J. Arnoldo Bautista

J. Arnoldo Bautista

 ETH Zurich es una universidad de ciencia y tecnología cuya creación se remonta al año 1855, pero actualmente se auto-concibe como un centro de innovación y generación de conocimiento basado en  los valores suizos de libertad y responsabilidad individual, espíritu emprendedor y mentalidad abierta. En ETH Zurich, los estudiantes descubren un entorno ideal para el pensamiento independiente y los investigadores un clima que inspira el máximo rendimiento. Situada en el corazón de Europa, pero forjando conexiones en todo el mundo, ETH Zurich es pionera en soluciones efectivas para los desafíos globales de hoy y de mañana.

Un estimado colega nos ha enviado ejemplos del trabajo de investigación de esta universidad plasmados en un artículo de difusión publicado el 3 de enero de 2020 en su boletín digital y escrito por  Samuel Schlaefli. Veamos de qué se trata…

Entre otras muchas cosas, los investigadores de ETH Zurich están buscando nuevos materiales para sentar las bases de estructuras vivas que respondan a su entorno. Su objetivo es crear infraestructuras autosuficientes que puedan controlar su estado e incluso repararse a sí mismos.

Cuando Eleni Chatzi no está ocupada leyendo documentos técnicos sobre puentes vibrantes, infraestructuras inteligentes e ingeniería basada en datos, disfruta sumergirse en novelas de ciencia ficción. "Me gusta reflexionar sobre ideas no convencionales e imaginar un mundo que está por venir", dice Chatzi, profesora de mecánica estructural en ETH Zurich. De hecho, hay un halo de ciencia ficción cuando habla de aplicaciones que su investigación podría llevar algún día. Una de esas visiones futuristas son los puentes que crecen de un puñado de semillas y consisten completamente en material orgánico.

Esta ingeniera civil de 38 años, cuyo cátedra recibió recursos del fondo Albert Lück-Stiftung desde 2010, se especializa en monitoreo de salud estructural. Chatzi diagnostica la salud de presas, puentes, turbinas eólicas, aviones y vehículos utilizando sensores, algoritmos que convierten y procesan señales, y aprendizaje automático. Actualmente, los ingenieros tienen que instalar externamente los sensores necesarios para medir la tensión, la deformación, la aceleración, el viento y la tensión, o incorporar estos dispositivos en el diseño estructural inicial. "Sin embargo, esto suele ser un gasto adicional y un factor disruptivo, especialmente en los sitios de construcción", explica Chatzi. Los equipos tienen que instalar innumerables cables para transmitir los datos medidos a una computadora central para su análisis. "Es por eso que nos gustaría desarrollar infraestructuras y máquinas con inteligencia intrínseca que sean conscientes de su estado incluso sin sensores montados externamente", dice Chatzi.

Hormigón consciente

 

Una clase de materiales sin precedentes proporciona la base para este tipo de infraestructura autoconsciente, y los investigadores de todo el mundo han estado ocupados explorando sus misterios durante los últimos años. Un ejemplo es el hormigón intrínseco auto-sensorial. Mezclado con fibras de carbono, nanotubos de carbono y polvo de níquel, este material controla su estado de forma autónoma para proporcionar información sobre grietas, humedad o cargas inusualmente pesadas. Estos datos se obtienen de la estructura aplicando voltaje y midiendo constantemente la resistencia eléctrica.

Una segunda línea de investigación en materiales con propiedades de autocuración apunta en una dirección similar. El año pasado, en un proyecto inspirado en la fotosíntesis de las plantas, los investigadores estadounidenses presentaron un polímero que puede repararse a sí mismo al reaccionar con dióxido de carbono en el aire circundante. Otros grupos están trabajando con bacterias que forman cal cuando se exponen al agua de lluvia y otra humedad. Agregados al concreto, pueden sellar pequeñas grietas por sí mismos. Se están realizando experimentos con redes microvasculares que liberan fluidos "curativos" cuando ocurre una lesión. Respondiendo como el organismo humano a una herida en la piel, se polimerizan para llenar las fracturas.

Incorporando funciones biológicas

"Estamos viendo una fusión de la ciencia de los materiales y la biología", dice Mark Tibbitt, profesor del Laboratorio de Ingeniería Macromolecular de ETH Zurich. Señala que en el pasado, los ingenieros químicos y otros habían buscado en la naturaleza principalmente la inspiración para imitar propiedades como la capacidad de la flor de loto para repeler el agua. "Hoy, estamos tratando de incorporar funciones biológicas en los materiales".

Estos esfuerzos son impulsados ​​por los avances en la ciencia de los materiales y la biotecnología. La ingeniería del ADN y los nuevos métodos de biología molecular, como la edición del gen CRISPR / Cas, ahora pueden servir para introducir nuevas funciones biológicas en las células con fines muy específicos. La fabricación aditiva con impresoras 3D permite un diseño de material basado en datos de alta resolución. Combinando conceptos de varios campos (ingeniería química, química de polímeros, ciencia de materiales y biología de sistemas), la investigación de Tibbitt tiene como objetivo desarrollar polímeros blandos similares a tejidos para aplicaciones biomédicas.


"Lo fascinante de los organismos vivos es que perciben su entorno, reaccionan a él e incluso se curan a sí mismos cuando se lesionan. Queremos inculcar estas cualidades en materiales e infraestructuras", dice Tibbitt. Él cree que las aplicaciones futuras podrían incluir plantas de interior que limpian el aire y cambian el color de sus hojas para llamar la atención sobre la calidad del aire, y edificios que cambian con las estaciones para mantener un clima interior confortable.

Tibbitt se reunió con Eleni Chatzi hace un año en un evento para explorar vías de investigación radicalmente nuevas. Aunque los dos trabajan en escalas muy diferentes, a menudo hablan de los mismos conceptos. Los temas recurrentes incluyen materiales que pueden "curarse" a sí mismos. Recientemente, comenzaron a fomentar el diálogo entre los investigadores de ETH sobre materiales e infraestructuras de vida, autodetección y autocuración. Científicos de materiales, ingenieros químicos, civiles y eléctricos, biólogos e informáticos se han unido con el objetivo de  desarrollar materiales que funcionen a diferentes escalas desde el principio en lugar de escalarlos en una etapa posterior. "ETH Zurich es el centro perfecto para este ambicioso proyecto porque tiene mucha experiencia en todas las áreas clave", dice Tibbitt. Un taller inicial y un simposio están programados para la primavera de 2020 para que los expertos discutan el asunto. La idea es definir preguntas de investigación y luego lanzar los primeros proyectos transdisciplinarios.


Vivir con ambientes animados.

Esta es una nueva vía de investigación en la que Chatzi y Tibbitt se han embarcado, y en esta etapa hay muchas más preguntas que respuestas. Una gran pregunta es cómo garantizar la seguridad y la estabilidad cuando las infraestructuras desarrollan una vida propia. Otra es la forma en que los humanos y los animales reaccionarán a un entorno diseñado que consiste en organismos vivos. ¿Y qué sucede si un organismo sintético de un nuevo material de construcción se filtra a las aguas circundantes? "Tenemos que pensar en preguntas bioéticas y preocupaciones de seguridad desde el primer día", dice Tibbitt.

 

Tales riesgos también presentan grandes oportunidades: la producción de concreto representa alrededor del ocho por ciento de las emisiones globales de CO2 de la actualidad. Franjas enteras de playas arenosas están siendo sacrificadas por el auge global de la construcción. Muchos vertederos están llenos de escombros de edificios demolidos. Las infraestructuras orgánicas con ciclos de material cerrados, como puentes hechos de fibra vegetal notablemente robusta, ofrecen una alternativa sostenible. Si están dañados, podrían repararse a sí mismos. Al final de su vida útil, podrían simplemente dividirse en componentes compostables individuales.

Fuente:

https://ethz.ch/en/news-and-events/eth-news/news/2020/01/biodegradable-bridges.html

 

 

 

La revolución mundial baja en carbono podría estar en riesgo a menos que se establezcan nuevos acuerdos internacionales y mecanismos de gobernanza para garantizar un suministro sostenible de minerales y metales raros, nos advierte un nuevo estudio académico. Un estimado colega nos comparte el presente artículo escrito por Neil Vowles y publicado el 3 de enero de 2020 en el boletín de noticias de la University of Sussex. Veamos quÉ nos dicen al respecto….

La cantidad de cobalto, cobre, litio, cadmio y elementos de tierras raras necesarios para la fabricación de equipos de energía solar fotovoltaica, baterías, motores de vehículos eléctricos (EV), turbinas eólicas, celdas de combustible y reactores nucleares probablemente crecerá a un ritmo muy rápido en los próximos años. Incluso si se encuentran alternativas para un metal, dependerá de otro, ya que el alcance de las posibilidades está inherentemente limitado por las propiedades físicas y químicas de los elementos.

 

Sin embargo, con los suministros mundiales a menudo fuertemente monopolizados por un sólo país, confrontados por conflictos sociales y ambientales, o concentrados en mercados que funcionan mal, existe una posibilidad real de que la escasez de minerales pueda frenar la necesidad urgente de una rápido incremento  en el uso de las tecnologías para generar niveles bajos de carbono. En algunos casos, los mercados están proporcionando señales engañosas a los inversionistas, lo cual pueden conducir a malas decisiones. En otros casos, los países o regiones que suministran minerales son políticamente inestables.

En un artículo recién publicado en Science  el 3 de enero pasado, un equipo internacional de investigadores ha hecho una serie de recomendaciones para ayudar a gestionar la demanda de tales minerales con tecnología baja en carbono, así como para limitar el daño ambiental y de salud pública de su extracción y procesamiento, respaldar los beneficios sociales y garantizar también que los beneficios se compartan de manera más universal y equitativa.

 

Benjamin K. Sovacool, profesor de Política Energética de la University of Sussex, dijo: "La extracción minera de metales y materiales es la base oculta de la transición baja en carbono, pero desafortunadamente, es demasiado sucia, peligrosa y dañina para continuar su trayectoria actual”.

"Los impactos a la minería alarman legítimamente a muchos activistas ambientales como un gran precio a pagar para salvaguardar un futuro bajo en carbono. Pero a medida que la extracción a través de la minería terrestre se vuelve más desafiante, las reservas terrestres de algunos minerales disminuyen o la resistencia social en algunos países aumentan, incluso las reservas minerales oceánicas o incluso espaciales se convertirán en una fuente plausible ".

Aunque el nuevo estudio no convoca a poner una especial atención para mejorar las condiciones existentes de extracción y procesamiento terrestre de metales, también afirma que hay importantes perspectivas de cobalto y níquel en la plataforma continental dentro de las Zonas Económicas Exclusivas de los estados, así como en las regiones de la plataforma continental exterior.

Dentro de las aguas internacionales, los nódulos metálicos que se encuentran en la vasta zona Clarion-Clipperton del Pacífico, así como en las costras de cobalto y telurio que se encuentran en montañas submarinas de todo el mundo, proporcionan algunos de los depósitos más ricos de metales para tecnologías ecológicas. Pero los minerales en ecosistemas más prístinos y distintivos cerca de respiraderos hidrotermales deberían permanecer fuera de los límites para la extracción de minerales en el futuro previsible, agregan los investigadores.

Morgan Bazilian, profesor y director del Payne Institute for Public Policy en la Colorado School of Mines, dijo: "A medida que cambia el panorama energético global, se está volviendo más intensivo en minerales y metales. Por lo tanto, la sostenibilidad y la seguridad de las cadenas de suministro de materiales es esencial para apoyar la transición energética. La forma en que formemos ese camino tendrá consecuencias importantes para todo, desde el medio ambiente hasta el desarrollo y la geopolítica ".

Los autores del estudio también recomiendan:

 

  • Mejorar y coordinar acuerdos internacionales sobre minería responsable y trazabilidad para establecer tratos justos en el suministro de minerales.
  • Ampliar en gran medida el reciclaje y la reutilización de minerales raros para extender la vida útil de los productos y conservar las reservas.
  • Diversificar la escala de suministro de minerales para incorporar operaciones tanto a pequeña como a gran escala al tiempo que permita a la industria minera tener control sobre los ingresos minerales a través de mecanismos claros y sólidos de distribución de beneficios y acceso a los mercados.
  • Promover la generación de políticas del desarrollo para reconocer el potencial de la minería en áreas de extrema pobreza en lugar de sólo regular el sector por los ingresos fiscales.
  • Estipular una mayor responsabilidad de los productores para los productos que utilizan minerales raros valiosos. Esto puede garantizar la responsabilidad sobre la vida útil de un producto, por ejemplo que al final de la vida útil de los productos pasen de los usuarios o gestores de residuos a los principales productores como podrían ser Apple, Samsung y Toshiba.
  • La seguridad de los materiales de minerales y metales esenciales se deberá incorporar activamente en la planificación climática formal, incluyendo el establecimiento de una lista de "minerales críticos" para la seguridad energética (que ya se ha hecho en cierta medida por la Unión Europea y Estados Unidos).

Saleem Ali, profesor distinguido con el reconocimiento “Blue & Gold” de Energía y Medio Ambiente de la University of Delaware, dijo: "Nuestro análisis tiene como objetivo convencer a los responsables políticos internacionales para que incluyan las preocupaciones sobre el suministro de minerales para las tecnologías verdes en las negociaciones sobre el cambio climático. Necesitamos construir sobre la resolución sobre gobernanza de minerales aprobada en la Asamblea de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente en 2019 y operacionalizar un plan de acción claro sobre seguridad de la cadena de suministro para una transición baja en carbono "

Benoit Nemery, profesor emérito del Center for Environment and Health en KU Leuven, dijo: "No logremos un futuro bajo en carbono a expensas de los mineros y la salud pública".

Archivo de datos: las crecientes demandas esperadas para un futuro descarbonizado

Entre 2015 y 2050, las existencias mundiales de vehículos eléctricos deben pasar de 1,2 millones de turismos ligeros a 965 millones de turismos.

Para el mismo período, la capacidad de almacenamiento de la batería debe subir de 0.5 gigavatios-hora (GWh) a 12,380 GWh, mientras que la cantidad de capacidad fotovoltaica solar instalada debe aumentar de 223 GW a más de 7100 GW.

 

Otro estudio de investigación ha pronosticado aumentos en la demanda de materiales para baterías EV de 87,000%, 1000% para energía eólica y 3000% para células solares y fotovoltaicas entre 2015 y 2060.

 

 

Fuente:

http://www.sussex.ac.uk/broadcast/read/50598

 

 

A unas horas de que finalice la primera década del Siglo XXI, les deseo que el próximo año 2020 venga acompañado de bienestar, pero sobre todo de buena salud. En esta ocasión, un estimado colega, ingeniero químico, nos comparte una interesante noticia lanzada el 21 de diciembre pasado en el boletín digital de la University of Manchester (UM) donde se informa  que un equipo de sus científicos han dado un gran paso para resolver el rompecabezas de cómo lograr una espuma de cerveza perfecta.  Veamos de qué se trata…

El investigador principal, el doctor Richard Campbell, de la Universidad de Manchester, dice que sus hallazgos resuelven un misterio de larga data relacionado con la vida útil de las espumas.

Y esto podría ser útil para el desarrollo de una gama de productos que mejoran la cobertura cremosa de un café con leche, la cabeza en una pinta de cerveza, los champús que usamos todos los días, las espumas contra incendios o incluso las espumas absorbentes de aceite utilizadas para hacer frente a los desastres ambientales.

El científico, cuyo estudio se publicó en la revista Chemical Communications, recurrió al Institut Laue-Langevin” en Francia para obtener una de las fuentes de neutrones más intensas del mundo.

En las instalaciones de investigación, disparó rayos de neutrones a los líquidos utilizados para hacer espumas.

Campebell dijo: "Al igual que cuando vemos que la luz se refleja en un objeto brillante y nuestros cerebros nos ayudan a identificarlo por su apariencia, cuando los neutrones se reflejan en un líquido al que se les dispara, podemos usar una computadora para revelar información crucial sobre su superficie. La diferencia es que la información está en un nivel molecular que no podemos ver con nuestros propios ojos ".

 

Si bien el comportamiento de las espumas hechas de líquidos que contienen solo un aditivo se conoce relativamente bien, las formas de entender el comportamiento de los líquidos que contienen más aditivos como los utilizados en productos reales han sido mucho más difíciles de entender.

El equipo estudió las mezclas que contienen tensioactivo, un compuesto que reduce la tensión superficial, y un polímero, utilizado en champús, para encontrar una nueva forma de entender las muestras que podrían ayudar a los desarrolladores de productos a formular la espuma ideal.

En una aplicación potencial especial, los bebedores de cerveza podrán disfrutar de su bebida favorita con cabeza (giste) que dure hasta el fondo del su vaso de cerveza.

En otro, la tecnología podría mejorar la formulación de detergentes utilizados en lavadoras, donde la producción de espumas no es deseable.

Y también podría usarse para desarrollar productos más efectivos para limpiar nuestros océanos al mejorar la acción de los detergentes para limpieza de manchas de aceite o potencialmente incluso salvar vidas al hacer que la espuma contra incendios sea más efectiva.

El Dr. Campbell dijo: "Durante décadas, los científicos han tratado de controlar de manera confiable la vida útil y la estabilidad de las espumas hechas de líquidos que contienen aditivos mixtos".

"Si bien el comportamiento de las espumas formadas con un solo aditivo se entiende bastante bien. Pero tan pronto cuando se estudiaron mezclas como las que se usan en otros productos que generan espuma, los resultados de los estudios de investigación no lograron dar una imagen coherente".

"Esto es importante, ya que algunos productos se benefician de espumas que son ultraestables y otros de espumas que son muy inestables".

Los científicos abordaron el problema estudiando los bloques de construcción de las burbujas, conocidas como películas de espuma.

Al reflejar los neutrones de sus muestras líquidas, idearon una nueva forma de relacionar la estabilidad de las películas de espuma con la forma en que los aditivos se disponen en la superficie del recubrimiento líquido de las burbujas para proporcionar la estabilidad necesaria para evitar que exploten.

"Las espumas se usan en muchos productos, y los desarrolladores de productos han tratado de mejorarlas durante mucho tiempo para que estén mejor equipadas para la tarea que están diseñadas para abordar", agregó el Dr. Campbell.

"Pero los investigadores simplemente han estado en un camino diferente, pensando en las propiedades generales de la superficie y no en las estructuras creadas cuando las diferentes moléculas se ensamblan en la superficie de las burbujas".

"Fue solo a través del uso de neutrones en una instalación líder en el mundo que fue posible hacer este avance porque solo esta técnica de medición podría decirnos cómo los diferentes aditivos se organizan en la superficie del líquido para proporcionar estabilidad a la película de espuma.

"Hay una serie de instalaciones en el Reino Unido y en toda Europa que producen neutrones, y estas instalaciones de investigación son esenciales para este tipo de trabajo.

"Creemos que este trabajo representa una primera indicación clara de que nuestro nuevo enfoque podría aplicarse a una gama de sistemas para ayudar al desarrollo de productos que puedan tener un impacto en la ciencia de los materiales y el medio ambiente".

 

https://www.manchester.ac.uk/discover/news/cheers-scientists-take-big-step-towards-making-the-perfect-head-of-beer/

 

 

 

En el envío de la semana anterior revisamos el origen del actual plátano de mesa, así como los grandes beneficios que conlleva el comer este maravilloso fruto. Hoy, nuestro amigo ingeniero agrónomo nos comparte un segundo artículo escrito por Lachlan Gilbert sobre estudios realizados por investigadoras de la University of New South Wales (UNSW) quienes proponen una nueva forma de convertir los desechos de las plantaciones de plátanos en material de empaque, el cual no sólo sería biodegradables, sino también reciclable. Veamos de que se trata…

En 29 de noviembre pasado en el boletín digital de la UNSW se publicó una idea que parece un poco descabellada, fabricar bolsas de “plástico” biodegradables hechas de plantas de plátano, lo cual podría resolver dos problemas de desechos industriales en uno. Aquí transcribimos dicho artículo.

La profesora asociada Jayashree Arcot y la profesora Martina Stenzel estaban buscando formas de convertir los desechos agrícolas en algo que pudiera agregar valor a la industria de la que provenía y al mismo tiempo resolver problemas a los productores.

Encontraron que un buen candidato era la industria de cultivo de banano que, según la Dra. Arcot, produce grandes cantidades de desechos orgánicos, pues sólo el 12% de la planta es utilizada (la fruta), mientras que el resto se desecha después de la cosecha.

"Lo que hace que el negocio de cultivo de plátano sea particularmente ineficiente en comparación con otros cultivos de frutas es el hecho de que la planta muere después de cada cosecha", dijo el profesora Arcot, de la Escuela de Ingeniería Química de la  UNSW.

"Estábamos particularmente interesados ​​en los pseudotallos, básicamente el tronco carnoso en capas de la planta, que se corta después de cada cosecha y se descarta principalmente en el campo. Parte se usa para textiles, algunos como composta, pero aparte de eso, todo lo demás es un gran desperdicio ".

Las profesoras Arcot y Stenzel se preguntaron si los pseudotallos serían fuentes valiosas de celulosa, un componente estructural importante de las paredes celulares de las plantas, que podrían usarse en envases, productos de papel, textiles e incluso aplicaciones médicas como la cicatrización de heridas y administración de medicamentos.

 

Utilizando un suministro confiable de material del pseudotallo de las plantas de plátano cultivadas en el Royal Botanic Garden de Sydney, el dúo de investigadoras se puso a trabajar en la extracción de celulosa para probar su idoneidad como alternativa de empaque.

"El contenido del seudotallo es 90% de agua, por lo que el material sólido termina reduciéndose hasta aproximadamente un 10%", dijo la profesora Arcot. "Trajimos el seudotallo al laboratorio y lo cortamos en pedazos, lo secamos a temperaturas muy bajas en un horno de secado y luego lo molimos en un polvo muy fino".

 

La profesora Stenzel continuó:

"Enseguida tomamos este polvo y lo lavamos con un tratamiento químico muy suave. Esto aísla lo que llamamos nanocelulosa, que es un material de alto valor con una amplia gama de aplicaciones. Una de esas aplicaciones que nos interesó mucho fue el empaque, particularmente "envases de alimentos de un sólo uso donde la mayoría termina en el basurero".

Cuando se procesa, el material tiene una consistencia similar al papel de hornear.

 

La profesora Arcot dijo que dependiendo del grosor deseado, el material podría usarse en varios formatos diferentes en el empaque de alimentos. "Hay algunas opciones en este momento, podríamos hacer una bolsa de compras, por ejemplo", dijo.

"O dependiendo de cómo vertimos el material y de cuán grueso lo hagamos, podríamos hacer las bandejas que se usan para la carne y la fruta. Excepto, por supuesto, en lugar de ser espuma, es un material que no es tóxico, es biodegradable y reciclable ".

La profesora asociada Arcot dijo que ella y la profesora Stenzel han confirmado en diferentes pruebas que el material se descompone orgánicamente después de poner “películas” del material de celulosa en el suelo durante seis meses. Los resultados mostraron que las láminas de celulosa estaban en camino de desintegrarse en las muestras de suelo.

"El material también es reciclable. Uno de nuestros estudiantes de doctorado demostró que podemos reciclar esto tres veces sin ningún cambio en las propiedades", dijo la profesora Arcot.

Las pruebas con alimentos han demostrado que no presenta riesgos de contaminación.

"Probamos el material con muestras de alimentos para ver si había alguna filtración en las células", dijo el profesor Stenzel. "No vimos nada de eso. También lo probé en células de mamíferos, células cancerosas, células T y no es tóxico para ellos. Entonces, si las células T son felices, porque generalmente son sensibles a cualquier cosa eso es tóxico, entonces quiere decir que es muy benigno ".

Otros usos de los desechos agrícolas que el dúo ha analizado son la industria del algodón y la industria del cultivo de arroz: han extraído celulosa de los desechos de algodón recolectados de las desmotadoras de algodón y las cáscaras de arroz.

"En teoría, puedes obtener nanocelulosa de cada planta, es sólo que algunas plantas son mejores que otras porque tienen un mayor contenido de celulosa", dijo la profesora Stenzel.

"Lo que hace que las plantas de plátano sean tan atractivas, además de la calidad del contenido de celulosa, es el hecho de que son una planta anual", agregó la profesora Arcot.

Las investigadores dicen que para que el pseudotallo de plátano sea una alternativa realista para la fabricación de bolsas de plástico y el envasado de alimentos, tendría sentido que la industria del plátano comience el procesamiento de los seudotallo en polvo que luego podrían vender a los proveedores de envases.

"Si esta industria pudiera unirse, y les dicen a sus agricultores o productores que hay un gran valor en el uso de esos pseudotallos para convertirlos en un polvo que luego podrían vender, esa sería una opción excelente para ellos y para nosotros ", dijo la profesora Arcot.

Y en el otro extremo de la cadena de suministro, si los fabricantes de envases actualizan sus máquinas para poder fabricar la película de nanocelulosa en bolsas y otros materiales de envasado de alimentos, entonces los pseudoartículos de plátano tendrían una posibilidad real de hacer que el envasado de alimentos sea mucho más sustentable.

"Lo que realmente queremos en esta etapa es un socio de la industria que pueda analizar cómo podría mejorarse esto y cuán barato podemos hacerlo", dijo el profesor Stenzel.

 

La profesora Arcot estuvo de acuerdo. "Creo que las compañías de embalaje estarían más dispuestas a probar este material si supieran que el material está disponible de inmediato".

 

Fuente:

https://newsroom.unsw.edu.au/news/science-tech/packaging-made-banana-plants-peeling-alternative

 

Lunes, 16 Diciembre 2019 05:23

Los plátanos, con larga historia

Desde hace seis mil años, los pobladores prehistóricos iniciaron la difusión de ese fruto en todo el mundo.

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/

 

 

 

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