J. Arnoldo Bautista

J. Arnoldo Bautista

El Dióxido de Nitrógeno (NO2), que está formado por nitrógeno y oxígeno, es un gas tóxico, irritante y precursor de la formación de partículas de nitrato. Estas llevan a la producción de ácido y elevados niveles de finas partículas (PM-2.5) en el ambiente. Afecta principalmente al sistema respiratorio. Este compuesto químico de color marrón-amarillento se genera como subproducto en los procesos de combustión a altas temperaturas, tales como en los vehículos motorizados y las plantas eléctricas. Por ello es un contaminante muy frecuente en zonas urbanas.

Un equipo internacional de científicos, dirigido por la University of Manchester (UM), ha desarrollado un marco de metal orgánico, o MOF, material que proporciona una capacidad selectiva, totalmente reversible y repetible para capturar dióxido de nitrógeno. Esta información nos la envía para compartir un colega, ingeniero químico, en un artículo escrito por Paul L Boisvert y publicado en el boletín digital del Oak Ridge National Laboratory (ORNL).

El material solo requiere agua y aire para convertir el gas capturado en ácido nítrico para uso industrial. El mecanismo para la absorción de gas en tiempo récord por parte del MOF, caracterizado por investigadores que utilizan la dispersión de neutrones en el ORNL del Departamento de Energía de EUA, podría conducir a tecnologías de control y remediación de la contaminación del aire que eliminen de manera rentable el contaminante del aire y lo conviertan en ácido nítrico para su uso en la producción de fertilizantes, propulsores de cohetes, nylon y otros productos.

Como se informó en Nature Chemistry, el material, denominado MFM-520, puede capturar dióxido de nitrógeno atmosférico a presiones y temperaturas ambientales, incluso a bajas concentraciones y durante el flujo, en presencia de humedad, dióxido de azufre y dióxido de carbono. A pesar de la naturaleza altamente reactiva del contaminante, el MFM-520 demostró ser capaz de regenerarse por completo varias veces por desgasificación o por tratamiento con agua del aire, un proceso que también convierte el dióxido de nitrógeno en ácido nítrico.

"Hasta donde sabemos, este es el primer MOF que captura y convierte un contaminante tóxico y gaseoso del aire en un producto industrial útil", dijo Sihai Yang, uno de los autores principales del estudio y profesor titular en el Departamento de Química de UM. "También es interesante que la tasa más alta de absorción de NO2 por este material se produce a alrededor de 113 grados Fahrenheit (45 grados centígrados), la cual es la temperatura de tienen regularmente los gases de escape de los automóviles".

 

Martin Schröder, autor principal del estudio, profesor de química y vicepresidente de la UM, dijo: "El mercado mundial de ácido nítrico en 2016 fue de $ 2.5 mil millones de dólares (USD), por lo que existe un gran potencial para los fabricantes de esta tecnología MOF para recuperar sus costos y beneficiarse de la producción resultante de ácido nítrico. Especialmente porque los únicos aditivos requeridos son agua y aire ".

Como parte de la investigación, los científicos utilizaron espectroscopía de neutrones y técnicas computacionales en ORNL para caracterizar con precisión cómo MFM-520 captura moléculas de dióxido de nitrógeno.

"Este proyecto es un excelente ejemplo del uso de la ciencia de neutrones para estudiar la estructura y la actividad de las moléculas dentro de los materiales porosos", dijo Timmy Ramirez-Cuesta, coautor y coordinador de la iniciativa de química y catálisis en la Dirección de Ciencias de Neutrones de ORNL. "Gracias al poder de penetración de los neutrones, rastreamos cómo las moléculas de dióxido de nitrógeno se organizaron y se movieron dentro de los poros del material, y estudiamos los efectos que tenían en toda la estructura MOF. Lo que hizo posible estas observaciones es el espectrómetro vibratorio VISION en ORNL Spallation Neutron Source, que tiene la mayor sensibilidad y resolución de este tipo en el mundo ".

 

La capacidad de los neutrones para penetrar en el metal sólido para sondear las interacciones entre las moléculas de dióxido de nitrógeno y MFM-520 está ayudando a los investigadores a validar un modelo informático de procesos de conversión y separación de gases MOF. Tal modelo podría ayudar a predecir cómo producir y adaptar otros materiales para capturar una variedad de gases diferentes.

"La espectroscopía vibracional de neutrones es una herramienta única para estudiar los mecanismos de adsorción y reacción e interacciones huésped-huésped a nivel molecular, especialmente cuando se combina con la simulación por computadora", dijo Yongqiang Cheng, científico y coautor de dispersión de neutrones ORNL. "La interacción entre las moléculas de dióxido de nitrógeno y MOF causa cambios extremadamente pequeños en su comportamiento vibratorio. Tales cambios solo pueden reconocerse cuando el modelo de computadora los predice con precisión".

"La caracterización del mecanismo responsable de la alta y rápida absorción de NO2 informará los diseños futuros de materiales mejorados para capturar contaminantes del aire", dijo Jiangnan Li, primer autor y estudiante de doctorado en la Universidad de Manchester. "El tratamiento posterior del dióxido de nitrógeno capturado evita la necesidad de secuestrar o procesar el gas y proporciona una dirección futura para las tecnologías de aire limpio".

La captura de gases de efecto invernadero y tóxicos de la atmósfera ha sido un desafío debido a sus concentraciones relativamente bajas y porque el agua en el aire compite y a menudo puede afectar negativamente la separación de las moléculas de gas objetivo de otros gases. Otro problema fue encontrar una forma práctica de filtrar y convertir los gases capturados en productos útiles y de valor agregado. El material MFM-520 MOF ofrece soluciones a muchos de estos desafíos.

Otros coautores del artículo, titulado "Captura de dióxido de nitrógeno y conversión a ácido nítrico en un marco de metal orgánico poroso", incluyen Xue Han, Xinran Zhang, Alena M. Sheveleva, Floriana Tuna, Eric JL Mcinnes, Laura J. McCormick McPherson, Simon J. Teat y Luke L. Daemen.

 

Fuente:

https://neutrons.ornl.gov/content/new-material-captures-and-converts-toxic-air-pollutant-industrial-chemical

 

 

 

Lunes, 25 Noviembre 2019 05:20

“Pregúntenle a los mexicanos”

Así es la innovación ‘Azteca’ en el mundo tecnológico – Parte I.

La Academia de Ingeniería de México señala que de acuerdo estudios que ha realizado recientemente, el número de ingenieros en el país se ha ido incrementando paulatinamente. Efectivamente, en forma aproximada, se podría contabilizar un ingeniero por cada 100 mexicanos, y en la década pasada el número de ingenieros respecto al número de habitantes ha crecido de 8.8 ingenieros por cada mil habitantes en 2002 a 10.8 en 2012. De hecho, México se encuentra entre los primeros diez países en el mundo que gradúan mas ingenieros, con más de 110 mil estudiantes por año. Aunque todavía falta mucho qué hacer en la formación de ingenieros, el avance en los últimos 100 años ha sido clave para el desarrollo del país. También el nivel y calidad de los ingenieros formados ha crecido de forma tangible.

Al respecto, una querida colega, ingeniera industrial, nos ha compartido el presente artículo, escrito por Uriel Blanco y Gonzalo Soto y publicado en El Financiero el pasado 14 de noviembre, donde señala que algunas empresas tecnológicas han dejando de ver a los ingenieros y desarrolladores mexicanos como simples apoyos y, a manera de ejemplo, nos informan que firmas como Intel están generando sus patentes e inventos con talento mexicano. Debido a la extensión de este artículo lo transcribiremos en dos partes.  He aquí la primera….

Un hombre lee en voz alta un texto en inglés, pero en realidad nadie escucha su voz. Detrás de él, una bocina retumba con fuerza y opaca por completo sus palabras; la música lo envuelve absolutamente todo, no hay manera de saber qué trata de decir. Luego, ese mismo hombre se coloca unos lentes con un par de sensores en las plaquetas nasales, esas pequeñas piezas que se posan sobre el tabique de la nariz y ayudan a sostener las gafas. La voz del hombre de pronto se torna completamente clara, la música sigue a todo volumen, pero no se escucha el rock pesado de hace unos instantes. La lectura se comprende a la perfección.

El hombre que lee es Héctor Cordouvier, un ingeniero e inventor de Intel México, y los lentes son una de las creaciones más impresionantes que el llamado ‘Dream Team’ mexicano de la compañía estadounidense ha desarrollado en su laboratorio de Guadalajara. Cordouvier, junto a sus colegas Julio Zamora, Rodrigo Camacho, Alejandro Ibarra y Paolo López Meyer identificaron un día que cada una de las palabras que pronunciamos al hablar se convierten en vibraciones distintas que podían ser aisladas a través de unos sensores colocados en las plaquetas nasales de los lentes. De esa manera, cada vez que Cordouvier, o quien sea que tuviera puestas las gafas, hablaba, las palabras se entendían a la perfección, quizá únicamente con un tono nasal que se corrige por medio de un software.

“Al no haber micrófonos, lo único que se capturan son las vibraciones nasales, podrías recibir una llamada en los lentes, estar en medio de un antro, y tu interlocutor podría pensar que estas en la biblioteca”, menciona López Meyer entre risas. “Se abre la posibilidad de hacer muchas cosas”.

Los lentes desarrollados por el ‘Dream Team’ generaron el interés de otras empresas tecnológicas para incorporar esa innovación en algunos de sus productos y, en total, el equipo registró casi una decena de patentes. Los ingenieros de Intel Labs en Guadalajara son, probablemente, el mejor ejemplo de uno de los cambios más profundos en el sector tecnológico que está ocurriendo en este preciso instante.

 

Desde hace casi una década, una pregunta ha rondado en el sector de la tecnología y la innovación digital del país: ¿existe un ‘Silicon Valley mexicano’?

“Antes de contestar eso, te diré algo. Hace unos años las empresas de tecnología decían ‘nosotros desarrollamos en nuestros países la innovación y el resto que lo hagan los mexicanos’”, dice López Meyer en un espacio de pruebas para drones inteligentes. “Ahora, cuando tienen un problema, dicen ‘pregúntenle a los mexicanos’”.

 

Textualmente parece no haber mucha diferencia, pero el cambio ha sido radical. Cuando a Guadalajara y la zona circundante a la capital jalisciense se le comenzó a comparar con la región de innovación más importante del mundo, todo parecía ser parte de la ‘mentefactura’ global: mexicanos brindando principalmente servicios de apoyo a las tecnológicas extranjeras, sin que realmente se desarrollaran inventos importantes cuyos beneficios se quedaran en México.

 

“Eran sobre todo jóvenes que daban servicio de apoyo a empresas del verdadero Silicon Valley, arreglaban líneas de código, generaban una que otra solución para esas compañías”, recuerda Antonio Yáñez, un ingeniero de Guadalajara que desarrolla una aplicación de seguridad para hogares y negocios. “Aquí no se generaban tantas patentes, no se construían tantos prototipos, no vendíamos la tecnología a otros lados”.

Pero eso es el pasado.

Impulsado principalmente por el desarrollo de aplicaciones digitales e innovaciones tecnológicas, México incrementó significativamente en los últimos años las solicitudes de patentes. Según cifras del Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (IMPI), en 2018 se realizaron mil 555 requerimientos de patente, mientras que una década atrás la cifra era de apenas 685.

Intel es un microcosmos de ese fenómeno. De 2000 a 2014, el número de patentes de los ingenieros mexicanos en sus laboratorios promediaba apenas una por año. Sin embargo, a partir de que los ingenieros del ‘Dream Team’ se unieron a sus campos de especialidad en 2015, Intel ha generado más de 90 patentes.

 

La tecnología desarrollada por los ingenieros mexicanos de Intel incluye las llamadas telefónicas por vibración nasal, conducción de vehículos autónomos, manejo de dispositivos por voz y ondas electromagnéticas, drones verdaderamente inteligentes, entro otras innovaciones que eventualmente pueden ser adquiridas por otras empresas a nivel internacional y de las cuales sus creadores son también beneficiarios.

La creatividad y el ritmo de generación de nueva tecnología de los ingenieros mexicanos le dieron a Intel la confianza de entregar a ellos la responsabilidad de la habilitación del primer chip 5G en el mundo. Una vez que esa red sea habilitada para uso generalizado en el planeta, las señales que usen chips de Intel pasarán eventualmente por Guadalajara.

(Continuaremos con la transcripción de este artículo la próxima semana).

 

Fuentes:

https://www.merca20.com/los-paises-con-mas-ingenieros-graduados-al-ano/

https://www.milenio.com/estados/mexico-produce-110-mil-ingenieros-ano

https://www.elfinanciero.com.mx/bloomberg-businessweek/preguntenle-a-los-mexicanos-asi-es-la-innovacion-azteca-en-el-mundo-tecnologico

 

Es ya bien conocido que las amenazas de deshielo del arcaico hielo antártico auguran un futuro con un nivel de los océanos con un rápido crecimiento. Sobre este tema, un estimado colega nos comparte información sobre un nuevo estudio que pudiera atenuar otro persistente temor: que los depósitos de agua de deshielo  fracturen el hielo debajo de ellos pudiendo causar reacciones en cadena prolongadas que colapsen inesperadamente los bancos o plataformas de hielo flotantes. Sobre esta investigación se publicó en el boletín digital del Georgia Institute of Technology (Georgia Tec),  el 29 de octubre pasado, un artículo de difusión escrito por Ben Brumfield. Veamos de qué se trata:

 

 

Brumfield explica que en estos estudios se encontró que aunque el agua de deshielo fracturara el hielo, las reacciones en cadena resultantes parecerían ser de corto alcance. Sin embargo, los aumentos masivos en el deshielo de la superficie debido a un clima inusualmente cálido pueden desencadenar colapsos de hielo catastróficos como el que ocurrió con la icónica plataforma "Larsen B", que se hizo añicos en 2002. Ahora, en el presente estudio, dirigido por un investigador del Georgia Tec ha modelado reacciones en cadena de fractura y deshielo así como  la cantidad de agua que se necesitaría para repetir ese raro colapso épico.

La desintegración de “Larsen B” fue precedida por una ola de calor atípica que la acribilló por medio de múltiples depósitos de agua de deshielo, centrando la atención de los investigadores en las fracturas derivadas por los acumulamientos de agua, también llamadas hidrofracturas. Descubrieron que un depósito  de agua de deshielo que hidrofractura los glaciares pudiera provocar que los almacenamientos vecinos hagan lo mismo. De ahí que aumentara la preocupación de posibles reacciones en cadena extensas, lo cual fue lo que el  estudio abordó.

 

Demasiada agua de deshielo

 

"Las reacciones en cadena no se extenderán tanto en los glaciares existentes", dijo Alex Robel, profesor asistente en la Escuela de Ciencias de la Tierra y Atmosféricas de Georgia Tech. "Normalmente, tomaría muchos años para que las reacciones en cadena tengan un efecto sobre la integridad de los mantos de hielo. Pero hay una advertencia. Los depósitos que están muy juntos y crecen rápidamente sí podrían destruir la integridad del hielo".

 

"Hay un límite de velocidad en el estudio que muestra que una plataforma de hielo no puede colapsar ridículamente rápido", dijo la coautora Alison Banwell, investigadora de glaciología de la Universidad de Colorado Boulder. "Sin embargo, si no ocurre tan rápidamente en los depósitos de agua de deshielo como ocurrió en “Larsen B”, puede colapsar de manera similar". Agregó: "Las múltiples cadenas de hidrofractura que se originan en diferentes áreas de un banco de hielo también podrían conducir a una ruptura de la plataforma a mayor escala".

Los investigadores publicaron sus resultados en la revista Geophysical Research Letters el 24 de octubre de 2019. La investigación fue financiada por la National Science Foundation y el “Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences en CU Boulder. Un estudio reciente no relacionado informó un número récord de depósitos de agua de deshielo en la Antártida.

"Actualmente no hay suficientes depósitos en ninguna plataforma de hielo para una repetición de “Larsen B”, pero mucha agua de deshielo hace presión en los mantos  de hielo y les está causando daños", dijo Banwell, quien ayudó como pionero en la investigación de las hidrofracturas en bancos de hielo.

Q&A

Las bancos de hielo rotos no agregan mucho al nivel del mar. Entonces, ¿por qué es tan importante este fenómeno?

Los bancos o plataformas de hielo flotan en el océano, donde ya contribuyen al nivel del mar, por lo que cuando se rompen o se derriten, no le agregan mucho más. Pero muchos bancos de hielo empujan hacia atrás contra los glaciares en tierra, que sí aumentan el nivel del mar cuando ingresan al océano.

Una vez que el depósito desaparece, la velocidad del flujo glacial puede aumentar de cuatro a diez veces. Los glaciólogos no se dieron cuenta de esto hasta que “Larsen B”, que tenía un kilómetro de espesor (0.62 millas) con una superficie de 3,250 kilómetros cuadrados (1,250 millas cuadradas) se astilló en pocas semanas y el flujo glacial detrás de él aumentó.

"En nuestro campo de investigación se pensaba que las plataformas de hielo no eran demasiado importantes, entonces “Larsen B” nos mostró que eso era incorrecto. El refuerzo de las plataformas de hielo es lo que realmente estabiliza los glaciares. Pocos problemas son más importantes que los que aborda este estudio", dijo Brent Minchew, profesor asistente de geofísica en el Massachusetts Institute of Technology (MIT).

Minchew no participó en el estudio, pero recientemente coeditó otro estudio relacionado con él. El estudio del MIT descarta un escenario absolutamente de pesadilla de fractura rápida de glaciares debido a la desaparición de las plataformas de hielo. Pero él y los otros investigadores reiteraron que el flujo glacial se acelera notablemente cuando desaparecen las plataformas de hielo.

Además, la mayoría de las plataformas de hielo antárticas probablemente se formaron en la última edad de hielo, y podría tomar otra edad de hielo reemplazarlas.

¿Cómo funciona la hidrofractura y cómo el estudio modeló sus efectos?

 

Cuando los depósitos de agua de deshielo en la parte superior de las grietas en el hielo se vuelven pesados, pueden hidrofracturar el hielo.

"La presión del agua se concentra hasta un punto llamado punta de grieta. Trata de separar la grieta y hacerla más profunda, y el hielo empuja hacia atrás. Cuando el agua se vuelve lo suficientemente profunda, puede ganar y propagar la grieta hacia el fondo de la plataforma de hielo ", dijo Robel.

El agua drena por la grieta, hacia el océano, luego el hielo vuelve a saltar, creando nuevas grietas que también pueden provocar la hidrofractura de los depósitos vecinos. El estudio mostró que esto abarcaría sólo un pequeño número de estanques.

Convenientemente para Robel, que explora la dinámica del hielo con las matemáticas, la física y la informática, a medida que se forman plataformas de hielo, en ellas aparecen matrices regimentadas de abolladuras superficiales, y ahí es donde se acumulan estos depósitos de agua de deshielo.

 

Robel podría aplicar modelos informáticos llamados autómatas celulares, conocidos por los videojuegos pixelados tipo matriz, para modelar las reacciones en cadena de la hidrofractura. El modelo incluso genera animaciones que los investigadores llamaron "tramas de buscaminas" después del clásico juego de computadora de la década de 1990.

¿Significa el estudio que hay menos peligro que antes de que se acelere el flujo glacial?

No, el estudio simplemente aumenta el conocimiento científico y, de hecho, el flujo de algunos glaciares en la Antártida ya se ha acelerado mucho.

 

"Quizás este mecanismo no es algo de lo que debamos preocuparnos tanto. Pero no deberíamos dar un suspiro de alivio porque hay muchas otras formas de sacar rápidamente mucho hielo de la Antártida occidental", dijo Minchew.

Quizás el mayor potencial para la pérdida de glaciares es la inestabilidad donde los glaciares descansan en el suelo junto al agua de mar. Un estudio que Robel publicó en julio proyectó que la inestabilidad es extremadamente probable que acelere el aumento del nivel del mar.

¿Cómo ayuda este estudio a avanzar en la investigación de los glaciares?

Facilita la búsqueda de presagios de daños en la plataforma de hielo.

"Observar el volumen de agua en la superficie del hielo es mucho más fácil que buscar fallas de estrés dentro del hielo", dijo Banwell, quien visitará la Antártida en noviembre para estudiar los depósitos de fusión en la plataforma de hielo “George IV.”

 

Fuente:

https://rh.gatech.edu/news/628264/reframing-antarcticas-meltwater-pond-dangers-ice-shelves-and-sea-level

 

Un estimado colega, (ingeniero) materialista, nos envía información publicada por “Frontiers” en su boletín de difusión del 15 de octubre de 2019, donde se comenta sobre un primer estudio que evalúa científicamente que el cubrir edificios con una manta protectora ignífuga (no combustible) encuentra que es una forma viable de protegerlos contra incendios forestales. Veamos de que se trata...

El probar rigurosamente diferentes materiales de telas en el laboratorio y ver su posible comportamiento al usarlos para proteger estructuras que fueron expuestas a incendios de magnitud creciente, fue una investigación, publicada en “Frontiers in Mechanical Engineering”, que confirma que la tecnología de mantas jgnífugas existente efectivamente puede proteger las estructuras de incendios forestales breves. Para un despliegue exitoso contra incendios severos y en áreas de alta densidad de viviendas, se necesitan mayores avances tecnológicos de materiales de cobertura y métodos de despliegue más complejos, así como estrategias de protección de estructuras múltiples que están todavía por desarrollarse.

"Mantas contra incendios que cubran toda la casa es un método viable de protección contra incendios en la interfaz urbano-forestal", dice el autor principal del estudio, Fumiaki Takahashi, profesor de la Case Western Reserve University, ubicada en Cleveland, Ohio, E.E.U.U., quien se asoció con NASA Glenn Research Center, US Forest Service, New Jersey Forest Fire Service y Cuyahoga Community College para este estudio.

El doctor Takahashi  continúa diciendo: "La tecnología actual puede proteger una estructura aislada contra un ataque de incendios forestales relativamente corto y es probable que los desarrollos tecnológicos posteriores permitan que este método se aplique en el futuro a situaciones graves".

 

Una necesidad ardiente

Los incendios forestales en entornos urbanos y suburbanos pueden tener un efecto devastador en las comunidades y plantear uno de los mayores desafíos de incendios de nuestro tiempo.

 

Las personas que viven y trabajan en áreas de riesgo de incendio se comunicaron con el profesor Takahashi para averiguar si hay productos comerciales disponibles para ayudar a reducir la probabilidad de ignición de la estructura, lo que reduciría el daño por incendio y mejoraría la seguridad pública y la de los bomberos. Estas solicitudes motivaron la investigación y un resultado inicial reveló que el concepto de mantas contra incendios de estructura completa ha existido durante bastante tiempo.

"Pensé en un medio para reducir el daño causado por los incendios forestales y encontré una 'cortina ignífuga' patentada por los Estados Unidos, es decir, una manta contra incendios, fabricada durante la Segunda Guerra Mundial. Además encontré que bomberos del Servicio Forestal de los Estados Unidos han logrado salvar cabañas forestales históricas envolviéndolas con mantas de materiales contra incendios ", comentó Takahashi.

 

Un viejo material ignífugo

 

Si bien hay informes anecdóticos sobre la capacidad de resistencia de las mantas contra incendios para proteger los edificios de los incendios, la investigación de Takahashi destacó una grave falta de evidencia científica para respaldar estas afirmaciones. Para rectificar esto, financiado por una subvención de investigación del U.S. Department of Homeland Security, el equipo realizó varios experimentos para probar la capacidad de diferentes materiales de cobertura para proteger las estructuras contra incendios de magnitud creciente.

"Las pruebas de exposición al fuego determinaron qué tan bien las mantas protegían varias estructuras de madera, desde una casa para pájaros en una habitación en llamas hasta un cobertizo grande en un incendio forestal real.

Probamos cuatro tipos de materiales de tela: aramida, fibra de vidrio, sílice amorfa, y carbono pre-oxidado, cada uno con y sin una superficie de aluminio. Además, realizamos experimentos de laboratorio bajo exposición controlada al calor y medimos las capacidades de aislamiento térmico de estos materiales contra el contacto directo con la llama o el calor de radiación ".

 

Una nueva industria caliente

Las evaluaciones de laboratorio y de incendios reales demuestran que las mantas contra incendios podrían proteger las estructuras de una corta exposición a un incendio forestal, pero también resaltan las limitaciones técnicas de su forma existente. Se necesitan más avances tecnológicos en las áreas de composición de materiales, métodos de despliegue y estrategias de protección de múltiples estructuras.

Takahashi explica: "Las telas de fibra de vidrio o sílice amorfa laminadas con papel de aluminio se desempeñaron mejor, debido a la alta reflexión / emisión de radiación y al buen aislamiento térmico de la tela. Se necesita nueva tecnología para mejorar la capacidad de bloqueo térmico de las mantas contra incendios para una mayor duración para evitar la ignición de estructura a estructura. Además, será más efectivo si docenas o cientos de hogares están protegidos por mantas antiincendios de alta tecnología al mismo tiempo, particularmente en comunidades de Interfaz Urbana-Silvestre de alta densidad de viviendas ".

Concluye sugiriendo que las comunidades potencialmente afectadas por incendios forestales trabajen juntas para hacer realidad el concepto de mantas contra incendios para edificios enteros.

"La protección contra incendios será importante para aquellos que viven y combaten incendios en la Interfaz Urbana-Silvestre y presenta oportunidades de negocios a empresarios e inversores. La implicación de los hallazgos actuales es que la comunidad técnica, el público en general y el servicio de bomberos deben trabajar juntos para adoptar un enfoque paso a paso hacia la aplicación exitosa de esta tecnología ".

 

Fuente:

https://techxplore.com/news/2019-10-blankets-wildfires.html

 

 

Lunes, 04 Noviembre 2019 05:22

Cosechando genes para mejorar las sandías

Seguramente cuando las personas piensan en la sandía, probablemente piensan en la que lleva por nombre científico “Citrullus lanatus”. Claro, nos referimos a esta planta cultivada con un fruto rojo, dulce y jugoso que se disfruta en todo el mundo como postre o refrigerio. De hecho, la sandía es una de las frutas más populares del mundo, sólo superada por el tomate, que muchos consideran un vegetal.

Sin embargo, no se si usted sabía que  hay otras seis especies silvestres de sandía, todas las cuales tienen frutos pálidos, duros y amargos, pero con otras características muy interesantes. Sobre estas siete especies un estimado colega, biotecnólogo, nos comparte el presente artículo publicado el pasado primero de noviembre en la página Web del Boyce Thompson Institute (BTI) y escrito por Aaron J. Bouchie. Veamos qué se nos informa…

El señor Bouchine nos dice que investigadores del BTI han analizado los genomas de las siete especies, creando un recurso que podría ayudar a los fitomejoradores a encontrar genes de sandías silvestres que brinden resistencia a las plagas, enfermedades, sequías y otras dificultades, y mejorar aún más la calidad de la fruta. La introducción de estos genes en la sandía cultivada podría producir sandías dulces de alta calidad que pueden crecer en climas más diversos, lo que será especialmente importante a medida que el cambio climático desafíe cada vez más a los agricultores.

"A medida que los humanos domesticaron la sandía en los últimos 4,000 años, seleccionaron frutos rojos, dulces y menos amargos", dijo Zhangjun Fei, miembro de la facultad Boyce Thompson Institute (BTI) y co-líder de un grupo de investigación internacional.

"Desafortunadamente, a medida que la gente hacía las sandías más dulces y rojas, la fruta perdió algunas habilidades para resistir enfermedades y otros tipos de estrés", dijo Fei, quien también es profesor adjunto en la School of Integrative Plant Science  de Cornell University.

Tal y como se describe en un artículo publicado en Nature Genetics el 1 de noviembre, los investigadores generaron estas ideas utilizando un proceso de dos pasos. Primero, crearon una versión mejorada de un "genoma de referencia", que es utilizado por científicos y fitomejoradores para encontrar versiones nuevas e interesantes de genes de sus especímenes.

Fei lideró la creación del primer genoma de referencia de sandía utilizando una variedad cultivada de Asia oriental llamada '97103', que se publicó en 2013.

 

"Ese primer genoma de referencia se hizo usando tecnologías de secuenciación de lectura corta más antiguas", dijo Fei. "Utilizando las actuales tecnologías de secuenciación de lectura larga, pudimos crear un genoma de calidad mucho más alta que será una referencia mucho mejor para la comunidad que investigamos la sandía".

Luego, el grupo secuenció los genomas de 414 sandías diferentes que representan las siete especies. Al comparar estos genomas tanto con el nuevo genoma de referencia como entre sí, los investigadores pudieron determinar la relación evolutiva de las diferentes especies de sandía.

"Un descubrimiento importante de nuestro análisis es que una especie silvestre que se usa ampliamente en los programas de reproducción actuales, C. amarus, es una especie hermana y no un ancestro como se creía ampliamente", dijo Fei.

 

 

 

 

 

De hecho, los investigadores descubrieron que la sandía cultivada fue domesticada al reducir el amargor y aumentar la dulzura, el tamaño de la fruta y el color de la carne. Las variedades modernas se han mejorado aún más en los últimos cientos de años al aumentar la dulzura, el sabor y la textura crujiente. Los investigadores también descubrieron regiones del genoma de la sandía que podrían extraerse para continuar mejorando la calidad de la fruta, por ejemplo, haciéndolas más grandes, dulces y crujientes.

 

En los últimos 20 a 30 años, los fitomejoradores han cruzado la sandía cultivada con la especie hermana C. amarus y otros dos parientes silvestres, C. mucusospermus y C. colocynthis, para hacer que la sandía sea más resistente a las plagas de nematodos, la sequía o a enfermedades tales  como marchitamiento por Fusarium o por mildiú polvoroso.

 

Este tipo de mejoras con parientes silvestres es lo que entusiasma a Amnon Levi, un investigador  genetista y desarrollador de nuevos tipos de sandías del Department of Agriculture de los Estados Unidos, que trabaja en Vegetable Laboratory en Charleston , Carolina del Sur. Levi es coautor del artículo y proporcionó el material genético para muchas de las sandías utilizadas en el estudio.

"La sandía dulce tiene una base genética muy estrecha", dice Levi. "Pero existe una gran diversidad genética entre las especies silvestres, lo que les da un gran potencial para contener genes que les brindan tolerancia a las plagas y el estrés ambiental".

Levi planea trabajar con BTI para descubrir algunos de estos genes de las especies salvajes que podrían usarse para mejorar la sandía que conocemos, especialmente para la resistencia a las enfermedades.

 

"La sandía es susceptible a muchas enfermedades y plagas tropicales, cuyos rangos continuarán expandiéndose junto con el cambio climático", dice Levi. "Queremos ver si podemos recuperar algunos de estos genes de resistencia a enfermedades salvajes que se perdieron durante la domesticación".

Otros coautores que participaron en la investigación fueron  investigadores de la Academy of Agriculture and Forestry Sciences and the Chinese Academy of Agricultural Sciences de Beijing.

El estudio fue apoyado en parte por fondos de la USDA National Institute of Food and Agriculture Specialty Crop Research Initiative (2015-51181-24285), y por el US National Science Foundation (IOS-1339287 and IOS-1539831).

 

En el mismo número de “Nature Genetics” donde se publicó este artículo, Fei y sus colegas también publicaron un artículo similar que analiza 1,175 melones, incluidas las variedades de melón catalupo y melón invernal. Los investigadores encontraron 208 regiones genómicas asociadas con la masa, la calidad y las características morfológicas de la fruta, que podrían ser útiles para la reproducción del melón.

 

A principios de este año, Fei, Levi y sus colegas publicaron un genoma de referencia de la sandía 'Charleston Gray', la principal variedad estadounidense de C. lanatus para complementar el genoma '97103' del este asiático.

 

Rufino Tamayo

 

Fuente: https://btiscience.org/explore-bti/news/post/harvesting-genes-to-improve-watermelons/

 

 

 

Una querida amiga nos envía información publicada en la Brigham Young University (BYU) el pasado 22 de octubre en un artículo escrito por Cami Buckley, donde se revela que una nueva investigación realizada en esa universidad encontró que no hay indicios que la cantidad de tiempo que pasan los adolecentes en las redes sociales aumente directamente problemas de ansiedad o depresión. Veamos de que se trata….

 

La cantidad de tiempo que los adolescentes pasan en los sitios de redes sociales ha aumentado un 62.5 por ciento desde 2012 y continúa creciendo. El año pasado, el tiempo promedio que los adolescentes pasaron en las redes sociales se estimó en 2.6 horas por día. Los críticos han afirmado que más tiempo frente a la pantalla aumenta la depresión y la ansiedad en los adolescentes.

Sin embargo, una nueva investigación dirigida por Sarah Coyne, profesora de vida familiar en la BYU, descubrió que la cantidad de tiempo que pasan en las redes sociales no aumenta directamente la ansiedad o la depresión en los adolescentes.

 

 

"Pasamos ocho años tratando de comprender realmente la relación entre el tiempo dedicado a las redes sociales y la depresión para los adolescentes en desarrollo", dijo Coyne sobre su estudio publicado en “Computers in Human Behavior”. "Si aumentaran su tiempo en las redes sociales, ¿los deprimiría más? Además, si redujeran su tiempo en las redes sociales, ¿estarían menos deprimidos? La respuesta es no. Descubrimos que el tiempo dedicado a las redes sociales no era lo que estaba afectando la ansiedad o depresión ".

 

La salud mental es un síndrome multiproceso en el que probablemente ningún factor estresante sea la causa de la depresión o la ansiedad. Este estudio muestra que no es solo la cantidad de tiempo que se pasa en las redes sociales lo que lleva a un aumento de la depresión o la ansiedad entre los adolescentes.

"No es sólo la cantidad de tiempo lo que es importante para la mayoría de los niños. Por ejemplo, dos adolescentes podrían usar las redes sociales por exactamente la misma cantidad de tiempo, sino que podrían tener resultados muy diferentes como resultado de la forma en que lo usan", comentó Coyne.

El objetivo de este estudio es ayudar a la sociedad en su conjunto a ir más allá del debate sobre el tiempo de pantalla y, en su lugar, examinar el contexto y el contenido que rodea el uso de las redes sociales.

Coyne tiene tres sugerencias para usar las redes sociales de manera más saludable.

Sea un usuario activo en lugar de un usuario pasivo. En lugar de sólo desplazarse, comenta activamente, publica y dale me gusta a otro contenido.

Limite el uso de las redes sociales al menos una hora antes de quedarse dormido. Dormir lo suficiente es uno de los factores más protectores para la salud mental.

Se intencional. Mira tus motivaciones para interactuar con las redes sociales en primer lugar.

"Si sigues específicamente para buscar información o conectarte con otros, eso puede tener un efecto más positivo que seguir sólo porque estás aburrido", dijo Coyne.

 

 

En un esfuerzo por comprender la salud mental de los adolescentes y su uso de las redes sociales, los investigadores trabajaron con 500 jóvenes de entre 13 y 20 años que completaron cuestionarios una vez al año durante un período de ocho años. El uso de las redes sociales se midió preguntando a los participantes cuánto tiempo pasaron en los sitios de redes sociales en un día típico. Para medir la depresión y la ansiedad, los participantes respondieron preguntas con diferentes escalas para indicar síntomas depresivos y niveles de ansiedad. Estos resultados fueron analizados a nivel individual para ver si había una fuerte correlación entre las dos variables.

 

A los 13 años, los adolescentes informaron un uso promedio de las redes sociales de 31-60 minutos por día. Estos niveles promedio aumentaron de manera constante, de modo que en la edad adulta joven, informaban más de dos horas por día. Sin embargo, este aumento de las redes sociales no predijo la salud mental futura. Es decir, los aumentos de los adolescentes en las redes sociales más allá de sus niveles típicos no predijeron cambios en la ansiedad o la depresión un año después.

 

Los coautores del estudio incluyen a los profesores de BYU Adam Rogers, Laura Stockdale, Jessica Zurcher y el estudiante graduado de BYU McCall Booth.

 

Fuente https://news.byu.edu/intellect/does-time-spent-on-social-media-impact-mental-health-new-byu-study-shows-screen-time-isnt-the-problem

 

 

 

A lo largo de los últimos años en esta columna hemos seguido muy de cerca el desarrollo de la tecnología de impresión 3-D. Precisamente sobre este tema, en el presente artículo, compartido por un estimado colega, se nos proporciona información del desarrollo de una nueva y futurista impresora 3D que es tan grande y tan rápida que puede imprimir un objeto del tamaño de un humano adulto en sólo un par de horas. Este desarrollo lo realizaron investigadores de la Northwestern University (NU) y lo dieron a conocer en su boletín digital el 17 de octubre de 2019 en un documento de difusión escrito por Amanda Morris. Veamos de qué se trata…

 

Llamada HARP (impresión rápida de área grande) la nueva tecnología permite un rendimiento récord que la convierte ya en estos momentos en un equipo con el potencial de fabricar productos bajo demanda. En los últimos 30 años, la mayoría de los esfuerzos en la impresión 3D se han enfocado a superar los límites de las tecnologías heredadas. A menudo, el buscar fabricar piezas más grandes ha tenido un costo reflejado en una disminución de velocidad, rendimiento y resolución. Con la tecnología HARP, estas desventajas se superan, lo que le permite competir con la resolución y el rendimiento de las técnicas de fabricación tradicionales.

El prototipo de tecnología HARP mide 3.96 metros de altura con una cama de impresión de 2322 centímetros cuadrados y puede imprimir aproximadamente medio metro en una hora, un rendimiento récord para el campo de impresión 3D. Esto significa que puede imprimir partes individuales, grandes o muchas partes pequeñas diferentes a la vez.

 

 

"La impresión 3D es conceptualmente poderosa pero se ha limitado ya en la práctica", dijo Chad A. Mirkin de UN, quien dirigió el desarrollo del producto. "Si pudiéramos imprimir rápidamente sin limitaciones en cuanto a materiales y tamaño, podríamos revolucionar la fabricación. HARP está preparada para hacerlo".

 

Mirkin predice que HARP estará comercialmente disponible en los próximos 18 meses.

El trabajo de investigación será (fue) publicado el 18 de octubre en la revista Science. Mirkin es profesor de química de la Cátedra George B. Rathmann en el Weinberg College of Arts and Sciences de NU y director del International Institute of Nanotechnology. David Walker y James Hedrick, ambos investigadores que trabajan en el laboratorio de Mirkin, fueron coautores del artículo.

Manteniéndolo fresco

 

HARP utiliza una nueva versión de estereolitografía pendiente de patente, un tipo de impresión 3D que convierte el plástico líquido en objetos sólidos. HARP imprime verticalmente y utiliza luz ultravioleta que se proyecta para curar las resinas líquidas en el plástico endurecido. Este proceso puede imprimir piezas duras, elásticas o incluso cerámicas. Estas piezas impresas en forma continua son mecánicamente robustas en comparación con las estructuras laminadas comunes en otras tecnologías de impresión 3D. Se pueden usar como piezas para automóviles, aviones, odontología, aparatos ortopédicos, moda y mucho más.

Un factor limitante importante para las impresoras 3D actuales es el calor. Las impresoras 3D a base de resina generan mucho calor cuando se ejecuta a altas velocidades, a veces superior a 180 grados centígrados. Esto no sólo conduce a temperaturas peligrosamente altas en la superficie, sino que también puede hacer que las piezas impresas se agrieten y se deformen. Cuanto más rápido es, más calor genera la impresora. Y si es grande y rápido, el calor es increíblemente intenso.

Este problema ha convencido a la mayoría de las empresas de impresión 3D a permanecer pequeñas. "Cuando estas impresoras funcionan a altas velocidades, se genera una gran cantidad de calor a partir de la polimerización de la resina", dijo Walker. "No tienen forma de disiparlo".

 

'Teflón líquido'

 

La tecnología Northwestern evita este problema con un líquido antiadherente que se comporta como el teflón líquido. HARP proyecta luz a través de una ventana para solidificar la resina sobre una placa que se mueve verticalmente. El teflón líquido fluye sobre la ventana para eliminar el calor y luego lo circula a través de una unidad de enfriamiento.

"Nuestra tecnología genera calor al igual que los demás", dijo Mirkin. "Pero tenemos una interfaz que elimina el calor".

 

 

"La interfaz también es antiadherente, lo que evita que la resina se adhiera a la impresora", agregó Hedrick. "Esto aumenta la velocidad de la impresora en cien veces porque las piezas no tienen que ser cortadas repetidamente desde la parte inferior del tanque de impresión".

 

Adiós almacenes

 

Los métodos de fabricación actuales pueden ser procesos engorrosos. A menudo requieren el llenado de moldes prediseñados, que son caros, estáticos y ocupan un valioso espacio de almacenamiento. Mediante el uso de moldes, los fabricantes imprimen piezas con anticipación, a menudo adivinando cuántas se podrían necesitar, y las almacenan en almacenes gigantes.

Aunque la impresión 3D está pasando de la creación de prototipos a la fabricación industrial, el tamaño y la velocidad actuales de las impresoras 3D los han limitado a la producción en lotes pequeños. HARP es la primera impresora que puede manejar lotes grandes y piezas grandes además de piezas pequeñas.

" Dado que puede imprimir en gran formato y además muy rápido, realmente puede cambiar la forma en que pensamos sobre la fabricación industrial", dijo Mirkin. "Con HARP, puedes construir lo que quieras sin moldes y sin un almacén lleno de piezas. Puedes imprimir cualquier cosa que puedas imaginar a pedido".

 

La más grande en su clase

 

Mientras que otras tecnologías de impresión han ralentizado o reducido su resolución para hacerse grande, HARP no hace tales concesiones.

 

 

"Obviamente, hay muchos tipos de impresoras 3D: se observa ya impresoras construyendo edificios, puentes y carrocerías, y también se observa impresoras que pueden hacer piezas pequeñas a resoluciones muy altas", dijo Walker. "Estamos entusiasmados porque esta es la impresora más grande y de mayor rendimiento en su clase".

 

Las impresoras en la escala de HARP a menudo producen piezas que deben lijarse o mecanizarse hasta su geometría final. Esto agrega un gran costo laboral al proceso de producción. HARP pertenece a una clase de impresoras 3D que utilizan patrones de luz de alta resolución para lograr piezas listas para usar sin un procesamiento posterior extenso. El resultado es una ruta comercialmente viable para la fabricación de bienes de consumo.

 

Nano se vuelve grande

 

Mirkin, un experto de renombre mundial en nanotecnología, inventó la impresora más pequeña del mundo en 1999. Llamada nanolitografía de pluma sumergida, la tecnología utiliza una pluma pequeña para modelar las características a nanoescala. Luego hizo la transición a una serie de bolígrafos pequeños que canalizan la luz a través de cada bolígrafo para generar localmente características de materiales fotosensibles. La interfaz especial antiadherente utilizada en HARP se originó al trabajar para desarrollar esta tecnología en una impresora 3D a nanoescala.

"Desde un punto de vista volumétrico, hemos abarcado más de 18 órdenes de magnitud", dijo Mirkin.

 

 

El estudio, "Impresión 3D rápida, de gran volumen y controlada térmicamente utilizando una interfaz líquida móvil", fue fondeado por la Air Force Office of Scientific Research (número de proyecto FA9550-16-1-0150), el Department of Energy de los EUA (número de proyecto DE-SC0000989) así como por la Fundación Sherman Fairchild.

 

Fuente:

https://news.northwestern.edu/stories/2019/10/biggest-fastest-3d-printer-is-future-of-manufacturing/

 

 

Un estimado colega y amigo nos comparte la siguiente extraordinaria información publicada en el boletín digital de highestbridges.com. Démosle un vistazo.

Barriendo con todas la marcas anteriores en cuestión de altura de puentes, el nuevo Beipanjiang Bridge Duge se inauguró  en diciembre de 2016 como el primer puente que supera la barrera de 500 metros de altura, convirtiéndose así  en el primer puente atirantado en tener el título del “puente más alto del mundo”.

 

El Puente Duge es un puente atirantado en la frontera entre las provincias de Guizhou y Yunnan. A partir de 2016, el puente es el más alto del mundo con la sobrecubierta de la carretera situada a más de 565 metros sobre el Río Beipan. El puente es parte de la autopista G56 Hangzhou – Ruili entre Qujing y Liupanshui. La torre este mide 269 m, por lo que es una de las más altas del mundo.

 

El puente abarca 1,340 entre la ciudad de Xuanwei, Yunnan y el condado de Shuicheng, Guizhou. Acorta el viaje entre los dos lugares de más de cuatro horas en coche a aproximadamente una hora de acuerdo con la televisión estatal CCTV.

 

Ninguna otra región en la Tierra tiene tantos puentes altos como la remota provincia occidental de Guizhou en China y no hay vías fluviales dentro de sus fronteras con una mayor colección de tramos de puentes súper altos que el poderoso río Beipan. Traducido como el río North Winding, el BeipanJiang fluye en un cañón norte-sur que divide las mitades occidental y oriental de Guizhou. Los acantilados verticales de piedra caliza caen tan profundo que gran parte del río tiene una  sombra permanente durante casi todo el día. Espaciados aproximadamente cada 50 kilómetros a lo largo de su longitud hay una colección de puentes épicos de carreteras y ferrocarriles que han empujado a los extremos del diseño a la comunidad de ingenieros de puentes de China.

 

 

La autopista G56, que se terminó en 2016, es la última de las grandes rutas Este-Oeste de Guizhou y permitirá un fácil acceso a la cercana provincia de Yunnan a través de un terreno que antes era inaccesible para los automóviles y camiones normales. Toda la carretera dividida por cuatro carriles se extiende a lo largo de 2,935 increíbles kilómetros desde la ciudad de Hanghzou, cerca de Shanghai, hasta la frontera de Birmania, cerca del Tíbet. La geografía extrema a lo largo del G56 ha producido no sólo el puente más alto del mundo sobre el río Beipanjiang cerca de Duge, Guizhou, sino también el puente colgante más alto del mundo, varios kilómetros más al oeste cerca de Puli, Yunnan.

 

 

 

Toda esta locura de puentes súper altos comenzó en 2001 cuando para poder atravesar el poderoso río Beipan obligó a la construcción del puente ferroviario más alto del mundo a unos 275 metros sobre un cañón cubierto de rocas en el ferrocarril Shuibai. Dos años más tarde, ese triunfo fue seguido por el primer récord de puentes de carretera sobre ríos, cuando el puente Beipanjiang Huajiang se inauguró en 2003 superando el umbral de 300 metros de altura y se convirtió en el primer puente colgante en el mundo en superar la altura del puente Royal Gorge de Colorado después de un reinado de 74 años.

 

Esto fue seguido por una sucesión de puentes tanto altos como súper altos, incluido el puente Beipanjiang Hukun en la autopista G60, el puente Beipanjiang en la autopista Shuipan con el puente de vigas de alto nivel más largo del mundo, la autopista Wang'an del puente Beipanjiang y El puente Beipanjiang Zhenfeng.

 

 

Pero en 2016, Beipan entregó sus dos mayores obsequios de puentes altos en la forma del puente ferroviario de Beipanjiang Qinglong: el puente ferroviario de "alta velocidad" más alto del mundo a 295 metros y el colosal puente Duge de Beipanjiang a 564 metros de altura. Otros honores de ingeniería que Duge puede reclamar incluyen tener el segundo tramo de cable atirantado de acero más largo y la décima torre de puente más alta del mundo con 269 metros.

 

 

Hasta el año 2000, la experiencia de viajar por Guizhou era tan agotadora y ardua que a menudo llevaba días a lo largo de una antigua y peligrosa red de carreteras nacionales de dos carriles a pesar de ocupar un territorio un poco más pequeño que Gran Bretaña o el estado de Washington de EUA. Esta infraestructura anticuada limitó el tipo de crecimiento que había desarrollado las provincias orientales, donde la accesibilidad había mejorado de manera constante y rápida desde principios de la década de 1990.

El primer indicio de las aspiraciones de construir puentes de gran calado fue en Guizhou. Ahí se 2001 el puente de vigas de Liuguanghe se abrió como el puente más alto del mundo en una autopista de dos carriles entre la ciudad capital de Guiyang y el condado más pequeño de Bijie en la esquina noroeste de la provincia.

En los 15 años que siguieron, la construcción de la autopista se puso en marcha con cuatro y ahora con seis carriles que conectan ciudades grandes y pequeñas, independientemente de lo difícil que pueda ser el terreno montañoso. Un viejo dicho dice que en Guizhou no hay tres días sin lluvia, ni tres acres sin una montaña, ni tres monedas en el bolsillo. ¡Es posible que tengan que enmendar eso y agregar que no hay tres kilómetros de autopista sin un puente alto!

 

Hoy, la provincia de Guizhou es el hogar de más puentes altos que todos los demás países del mundo combinados. Para 2020 Guizhou tendrá más de 250 puentes de más de 100 metros de altura, medidos desde la cubierta de la carretera o el ferrocarril hasta el agua. Compare eso con Italia, que tiene el segundo mayor número de puentes altos del mundo con sólo 40 calados que superan los 100 metros de altura. De los 20  súper calados de puentes más altos del mundo que superan los 300 metros desde la cubierta hasta el agua, todos se encuentran en China, excepto tres y uno de ellos es el puente Baluarte, entre Sinaloa y Durango, México con 403 metros.

 

Fuente :

http://www.highestbridges.com/wiki/index.php?title=Beipanjiang_Bridge_Duge

 

 

Estimados lectores, con la columna de hoy alcanzamos ya seis años de estar compartiendo interesantes artículos con ustedes. Agradecemos su amable atención y también agradecemos a todos los colegas que nos comparten continuamente, desde diferentes partes del contiene, importantes noticias y curiosidades de sus áreas de trabajo. A todos ¡Muchas gracias!

Los científicos han entendido durante mucho tiempo que la biodiversidad forestal está impulsada en parte por algo llamado ventaja de especies raras, es decir, un árbol individual tiene una mejor oportunidad de supervivencia si sólo hay unos pocos árboles de la misma especie. Como resultado, cuando el número de árboles de cualquier especie aumenta, las tasas de supervivencia entre los árboles individuales de esa especie disminuyen. Los científicos coinciden en que la ventaja de las especies raras promueve la diversidad forestal al evitar que una especie de árbol domine el bosque, pero los mecanismos subyacentes a la ventaja de las especies raras han sido difíciles de identificar.

 

Al respecto un querido colega, ingeniero agrónomo, nos comparte el presente artículo escrito por Kimbra Cutlip y publicado el pasado 3 de octubre de 2019 en el boletín digital de noticias y eventos del College of Computer, Mathematical and Natural Sciences de la “

University of Maryland (UM). Veamos de qué se trata…

 

 

Un nuevo estudio realizado por investigadores de la UM y la Chinese Academy of Sciences revela que una interacción compleja entre los hongos del suelo y las raíces de los árboles podría ser la causa de la ventaja de las especies raras. Los investigadores encontraron que el tipo de hongos benéficos del suelo que viven alrededor de las raíces de los árboles en un bosque subtropical en China determinó la rapidez con la que los árboles acumulaban hongos patógenos y dañinos a medida que crecían. La tasa de acumulación de hongos patógenos influyó fuertemente en qué tan

bien sobrevivieron los árboles al crecer cerca de árboles de la misma especie. El estudio fue publicado en la edición del 4 de octubre de 2019 de la revista Science.

 

 

"Durante años, se presumió que los herbívoros eran los principales impulsores de la ventaja de las especies raras", dijo el profesor de biología de la UMD, Nathan Swenson, coautor del artículo. "Pero el importante papel de los hongos patógenos se ha hecho evidente en los últimos años. Esta es la primera vez que alguien profundiza en ese rol de los hongos, observando las tasas de acumulación de hongos patógenos en los árboles junto con las relaciones que los árboles tienen con los hongos beneficiosos. Se encontró que los dos están fuertemente correlacionado, y la relación entre esos dos factores es un fuerte indicador de cómo la densidad de especies afecta la supervivencia. No esperábamos una correlación tan determinante".

 

Entre los diferentes tipos de hongos beneficiosos que proporcionan nutrientes a las raíces de los árboles, dos resultaron significativos en este estudio: hongos ectomicorrícicos que crecen en el exterior de las raíces de los árboles y hongos micorrícicos arbusculares que se canalizan hacia las raíces. Los investigadores encontraron que las raíces de los árboles asociadas con hongos micorrícicos arbusculares acumularon hongos patógenos dañinos más rápido que aquellos con hongos ectomicorrícicos.

Swenson sugirió que los hongos ectomicorrícicos que rodean las raíces en el exterior pueden proteger las raíces de los hongos patógenos, mientras que los hongos arbusculares que perforan las raíces pueden ofrecer una vía para que los hongos dañinos entren al árbol.

A lo largo del estudio, las tasas de supervivencia de los árboles variaron con la ubicación y las especies, al igual que las cantidades de árboles de hongos y la fuerza de la ventaja de las especies raras. Esa variación es típica de los bosques, y es lo que hace difícil descubrir los mecanismos detrás de la ventaja de las especies raras. Al observar los hongos beneficiosos y patógenos en combinación con qué tan bien sobrevivieron los árboles cerca de vecinos de la misma especie, Swenson y sus colegas pudieron identificar patrones claros.

"En nuestro estudio, los árboles que obtuvieron mejores resultados en los grupos de mayor densidad tenían niveles más altos de hongos ectomicorrícicos", dijo Swenson. "Además, vimos que los árboles que acumulan hongos patógenos más rápido sufren más cuando sus poblaciones son más densas".

 

Los investigadores postulan que los árboles con tasas más rápidas de acumulación de patógenos acumulan mayores cargas de patógenos a medida que envejecen, lo que los hace más infecciosos para las plántulas cercanas y los árboles más pequeños de la misma especie. La propagación de la infección de árboles más grandes con altas cargas de patógenos a las plántulas de la misma especie podría ser una causa subyacente de la ventaja de especies raras.

Los árboles con hongos ectomicorrícicos pueden estar más protegidos de la infección, incluso cuando están cerca de vecinos infectados de la misma especie, lo que podría explicar por qué les va mejor en grupos más densos.

 

Para llevar a cabo el estudio, los investigadores recolectaron tierra alrededor de las raíces de 322 árboles de 34 especies en una parcela forestal en la Reserva Natural Nacional Gutianshan en la provincia de Zhejiang, China. Swenson y sus colegas secuenciaron el ADN de hongos de sus muestras y luego correlacionaron el tipo de hongos asociados con cada especie de árbol con la cantidad de hongos acumulados por árboles de diferentes edades. También analizaron los datos de supervivencia de plántulas a largo plazo del mismo bosque de 2006 a 2014, observando qué tan bien sobrevivieron las plántulas de cada especie a medida que aumentó el número de árboles de la misma especie.

 

 

El análisis reveló que las variaciones en el nivel de ventaja de especies raras entre especies y ubicaciones podrían explicarse por el tipo de hongos beneficiosos en el suelo que rodea las raíces de los árboles. Las especies arbóreas asociadas con hongos ectomicorrícicos tuvieron tasas de acumulación de hongos patógenos más lentas y una ventaja más débil para las especies raras. Los árboles asociados con hongos micorrícicos arbusculares tenían mayores tasas de acumulación de hongos patógenos y una ventaja más fuerte de las especies raras.

 

"Todos entendemos que la ventaja de las especies raras es realmente importante para la diversidad forestal", dijo Swenson. "Con este estudio, realmente estamos comenzando a ver la compleja batalla que se libra en el componente microbiano de estos ecosistemas y los roles de duelo entre los diferentes hongos".

 

Fuente:

https://cmns.umd.edu/news-events/features/4489

 

 

Pocas cosas en la Tierra infunden un miedo tan profundo en los corazones de los hombres que la pérdida de su cabello.

 

Una colega que se desempeña en el área de materiales nos comparte para este envío un artículo escrito por  Sam Million-Weaver y publicado el 13 de septiembre pasado en el boletín digital de noticias de la University of Wisconsin-Madison (UW-M), donde se asegura que revertir la calvicie algún día podría ser tan fácil como usar un sombrero, esto gracias a una tecnología no invasiva y de bajo costo que estimula el crecimiento del cabello y que fue desarrollada por ingenieros precisamente de esta universidad (UW-M).

"Creo que esta será una solución muy práctica para la regeneración del cabello", dice Xudong Wang, profesor de ciencia e ingeniería de materiales en UW-Madison.

Wang y sus colegas publicaron una descripción de la tecnología en la revista “ACS Nano”.

Basado en dispositivos que recolectan energía del movimiento diario del cuerpo, la tecnología de crecimiento del cabello estimula la piel con pulsos eléctricos suaves y de baja frecuencia, que inducen a los folículos inactivos a reactivar la producción de cabello.

El dispositivo en cuestión no hace que los folículos pilosos broten nuevamente en una piel suave. En cambio, reactivan las estructuras productoras de cabello que han quedado inactivas. Esto significa que podrían usarse como una ayuda clave para las personas que observen las primeras etapas de un proceso que los llevaría eventualmente a la calvicie, pero definitivamente no otorgarían frondosas trenzas a alguien que ha sido tan calvo como una bola de billar durante varios años.

 

Debido a que los dispositivos funcionan con el movimiento del usuario, no requieren una batería voluminosa o componentes electrónicos complicados. De hecho, son tan discretos que se pueden usar discretamente debajo del forro de una cachucha de béisbol común y corriente.

Wang es un experto mundial en el diseño y creación de dispositivos de recolección de energía. Ha sido pionero en vendajes eléctricos que estimulan la cicatrización de heridas y un implante para bajar de peso que usa electricidad suave para engañar al estómago para que se sienta lleno.

 

 

La tecnología de crecimiento del cabello se basa en una premisa similar: los dispositivos pequeños llamados nanogeneradores recolectan energía pasivamente de los movimientos diarios y luego transmiten pulsos de electricidad de baja frecuencia a la piel. Esa suave estimulación eléctrica hace que los folículos inactivos se "despierten".

"Las estimulaciones eléctricas pueden ayudar a muchas funciones corporales diferentes", dice Wang. "Pero antes de nuestro trabajo no había una solución realmente buena para dispositivos de bajo perfil que proporcionaran estimulaciones suaves pero efectivas".

 

 

Debido a que los pulsos eléctricos son increíblemente suaves y no penetran más profundo que las capas más externas del cuero cabelludo, los dispositivos no parecen causar ningún efecto secundario desagradable. Esa es una marcada ventaja sobre otros tratamientos para la calvicie, como el medicamento Propecia, que conlleva riesgos de disfunción sexual, depresión y ansiedad.

 

Además, en pruebas paralelas en ratones sin pelo, los dispositivos estimularon el crecimiento del cabello con la misma eficacia que dos compuestos diferentes que se encuentran en los medicamentos para la calvicie.

 

 

"Es un sistema autoactivado, muy simple y fácil de usar", dice Wang. "La energía es muy baja, por lo que causará efectos secundarios mínimos".

 

Los investigadores han patentado el concepto con la Wisconsin Alumni Research Foundation, y esperan seguir adelante con las pruebas en humanos pronto.

Fuente: https://news.wisc.edu/electric-tech-could-help-reverse-baldness/

 

 

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