Y al final, ¿Cuál es el reto?

Lo que empezó como una llamativa forma de donación y consciencia social, ha terminado por convertirse en uno de los virales de internet más prolíficos y debatidos del año.

#IceBucketChalllenge sin miedo a equivocarme es el Hashtag que más videos arroja en búsquedas en internet en el momento –dejando de lado aquellos sobre el mundial Brasil 2014 y obviamente, la pornografía. No es para menos, pues la campaña publicitaria que inició con dos propósitos claros, el primero, una manera de recaudar fondos para investigaciones y posibles tratamientos para aquellas personas que padecen ELA (Esclerosis lateral Amiotrófica), y segundo, -quizá el más olvidado- generar consciencia en la red de una manera novedosa pero humana, de qué es el ELA, ha alcanzado un nivel de popularidad desmesurado.

Pero que no se confunda, cuando decimos que la popularidad de los baldes con hielo en la red ha sido considerable o mejor desbordada, desafortunadamente no podemos referirnos al propósito inicial de la campaña. Aunque la cantidad de vídeos donde personas de todas partes del mundo enfrían su cabeza –en alusión a los síntomas de la enfermedad en mención- la campaña por lo menos en uno de sus propósitos ha sido un fracaso. Si tenemos en cuenta que por lo menos una cuarta parte de los vídeos ni siquiera mencionan la enfermedad o su voz de apoyo cuando mucho, o que varios de éstos se han grabado en países que para esta época afrontan una fuerte sequia y, si sumado a esto consideramos la reciente noticia del primer muerto por la campaña, debemos con frialdad aceptar que no se ha logrado el cometido.

Un diario de la prensa británica –The Independent- ha sido el portavoz de la noticia, el joven de 18 años que quiso unirse a la campaña en su afán de innovación encontró la muerte, considerando los propósitos de la campaña, la noticia salta de lo paradójico o lo macabro.

Sin embargo, no sería justo desprestigiar una idea en pro de pacientes cuya aflicción es de verdad inimaginable, por situaciones particulares que no evidencian más que la falta de reflexión –o un mínimo de inteligencia- de una generación adicta al selfie y el share. Pero se esperaría por lo menos algún comunicado por parte de los organizadores de la campaña o un llamado de atención para la irresponsabilidad con que se está llevando a cabo. La conclusión es reiterativa, nada más lejos de la realidad que creer en la sensatez de los usuarios de la red.

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Sustancia sintética para inducir al suicidio a las células cancerosas

Unos científicos han conseguido elaborar una molécula que puede hacer que las células cancerosas se autodestruyan, al inducirles la apoptosis, o muerte celular programada, a partir de la introducción de ciertos iones en su interior.

Las moléculas como la elaborada son bombas sintéticas de iones, y confirman una hipótesis de hace dos décadas según la cual podrían ser el camino hacia el desarrollo de nuevos fármacos anticáncer, beneficiando además a los pacientes de fibrosis quística.

Se habían creado antes bombas sintéticas de iones, pero esta es la primera vez que unos investigadores las han mostrado trabajando en un sistema biológico real, donde los iones transportados son capaces, como se ha comprobado, de hacer autodestruirse a ciertas células.

El logro es obra de expertos de la Universidad de Texas en la ciudad estadounidense de Austin, y otras cinco instituciones.

Las células en el cuerpo humano trabajan duro para mantener una concentración estable de iones dentro de sus membranas celulares. La alteración de este delicado equilibrio puede desencadenar que las células activen la apoptosis (muerte celular programada), un mecanismo que utiliza el cuerpo para librarse de células dañadas o peligrosas.

Una forma de destruir células cancerosas sería activar esta secuencia de autodestrucción innata, mediante la estrategia de alterar el equilibrio iónico en dichas células. Desafortunadamente, cuando una célula se convierte en cancerosa, cambia la forma en que transporta los iones a través de su membrana celular de un modo que bloquea la apoptosis.

Hace casi dos décadas, se descubrió una sustancia natural llamada prodigiosina, que actuaba como bomba natural de iones y tenía un efecto anticancerígeno.

Desde entonces, muchos químicos han soñado con encontrar bombas sintéticas que pudieran hacer exactamente el mismo trabajo pero sin verse obstaculizadas, y que también sirvieran para tratar enfermedades como la fibrosis quística, donde los canales de cloruro no funcionan.

El equipo de Jonathan Sessler lo ha conseguido ahora, al crear una bomba sintética de iones que se enlaza a los iones de cloruro. La nueva técnica permite una potencial acción terapéutica, al promover la muerte celular, según se ha comprobado en células humanas de cáncer cultivadas en el laboratorio.

El próximo paso para los investigadores será probar en animales las bombas sintéticas de iones.

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La canela, protección natural antibacteriana para alimentos

La canela, una especia de larga tradición y que fue empleada también a menudo como remedio casero contra algunos achaques, podría ser capaz de servir como agente antibacteriano natural para proteger alimentos.

Buscando formas de prevenir algunas de las enfermedades más graves causadas por bacterias patógenas transmitidas por los alimentos, las investigadoras Meijun Zhu y Lina Sheng, de la Universidad del Estado de Washington, en Pullman, Estados Unidos, han trabajado con aceite de Cinnamomum cassia, una planta que, al igual que otras parecidas, recibe el nombre popular de canela.

Y han comprobado que este aceite puede actuar eficazmente como agente antibacteriano natural en la industria alimentaria.

En los experimentos de este estudio, el aceite mató a varias cepas de la bacteria Escherichia coli (E. coli), productoras de toxinas Shiga.

El aceite de la mencionada planta es eficaz a bajas concentraciones: Unas 10 gotas diluidas en un litro de agua mataron a las bacterias en cuestión de 24 horas.

El creciente interés de la comunidad científica, y sobre todo de la sociedad, sobre los efectos de los aditivos químicos en la salud, ha fortalecido la demanda de aditivos naturales para los alimentos. Por eso, alternativas como esta canela estudiada resultan atractivas.

Se puede incorporar este aceite a películas y otros recubrimientos para empaquetar carne y productos frescos. También se le puede añadir en la etapa de lavado de la carne, frutas o verduras para eliminar los microorganismos.

La Cinnamomum cassia es producida principalmente en Indonesia.

Además del citado aceite, las investigadoras planean analizar otro producto natural de origen vegetal capaz de matar bacterias. Estas científicas estudiarán el potencial de las plantas del tipo conocido popularmente como Diente de León para inhibir la actividad de bacterias relacionadas con la mastitis bovina, una infección en las glándulas mamarias de las vacas lecheras.

VIA Algenis Guzman

SOURCE noticiasdelaciencia.com

Antes de la creación del universo

El Big Bang o Gran Estallido que, según se cree, fue lo que dio origen al universo, plantea una pregunta crucial: Si fue efectivamente una explosión colosal lo que creó nuestro universo hace 13.700 millones de años, ¿qué provocó esa explosión y qué había antes?

Nuestro universo pudo surgir a partir de la formación de un agujero negro en un universo con más dimensiones que el nuestro, según las sorprendentes conclusiones de una nueva investigación. Lo que percibimos como el Big Bang, podría ser el “espejismo” tridimensional de una estrella derrumbándose sobre sí misma en un universo profundamente distinto al nuestro.

Así lo cree el equipo de Niayesh Afshordi, Robert Mann, y Razieh Pourhasan, del Instituto Perimeter de Física Teórica en Canadá. Esos científicos tienen una nueva idea de lo que pudo haber antes del Big Bang. Es un tanto sorprendente, pero está basado en matemáticas sólidas, según afirman.

La interpretación convencional mantiene que el Big Bang se inició con una singularidad, un fenómeno insondablemente caliente y denso del espacio-tiempo donde las leyes estándar de la física se rompen. Las singularidades son extrañas, y el conocimiento científico sobre ellas es muy limitado.

Los autores del nuevo estudio plantean que quizá nuestro universo podría ser la “envoltura” tridimensional alrededor de un horizonte de sucesos de un agujero negro de cuatro dimensiones espaciales. En este escenario, nuestro universo se creó de manera explosiva cuando una estrella en un universo con esas cuatro dimensiones espaciales se derrumbó sobre sí misma convirtiéndose en un agujero negro.

En nuestro universo tridimensional, los agujeros negros tienen un horizonte de sucesos que solo posee dos dimensiones espaciales, es decir, están rodeados por un límite bidimensional que marca el “punto de no retorno”, el umbral a partir del cual ya no es posible escapar del agujero negro y regresar al universo normal. En el caso del universo de cuatro dimensiones espaciales, un agujero negro tendría un horizonte de sucesos tridimensional.

En el escenario que proponen los autores del nuevo estudio, nuestro universo nunca estuvo dentro de la singularidad; en vez de eso, se formó como la citada envoltura de un horizonte de sucesos, protegido de la singularidad.

Los investigadores argumentan que esta idea, aunque pueda parecer extravagante o incluso absurda, está afianzada en las mejores matemáticas modernas que describen el espacio y el tiempo. Su nuevo modelo de la creación del universo parece resolver incongruencias y enigmas cosmológicos que hace mucho tiempo que duran, y, lo más importante, produce predicciones que se podrán poner a prueba en experimentos.

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El helado que cambia de color

El nuevo sabor está hecho a base de fresas, cacao, almendras, banana, pistacho, vainilla, caramelo y otros ingredientes naturales secretos.

A pesar de revelar algunos ingredientes, no se atrevió a decir la receta completa ya que ¡su invento aún no está patentado! Apúrese Manuel, que los buitres están al acecho. Por lo pronto, el objetivo es expandir su creación fuera de España. El “Xamaleón” mamá, el “Xamaleón”, cambia de colores según la ocasión.

“Todo el mundo se echó a reír, pero como físico sé que hay varias posibilidades que podrían funcionar y estuve encantado cuando me las arreglé para crear un helado que cambia de color”, dijo Linares, orgulloso. Además, agregó: “Fue importante para mí asegurarme de que sólo utilizamos ingredientes naturales, por lo que tomó un poco más de tiempo”.

 

VIA Cristina Fernandez

SOURCE planeta curioso

La depresión se abre paso entre los más jóvenes

La Organización Mundial de la Salud (OMS) define la depresión como “un trastorno mental frecuente que se caracteriza por la presencia de tristeza, pérdida de interés o placer, sentimientos de culpa o falta de autoestima, trastornos del sueño y del apetito, sensación de cansancio y falta de concentración“. En España, según la última encuesta nacional de salud, elaborada por el Instituto Nacional de Estadística (INE), uno de cada diez adolescentes sufre depresión.

Tan decisiva es esta etapa que distintos científicos de la Universidad de Cambridge publicaron un estudio en la publicación ‘Proceedings of the National Academy of Sciences’ el pasado mes de febrero para predecir la depresión en los más jóvenes. De los 1.850 participantes, únicamente detectaron algún tipo de síntoma en los varones (uno de cada seis chicos estaba en alto riesgo de padecer depresión clínica), pero no en las mujeres, cuyos niveles de cortisol son más elevados que en los hombres.

El análisis, que supone un avance en la forma de detectar esta enfermedad mental, plantea dudas para algunos expertos. «La depresión no tiene ningún marcador biológico, el diagnóstico específico es clínico, y no hay ningún otro procedimiento que lo sustituya», remarca Miguel Gutiérrez, presidente de la Sociedad Española de Psiquiatría (SEP).

Para este experto, lo fundamental para tratar la depresión en los más jóvenes es normalizar la misma. Es decir, perder el miedo a tratarse. «Hay que hacer cotidiana la psiquiatría, hay que dejarse de tópicos sin fundamento y facilitar cualquier tipo de información al ciudadano».

Normalizar la psiquiatría

Una opinión que también comparte Almudena García Alonso, doctora en Psicología en la Universidad Compluense de Madrid (UCM), quien señala la importancia que tiene la educación en la normalización de la Psicología. «Lo más adecuado sería poder contar con una formación que permitiese al adolescente disponer de recursos y estrategias suficientes como para relacionarse de una forma fluida con sus iguales y superiores».

Situaciones en las que también juega un papel fundamental la sociedad de la que forman parte. Según García Alonso, el paso de una sociedad cooperativa a una individualista ha generado «un modelo enfermizo de individualismo que no permite a la persona evolucionar como tal. Ahora prima lo material sobre lo afectivo, lo que ha propiciado un aumento inusual de la depresión en el adolescente y no son las únicas cifras alarmantes; cada vez es mayor el número de suicidios en la tercera edad».

La crisis económica y el desempleo juvenil, el 54,6% en España, segúndatos publicados por Eurostat el pasado febrero, son dos de los principales motivos que preocupan tanto a los adolescentes como a los jóvenes. Por eso, cada vez son más los que acuden a terapia para tratar síntomas de ansiedad o nerviosismo.

¿Pero es una solución al alcance de cualquier persona? «La terapia no es un servicio accesible para todo el mundo. Nuestras tarifas apenas cubren gastos de autónomos y alquiler de despacho o centro. A nivel público no existe un número mínimo de profesionales en salud mental. Estos están contratados a tiempo parcial o abordan un número de casos más que excesivo», explica García Alonso.

Terapia ‘anticrisis’

Un contexto que ha generado nuevos diagnósticos, pero también nuevas soluciones. Como las que ofrece el Colegio Oficial de Psicólogos de Gipuzkoa, que ha creado un programa terapéutico gratuito para atender a todos aquellos afectados por la crisis. «Antes, las personas pensaban que después de unos estudios, de una carrera, podían acceder al mercado laboral, ahora la perspectiva es que no van a encontrar trabajo. Se muestran desilusionados y esto genera dos resultados: cuadro ansioso depresivo y estrés postraumático. Eso es lo que más estamos viendo», explica María Nebreda, una de las psicólogas del programa.

En esta iniciativa están involucrados unos 25 profesionales y su metodología se basa en superar los efectos de la crisis. «Vamos a desarrollar terapias grupales de reconstrucción en las que les ensañaremos a fortalecer su autoestima y también distintas tácticas para la búsqueda de empleo activo», explica la experta, quien hace hincapié en la utilidad de este tipo de herramientas desde la juventud.

«Los jóvenes siguen avergonzándose de ir a terapia. Se sigue pensando que ir al psicólogo es algo de locos y no es así, porque lo que se ofrece es un espacio para afrontar los problemas del día a día. Trabajo con muchos adolescentes y es muy difícil», argumenta María Nebreda.

Para esta profesional, una de las claves para prevenir este tipo de trastornos en la educación es el lenguaje. «Hay que enseñar a que los niños desde pequeños expresen sus emociones. Se puede empezar desde primaria con dinámicas grupales, con juegos y también en casa. Es ahí donde entran los padres, cuyo principal papel sería ayudar a que los niños pongan palabras a los sentimientos y dejen que expresen los mismos como les surja»

SOURCE Gonzoo

7 cosas sobre el miedo que deberías saber antes de salir corriendo

El miedo es la respuesta natural de nuestro cerebro para indicarnos que estamos enpeligro y poder sobrevivir algún evento que ponga en riesgo nuestra salud. Pero muchos de nosotros experimentamos miedos que no tienen razón de ser y son irracionales, como el miedo a ciertos insectos que no representan una amenaza para nosotros. Así que antes de salir corriendo, te invito a leer estos 7 datos sobre el miedo:

7. Es posible eliminar los miedos

Al crear asociaciones de memoria podemos eliminar el miedo que le tenemos a algunos elementos, como se ha demostrado con ciertos experimentos. Por ejemplo, si a un ratón al que se le enseñó a asociar la luz con los ruidos fuertes se lo expone a la luz sin el sonido fuerte, el ratón ya no sentirá miedo de la luz al no relacionarlas con el sonido. Con el tiempo, el ratón reducirá (no necesariamente eliminar) el miedo que le provocaba la luz al modificar la asociación de recuerdos en su memoria.

6. Algunas miedos son universales a través de varias culturas

Hay una gran relación entre la edad y los tipos de miedos que la gente sufre en diferentes culturas. En la niñez, el miedo a los extraños y a la separación son muy comunes. Mientras crecemos, el miedo a otros seres (insectos, por ejemplo) y a situaciones (thabitaciones oscuras, rayos en días de tormenta) se vuelve más presente. Los adolescentes tienden a temer las situaciones sociales, mientras que los adultos desarrollan un miedo al fracaso.

5. Los miedos no son provocados por un solo evento tenebroso en tu niñez

El miedo se desarrolla por una compleja combinación de genética y el escenario que te rodea, no por esa vez en la que caíste de una gran altura o casi te ahogas en una alberca. Cuando somos niños, reaccionamos sentimentalmente a los escenarios a lo largo de los años, pero hay un cierto sector de la sociedad que reacciona con miedo a estos eventos o las cosas desconocidas. Además, tener un padre con desorden de ansiedad es un factor a seguir en el desarrollo del miedo.

4. Las hormonas del estrés ayudan a eliminar el miedo

En un estudio del 2010, se proporcionó a pacientes con acrofobia (miedo a las alturas) una dosis de cortisol, la hormona responsable del estrés en nuestro cerebro. Los sujetos a los que se les dio la hormona mencionaron haber reducido su miedo a las alturas, así como menor ansiedad, a diferencia de aquellos a los que se les proporcionó un placebo.

3. Hay personas sin miedo

Existen algunas personas sin la capacidad de experimentar miedo, incluso en situaciones que resultan terroríficas para alguien con desórdenes de ansiedad. Por ejemplo, alguien con este trastorno podría estar calmado en un avión a punto de estrellarse. No se sabe la causa de este trastorno, y hasta ahora los neurocientíficos han visto que estas personas no usan la región del cerebro que una persona con ansiedad usaría mucho en las situaciones que le causan miedo.

2. Individuos con desorden de ansiedad reaccionan de forma normal a situaciones terroríficas

Pensarías que alguien con desórdenes de ansiedad actuaría exageradamente en una situación de peligro o incluso a un escenario terrorífico. Pero las personas con ansiedad no reaccionan así frente a estas situaciones, sino que lo hacen como todos los demás, ya que este desorden provoca experimentar grandes cantidades de miedo a una situación especifica.

1. La ansiedad y el miedo son comunes en la niñez

La mayoría de los niños tienen ansiedad y terminan por eliminarla en la adolescencia, aunque a veces persiste hasta la adultez. La parte mala es que no hay forma de saber si un niño podrá eliminar la ansiedad cuando crezca o la padecerá el resto de su vida, una respuesta que se trata de encontrar por la neurociencia.

Seguido le tememos a lo que es desconocido, no sabemos qué es lo que causa ese miedo a las arañas, las alturas, el agua profunda o las serpientes, pero siempre se pueden encontrar formas de eliminar el miedo, por ejemplo, enfrentándolo. ¿Le tienes miedo a la oscuridad?

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¿Qué hacía diferente al cerebro de Einstein?

¿Qué hacía diferente el cerebro de Einstein?

El 18 de abril de 1955, horas después de que Albert Einstein falleciera, el patólogo Thomas Harvey removió y cortó en secciones su cerebro. Donó algunas partes del órgano y otras las conservó.

Más de 50 años después, la extracción sigue causando controversia: las características del cerebro de Einstein han sido centro de atención de diversas discusiones sobre si en ellas reside la clave de su inteligencia. Los hallazgos del estudio más reciente, realizado en 2013 por Weiwei Men, de la Universidad Normal del Este de China, junto con investigadores de tres instituciones estadounidenses, son más bien modestos. Demuestran que el cerebro de Einstein posee un cuerpo calloso —el puente que conecta ambos hemisferios cerebrales— más grande que el promedio.

Esto se debe a la existencia de más fibras nerviosas encargadas de comunicar ambos lados de la corteza prefrontal, zona responsable del pensamiento complejo, la adecuación del comportamiento social y la capacidad de tomar decisiones.

También presenta anomalías en una región conocida como “surco lateral” o “cisura de Silvio”. Es probable que esto le haya permitido a las neuronas de la zona tener una mejor comunicación. Además, sus lóbulos parietales tienen un raro patrón, lo cual ha hecho sospechar que tuvieron algo que ver con sus habilidades matemáticas y de razonamiento espacial.

Una investigación de 1966, en la Universidad de Alabama, sugirió que el espesor de la corteza cerebral de Einstein era menor que en otros cinco cerebros contra los que fue comparado. La densidad de neuronas en esa zona era mayor que la de un encéfalo promedio.

La densidad de conexiones neuronales no tiene una relación directa con el coeficiente intelectual; es la eficiencia de la comunicación sináptica la que marca la diferencia”, menciona el doctor Arturo Ortega, investigador del Departamento de Genética y Biología Molecular del Cinvestav. Cada cerebro es único y, aunado a otros rasgos, esto nos hace diferentes del resto de las personas.

¿Cuántos genomas tiene el cerebro?

En noviembre de 2013, un grupo de científicos estadounidenses, coordinados por el investigador Michael J. McConnell, de la Escuela de Medicina de la Universidad de Virginia, demostró que muy probablemente cada neurona de nuestro cerebro tiene un genoma particular.

Con la ayuda de modernas tecnologías para secuenciar el ácido desoxirribonucleico de células individuales, este equipo de científicos comparó los genomas de células neuronales que provenían de tejidos cultivados en laboratorio y de cadáveres humanos; de esta manera, pudieron determinar que todas las neuronas tienen genomas distintos. Asimismo, las principales diferencias que descubrieron estaban en el arreglo de sus cromosomas, es decir, cambios que se conocen como aneuploidías.

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Nuevo pez robótico que se mueve casi tan rápido como uno real

Se ha presentado públicamente un robot blando subacuático capaz de movimientos corporales rápidos. Este robot, con forma de pez, puede ejecutar una maniobra de huida, sacudiendo su cuerpo para cambiar la dirección en apenas una fracción de segundo, o casi tan rápido como podría hacerlo un pez de verdad.

Robots blandos como éste —que no sólo tienen exteriores blandos sino que también están impulsados por un flujo de fluidos a través de canales flexibles— se han convertido en un tema de investigación lo bastante popular como para que tengan ya su propia revista académica, Soft Robotics. En el primer número de esa revista es donde se ha presentado a la comunidad científica el robot descrito, una creación del equipo de la robotista Daniela Rus, directora del Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial (CSAIL) del MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) en Cambridge, Estados Unidos.

Con robots blandos, las colisiones suponen un peligro menor tanto para ellos como para el entorno. En algunos casos, puede ser en realidad ventajoso golpear contra el entorno, porque así pueden utilizar estos puntos de contacto como un medio para alcanzar el destino más rápidamente.

Pero el nuevo pez robótico fue diseñado para explorar una ventaja adicional de los robots blandos: El hecho de que el cuerpo se deforme continuamente proporciona a estas máquinas un abanico infinito de configuraciones, lo cual no se puede conseguir con robots cuyas estructuras móviles son en esencia piezas rígidas que giran gracias a bisagras. La curvatura continua del cuerpo del pez cuando se flexiona es lo que le permite cambiar de dirección tan rápido. Un robot de cuerpo rígido sería incapaz de hacerlo.

En la construcción del robot también han trabajado Andrew Marchese y Cagdas D. Onal.

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Los parques eólicos marítimos podrían refrenar huracanes antes de su llegada a tierra firme

Una investigación indica que parques eólicos marítimos con miles de aerogeneradores situados en costas damnificadas por huracanes podrían haber refrenado la fuerza de tres huracanes que causaron graves daños. Esa acción protectora habría reducido de forma significativa los vientos y la marejada ciclónica que acompañaron a dichos huracanes, lo que habría implicado probablemente salvar vidas humanas e impedir daños materiales por valor de miles de millones de dólares.

Durante los últimos 24 años, Mark Z. Jacobson, profesor de ingeniería civil y medioambiental en la Universidad de Stanford en California, Estados Unidos, ha estado desarrollando un complejo modelo informático para estudiar la polución del aire, la energía, el tiempo y el clima. Una aplicación reciente de su modelo ha sido la simulación del desarrollo de huracanes. Otra ha sido determinar cuánta energía pueden extraer los aerogeneradores de las corrientes de viento globales.

A la luz de estos estudios recientes y ante las consecuencias dramáticas de los huracanes Sandy y Katrina, fue obvio para Jacobson preguntarse: ¿qué pasaría si un huracán se encontrara con un gran conjunto de aerogeneradores marítimos? ¿Se ralentizarían los vientos y menguaría el huracán por la extracción de energía debida al giro de las palas de las turbinas por parte de la tormenta, o las destruiría el huracán?

La pregunta no era fácil de responder. La fuerza de un huracán puede derribar construcciones muy robustas, sobre todo si están muy expuestas al viento, pero por otra parte la resistencia de las turbinas eólicas a fuertes vientos ha aumentado de manera notable en los últimos veinte años, gracias a desarrollos clave en su diseño impulsados por instituciones como por ejemplo el Departamento de Tecnología de Energía Eólica en los Laboratorios Nacionales estadounidenses de Sandía (SNL), o el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) en el mismo país, y a expertos como Paul Veers, que fue director del citado departamento y que ahora es ingeniero jefe del Centro Nacional de Tecnología Eólica del NREL.

No es fácil robustecer las turbinas eólicas marítimas, pero se vienen registrando mejoras en este campo desde hace años. Fabricar palas de turbina más fuertes, recurriendo a avances en ciencia de los materiales, es una vía muy interesante, sobre la cual los redactores de NCYT de Amazings ya escribimos un artículo (http://www.amazings.com/ciencia/noticias/300903a.html) publicado el 30 de septiembre de 2003 y en el que también hablamos sobre Paul Veers y su ya entonces destacada labor al frente del citado Departamento de Tecnología de Energía Eólica de los Laboratorios Nacionales de Sandía.

En el nuevo estudio, Jacobson, a fin de poder responder a esa pregunta crucial de si una cantidad lo bastante grande de turbinas eólicas marinas podría refrenar un huracán sin que éste las arrollase, amplió su modelo digital y ejecutó simulaciones sobre lo podría pasar si un huracán se encontrase con un enorme parque eólico abarcando muchos kilómetros frente a la costa y dispuesto a lo largo del perímetro de ésta. Sorprendentemente, descubrió que los aerogeneradores podrían alterar lo bastante al huracán como para reducir las velocidades máximas del viento tanto como 148 kilómetros por hora (92 mph) y reducir la marejada ciclónica en hasta un 79 por ciento.

En la investigación, para la cual Jacobson contó con la ayuda de Cristina Archer y Willett Kempton de la Universidad de Delaware en Estados Unidos, se simularon tres huracanes: el Sandy y el Isaac, que golpearon Nueva York y Nueva Orleans, respectivamente, en 2012; y el Katrina, que devastó Nueva Orleans en 2005.

En el caso del Katrina, el modelo de Jacobson reveló que un parque eólico de 78.000 aerogeneradores frente a la costa de Nueva Orleans habría debilitado de forma significativa el huracán mucho antes de que tocara tierra.

En el modelo por ordenador, para cuando el huracán Katrina alcanzase tierra, las velocidades del viento simuladas habrían perdido entre 129 y 158 kilómetros por hora (80-98 millas por hora) y la marejada ciclónica se habría reducido hasta en un 79 por ciento.

Para el huracán Sandy, el modelo proyectó una reducción de la velocidad del viento de entre 35 y 39 metros por segundo (entre 78 y 87 mph) y tanto como un 34 por ciento de reducción de la marejada ciclónica.

Aunque la instalación de tantas turbinas eólicas marítimas sería muy cara, también lo es el costo de los daños materiales que provoca un huracán, por no hablar del alto riesgo de víctimas mortales si no se evacua a tiempo la zona amenazada. Por otro lado, estos inmensos parques eólicos también suministrarían una cantidad ingente de electricidad, que permitiría rentabilizar las inversiones, y además reducir las emisiones de dióxido de carbono y sustancias contaminantes de las centrales eléctricas alimentadas por energías sucias.

Una opción alternativa de protección, la de construir grandes rompeolas, podría detener una marejada ciclónica, pero según el análisis del equipo de Jacobson, no reducirían la velocidad del viento de forma sustancial. Además, fortificar de este modo el litoral tendría unos costos de construcción también caros.

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Mejora espectacular de la conversión de calor en electricidad

Se ha logrado dar con un modo de mejorar radicalmente los materiales termoeléctricos, un hallazgo que podría conducir algún día al desarrollo de mejores paneles solares, aparatos de refrigeración con mayor eficiencia energética, e incluso la creación de nuevos dispositivos capaces de convertir en electricidad adicional la enorme cantidad de calor desperdiciado en las centrales eléctricas.

La nueva tecnología, basada en construir un conjunto de columnas nanométricas encima de una lámina de material termoeléctrico, representa una forma del todo nueva de abordar un problema centenario.

El efecto termoeléctrico, descubierto en el siglo XIX, consiste en la capacidad de generar una corriente eléctrica a partir de una diferencia de temperatura entre un lado de un material y el otro. Y, a la inversa, la aplicación de un voltaje eléctrico a un material termoeléctrico puede causar que un lado del material se caliente, mientras que el otro se mantiene frío, o, alternativamente, que un lado se enfríe mientras que el otro permanece caliente.

Se han empleado dispositivos que incorporan materiales termoeléctricos de las dos formas: para crear electricidad a partir de una fuente de calor, como el Sol, por ejemplo, o para enfriar instrumentos de precisión consumiendo electricidad.

Sin embargo, el uso amplio de materiales termoeléctricos se ha visto dificultado por un problema fundamental que ha mantenido ocupados a los científicos durante décadas. Los materiales que permiten a la electricidad fluir a través de ellos también hacen lo mismo con el calor. Esto significa que en cuanto una diferencia de temperatura crea un potencial eléctrico, esta diferencia empieza a disiparse, debilitando la corriente que creó.

Hasta los años 90, los científicos se enfrentaron a este problema buscando materiales con propiedades intrínsecas que permitían a la electricidad fluir más fácilmente que el calor.

La entrada en escena de la nanotecnología abrió nuevas oportunidades.

Utilizando nanotecnología, los físicos de materiales empezaron a crear barreras en materiales termoeléctricos, como agujeros o partículas, que impedían el paso del flujo de calor más que el del flujo de electricidad. Pero incluso en el mejor de los casos, el flujo de electrones, que transportan la energía eléctrica, también se veía enlentecido.

Ahora, el equipo de Mahmoud Hussein y Bruce Davis, de la Universidad de Colorado en la ciudad estadounidense de Boulder, ha demostrado que se podría usar la nanotecnología de una forma totalmente diferente para enlentecer la transferencia de calor sin afectar al movimiento de los electrones.
 

El nuevo concepto implica construir una celosía de pilares a escala nanométrica sobre una hoja de material termoeléctrico, como el silicio, para formar lo que los autores de la investigación definen como metamaterial nanofónico. El calor es transportado a través del material como un tipo de vibraciones de lo que se conoce como fonones. Los átomos que forman los pilares en miniatura también vibran en diversas frecuencias. Davis y Hussein utilizaron un modelo informático para mostrar que las vibraciones de los pilares interactuarían con las de los fonones, enlenteciendo el flujo de calor. No se espera que las vibraciones de los pilares afecten a la corriente eléctrica.

El equipo de investigación estima que los pilares a nanoescala podrían reducir a la mitad el flujo de calor a través de un material, pero la reducción podría ser significativamente mayor porque los cálculos se hicieron de manera muy conservadora, según explica Hussein.

Si, tal como parece, ésta es una vía práctica de mejorar considerablemente la conversión de energía termoeléctrica, habrá todo tipo de importantes aplicaciones prácticas. Entre ellas, se incluye la recaptura del calor residual emitido por todo tipo de equipamientos, desde ordenadores de sobremesa a centrales eléctricas, y convertir ese calor en electricidad. Sistemas termoeléctricos mejores podrían asimismo mejorar grandemente la eficiencia de los paneles solares y de los dispositivos de refrigeración.

El próximo paso para Hussein es entablar colaboraciones con colegas del departamento de física de su universidad y de otras instituciones para fabricar los pilares, a fin de que la idea pueda ser ensayada en el laboratorio.

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Manipular luz y sonido mediante materiales flexibles

Ciertos materiales flexibles, estructurados en capas y con arrugas nanométricas, podrían brindar un nuevo modo de controlar la longitud y distribución de ondas, sean sonoras o luminosas. A la postre, esto podría encontrar aplicaciones que van desde métodos no destructivos de poner a prueba materiales, hasta cancelación de ruido, y también podría proporcionar nuevos y reveladores datos sobre estructuras biológicas blandas y posiblemente conducir a nuevas herramientas de diagnóstico.

Aunque ya se sabe que las propiedades de los materiales afectan a la propagación de la luz y del sonido, en la mayoría de los casos estas propiedades son fijas y difíciles de modificar una vez que el material ha sido creado. Sin embargo, en estos materiales estructurados en capas, cambiar las propiedades (por ejemplo, "ajustar" un material para que filtre colores específicos de la luz) puede ser tan simple como estirar un material flexible.

Éste es el enfoque de diseño que ha adoptado el equipo de Stephan Rudykh del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en la ciudad estadounidense de Cambridge, y Mary Boyce, ahora en la Universidad de Columbia en la ciudad de Nueva York.

Estos científicos han comprobado que dichos efectos en sus nuevos materiales son altamente ajustables, reversibles y controlables. Por ejemplo, se puede cambiar el color del material, e incluso sería factible hacer que fuera óptica o acústicamente invisible.

En el par de imágenes de arriba, casi no son afectadas las ondas sonoras -bandas azules y amarillas- que atraviesan un material con superficie plana y estructurado en capas. En las imágenes de abajo, cuando el sonido atraviesa un material estructurado en capas y con arrugas especiales, ciertas frecuencias de sonido son bloqueadas y filtradas por el material. (Imagen: Felice Frankel)

Es posible fabricar estos materiales mediante un proceso de deposición capa a capa, que puede ser controlado con alta precisión. El proceso permite controlar el grosor de cada capa hasta en una fracción de una longitud de onda de luz. El material luego es comprimido, creando en su interior una serie de arrugas precisas cuya distancia de separación puede causar la dispersión en las frecuencias seleccionadas de las ondas (sean sonoras o luminosas).

Diseñando esa microestructura de forma que se obtenga el conjunto deseado de efectos, y luego alterando esas propiedades al deformar el material, es posible controlar estos efectos mediante estímulos externos.

Muchas son las aplicaciones potenciales de esta nueva tecnología.

La más obvia es la "invisibilidad acústica", una forma avanzada de cancelación de ruido con la que se podrían bloquear completamente sonidos provenientes de cierto volumen del espacio, en vez de un solo punto, como en los actuales auriculares para cancelación de ruido.

Otro campo de aplicación estaría en la propagación de los ultrasonidos a través de tejidos biológicos. Las técnicas de diagnosis por escaneo ultrasónico han avanzado mucho en los últimos años, pero aún carecen de la suficiente resolución para reemplazar a métodos de diagnóstico más invasivos y aparatosos. La vía abierta con la nueva tecnología podría conducir a un control más preciso de estas ondas de ultrasonido, y por tanto a sistemas con mejor resolución.

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El primer mapa del tiempo de una enana marrón

El telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO ha sido el instrumento utilizado para crear el primer mapa del tiempo de la superficie de la enana marrón más cercana a la Tierra. Un equipo internacional ha hecho un mapa de las zonas claras y oscuras en WISE J104915.57-531906.1B, conocido comúnmente como Luhman 16B, una de las dos enanas marrones descubiertas recientemente que forman pareja y que se encuentra a tan solo seis años luz del Sol. Los nuevos resultados se publican el 30 de enero de 2014 en la revista Nature.

Las enanas marrones son el eslabón entre los planetas gigantes gaseosos, como Júpiter y Saturno, y las estrellas frías débiles. No contienen la suficiente masa como para iniciar fusiones nucleares en su interior y solo pueden brillar débilmente en longitudes de onda infrarrojas de la luz. La existencia de la primera enana marrón se confirmó hace tan solo veinte años y solo se conocen unos pocos cientos de estos elusivos objetos.

Las enanas marrones más cercanas al Sistema Solar forman una pareja llamada Luhman 16AB y se encuentran a tan solo seis años luz de distancia de la Tierra, en la constelación austral de La Vela. Esta pareja es el tercer sistema más cercano a la Tierra después de Alfa Centauri y de la Estrella de Barnard, pero fue descubierta a principios de 2013. Se ha descubierto que el componente más débil, Luhman 16B, cambia ligeramente su brillo cada pocas horas a medida que rota — una clave que indica que puede tener marcadas características en su superficie.

Ahora los astrónomos han utilizado la potencia del telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO, no solo para obtener imágenes de estas enanas marrones, sino para establecer las zonas de luz y oscuridad en la superficie de Luhman 16B.

Ian Crossfield (del Instituto Max Planck de Astronomía, Heidelberg, Alemania), autor principal de este nuevo artículo, resume los resultados: “Observaciones previas sugerían que las enanas marrones pueden tener superficies moteadas, pero ahora podemos hacer un mapa. Pronto seremos capaces de ver cómo se forman los patrones de nubes, cómo evolucionan y se disipan en esta enana marrón — por último, los exometeorólogos podrán predecir si un visitante de Luhman 16B tendrá cielos cubiertos o despejados”.

Para hacer este mapa de la superficie los astrónomos utilizaron una ingeniosa técnica. Observaron las enanas marrones con el instrumento CRIRES del VLT. Esto les permitió no solo ver los cambios en el brillo a medida que Luhman 16B rotaba, sino que además pudieron ver si las zonas oscuras o iluminadas se movían desde o hacia el observador. Combinando toda esta información pudieron recrear un mapa de las áreas claras y oscuras de la superficie.

Las atmósferas de las enanas marrones son muy similares a las de los calientes exoplanetas gaseosos gigantes, por lo que estudiando a modo comparativo las enanas marrones más accesibles los astrónomos pueden aprender más sobre las atmósferas de planetas gigantes jóvenes — muchos de los cuales se descubrirán en un futuro cercano gracias al nuevo instrumento SPHERE que se instalará en el telescopio VLT en el 2014.

Crossfield termina con un comentario personal: “Nuestro mapa de esta enana marrón nos acerca un paso más a la meta de conocer los patrones climáticos en otros sistemas solares. Desde muy pequeño me enseñaron a apreciar la belleza y la utilidad de los mapas. ¡Es emocionante que estemos empezando a hacer mapas de objetos que están fuera de nuestro Sistema Solar!”.

ESO

Hervir agua en media billonésima de segundo

Un nuevo método para calentar agua a velocidad de vértigo permite llevarla al punto de ebullición en tan solo media billonésima de segundo.

Mediante esta técnica asombrosa, será posible realizar experimentos que hasta ahora eran inviables o muy difíciles de llevar a cabo.

El concepto teórico ideado por el equipo de Oriol Vendrell, del Centro Alemán para la Ciencia del Láser de Electrones Libres (CFEL), aún no ha sido demostrado en la práctica, pero todo apunta a que podría calentar una pequeña cantidad de agua hasta 600 grados centígrados en apenas media billonésima de segundo (medio picosegundo).

La capacidad descrita haría de esta técnica la más rápida en el mundo para calentar agua.

Este método logra calentar agua muy deprisa usando un destello concentrado de radiación del orden del terahercio.

Este tipo de radiación se compone de ondas electromagnéticas con una frecuencia entre la de las ondas de radio y la de los rayos infrarrojos.

Se pueden generar destellos de esta radiación usando los dispositivos conocidos como láseres de electrones libres, los cuales aceleran del modo idóneo los electrones.

En la investigación también han trabajado Pankaj Kumar Mishra y Robin Santra, también del CFEL.

El CFEL es una entidad dependiente de tres instituciones germanas: El Sincrotrón Alemán de Electrones (DESY, por sus siglas en alemán), la Universidad de Hamburgo y la Sociedad Max Planck de Alemania.

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Microelectrónica flexible para ojos y hojas

Un equipo de científicos del instituto suizo ETH de Zúrich presenta esta semana en la revista Nature Communications un procedimiento para transferir dispositivos electrónicos muy delgados y flexibles a casi cualquier tipo de superficie. Los circuitos se pueden, incluso, envolver en cabellos humanos sin dejar de funcionar.

El método consiste en fabricar una ‘oblea’ con distintas capas: una base de silicio, una lámina de alcohol de polivinilo y otra encima de parileno, una sustancia transparente y biocompatible que lleva los componentes electrónicos.

Después, la capa de alcohol se diluye en agua, se desprende la base de silicio y queda disponible el parileno con los transistores para ser utilizados en superficies tan variadas como tejidos textiles, hojas de plantas o piel humana.

“El parileno que empleamos como sustrato tiene tan solo una micra de espesor, pero se puede depositar a gran escala”, destaca a SINC Giovanni Salvatore, el autor principal del trabajo.

“Podemos fabricar dispositivos de una micra, pero potencialmente se podrían alcanzar tamaños todavía más pequeños, lo que permitiría sobrepasar los 100 MHz  (como los que usan las etiquetas RFDI o de identificación por radiofrecuencia)”, añade el investigador.

Según sus promotores, la versatilidad de esta sencilla técnica abre nuevas posibilidades en el campo de los biosensores, especialmente en aquellos que miden parámetros sobre la salud.

“Proveemos su aplicación en lentes de contacto inteligentes que servirán para controlar la presión intraocular en pacientes con glaucoma”, apunta Salvatore.

“Pero además –añade–, esta técnica se podría usar para implantar sensores en la piel o en otros tejidos animales o vegetales, con conexiones inalámbricas, así como en el desarrollo de células solares ultraligeras que proporcionen energía a los dispositivos portátiles”. (Fuente: SINC)
 

Impresora 3D para metal, barata y de código abierto

Hasta ahora, la impresión 3D ha estado dominada por los polímeros, y la mayoría de la gente que utiliza estas máquinas la usa para hacer todo tipo de objetos de plástico, desde carcasas de teléfonos móviles a piezas de ajedrez. Una nueva impresora 3D de bajo costo desarrollada por el equipo de Joshua Pearce de la Universidad Tecnológica de Michigan (Michigan Tech), en Estados Unidos, podría añadir martillos y otros objetos metálicos a esa lista. El diseño detallado, así como el software y el firmware, están disponibles gratuitamente y son de código abierto, lo que significa que cualquiera puede usarlos para hacer su propia impresora 3D con la que fabricar objetos metálicos.

Pearce es el primero en admitir que su nueva impresora todavía es un trabajo en progreso. Hasta el momento, los productos que él y su equipo han producido no son más intrincados que una rueda dentada. Pero eso se debe a que la tecnología es aún primitiva y hay que perfeccionarla más. Pearce lo considera una simple cuestión de tiempo, y se remite al hecho de que, a fin de cuentas, las primeras impresoras 3D para trabajar con plástico también eran bastante toscas, pero en poco tiempo se han vuelto asombrosamente sofisticadas.

Usando menos de 1.500 dólares en concepto de materiales, incluyendo un pequeño soldador MIG comercial y un microcontrolador de código abierto, el equipo de Pearce ha construido una impresora 3D para objetos metálicos que puede ir colocando capas delgadas de acero para formar objetos geométricos complejos. Ya existen impresoras comerciales para objetos metálicos, pero cuestan en torno al medio millón de dólares.

La nueva impresora para metal es menos costosa que muchas impresoras 3D comerciales para plástico, y es lo bastante barata como para usarla en el hogar, según Pearce. Sin embargo, por razones de seguridad, Pearce sugiere que por ahora las impresoras de esta clase se usen solo en talleres habilitados para soldadura, y por personas con experiencia en soldadura, ya que el manejo de una impresora 3D para metal requiere más equipamiento de seguridad, incluyendo dispositivos de protección contra el fuego, que la típica impresora 3D para plástico.

Aunque la impresión 3D para metal abre nuevas y beneficiosas perspectivas, también hace que reaparezca con más fuerza el fantasma de las armas de fuego de fabricación casera. Algunas personas ya han fabricado armas de fuego con impresoras 3D comerciales tanto para metal como para plástico, con resultados diversos. Aunque Pearce admite que durante el desarrollo de la nueva impresora tuvo algunas noches de insomnio, también cree que los beneficios que traerá la fabricación de objetos metálicos mediante impresión 3D superarán con creces los problemas que genere.

En trabajos anteriores, su grupo ya había mostrado que fabricar productos en casa con una impresora 3D es más barato para el estadounidense promedio que comprarlos, y que imprimir bienes en el hogar resulta más ecológico que comprar bienes comerciales. Estos cálculos muy probablemente sean aplicables pronto a otras naciones en las que la impresión 3D está despegando con fuerza y se beneficia cada vez más del abaratamiento derivado de un uso amplio y de la posibilidad de reciclar materiales.

En el trabajo de investigación y desarrollo también han trabajado Gerald C. Anzalone, Chenlong Zhang, Bas Wijnen y Paul Sanders.

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Diez veces más rendimiento en la fibra óptica

Se ha descubierto un modo de multiplicar por diez el rendimiento de las fibras ópticas. La solución, simple pero imaginativa, reduce la cantidad de espacio necesario entre los pulsos de luz que transportan los datos, lo que permite un aumento drástico en la capacidad de las fibras ópticas.

Las fibras ópticas transportan los datos en forma de pulsos de luz a través de distancias de miles de kilómetros a velocidades tremendas. Son una de las glorias de la tecnología moderna de telecomunicaciones. Sin embargo, tienen capacidad limitada, debido a que en la fibra hay que alinear los pulsos de luz uno tras otro, separados por una distancia que no puede ser inferior a cierto límite mínimo, a fin de garantizar que las señales no se interfieran entre sí. Esto hace que en la fibra existan espacios vacíos que no se aprovechan para enviar datos.

Desde su aparición en la década de 1970, la capacidad de trasmisión de datos de la fibra óptica se ha incrementado cada cuatro años en un factor de diez, un hecho impulsado por el flujo constante de nuevas tecnologías que se ha mantenido durante bastante tiempo. Sin embargo, en los últimos años se ha llegado a un cuello de botella, y científicos de todo el mundo han estado tratando de salir de él.

El equipo de Luc Thévenaz y Camille Brès, de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) en Suiza, ha ideado un método para agrupar más los pulsos en las fibras, sin que ello origine problemas, reduciendo así el espacio entre los pulsos. Su enfoque hace posible el uso de toda la capacidad de una fibra óptica. Esto permitirá aumentar diez veces el rendimiento de los sistemas de telecomunicaciones basados en fibra óptica.

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Encuentran gases nobles en el espacio

Un equipo de investigadores con participación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha encontrado la primera evidencia de una molécula basada en el gas noble argón en la Nebulosa del Cangrejo. El trabajo, que ha utilizado datos de infrarrojo del observatorio espacial HERSCHEL, aparece publicado en último número de la revista Science.

La Nebulosa del Cangrejo (Messier 1), ubicada en la Constelación de Tauro, a unos 6.500 años luz de la Tierra, tiene un diámetro de 11 años luz (casi 700.000 veces la distancia entre el Sol y la Tierra). Esta nebulosa es una estructura filamentosa y difusa formada tras la explosión de una supernova observada en el año 1054 por astrónomos chinos.

En el estudio realizado, los investigadores han detectado la emisión de hidrilo de argón (ArH+), un ión molecular que contiene el gas noble argón. Aunque ya se habían detectado átomos o iones de gases nobles, hasta ahora no se había encontrado ninguno de los compuestos moleculares basados en estos átomos gases nobles lo que, según los investigadores, parecía sugerir que estos elementos requieren un mayor tiempo de reacción en el espacio o que no se dan las condiciones para que se formen.

“Se supone que según las leyes de la Física y la Química, todos los elementos que conocemos en la Tierra son los mismos que podríamos encontrar en cualquier otra galaxia. Sin embargo, hasta ahora, había una clase de moléculas que no se habían encontrado, que son las que se componen de los llamados gases nobles. Este tipo de moléculas se habían producido en los laboratorios pero no se sabía si en el espacio existían condiciones adecuadas para su formación. Ahora sabemos que sí y este descubrimiento permitirá estudiar mucho más en detalle la interacción de las supernovas con el medio que las rodea, destaca José Cernicharo, investigador del CSIC en el Centro de Astrobiología (centro mixto del CSIC y el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial). 

Para añadir complejidad, y al mismo tiempo sorpresa al descubrimiento, el isótopo de Argón detectado es el de masa 36 y no el de masa 40 que es el más abundante en nuestro planeta. Sin embargo, en la Tierra el 40Ar proviene de la desintegración del potasio, mientras que en el espacio el 36Ar es el más abundante y además en una supernova existe una producción importante de este isótopo.

Producir hidrógeno a partir de luz solar y aguas residuales

Un nuevo dispositivo que utiliza solo luz solar y aguas cloacales para producir hidrógeno utilizable como combustible podría proporcionar una fuente de energía sostenible y al mismo tiempo mejorar la eficiencia del tratamiento de las aguas residuales.

El equipo del químico Yat Li, profesor en la Universidad de California en Santa Cruz, ha creado un aparato híbrido que combina una célula de combustible microbiana y un tipo de célula solar llamada célula fotoelectroquímica. En la sección de célula de combustible microbiana del dispositivo, la bacteria degrada la materia orgánica presente en las aguas residuales, generando electricidad en el proceso. La electricidad generada biológicamente es enviada a la sección de célula fotoelectroquímica del aparato para ayudar a energizar la descomposición, mediante el paso de una corriente eléctrica, del agua. Este proceso, conocido como electrólisis, libera los dos constituyentes del agua, que son el hidrógeno y el oxígeno. En este caso, una parte de la electricidad se obtiene de la luz solar.

Tanto las células de combustible microbianas como las células fotoelectroquímicas pueden ser usadas solas para producir gas hidrógeno. Ambas, sin embargo, requieren de un pequeño voltaje adicional para superar la barrera energética termodinámica y lograr la reducción de protones a hidrógeno.

La necesidad de incorporar un accesorio adicional que genere electricidad extra aumenta de manera significativa el coste y la complejidad de estos tipos de circuitos de conversión de energía, especialmente a gran escala.

En comparación, el aparato híbrido solar microbiano de Li es autosostenible y autodirigido, debido a que la combinación de energía de la materia orgánica (recolectada por la célula de combustible microbiana) y energía de la luz solar (capturada por la célula fotoelectroquímica) es suficiente para realizar la electrólisis del agua.

Las células de combustible microbianas se basan en bacterias poco comunes, que son capaces de generar electricidad transfiriendo electrones, metabólicamente generados, a través de sus membranas celulares hacia un electrodo externo.

En el trabajo de investigación y desarrollo también han intervenido Hanyu Wang, Gongming Wang, de la Universidad de California en Santa Cruz, Fang Qian y Yongqin Jiao del Laboratorio Nacional estadounidense Lawrence Livermore, y Zhen He del Instituto Politécnico de Virginia (Virginia Tech), en Estados Unidos.

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Avance clave para sistemas de condensación de agua más eficaces y duraderos

La condensación del vapor es fundamental para la producción mundial de electricidad y de agua potable: Es parte del ciclo energético presente en el 85 por ciento de todas las centrales eléctricas del mundo y en cerca de la mitad de todas las plantas de desalinización. Así que cualquier cosa que mejore la eficiencia de este proceso podría tener un enorme efecto en el consumo global de energía.

Ahora, un equipo de investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, Estados Unidos, ha encontrado una manera de lograr precisamente eso.

Desde hace años, se sabe que hacer que las superficies de los condensadores de vapor sean hidrófobas, o sea, conseguir que repelan el agua, podría mejorar la eficiencia de la condensación al hacer que el agua forme gotitas rápidamente. Pero la mayoría de los materiales hidrófobos tienen una durabilidad limitada, sobre todo en ambientes industriales con mucho vapor. El nuevo enfoque de diseño del MIT para recubrimientos de las superficies de los condensadores debería superar ese problema.

La innovación del equipo de Karen Gleason, Kripa Varanasi, Adam Paxson y José Yagüe permite recubrimientos mucho más estables que los obtenibles mediante los procesos tradicionales, e incluso bajo condiciones ambientales más agresivas.

Los resultados de las pruebas de superficies metálicas recubiertas usando el nuevo proceso muestran una gran diferencia con respecto a lo que ocurre en superficies no recubiertas mediante él. En las pruebas, la resistencia del material obtenido con el nuevo tratamiento fue buena incluso al ser expuesto a vapor a 100 grados centígrados en una prueba de resistencia acelerada. Típicamente, el vapor en los condensadores de centrales eléctricas sólo estaría a unos 40 grados centígrados.

En los recubrimientos hidrófobos típicos, a partir del vapor a alta temperatura se forman gotitas que pronto recubren la superficie, degradando rápidamente el rendimiento del sistema de condensación. El nuevo revestimiento, mostrado aquí, mantiene su capacidad de estimular la formación de gotitas durante largos períodos. (Imagen: Cortesía de los investigadores)

Cuando los materiales utilizados en la actualidad para hacer superficies hidrófobas son expuestos a vapor a 100 grados centígrados, después de tan solo un minuto ya se aprecia que su eficiencia comienza a degradarse.
 

aranasi y Paxson formaron parte de un equipo que presentó meses atrás un tipo diferente de material hidrófobo duradero, una cerámica especial. Ese material y el diseñado ahora tendrán ambos aplicaciones muy útiles, aunque en situaciones diferentes: El material anterior puede soportar temperaturas aún más elevadas, mientras que el nuevo recubrimiento debe ser menos costoso y más adecuado para su uso en centrales eléctricas existentes.

El nuevo recubrimiento se puede aplicar con facilidad a los materiales usados normalmente en los condensadores, y que suelen ser titanio, acero, cobre o aluminio. Además, la aplicación de dicho recubrimiento puede hacerse utilizando equipamiento convencional.

Otra ventaja del nuevo recubrimiento es que puede ser extremadamente delgado, de apenas una milésima parte del grosor de los recubrimientos hidrófobos convencionales. Eso significa que apenas se ven afectadas otras propiedades de la superficie subyacente, como su conductividad eléctrica o térmica, lo que mantiene sus cualidades positivas.

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