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Titán, la supercomputadora más potente del mundo

COMPUTACIÓN

Espectacular imagen de Titán, la supercomputadora más potente del mundo, usada para ciencia abierta. (Foto: ORNL)

Titán, instalada en el Laboratorio Nacional estadounidense de Oak Ridge (ORNL) en Tennessee, es en estos momentos la computadora más potente del mundo, según la lista Top500, un ranking semestral de las supercomputadoras del mundo.
Titán, que entró en servicio recientemente, brindará una potencia de computación sin precedentes para la investigación en cuestiones de energía, cambio climático, motores eficientes, nuevos materiales y otras disciplinas, y ayudará a sentar las bases para una amplia gama de logros en la ciencia y la tecnología.
Titán sustituyó a Jaguar XT5 en el ORNL en octubre de 2012. Jaguar se clasificó como la computadora más rápida del mundo en las listas Top500 de noviembre de 2009 y junio de 2010, y ahora Titán es la herramienta de computación más poderosa que posee la comunidad científica para explorar soluciones a algunos de los problemas más desafiantes de la actualidad.
Titán es un sistema Cray XK7 que contiene 18.688 nodos, cada uno construido con un procesador AMD Opteron 6274 de 16 núcleos y un acelerador GPU NVIDIA Tesla K20X. Titán también tiene 710 terabytes de memoria. Esta bestia ocupa más de 400 metros cuadrados, y consta de 200 armarios.
Su arquitectura híbrida, basada en una combinación de unidades centrales de procesamiento (CPUs) tradicionales con unidades de procesamiento gráfico (GPUs), es aclamada como el primer paso hacia la meta de la computación a exaescala, o sea, generar un trillón de cálculos por segundo, consumiendo no más de 20 megavatios de electricidad.
Actualmente, un reto importante al que se enfrentan los diseñadores de supercomputadoras es refrenar el colosal consumo de electricidad que suelen tener estas bestias electrónicas, tal como señala Jeff Nichols, director adjunto del ORNL en temas de computación. Por eso, combinar GPUs y CPUs en un solo sistema es una estrategia clave ya que requiere menos energía que si se usaran CPUs solas para toda la arquitectura.
Titán alcanzó una velocidad de 17,59 petaflops en el test Linpack, la aplicación específica que se utiliza para clasificar supercomputadoras en la lista Top500. Titán puede alcanzar una velocidad máxima teórica de 27.000 billones de cálculos por segundo, 27 petaflops, consumiendo cerca de 9 megavatios de electricidad, aproximadamente la cantidad requerida para 9.000 hogares. Ese tipo de capacidad de cómputo, casi inimaginable, es similar a que cada individuo de los 7.000 millones que constituyen la población humana del planeta, realizara 3 millones de cálculos por segundo. En otras palabras, ni la humanidad entera trabajando en cálculos podría superar a Titán en este trabajo.
Titán es 10 veces más rápida que Jaguar con sólo un aumento del 20 por ciento en el consumo de energía eléctrica, un importante avance en la eficiencia que es posible gracias a las GPUs, las cuales fueron creadas originalmente para videojuegos.
El ranking Top500 se puso en marcha en 1993 con el fin de proporcionar una base para la detección y el seguimiento de tendencias en la computación de altísima potencia. Dos veces al año, se publica una lista de las supercomputadoras más potentes del mundo. Por sus características, las supercomputadoras suelen ser hechas de encargo, por lo que en sus configuraciones y arquitecturas exactas no suele haber más de una unidad. Obviamente, su alto costo de fabricación y de mantenimiento (recordemos que sólo en electricidad el gasto es tremendo por los megavatios de consumo) hace que únicamente entidades importantes, y dedicadas a labores que lo justifiquen, puedan permitirse tener supercomputadoras capaces de entrar en el ranking Top500.

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Detalles ocultos en las primeras imágenes de auroras captadas de modo hiperespectral

GEOFÍSICA

La aurora observada, en una imagen compuesta obtenida por la cámara NORUSCA II. (Foto: Optics Express)

Con el objetivo de profundizar en los entresijos de las auroras polares y otros fenómenos parecidos, un equipo de investigadores diseñó y construyó la NORUSCA II, una nueva cámara con capacidades sin precedentes que puede obtener simultáneamente imágenes en múltiples bandas espectrales, en otras palabras, en diferentes longitudes de onda o colores de la luz.
La NORUSCA II ya ha sido probada en el Observatorio Kjell Henriksen, emplazado en el archipiélago noruego de Svalbard, donde ha obtenido las primeras imágenes hiperespectrales de auroras polares y puede que incluso haya revelado un fenómeno atmosférico desconocido anteriormente.
Las auroras polares, "fuegos artificiales" celestes naturales, aparecen cuando las partículas cargadas del Sol penetran el campo magnético de la Tierra. Las zonas polares son las más idóneas para las auroras. Estas fascinantes cortinas de luz en el cielo nocturno revelan información importante sobre el sistema Tierra-Sol y la manera en que nuestro planeta responde a las poderosas tormentas solares. Sin embargo, las cámaras hoy comúnmente usadas se limitan a recoger junta en una sola imagen toda la luz producida por el fenómeno, y carecen de la capacidad de capturarla por separado y analizarla en cada banda del espectro visible para su mejor estudio. Eso significa que si los investigadores quieren estudiar las auroras observando bandas específicas o una porción pequeña del espectro deben usar una serie de filtros en las cámaras para que dejen pasar sólo las longitudes de onda deseadas.
La nueva cámara hiperespectral NORUSCA II logra el mismo resultado sin usar pieza móvil alguna, recurriendo a su óptica avanzada para cambiar entre sus 41 bandas ópticas posibles en materia de microsegundos, unos cuantos órdenes de magnitud más rápido que lo posible para una cámara comercial ordinaria. Esto brinda muchas oportunidades de hacer nuevos descubrimientos mediante la táctica de combinar en una sola imagen bandas específicas simultáneas del fenómeno observado, lo cual puede revelar detalles que de otro modo quedarían ocultos.
Durante la campaña de investigación inaugural de la NORUSCA II, una erupción solar lanzó una ráfaga de partículas de alta energía, un fenómeno conocido como eyección de masa coronal (CME por sus siglas en inglés). Esta ráfaga impactó sobre el campo magnético de nuestro planeta, produciendo magníficas auroras polares y una buena oportunidad para probar a plena capacidad la nueva cámara.
Los investigadores pudieron captar imágenes de una aurora boreal con una claridad sin precedentes a través de una capa de nubes bajas que habría frustrado el uso de instrumentos más tradicionales.
La cámara también reveló algo inesperado: un patrón de onda muy débil de origen desconocido en la atmósfera baja. Si se confirma que no es otra cosa, este podría ser un fenómeno completamente nuevo, asociado con las auroras polares.

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Próximos aerogeneradores pequeños para la eólica marina

INGENIERÍA

Ilustración del futuro aerogenerador de Suprapower. (Imagen: Tecnalia)

Un consorcio europeo, coordinado desde España por Tecnalia, va a desarrollar un nuevo aerogenerador marino más pequeño que los actuales. El objetivo es reducir su masa, tamaño y coste en un 30% mediante el uso de tecnología superconductora.
El proyecto Suprapower de investigación aplicada, financiado por el 7º Programa Marco de la UE, va a suponer "un hito en la innovación tecnológica de los aerogeneradores offshore (marinos)" mediante el desarrollo de un generador eléctrico compacto basado en tecnología superconductora. Así lo aseguran sus promotores.
Mediante este proyecto "rupturista" se pretende dar un salto en las soluciones de energía eólica offshore, diseñando una turbina de 10 Mw innovadora que tenga como núcleo un generador superconductor. También se tendrán en cuenta aspectos adicionales como la conversión eléctrica, la integración y la fabricabilidad.
Los generadores eléctricos actuales –tanto con la denominada 'multiplicadora' como de imanes permanentes y accionamiento directo– son difíciles de escalar por encima de cierta potencia. Su gran tamaño y peso supondrían unos costes demasiado elevados para asentamientos tanto fijos como flotantes, así como para las tareas de operación y mantenimiento.
Se necesitan, por tanto, nuevas soluciones que doten al sistema de una mejor escalabilidad en potencia, reducción de peso y mejora de fiabilidad. La superconductividad es la única tecnología capaz de conseguir esos retos y permitir el escalado a y desde 10Mw mediante una reducción radical de peso en la parte alta del aerogenerador.
Siguiendo esta línea, Suprapower pretende reducir la masa de la góndola, el tamaño y el coste de los aerogeneradores offshore en un 30% mediante el uso de un generador superconductor compacto.
También se van a reducir tanto las tareas necesarias de operación y mantenimiento como los costes de transporte, además de aumentar el ciclo de vida utilizando un novedoso sistema de accionamiento directo. Además, se va a incrementar la fiabilidad y la eficiencia de los aerogeneradores de alta potencia mediante la integración específica del sistema de transmisión en la góndola.
Tras 4 años de desarrollo propio y tomando como punto de partida un concepto patentado a raíz de dicho trabajo, el coordinador (Tecnalia) ha congregado un consorcio europeo formado por entidades de 7 nacionalidades que engloban como socios industriales a un fabricante de aerogeneradores (Acciona WP), una compañía energética (Acciona E), una pyme de desarrollo de hilo superconductor (Columbus), un proveedor de sistemas criogénicos (OLV) y una compañía de ingeniería offshore (D2M).
Además de Tecnalia, los socios investigadores son un importante laboratorio con amplia experiencia en superconductividad (IEE), una universidad (Soton) y un instituto nacional (KIT). El principal resultado del proyecto será una validación de concepto de una tecnología clave a nivel europeo que permitirá escalar aerogeneradores a niveles de potencia iguales o superiores a 10 Mw, mediante la construcción de un generador superconductor a escala.

Fuente: Tecnalia/Basque Research

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Mayor inteligencia para robots submarinos

INGENIERÍA

Un robot subacuático, en forma de torpedo y de color amarillo, a punto de ser soltado en el mar. (Foto: Sarah Houts / Universidad de Stanford)

Los robots submarinos ahora pueden ser más inteligentes. Unos ingenieros de la Universidad de Stanford y el Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterrey (MBARI), ambas instituciones en California, han desarrollado un sistema que permite a vehículos subacuáticos autónomos (AUVs por sus siglas en inglés) anticiparse mejor a los obstáculos en su camino, lo cual hace posible que puedan fotografiar con seguridad incluso parajes recónditos y traicioneros del fondo oceánico.
Fotografiar el fondo oceánico con vehículos submarinos no es algo nuevo, pero el sistema informático desarrollado por Sarah Houts, del Laboratorio de Robótica Aeroespacial de la Universidad de Stanford, permitiría por primera vez a los vehículos captar de modo autónomo imágenes de rasgos topográficos peligrosos sin ver comprometida su seguridad.
Hasta ahora, los científicos sólo podían obtener imágenes de estos sitios peligrosos guiando ellos mismos un vehículo por control remoto desde a bordo de un barco, una operación costosa e inviable para misiones que implican la inspección periódica del fondo marino.
Hace poco, investigadores del MBARI desarrollaron AUVs capaces de captar imágenes del fondo marino por sí mismos, pero sólo cuando éste es relativamente plano. Sin embargo, Stephen Rock, director del citado Laboratorio de Robótica Aeroespacial, y otros investigadores, creen que los datos científicos más interesantes se esconden en cañones de pendientes pronunciadas y otros terrenos abruptos. Se requiere por tanto que los robots sean capaces de maniobrar con éxito dentro de estos sitios.
Para diseñar un sistema que permita a un típico vehículo subacuático robótico, con forma de torpedo, navegar por lugares submarinos remotos y peligrosos, tomar fotografías y regresar intacto, Houts se basó en un sistema de navegación especial desarrollado por Rock y Rob McEwen, ingeniero del MBARI. Este sistema permite que un vehículo conozca su ubicación comparando su altitud (su distancia hasta el fondo oceánico) con un mapa existente del terreno. Pero, para asegurar que el vehículo pueda salir ileso de sitios escarpados, Houts tuvo que darle la capacidad de anticipar y evitar obstáculos.
A partir del mapa de un terreno, Houts calculó las trayectorias óptimas, así como la altura, velocidad, y orientación óptimas del vehículo en cada punto de la trayectoria de navegación. Este planteamiento permite al AUV navegar de forma segura cerca del fondo oceánico. El robot aplica algoritmos para guiarse a sí mismo alrededor de obstáculos con los que se encuentra en su camino.
Los ingenieros de la Universidad de Stanford y el MBARI ya han realizado con éxito una prueba del nuevo sistema para AUVs en la Bahía de Monterrey.
Houts quiere adaptar la tecnología de anticipación de obstáculos a un proyecto del MBARI para vigilar cambios en icebergs. De modo similar a como el AUV tomaría fotos de sitios específicos en el fondo oceánico, el vehículo de este otro proyecto recolectaría muestras de partes específicas de un iceberg.
En este caso, sin embargo, habría un desafío adicional: El iceberg se mueve por el océano, por lo que el vehículo robótico también tiene que poder hacer una estimación de cómo el iceberg se está moviendo de manera que pueda permanecer junto a él.
El proyecto ha sido financiado por la NASA a través de su programa ASTEP, dedicado a ciencia y tecnología para investigaciones de astrobiología en la exploración de otros mundos. Los responsables del programa ASTEP quieren usar una tecnología similar con asteroides que se mueven rápidamente por el sistema solar.

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Células solares flexibles de nanocables y grafeno

INGENIERÍA

La estructura por capas del nuevo diseño. Primero, una capa de flexible de grafeno. Encima, una capa de polímero. A continuación, una capa de nanocables de óxido de zinc, en color magenta, y por último una capa de puntos cuánticos o bien de un material polimérico.) (Imagen: Cortesía del equipo de investigación)

Un equipo de investigadores ha producido una nueva clase de célula fotovoltaica basada en láminas de grafeno flexible cubiertas con una capa de nanocables. Este enfoque de diseño permitiría obtener células solares baratas, transparentes y flexibles, que podrían instalarse en ventanas, tejados u otras superficies.
Muchos científicos están explorando alternativas a las células solares tradicionales. Entre estas alternativas figuran por ejemplo las células solares híbridas, o con estructura trabajada a escala nanométrica. El óxido de estaño e indio (ITO, por sus siglas en inglés) se usa como un electrodo transparente en estas nuevas células solares.
Actualmente, el ITO es el material típico para los electrodos transparentes, tales como los usados en las pantallas táctiles de dispositivos como los smartphones (teléfonos inteligentes). Pero el indio es un metal escaso y caro, mientras que el grafeno está hecho de carbono, mucho más abundante y barato.
El nuevo material desarrollado por el equipo de Silvija Gradecak, Hyesung Park y Sehoon Chang, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos, puede ser una buena alternativa al ITO. Además de su costo más bajo, proporciona otras ventajas, incluyendo flexibilidad, bajo peso, robustez mecánica y estabilidad química.
Construir nanoestructuras semiconductoras directamente sobre una superficie de grafeno pura sin dañar sus propiedades eléctricas y estructurales ha sido un desafío debido a la estructura estable e inerte del grafeno. Para lograrlo, el equipo de Gradecak empleó una serie de capas poliméricas para modificar sus propiedades, lo que les permitió unirle una capa de nanocables eléctricos de óxido de cinc, y encima una cubierta de un material que reacciona ante las ondas de luz.
A pesar de estas modificaciones, las propiedades innatas del grafeno permanecen intactas, proporcionando ventajas significativas para el material híbrido resultante.
Además, a diferencia de las altas temperaturas necesarias para trabajar otros semiconductores, en el nuevo material se puede usar un proceso que no exige temperaturas mayores de 175 grados centígrados para depositar nanocables de óxido de zinc en los electrodos de grafeno. Las células solares de silicio suelen afrontarse procesos de elaboración con temperaturas muy superiores.
Gradecak cree que dentro de un par de años podrían aparecer en el mercado los primeros dispositivos comerciales basados en esta nueva tecnología.

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Cuando los planetas se comportan como cometas

ASTRONOMÍA

La sonda Venus Express de la ESA ha realizado un sorprendente descubrimiento: durante un periodo en el que la presión del viento solar era inusualmente baja, la ionosfera de Venus se expandió en su cara nocturna, como si se tratase de la cola de un cometa.
La ionosfera es una de las regiones más altas de la atmósfera, compuesta por partículas con una ligera carga eléctrica. El campo magnético del planeta determina en parte la forma y la densidad de su ionosfera.
En el caso de la Tierra, gracias a su fuerte campo magnético, la ionosfera se mantiene relativamente estable ante los cambios en la presión del viento solar. Sin embargo, Venus no tiene campo magnético propio, por lo que la forma de su ionosfera depende de la interacción con el viento solar.
Hasta qué punto la intensidad del viento solar podía alterar la ionosfera de un planeta había sido un tema controvertido, hasta que Venus Express observó por primera vez el comportamiento de la ionosfera de un planeta sin campo magnético ante una presión de viento solar inusualmente baja.
Estas observaciones se realizaron en agosto de 2010, cuando la sonda Stereo-B de la NASA detectó que la densidad del viento solar había disminuido hasta tan sólo 0,1 partículas por centímetro cúbico, unas 50 veces por debajo de su valor habitual. Esta extraordinaria situación se mantuvo durante unas 18 horas.
Cuando esta ráfaga de viento de baja densidad alcanzó Venus, la sonda europea Venus Express pudo observar cómo la ionosfera del planeta se expandía hacia su cara nocturna, situada a sotavento, tomando una forma muy parecida a la de las colas de iones que emiten los cometas en circunstancias similares.
“La ionosfera empezó a tomar forma de lágrima unos 30-60 minutos después de que disminuyese la presión del viento solar. En dos días terrestres, se había expandido a lo largo de una distancia equivalente a dos veces el radio del planeta”, explica Yong Wei, del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar en Alemania, autor principal de la publicación que presenta estos resultados.
Este descubrimiento también zanja el debate sobre cómo afecta el viento solar al transporte de plasma ionosférico entre la cara diurna y nocturna del planeta.
En condiciones normales, esta materia fluye a lo largo de un estrecho canal en la ionosfera, pero los científicos no se ponían de acuerdo sobre qué ocurriría cuando el viento solar soplase con menos intensidad. ¿Aumentaría el flujo de plasma al ensancharse el canal como consecuencia de una menor presión de confinamiento? ¿O disminuiría el transporte al haber menos presión para empujar el plasma a lo largo de dicho canal?
“Por fin podemos afirmar que el primer efecto es de mayor magnitud que el segundo, lo que provoca que la ionosfera se expanda considerablemente cuando disminuye la presión del viento solar”, aclara Markus Fraenz, también del Instituto Max Planck y coautor de la publicación.
Los científicos piensan que se podría detectar un fenómeno similar en Marte, el otro planeta del Sistema Solar interior que no presenta campo magnético.
“Con frecuencia hablamos sobre los efectos del viento solar sobre las atmósferas de los planetas en periodos de alta actividad solar, pero Venus Express nos ha enseñado que incluso cuando el viento solar es más débil de lo habitual, el Sol es capaz de alterar considerablemente el entorno de nuestros vecinos planetarios”, añade Håkan Svedhem, científico del proyecto Venus Express para la ESA.

Fuente: ESA

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Corea del Sur lanza un satélite desde su propio suelo

ASTRONÁUTICA

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El tercer lanzamiento de un cohete Naro-1 (KSLV-1) fue por fin exitoso y Corea del Sur se ha convertido en una nueva nación con capacidad de satelización. La misión, repetidamente retrasada por múltiples problemas técnicos, pudo iniciarse finalmente a las 07:00 UTC del 30 de enero y supuso la aparente colocación en órbita del satélite STSAT-2C.
Construido por KAIST, el pequeño ingenio pesa menos de 100 Kg y está equipado con seis instrumentos que se dedicarán a efectuar mediciones astronómicas y a pruebas tecnológicas. Por ejemplo, transporta un sistema llamado LRA que servirá para que un láser enviado desde la Tierra pueda medir con gran precisión la altitud de su órbita, y varios sensores y equipos que podrían utilizarse en futuras misiones. Además, efectuará varias mediciones del plasma espacial y la ionosfera, y del entorno cercano a la Tierra.
Su cohete, el Naro-1, lo colocó en una órbita elíptica de unos 300 por 1500 Km, casi polar, tras su despegue desde el centro espacial Naro y un total de 9 minutos de vuelo. El vector utiliza una primera etapa que no es sino una etapa Angara-URM de fabricación rusa, y una segunda etapa de propergol sólido diseñada por Corea del Sur.
Después de dos lanzamientos fallidos anteriores, en 2009 y 2010, parece que el Naro-1 se encuentra por fin a punto, lo que ha permitido a Corea del Sur convertirse en el país número 11 con capacidad orbital, si bien con mucha ayuda rusa, y en el número 13 que lo ha hecho desde su propio suelo. El objetivo último será sustituir la etapa Angara por una totalmente coreana, pero eso no ocurrirá antes de 2021, ya que hay que desarrollar antes un motor apropiado.
El satélite tiene una vida útil prevista de aproximadamente un año, y ahora los técnicos deben comprobar que sus sistemas funcionan y puede operar.

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Descubren en Egipto el ataúd intacto de un niño de hace 3.500 años

ARQUEOLOGÍA

Los científicos que participaban en la XII campaña del Proyecto Djehuty, coordinado por el investigador del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (España) en el Instituto de Filología José Manuel Galán y financiado por Unión Fenosa Gas, han hallado un sarcófago que data de la época de la dinastía XVII con un niño en su interior. Las radiografías realizadas apuntan a que dicho niño podría haber fallecido a la edad de 5 años.
El ataúd, elaborado en madera, mide 90 centímetros de largo y carece de decoración pintada o escrita. El estilo de la talla y la fina capa de pintura blanca que lo recubre son similares a las ocho figuras de madera, shabtis, que han sido encontradas en las inmediaciones de la sepultura. El sarcófago ha sido localizado en el transcurso de las excavaciones que el equipo liderado por Galán realiza en la necrópolis de Dra Abu el‐ Naga, en la orilla occidental de Luxor, antigua Tebas.
“Este descubrimiento es de especial importancia ya que se trata de un ataúd intacto y, junto los objetos que lo acompañan, puede aportar gran cantidad de información sobre una época de la historia del antiguo Egipto sobre la que se sabe muy poco”, explica desde la zona de excavaciones el investigador del CSIC.
Tanto los shabtis como unas piezas de lino desenterradas junto a ellos contienen el nombre de Ahmose o Ahmose‐sa‐pa‐ir, un príncipe heredero que vivió en transición de la dinastía XVII a la XVIII y que murió siendo niño. Por razones que se desconocen, Ahmose fue venerado como un santo de la necrópolis, recibió culto durante 500 años y fue incluido dentro de las listas de reyes que se confeccionaron muchos años después.
“Por los objetos encontrados creemos que este lugar de enterramiento podía estar reservado a miembros de la realeza, sin embargo aún desconocemos la identidad de la momia encontrada, ya que el sarcófago no contiene ninguna inscripción”, añade galán.
Según los investigadores, la ubicación de esta tumba en esta zona de Dra Abu el‐Naga podría explicar el hallazgo de un enorme depósito de más de 2.000 vasijas de cerámica halladas entre las capillas de adobe, así como el porqué de la ubicación del monumento funerario de Djehuty en este extremo de la necrópolis.
El proyecto toma su nombre de Djehuty, supervisor del Tesoro y de los trabajos artesanos de la reina Hatshepsut, una de las pocas mujeres faraón del antiguo Egipto y cuyo reinado se extendió durante 22 años en la dinastía XVIII, en torno al año 1470 antes de nuestra era. Además de la excavación y restauración del monumento funerario de este escriba real, los trabajos arqueológicos se centran también en la tumba de Hery, fechada por los expertos alrededor de 50 años antes que la de Djehuty.
Las 12 campañas de excavaciones llevadas a cabo hasta el momento por Galán y su equipo han dado numerosos frutos, como la denominada Tabla del aprendiz, el ataúd del guerrero Iquer o la cámara sepulcral del propio Djehuty, decorada por completo con dibujos y jeroglíficos del Libro de los Muertos, entre muchos otros.

Fuente: CSIC

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Insectos que controlan insectos

ENTOMOLOGÍA

Oruga. (Foto: Argentina Investiga)

Docentes y estudiantes crearon una web llamada Insectario que refleja la diversidad de insectos plaga y sus enemigos naturales. “Las plagas son un serio problema en la zona de influencia de la Universidad, tanto para un campo de producción agrícola-ganadero, como para las flores del jardín de Doña Rosa”, explica a Argentina Investiga la profesora Mónica Ricci, investigadora y docente de la materia Zoología Agrícola, en la carrera Ingeniería Agrónoma.
La página en cuestión es www.insectariounnoba.com.ar y surgió por idea de Paula Parola, estudiante de Informática y Agronomía quien pensó en crear un portal web sobre insectos. Con la propuesta sobre el pupitre, profesores y compañeros de la Escuela de Ciencias Agrarias, Naturales y Ambientales y la Escuela de Tecnología aunaron esfuerzos e ideas y finalmente el insectario se elevó al ciberespacio.
Cochinilla harinosa, oruga de las leguminosas, isoca medidora y chinche de la alfalfa son sólo algunos de los insectos plaga que se pueden ver en el portal, ya que ellos y varios más son los que se encuentran en esta región predominantemente sojera. “El monocultivo crea ecosistemas simplificados e inestables, dado que hace que se pierda la biodiversidad, hay menos cultivos y menos insectos que se alimentan de ellos; menos enemigos naturales que se van buscando nuevas fuentes de alimento. Como consecuencia hay menos insectos, pero esos son más abundantes y se convierten en plagas, son los mejor adaptados a esta nueva situación”, reflexionó Ricci.
El panorama es más complejo: “A la pérdida de biodiversidad por el monocultivo, se suma el cambio climático y el mal uso de pesticidas, que originan poblaciones de insectos resistentes a insecticidas”. Estas diferentes variables exigen un activo rol por parte de los actores sociales involucrados en la materia: “Desde la Universidad estamos investigando y formando profesionales para que puedan elegir las herramientas más convenientes para el cuidado del ambiente. Desde nuestra disciplina, a través del reconocimiento de la fauna benéfica o insectos auxiliares”, recalcó Ricci, también docente investigadora de la Universidad Nacional de La Plata.
Tres especies de chinches atacan la vaina de la soja y comen sus granos. Ellas son la chinche verde, la de la alfalfa y la de los cuernos o panza verde. También la isoca se suma a este equipo defoliando las hojas de los cultivos y dándoles más de un dolor de cabeza a los productores. “Los insectos se comunican por los olores, gracias a ellos se orientan para encontrar a su pareja y también para localizar su alimento. Imagínate miles de hectáreas de un mismo cultivo. Son como un perfume francés que dice ‘vení, aquí estoy’. Así los insectos perciben a distancia que hay un cultivo que les apetece”, cuenta.
Pero a las diferentes chinches, isocas y aliados no les resulta tan sencillo disfrutar su almuerzo: “Las plantas cuando son atacadas por un insecto se defienden, ellas no pueden ladrar ni correr pero igual lo hacen liberando olores que atraen a los enemigos naturales”. La partida de ajedrez comenzó.
Los enemigos naturales pueden resultar un método de control de las plagas a través de medios naturales como los depredadores y los parásitos. Un enemigo natural muy frecuente es una pequeña avispa que introduce un huevo dentro del huevo de la chinche. Luego de unos días, de ese huevo no nace una chinche, sino otra avispa que va a parasitar a cientos de huevos. “Por eso se llama fauna auxiliar, porque nos auxilia en el control de las plagas. Algunas pican los desoves de la chinche y otras ponen sus huevos sobre el cuerpo de la chinche, matándola si es joven o esterilizándola si es adulta, cosa que no es poco”, afirma Ricci.
Ante una batalla tan leal como natural, la pregunta que surge es el porqué de los pesticidas. “En Brasil hay bioplantas de estas avispitas, las liberan al campo en lugar de los insecticidas, pero acá estamos bastante atrasados. Se trata de plantas que por sus características, y en determinadas circunstancias, atraen a los enemigos naturales para combatir a las plagas que las colonizan. El tema pasa por reconocerlos para, en caso de ser necesario, aplicar un insecticida compatible con ellos. No es necesario matar a una paloma con un misil. Esta es una de las funciones del insectario web, mostrar los insectos benéficos asociados a los cultivos de la zona para que los técnicos comiencen a cuidarlos y que ellos naturalmente crezcan en número”.

Fuente: ARGENTINA INVESTIGA/DICYT

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Más arcilla en Marte de lo creído

ASTRONOMÍA

Superficie de Marte. (Foto: NASA/JPL-Caltech/MSSS)

Un nuevo estudio indica que los minerales de arcilla, los cuales se forman por regla general cuando el agua está presente durante largos períodos de tiempo, cubren un área mucho mayor de Marte de lo que se pensaba.
El equipo de Eldar Noe Dobrea del Instituto de Ciencia Planetaria en Tucson, Arizona, y James Wray del Instituto Tecnológico de Georgia (Georgia Tech), en Atlanta, ambas entidades en Estados Unidos, ha identificado los minerales de arcilla mediante el análisis espectroscópico efectuado por la sonda Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) de la NASA, que está en órbita a Marte desde 2006.
Hay arcillas en algunas de las rocas estudiadas por el Opportunity cuando aterrizó en el cráter Eagle en 2004, y también las hay en las llanuras de Meridiani Planum por las que este robot ha circulado desde entonces hasta su posición actual.
"No sorprende que el Opportunity no haya detectado arcillas en su exploración", aclara Wray. "No sabíamos de la existencia de arcillas en Marte hasta después de que llegó el vehículo robótico. El Opportunity no tiene las mismas herramientas que han demostrado ser tan eficaces para la detección de arcillas desde la órbita marciana".
Las evidencias de arcilla cerca del cráter Eagle son muy débiles, especialmente si se comparan con las que existen a lo largo del borde y el interior del cráter Endeavour. Wray cree que las arcillas pudieron ser más abundantes en el pasado, pero la historia volcánica y ácida de Marte probablemente eliminó algunas de ellas.
Hay varias hipótesis sobre las causas de la formación de minerales de arcilla en Marte. A estos minerales allí detectados a menudo se les ha considerado como indicadores de que esa porción de la superficie marciana, en el pasado, fue alterada por agua líquida. Una hipótesis sostiene que durante períodos lo bastante largos, el contacto con el agua líquida pudo alterar las rocas ígneas, como el basalto, produciendo arcillas. Otra hipótesis propone que las aguas fluyendo a través del subsuelo marciano pudieron producir arcillas mediante un proceso hidrotermal.
La arcilla puede, por tanto, delatar la presencia de agua líquida. Y ésta a su vez puede indicar un entorno con las condiciones necesarias para la vida.
El robot Curiosity está mejor equipado que el Opportunity para buscar señales de condiciones aptas para la vida, pasadas o actuales, por lo que, desde la llegada a Marte del Curiosity en agosto de 2012, el interés de los astrobiólogos se ha centrado más en las actividades de este robot. Los científicos esperan valerse del Curiosity para estudiar las arcillas presentes en sedimentos de la región que ese geólogo robótico está explorando.

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Lanzado el satélite TDRS-11 de la NASA

ASTRONÁUTICA

(Foto: NASA/Frankie Martin)

La NASA ha inaugurado su tercera generación de satélites de comunicaciones TDRS (Tracking and Data Relay Satellites) con el lanzamiento desde Cabo Cañaveral del TDRS-K (TDRS-11), un ingenio que, desde la órbita geoestacionaria, ayudará a otros satélites, como el telescopio Hubble y la propia estación espacial internacional, a contactar con la Tierra.
El TDRS-11 despegó a las 01:48 UTC del 31 de enero, a bordo de un cohete Atlas-V 401 (AV-036). Después de pasar por una órbita de transferencia provisional, el satélite será trasladado a su posición geoestacionaria definitiva (sobre el océano Pacífico), donde, tras tres meses de comprobaciones, podrá integrarse en la red TDRS. Su cohete lo liberó 1 hora y 46 minutos después del lanzamiento.
Los nuevos TDRS han sido construidos por Boeing sobre una plataforma BSS-601HP, de 3.454 Kg, que tiene una vida útil de 15 años. Además de grandes paneles solares, dispone de dos antenas parabólicas desplegables, que pueden orientarse y transmitir y recibir de forma simultánea en las bandas S y Ku o Ka.
La NASA lanzará el siguiente ejemplar (TDRS-L) en 2014, y el tercero de esta generación (TDRS-M), en 2015. Así se asegurará que los actuales y futuros satélites científicos de la agencia puedan transmitir sus resultados a la Tierra sin pasar necesariamente por un gran número de estaciones de seguimiento.

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Colisiones neuronales al azar podrían explicar las diferencias cerebrales entre los individuos de una especie

NEUROLOGÍA

La corteza cerebral es una de las regiones más complejas del cerebro de los mamíferos. (Foto: Gerard78)

Un grupo de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en España, ha demostrado que las colisiones al azar entre las neuronas durante el desarrollo del cerebro crean patrones ordenados cuando no existen señales que guíen su destino. Este hallazgo podría ayudar a explicar las diferencias individuales en la organización del cerebro en miembros de una misma especie. El estudio ha sido publicado en la revista Neuron.
La corteza cerebral es una de las regiones más complejas del cerebro de los mamíferos y alcanza su máximo desarrollo en humanos y otros primates. Para que se forme correctamente hacen falta multitud de señales químicas que dirigirán a las células que lo componen hacia la posición que finalmente van a ocupar y que determinarán la función que van a desempeñar.
Experimentos llevados a cabo por el grupo que dirige el investigador del CSIC Óscar Marín, del Instituto de Neurociencias (centro mixto del CSIC y la Universidad Miguel Hernández), demuestran que el movimiento de las células de Cajal‐Retzius, un tipo de neuronas que se generan muy temprano en el cerebro embrionario y que juegan un papel clave en el desarrollo de la corteza cerebral, no está dirigido por señales guía que les indiquen su punto de destino.
Los investigadores han descubierto que es el contacto al azar y la posterior repulsión entre las neuronas que entran en contacto entre sí lo que determina su distribución en la superficie de la corteza cerebral.
“Discernir el modo en que las neuronas jóvenes ‘viajan’ a través del cerebro embrionario para formar la corteza cerebral ha sido uno de los objetivos de estudio. Hemos demostrado que el azar interviene en el desarrollo de la corteza cerebral”, explica Marín.
Los investigadores han desarrollado diferentes estudios experimentales en el cerebro embrionario, incluyendo modelos computerizados del comportamiento de las células de Cajal‐Retzius, para demostrar que durante el periodo de migración estas neuronas colisionan entre sí al azar dando lugar a patrones de colocación ordenados en la corteza cerebral.
La colocación de las células de Cajal‐Retzius parece ser fundamental para que las neuronas de la corteza cerebral se distribuyan en matrices ordenadas que forman capas horizontales y columnas verticales. Esta organización es crucial para que las áreas funcionales de la corteza cerebral, que son poblaciones de neuronas especializadas en procesar información de determinada modalidad sensorial (como la vista o el tacto) o motora, puedan interpretarla de forma eficaz.
Verona Villar‐Cerviño, investigadora del CSIC en el Instituto de Neurociencias, añade: "Antes pensábamos que la variabilidad era únicamente genética. Hasta hace poco, se creía que la distribución de las neuronas en la corteza cerebral durante el periodo de migración venía determinada exclusivamente por la expresión de ciertos genes, cuyos productos se encargaban de servir de guía a las neuronas por el camino a su destino final. Estos estudios demuestran que, además de la variabilidad genética, otra forma de explicar las diferencias en la agudeza sensorial y capacidad motora de individuos de una misma especie podrían ser estos choques producidos al azar entre células al viajar hacía su destino”.
A partir de estas interacciones al azar entre las células en migración surgen siempre distribuciones muy similares, aunque no idénticas. “Puesto que estas neuronas corticales son las que definen posteriormente las diferentes habilidades de cada tipo de corteza (visual, motora, etc.), es muy probable que la variabilidad que emerge durante el desarrollo tenga mucho que ver con las diferencias entre unas personas y otras", concluye Marín.

Fuente: CSIC

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Aprendiendo más sobre los microbios en el viento

MICROBIOLOGÍA

Tormenta de polvo. (Foto: Scott Van Pelt)

Con el uso de un túnel de viento y la tecnología avanzada relacionada con el ADN, científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) en EE.UU. están descubriendo más sobre los movimientos de microbios en los suelos transportados por los vientos fuertes. Este estudio podría revelar información útil sobre la salud del suelo y podría llevar al desarrollo de las prácticas de manejo que minimizan los daños causados por la erosión eólica.
La erosión eólica es un tema emergente en los esfuerzos relacionados con la conservación del suelo. Científicos del ARS han estudiado los suelos erosionados desde los años treinta, pero no había muchos estudios sobre el efecto del viento en las bacterias, los hongos y los protozoos en el suelo.
ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del Departamento de Agricultura de EE.UU. (USDA por sus siglas en inglés).
Los investigadores creen que hay una necesidad creciente de estudiar los patógenos y las bacterias importantes para la agricultura y transportadas en el viento. La científica del suelo Verónica Acosta-Martínez, quien trabaja en la Unidad de la Erosión Eólica y la Conservación de Agua mantenida por el ARS en Lubbock, Texas, se concentró en las poblaciones bacterianas que se pueden clasificar con la secuenciación del ADN. Ella trabajó con Terrence Gardner, quien era científico visitante con la Universidad A&M de Alabama.
Los investigadores recolectaron el polvo en el aire y muestras de un tipo de suelo orgánico propenso a la erosión eólica de los campos donde los agricultores producían papas, remolachas y cebollas, y las expusieron a las condiciones dentro de un túnel de viento. Así caracterizaron todas las bacterias encontradas, con atención particular a los tipos de bacteria asociados con las partículas gruesas y los tipos asociados con las partículas más finas.
Clasificaron las bacterias en cada tipo de suelo y sedimento erosionado usando el proceso de pirosecuenciación, el cual permite la identificación de hasta 100 veces más ADN que los métodos tradicionales. Los resultados, publicados en línea en 'Journal of Environmental Quality' (Revista de Calidad Ambiental), demostraron que ciertos tipos de bacterias conocidos como Bacteroidetes fueron más predominantes en el polvo fino. Otros tipos de bacterias llamados Proteobacterias fueron más predominantes en los sedimentos gruesos.
Algunos estudios han demostrado que las Bacteroidetes resisten el desecamiento y por consiguiente pueden sobrevivir en las condiciones extremas cuando son transportadas a larga distancia por el viento. El hecho de la asociación de las Proteobacterias con los sedimentos gruesos, los cuales no viajan tan lejos, podría explicar la capacidad de los suelos de retener calidades importantes a pesar de los vientos perjudiciales. Las Proteobacterias tienen un papel importante en los ciclos de carbono y nitrógeno, y su destino en tormentas de polvo será estudiado en el futuro, según Acosta-Martinez.

Fuente: USDA

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Nuevo y eficaz sistema para impedir la polución atmosférica por compuestos orgánicos volátiles

QUÍMICA

Mathew Johnson. (Foto: Universidad de Copenhague)

Un nuevo invento en el campo de los purificadores de aire ha demostrado su capacidad para eliminar los Compuestos Orgánicos Volátiles. Y en el proceso de prueba ha ayudado a una empresa danesa a mejorar sus relaciones con la gente que vive en las cercanías de su fábrica.
El creador del aparato, el químico Matthew Johnson, ya ha presentado evidencias de las cualidades de su purificador.
Matthew Johnson, del Departamento de Química en la Universidad de Copenhague en Dinamarca, estuvo colaborando en secreto con un inversionista, la empresa INFUSER, para montar y probar un prototipo de su revolucionario purificador de aire en la fábrica que la compañía Jysk Miljoerens tiene en la ciudad danesa de Aarhus.
La razón anunciada de haber mantenido en secreto las pruebas es que Johnson y sus colaboradores querían estar del todo seguros de que podían eliminar la polución con el invento antes de hacerlo público. Ahora sus comprobaciones han concluido y los resultados indican que el dispositivo funciona como se esperaba.
El método de purificación se basa en la propia capacidad natural de la atmósfera para autolimpiarse a sí misma. En un proceso activado por la luz solar, los gases contaminantes que ascienden hacia el cielo forman otras partículas cuando se encuentran con compuestos naturales como el ozono. Estas nuevas partículas son retiradas de la atmósfera mediante las precipitaciones. Una vez que la lluvia llega al suelo, ya la atmósfera está limpia de nuevo.
En términos científicos, el proceso patentado por Matthew Johnson se puede describir como un acelerador fotoquímico atmosférico.
El proceso completo se desarrolla en cinco cajas de aluminio sobre el tejado de la citada fábrica de Aarhus.
En comparación con los métodos tradicionales, el nuevo proceso destaca, eclipsando a los demás métodos de depuración, porque elimina la polución, en vez de diluirla como es el caso del humo que asciende por una chimenea y se esparce por el exterior.
El método de Johnson no requiere ningún filtro, lo que abarata los costos de su mantenimiento. Consume muy poca energía, así que su impacto climático (por el origen no sostenible de la electricidad consumida) es despreciable. Y además puede eliminar en algunos casos la necesidad de usar chimeneas, cuyos costos de construcción son altos.

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El inteligente uso del agua en la antigua Petra, una ciudad agrícola en mitad del desierto

ARQUEOLOGÍA

Un muro protegiendo a un bancal en las afueras de Petra. (Foto: Cortesía del BUPAP)

Una nueva investigación arqueológica ha fechado en el siglo I de nuestra era el apogeo de la agricultura en bancales o terrazas en la antigua ciudad de Petra, apodada a veces "la ciudad del desierto". Este desarrollo técnico condujo a una explosión de la actividad agrícola, aumentando la importancia estratégica de la ciudad.
Un equipo internacional de arqueólogos, incluyendo a Christian Cloke de la Universidad de Cincinnati, Estados Unidos, está proporcionando nuevos y reveladores datos sobre la extensa y eficaz gestión del agua y de la producción agrícola en y alrededor de Petra, localizada en la actual Jordania. La investigación que allí está en marcha, y en la que participa Cloke, la dirige la profesora Susan Alcock del Proyecto Arqueológico de Petra (BUPAP, por sus siglas en inglés), una iniciativa impulsada por la Universidad Brown, en Providence, Rhode Island, Estados Unidos.
Usando una amplia gama de herramientas y técnicas, incluyendo imágenes por satélite de alta resolución, el equipo de Cloke y Cecelia Feldman, de la Universidad de Massachusetts en Amherst, Estados Unidos, ha llegado a la conclusión de que el amplio uso de los cultivos en bancales y la construcción de diques en la región al norte de la ciudad empezó alrededor del siglo primero, hace cerca de 2.000 años, y no durante la Edad de Hierro (aproximadamente entre los años 1200 y 300 a.C.) como se había supuesto previamente. Este desarrollo espectacular parece que se debió al ingenio y la gran capacidad de iniciativa de los antiguos nabateos, cuyo próspero reino tuvo su capital en Petra, hasta el principio del segundo siglo.
En la región sólo llueve entre octubre y marzo, a menudo en cortos y torrenciales aguaceros, por lo que era importante para los habitantes de Petra recolectar y almacenar tanta agua de lluvia como fuera posible para luego poder usarla durante la temporada seca. A lo largo de los siglos, los nabateos de Petra se volvieron expertos en ese menester. Las amplias cuencas de las colinas de piedra arenisca conducían de forma natural el flujo de agua hacia el centro de la ciudad, y un complejo sistema de cañerías y acequias lo dirigió a cisternas subterráneas donde se almacenaba para su uso posterior.
El cultivo exitoso en bancales de trigo, uva y posiblemente aceituna, resultaba en un inmenso y verde “suburbio” agrícola de Petra en medio de un paisaje inhóspito y árido. La agricultura en bancales se mantuvo eficazmente en una amplia zona durante el siglo tercero.
Basándose en los hallazgos hechos en la superficie y en datos adicionales reunidos por otros investigadores en el área, está claro que este tipo de agricultura prosiguió, con sus altibajos, durante muchos siglos, hasta fines del primer milenio (concretamente entre los años 800 y 1000 de nuestra era). El hecho de que tanta tierra de la antigua Petra fuese cultivada con éxito a lo largo de los siglos es un testimonio de la notable eficacia de las estrategias usadas en aquellos tiempos para el manejo de la tierra y es todavía más llamativo a la luz del ambiente seco y polvoriento del área en la actualidad.

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