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miércoles, 28 de junio de 2017

Alerta climatica: Nuevo peligro destruccion capa de ozono.

Según un artículo publicado en la revista Nature Communications, un producto químico no regulado en el Protocolo de Montreal y que se utiliza en la industria de forma masiva, podría  estar afectando de forma grave a la capa de ozono que protege la sostenibilidad climática de nuestro planeta y que podría afectar peligrosamente a las previsiones establecidas en su día.

Imagen: NASA.
El producto químico a que hace referencia es el cloruro de metileno, también conocido como diclorometano (CH2CL2) y que se utiliza habitualmente como disolvente en múltiples procesos industriales e incluso domésticos, y que puede ser adquirido en cualquier establecimiento de pinturas o droguerías.
Mecanismo de actuación.
Varias reacciones determinan la formación del ozono o la descomposición del ozono en la estratosfera (10 hasta 35 km de altura):
 
Estas reacciones mantienen la concentración de ozono en un equilibrio estacionario.
Si la radiación UV-C actúa sobre el oxígeno con longitudes de onda menores que los 240 nm, ésta desencadena la formación de ozono (reacciones 1 y 2), pues los radicales oxígenos formados reaccionan con otra molécula de oxígeno entregando energía cinética a un tercer participante M neutro de la reacción (por ej. una molécula de nitrógeno) y formándose ozono. Debido a que la lámpara de vapor de mercurio utilizada en el kit de experimentación UV-IR-VIS produce radiación UV-C con una longitud de onda de 254 nm y no está en capacidad de descomponer moléculas de oxígeno, en el ensayo la reacción 1 es desencadenada mediante una alta tensión de 10 kV.
La descomposición del ozono transcurre con la ayuda de luz UV: Sin embargo, para la separación (reacción 3) es suficiente la radiación de longitudes de onda menores que 310 nm. Esta dependencia UV de la formación del ozono y de la descomposición del ozono tiene efecto en la absorción completa de la radiación UV-C (220 a 280 nm, desencadenamiento de las reacciones 1 y 3) y la absorción parcial de la radiación UV-B (280 a 320 nm, desencadenamiento de la reacción 3) por la capa de ozono en la estratosfera.
La descomposición del ozono por el CFC (hidrocarburo clorofluorado) se desencadena igualmente por la radiación UV-C:
El radical cloro surge de la reacción 5 por absorción de la radiación UV-C y es liberado constantemente por repetición continua de las reacciones 6 y 7. Aquí el radical oxígeno de la reacción 7 proviene de la descomposición natural del ozono (reacción 3) y de la separación natural del oxígeno (reacción 1). Por esta razón es suficiente una pequeña cantidad de radicales cloro para desencadenar una reacción en cadena de descomposición del ozono.
Contrariamente al CFC (clorofluorocarbonos) completamente halogenado, el diclorometano se descompone en la troposfera y no daña la capa de ozono de la estratosfera.

lunes, 12 de junio de 2017

Cataclismo climatico: ¿Riesgo de un nuevo diluvio universal?

Aunque pueda parecer apocalíptico, los investigadores no ocultan los riesgos que el calentamiento global puede llegar a suponer para nuestro planeta.

Imagen: NASA. 

Según un trabajo de investigación publicado en la revista Nature y cuya autora es la investigadora Hui Su, del laboratorio de propulsión a chorro de la NASA, conocido como JPL, cuanto mayor sea la tasa de calentamiento de la Tierra, mayor será la cantidad de lluvia que se puede precipitar sobre nuestro planeta.
Aunque parezca paradójico que a mayor temperatura pueda llover más, lo cierto es que la cantidad de lluvia que se puede precipitar, especialmente en las regiones tropicales, podría aumentar de forma exponencial.
Según manifiesta la investigadora, los modelos climáticos globales actuales no toman en consideración la disminución en las nubes altas en estas zonas calurosas y húmedas registradas por los meteorólogos.  De la investigación de estos datos se deduce que, una menor presencia de nubes podría llevar a una mayor cantidad de precipitación.
El mecanismo es el siguiente: Las nubes de los estratos de mayor elevación tienden a acumular  calor a costa de enfriar la atmósfera de las capas más bajas, haciendo que el vapor de agua se condense y se convierta en lluvia.
Si este fenómeno avanza, sin que se pueda producir una involución, los riesgos de lluvia podrían llegar a ser tan importantes que bien se podría hablar de inundaciones masivas en un futuro; más si se tiene en cuenta la agravante de la subida del nivel del mar por derretimiento de los polos.

sábado, 10 de junio de 2017

Alerta climatica: Riesgo de invasion vegetal en la Antartida.

Investigadores del MNCN advierten del riesgo de invasión de especies vegetales en la Antártida.

La investigación predice los niveles de peligro medioambiental que supone la expansión de pastos europeos del tipo Poa.

Imagen: Poa pratensis o “pasto azul europeo” creciendo vigorosamente en primer plano en la Caleta Cierva, Antártida. / Luis R. Pertierra.
Las especies de pasto Poa pratensis y Poa annua, son conocidas porque, gracias a su capacidad de adaptación, se utilizan mucho como pasto para campos de golf o de fútbol. Investigadores del Museo Nacional de Ciencias naturales (MNCN-CSIC) y la Universidad Rey Juan Carlos, en colaboración con la Australian Antarctic Division, han realizado un modelo de la distribución geográfica estas dos especies de gramíneas y han descubierto que su plasticidad es mayor incluso de lo que cabía esperar. Ambas especies han llegado hasta la Antártida, un área del planeta que se encuentra fuera de su rango climático conocido.
"Podemos esperar que las especies de amplio rango de tolerancia climática y una larga historia de coexistencia con el ser humano sean capaces de seguirle donde éste vaya", señala Miguel Ángel Olalla-Tarraga, investigador de la Universidad Rey Juan Carlos. La expansión hacia la Antártida puede deberse, por un lado, a que estas especies podrían haberse ido adaptando a nuevas condiciones. Otra posibilidad es que simplemente este potencial ya era inherente a ellas, pero no se podía dilucidar a partir del rango conocido antes de dichas invasiones. "Las poblaciones antárticas de estos pastos europeos están expuestas a condiciones ambientales distintas a las del resto del mundo, y aun así son capaces de soportarlas", explica Pedro Aragón, investigador del MNCN.
En base a las predicciones de cambio climático, los investigadores apuntan a que el ecosistema antártico pueda ser cada vez más vulnerable a nuevas invasiones que lo transformen, alternando los delicados equilibrios fruto de millones de años de aislamiento.
Luis R. Pertierra, también investigador del MNCN y líder del trabajo, señala que "identificar los lugares más favorables para el establecimiento de especies no nativas, nos permite establecer controles en estos puntos de entrada y así actuar de manera preventiva y minimizar las alteraciones de los ecosistemas antárticos".
Asimismo, un reciente trabajo del mismo grupo de investigación en la URJC ha registrado la creciente huella humana en el continente blanco. "Seguir construyendo modelos cada vez más eficaces nos permitirá anticipar los cambios. Asimismo, al identificar los factores de riesgo podemos desarrollar estrategias preventivas y minimizarlos, preservando la singularidad estos parajes únicos frente a la creciente homogeneización del planeta que causa el hombre", destaca Olalla.
Especies invasoras presentes en la Antártida
En la Antártida apenas hay dos plantas vasculares nativas, el pasto y el clavel antárticos. Es un mundo dominado por líquenes y musgos debido a sus duras condiciones ambientales y aislamiento geográfico. Las gramíneas europeas tienen una larga historia de convivencia con la actividad humana y posiblemente están pre-adaptadas para beneficiarse de las alteraciones antrópicas, así como para dispersarse con la ayuda del ser humano. Por ello, los pastos propios de montañas alpinas pueden ser uno de los más agresivos colonizadores de nuevos ambientes fríos como la Antártida, un área del planeta relativamente virgen, que hasta hace poco eran de difícil acceso.
En concreto, la Poa annua es considerada quizás la especie vegetal más invasiva del planeta. "Desde la Antártida hasta los jardines del desierto australiano, allá donde va el hombre, Poa annua le sigue y la podemos encontrar fácilmente creciendo incluso entre las grietas de las aceras de Madrid", apunta Luis R. Pertierra. Por otro lado, la Poa pratensis fue erradicada en el marco del proyecto de investigación ALIENANT tras más de 60 años de permanencia en la Antártida. La extrema plasticidad que presentan estas especies hace que se extiendan a todos los continentes en un amplio rango de condiciones.
Fuente: MNCN (CSIC). 
L.R. Pertierra, P.A. Aragón, J.D. Shaw, D.M. Bergstrom, A. Terauds, M.A. Olalla-Tarraga. (2017) Global thermal niche of two european grasses show high invasion risks in Antarctica. Global Change Biology. doi: 10.1111/gcb.135, 2017.

lunes, 5 de junio de 2017

Anomalia climatica urbana: Isla de calor.

Se conoce como “isla de calor” a una anomalía climática urbana consistente en la acumulación de calor debida a las enormes masas de materiales de construcción provenientes de las edificaciones, asfalto, obra pública, etc., materiales con que se construyen las infraestructuras públicas varias, parque automovilístico, instalaciones de aire acondicionado, actividades industriales, etc., todo lo cual hace acumular grandes cantidades de calor, especialmente bajo condiciones meteorológicas de altas presiones y ausencia de viento.

El fenómeno se reproduce habitualmente en las grandes ciudades y consiste en la dificultad de la disipación del calor durante las horas nocturnas, cuando las áreas no urbanas, se enfrían notablemente por la falta de acumulación de calor. El centro urbano, donde los edificios y el asfalto desprenden por la noche el calor acumulado durante el día, provoca vientos locales desde el exterior hacia el interior.

Evidentemente, el fenómeno de la isla de calor es directamente proporcional al tamaño de la masa urbana, es decir, a mayor tamaño de ciudad, mayor es el la acumulación de calor diurna.

El calor acumulado durante el día se irradia lentamente durante la noche. Otro efecto de los edificios altos son las múltiples reflexiones horizontales de la radiación recibida, que aumentan la probabilidad de que esta energía permanezca en el suelo, en lo que se conoce como "efecto cañón".

La escasez de zonas verdes y el entubamiento de los afluentes acuosos en la ciudad reducen las oportunidades de transformar la energía solar a través de los procesos de fotosíntesis o evaporación del agua. Diversos estudios muestran la relación directa entre las altas temperaturas urbanas y la falta de vegetación.
Por otra parte, la actividad industrial y doméstica genera un aporte de calor al medio. En particular los sistemas de refrigeración en la ciudad forman parte de un círculo vicioso, ya que generan calor extra y su uso se incrementa con la temperatura. Algunos autores explican la isla de calor como un efecto invernadero local, pues los gases se encierran en un solo lugar provocando una cápsula de gases que absorbe calor del sol. Los materiales que forman la ciudad absorben la radiación solar de onda corta y la emiten posteriormente con una longitud de onda más larga, frecuencia que resulta retenida por partículas en suspensión y gases de combustión.
La cápsula de gases solo puede ser rota cuando los vientos son superiores a 20 km/h, si en la superficie hay demasiados edificios de mucha altura el aire será obstruido y la cápsula no se romperá, sin embargo hasta lo más natural puede provocar una cápsula de calor. Las ciudades localizadas en un valle rodeado de montañas de más de 500 m son más propensas a una isla de calor, debido a que el aire queda obstruido por las montañas que la rodean, haciendo la cápsula más densa y gruesa.
Otra de las causas que provocan el efecto de isla de calor es el efecto albedo. El albedo es la capacidad de reflejar en mayor o menor medida la radiación solar. Por regla general, un color más claro absorbe menos calor que un color más oscuro. Las calles hechas de asfalto alcanzarán temperaturas mucho mayores que aquellas alcanzadas por una calle construida de hormigón.
La isla de calor puede llegar a disminuir el período frío del invierno y extender el de verano, adelantando la primavera y retrasando el otoño. Su efecto sobre la temperatura urbana puede reducir el uso de la calefacción en invierno, pero aumenta la demanda de refrigeración en verano. El mayor uso de la refrigeración incrementa la demanda energética, con sus consecuentes perjuicios ambientales y económicos. A nivel ambiental, la mayor temperatura también contribuye a las reacciones de los gases de combustión presentes en la atmósfera. En algunos casos no sólo resulta afectada la temperatura de la ciudad sino también de sus alrededores, alterando el clima regional.
Las anomalías climáticas urbanas, tales como la isla de calor, están muy influidas por la mano del hombre, y por tanto está en manos de los dirigentes de los países industrializados la potestad de diseñar ciudades más sostenibles y reducir la emisión de gases de efecto invernadero. Solo así podremos reducir los desequilibrios climáticos cada vez mayores que están asolando al planeta.

viernes, 2 de junio de 2017

La simulacion climatica hizo posible a Jornet conquistar el Everest.

El secreto: La aclimatación previa. 

Kilian Jornet se preparó en un simulador diseñado por él en Noruega, en una tienda de hipoxia en la que se reproducen las condiciones de una determinada altura. Tras ello decidió pasar al Everest”, informó a los medios Enric Subirats, su médico internista y director de la cátedra de Medicina de Montaña de la Universitat de Girona. Y ya en el Everest, subió dos veces.
De esta experiencia de un atleta excepcional podrían derivarse nuevos modos de aclimatarse para alpinistas normales. “Si funciona realmente y no sólo para naturalezas excepcionales como la de Kilian Jornet, muchos montañeros que no disponen de tres meses, sino de 15 días de vacaciones, podrían plantearse alcanzar estas alturas”, apunta Subirats.
A la vez que Jornet, alcanzó la cima el alpinista Ferran Latorre, que conseguía con el Everest su catorce ochomil. Latorre lo logró al modo tradicional, ascendiendo paso a paso, aclimatando su organismo poco a poco. Su expedición ha permitido una amplia investigación sobre qué pasa en el organismo cuando se sube a tanta altura, en la que participan el hospital de Sant Pau, el de Can Ruti, la UB, la UPC y que financia la Fundació La Caixa. “Hicimos un ascenso pausado desde los 2.800 metros a los 5.400 del campamento base en ocho días”, explica el experto en genómica de Sant Pau, José Manuel Soria, que dirige el proyecto de investigación. “Latorre siguió un sistema de doble ciclo: desde el campamento base subió hasta el campamento 1, paró, siguió hasta el 2, pero bajó a dormir al 1. Ese es el modelo que le va bien a él. Cada alpinista conoce su cuerpo y establece con su experiencia lo que le funciona mejor. No hay protocolos: es totalmente empírico”, reconoce el médico.
El equipo de investigación que subió con Latorre ha tomado muestras y ha observado a 22 sherpas y 15 alpinistas occidentales de élite. “Estamos convencidos de que hay diferencias en la expresión del genoma y queremos encontrar esa diferencia que pueda predecir cuándo una persona es susceptible de sufrir mal de altura”, explica Soria. No es baladí: “Calculamos que 140 millones de personas se exponen cada año a este problema”.
Si el programa diseñado por Kilian Jornet con el simulador fuera extrapolable a personas con condiciones físicas menos excepcionales, la aclimatación se podría llevar hecha. Los efectos de esa adaptación fisiológica se mantienen entre dos y cuatro semanas, según Enric Subirats.
Ascender más rápidamente puede suponer que el organismo se exponga durante menos tiempo a los problemas de la altura. ¿Sería una ventaja? “No me atrevería a asegurar si los beneficios de estar menos tiempo expuesto compensan los riesgos de un ejercicio más duro. Lo desconocemos”, apunta Enric Subirats. 
De ambos logros, el doblete espectacular de Kilian Jornet y la cima al modo clásico del alpinista Ferran Latorre, varios equipos de investigación están dispuestos a aprender.
Los médicos se basan en que, a menos presión, menos oxígeno en la sangre y viceversa. O sea, a mayor altura, la presión parcial del oxígeno se reduce, con lo cual la hemoglobina es capaz de cargar menos cantidad. “En el campamento base del Everest, la saturación de oxígeno normal no pasa de 80% o 85%. En Barcelona, con esa saturación te pondrían oxígeno. Allí se tolera bien. Eso es la aclimatación. Se producen cambios fisiológicos generando más glóbulos rojos para aumentar la capacidad de captar oxígeno”, describe el investigador José Manuel Soria. “Por eso se tarda hasta ocho días en llegar al campamento base”.

Fuente: Ana Macpherson (La Vanguardia).

domingo, 28 de mayo de 2017

Mars UPV. Exoesqueleto astronauta de exploracion marciana.

Dos años después de ganar con Space Helmet, la UPV vuelve a colarse entre los cinco finalistas mundiales del concurso organizado por la NASA.

Un proyecto desarrollado por alumnos, titulados y profesores de la Universitat Politècnica de València (UPV) ha sido seleccionado como finalista del International Space Apps Challenge, el concurso de aplicaciones para el espacio de la NASA. 

Se trata de Mars UPV, un trabajo que combina tres ideas revolucionarias: un exoesqueleto inteligente, una mochila propulsora y un casco de realidad aumentada (HUD). El prototipo ha sido elegido por el jurado como Mejor Uso de Hardware, junto con otras cuatro propuestas de Inglaterra, Francia, Bulgaria y Argentina. 

La fase local del Space Apps Challenge 2016 se celebró del 22 al 24 de abril simultáneamente en 193 ciudades de 72 países y giró en torno a seis grandes áreas temáticas relacionadas con las misiones espaciales: la aeronáutica, la Tierra, la Estación Espacial Internacional, viaje a Marte, Sistema Solar y más allá, y la tecnología espacial. En total, se presentaron 1.286 equipos (cerca de 15.000 participantes de todo el mundo) que propusieron soluciones innovadoras para los retos planteados por la NASA. De todos ellos, solo 5 equipos por cada categoría han pasado a la ronda final.

Mars UPV, un prototipo revolucionario.
El proyecto Mars UPV consiste en un exoesqueleto inteligente que refuerza los movimientos de los astronautas desde el impulso del nervio y una mochila propulsora cuya característica principal radica en el uso como combustible de metano líquido y oxígeno, sintetizables in situ en el ambiente marciano. Todo ello se completa con un display integrado en el casco, que interactúa con el entorno gracias a un software específico y muestra información de interés sobre el planeta y las posibles señales de vida.
En su construcción, ha intervenido activamente hasta casi una veintena de miembros de la UPV: 15 son alumnos de grado y posgrado y titulados (integrantes todos ellos de la comunidad Makers UPV) y 3 son investigadores del Instituto Universitario CMT-Motores Térmicos. Luis Miguel García-Cuevas, profesor del Grado en Ingeniería Aeroespacial y miembro del Instituto CMT, explica la idea. "Hemos presentado un sistema de transporte personal para Marte que utiliza los recursos naturales que se pueden encontrar en el planeta rojo. El jetpack se compone de una mochila con depósitos de combustible y oxidante, y unas toberas propulsivas que permiten desplazarse de un lado a otro de la superficie de un planeta."
"Fundamentalmente, hemos trabajado en el análisis de la misión, el desarrollo teórico, el diseño de la mochila, la obtención de recursos en Marte, las imágenes 3D de todas las piezas, y el sistema de realidad aumentada que utiliza el astronauta para obtener información del terreno", añade García-Cuevas.
Entrenamiento de astronautas.
Germán Torres, ingeniero aeronáutico y coordinador del proyecto, comenta la sensación que produce un resultado como este. "Estar ahí ya es una recompensa muy grande. Supone todo un reconocimiento al esfuerzo realizado -no solo, pero sí muy especialmente- durante el fin de semana de la competición: dos días sin dormir, jornadas muy duras, con mucho estrés y tensión. Si sale bien, te llevas una satisfacción enorme."
"Hemos conseguido un demostrador que puede ser utilizado para el entrenamiento de astronautas. Ahora mismo no sirve para volar pero sí es útil para familiarizarse con el panel de control y demás herramientas. El prototipo que presentamos lleva detrás un estudio teórico y técnico importante que asegura que el equipamiento es viable", concluye Germán Torres.
En cuanto a la decisión del jurado, la NASA hará público el nombre de los ganadores al principio de la semana que viene. El premio consiste en una visita a Cabo Cañaveral, para visitar las instalaciones de la NASA, mantener encuentros con astronautas e ingenieros, y presenciar en directo el despegue de una misión.
Makers UPV y Generación Espontánea.
Los Makers UPV son una comunidad de alumnos y titulados integrados en la plataforma Generación Espontánea, lanzada desde la Universitat Politècnica de València para ayudar a sus estudiantes más competitivos e internacionales. Bajo este paraguas, la UPV despliega un programa de un apoyo institucional a las asociaciones más activas para que lleven a cabo sus actividades extracurriculares (participación en eventos, competiciones, concursos internacionales, programas de voluntariado.) y sirvan de ejemplo al resto de estudiantes. Entre los proyectos de los Makers UPV está el reciente diseño del tren supersónico Hyperloop.
Más información:
Proyecto Mars UPV. NASA Space Apps Challenge.

viernes, 26 de mayo de 2017

El CSIC en el cultivo espacial de vegetales.

Una investigación liderada por el CSIC buscará las claves de la adaptación de las plantas a la ausencia de gravedad.

La prueba formará parte de la misión espacial SpaceX-11 de la Estación Espacial Internacional.

El cultivo de plantas es imprescindible como apoyo de la exploración humana del espacio y la presencia en Marte.
El astronauta Tom Mashburn, en la ISS, con el experimento Seedling Growth. /NASA

Un equipo internacional liderado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) efectuará un experimento para estudiar el cultivo de plantas en condiciones de gravedad cero, como parte de la misión espacial SpaceX-11 de la Estación Espacial Internacional (ISS), que se lanzará el 1 de junio desde Cabo Cañaveral (Florida, EEUU). El objetivo es estudiar la viabilidad del cultivo de plantas como apoyo a la exploración humana del espacio.
El experimento, llamado Seedling Growth-3, está co-dirigido por el investigador del CSIC Javier Medina, del Centro de Investigaciones Biológicas. “Este experimento, resultado de la colaboración entre grupos de investigación europeos y norteamericanos, es el tercero y último de una serie cuyo objetivo es conocer los efectos de la ausencia de gravedad sobre el desarrollo de las plantas para hacer posible el cultivo de especies vegetales de interés en el ambiente espacial”, señala Medina. “El cultivo de plantas es imprescindible como apoyo de la exploración humana del espacio y, en concreto, para sostener la presencia de seres humanos en Marte”.
El experimento consiste en el envío a la ISS de semillas de la especie vegetal modelo Arabidopsis thaliana. “Esta planta, emparentada con la col, el nabo, el rábano y la mostaza, se utiliza en investigación porque se conocen muchos datos sobre ella (entre ellos su genoma completo). Es fácil de manipular y de cultivar y se pueden obtener numerosos datos biológicos con mucha más facilidad que en las especies de interés agrícola, en las que luego se aplica la información obtenida en esta especie modelo”, explica Medina.
Las condiciones ambientales del espacio, especialmente la ausencia de gravedad, representan para las plantas un estrés comparable a la salinidad, la sequía, el frío y el calor, de modo que el experimento que se va a realizar utilizará métodos similares a los que se emplean en las investigaciones sobre la respuesta de las plantas al cambio climático en la Tierra, añade el investigador.
La clave de la adaptación de las plantas a la falta de gravedad
Medina explica que “aunque investigadores norteamericanos consiguieron hace unos meses hacer crecer lechugas en la ISS, que fueron, de hecho, ingeridas por los astronautas, lo cierto es que no se conocen las claves biológicas de la adaptación de las plantas a la vida en un ambiente sin gravedad. Este es un factor ambiental esencial para el desarrollo de las plantas y existen numerosos estudios que muestran importantes alteraciones a nivel celular y molecular inducidas por la ingravidez”.
El conocimiento de los mecanismos biológicos de la adaptación -sostiene Medina- es imprescindible para que el cultivo de plantas en el espacio se realice sin incertidumbres, de modo sistemático, fiable y productivo. “El proyecto Seedling Growth, en sus sucesivas fases, analiza el papel de la luz en estos mecanismos de adaptación, con resultados satisfactorios hasta el momento, que se pretenden consolidar y ampliar en esta tercera parte”, detalla.
Medina lidera en este proyecto un equipo europeo, que incluye dos laboratorios franceses. Por parte norteamericana, el proyecto está dirigido por la Universidad de Carolina del Norte. Las Agencias Espaciales Europea (ESA) y Norteamericana (NASA) respaldan y gestionan los experimentos del proyecto en la ISS. En el ámbito español, el análisis de las muestras en el CIB está financiado por el Plan Estatal de I+D+i. El experimento Seedling Growth-3 incorpora tecnología espacial española. La preservación de las muestras para analizarlas en la Tierra se realizará con el instrumento FixBox, diseñado y construido por la empresa Sener S.A. con financiación de la ESA.
Fuente: CSIC 25/05/2017