perciben sus manifestaciones prácticas en alguna rama de la industria. Y, por fin,
se fabrican centenares de miles de millones de componentes, que forman parte de
artefactos domésticos e industriales, basados en un principio físico que, pocas dé-
cadas antes, era sólo una idea atrevida.
Eso pasó con los satélites, la relatividad del espacio y el tiempo, la energía nu-
clear, el efecto túnel cuántico (mencionado en el capítulo 2), y con muchas otras
ideas, entre ellas la llamada fuerza del vacío,
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fuerza del punto cero, o efecto Casimir,
en honor de Hendrik Casimir (1909–2000), quien descubrió, en 1948, que aun
en un vacío teóricamente perfecto, sin materia ni radiación, y en el cero absoluto
de temperatura, las llamadas fluctuaciones cuánticas de la radiación (que no puede
ser absolutamente nula, y adopta por momentos valores diferentes de cero) generan
una fuerza de atracción entre placas conductoras planas y paralelas, y de repulsión
en ciertos casos de curvatura. Esa fuerza es muy pequeña, y no se percibe en expe-
rimentos con cuerpos de tamaño visible; pero se empezó a notar cuando se fabri-
caron objetos de pocos nanómetros. Al principio eso era un inconveniente que
dificultaba el movimiento de las piezas; pero después, resultó una nueva variable
de control, de efectos aprovechables. 
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S i s t e m a s   m i c r o e l e c t r o m e c á n i c o s
l
Variante de circuito fluídico, usada para mezclar dos líqui-
dos por advección o arrastre. Los líquidos se inyectan en los
canales de entrada, y se mezclan por las turbulencias que se
generan en cada codo del laberinto (foto de Micronit Micro-
fluidics).
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Albert Einstein, uno de los más grandes científicos de la historia, y cuyos conocimientos y seriedad de argumentación
fueron siempre indiscutibles, negaba, al principio, la física cuántica, a pesar de que años después le otorgaron el
premio Nobel justamente por la explicación cuántica del efecto fotoeléctrico (en el capítulo 11 se comenta el caso).
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Hay quienes la llaman fuerza de la nada, para causar perplejidad, como si hiciera falta alguna razón adicional para
quedar perplejos ante ese fenómeno, ajeno a la percepción ordinaria y cotidiana.
Efecto Casimir. La ra-
diación 
encerrada
entre las placas con-
ductoras, y, por tanto,
reflectantes,  genera
interferencias que al-
teran el balance con
la  radiación  externa
(que no interfiere del
igual  manera).  Con
eso,  predomina  la
presión  ejercida  por
la  radiación  exterior.
La fuerza es inversa-
mente proporcional a
la cuarta potencia de
la separación. A una
distancia entre placas
de  cien  diámetros
atómicos,  la  presión
de Casimir es de una
atmósfera. 
FC:  fuerza  de  Casimir,
en N; c: velocidad de la
luz,  299792458  m/s;  h,
constante  de  Planck,
6,626068×10
–34
m
2
.kg/s;
,  3,14159265;  A,  área,
en m
2
; d, separación, en
m.
l
A
480 d
4
Fc = hc 
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