Autor Tema: FORO-CIENCIA (Leído 861819 veces)

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Las exóticas nubes de Saturno

ASTRONOMÍA

Esta serie de imágenes obtenidas por la sonda Cassini de la NASA muestra el desarrollo de la tormenta más grande vista en el planeta desde 1990. Estas imágenes documentan la tormenta desde sus inicios a finales de 2010, hasta que amainó a mediados de 2011, y muestran cómo la cabeza de la tormenta acabó entrando en contacto con la cola. (Foto: NASA JPL / Caltech / Instituto de Ciencia Espacial)

Una vez cada 30 años, o lo que es lo mismo, aproximadamente una vez cada año de Saturno, se desencadena una gran tormenta en el hemisferio norte del Planeta de los Anillos.
En 2010, la más reciente tormenta gigante de Saturno, la sexta que es observada por humanos, creció rápidamente hasta alcanzar proporciones de supertormenta, llegando a medir 15.000 kilómetros, e incluso resultando visible por los astrónomos aficionados en la Tierra como una gran mancha blanca moviéndose por la superficie del planeta (la capa más alta, que es la que resulta más visible para los observadores externos).
Ahora, gracias a mediciones espectrales en el infrarrojo cercano tomadas por el orbitador Cassini de la NASA, y al análisis de "huellas" en dicha banda espectral, realizado por investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison en Estados Unidos, la supertormenta de Saturno está ayudando a los científicos a echar un vistazo revelador a la composición de la atmósfera del planeta a profundidades que habitualmente están oscurecidas por una espesa niebla que flota a mayor altitud.
Se ha descubierto que las partículas nubosas en la parte superior de la gran tormenta están compuestas por una mezcla de tres sustancias: agua congelada, amoníaco congelado y un tercer constituyente que posiblemente sea hidrosulfuro de amonio. Según el equipo de Lawrence Sromovsky, Kevin Baines y Patrick Fry, la observaciones concuerdan con lo que se esperaría si hubiera nubes de diferente composición química existiendo unas cerca de otras. Otra interpretación plausible es que las partículas individuales de la nube están compuestas por dos de los materiales o por los tres.
Algunos científicos creen que la atmósfera de Saturno es un como un sándwich compuesto por capas de distintos tipos de nubes, con una cubierta de nubes de agua en la parte inferior, otra de nubes de hidrosulfuro de amonio en el medio y otra de nubes de amoníaco en la parte superior, cerca de la cota más alta.

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Un dron para vigilancia agrícola

INGENIERÍA

El nuevo dron. (Foto: G.L. Kohuth)

Las pequeñas aeronaves no tripuladas conocidas como drones o como UAVs, por sus siglas en inglés, son robots aéreos semiautónomos cuya presencia en los cielos del mundo es cada vez más habitual. Sus primeras aplicaciones han estado en el ámbito militar y en el policial, con misiones tales como patrullar el espacio aéreo de una ciudad ante el temor de un atentado terrorista, espiar territorio enemigo durante una guerra o incluso realizar incursiones de ataque contra objetivos muy específicos, lo cual, esto último, ha cosechado muchas polémicas, sobre todo cuando los objetivos han sido blancos humanos. Sin embargo, poco a poco van apareciendo drones diseñados para otras aplicaciones y mucho más baratos.
Ahora es el turno de un nuevo dron diseñado por la Universidad Estatal de Michigan en Estados Unidos, y que está pensado para tareas de vigilancia agrícola en grandes campos de cultivo. La idea es que los drones de este tipo se vuelvan, con un precio lo bastante bajo y una utilidad lo bastante grande, tan comunes entre los enseres de una gran explotación agrícola como lo es por ejemplo el tractor.
El equipo de Bruno Basso, experto en ecosistemas, de la citada universidad, está usando este dron para ayudar a los agricultores a maximizar sus rendimientos agrícolas mediante la vía de mejorar su gestión del nitrógeno y del agua, así como también reducir los impactos medioambientales como por ejemplo la filtración de nitratos o la emisión de óxido nitroso.
Para esta iniciativa, el nuevo dron mide cómo los cultivos reaccionan ante el estrés ambiental, el cual puede incluir situaciones como la sequía, la escasez de nutrientes, o el ataque de animales herbívoros. El dron sobrevuela el campo agrícola documentando el estado de prácticamente cada palmo cuadrado del terreno, con una resolución del orden de los centímetros. El conjunto global de datos da a los agricultores detalles valiosos y actualizados sobre el estado de salud de sus campos de cultivo.
Disponiendo de estos conocimientos, los agricultores pueden actuar de inmediato en las áreas problemáticas de su campo, solucionando muchos problemas antes de que empeoren demasiado, algo que mediante la inspección ocular a pie de cultivo les llevaría mucho más tiempo descubrir, y aumentaría notablemente su riesgo de pasar por alto alguna zona problemática.
El UAV tiene tres sensores: un radiómetro de alta resolución, una cámara térmica empleada para monitorizar la temperatura de las plantas y su nivel de hidratación, y un escáner láser que mide en centímetros la altura de cada planta individual. A diferencia de una avioneta convencional, el dron puede volar de manera segura a altitudes tan bajas como 30 metros (100 pies) o incluso menos, así como en unas condiciones meteorológicas muy diversas, con el único requisito de que el viento no sea muy fuerte. Al volar, este dron, al igual que otros UAVs, no necesita que ningún humano lo pilote desde tierra, ya que sigue un patrón preprogramado de vuelo mediante piloto automático que está pensado para reunir la mayor cantidad posible de datos del campo que sobrevuela y con la mayor economía de vuelo posible.
"El UAV es como una máquina de rayos X", resume Basso. "Antes de que podamos diagnosticar un problema, debemos reunir tantos detalles sobre el mismo como sea posible".

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El Yeti podría ser pariente de los osos polares primitivos

BIOLOGIA

El legendario Yeti, un supuesto animal de gran tamaño que habitaría en las nieves de la cordillera del Himalaya, es en realidad un pariente de los osos polares primitivos, según un estudio genético elaborado en la Universidad de Oxford (Reino Unido).

El profesor de genética humana Bryan Sykes analizó muestras de vello de dos animales sin identificar recogidas en Ladakh (India) y Bután, y determinó que su ADN coincide al cien por cien con el de una mandíbula de oso polar hallada en Svalband (Noruega) de entre 40 mil y 120 mil años de antigüedad.

El fósil encontrado en Noruega data de una época en la que los osos polares y los osos pardos se estaban separando en dos especies distintas.

“Creo que ese oso, que nadie ha visto vivo, quizás esté todavía allí y probablemente haya mucho de oso polar en él”, afirmó Sykes a la cadena británica BBC.

La muestra de Ladakh provenía de los restos momificados de una criatura que capturó un cazador hace unos 40 años, mientras que la segunda muestra era un único cabello que fue recogido en una zona de bosque de bambú por una expedición de documentalistas hace una década.
El científico subrayó que el mito del Yeti, un animal peludo con el que numerosos montañeros y habitantes del Himalaya han asegurado haberse encontrado durante siglos, podría tener una “base biológica”.

“Todavía hay mucho trabajo que hacer para interpretar estos resultados. Eso no quiere decir que haya osos polares primitivos merodeando por el Himalaya. Es posible que se trate de una subespecie de oso pardo que descienda de los osos polares”, señaló el investigador.

La leyenda del Yeti se popularizó en Europa después de que en 1951 el escalador británico Eric Shipton publicó la fotografía de una enorme huella que había tomado en la base del monte Everest.

El alpinista italiano Reinhold Messner, la primera persona que coronó las 14 cumbres de más de 8 mil, ha dedicado esfuerzos a buscar al Yeti tras un supuesto encuentro con esa criatura en el Tíbet, en 1986.

El montañero sacó a la luz un manuscrito tibetano de 300 años en el que se lee que “el Yeti es una variedad de oso que vive en regiones montañosas inhóspitas”, una tesis en línea con el estudio del genetista de la Universidad de Oxford.

Aquellas personas que buscan al Yeti “y otros entusiastas parecen pensar que la ciencia les ha rechazado, pero la ciencia no acepta ni rechaza nada, todo lo que hace es examinar las pruebas, y eso es lo que estoy haciendo”, afirmó Sykes.

Fuente.- laflecha.net

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El cerebro ‘saca la basura’ mientras dormimos

NEUROLOGÍA

Filósofos y científicos han divagado desde el comienzo de los tiempos sobre el por qué del sueño. (Foto: epSos.de

Investigadores de la Universidad de Rochester (EE UU) han liderado un estudio que demuestra la naturaleza reparadora del sueño. “Creo que hemos descubierto por qué dormimos”, explica a SINC Maiken Nedergaard, autora principal del artículo.
Para Nedergaard, “dormimos para limpiar el cerebro; dormir parece ser el resultado de la liquidación activa de los subproductos de la actividad neuronal que se acumulan durante la vigilia".
El nuevo trabajo, publicado en la revista Science, apunta que durante el sueño el cerebro es muy activo en la eliminación de residuos, como la proteína beta-amiloide responsable de la enfermedad de Alzheimer y otros trastornos neurológicos.
El conocido como 'sistema glinfático', que fue descubierto el año pasado por los mismos investigadores, suple el papel del sistema responsable de la eliminación de residuos celulares en el resto del cuerpo –el sistema linfático–, cuya función no se extiende a este órgano.
El proceso del cerebro para limpiar residuos no era conocido hasta ahora por los científicos ya que, al observarse solo en el cerebro vivo, no ha sido posible hasta la llegada de nuevas tecnologías de imagen como la microscopía de dos fotones.
Gracias a esta técnica, los investigadores pudieron observar en ratones –cuyos cerebros son muy similares a los seres humanos– una especie de sistema de tuberías en los vasos sanguíneos del cerebro que permite al líquido cefalorraquídeo ‘lavar’ los residuos e incorporarlos al sistema circulatorio para acabar, finalmente, en el hígado, que elimina de la sangre las sustancias nocivas para el organismo.
Los científicos de Rochester comprobaron que el sistema glinfático era casi diez veces más activo durante el sueño y que, al dormir, el cerebro elimina de forma significativa más beta-amiloide.
Una de las pistas para entender que este sistema puede ser más activo durante el sueño fue el hecho de que la cantidad de energía consumida por el cerebro no disminuye drásticamente mientras dormimos. Además, los investigadores encontraron que, durante el sueño, las células del cerebro se reducen un 60%, lo que permite que los residuos se eliminen con mayor eficacia.
Los investigadores apuntan que esta contracción crea más espacio entre las células y permite al líquido cefalorraquídeo limpiar más libremente los residuos a través del tejido cerebral. Por el contrario, cuando se está despierto las células del cerebro están más cerca, restringiendo el flujo del líquido cefalorraquídeo.
"Entender exactamente cómo y cuándo el cerebro activa el sistema glinfático y limpia los residuos es un primer paso en los esfuerzos para modular este sistema y hacer que funcione de manera más eficiente", subraya Nedergaard.
Los autores planifican futuros experimentos para evaluar el sistema de limpieza del cerebro en humanos. De hecho, “las resonancias magnéticas y las tomografías por emisión de positrones o PET ya se utilizan en la práctica clínica”, concluye.
Prácticamente todas las especies animales, desde la mosca de la fruta a la ballena franca, duermen. Sin embargo, filósofos y científicos han divagado desde el comienzo de los tiempos sobre el propósito del sueño.
Desde un punto de vista biológico, este período de latencia tiene importantes inconvenientes, sobre todo cuando los depredadores están al acecho. Por eso, los expertos sugerían que si el sueño no realiza una función biológica esencial quizás sea uno de los mayores errores de la evolución.
Es más, aunque recientes estudios han demostrado que el sueño ayuda a almacenar y consolidar los recuerdos, esos beneficios no parecen superar la vulnerabilidad que supone dormir, lo que ha llevado a los científicos a especular con una función más importante para el ciclo de sueño-vigilia.

Fuente: SINC

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Los monos titíes respetan el turno de palabra durante las conversaciones

ZOOLOGÍA

Los monos titíes respetan el turno de palabra y utilizan normas de educación durante sus conversaciones, parecidas a las humanas. (Foto: Leszek Leszczynski)

La capacidad de departir educadamente, mostrando respeto y silencio cuando es otro el que interviene, no es una cualidad única de las personas. Investigadores de la Universidad de Princeton (EE UU) han observado que los monos titíes respetan el turno de palabra y que utilizan normas de educación durante sus conversaciones, parecidas a las humanas.
El estudio, publicado en Current Biology, indica que esta actitud es característica de estos primates ya que los grandes simios no se turnan cuando se comunican.
“Los monos titíes se respetan y usan reglas similares a las que utilizamos las personas durante las conversaciones”, asegura a SINC Asif Ghazanfar, investigadora de la Universidad de Princeton y una de las autoras del estudio. “Estos monos son muy sociales, mucho más que los chimpancés”, destaca Ghazanfar.
Los científicos se mostraron especialmente interesados en los monos titíes porque poseen dos características parecidas a los seres humanos: son una especie muy sociable y amistosa, y sus individuos se comunican gracias a la producción de sonidos vocales. Según la hipótesis de los científicos, estas cualidades les permitirían mantener autocontrol y respeto para establecer una comunicación con ciertas normas.
"Esta cualidad se parece mucho más a las conversaciones mantenidas entre humanos que a las comunicaciones entre animales, tales como aves, ranas o grillos, especies en las que el ‘diálogo’ está vinculado al apareamiento o la defensa territorial”, explica Ghazanfar.
Para comprobar su teoría, se colocaron diferentes titíes en las esquinas de una habitación, de manera que pudieran oírse pero no verse, y registraron los intercambios que se produjeron durante un tiempo de 30 minutos a una hora.
En el experimento, los investigadores observaron que estos primates no se comunican a la vez sino que esperan unos cinco segundos tras cada respuesta.
La investigación tenía entre sus objetivos estudiar los orígenes evolutivos de la comunicación entre los diferentes miembros de un grupo de titíes. “Estos monos son ‘criadores cooperativos’, como los seres humanos, es decir, todos comparten el cuidado de los hijos pequeños”, recalca Ghazanfar.
Los expertos subrayan que son “un excelente modelo animal” con el que investigar los orígenes evolutivos de la comunicación vocal y que puede ayudar a localizar por qué suceden los trastornos en la comunicación humana.
Además, el estudio asegura que, a pesar de que tanto humanos como titíes provienen de ramas evolutivas distintas, los datos indican que existe una ruta parecida en el progreso y desarrollo de las capacidades de comunicación vocales sin utilizar gestos. “Las hipótesis gestuales son muy populares y nuestros datos se contraponen a algunas de esas teorías”, argumenta Ghazanfar.

Fuente: SINC

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Restituyen órganos urogenitales mediante ingeniería de tejidos

BIOLOGÍA

Restituyen órganos urogenitales mediante ingeniería de tejidos en el Hospital Infantil de México. (Foto: DICYT)

Dos científicas mexicanas desarrollaron un revolucionario método que corrige la ausencia de vagina o uretra en el caso de niños y adolescentes. Mediante un cultivo de células del paciente forman el órgano y después lo implantan; el procedimiento se ha practicado con éxito en el Hospital Infantil de México (HIM) “Federico Gómez” de la Secretaría de Salud (Ssa).
“Se estima que uno de cada 10 mil infantes presentan el problema en su forma congénita, es decir, a causa de diferentes síndromes que desarrollan durante la gestación, y se manifiesta en la ausencia o deficiente desarrollo de las estructuras urogenitales”, refiere la doctora Esther López-Bayghen, investigadora del Departamento de Genética y Biología Molecular del Centro de Investigación y Estudios Avanzados (Cinvestav).
Ante esta situación, las investigadoras López-Bayghen y Atlántida Raya Rivera —adscrita al HIM “Federico Gómez”— unieron sus conocimientos y esfuerzos para desarrollar una técnica capaz de reponer uretra y vagina, la cual tiene su base en la ingeniería de tejidos, especialidad que permite manipular células en el laboratorio a fin de utilizarlas para corregir estructuras dañadas que el organismo no pudo reparar.
Para crear los órganos urogenitales, las investigadoras toman una muestra de tejido de dicha área (vulva o vejiga); de ahí obtienen células de piel y músculo que colocan en un soporte especial, en donde se reproducen a temperatura de 37 grados centígrados con ayuda de incubadora. Una vez desarrolladas, forman una fina capa de tejido, al que se le da forma tubular para ser implantado al paciente.
Este proyecto está registrado en el HIM, institución que cuenta con un laboratorio de alta tecnología y equipo multidisciplinario para efectuar dicho procedimiento, el cual cuenta con todos permisos de los comités de ética.
“Una persona cuando nace parece que es normal, pero su interior está desprovisto de conducto vaginal y, en ocasiones, también de cuello uterino, y pude identificarse la alteración cuando las jóvenes llegan a la adolescencia y se presenta la primera menstruación, ya que sufren fuertes dolores debido a que la matriz genera el flujo sanguíneo y éste no puede salir al exterior”, advierte la doctora López-Bayghen.
Anteriormente se solía extirpar la matriz a las pacientes y reconstruirles una vagina de intestino, la cual en la mayoría de los casos no funcionaba. “En cambio, con la ingeniería de tejidos hacemos funcionar la matriz, para lo cual ‘fabricamos’ una vagina —y si también se requiere— cuello uterino. Así, se logra una vascularización y emisión nerviosa para un mejor funcionamiento”.
El órgano, ya desarrollado, permite conectar la matriz hacia el exterior, “pero es necesario colocar en la nueva vagina una especie de moldes llamados conformadores, lo cual evita que se cierre. Es necesario cambiarlos de tamaño (más gruesos) de manera gradual y mantenerlos de tres a cuatro meses”.
La especialista explica que a las pacientes se les ha dado seguimiento y todo funciona de manera normal, es decir, la vagina ha mantenido su forma, constitución, textura, humedad y mucosidad, y permite la salida del fluido menstrual. “Lo que ignoramos es el comportamiento del órgano cuando las jóvenes inicien su vida sexual”.
La restitución de la uretra sigue exactamente el mismo procedimiento de la vagina: extracción de células del propio paciente, cultivo de las mismas e implantación del órgano. “La única diferencia es que el procedimiento se inicia entre los dos y tres años, edad en la que soportan mejor una cirugía y toman conciencia de que no orinan igual que los demás niños”, señala la doctora López-Bayghen.
Tras la intervención quirúrgica, se coloca una sonda en la uretra durante los primeros tres meses para evitar que se cierre el conducto. Cabe destacar que este procedimiento es el que se ha aplicado en mayor número de pacientes con buenos resultados.
Las perspectivas son alentadoras, pues gracias a los conocimientos de la genética y nuevas técnicas en un futuro quizá sea posible “construir” órganos completos. Llegado ese momento nos encontraremos en la era de la medicina regenerativa.

Fuente: AGENCIA ID/DICYT

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El magma podría perdurar en la capa alta de la corteza terrestre durante cientos de milenios

GEOLOGÍA

Ciertas formaciones rocosas en el Gran Cañón de Yellowstone son un ejemplo de roca volcánica rica en sílice. (Foto: Sarah Gelman / UW)

Las acumulaciones o "depósitos" de magma rico en sílice, el tipo que causa las erupciones volcánicas más explosivas, podrían persistir en la capa superior de la corteza terrestre durante cientos de miles de años sin provocar una erupción, según las conclusiones a las que se ha llegado en una nueva investigación.
Eso significa que una zona de la que se sepa que experimentó una erupción volcánica masiva en un pasado lejano, como por ejemplo la caldera del Parque Nacional de Yellowstone en Wyoming, Estados Unidos, podría tener un inmenso lago de magma acechando en su subsuelo sin implicar ello necesariamente una erupción eminente.
En estudios recientes se llegó a la conclusión de que los depósitos de magma o roca derretida, rico en sílice, se forman en la capa superior de la corteza terrestre y perduran en ella en periodos geológicamente breves, del orden de decenas de miles de años, antes de solidificarse. Esos estudios también hicieron pensar que el magma tenía que ser inyectado en la corteza terrestre a una tasa alta para alcanzar un volumen y una presión lo bastante elevados como para provocar una erupción volcánica.
Sin embargo, el equipo de Sarah Gelman, de la Universidad de Washington en Seattle, Estados Unidos, ha perfeccionado los modelos digitales que se utilizaron para hacer esas estimaciones. Al incorporar los cambios en la conducta de cristalización del magma rico en sílice de la capa superior de la corteza terrestre, así como la conductividad dependiente de la temperatura, Gelman y sus colaboradores han determinado que el magma podría acumularse más despacio y permanecer derretido durante mucho más tiempo que lo indicado por los modelos previamente sugeridos.
En la investigación también han participado Francisco Gutiérrez, ahora en la Universidad de Chile en Santiago, y Olivier Bachmann, ahora en el Instituto Federal Suizo de Tecnología en Zúrich.

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Primer mapa de nubes de un planeta de otra estrella

ASTRONOMÍA

Representación de Kepler-7b, a la izquierda, y de Júpiter, a la derecha, que permite comparar sus tamaños. (Imagen: NASA/JPL-Caltech/MIT)

Unos astrónomos, utilizando datos de los telescopios espaciales Kepler y Spitzer de la NASA, han creado el primer mapa de las nubes de un planeta situado en órbita a una estrella distinta del Sol. Este planeta, conocido como Kepler-7b, es un gigante gaseoso como Júpiter pero muchísimo más caliente que éste.
Estudios previos a partir de datos obtenidos con el Spitzer han resultado en mapas de temperatura de planetas en órbita a otras estrellas, pero éste es el primer vistazo a las estructuras nubosas de un mundo distante.
En el exoplaneta Kepler-7b, la meteorología es altamente predecible, tal como han comprobado unos científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, Estados Unidos, y otras instituciones: En un día cualquiera, el exoplaneta, que está a casi 1.000 años-luz de la Tierra, está densamente nublado de un lado, mientras que en el otro probablemente reina un tiempo claro y despejado.
El nuevo trabajo constituye la vez primera en que se logra cartografiar la distribución de nubes de un exoplaneta.
El equipo internacional de Brice-Olivier Demory, del Instituto Tecnológico de Massachusetts en Cambridge, Estados Unidos, observó que uno de los hemisferios de Kepler-7b está cubierto con una densa capa de nubes, mucho más densa que el más encapotado y plomizo de los cielos de la Tierra, y es tan tupida que refleja una porción significativa de la luz de su estrella. Este escudo de nubes hace al planeta más fresco que otros de su tipo, creando un entorno que fomenta la formación de más nubes en él.
Demory y sus colegas también analizaron la luz proveniente de Kepler-7b en varias fases de su órbita, encontrando que gran parte de la reflectividad del planeta se debe a la presencia de nubes, y que esta cubierta de nubes se distribuye de forma desigual.
Kepler-7b está entre los primeros exoplanetas identificados a partir de observaciones hechas por el telescopio espacial Kepler, de la NASA. Desde entonces, se han confirmado más de 130 planetas de fuera de nuestro sistema solar detectados inicialmente por el Kepler.
Al planeta Kepler-7b se le considera un Júpiter caliente, ya que se compone principalmente de gas y es alrededor del 50 por ciento más voluminoso que Júpiter, aunque tiene sólo la mitad de su masa.
Aún no está del todo claro el motivo exacto de tan marcado contraste entre hemisferios en cuanto a cubierta nubosa.
La meteorología de Kepler-7b debe ser muy distinta a la de la Tierra, y no solo por ser un planeta gigante gaseoso, sino también porque su temperatura se estima que es de entre 800 y 1.000 grados centígrados (entre 1.500 y 1.800 grados Fahrenheit aproximadamente). Por supuesto la temperatura es muy tórrida, pero, gracias a las nubes, menos alta que la que debería tener por su gran proximidad a su estrella, tan solo 9 millones de kilómetros, una distancia menor a la existente entre Júpiter y algunas de sus lunas.
En la investigación también han trabajado Julien de Wit, Nikole Lewis, Andras Zsom y Sara Seager del MIT, Jonathan Fortney de la Universidad de California en Santa Cruz, Heather Knutson y Jean-Michel Desert del Instituto tecnológico de California (Caltech) en Pasadena, Nikku Madhusudhan de la Universidad de Yale en New Haven, Connecticut, y Nicolas Cowan de la Universidad del Noroeste en Evanston, Illinois, todas estas instituciones en Estados Unidos, así como Kevin Heng de la Universidad de Berna en Suiza, Michael Gillon de la Universidad de Lieja en Bélgica, y Vivien Parmentier del Centro Nacional francés para la Investigación Científica (CNRS).

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Cobalto en vez de yodo, un reemplazo para lograr células solares más sostenibles

CIENCIA DE LOS MATERIALES

Una optimización lo bastante buena de los paneles solares permitirá aprovechar a bajo costo esa magnífica fuente de energía que es la luz solar. (Foto: Amazings / NCYT / MMA)

Unos científicos de la Universidad de Basilea en Suiza han conseguido reemplazar con éxito al yodo en células solares del tipo DSSC (basadas en tintes) y hechas parcialmente de cobre. En vez de yodo han usado cobalto, un elemento bastante más abundante que el yodo. La sustitución constituye un importante paso adelante en el camino hacia la optimización de los paneles solares que permita su implantación definitiva a gran escala en numerosas regiones del mundo y que sea respetuosa con el medio ambiente.
Las células solares del tipo DSSC (basadas en tintes) constan de un semiconductor sobre el cual se fija un tinte. Este conjunto coloreado absorbe luz, y, mediante un proceso de transferencia de electrones, genera corriente eléctrica.
Los electrolitos actúan como agentes de transporte de electrones dentro de las células solares del tipo DSSC.
Usualmente, el yodo y el yoduro sirven de electrolito.
Ahora, en células solares del tipo DSSC hechas parcialmente de cobre, el equipo de la investigadora Biljana Bozic-Weber ha conseguido reemplazar, con buenos resultados, el sistema usual de transporte de electrones basado en el yodo, por otro basado en un compuesto de cobalto.
Las pruebas con el nuevo sistema no han mostrado pérdida alguna de eficiencia.
Este reemplazo del yodo aumenta significativamente la sostenibilidad de las células solares que hasta ahora dependían de él. El cobalto es 50 veces más abundante en la Tierra que el yodo. Además, esta sustitución también suprime uno de los procesos con mayor responsabilidad en el deterioro a largo plazo de estas células solares. En dicho proceso, ciertos compuestos de cobre reaccionan con el electrolito para formar yoduro de cobre. Al evitar este proceso, se consigue mejorar de manera significativa la estabilidad a largo plazo de esas células solares del tipo DSSC.
En el trabajo de investigación y desarrollo también han participado Edwin C. Constable, Sebastian O. Fürer, Catherine E. Housecroft, Lukas J. Troxler y Jennifer A. Zampese, de la Universidad de Basilea.

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La estatura promedio de los hombres europeos ha aumentado 11 centímetros en poco más de un siglo

BIOLOGÍA

El análisis de registros de estatura, procedentes de archivos militares de reclutamiento de soldados, así como de estudios poblacionales, indica que la estatura promedio de los hombres europeos ha aumentado 11 centímetros en poco más de un siglo. (Foto: Amazings / NCYT / MAM)

Entre mediados del siglo diecinueve y 1980, la altura promedio de los varones europeos se ha incrementado de un modo que no tiene precedentes conocidos. Nada menos que unos once centímetros es la diferencia entre la estatura promedio de antes y la de 1980, según los resultados de un nuevo estudio.
Contrariamente a lo esperado, el estudio también revela que el aumento de la estatura promedio se aceleró en el período que abarcó las dos Guerras Mundiales y la Gran Depresión.
El profesor Timothy J. Hatton, de la Universidad de Essex en el Reino Unido, examinó y analizó un nuevo conjunto de datos sobre la estatura promedio (a una edad de alrededor de los 21 años) de adultos varones, desde la década de 1870 hasta 1980, en quince países europeos. Los datos fueron recogidos de varias fuentes. Para las décadas más recientes, los datos fueron tomados principalmente de estudios poblacionales en los que se midió la estatura de muchas personas y se hizo constar su edad al hacerse la medición. Las observaciones más antiguas provienen de archivos militares, y se basan en las anotaciones de la estatura de soldados reclutados en ejércitos. Los datos sólo son de varones ya que la evidencia histórica sobre la estatura de las mujeres es muy limitada.
Los incrementos en la estatura humana son un indicador crucial de mejoras en la salud media de las poblaciones, tal como argumenta el profesor Hatton. Las evidencias indican que las mejoras en salud de las que comenzó a disfrutar a partir de mediados del siglo XIX una parte importante de la sociedad gracias al avance de la ciencia médica, constituyen el factor aislado más importante que propulsó este incremento en la estatura. Esas mejoras quedan también demostradas por el dato independiente del fuerte descenso en la mortalidad infantil.

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El pasado violento del meteorito de Chelyabinsk

ASTRONOMÍA

Fragmento del meteorito de Chelyabinsk. (Fotos: Victor Sharygin)

Una investigación reciente realizada en Rusia respalda la idea de que el objeto de once mil toneladas que en febrero pasado entró en la atmósfera terrestre y explotó a poco más de 23 kilómetros de altura sobre la superficie de Chelyabinsk, Rusia, ya había colisionado con otro cuerpo del sistema solar (quizá como parte de un objeto mayor) o bien pasó tan cerca del Sol como para sufrir efectos destructivos de magnitud similar a la de esa colisión.
Los resultados de este estudio se han presentado públicamente en el Congreso Goldschmidt de Florencia, Italia.
Un equipo de investigadores del Instituto de Geología y Mineralogía, dependiente de la Rama Siberiana de la Academia Rusa de Ciencias, en la ciudad de Novosibirsk, ha analizado fragmentos del meteorito. El trozo principal del mismo cayó al fondo del Lago Chebarkul, cerca de Chelyabinsk, el 15 de febrero (ó 14 según otros husos horarios).
Aunque todos los fragmentos estudiados se componen de los mismos minerales, la estructura y textura de algunos fragmentos muestran que el meteorito había sufrido un proceso súbito e intensivo de fusión antes de ser sometido de nuevo a temperaturas extremadamente altas al entrar en la atmósfera terrestre.
El meteorito que cayó cerca de Chelyabinsk es de un tipo conocido como condrita LL5. Es bastante común que los meteoritos de esta clase hayan experimentado un proceso de fusión previo antes de caer en la Tierra. Esto seguramente significa que hubo una colisión entre el meteorito de Chelyabinsk y otro cuerpo en el sistema solar, o que el meteorito pasó muy cerca del Sol, tal como hemos dicho antes.
Basándose en el color y la estructura, el equipo de Victor Sharygin ha dividido los fragmentos del meteorito en tres tipos: claros, oscuros e intermedios. Los fragmentos más claros son los más comunes, pero los fragmentos oscuros aparecieron con una frecuencia creciente a lo largo de la trayectoria del meteorito, con la mayor cantidad localizada cerca de donde el objeto golpeó la superficie de la Tierra.
Los fragmentos oscuros incluyen una gran proporción de material de grano fino, y su estructura, textura y composición mineral muestran que tales bloques fueron formados por un proceso de fusión muy intensivo, probablemente debido una colisión con otro cuerpo o por su proximidad al Sol. Este material es distinto de la "corteza de fusión", la capa delgada de material en la superficie del meteorito que se derrite mientras viaja a través de la atmósfera terrestre y luego se solidifica.

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Inesperada abundancia de magnetita de origen bacteriano

MICROBIOLOGÍA

A la izquierda, recreación artística de bacterias magnetotácticas, capaces de detectar el campo magnético terrestre, ubicadas en el fondo de mar. A la derecha, recreación artística de un sector del campo magnético de la Tierra. (Imagen: Amazings / NCYT / JMC)

Desde el descubrimiento documentado de las bacterias magnetotácticas cuatro décadas atrás, estos singulares microorganismos que se orientan por el campo magnético de la Tierra mediante una especie de brújula natural, no han dejado de asombrar al mundo.
Ahora, en lo que constituye una nueva sorpresa sobre estas singulares formas de vida, Toshitsugu Yamazaki y Takaya Shimono, de la Universidad de Tsukuba en Japón, demuestran que la magnetita producida por las bacterias magnetotácticas domina las asociaciones minerales de arcilla roja pelágica en las zonas Sur y Norte del Océano Pacífico.
Este hallazgo y otros concuerdan con la idea de que las bacterias magnetotácticas viven en la arcilla roja, un material que ocupa aproximadamente un 40 por ciento del lecho del fondo marino de todo el mundo. La presencia allí de bacterias de esta clase entra en conflicto con interpretaciones ampliamente aceptadas sobre la ecología de las bacterias magnetotácticas, por ejemplo la de que estos microorganismos requieren bajos niveles de oxígeno para crecer y para producir magnetita, y la de que captan el campo geomagnético y se guían por él con el objetivo principal de encontrar las mejores posiciones en un fuerte gradiente químico vertical cerca de la zona de transición óxica-anóxica.
Sin embargo, la columna de sedimentos contiene abundante oxígeno disuelto y no existe zona alguna de transición óxica-anóxica.

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El ser humano primitivo pertenecía a una única especie con diversos aspectos

PALEONTOLOGÍA

El hallazgo de un cráneo de 1.8 millones de años ofrece nueva evidencia de que el ser humano primitivo pertenecía a una única especie con muchos aspectos diferentes, indicó una investigación que reaviva el debate sobre la evolución humana.

A diferencia de otros fósiles conocidos del género Homo, este cráneo increíblemente bien conservado hallado en Dmanisi, un sitio arqueológico en Georgia, consta de una pequeña caja craneana, cara grande y dientes largos, dijeron los investigadores, subrayando que se trata del antepasado más antiguo del ser humano descubierto fuera de África.

Según esta hipótesis, las diferentes especies a las que hace referencia la paleobiología, como el homo habilis y el homo rudolfensis, eran todos antepasados del homo erectus que diferían solamente en su apariencia, concluyeron los autores de este trabajo publicado en Science.

La mandíbula del cráneo fue hallada cinco años antes que el resto del cráneo, el mayor encontrado en el sitio de Dmanisi.

En este sitio, 85 kilómetros al sur de Tiflis, los científicos también descubrieron otros cuatro cráneos pertenecientes a diferentes ancestros humanos, así como diversos animales y plantas fosilizadas y algunas herramientas de piedra.

En un hecho sin precedentes, estos vestigios se encontraban todos en el mismo lugar y datan del mismo período, lo cual permite comparar los rasgos físicos de varios antepasados humanos que coexistieron.

Fuente: AFP

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El ancestro común de neandertales y sapiens no es ninguno de los candidatos propuestos hasta ahora

PALEONTOLOGÍA

Molares estudiados. (Foto: CENIEH)

Los paleoantropólogos llevan años buscando el antepasado de neandertales y sapiens, y hasta ahora tenían varios candidatos, entre ellos, Homo heidelbergensis, H. erectus y H. antecessor. Pero ninguno de los homínidos conocidos se ajusta al perfil esperado, según lo que se publica esta semana en la revista PNAS.
Científicos de varios países han colaborado para analizar la forma de los dientes fósiles de trece especies de homínidos con métodos cuantitativos. “Nuestros resultados llaman la atención sobre la gran discrepancia que existe entre las estimaciones moleculares y paleontológicas del momento en el que se separaron ambas especies”, explica Aída Gómez-Robles, primera autora del artículo, que ahora trabaja en el Center for the Advanced Study of Hominid Paleobiology de la Universidad George Washington (EE UU).
“Estas diferencias no pueden ser ignoradas, sino que es necesario encontrar una forma de conciliarlas”, continúa esta investigadora, que hizo su tesis doctoral en la Universidad de Granada y en el Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH).
Para llegar a la conclusión de que ninguna de las especies candidatas, incluidas Homo heidelbergensis, H. erectus y H. antecessor, tiene la forma dental esperada en este ancestro, los investigadores han estudiado unos 1.200 molares y premolares fósiles, muchos de ellos procedentes de Atapuerca, mediante análisis morfométricos y técnicas estadísticas desarrolladas en la Universidad de Indiana.
El estudio también muestra que las potenciales especies ancestrales descubiertas en Europa son morfológicamente más similares a los neandertales que a los humanos modernos, lo que sugiere que el linaje neandertal apareció hace aproximadamente un millón de años y que la divergencia tuvo lugar antes de lo que se pensaba.
Los métodos cuantitativos y estadísticos proporcionan un medio más exacto para resolver los debates sobre los orígenes humanos que los análisis descriptivos que se han usado en el pasado.
“Nuestro primer objetivo es situar las cuestiones sobre la evolución humana en un contexto evaluable y cuantitativo y ofrecer un método objetivo para ordenar debates sobre la filogenia de los homínidos que parecen no tener solución”, indica el artículo, y propone aplicar estos métodos al estudio de otras partes esqueléticas representadas en el registro fósil.
Los escurridizos ancestros podrían encontrarse en las especies de homínidos africanos. “Aún hay hallazgos esperándonos, y los fósiles africanos de una antigüedad aproximada de un millón de años merecen una especial atención como posibles ancestros de los neandertales y los humanos modernos”, concluye David Polly, profesor del Departamento de Ciencias Geológicas de la Universidad de Indiana, donde Gómez-Robles inició este estudio durante una estancia investigadora.

Fuente: CENIEH

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Grafeno con arquitecturas 3D, ¿el sustituto del platino en células solares?

CIENCIA DE LOS MATERIALES

Imagen microscópica de grafeno con arquitecturas 3D. (Imagen: Hui Wang)

Uno de los tipos más prometedores de células solares tiene ciertos inconvenientes. Los prometedores resultados de una investigación reciente puede que hayan superado uno de ellos.
Las células solares del tipo DSSC (basadas en tintes) son delgadas, flexibles, fáciles de fabricar y muy buenas para convertir la luz solar en electricidad. Sin embargo, un ingrediente clave es uno de los metales más caros del planeta: el platino. Aunque sólo se necesitan cantidades pequeñas, el precio de cerca de 50.000 dólares el kilogramo que tiene este metal hace muy poco atractivo su uso industrial.
El equipo de Yun Hang Hu y Hui Wang, de la Universidad Tecnológica de Michigan (Michigan Tech), en Estados Unidos, ha desarrollado un nuevo material de bajo costo que podría sustituir al platino en las células solares del tipo citado sin degradar su eficiencia: grafeno con arquitecturas 3D.
El grafeno normal es una capa de carbono con un átomo de espesor. En esta capa, los átomos de carbono están distribuidos formando una celosía hexagonal, que recuerda a la de un panal de miel. Hu y sus colaboradores han inventado un método revolucionario para sintetizar una singular versión 3D del grafeno en la que se mantiene ese diseño parecido al de un panal de miel.
Los investigadores determinaron que el grafeno con arquitecturas 3D tendría una excelente conductividad y una alta actividad catalítica, aumentando de este modo las probabilidades de que pudiera ser usado en el almacenamiento y conversión de energía. Así que reemplazaron un electrodo auxiliar de platino en una célula solar del tipo DSSC con uno hecho de grafeno con arquitecturas 3D. Luego expusieron la célula solar al sol y midieron los resultados.
La célula con el electrodo auxiliar hecho de grafeno con arquitecturas 3D convirtió un 7,8 por ciento de la energía solar en electricidad, casi tanto como la célula solar convencional equivalente que usa platino (8 por ciento de conversión).
Sintetizar el grafeno con arquitecturas 3D no es ni caro ni difícil, y fabricar con él piezas tales como el electrodo auxiliar del experimento, no es ningún desafío.
En el trabajo de investigación y desarrollo también han participado Franklin Tao de la Universidad de Notre Dame en Indiana, Dario J. Stacchiola del Laboratorio Nacional de Brookhaven, en Upton, Nueva York, y Kai Sun de la Universidad de Michigan, todas estas entidades en Estados Unidos.

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El Yeti podría ser pariente de los osos polares primitivos

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El ser humano primitivo pertenecía a una única especie con diversos aspectos

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