Autor Tema: FORO-CIENCIA (Leído 874786 veces)

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El cambio climático ha cambiado el sabor y la textura de las manzanas en los últimos 40 años

BOTÁNICA

Manzana de la variedad Fuji. (Foto: MShades)

Un estudio de la Organización Nacional de Agricultura y de investigación alimentaria en Japón (NARO) sugiere que las cualidades de las manzanas están experimentando cambios a largo plazo debido al cambio climático.
“Hemos demostrado que estos cambios son el resultado de una floración más temprana y de temperaturas altas durante el período de maduración, debidas al calentamiento global”, declara a SINC Toshihiko Sugiura, investigador principal del estudio que publica la revista Scientific Reports.
Para determinar si el sabor y la textura de manzana se han alterado, Sugiura y su equipo han hecho ensayos de cultivo de dos variedades en dos huertos de manzanos japoneses desde 1970, incluida la variedad Fuji que es un clon de manzana desarrollado por la Estación de Investigación Tohoku (Aomori, Japón).
En estos 40 años, las frutas han cambiado: ahora poseen menos firmeza, su concentración de ácido es menor, y con el tiempo han desarrollado un corazón más acuoso, independientemente del índice de madurez de la manzana en el momento en que se hizo la cosecha.
“Nuestros resultados sugieren que las cualidades de manzanas en el mercado están experimentando cambios que se verán a largo plazo”, aseguran los expertos. Además, Sugiura supone que estos cambios están teniendo lugar no sólo en la manzana, sino también en otras muchas frutas.
Los científicos también creen que los clientes tendrán la última palabra en cuanto al aspecto y el sabor de las frutas en el futuro: “Si muchos consumidores no quieren esos cambios, los productores de manzanas alterarán las variedades y la ubicación de la plantación”, añaden.

Fuente: SINC

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Explorando el subsuelo de Marte

ASTRONOMÍA

Sección de las tierras altas del sur de Marte. (Foto: ESA/NASA/JPL/ASI/Univ. Rome)

Marte oculta secretos que no podemos ver a simple vista, pero el radar de la sonda europea Mars Express nos permite estudiar lo que esconde a varios kilómetros bajo su superficie.
El radar de Mars Express emite pulsos de baja frecuencia hacia el planeta, y analiza el eco producido cuando rebotan contra cualquier tipo de superficie.
Si bien la mayoría de los pulsos se reflejan contra la superficie del planeta, algunos logran penetrar en el subsuelo hasta que se encuentran con las superficies que separan las capas de distintos materiales, como rocas, agua o hielo.
Al analizar la intensidad y la fase de los ecos que regresan al instrumento, Mars Express es capaz de determinar a qué profundidad se encuentran las distintas capas del subsuelo.
Esta imagen radar muestra un corte de 5.580 kilómetros de longitud a través de las tierras altas del sur de Marte, y fue creada poco después de que el instrumento MARSIS (Radar Avanzado para la Investigación de la Ionosfera y del Subsuelo de Marte) entrase en servicio en el año 2005.
En la parte derecha destaca la inmensa Hellas Planitia. Esta cuenca de 7 kilómetros de profundidad y 2.300 km de diámetro es uno de los mayores cráteres de impacto del Sistema Solar.
El pico brillante a la izquierda del centro de la imagen es el polo sur de Marte, y es aquí donde el radar demuestra todo su potencial, desvelando varias capas de polvo y hielo ocultas bajo el casquete de agua y dióxido de carbono congelados.
Estas formaciones, conocidas como los Depósitos Estratificados del Polo Sur, se extienden hasta una profundidad de 4 kilómetros. Se piensa que son el resultado de los distintos ciclos de cambio climático que sufrió Marte, que provocaron variaciones en la sedimentación del polvo y del hielo.
Gracias al radar de Mars Express, los científicos han calculado que estos depósitos estratificados contienen suficiente agua como para cubrir todo el planeta con una capa líquida de 11 metros de profundidad.

Fuente: ESA

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Auroras boreales en directo desde Groenlandia, con GLORIA

ASTRONOMÍA

(Foto: JC Casado/IAC)

El proyecto europeo GLORIA (GLObal Robotic-telescopes Intelligent Array, Red Global de Telescopios Robóticos), con participación del Instituto de Astrofísica de Canarias (España), realizará retransmisiones en directo del fenómeno de las auroras boreales desde el Sur de Groenlandia del 24 al 29 de agosto. La propuesta de GLORIA incluye también compartir fotos y actividades educativas para los estudiantes.
Sólo desde los casquetes polares de nuestro planeta se observan las auroras boreales y australes, un fenómeno astronómico espectacular que aparece ante nuestros ojos como cortinas luminosas de tonalidades diversas y cambiantes. Pero este verano trae la oportunidad de observar las auroras boreales (aquellas que se ven en el hemisferio norte) en directo desde casa, con una conexión a Internet. El momento para la observación es propicio: en la actualidad existe un aumento de la actividad solar que produce las auroras y que alcanzará su máximo a finales de 2013.
GLORIA es un innovador y ambicioso proyecto de ciencia ciudadana que dará acceso libre y gratuito a una red de telescopios robóticos a través de una interfaz Web. El IAC participa en el proyecto a través del Telescopio Abierto Divulgación (TAD).
Del 24 al 29 de agosto la expedición Shelios 2013, coordinada por el investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), Miquel Serra-Ricart, observará las auroras boreales desde el sur de Groenlandia. Miembros del proyecto europeo GLORIA se unirán a la expedición para realizar una retransmisión en directo del fenómeno. Vídeos e imágenes de las auroras serán retransmitidos en directo por Internet (en el portal live.gloria-project.eu) desde Groenlandia.
La retransmisión de las Auroras 2013 es la cuarta de una serie de retransmisiones en directo de eventos astronómicos programados por el proyecto GLORIA para promover la Astronomía y Ciencia Ciudadana entre el público (la primera fue el tránsito de Venus y le siguieron un eclipse de Sol y la relativa a la expedición Auroras 2012).
En su vertiente más educativa, el proyecto desarrolla actividades para involucrar a los estudiantes de secundaria. Concretamente, en el caso de las Auroras Boreales, se propondrá a los estudiantes que determinen la distancia a la que se forman las Auroras a partir de observaciones simultáneas realizadas desde dos puntos separados una distancia de 1km.
Se realizará una conexión diaria, siempre que las condiciones atmosféricas lo permitan, entre 24 y 29 de agosto 2013, desde tres emplazamientos situados al sur de Groenlandia. El emplazamiento principal estará situado en los alrededores del glaciar Qaleraliq (longitud = 46.6791W ; latitud = 60.9896N, figura 1) el segundo en una granja de Tasiusaq (figura 2) y el tercero en el poblado de Qasiarsuk (figura 3). Las emisiones serán desde 00:30 a 1:30 UT (22:30 - 23:30 hora local del día anterior en Groenlandia, 02:30-03:30 CET; donde UT significa Tiempo Universal y CET hora central europea). La emisión se llevará a cabo a dos niveles:
1) Conexiones en directo. Durante una hora una cámara apuntará hacia el cielo con el objetivo de transmitir una secuencia de vídeo de los movimientos de la aurora.
2) Time-Lapse. Todas las noches durante una hora y cada minuto se cambiará la imagen del cielo estrellado para mantener actualizado el portal de la emisión.
Estas imágenes serán accesibles en la web con el fin de realizar la actividad educativa propuesta.
Las retransmisiones podrán seguirse en el portal de GLORIA y en el del principal colaborador sky-live.tv . En el portal de GLORIA se mostrará información actualizada tanto de la situación meteorológica como de la realización o no de la retransmisión. Las retransmisiones también serán anunciadas, con unas horas de antelación, por las redes sociales de GLORIA.
Las auroras polares se producen cuando partículas muy energéticas originadas en el Sol (viento solar) alcanzan la atmósfera de la Tierra. La entrada de estas partículas está gobernada por el campo magnético terrestre y por ello sólo pueden penetrar por el Polo Norte (auroras boreales) y el Polo Sur (auroras australes). "La emisión de luz se produce en la alta atmósfera, entre 100 y 400 kilómetros, y se debe a los choques del viento solar, compuesto esencialmente por electrones, con átomos de oxígeno, lo que origina los tonos verdosos que son los más comunes", explica Serra-Ricart. En el año 2000 se detectaron intensas auroras, al coincidir con un periodo de máxima actividad solar.
Durante los máximos solares hay un aumento del viento solar y, por tanto, crece el flujo de partículas elementales que al llegar a la Tierra son dirigidas hacia los polos magnéticos. La mejor zona para la observación de las auroras boreales se localiza en un círculo alrededor del Polo Norte magnético (entre 60 y 70 grados de latitud norte). Según el astrofísico del IAC, "debido a que el Polo Norte magnético no coincide con el Polo Norte geográfico, y se encuentra situado al noroeste de Groenlandia, en concreto al norte de Canadá cerca de la isla Ellesmere, el sur de Groenlandia es una de las mejores plataformas de observación".
GLObal Robotic telescopes Intelligent Array for e-Science (GLORIA) es un proyecto financiado por la Unión Europea del Séptimo Programa Marco (FP7/2007-2012) bajo el acuerdo de subvención 283783. El proyecto está coordinado por la Universidad Politécnica de Madrid y participan 13 socios (UPM, ASU-CAS, CSIC, CTU, FZU-CAS, IAC, INAF, SAO, UCD, UCH, UMA, UOX, UWAR) de ocho países (España, República Checa, Italia, Rusia, Irlanda, Reino unido, Polonia y Chile).

Fuente: IAC
[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=X4Hes0eAYbY[/youtube]

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Más misterio en el origen de la capa de hielo de la Antártida

GEOLOGÍA

Reconstrucción de la zona del Mar de Scotia hace 25 millones de años. (Imagen: Universidad de Texas en Austin)

Un equipo de científicos ha encontrado evidencias geológicas que proyectan una sombra de duda sobre el origen comúnmente aceptado de la capa de hielo antártica.
La Corriente Circumpolar Antártica, una corriente oceánica que fluye en el sentido de las manecillas del reloj alrededor del continente, aísla a la Antártida de las aguas cálidas, situadas al norte, que la rodean, lo que contribuye de manera destacada a mantener la capa de hielo. Desde hace varias décadas, los científicos han asumido que el establecimiento de la Corriente Circumpolar Antártica desempeñó un papel decisivo, hace aproximadamente 34 millones de años, para iniciar el proceso de glaciación en el continente.
Ahora, muestras de rocas provenientes del sector central del Mar de Scotia, cerca de la Antártida, analizadas por el equipo de Ian Dalziel, de la Universidad de Texas en Austin, revelan lo que queda de un arco volcánico, ahora sumergido, que se originó hace más de 28 millones de años y que pudo bloquear la formación de esta Corriente Circumpolar Antártica hasta hace menos de 12 millones de años.
Por tanto, el establecimiento de la actual Corriente Circumpolar Antártica no puede relacionarse en modo alguno con la glaciación inicial de la Antártida, sino más bien con un descenso subsiguiente y bien documentado de las temperaturas globales del planeta.
Hay otras dos clases de evidencias que apoyan la noción de que la Corriente Circumpolar Antártica no empezó hasta hace menos de 12 millones de años. Por un lado, el norte de la Península Antártica y el sur de la Patagonia, no se volvieron glaciales hasta hace menos de 12 millones de años. Y por otro lado, ciertas especies de criaturas microscópicas conocidas como dinoflagelados, las cuales prosperan en ambientes acuáticos gélidos como los de las aguas polares, empezaron a aparecer, a juzgar por el inicio de la presencia de sus vestigios a partir de ciertos estratos de sedimentos marinos, hace alrededor de 11,1 millones de años, lo que sugiere que fue entonces cuando en la región del Océano Atlántico de la cual proceden esos sedimentos comenzaron a llegar aguas más frías en cantidades significativas.
En la investigación también han trabajado Larry Lawver y Marcy Davis de la Universidad de Texas en Austin, Hans-Werner Schenke del Instituto Alfred Wegener en Alemania, P.F. Barker de la Universidad de Birmingham (por desgracia ya fallecido en el momento de escribir estas líneas), Julian Pearce de la Universidad de Cardiff, Alan Hastie de la Universidad de Edimburgo, y Dan Barfod del Consejo de Investigación del Medio Natural (NERC), del Reino Unido éstas cuatro últimas entidades.

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La droga emergente MDPV puede ser más adictiva que el Speed

QUÍMICA

Michael A. Taffe, a la derecha, y Tobin J. Dickerson, son dos de los autores del nuevo estudio. (Foto: Instituto Scripps de Investigación)

Una nueva investigación revela que la droga de creciente popularidad cuyo nombre científico es 3,4-metilendioxipirovalerona (comúnmente abreviado como metilendioxipirovalerona o MDPV) y conocida en español con nombres como "Ola de marfil" o "Relámpago blanco", podría ser más adictiva que la metanfetamina, conocida popularmente como "Speed", una de las sustancias más adictivas de las que se tiene conocimiento hasta la fecha.
Ésta es la conclusión a la que han llegado unos científicos del Instituto Scripps de Investigación, que cuenta con un campus en La Jolla, California, y otro en Jupiter, Florida. La investigación que ha llevado a cabo el equipo de Michael A. Taffe y Tobin J. Dickerson es uno de los primeros estudios de laboratorio sobre la MDPV, una droga que ha sido vendida en algunos casos como "sales de baño" y cuyo consumo está aumentando de manera notable.
Taffe y sus colegas han confirmado el poder estimulante de la droga en ratas, y han encontrado evidencias de que podría ser más adictiva que la metanfetamina, una de las sustancias más adictivas que se conocen. Observaron por ejemplo que las ratas oprimían una palanca de administración de MDPV más frecuentemente para obtener una dosis de esta droga que en el caso de la metanfetamina. La tendencia se constató a través de una amplia gama de dosificaciones.
La MDPV y otras drogas parecidas son derivados de la catinona, el principio activo más importante que se halla en el khat, una planta cuya hoja, al ser masticada, ejerce de estimulante. A la droga procedente del vegetal también se la llama popularmente khat. El consumo de khat se da mayormente en el nordeste de África y en la península arábiga.
Décadas atrás, algunas compañías farmacéuticas ya sintetizaron derivados de la catinona, pero no se les dio uso. A comienzos de la década del 2000, fueron redescubiertos por químicos dedicados en secreto a la producción de drogas, y esos derivados comenzaron a ser comercializados. Al principio, se vendían como “sales de baño” o con otras denominaciones engañosas para eludir las leyes que prohibían su uso dentro del cuerpo pero lo permitían fuera. Actualmente, su venta en muchos países está prohibida para todo tipo de usos.
Los derivados de la catinona perturban la actividad de las redes cerebrales que intervienen en el deseo, el placer, los movimientos musculares y la cognición. Los usuarios han descrito efectos estimulantes clásicos, tales como una euforia inicial, incremento de la actividad física, imposibilidad de dormir y la pérdida de las sensaciones de hambre y sed, además, por supuesto, de un irresistible deseo de consumir más droga. Dosis más altas conllevan un fuerte riesgo de psicosis paranoides, agresividad e impulsos suicidas.

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¿Están todas las partículas elementales sometidas al mismo espacio-tiempo?

FÍSICA

En el modelo matemático elaborado por el grupo de la Universidad de Varsovia, el espacio-tiempo clásico es creado por la interacción de la materia con la gravedad cuántica. El proceso se asemeja un poco, en concepto, a cómo una retícula cristalina de hielo -que simbolizaría al espacio-tiempo clásico- se forma al congelarse el agua líquida -que simbolizaría a la gravedad cuántica-. Las últimas conclusiones sobre el modelo apuntan a que las diferentes partículas elementales generan diferentes espacio-tiempos clásicos. (Imagen: © Facultad de Física, Universidad de Varsovia)

Antes del Big Bang, el espacio-tiempo tal como lo conocemos, no existía. Entonces, ¿cómo se formó? El proceso de creación del espacio-tiempo normal partiendo de un estado anterior dominado por la gravedad cuántica ha sido estudiado durante años por un grupo de teóricos de la Facultad de Física de la Universidad de Varsovia, en Polonia.
Sus recientes análisis conducen a una conclusión sorprendente: No todas las partículas elementales están sujetas a un mismo espacio-tiempo.
Poco después del Big Bang, el universo era muy denso y caliente, con las partículas elementales experimentando con gran intensidad la fuerza de la gravedad. Durante décadas, físicos de todo el mundo han estado tratando de descubrir las leyes de la gravedad cuántica que describen esta fase de la evolución del universo.
Recientemente el grupo del profesor Jerzy Lewandowski propuso su propio modelo del universo cuántico. Los estudios recientes de sus propiedades han sorprendido a los investigadores. Los análisis realizados por Lewandowski y Andrea Dapor muestran que diferentes partículas elementales "experimentan" la existencia de diferentes espacio-tiempos.
¿Cómo surgió, a partir de los estados primarios de la gravedad cuántica, el espacio-tiempo conocido por todos nosotros? Y, puesto que el espacio-tiempo normal debió nacer como resultado de la interacción entre la materia y la gravedad cuántica, ¿podemos estar seguros que cada tipo de materia interactúa con un espacio-tiempo que tiene las mismas propiedades?
Después de trabajar con las ecuaciones que representan el comportamiento de las partículas de acuerdo con las leyes del modelo de la gravedad cuántica, el equipo de Lewandowski comenzó a comprobar si podrían obtenerse ecuaciones similares con el uso del espacio-tiempo ordinario en combinación con diferentes simetrías. Para las partículas sin masa resultó ser posible. El espacio-tiempo tenía las mismas propiedades en todas las direcciones. Según el modelo simplificado que investigaron y, al margen de si el fotón tiene mucho o poco momento, o más o menos energía, el espacio-tiempo parece ser el mismo en todas las direcciones.
Para las partículas con masa, la situación fue diferente.
Las partículas con masa no sólo experimentarían espacio-tiempos diferentes a los de los fotones, sino que cada una contaría con su propia versión "privada" del espacio-tiempo, dependiendo de la dirección en la que se moviera. O por lo menos ésta es la conclusión a la que se ha llegado en el nuevo estudio, a raíz de resultados que han sorprendido al propio equipo de investigación.

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Nuevo nanomaterial para ayudar a reducir las emisiones de dióxido de carbono

CIENCIA DE LOS MATERIALES

La humanidad necesita imperiosamente reducir las emisiones de dióxido de carbono. (Foto: Amazings / NCYT / MMA)

Un grupo de científicos en Australia ha creado un nuevo material, trabajado a escala nanométrica, que es capaz de ayudar a reducir de modo significativo las emisiones de dióxido de carbono (CO2) emitidas por las centrales eléctricas alimentadas con carbón.
El nuevo nanomaterial, obra del equipo de Christopher Sumby, de la Universidad de Adelaida en Australia, separa eficientemente el CO2 (principal causante del efecto invernadero) del nitrógeno, otro componente común de los desechos gaseosos liberados por las centrales eléctricas alimentadas con carbón. Esto podría simplificar de manera decisiva el trabajo de interceptar y almacenar el CO2, evitando su emisión a la atmósfera.
Una cantidad considerable de las emisiones mundiales de CO2 proviene de centrales eléctricas que funcionan quemando carbón. Retirar el CO2 de la mezcla de gases en el humo expelido por dichas centrales es el objetivo de muchos trabajos de investigación. Lo ideal es pasar a energías del todo limpias, como la solar o la eólica, pero en ausencia de ello, siempre es mejor reducir la contaminación de las energías sucias que seguir usándolas tal cual.
El equipo de Sumby ha producido un nuevo material ultraabsorbente, del tipo conocido como armazón organometálico (MOF, por sus siglas en inglés). El nuevo material tiene una remarcable capacidad para separar CO2 de nitrógeno. El material es similar a una esponja pero a escala nanométrica, tal como lo define el profesor Sumby. El material tiene pequeños poros en los que caben las moléculas del dióxido de carbono, mientras que las moléculas de nitrógeno, que son un poco más grandes, ya no caben. Así es como se realiza la separación.
Otros métodos de separación del CO2 del nitrógeno son caros y consumen mucha energía. Este nuevo material tiene el potencial de ser más eficiente energéticamente que los demás. Es fácil de regenerar (por extracción del CO2) para su reutilización, requiriéndose tan solo pequeños cambios de temperatura o presión.
En el trabajo de investigación y desarrollo también han intervenido Witold M. Bloch y Christian J. Doonan, de la Universidad de Adelaida, así como Ravichandar Babarao y Matthew R. Hill, de la división de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation) de Australia.

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Miden las debilidades estratégicas de 20 equipos profesionales de fútbol

COMPUTACIÓN

Un grupo de investigadores del laboratorio Disney Research ha hecho uso de la inteligencia artificial para ‘marcar’ a los jugadores de fútbol y poner en evidencia sus errores. El seguimiento automático de 380 partidos de 20 equipos de diferentes ligas profesionales durante la temporada 2010-2011 les ha permitido analizar diferentes aspectos estratégicos y posibles errores.
“Un compañero se dio cuenta observando estadísticas de diferentes equipos, que tanto los equipos locales como los visitantes tenían similares porcentajes de tiro y pase, pero diferían mucho en cuanto a posesión de balón”, señala Patrick Lucey, investigador especializado en el seguimiento automático de la conducta humana de Disney Research.
“En casa, los equipos mantienen un 33% más la pelota en el campo oponente, y por tanto tienen más oportunidades de gol, mientras que cuando juegan fuera, lo hacen más defensivamente, contraatacando. Este patrón se repite prácticamente para todos los equipos”, afirman desde el Disney Research.
Para el estudio, que se ha presentado estos días en la Conference on Knowledge Discovery and Data Mining en Chicago, los investigadores no han seguido el movimiento de los jugadores, sino el del balón.
Con la información recopilada, dividieron el campo en diferentes partes y crearon ‘mapas entrópicos’ que modelizaban la incertidumbre sobre el comportamiento de un equipo en cada zona.
“Los equipos con una alta entropía pasaban más el balón y eran más difíciles de predecir. Los de baja entropía tienen jugadores que tienden a quedarse estáticos en ciertas áreas del campo”, señalan.
Desde el laboratorio creen que la combinación de estos mapas entrópicos con las estadísticas comunes provistas después de los partidos podría determinar que equipos son los más eficaces.
Aunque el trabajo se centraba en el fútbol exclusivamente, los investigadores afirman que sus técnicas son aplicables a otros deportes de equipo, como son el baloncesto, el hockey y el fútbol americano.
“Podría ser una herramienta útil para los entrenadores para seguir la progresión de sus equipos o para dar ideas a lo largo del partido e incluso de ayuda a los comentaristas de la televisión” concluye Lucey.
(Fuente: SINC

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¿Multiplicar la memoria magnética gracias a torbellinos nanométricos?

INGENIERÍA

Las memorias magnéticas tradicionales almacenan la información basándose en dos estados que representan al cero y al uno del código binario. Ahora, una nueva línea de investigación plantea la posibilidad de fabricar un dispositivo de almacenamiento magnético que utilice cuatro estados en vez de dos y que pueda almacenar el doble de información.
La clave reside en los vórtices magnéticos, confinados en diminutos discos metálicos de pocos nanómetros de diámetro. Los espines de los electrones tienden a progresar hacia la configuración con la menor energía posible. La situación en que los espines apuntan en direcciones opuestas, o sea de forma antiparalela a efectos prácticos, implica un mayor uso de energía. Por tanto, los electrones tienden a alinearse de forma que las orientaciones de sus espines describan un círculo, ya sea en sentido horario o en sentido antihorario, alrededor del disco.
Sin embargo, en el núcleo del vórtice, donde los círculos se hacen cada vez más pequeños y los espines vecinos inevitablemente se alinean de forma antiparalela, tienden a salirse del plano, apuntando ya sea hacia arriba o, por el contrario, hacia abajo.
Así que cada disco tiene cuatro estados en vez de dos: Circularidad horaria o antihoraria, y polaridad del núcleo hacia arriba o hacia abajo. Pero es necesario poder controlar la orientación en cada variable de forma independiente.
La aplicación de un campo magnético externo fuerte y estable puede invertir la polaridad del núcleo, pero los dispositivos que se pretenda que sean prácticos de usar no pueden soportar campos fuertes sin recurrir a medidas de protección aparatosas, y además necesitan conmutadores más rápidos.
Investigaciones anteriores habían encontrado que con campos magnéticos débiles y oscilantes en el plano del nanodisco se podía obtener, a través de otra vía, el mismo resultado.
Científicos de la Universidad Tecnológica de Brno en la República Checa, el Centro de Investigación de Grabación Magnética de la Universidad de California en San Diego, y el Laboratorio Nacional estadounidense Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) en California, han demostrado, por vez primera, que métodos similares pueden controlar la circularidad de los vórtices magnéticos.
El grosor y el diámetro de los discos nanométricos usados en los experimentos realizados por el equipo de Vojtech Uhlír y Peter Fischer fueron los factores decisivos: Cuanto menor era el disco, mejor.
Los discos grandes y gruesos, de 30 nanómetros de espesor y un millar de nanómetros de diámetro, eran lentos, tardando más de tres nanosegundos en invertir la circularidad. Pero los discos de sólo 20 nanómetros de grosor y 100 nanómetros de diámetro podían invertir la orientación en menos de la mitad de un nanosegundo.
Queda mucho por hacer antes de que estos sistemas puedan ser de uso práctico. Se puede controlar tanto la polaridad como la circularidad, pero por ahora no se las puede controlar al mismo tiempo. Aún se está Trabajando en maneras prácticas de lograrlo.

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Generación muy eficiente de electricidad en calor mediante una termocélula basada en un líquido iónico

INGENIERÍA

Theodore Abraham. (Foto: Universidad de Monash / ACES)

El aprovechamiento del calor residual de centrales eléctricas, e incluso de tubos de escape de vehículos, pronto podría ser una valiosa fuente de electricidad.
Se ha conseguido crear una termocélula, basada en un líquido iónico, con la que se alcanza una notable eficiencia en la conversión de calor a electricidad.
Las termocélulas aprovechan la energía térmica resultante de la diferencia de temperatura entre dos superficies, y convierten esa energía en electricidad.
La nueva termocélula, creada por investigadores de la Universidad de Monash en Australia, trabajando con el Centro de Excelencia para la Ciencia de los Electromateriales (ACES), dependiente del Consejo Australiano de Investigación Científica (ARC), no sólo posee una enorme eficiencia sino que también cuenta con la baza de no emitir carbono al medio ambiente.
La nueva termocélula, desarrollada por el equipo de Doug MacFarlane y Theodore Abraham, podría ser usada para generar electricidad a temperaturas de unos 130 grados centígrados usando el vapor de centrales eléctricas que queman carbón. Esto se podría llevar a la práctica haciendo que el vapor caliente la superficie exterior de un electrodo mientras que el otro electrodo es enfriado mediante aire o agua.
Una parte crucial del diseño de la nueva termocélula es el nuevo electrolito para el proceso redox. La base de este electrolito es un líquido iónico.
La principal ventaja es que puede trabajar a temperaturas elevadas, típicas de fuentes de calor importantes, al contrario de los sistemas que utilizan agua, los cuales no pueden funcionar a temperaturas superiores a los 100 grados centígrados.

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El pie humano tiene una flexibilidad parecida a la de los grandes simios

BIOLOGÍA

Los pies de los humanos han retenido una cantidad sorprendente de flexibilidad, similar a la de los pies de grandes simios, como orangutanes y chimpancés. (Foto: Francisco J. Gonzalez)

La evolución de la marcha humana se basaba, hasta el momento, en una investigación de la década de 1930. Este estudio afirmaba que los pies humanos funcionan de manera muy diferente a los de los simios, debido al desarrollo de los arcos en la zona media del pie y la supuesta rigidez en el borde exterior.
Investigadores de la Universidad de Liverpool (Reino Unido) han realizado un nuevo estudio con más de 25.000 pasos humanos recogidos en una cinta sensible, en un laboratorio de su universidad.
Según sus resultados, que publica la revista Proceedings of the Royal Society B, a pesar de haber abandonado la vida en los árboles hace mucho tiempo, los pies de los humanos han retenido una cantidad sorprendente de flexibilidad, similar a la de los pies de grandes simios, como los orangutanes y los chimpancés, que siguen siendo, en gran medida, arborícolas.
"Durante mucho tiempo se ha asumido que ya que poseemos arcos laterales y mediales en los pies –un lateral supuestamente rígido y que se apoya en los huesos–, estos se diferencian notablemente de los de nuestros parientes más cercanos, cuya parte media del pie es totalmente flexible y contacta de forma regular con el suelo", declara Robin Crompton, del Instituto de Enfermedades Crónicas y Envejecimiento de la Universidad de Liverpool.
Sin embargo, este hecho nunca se había probado cuantitativamente. Los científicos hallaron que la gama de presiones ejercidas bajo la parte media del pie humano, y por tanto, los mecanismos internos que los impulsan, son muy variables. “Tanto es así que en realidad se superponen con las realizadas por los grandes simios”, añade el experto.
Hasta este estudio, se pensaba que los seres humanos que hacen contacto con el suelo con la región media del pie son principalmente aquellos que sufren de diabetes o artritis, ya que ambas condiciones pueden tener un impacto sobre la estructura de los pies. La investigación demostró, sin embargo, que dos tercios de los voluntarios sanos realizan algunas pisadas con toques de medio pie con el suelo, sin indicios de no ser un aspecto de una marcha normal y saludable.
"Nuestros antepasados probablemente desarrollaron una primera flexibilidad en sus pies cuando eran arborícolas, pero con el paso del tiempo, al haber más y más animales habitando en el suelo, desarrollaron algunas nuevas características para permitir que nos movamos rápidamente", expuso Karl Bates, investigador del mismo instituto que Crompton.
Aún y todo, el científico señala que los humanos no se adaptaron a la vida en la tierra tanto como otros animales que viven en el suelo “ni de lejos”, como caballos, liebres y perros. Sus experimentos muestran que los pies no son tan rígidos como se pensaba, sino que son una variación respecto a los de otros grandes monos.
Nuestra hipótesis es que a pesar de convertirse en habitantes casi exclusivamente del suelo hemos mantenido la flexibilidad en los pies para poder hacer frente eficazmente a las diferencias entre terrenos duros y suaves que nos encontramos en la larga distancia a pie. La siguiente parte de nuestro estudio será probar esta teoría, que podría ofrecer la razón por la cual los seres humanos pueden correr más rápido que un caballo, por ejemplo, durante largas distancias sobre un terreno irregular", concluye Bates.

Fuente: SINC

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Nueva técnica para mejorar aleaciones

CIENCIA DE LOS MATERIALES

Escogiendo la velocidad idónea de enfriamiento de la aleación, es posible regular varias características de ésta. (Imagen: Amazings / NCYT / JMC)

Un equipo de especialistas ha desarrollado una nueva forma de producir aleaciones metálicas de alta resistencia, a menor costo, utilizando menos energía y tardando menos tiempo, en comparación con los métodos tradicionales.
Es plausible que este avance tecnológico acabe cambiando profundamente la manera de fabricar piezas para máquinas de todo tipo, incluyendo dispositivos médicos y vehículos.
El nuevo sistema se basa en una técnica ya empleada, que permite fusionar polvos finos en un denso material sólido, al colocar el polvo en un molde y simultáneamente aplicarle pulsos de corriente eléctrica y de presión mecánica.
Al variar las velocidades de enfriamiento tras este proceso, es posible controlar varias características de la aleación, lo cual permite a su vez controlar las propiedades mecánicas del material.
En los sistemas típicos, se deja enfriar de modo natural a la aleación.
En cambio, en el nuevo sistema se utiliza un chorro de gas nitrógeno, que enfría del modo deseado el material.
Eberhard Burkel, Faming Zhang, Michael Reich y Olaf Kessler, todos de la Universidad de Rostock en Alemania, han demostrado que al enfriar de modo rápido y directo un material justo después de la acción combinada de corriente eléctrica y presión mecánica, puede producirse un material con mejoras en su grado de dureza, el de resistencia y el de ductilidad.

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Movimientos de insectos hechos sin músculos, ¿estrategia adaptable para prótesis en personas?

BIOLOGÍA

Hembra de Pseudoproscopia scabra estudiada en la investigación. (Foto: © Tom Matheson)

Unos neurobiólogos han profundizado en cómo las extremidades de los insectos pueden realizar ciertos movimientos sin recurrir a los músculos, un portento que ahora se confirma como una estrategia importante en la locomoción de los insectos.
Es bien sabido que algunos animales acumulan energía en estructuras elásticas. Tal acumulación de energía, comparable a la que se almacena en un muelle cuando se comprime, permite que se apliquen fuerzas de forma súbita y concentrada para generar movimientos que son mucho más rápidos que aquellos que podrían generarse por contracciones musculares solamente. Esto es fundamental, por ejemplo, para los saltos de las pulgas o de los saltamontes.
Sin embargo, el equipo de Tom Matheson, de la Universidad de Leicester en el Reino Unido, se sorprendió al encontrar fuerzas pasivas que contribuyen a realizar muchos de los movimientos ejecutados por las extremidades que fueron estudiadas, no solamente los movimientos rápidos y especializados que se necesitan para dar grandes saltos.
Esta nueva investigación indica por tanto que los mecanismos de almacenamiento de energía pueden operar en una gama mucho más amplia de movimientos, y ayuda a explicar cómo los insectos controlan sus movimientos valiéndose de una estrecha interacción entre el control neuronal y ciertos rasgos biomecánicos muy útiles.
Matheson y Jan M. Ache han comprobado que la estructura de algunas articulaciones de las patas de insectos provoca que éstas se muevan incluso en ausencia de músculos. Esas fuerzas, que se pueden describir como "fuerzas pasivas de articulaciones", sirven para llevar de regreso a la extremidad hacia atrás, a una posición preferida de descanso, sin tener que usar músculos para ello.
Los movimientos pasivos son diferentes en extremidades que tienen distintos roles conductuales y diferente musculatura, sugiriendo ello que la estructura de las articulaciones está específicamente adaptada para complementar la fuerza de los músculos. Todo esto sugiere un sistema natural de control motor para las extremidades de los insectos en el cual no todos los movimientos están dirigidos por músculos.
Por otra parte, lo descubierto en el nuevo estudio podría dar a los ingenieros nuevas maneras de mejorar el control de extremidades robóticas o de prótesis con capacidad de ejecutar movimientos.

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Lanzado el satélite Kompsat-5

ASTRONÁUTICA

KOMPSat 5. (Foto: KARI)

Un cohete ruso Dnepr despegó desde la base de Yasniy el 22 de agosto para enviar al espacio un satélite surcoreano en una misión comercial. El lanzamiento se produjo a las 14:39 UTC y concluyó con la colocación de la carga en una órbita heliosincrónica de unos 553 Km de altitud. Llamado Kompsat-5 (Arirang-5), consiste en un vehículo equipado con un radar para obtener imágenes de alta resolución de la superficie terrestre.
El satélite pesa 1.400 Kg y ha sido construido por la organización KARI de Corea del Sur, que también se ocupará de operarlo. Los ingenieros de este país han utilizado básicamente tecnología del programa Kompsat-3, a la que han añadido un radar SAR en banda X, proporcionado por la empresa europea Thales Alenia Space, el cual podrá trabajar durante 5 años.
A diferencia de las cámaras ópticas, dicho radar podrá enviar imágenes durante el período nocturno o con mala meteorología, proporcionando material útil para aplicaciones tales como la vigilancia medioambiental, gestión de desastres, cartografía, etc.
El radar que utilizará permite obtener “fotografías” de hasta 1 metro de resolución en el modo de alta resolución, y de 3 y 20 metros en función del ángulo de observación. Además, el vehículo transporta un receptor GPS y un retrorreflector láser para investigar la atmósfera.
[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=xm5ed72-r7E[/youtube]

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Nueva salida extravehicular de Yurchikhin y Misurkin

ASTRONÁUTICA

(Foto: NASA TV)

Fyodor Yurchikhin y Alexander Misurkin, que el 16 de agosto llevaron a cabo una salida extravehicular, volvieron al exterior de la estación espacial internacional el día 22. En esta ocasión, la excursión o EVA no duró tanto como aquella, que batió un récord ruso, quedándose en “sólo” 5 horas y 58 minutos.
Los dos cosmonautas abrieron la escotilla del módulo Pirs a las 11:34 UTC. Una vez fuera, se dirigieron hacia el módulo Zvezda para almacenar en un lugar temporal una plataforma (DPN/VRM) sobre la que en el futuro deberá colocarse una cámara móvil. A continuación, desmontaron el External Onboard Laser Communications System (BLTS-N), un sistema de comunicaciones por láser que fue instalado en agosto de 2011, que guardaron y que sería reemplazado en su posición por la citada plataforma. Sin embargo, durante la instalación de esta última, se detectó que tenía un defecto de montaje de manera que quedaba desalineada. El centro de control ordenó entonces que paralizaran la instalación y que llevaran a la plataforma hacia el módulo Pirs. Tras una discusión del problema, finalmente se advirtió que la desalineación podría resolverse en el propio sitio, así que volvió a sacarse la plataforma del Pirs para su instalación como estaba previsto. El dispositivo fue reorientado manualmente, moviendo el brazo DPN. En una futura EVA, prevista para diciembre, se instalarán dos cámaras en él, que llegarán a la estación durante la visita de la nave de carga Progress que despegará en noviembre.
El siguiente objetivo de la EVA consistió en inspeccionar seis antenas WAL en puntos diferentes del módulo Zvezda. Son las antenas que se emplean para el sistema de navegación que permite el acoplamiento automático de las naves ATV europeas. Los cosmonautas revisaron sus cubiertas y apretaron varios tornillos, después de que hace unos días el astronauta Chris Cassidy observara una de ellas escapar al espacio.
Otras tareas que se realizaron fueron la instalación de sujeciones para facilitar futuras EVAs, junto a un lateral del Zvezda, la recogida de varias muestras de partículas de debajo del material aislante del módulo Poisk, y la fotografía de un experimento de ciencia de los materiales en su exterior, así como de varios cables.
Por último, los cosmonautas ondearon la bandera rusa para celebrar el día de dicha bandera. Un último trabajo, la recolocación de un soporte, fue dejado para una futura ocasión. Yurchikhin y Misurkin volvieron al módulo Pirs y cerraron la escotilla a las 17:32 UTC. Oficialmente, la EVA duró 5 horas y 58 minutos. Finalizó así la salida extravehicular número 173 de la historia de la estación, siendo la octava de Yurchikhin y la tercera de Misurkin.
Como suele ser habitual, durante el paseo espacial, los compañeros dentro del complejo se situaron en posiciones seguras. Cassidy y Vinogradov se aislaron en su cápsula Soyuz TMA-08M, en el módulo Poisk, mientras que Nyberg y Parmitanto se quedaron en el segmento estadounidense.
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