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lunes, noviembre 28, 2011

Terra Nova: Pulsos electromagnéticos, y arreglando microchips

Poster de la serie

Una de las series que sigo actualmente, y que llevo al día, es Terra Nova. Se trata de una serie promocionada como «la última creación de Spielberg» (aunque sólo es uno de los productores ejecutivos), que trata de un grupo de «peregrinos» que viajan a la época de los dinosaurios, huyendo de un futuro devastado. El título de la serie es el nombre de la colonia que establecen allí.

Pero no voy a hablar de viajes en el tiempo. En uno de los episodios (el sexto), un meteorito explota en el aire, muy cerca de la colonia, produciendo un pulso electromagnético que frie todos los microchips de Terra Nova. Ordenadores, circuitos, iluminación, incluso las armas (que funcionan con un chip) dejan de funcionar.

Lo primero que propone uno de los personajes es sustituir los chips quemados por otros de repuesto. Desde luego, parece buena idea llevarse un buen cargamento de recambios si viajas a una época prehistórica. Pero el jefe de la colonia dice que los chips de repuesto también se han quemado. No importa si un chip está conectado o no a un circuito, es afectado igualmente por un PEM.

Bueno, esto tiene un poco de buena ciencia. Por un lado, rompe el tópico de que un circuito sólo se ve afectado si está «encendido», tan usado en la ficción. Eso no es así, como ya comenté en su día. Pero también os expliqué que lo que hace un PEM es inducir corrientes eléctricas muy altas, en conductores. Un michochip no es un conductor, pero las patillas y las pistas de los circuitos impresos en los que está conectado, sí. Así, un PEM no induce directamente corrientes en el interior de un chip, pero sí en dichas patillas y en el circuito impreso en el que está conectado. Las patillas de un chip son bastante pequeñas, así que es posible que no basten para que se induzcan corrientes suficientemente elevadas para quemar el chip (tampoco hace falta mucha intensidad). Así que los chips más afectados serían precisamente los que forman parte de un circuito, donde sí que se inducirían corrientes muy altas. Si el chip está guardado en una caja, es posible que no le pase nada (y mucho mejor si el exterior de la caja es metálico, ya que haría de jaula de Faraday). En cualquier caso, como habréis notado, estoy hablando de posibilidades. Podría o no podría ocurrir.

Seguimos. Resulta que en la colonia tienen una máquina para fabricar chips, por lo que podrían reponer en un tiempo razonable los más importantes (como los de los equipos médicos). El problema es que la máquina funciona con un chip que también se ha quemado. Así que se lo llevan a un personaje bastante peculiar, que lo examina con una lente de joyero o relojero, y lo compara con arreglar un reloj de precisión. Finalmente se pone a ello, y al final del episodio la situación se ha solucionado.

Primer plano de un hombre observando un chip con una lente de relojero

Bueno, un chip no se puede arreglar como insinuan en el episodio, con una lupa y unas pinzas. Para empezar, los «componentes» por llamarlos de alguna manera, son demasiado pequeños. En un chip, la carcasa que vemos y cogemos con la mano, es mucho mayor que el dispositivo de silicio que hay en su interior. Éste trozo de silicio es muy pequeño, y puede haber desde varios cientos hasta más de un millón de transistores en él. Y teniendo en cuenta que la serie empieza en el futuro (en el siglo XXII), podemos asumir sin riesgos que el número debe ser incluso mayor. Sencillamente, no se pueden observar con una simple lente. Se necesitaría un microscopio electrónico (que no funcionaría por el PEM)

Además, un chip no está formado por componentes separados que podamos montar o desmontar, sino que está hecho de una única pieza. Por eso se llama circuito integrado. Hace tiempo expliqué cómo funciona una célula solar fotovoltaica. Ahí mencionaba una acción muy importante, común a todo dispositivo semiconductor: el dopaje (nada que ver con los deportes). Básicamente, al silicio se le introducen impurezas determinadas, en lugares determinados, para alterar sus propiedades eléctricas. Pues bien, un microchip sigue el mismo esquema. Se trata de un único componente sólido, que ha sido sometido a diversos procesos de dopaje y abrasión (eliminando partes del sustrato original). Para ello se utilizan técnicas de fotolitografía. La idea es que en vez de dopar selectivamente distintas regiones del silicio, se dopa toda una capa, y luego se eliminan aquellas partes no deseadas, siguiendo un patrón.

Así que sencillamente, no se puede arreglar un microchip con una lente y unas pinzas de relojero. No hay componentes que manipular, extraer, meter, recolocar... Es un único componente de una pieza.

Como nota final, y fuera ya de la temática de este blog, el episodio nos muestra una situación que merece la pena considerar, para darnos cuenta hasta qué punto nos hemos vuelto dependientes de la tecnología. ¿Qué pasaría si un día, dejaran de funcionar todos los aparatos eléctricos y electrónicos? Pensadlo bien, y considerad todas las implicaciones. Aterrador, ¿verdad?

12 comentarios:

  1. Por cierto, ¿un meteorito puede provocar un PEM?.

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  2. Interesante entrada.

    Llevo unos 15 años dedicandome a el diseño de circuitos integrados, y he de decir que tecnicamente todo lo que explicas es correcto.

    Me gustaria hacer una pequeña correccion, pues dentro de un circuito integrado si existen pistas de metal al igual que las tendrias en una PCB. Eso si, es cierto que estas pistas tienen longitudes de unos pocos milimetros en el peor de los casos, por lo que ante un pulso PEM, la diferencia de potencial creada seria minima. Dicho eso, cuando diseñamos los pines del circuito integrado que tienen conexion a la PCB, ponemos protecciones especiales dado que son propensos a recibir descargas electrostaticas (ESD) de varios miles de voltios (imaginaos que alguien "cargado" toca ese pin), mientras que los transistores internos no tienen esas protecciones pues no son necesarias. Ante un pulso PEM no te sabria decir que transistor se quemaria antes.

    En fin, tan solo eso. Felicidades por la entrada.

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  3. "...¿Qué pasaría si un día, dejaran de funcionar todos los aparatos eléctricos y electrónicos? Pensadlo bien, y considerad todas las implicaciones. Aterrador, ¿verdad?..."

    Te recomiendo "Connections" de James Burke.

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  4. La pregunta del primer anónimo es muy interesante, y no sabría contestarla. En la serie, el meteorito era muy rico en hierro, y explota en la atmósfera, cerca del suelo. Es la explosión la que causa el PEM.

    Gracias al segundo anónimo por la aclaración.

    Y tomo nota de la recomendación de Slug.

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  5. Otra pega científica de vivir en la época de los dinosaurios es que había más oxígeno, ¿se podría respirar sin problemas con esa composición atmosférica?

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  6. Anoche justamente vi este episodio y estaba pensando en lo jugosa que sería para MalaCiencia... está claro que el presupuesto es bajo, pero hay elementos de diseño que para mi gusto están muy descuidados. Desde la botánica (tenemos tecnología para mostrar un espinosaurio galopando, pero no para montar un decorado de helechos arborescentes y araucarias) los coches y motos tipo Mad Max, a la tecnología en general que es muy poco imaginativa... en este episodio salía una especie de superordenador cuyo diseño consistía en una gran pecera iluminada en azul en la que flota una oblea de circuitos gigante (con líneas conductoras grandes como dedos, vamos, que se notara que era algo electrónico y mu graande).
    No sé, le han echado poco amor a la cosa. ¿No os parece?

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  7. Como siempre felicidades y gracias por el blog.

    En cuanto a la pregunta que planteas, ¿no fue ese el motivo por el que dejaron de hacer pruebas de explosiones nucleares en la atmósfera?

    Saludos,

    Ignatius

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  8. Oh! Terra Nova... El concepto de Terra Nova es, desde el comienzo y desde la vista de cualquier biólogo, muy pero muy mala ciencia.
    En la época de los Dinosaurios las plantas que conocemos, esas con hermosas flores no existían. Los arboles eran helechos... no eran palmeras... y mucho menos lianas, las que son mucho más "nuevecitas" Es más, se supone que la aparición de las plantas con flores (Angiospermas) pudo haber sido una de los motivos de la paulatina desaparición de este tipo de reptiles... Además la presencia del hombre y sus bacterias deberían haber desencadenado un sinfín de enfermedades en todos los animales... y viceversa.
    Otra cuestión a tener en cuenta es la forma ridícula en que le saca el parásito... ¿acaso los antibióticos se ven afectados por el pulso electromagnético generado por el meteorito?

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  9. ese chip debía ser de tipo steampunk llevado a niveles absurdos de miniaturizacion. algo así como una maquina analítica ahi dentro, con sus engranajes y todo...

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  10. "...¿Qué pasaría si un día, dejaran de funcionar todos los aparatos eléctricos y electrónicos? Pensadlo bien, y considerad todas las implicaciones. Aterrador, ¿verdad?..."
    Yo os recomiendo "memorias encontradas en una bañera" de Stanislav Lem

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  11. Thanks for sharing, nice blog, i like it, wait for new post.
    Merry Christmas buddy..:)

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  12. Creo que si dejaran de funcionar los países de tercer mundo nos convertiríamos e los de primer mundo jeje ya que no dependemos aun que queramos de la tecnología, bueno la mayoría de las personas. ;)

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