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Una tesis de la UPCT utiliza músculos artificiales para explicar la capacidad sensora de los órganos naturales

23.abr.2018
«Empleando técnicas electroquímicas hemos demostrado, y cuantificado por primera vez, que es la energía de la reacción de contracción muscular la que origina las señales indicadores del estado de los motores poliméricos», explican los investigadores
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Samuel Beaumont en el laboratorio de Toribio Fernández.

El catedrático de la UPCT Toribio Fernández lleva años desarrollando músculos artificiales que imitan a los naturales, pero en la última tesis que ha dirigido, defendida este mes por Samuel Beaumont, ha invertido el modelo. Han ensayado con motores poliméricos para indicar el hasta ahora desconocido origen de la capacidad sensora de los órganos naturales.

“La Biología aún no ha descubierto cómo se generan las señales que los órganos envían al cerebro para informarle de su estado”, razona Fernández Otero. “Empleando los polímeros conductores como materiales modelo de la matriz intracelular de las células musculares, hemos comprobado que la energía de la reacción o cualquiera de sus componentes, la carga consumida o el potencial, la que se adapta instantáneamente a cualquier variación de la temperatura muscular o de la concentración de los iones que intervienen en la reacción”, resume.

“Hasta ahora no se había demostrado cuantitativamente esta relación, la ecuación sensora”, añade el nuevo doctor por la UPCT. “Es la variación de la energía la que genera el impulso nervioso que informa al cerebro”, prosigue Beaumont, procedente de Sevilla y que ha realizado su tesis con una beca de especialización científica financiada por el grupo de investigación en Electroquímica, materiales y dispositivos inteligentes que dirige Fernández Otero. Beaumont ganó con una presentación sobre músculos artificiales un concurso para doctorandos emprendedores organizado la semana pasada en la Politécnica.

“Los resultados también explican cuantitativamente el comportamiento de los músculos de animales de sangre fría, como los cocodrilos, que toman el sol para acelerar la digestión, o porqué sentimos resistencia, pesadez o dolor cuando intentamos correr estando nuestros músculos fatigados”, ejemplifica el docente de la Politécnica.

La investigación, que ha generado la publicación de seis artículos en revistas internacionales, “aporta nuevas vías de estudio en el ámbito de la fisiología. La confirmación de nuestra hipótesis en los músculos naturales abrirá la puerta hacia la solución de muchas de las enfermedades relacionadas con las atrofias musculares”, aventura el investigador de la UPCT.

El grupo de Fernández Otero está desarrollando motores poliméricos electroquímicos que son a la vez sensores de las condiciones de trabajo del músculo artificial, a partir del concepto de propiocepción, desarrollado en la tesis que realizó José Gabriel Martínez Gil. Mediante sólo dos cables de conexión se transmite tanto la información actuadora como las señales sensoras de las condiciones térmicas, mecánicas, químicas y eléctricas, así como la posición y velocidad.

“Nuevas herramientas y robots constituidos por dispositivos actuadores-sensores aparecerán en los próximos años, generando nuevas empresas de alta tecnología y la demanda de profesionales formados en estas tecnologías”, asegura Fernández Otero.