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La situación compleja que se ha generado debido a la pandemia del coronavirus ha puesto en marcha, como nunca, iniciativas individuales o de equipos de científicos y tecnólogos enfocadas a encontrar soluciones a los diversos problemas provocados por la enfermedad o los efectos que provoca esta situación.

Buen ejemplo es la rápida secuenciación completa del genoma del COVID-19 que realizaron científicos chinos y publicada el 11 de enero pasado. Esto es importante porque servirá de base para los métodos diagnósticos que se están utilizando en todo el mundo, también para la estrategia de diseño de nuevas vacunas, y para la evaluación de nuevos antivirales.

Por su parte, científicos mexicanos de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), del Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias (INER), del Instituto de Diagnóstico y Referencia Epidemiológicos, y del Instituto Nacional de Nutrición Salvador Zubirán reportan que lograron secuenciar el genoma del Covid-19 del primer paciente que llegó a México con la enfermedad. Y por supuesto, este trabajo científico se sumará a una base de datos internacional donde hasta el momento 22 países diferentes han secuenciado los genomas del virus que se está  presentando en sus territorios. Esto permitirá conocer las especificidades del virus y cómo afecta la salud de las personas que lo adquieran de acuerdo con las características genéticas de la población de cada país y del virus que circule.

Otro ejemplo es un profesor de la Universidad de Sonora (Unison) que- diseñó un ventilador respiratorio, similar al que se emplea en la atención de pacientes del coronavirus COVID-19 en el mundo. El profesor indica que se han comunicado con él desde Argentina y España, para conocer el modelo del ventilador y ha compartido dicha información. Según sus propias estimaciones, una persona podría crear su propio ventilador con un costo menor a los 600 pesos. Por supuesto, el uso de estos equipos debe estar manejando por un médico.

El presente envío en particular nos lo comparte un buen amigo de la UNAM. Se trata de un artículo escrito por Jorge Salazar, publicado el 24 de marzo por el Texas Advanced Computing Center de la University of Texas at Austin y trata de un modelo informático de “todos los átomos de coronavirus” (all-atom coronavirus). Este modelo se basa en el éxito de simulaciones anteriores de todos los átomos del virus de la influenza (all-atom influenza virus). Las simulaciones de dinámica molecular para las pruebas del modelo de coronavirus se ejecutaron en hasta 4,000 nodos, o alrededor de 250,000 de los núcleos de procesamiento en la supercomputadora Frontera. El modelo completo puede ayudar a los investigadores a diseñar nuevos medicamentos y vacunas para combatir el coronavirus.

Rommie Amaro lidera los esfuerzos para construir el primer modelo completo de todos los átomos de la envoltura del coronavirus SARS-COV-2, su componente exterior. "Si tenemos un buen modelo de cómo se ve el exterior de la partícula y cómo se comporta, vamos a obtener una buena visión de los diferentes componentes que están involucrados en el reconocimiento molecular".

El reconocimiento molecular implica cómo el virus interactúa con los receptores de la enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2) y posiblemente otros objetivos dentro de la membrana de la célula huésped.

Amaro es profesora de química y bioquímica en la University of California at San Diego y anticipa que el modelo de coronavirus contendrá aproximadamente 200 millones de átomos, una tarea desalentadora, ya que la interacción de cada átomo entre sí debe calcularse. El flujo de trabajo de su equipo adopta un enfoque de modelado híbrido o integrador.

"Estamos tratando de combinar datos en diferentes resoluciones en un modelo cohesivo que pueda simularse en instalaciones de clase de liderazgo como las supercomputadora Frontera", dijo Amaro. "Básicamente comenzamos con los componentes individuales, donde sus estructuras se han resuelto a una resolución atómica o casi atómica. Cuidadosamente ponemos cada uno de estos componentes en funcionamiento y en un estado estable. Luego podemos introducirlos en la envoltura más grande en simulaciones con moléculas vecinas ".

Del 12 al 13 de marzo de 2020, el laboratorio de Amaro realizó simulaciones de dinámica molecular en hasta 4,000 nodos, o alrededor de 250,000 núcleos de procesamiento, en Frontera. Frontera, la supercomputadora número 5 del mundo y la supercomputadora académica número 1 según la clasificación de noviembre de 2019 de la organización Top500. Es el sistema informático de alto rendimiento de clase líder respaldado por la National Science Foundation.

"Las simulaciones de ese tamaño solo se pueden ejecutar en una máquina como Frontera o quizá en una máquina del Departamento de Energía de EUA", dijo Amaro. "Inmediatamente contactamos con el equipo de Frontera, y ellos han sido muy amables al darnos el estado de prioridad para la evaluación comparativa y tratar de optimizar el código para que estas simulaciones puedan ejecutarse de la manera más eficiente posible, una vez que el sistema esté realmente en funcionamiento".

"Por supuesto que es emocionante trabajar en una de estas máquinas nuevas. Nuestra experiencia hasta ahora ha sido muy buena. Los puntos de referencia iniciales han sido realmente impresionantes para este sistema. Continuaremos optimizando los códigos para estos sistemas ultra grandes para que podamos obtener un rendimiento aún mejor. Diría que trabajar con el equipo de Frontera también ha sido fantástico. Están listos para ayudar y han sido extremadamente receptivos durante este período de tiempo crítico. Ha sido una experiencia muy positiva", dijo Amaro.

"TACC se enorgullece de apoyar esta investigación crítica e innovadora", dijo Dan Stanzione, Director Ejecutivo de TACC e investigador principal del proyecto de supercomputadora Frontera. "Continuaremos apoyando las simulaciones de Amaro y otros trabajos importantes relacionados con la comprensión y la búsqueda de una forma de vencer esta nueva amenaza".

El trabajo de Amaro con el coronavirus se basa en su éxito con una simulación de todos los átomos de la envoltura del virus de la gripe, publicada en ACS Central Science, en febrero de 2020. Ella dijo que el trabajo de la gripe tendrá una notable cantidad de similitudes con lo que ahora están buscando con el coronavirus.

"Es una prueba brillante de nuestros métodos y nuestras capacidades para adaptarnos a nuevos datos y ponerlos en marcha de inmediato", dijo Amaro. "Nos llevó un año o más construir el sobre viral de la influenza y ponerlo en funcionamiento en las supercomputadoras nacionales. Para la influenza, utilizamos la supercomputadora Blue Waters, que en cierto modo fue la predecesora de Frontera. El trabajo, sin embargo, con el coronavirus obviamente está avanzando a un ritmo mucho, mucho más rápido. Esto está habilitado, en parte debido al trabajo que hicimos en Blue Waters anteriormente ".

Amaro concluyó: "Estas simulaciones nos darán nuevas ideas sobre las diferentes partes del coronavirus que se requieren para la infectividad. Y por eso nuestra preocupación es si podemos entender estas características diferentes, entonces los científicos tendrán una mejor oportunidad de diseñar nuevos medicamentos; para comprender cómo funcionan los medicamentos actuales y las posibles combinaciones de medicamentos. La información que obtendremos de estas simulaciones es multifacética y multidimensional y será de utilidad para los científicos en primera línea de inmediato y también a largo plazo. Esperemos que el público entienda que hay muchos componentes y facetas diferentes de la ciencia para avanzar en la comprensión de este virus. Estas simulaciones en Frontera son sólo uno de esos componentes, pero con suerte uno importante y provechoso ".

Fuentes:

https://www.tacc.utexas.edu/-/coronavirus-massive-simulations-completed-on-frontera-supercomputer

https://www.elimparcial.com/mexico/Coronavirus-Logran-cientificos-de-la-UNAM-secuenciar-genoma-de-cepa-mexicana-20200302-0118.html

https://noticieros.televisa.com/ultimas-noticias/coronavirus-profesor-mexicano-crea-respiradores-pacientes-bajo-costo/

Los genomas humanos globales revelan una rica diversidad genética conformada por una compleja historia evolutiva.

El presente artículo, que nos comparte un queridísimo colega, se publicó en el boletín de noticias del Wellcome Trust Sanger Instituten  (WTSI) de la University of Cambridge (UC) el 19 de marzo de 2020. Veamos de quÉ trata…

Un nuevo estudio ha proporcionado el análisis más completo de la diversidad genética humana hasta la fecha, después de la secuenciación de 929 genomas humanos por científicos del WTSI de la UC y sus colaboradores. El estudio revela una gran cantidad de variaciones genéticas no descritas anteriormente y proporciona nuevos conocimientos sobre nuestro pasado evolutivo, destacando la complejidad del proceso a través del cual nuestros antepasados ​​se diversificaron, migraron y se mezclaron en todo el mundo.

El artículo científico, publicado en Science (20 de marzo de 2020), es la representación más detallada de la diversidad genética de las poblaciones mundiales hasta la fecha. Está disponible gratuitamente para todos los investigadores para estudiar la diversidad genética humana, incluidos los estudios de susceptibilidad genética a las enfermedades en diferentes partes del mundo.

La visión consensuada de la historia humana nos dice que los antepasados ​​de los humanos de hoy en día se separaron de los antepasados ​​de grupos extintos de neandertales y denisovanos hace unos 500,000-700,000 años, antes de la aparición de humanos 'modernos' en África en los últimos cientos de miles de años.

Hace unos 50,000-70,000 años, algunos humanos se expandieron fuera de África y poco después se mezclaron con grupos arcaicos de Eurasia. Después de eso, las poblaciones crecieron rápidamente, con una extensa migración y mezcla, ya que muchos grupos hicieron la transición de cazadores-recolectores a productores de alimentos en los últimos 10,000 años.

Este estudio es el primero en aplicar la última tecnología de secuenciación de alta calidad a un conjunto tan grande y diverso de humanos, cubriendo 929 genomas de 54 poblaciones geográficamente, lingüísticamente y culturalmente diversas de todo el mundo. La secuenciación y el análisis de estos genomas, que forman parte del panel del Proyecto de Diversidad del Genoma Humano (HGDP) - CEPH, ahora proporciona detalles sin precedentes de nuestra historia genética.

El equipo encontró millones de variaciones de ADN previamente desconocidas que son exclusivas de una región geográfica continental o principal. Aunque la mayoría de estos eran raros, incluían variaciones comunes en ciertas poblaciones africanas y oceánicas que no habían sido identificadas por estudios previos.

Variaciones como estas pueden influir en la susceptibilidad de las diferentes poblaciones a la enfermedad. Sin embargo, los estudios de genética médica hasta ahora se han realizado predominantemente en poblaciones de ascendencia europea, lo que significa que no se conocen las implicaciones médicas que estas variantes podrían tener. La identificación de estas variantes novedosas representa un primer paso para expandir completamente el estudio de la genómica a poblaciones subrepresentadas.

Sin embargo, no se encontró ninguna variación de ADN en el 100 por ciento de los genomas de ninguna región geográfica importante, mientras que estaba ausente de todas las demás regiones. Este hallazgo subraya que la mayoría de la variación genética común se encuentra en todo el mundo.

El Dr. Anders Bergström, del Instituto Francis Crick y ex alumno del WTSI, dijo: "El detalle proporcionado por este estudio nos permite profundizar en la historia humana, particularmente en África, donde actualmente se sabe menos sobre la escala de tiempo de la evolución de los humano. Encontramos que los ancestros de las poblaciones actuales se diversificaron a través de un proceso gradual y complejo principalmente durante los últimos 250,000 años, con grandes cantidades de flujo de genes entre estos linajes tempranos. Pero también vemos evidencia de que pequeñas partes de ancestros humanos se remontan a grupos que se diversificaron mucho antes que esto".

Hélène Blanché, directora del “Biological Resource Centre” del Centre d'Etude du Polymorphisme Humain (CEPH) en París, Francia, dijo: "Los resultados del Proyecto de Diversidad del Genoma Humano ha facilitado muchos descubrimientos nuevos sobre la historia humana en las últimas dos décadas. Es emocionante ver que con la última tecnología de secuenciación genómica, estos genomas continuarán ayudándonos a comprender nuestra especie y cómo hemos evolucionado".

El estudio también proporciona evidencia de que la ascendencia neandertal de los humanos modernos puede explicarse por un solo “evento de mezcla '' importante, que probablemente involucre a varios individuos neandertales que entran en contacto con humanos modernos poco después de que este último se haya expandido fuera de África.

En contraste, se identificaron varios conjuntos diferentes de segmentos de ADN heredados de denisovanos en personas de Oceanía y Asia Oriental, lo que sugiere al menos dos eventos de mezcla distintos.

El descubrimiento de pequeñas cantidades de ADN neandertal en personas de África occidental, que probablemente reflejen un posterior flujo genético hacia África desde Eurasia, resalta aún más cómo la historia genética humana se caracteriza por múltiples capas de complejidad. Hasta hace poco, se pensaba que solo las personas fuera del África subsahariana tenían ADN de neandertal.

El Dr. Chris Tyler-Smith, recientemente retirado del Instituto Wellcome Sanger, dijo: "Aunque este recurso es solo el comienzo de muchas vías de investigación, ya podemos vislumbrar varias ideas tentadoras sobre la historia humana. Será particularmente importante para una mejor comprensión (de la) evolución humana en África, así como (para) facilitar la investigación médica para la diversidad completa de los ancestros humanos".

Fuente: https://www.sanger.ac.uk/news/view/global-human-genomes-reveal-rich-genetic-diversity-shaped-complex-evolutionary-history

Durante el período Jurásico Medio, la Isla de Skye en Escocia fue el hogar de una próspera comunidad de dinosaurios que deambularon por la antigua costa, según información enviada por un estimado colega sobre un estudio publicado el 11 de marzo de 2020 en la revista de acceso abierto PLOS ONE en un artículo escrito por Paige dePolo, Stephen Brusatte y otros colegas, todos  investigadores de la Universidad de Edimburgo, Escocia.

El Período Jurásico Medio es un momento de gran diversificación evolutiva en muchos grupos de dinosaurios, pero los fósiles de dinosaurios de este período son generalmente raros. La isla de Skye en Escocia es una excepción, ya que nos proporciona fósiles corporales y traza de diversos ecosistemas del Jurásico Medio, y sirve como un lugar valioso para la ciencia paleontológica y el turismo.

En ese documento, dePolo y sus colegas describen dos sitios fósiles recientemente descubiertos que conservan alrededor de 50 huellas de dinosaurios en antiguos pantanos costeros.

Estos incluyen el primer registro en la Isla de Skye de un tipo de huella llamado Deltapodus, probablemente creado por un dinosaurio estegosaurio (con placa).

Estas son las huellas  más antiguas de Deltapodus conocidas, y la primera evidencia sólida de que los dinosaurios estegosaurios eran parte de la fauna del Jurásico Medio de la isla.

Además, las huellas de tres dedos representan múltiples tamaños de terópodos carnívoros tempranos y una serie de otras huellas grandes se identifican provisionalmente como algunas de las pruebas más antiguas de dinosaurios ornitópodos herbívoros de gran calado.

A fin de cuentas, estos dos sitios amplían la diversidad conocida de lo que aparentemente era un ecosistema próspero de dinosaurios del Jurásico Medio en Escocia, incluyendo al menos un tipo de dinosaurio (estegosaurios) no conocido previamente en la región. Estos hallazgos reflejan la importancia de las huellas como fuente de información complementaria a los fósiles corporales.

Además, los autores enfatizan la importancia de volver a visitar sitios previamente explorados; estos nuevos sitios se encontraron en un área que durante mucho tiempo ha sido popular para la prospección de fósiles, pero las rutas fueron reveladas recientemente por la actividad de la tormenta.

El autor principal, dePolo, dice: "Estos nuevos sitios de pistas nos ayudan a tener una mejor idea de la variedad de dinosaurios que vivieron cerca de la costa de Skye durante el Jurásico Medio que lo que podemos obtener del registro fósil del cuerpo de la isla. En particular, las pistas de Deltapodus dan buena evidencia de que los estegosaurios vivían en Skye en este momento".

El autor Brusatte agrega: "Estas nuevas pistas nos dan una imagen mucho más clara de los dinosaurios que vivieron en Escocia hace 170 millones de años. Sabíamos que había saurópodos gigantes de cuello largo y carnívoros del tamaño de un jeep, pero ahora podemos agregar estegosaurios con respaldo de placa a esa lista, y tal vez incluso primos primitivos de los dinosaurios con pico de pato también. Estos descubrimientos están haciendo de Skye uno de los mejores lugares del mundo para comprender la evolución de los dinosaurios en el Jurásico Medio.".

Fuente: https://phys.org/news/2020-03-dinosaur-stomping-ground-scotland-reveals.html

Era el año 2016 cunado los periódicos y la prensa especializada lanzaron grandes titulares dando a conocer algo denominando “Insectos Cyborg”, resultado de una nueva rama de la tecnología llamada biorrobótica. Relativo a este campo, un estimado colega, ingeniero mecatrónico, nos comparte un artículo escrito por Nancy Cohen y publicado en el boletín digital de Tech Xplore el 18 de febrero, donde se informa que la Washington University (WU) en St. Louis ha sido noticia por sus esfuerzos de investigación utilizando los insectos cyborg como máquinas de detección biorrobóticas. En otras palabras, estos ingenieros universitarios querían ver si podían aprovechar el sentido del olfato en los chapulines (también conocidos como saltamontes o langostas) para detectar explosivos y que podrían ser utilizados por áreas como la de seguridad nacional.

Barani Raman, profesor asociado de ingeniería biomédica de la WU, y su equipo han estado estudiando cómo se reciben y procesan las señales sensoriales en los cerebros de los saltamontes. El procesamiento olfativo fundamental en los chapulines fueron su centro de atención; Raman se enfocó en identificar cómo se reciben y procesan las señales sensoriales en sus cerebros relativamente simples, y con este conocimiento, su equipo diseñó un cyborg olfativo .
Dando un avance rápido pasamos de 2016 al pasado lunes 17 de febrero cuando la revista New Scientist informa que los chapulines cyborg han sido diseñados para olfatear explosivos.

¿Cómo funciona el sistema? Los chapulines detectores de bombas están equipados con mochilas. Están diseñados para transmitir datos para identificar productos químicos explosivos. Las señales se transmiten de forma inalámbrica a una computadora desde sus mochilas.

Una vez más, fue el profesor Raman y sus colegas de la WU en St. Louis quienes destacaron esta vez por haber aprovechado "los sentidos olfativos del “Schistocerca americana”, para crear rastreadores de bombas, uniendo sensores de un saltamontes con la electrónica", informó Donna Lu en New Scientist, donde escribe que estas pequeñas mochilas de sensores livianos instalados en los saltamontes "pudieron grabar y transmitir de forma inalámbrica la actividad eléctrica casi instantáneamente a una computadora".
¿Qué le da a los insectos una ventaja especial en la detección de sistemas peligrosos?

Ver video relativo al artículo: https://youtu.be/mpz9Nq-Ud8c

En el New Scientist se describe: En los insectos, las neuronas receptoras olfativas en sus antenas detectan olores químicos en el aire. A su vez, estas neuronas envían señales eléctricas a una parte del cerebro del insecto conocida como lóbulo antenal. Cada antena del chapulín tiene aproximadamente 50,000 de estas neuronas.

Para probar la capacidad de detección de bombas, el equipo expuso vapores de diferentes materiales explosivos a las antenas de saltamontes, incluidos los vapores de trinitrotolueno (TNT) y su precursor 2.4-dinitrotolueno (DNT). Como controles, utilizaron no explosivos como aire caliente y benzaldehído, el componente principal en el aceite de almendras amargas.

El último paso fue equipar a los chapulines con una 'mochila' que contenía sensores que registrarían y transmitirían su actividad neuronal en tiempo real a una computadora, donde sería interpretada.

Al implantar electrodos en los lóbulos antenales de los chapulines, los investigadores descubrieron que diferentes grupos de neuronas se activaban tras la exposición a los explosivos. Analizaron las señales eléctricas y pudieron distinguir los vapores explosivos de los no explosivos, así como entre sí.
¿Cuáles fueron los resultados de la prueba?

Las grabaciones de la actividad neuronal de siete chapulines fueron precisas en un 80 por ciento.

"Los cerebros de los saltamontes continuaron detectando explosivos con éxito hasta siete horas después de que los investigadores implantaron los electrodos, antes de que se fatigaran y finalmente murieran", dijo Lu.

No solo eso, sino también en forma impresionante: "Los saltamontes pudieron detectar dónde estaba la mayor concentración de explosivos cuando el equipo trasladó la plataforma a diferentes lugares", dijo el “New Scientist.”

El documento " Explosive sensing with insect-based biorobots" está en el servidor de preimpresión “bioRxiv”. Los autores declaran allí: "demostramos un enfoque de detección química bio-robótica donde las señales del cerebro de un insecto se utilizan directamente para detectar y distinguir varios vapores químicos explosivos".

Finalmente en su artículo comentaron que creían que su enfoque no era tan diferente del enfoque de 'canario en una mina de carbón', "donde la viabilidad de todo el organismo se usa como un indicador de ausencia / presencia de gases tóxicos".

Fuentes:

https://techxplore.com/news/2020-02-grasshoppers-explosive-chemical-vapors

https://www.newscientist.com/article/2233645-cyborg-grasshoppers-have-been-engineered-to-sniff-out-explosives/

Ahora tenemos un punto de comparación en varias ciudades australianas.

La designación de ciudad inteligente se le da a una ciudad que incorpora tecnologías de información y comunicación (TIC) para mejorar la calidad y el rendimiento de los servicios urbanos, como la energía, el transporte y los servicios públicos, a fin de reducir el consumo de recursos, el desperdicio y los costos de operación generales. El objetivo fundamental de una ciudad inteligente es mejorar la calidad de vida de sus ciudadanos a través de la tecnología inteligente.

Varios países y ciudades de diversas partes del mundo han estado impulsando innovaciones encaminadas a convertir a sus ciudades en inteligentes. De hecho se ha establecido una especie de competencia para liderar a este conjunto de ciudades que tienen una visión clara sobre el futuro de sus sociedades urbanas. Canadá, Estados Unidos y Gran Bretaña actualmente compiten por los primeros lugares en ese contexto, y Australia ahora se está uniendo al grupo con un nuevo “Plan de Ciudades Inteligentes” lo cual propiciará su participación en este selecto conjunto de ciudades.

Una estimado amigo nos envía el presente artículo donde se comparan los avances del “Plan de Ciudades Inteligentes”  de Australia aplicado en varias ciudades de este país y se analiza la viabilidad del proyecto. Esta información se publicó en The Conversation el 4 de febrero en un artículo escrito por 5 autores: Tan Yigitcanlar, Karen Vella, Kevin Clyde Desouza, Luke Butler y Nayomi Kankanamge. Veamos de qué se trata…..

Las áreas mejor clasificadas en una evaluación de rendimiento de ciudad inteligente en toda Australia se encuentran en zonas metropolitanas con mayores densidades de población. "Las 60 gobiernos locales de mayor desarrollo de Australia albergan a más de la cuarta parte de la población del país", se señala en el informe “Smart Cities Down Under” recientemente publicado.

Además de resaltar las principales disparidades regionales, el análisis revela que las áreas de los gobiernos locales que se evaluaron con relación a cuatro grupos de indicadores de ciudades inteligentes, generalmente tuvieron un fuerte desempeño en "habitabilidad y bienestar". Se detectaron desempeños más débiles en "Sostenibilidad y accesibilidad" así como en "Gobernanza y planificación". Y se observó que altos desempeños en "Productividad e innovación" sólo existía en las áreas con mayor desarrollo.

Se evaluaron los criterios de ciudad inteligente de 180 gobiernos locales (de 563 en Australia), que representan más del 85% de la población del país. Incluimos todos los gobiernos locales en el área metropolitana de Australia (“Greater Capital City Statistical Areas”) y áreas regionales del gobierno local con poblaciones de más de 50,000.

Este estudio es una versión ampliada del informe “Smart Cities of the Sunshine State 2018”.

No se trata solamente de tecnología

Las ciudades son sistemas complejos y deben evaluarse de manera integral. Esto significa no poner un peso excesivo en los logros tecnológicos, como la tecnología por el bien de la tecnología, en lugar de los resultados económicos, sociales, ambientales y de gobernanza.

Nuestro marco conceptual para evaluar los niveles de inteligencia se basó en los cuatro pilares de la economía, la sociedad, el medio ambiente y la gobernanza. Los criterios de evaluación se muestran a continuación.

Clasificamos las 180 áreas del gobierno local que evaluamos en tres categorías de desempeño:

·    líderes, las ciudades con mejor desempeño

·    seguidores, las ciudades con logros y potencial, pero no al nivel de los mejores.

·    en desarrollo, las ciudades con cierto progreso y potencial, pero no tan importantes como las otras dos categorías.

¿Quién lidera el camino?

Todas las áreas en la categoría líder estaban completamente contenidas dentro de las áreas metropolitanas de la ciudad capital.

Nueva Gales del Sur ocupó el primer lugar con 20 áreas de gobierno local. Luego vinieron Australia Occidental (14), Victoria (12), Australia del Sur (9), Territorio del Norte (2) y Queensland, Territorio de la Capital Australiana y Tasmania (1 cada una). En términos de población en las principales áreas, la clasificación cambió a: NSW (2,348,388 personas), Victoria (1,477,964), Queensland (1,131,155), WA (557,163), ACT (397,397), SA (370,719), NT (112,590) y Tasmania (50,439).

Puede ver a continuación cómo los resultados combinados para cada uno de los principales, siguientes y en desarrollo se comparan con las cuatro áreas de indicadores de ciudades inteligentes.

Puede ver la matriz de rendimiento de la ciudad inteligente de su área de gobierno local aquí.

Pasos claves para lograr ciudades inteligentes

Las áreas de gobierno local metropolitano dominan la categoría de desempeño líder. Mecanismos como los acuerdos municipales y regionales del gobierno australiano y el financiamiento a través del programa “Smart Cities and Suburbs” han tenido algunos efectos tangibles.

El rendimiento es menos fuerte en Australia regional. Se necesitan una estrategia y pautas nacionales de ciudades inteligentes para ayudar a que estas localidades y comunidades sean más inteligentes.

Esta política debería asumir los siguientes hallazgos de nuestro estudio internacional de ciudades inteligentes:

ü las ciudades inteligentes que se centran sólo en la tecnología rara vez funcionan;

ü los gobiernos locales deben adoptar el rol de facilitador;

ü los riesgos deben compartirse con el sector privado;

ü Los gobiernos locales deben estar abiertos a las innovaciones y aprender de los errores;

ü las ciudades inteligentes deberían centrarse en ser inclusivas;

ü se debe considerar el consumo de recursos, particularmente en relación con la longevidad de la infraestructura tecnológica;

ü la sostenibilidad a largo plazo depende de los recursos renovables;

ü Las ciudades inteligentes requieren una comunidad inteligente que esté bien informada, consciente, con visión de futuro, comprometida, unida y activa;

El Laboratorio de Estudios Urbanos de la Universidad Tecnológica de Queensland preparó el informe en asociación con el Departamento de Infraestructura, Transporte, Desarrollo Regional y Comunicación de la Commonwealth.  

El equipo de investigación de Smart City ha tenido conversaciones con gerentes de la ciudad, alcaldes, profesionales del gobierno local y partes interesadas clave de la comunidad (por ejemplo, empresas, organizaciones sin fines de lucro, ONG e instituciones académicas, entre otros). Estas conversaciones confirman que los gobiernos locales tienen un papel fundamental que desempeñar si Australia quiere atender los problemas sociales críticos generados por el cambio climático, si quiere acceder a las oportunidades económicas, e incluso lidiar con las transformaciones impulsadas por las tecnologías de la información, como la automatización, la innovación y la inteligencia artificial.

Los gobiernos locales no funcionan bien en forma aislada. Cualquier gobierno local es tan fuerte como los otros gobiernos locales en su vecindad. Deben interactuar para compartir y acceder a los recursos públicos.

Las ciudades líderes pueden aprender de las innovaciones frugales de sus pares menos afortunados. Nuestras ciudades de mejor desempeño son similares a las empresas establecidas en el sector industrial en el sentido de que enfrentan sus propios desafíos para modernizarse.

Con demasiada frecuencia, estas ciudades buscan soluciones que no sean frugales y que no puedan aprovechar el conocimiento indígena. Las comunidades con menos recursos deben participar en diferentes modos de innovación. Creemos que se deben establecer mejores redes para fomentar el diálogo y el intercambio de prácticas entre las comunidades.

La buena noticia en el informe es que a nuestras ciudades líderes les va bien. La noticia no tan buena es que los otros gobiernos locales necesitan ser llevados de la mano en un proceso de transformación. Ninguna ciudad es una isla, y ningún país puede tratar a las ciudades como elementos independientes.

Creemos que Australia debe consolidar su cultura de gobernanza y planificación local para liderar el cambio, puntualizan los autores.

Fuentes:

http://theconversation.com/smart-city-or-not-now-you-can-see-how-yours-compares-130881

https://www.techopedia.com/definition/31494/smart-city

Los físicos teóricos del Trinity College de Dublín han encontrado un vínculo profundo entre una de las características más llamativas de la mecánica cuántica, el entrelazamiento cuántico, y la termalización, que es el proceso en el que algo entra en equilibrio térmico con su entorno. Un querido amigo, ingeniero en sistemas, nos comparte el presente artículo. Veamos de qué se trata…

Sus resultados se publicaron el viernes 31 de enero de 2020 en la prestigiosa revista Physical Review Letters.

Todos estamos familiarizados con la termalización: solo piense cómo su café alcanza la temperatura ambiente con el tiempo. El entrelazamiento cuántico, por otro lado, es una historia diferente.

Sin embargo, el trabajo realizado por Marlon Brenes, estudiante de doctorado y el profesor John Goold de Trinity, en colaboración con Silvia Pappalardi y el profesor Alessandro Silva en SISSA en Italia, muestran cómo los dos están inextricablemente vinculados.

Al comentar la importancia del descubrimiento, el profesor Goold, líder del grupo QuSys de Trinity, explica:

"El entrelazamiento cuántico es una característica contraintuitiva de la mecánica cuántica, que permite que las partículas que han interactuado entre sí en algún momento se correlacionen de una manera que no es posible en la física clásica. Las mediciones en una partícula afectan los resultados de las mediciones de la otra— incluso si están a años luz de distancia. Einstein llamó a este efecto "acción espeluznante a distancia".

"Resulta que el entrelazamiento  no sólo es espeluznante, sino que en realidad es omnipresente y, de hecho, lo que es aún más sorprendente es que vivimos en una era en la que la tecnología está comenzando a explotar esta característica para realizar hazañas que se creían imposibles sólo hace unos años. Estas tecnologías cuánticas se están desarrollando rápidamente en el sector privado con empresas como Google e IBM liderando la carrera ".

Pero, ¿qué tiene que ver todo esto con el café frío?

El profesor Goold explica: "Cuando preparas una taza de café y la dejas por un tiempo, se enfriará hasta que alcance la temperatura de su entorno. Esto es la termalización. En física decimos que el proceso es irreversible, como sabemos, nuestro café una vez caliente no se enfriará y luego por artes mágicas se calentará. La forma en que emerge la irreversibilidad y el comportamiento térmico en los sistemas físicos es algo que me fascina como científico, ya que se aplica en escalas tan pequeñas como átomos, tazas de café e incluso a la evolución del universo mismo. En física, la mecánica estadística es la teoría que tiene como objetivo comprender este proceso desde una perspectiva microscópica. Para los sistemas cuánticos, la aparición de la termalización es notoriamente complicada y es un foco central de esta investigación actual ".

Entonces, ¿qué tiene que ver todo esto con el entrelazamiento y qué dicen sus resultados?

"En la mecánica estadística hay varias formas diferentes, conocidas como conjuntos, en las que se puede describir cómo se termaliza un sistema, todo lo cual se considera equivalente cuando se tiene un sistema grande (aproximadamente en escalas de 10 ^ 23 átomos). Sin embargo , lo que mostramos en nuestro trabajo es que no sólo el entrelazado  está presente en el proceso, sino que su estructura es muy diferente según la forma en que elija describir su sistema, por lo que nos brinda una forma de evaluar las preguntas fundamentales en mecánica estadística. La idea es general y puede aplicarse a una gama de sistemas tan pequeños como unos pocos átomos y tan grandes como agujeros negros ".

Marlon Brenes, candidato a doctor en Trinity y primer autor del artículo, utilizó supercomputadoras para simular sistemas cuánticos para probar la idea.

Brenes, un especialista en modelaje numérico, dijo: "Las simulaciones numéricas que realicé para este proyecto están en el límite de lo que se puede lograr actualmente en el nivel más alto con computación de alto rendimiento. Para ejecutar el código utilicé las instalaciones nacionales del ICHEC y la nueva maquina KAY. Entonces, además de tener un excelente resultado esencial  para la investigación, el trabajo nos ayudó a superar los límites de este tipo de enfoque computacional y dejar establecido que nuestros códigos y la arquitectura están funcionando como un proyecto de vanguardia con el mayor avance a nivel mundial".

Fuente:

https://www.tcd.ie/news_events/articles/how-supercomputers-are-helping-us-link-quantum-entanglement-to-cold-coffee/

 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/

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

Estimados lectores:

La semana pasada comentábamos el gran énfasis que México ha puesto, desde el inicio del siglo pasado, en la formación de ingenieros a través de instituciones tales como el Tecnológico Nacional de México, el Instituto  Politécnico Nacional, La Universidad Nacional Autónoma de México, las universidades estatales y el Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey.

También, en forma muy breve, comentamos que el nivel técnico y reconocimiento de nuestros ingenieros ha ido incrementándose gradualmente, y como el impacto de su trabajo ha sido clave en el desarrollo del país.

Al respecto, compartimos aquí la segunda parte de un artículo que una querida colega, ingeniera industrial, nos ha enviado, el cual fue escrito por Uriel Blanco y Gonzalo Soto y publicado por El Financiero el pasado 14 de noviembre. Concluyámoslo…

Nos comentan Blanco y Soto que el impacto del sector de la tecnología ha sido clave en la región del Bajío. En 2017 y 2018 se crearon alrededor de 17 mil empleos en el sector tecnológico y de innovación de Guadalajara, mientras que el gobierno de esa entidad aseguró una inversión de varias empresas por 222 millones de dólares para este año. Jalisco fue, después de la Ciudad de México, la entidad que más patentes solicitó por invenciones en 2018, con 580, de las cuales 276 eran diseños industriales con aplicaciones tecnológicas.

Por otro lado, HP creará centros de automatización, inteligencia artificial y “machine learning”. Oracle desarrollará soluciones en la nube y de datos autónomos. Sanmina tendrá ya seis laboratorios de innovación en la entidad. Google arrancará su proyecto “Google Station” en la región.

“Lo que vemos es innovación real en la zona”, asegura Santiago Cardona, country manager de Intel México. “Llevo muchos años en este país y puedo asegurar que el ritmo de crecimiento del sector tecnológico es ahora mucho mayor que antes”.

El empuje innovador de las grandes empresas ha permeado al mundo de las startups. Actualmente, la AMITI estima que en el país ya existen casi cuatro mil empresas de tecnología, cuya facturación es de 444 mil millones de pesos al año, lejos de los gigantes del Silicon Valley original todavía, aunque por algo se empieza.

“Lo único que falta es un ‘empujón’ de los empresarios”, de acuerdo con Javier Orozco, CEO de Crabi, la primera aseguradora de autos de Jalisco y una de las primeras en todo el país que es completamente digital.

“Mi opinión es que tenemos un gran potencial, tenemos talento con una alta especialización en distintas tecnologías de clase mundial y creo que la oportunidad está en los empresarios, en que puedan darle oportunidad a esos talentos, puedan dirigirlos para crear un producto o una innovación de clase mundial”, dice Orozco. “Y que no solo impacte México, no solo impacte la región, sino que pueda impactar al mundo”.

El CEO de Crabi comentó que las condiciones son únicas en Silicon Valley y como tal no se puede repetir; sin embargo, sí pueden replicarse algunas características para crear un ambiente de innovación, tal como lo hizo Israel con uno de sus ‘unicornios’.

“Típicamente hay un parteaguas cuando una startup llega a un valor de mil millones de dólares... entonces se le llama unicornio (...) Por ejemplo, en Israel, cuando se fundó Waze, salió al mercado y fue adquirida por Google en más de mil millones de dólares, se detonó una serie de inversiones y validó que la innovación es posible, y se creó un ecosistema”, añade.

Dadas las condiciones en que ha avanzado México, agregó el directivo, los próximos unicornios nacionales podrían llegar en los siguientes dos años.

“Yo creo que estamos bastante avanzados, creo que pronto veremos el primer unicornio mexicano. Hay por ahí un par de empresas que ya superan los 100 millones de dólares y siguen creciendo a ritmos muy importantes”, señaló el también fundador de Crabi, empresa que aspira a ser unicornio hacia 2024.

Otra que se asoma como fuerte candidata para ser un unicornio en México es Zubale. Cofundada por Allison Campbell y Sebastián Monroy, la compañía conecta a miles de personas con empresas de comercio al menudeo para que trabajen para ellas como contratistas independientes.

A través de la app, las personas pueden elegir entre decenas de ‘tareas’, desde promover un producto en alguna tienda de autoservicio o visitar algún supermercado específico para auditar su funcionamiento.

“En México vemos un entorno tan favorable como el que hay en California y una posibilidad de crecimiento también muy grande”, menciona Campbell al teléfono. “Hay mucho potencial, mucho talento y eso es muy valioso”.

Zubale, cuyas oficinas están en la Ciudad de México, aunque tiene presencia en 94 urbes del país, pretende convertirse en poco tiempo en una aplicación tan indispensable dentro de la economía digital como lo es Uber o Rappi.

De hecho, el objetivo es la expansión permanente y su buena administración y números les han conseguido ya unos 4.4 millones de dólares en una ronda de inversión liderada por NFX. Una cifra que hasta hace apenas unos cuantos años era un sueño para una aplicación desarrollada en México.

Las cosas han cambiado, insiste Zamora, el ingeniero de Intel, de vuelta en Guadalajara. Poco a poco y casi furtivamente, las innovaciones, tecnología y aplicaciones desarrolladas en México se consolidan en todo el mundo. Falta mucho para que el país o cualquier ciudad en específico se adjudiquen con total derecho el mote de “Silicon Valley mexicano”, pero la distancia es menor.

De hecho, Zamora, quien desarrolla un sistema de reconocimiento facial que podría transformar la industria del retail (venta minorista) considera que las bases para ese futuro prometedor son ya muy sólidas. “No es una exageración”, dice. “De verdad cada vez más en todo el mundo voltean a pedirnos soluciones a los mexicanos”.

Fuente:

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

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

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