CAMARAS DE ENSAYOS CLIMATICOS Y DE ENVEJECIMIENTO AMBIENTAL ACELERADO
PARA REPRODUCCION Y SIMULACION EN LABORATORIO DE CLIMAS NATURALES O ARTIFICIALES
DISEÑO, INVESTIGACION Y DESARROLLO DESDE 1967

viernes, 31 de octubre de 2014

Drosophila. Una mosca de laboratorio para investigar la salud humana.

En la investigación médica son conocidos popularmente los denominados “conejillos de indias”; animales en los cuales se experimentan los efectos de determinadas enfermedades del hombre, sus tratamientos farmacológicos y sus efectos secundarios. La clave se encuentra en seleccionar animales cuyo mapa  genético sea lo más parecido al de los seres humanos y cuyo periodo de vida sea el más corto posible con el fin de poder obtener resultados en cortos espacios de tiempo.

Bajo estas claves, parece que una determinada especie de mosca puede cumplir con creces dichas premisas.

La mosca Drosophila, más exactamente Drosophila melanogaster, también llamada mosca del vinagre o mosca de la fruta, es una especie de díptero braquícero de la familia Drosophilidae. Recibe este nombre debido a que se encuentra normalmente en frutas en proceso de fermentación, tales como las manzanas, plátanos, uvas, etc. 

Este insecto fue adoptado como animal de experimentación genética por Thomas Morgan a principios del siglo XX. Sus 165 Mb de genoma (1 Mb= 1 millón de pares de bases) fueron publicados en marzo 2000 gracias al consorcio público y la compañía Celera Genomies, encontrándose que alberga alrededor de 13.600 genes.

Se trata de una especie de mosca utilizada frecuentemente en experimentación genética, debido a que posee un reducido número de cromosomas (4 pares), breve ciclo de vida (15-21 días) y aproximadamente el 61% de los genes de enfermedades humanas que se conocen tiene una contrapartida identificable en el genoma de las moscas de la fruta, y el 50% de las secuencias proteínicas de la mosca tiene análogos en los mamíferos.

De ahí que, para propósitos de investigación, fácilmente pueden reemplazar a los seres humanos. Se reproducen rápidamente y presentan diferentes etapas de desarrollo (huevo, tres estadios larvales, pupa e imago) las cuales pueden ser expuestas a diferentes fármacos, de modo que se pueden estudiar muchas generaciones en un corto espacio de tiempo y observar sus alteraciones.

En la actualidad ya se conoce el mapa completo de su genoma, lo cual la ha ce idónea como herramienta para evaluar el daño ocasionado por agentes extraños en poco tiempo y a bajo costo. Es por ello que hasta la NASA está investigando colonias de moscas en la Estación Espacial Internacional, para estudiar posibles enfermedades de los astronautas en situaciones de ingravidez a largo plazo.

La prueba se basa en experimentar con las larvas de tercer estadio, bajo condiciones climáticas controladas,  por vía de la ingestión del medicamento a probar, de manera que la actividad tóxica de éste interfiera con los procesos de regulación de la fase de metamorfosis (pupa) del organismo, tratando de encontrar posibles alteraciones en la fase adulta. 

A escala de laboratorio se puede experimentar el comportamiento de estos insectos, mediante la utilización de las cámaras climáticas de crecimiento controlado como la que se muestra en la imagen adjunta.

jueves, 30 de octubre de 2014

Calentamiento climatico y record de perdida de hielo artico.

La cubierta de hielo del Ártico continúa su tendencia por debajo del promedio este año ya que el hielo se redujo a su mínimo anual el 17 de septiembre, según informó el Centro Nacional de Datos sobre el Hielo y la Nieve (NSIDC), respaldado por la NASA, en la Universidad de Colorado, en Boulder.

“La cubierta de hielo del Ártico, en 2014, es la más baja que se ha registrado desde el año 1978”, dijo Walter Meier, científico investigador del Centro Goddard para Vuelos Espaciales de la NASA, ubicado en Greenbelt, Maryland. 

El alcance del hielo en el mar del Ártico, desde el 21 de marzo hasta el 17 de septiembre, cuando el hielo pareció llegar a su mínimo para este año. En la era de los satélites, es el sexto mínimo más bajo. La Agencia de Exploración Espacial de Japón aportó los datos. 
 
Durante el verano boreal de 2014, el hielo volvió a derretirse, reduciendo así su extensión máxima en marzo a un área de cobertura de 5,02 millones de kilómetros cuadrados, según los análisis llevados a cabo por científicos de la NASA y del NSIDC. La extensión mínima de este año es similar a la del año pasado y está por debajo del promedio de 6,22 millones de kilómetros cuadrados registrado entre 1981 y 2010. 

“El verano boreal comenzó relativamente frío y careció de las grandes tormentas o de los persistentes vientos que pueden romper el hielo e incrementar el derretimiento”, explicó Meier. No obstante, la temporada terminó con hielo por debajo del promedio. “Incluso con un año relativamente frío, el hielo es mucho más delgado que lo que solía ser. Es más susceptible al derretimiento”, explicó. 

Este verano boreal, el Paso del Noroeste (Canadá y Alaska) permaneció repleto de hielo. Una franja de mar abierto se extendía al norte de Siberia, en el Mar de Laptev, y sobrepasó los 85 grados norte, que es lo más lejos al norte que ha llegado el mar abierto desde fines de la década de 1970, según Meier. 

A pesar de que el hielo del mar en verano ha cubierto una porción más grande del Ártico en los dos últimos años que el mínimo registrado en el verano del año 2012, esto no indica que el Ártico está volviendo a las condiciones promedio, dijo Meier. La extensión mínima de este año se mantiene acorde a una tendencia en baja; cada 10 años, el océano Ártico pierde alrededor del 13 por ciento del hielo marítimo. 

Para medir la extensión del hielo marítimo, los científicos incluyen áreas que tienen una cubierta de hielo de al menos un 15 por ciento. El análisis computarizado, desarrollado por la NASA, que es uno de los diversos métodos que usan los científicos para calcular la extensión, se basa en datos proporcionados por el satélite Nimbus 7, de la NASA, el cual funcionó desde 1978 hasta 1987, y por el Programa de Satélites Meteorológicos del Departamento de Defensa de Estados Unidos, que ha brindado información desde 1987. 

Además de monitorizar el hielo del mar desde el espacio, la NASA está llevando a cabo campañas aéreas en el lugar con el fin de dar seguimiento a los cambios que se producen en el Ártico y a su impacto sobre el clima. Los vuelos de la Operación IceBridge han estado midiendo el hielo del mar Ártico y la capa de hielo durante los últimos años, en época de primavera. Este mes, un nuevo experimento de campo, denominado “Experimento IceBridge sobre Hielo y Mar - Radiación Ártica”, comenzó a explorar la relación que existe entre el repliegue del hielo marítimo y el clima del Ártico.

miércoles, 29 de octubre de 2014

Corrosion en sales fundidas: Corrosion catastrofica.

Los procesos de degradación por corrosión a elevada temperatura en presencia de sales fundidas se deben a que en los dispositivos de transformación de energía se generan depósitos de cenizas que tienen un punto de fusión menor al de los materiales sobre los que se deposita.

Esto produce fenómenos de degradativos muy rápidos, lo que hace que este proceso tenga consecuencias catastróficas, por lo que también se le denomina corrosión catastrófica.
Dentro de los estudios a desarrollar, cabe citar:
1) Determinación del proceso de corrosión por técnicas electroquímicas de corriente continua y de corriente alterna (EIS).
2) Determinación de diagramas de equilibrio por técnicas computacionales.
3) Monitorización de la corrosión en continuo a elevada temperatura.
4) Ensayos de resistencia a la corrosión de los productos acabados frente a ambientes químicamente activos, tales como el clima marino, mediante la utilización de cámaras de niebla salina.

Conjugacion plasmidica y resistencia bacteriana frente a antibioticos.

Un trabajo liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en colaboración con la Universidad de Newcastle, aporta nuevos datos sobre un mecanismo de regulación que contribuye de forma significativa al conocimiento de la transferencia génica horizontal, un proceso mediante el cual las bacterias intercambian su material genético. La investigación, publicada en la revista PLOS Genetics, constituye la base para el futuro desarrollo de herramientas biotecnológicas y sistemas con implicaciones en procesos clínicos e industriales. 

La mayoría de las bacterias poseen, junto a su cromosoma, entidades de replicación autónomas denominadas plásmidos. Muchos de ellos contienen genes que permiten su transferencia a bacterias que carecen de ellos, un proceso llamado conjugación que contribuye a la transferencia génica horizontal. La conjugación plasmídica juega un papel clave en la diseminación de la resistencia a antibióticos.
Los científicos ya describieron en un estudio previo las proteínas implicadas en la regulación del proceso de conjugación de pLS20, un plásmido conjugativo de la bacteria Gram-positiva Bacillus subtilis. Esta bacteria está presente en el suelo y es comensal habitual del intestino de animales y humanos.

“Ahora hemos logrado desentrañar el mecanismo responsable de que los genes de transferencia estén regulados de forma precisa. Este sistema funciona como un interruptor: cuando se dan condiciones adversas para la transferencia, el interruptor está apagado y no hay expresión de los genes de transferencia, pero cuando aparecen las condiciones óptimas para la transferencia del plásmido, cambia a encendido rápidamente”, explica Wilfried Meijer, investigador del CSIC en el Centro de Biología Molecular “Severo Ochoa” (mixto del CSIC y la Universidad Autónoma de Madrid).

Según los investigadores, el cambio de apagado a encendido incluye al menos tres niveles de seguridad que contribuyen íntegramente a la regulación. “El entendimiento de este mecanismo y los niveles que lo constituyen es esencial para el diseño de estrategias dirigidas a frenar la diseminación de la resistencia a los antibióticos. También es la base para el desarrollo de sistemas que permiten una regulación de expresión de genes de forma precisa”, indica el investigador del CSIC.

A escala de laboratorio se emplean las cámaras climáticas de laboratorio para estudiar los mecanismos de interacción entre bacterias y antibióticos, como la presentada en la imagen adjunta.


Fuente: CSIC Oct.2014. 
Gayetri Ramachandran, Praveen K. Singh, Juan Roman Luque-Ortega, Luis Yuste, Carlos Alfonso, Fernando Rojo, Ling J. Wu, and Wilfried J.J. Meijer. A Complex Genetic Switch Involving Overlapping Divergent Promoters and DNA Looping Regulates Expression of Conjugation Genes of a Gram-positive Plasmid. PLOS Genetics. DOI: pgen.1004733.

martes, 28 de octubre de 2014

Nanohilos interconectados para fabricar estructuras fotonicas tridimensionales.

Investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) han patentado un nuevo tipo de material que permite obtener nanohilos interconectados de forma controlada, un avance que tiene aplicaciones en campos como la microelectrónica, los dispositivos ópticos o la energía. El trabajo, publicado en Nature Communications, detalla un nuevo procedimiento para fabricar un tipo de nanoestructuras tridimensionales de tamaño macroscópico de forma sencilla, empleando nanomoldes porosos tridimensionales. 

El desarrollo de técnicas de fabricación de nanomateriales para su producción a gran escala de forma muy controlada ha sido hasta ahora relativamente lento. La principal razón estriba en la dificultad práctica de producir a gran escala, manipular y operar materiales de tamaño nanométrico en un mundo macroscópico. 

“En este sentido, una estrategia que está demostrado su efectividad es la de integrar de forma organizada estos materiales o componentes nanoscópicos en superestructuras tridimensionales hasta alcanzar la escala macroscópica. Este trabajo presenta un nuevo procedimiento para la realización de este tipo de nanoestructuras”, aclara Marisol Martín, investigadora del CSIC en el Instituto de Microelectrónica de Madrid.

Una red de nanoporos
Los investigadores han fabricado una matriz nanoestructurada tridimensional, interconectada y ordenada, compuesta de óxido de aluminio. La fabricación de estos nanomoldes se basa en reacciones de anodización (oxidación electroquímica) de aluminio.
El avance consiste en crear de forma controlada redes de canales que conectan estos poros originalmente independientes. Esta red periódica de nanoporos puede rellenarse por diversas técnicas para obtener redes tridimensionales de nanohilos. “Las aplicaciones son numerosas y dependen del material con el que se rellenen los nanomoldes de óxido de aluminio. De hecho, el artículo demuestra la fabricación de nanoestructuras ordenadas tridimensionales de materiales inorgánicos como el termoeléctrico Bi2Te3, y de materiales poliméricos como el poliestireno. Además, la periodicidad de la red es la base para fabricar cristales fotónicos”, recalca la investigadora del CSIC.
El trabajo es directamente exportable a la industria, ya que abre el camino a la fabricación de revestimientos con nuevas propiedades ópticas, estructuras fotónicas basadas en plásticos, así como dispositivos termoeléctricos para la obtención de energía, entre otras aplicaciones.
Fuente: CSIC 24/10/2014. 
Jaime Martín, Marisol Martín-González, Jose Francisco Fernández y Olga Caballero-Calero. Ordered three-dimensional interconnected nanoarchitectures in anodic porous alumina. Nature Communications. DOI: 10.1038/ncomms6130.

De la oxidacion a la corrosion. Camaras de niebla salina.

En las primeras fases de las reacciones químicas oxidativas iniciadas por la migración de los primeros electrones bajo la acción de determinados electrolitos, la pérdida de masa es prácticamente inexistente. Este es el momento en que aparecen los primeros síntomas de oxidación, evidenciados por un cambio de color en la superficie de los metales: rojo en el acero al carbono, verde en las aleaciones de base cobre, gris en los aluminios, etc. En estos momentos iniciales de la desintegración estructural, todavía es posible la aplicación con éxito, de recubrimientos de protección eficaces.

Centrándonos en los metales ferromagnéticos expuestos a la acción corrosiva de la humedad y del ambiente marino, el primer momento de aparición de la tonalidad rojiza es el óptimo para la aplicación de los recubrimientos, en preferencia con los metales recién llegados de la acería. El poro inicialmente abierto en la superficie, facilita la adherencia de los primeros tratamientos previos al recubrimiento final.
Cuando los procedimientos de protección son tardíos, o el deterioro superficial ha pasado de una incipiente oxidación, a una corrosión intersticial en profundidad, con importante pérdida de masa férrica, la recuperación es ya mucho más improbable.
Cuatro son los aspectos fundamentales que influyen en la solvencia resultante de las estructuras sometidas a ambientes corrosivos como la niebla salina del mar: La composición del acero, la calidad de los recubrimientos de protección, el método de aplicación de los mismos y el grado de resistencia a las condiciones climáticas químicamente activas.
Para determinar la resistencia de los metales y la fiabilidad de los recubrimientos aplicables, se realizan ensayos acelerados en el laboratorio con cámaras de corrosión por niebla salina,
y las cámaras de condensación humidostáticas y de corrosión con atmósferas de SO2 Kesternich.

lunes, 27 de octubre de 2014

Deshielo por calentamiento climatico y orbita terrestre.

Las emisiones de gases de efecto invernadero influyen en mayor medida al deshielo que los cambios de la órbita de la Tierra.

Un equipo liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha descubierto que existe relación directa entre los cambios de la órbita terrestre y la estabilidad del casquete oriental antártico, concretamente en el margen continental de la Tierra de Wilkes (Antártida Oriental). En el estudio, que se publica en la revista Nature Geosciences, han participado 29 científicos de 12 países. 

Este trabajo se basa en el análisis de sedimentos marinos que fueron transportados por icebergs hace entre 2,2 y 4,3 millones de años, y que se han recogido durante una expedición del Integrated Ocean Drilling Program. Los datos obtenidos revelan que procesos climáticos naturales pueden aumentar la respuesta de los casquetes polares ante cambios de energía relativamente pequeños derivados de las modificaciones en la órbita terrestre; se pueden producir subidas y bajadas del nivel del mar de decenas de metros. El estudio muestra que hace 2,5 millones de años, cuando las concentraciones de dióxido de carbono en la atmósfera eran similares a las actuales, el deshielo del casquete oriental antártico era generalizado.

“Este trabajo ayuda a resolver el misterio de cómo contribuye la órbita de la Tierra alrededor del Sol en la estabilidad de los casquetes de hielo”, explica la investigadora del CSIC Carlota Escutia, del Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra, que ha liderado la expedición.
Los gases de efecto invernadero
“Las emisiones de gases de efecto invernadero suponen, sin embargo, una aportación energética mucho mayor que la proporcionada por los cambios en la órbita terrestre”, apunta Escutia.
El análisis de los sedimentos muestra que la estabilidad del mayor casquete de hielos terrestre está influenciada por la presencia de la banquisa de hielos en los océanos que rodean la Antártida. La banquisa es agua de mar helada que forma un escudo protector alrededor del continente y de los casquetes de la Antártida, y es susceptible al calentamiento de los océanos generado como consecuencia del aumento de los gases de efecto invernadero. “La desaparición de la banquisa puede traducirse en un deshielo de los casquetes y en subidas del nivel del mar de varios metros”, añade Escutia.
Hace millones de años, bajo condiciones de concentraciones de dióxido de carbono altas (como las actuales) y temperaturas del océano un poco más elevadas que las que se registran en la actualidad, los océanos que rodean a la Antártida no pudieron sostener la banquisa. Según destaca la investigadora del CSIC, “la desaparición de este escudo protector permitió que las corrientes oceánicas arrastradas por los vientos penetraran hasta la base de los casquetes, produciendo su deshielo”.
El estudio plantea un potencial deshielo generalizado del casquete oriental antártico en el futuro si no se reducen los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera.
Fuente: CSIC (Oct.2014).
M. O. Patterson, R. McKay, T. Naish, C. Escutia, F. J. Jimenez-Espejo, M. E. Raymo, S. R. Meyers,, L. Tauxe, H. Brinkhuis, IODP Expedition 318 Scientists. Orbital forcing of the East Antarctic ice sheet during the Pliocene and Early Pleistocene. Nature Geosciences. DOI: 10.1038/NGEO2273

domingo, 26 de octubre de 2014

Termometro cuantico. Temperatura mas fria del universo.

Un grupo de investigadores de la Universidad británica de Nottingham ha desarrollado un termómetro cuántico capaz de medir las temperaturas más frías del Universo, de apenas una milmillonésima de grado por encima del cero absoluto.
 
La materia más fría que se conoce es el Condensado Bose-Einstein (CBE), una agrupación de millones de átomos que se comportan como un único objeto cuántico cuando son capturados en una trampa magnética. Varios experimentos de laboratorio han conseguido formar CBE a temperaturas de apenas media milmillonésima de grado por encima del cero absoluto, que es la temperatura más baja posible del Universo (-273 ºC) y a la que cesa la actividad atómica.
"Es la cosa más fría que somos capaces de producir en un laboratorio (afirma Ivette Fuentes, uno de los autores del estudio), el objeto más cercano al cero absoluto". De hecho, incluso el espacio interestelar (cercano a -270 ºC) está más caliente.
Por supuesto, para medir la temperatura a escalas subatómicas, el clásico termómetro de mercurio resulta completamente inútil. Pero en su lugar, los científicos sí que pueden contar el número de partículas de alta energía que existen en las zonas de energía más bajas y frías. Cuantas más partículas energéticas haya, mayor será también la temperatura. Lo malo es que llevar a cabo esa medición es algo prácticamente imposible. De hecho, para hacerlo hasta ahora era necesario liberar al Consensado de Bose-Einstein de su trampa magnética, momento en el cual pierde sus propiedades y sufre la agresión del medio exterior, haciendo imposible medir su auténtica temperatura.
Ahora, sin embargo, Fuentes y sus colegas han encontrado la forma de medir la temperatura de un Condensado de Bose-Einstein sin necesidad de "abrir" su jaula magnética. La idea se basa en capturar unos pocos átomos en el interior del Condensado y moverlos a través de él como una especie de sonda. Algo que el equipo ha conseguido hacer por medio de un láser. Cada uno de esos átomos modifica su estado de energía a medida que se mueven en el interior del Condensado. La diferencia entre sus diversos estados (que cambian al encontrarse en zonas más calientes o frías) puede utilizarse para medir la temperatura interior, sin necesidad de liberar el Condensado de su trampa magnética.
Fuente: arXiv.org.

Investigacion y control de la corrosion en arqueologia subacuatica.

Técnicos e investigadores de la Universidad Politécnica de Cartagena (UPCT) se han unido al equipo que trabaja en el diagnóstico del estado de conservación de las monedas que transportaba la fragata “Nuestra Señora de las Mercedes” y que se exponen en el Museo Nacional de Arqueología Subacuática (Arqua). Su trabajo se centra en explicar cómo actuar para conseguir una adecuada conservación y evitar fenómenos indeseables que deterioren las piezas.
 
La colaboración se lleva a cabo a través de técnicos del Servicio de Apoyo a la Investigación Tecnológica (SAIT) de la UPCT , que ya analizaron hace varios meses en sus equipos de altas prestaciones una muestra representativa de las distintas monedas antes de que fueran exhibidas.
Los investigadores realizaron un diagnóstico sobre el estado de conservación de cada uno de los tipos de monedas mediante técnicas como la difracción de rayos X, el plasma de acoplamiento inductivo, la cromatografía iónica y la observación con microscopía electrónica y óptica.
Detener la corrosión.
La principal tarea de estos técnicos es ahora determinar cómo tratar cada moneda para detener la corrosión, ya que permanecieron bajo el mar durante dos siglos. Las piezas fueron recuperadas por el Estado español en 2012 tras una ardua batalla en los tribunales de Estados Unidos contra la empresa cazatesoros Odyssey.
Según explicó el director del SAIT y miembro del equipo investigador, Isidro Ibarra, una decisión tan sencilla a primera vista como secar las monedas o mantenerlas en un medio acuoso puede tener consecuencias irreversibles para la pieza. Por eso, dijo que es necesario investigarlas previamente.
Para el director del Arqua, Iván Negueruela, la colaboración del SAIT con el Ministerio de Cultura está siendo fundamental, y confió en que en el próximo año comiencen a verse los primeros resultados de estos trabajos de investigación.
Para evaluar la resistencia a la corrosión de los materiales arqueológicos se emplean las cámaras de ensayos de laboratorio como la representada en la imagen siguiente.
Fuentes: SAIT-UPCT-ARQUA.

Pintura de nanohilos invisible al radar. Camaras de resistencia climatica.

La empresa madrileña Micromag 2000 ha desarrollado una tecnología capaz de  hacer invisibles al radar embarcaciones, vehículos o aeronaves, gracias al desarrollo de una pintura de nanohilos. 
 
La técnica fue probada en la ría de Vigo donde se consiguió hacer desaparecer del radar una patrullera de la Armada española de 45 metros de eslora.
Micromag se fundó en 2000 a partir del trabajo de investigación de materiales magnéticos y sus aplicaciones, realizado en el Instituto de Magnetismo Aplicado de la Universidad Complutense de Madrid.
Se trata de una spin-off (empresa creada en el seno de una entidad) dedicada a la investigación, producción de aleaciones metálicas y de microhilos magnéticos amorfos y al desarrollo de sus aplicaciones.
Micromag está constituida por físicos y doctores especializados en aleaciones y materiales magnéticos, ingenieros industriales y técnicos de producción y mantenimiento.
Esta compañía comenzó su trabajo centrándose en la
automatización y producción en serie del microhilo magnético amorfo. Un
microhilo magnético es un filamento continuo de menos de 100 µm de diámetro
que consiste de un núcleo metálico cubierto de una capa de vidrio. El método
de fabricación, que depende directamente de la fundición en una sola
operación, es intrínsecamente barato y ha sido usado exitosamente para
producir una amplia gama de metales y aleaciones que varían en tamaño de 100
µm a 3 µm de diámetro total.
Los microhilos magnéticos amorfos tienen propiedades magnéticas excepcionales y son normalmente obtenidos utilizando la técnica de Taylor-Ulitowski.
Entre las múltiples aplicaciones en que pueden ser utilizados destaca su uso como elemento base para materiales compuestos ("composites"), que presentan elevadas propiedades de absorción de la radiación electromagnética de alta frecuencia, en el rango de 0.5 a 25 GHz. Micromag ha sido capaz de integrar el microhilo en diferentes materiales, como pueden ser siliconas, fibras de vidrio, pinturas o materiales de construcción, obteniendo unos niveles de atenuación de la radiación incidente muy elevados.
Es de destacar que, para estudiar el comportamiento de este tipo de revestimientos, se hace imprescindible la evaluación de la resistencia climática de este tipo de pinturas bajo condiciones ambientales extremas, tales como el clima marino, cambios térmicos acelerados (aeronáutica), etc. Para ello se utilizan las cámaras de ciclados climáticos, de formación de hielo, lluvia, corrosión acelerada y de choques térmicos repetitivos.
Fuente: Micromag.

martes, 7 de octubre de 2014

La NASA se acerca al cero absoluto (temperatura de -273ºC). Camaras ultracriogenicas.

Aunque en principio no parezca una noticia espectacular, dado que ya es conocido el procedimiento para acercarse a tan inalcanzable límite, lo que sí es un hito es lograr el grado de proximidad al que ha llegado el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA. Y es que la misión CAL (Cold Atom Laboratory) ha logrado enfriar un gas hasta unas temperaturas extremadamente próximas al cero absoluto; el grado Kelvin.
 
El objetivo era producir un estado de la materia conocido como "el condensado Bose-Einstein" y poner a punto un instrumento para ser utilizado en la Estación Espacial Internacional a finales de 2016. Para ello ha sido necesario enfriar un gas hasta una temperatura lo más cercana a -273 grados centígrados, límite físicamente inalcanzable. 
Según ha informado el científico Rob Thompson, "el banco de pruebas de tierra del CAL es el lugar más frío en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA a 200 grados nano-Kelvin (200 milmillonésimas de 1 Kelvin)". "El logro de Bose-Einstein en nuestro prototipo de instrumento es un paso crucial para la misión".
Un condensado de Bose-Einstein (BEC) es una colección de átomos en un gas a tan baja temperatura, que se consigue que ocupen el mismo estado cuántico, es decir, que todos ellos tengan los mismos niveles de energía y niveles insignificantes de calor. Por debajo de cierta temperatura, los átomos comienzan a fusionarse, superponerse y a sincronizarse como los bailarines de un coro. El material resultante no es sólido, líquido ni gaseoso y comienza a comportarse siguiendo los dictados de la mecánica cuántica, como es el hecho de que se dé un comportamiento de onda y partícula, como pasa por ejemplo con los fotones.
Aunque estos gases cuánticos se habían creado antes en otro lugar en la Tierra, el Laboratorio Átomo Frío explorará los condensados en un régimen completamente nuevo: el ambiente de microgravedad de la estación espacial. Esto permitirá la investigación innovadora de los materiales sometidos a temperaturas extremadamente frías.
Estas temperaturas desbloquearían el potencial de observar nuevos fenómenos cuánticos y probar algunas de las leyes más fundamentales de la física. Observado por primera vez en 1995, los condensados Bose-Einstein han sido uno de los temas más «calientes» en la física desde entonces.
Es de destacar que para lograr la proximidad al cero absoluto se emplean las cámaras ultracriogénicas de laboratorio, las cuales se caracterizan por dos aspectos fundamentales: la generación de vacio (de ahí la simulación de microgravedad), y el empleo de helio líquido.
Fuente: NASA

domingo, 5 de octubre de 2014

Origen genomico de las abejas. Camaras climaticas para entomologia.

Científicos de la Universidad de Uppsala (Suecia) han desarrollado el mapa genómico de las abejas melíferas. 
 
La “apis mellifera”, o abeja melífera, es de crucial importancia para la humanidad puesto que un tercio de los alimentos que consume dependen de la polinización de frutos, y diversos vegetales, por parte de estos insectos.
En contra de lo que se pensaba, los resultados indican que esta especie se originó más probablemente en Asia que no en África.
Teniendo en cuenta la alarmante desaparición de las abejas, es importante estudiar cómo se adaptan estos insectos a los diferentes climas existentes en el planeta.
La investigación concluye que las abejas proceden de una antigua especie de abejas que llegaron de Asia hace unos 300.000 años y se extendieron rápidamente a través de Europa y África.
Según es conocido, el cambio climático ha afectado de manera importante a las poblaciones de insectos históricamente, lo que no podía ser menos en el caso de las abejas.  "Las poblaciones de Europa parecen haberse reducido durante las glaciaciones, mientras que las africanas se han expandido en esos periodos, lo que sugiere que las condiciones ambientales eran más favorables", sostiene el científico sueco Webster, responsable de la investigación.
 "El estudio proporciona nuevos conocimientos sobre la evolución y la adaptación genética y establece un marco para la investigación de los mecanismos biológicos que están detrás de la resistencia a enfermedades y la adaptación al clima, conocimientos que podrían ser vitales para la protección de las abejas en un mundo climático que cambia rápidamente".
Es de destacar que para estudiar el comportamiento de las abejas, y su supervivencia bajo diversas condiciones climatológicas, se emplean las cámaras climáticas de laboratorio, en las cuales se pueden simular las condiciones ambientales extremas que se pueden reproducir en cualquier lugar del planeta.

sábado, 4 de octubre de 2014

Degradacion de polimeros. Camaras climaticas de envejecimiento acelerado.

Cuando hablamos de degradación de materiales, nos referimos a todo proceso de deterioro de cualquiera de sus características físicas y químicas, tales como: aspecto, color, composición, geometría, densidad, dureza, etc.

La degradación de los polímeros puede generar variaciones mecánicas, cambio de tonalidad, vulnerabilidad térmica, pérdida de masa, etc. Las causas más importantes del envejecimiento son derivadas de variaciones climáticas, tanto naturales como artificiales. Variables tales como: calor, luz solar  y contaminación  por sustancias químicamente activas (ambientes ácidos, alcalinos y salinos) son las causas más importantes del envejecimiento.

La presencia continuada de estas condiciones ambientales extremas, por si solas, o combinadas, pueden provocar deterioros  indeseables, tales como grietas y la desintegración química de los productos tales como la biodegradación , e incluso variación del peso molecular en el caso de los polímeros reciclables.
La fotodegradación puede generar la rotura de los enlaces covalentes debido a la radiación UV emitida por la luz solar y su consecuente decoloración y harinamiento superficial.
El efecto de las elevadas temperaturas puede provocar la ruptura hemolítica de los enlaces covalentes de la cadena orgánica.
El oxígeno ambiental puede originar radicales libres, con las consecuentes  reacciones secundarias degradatívas (peróxidos que luego se descomponen). También el oxígeno o el ozono, pueden reaccionar con los polímeros provocando o favoreciendo su escisión.
La degradación hidrolítica se produce al entrar en contacto el material con un medio acuoso; el agua penetra en la matriz polimérica y provoca hinchamiento, ruptura de puentes de hidrógeno intermoleculares, hidratación de las moléculas y finalmente la hidrólisis de los enlaces inestables.
La disolución se produce cuando el polímero se encuentra en `presencia de disolventes. Cuanto mayor sea la similitud orgánica entre el soluto (polímero) y el disolvente, mayor probabilidad habrá de que se produzca la desintegración por disolución.
La biodegradación se debe a la acción de los organismos vivos tales como las bacterias, hongos, levaduras y sus enzimas, las cuales consumen las sustancias poliméricas como fuente de alimento, de tal manera que su forma original desaparece. 
En cuanto a la fotodegradación, podemos decir que, aunque gran parte de la radiación solar es absorbida por la atmósfera, la radiación UV (280 y 400 nm) es la que mayormente alcanza la superficie terrestre. Esta energía radiante, comprendida entre 72 a 100 Kcal, es suficiente para producir la rotura de los enlaces covalentes y ocasionar el deterioro de los polímeros orgánicos. 
Debido a que los plásticos más comunes (polietileno, PVC, poliestireno,  poliéster, polipropileno, etc.,) se degradan por efecto de la radiación UV emitida por el Sol, es importantísimo emplear una gran cantidad de aditivos en su composición para reducir el envejecimiento  por fotodegradación, lo que no exime de realizar ensayos de resistencia a la intemperie. 
 
Para evaluar la resistencia al envejecimiento ambiental de los polímeros se emplean las cámaras climáticas de ensayos acelerados de laboratorio.

viernes, 3 de octubre de 2014

Fotobiorreactores flat panel para cultivo de microalgas.

El interés científico en las microalgas está creciendo de forma tan vertiginosa, que cada vez son más los centros de investigación y grupos universitarios que experimentan en el cultivo de microorganismos fotoautotróficos; de ahí que se requieran diversos tipos de fotobiorreactores, tales como: de exteriores, tubulares, de flat panel, en matraces mediante cámaras climáticas de cultivos, etc.

Las materias de investigación se basan en aspectos básicos y aplicados de la Taxonomía, técnicas de muestreo, aislamiento y cultivo de las Cianobacterias (bacterias capaces de realizar la fotosíntesis oxigénica), las Diatomeas (algas unicelulares microscópicas) y los Dinoflagelados (microorganismo unicelulares que forman parte del fitoplancton marino y de agua dulce).
Según está demostrando, los fotobiorreactores, no solo permiten estudiar el cultivo de microalgas para propósitos de obtención de biocombustibles sustitutivos del petróleo, sino también a efectos productivos para múltiples sectores, tales como el alimentario, cosmético, farmacéutico, etc.
Para producir algas marinas, se necesitan los siguientes componentes esenciales: Radiación solar selectiva específica, agua, anhídrido carbónico, nutrientes esenciales y unos aparatos denominados fotobiorreactores, basados en cálculos de ingeniería química eficiente con controles precisos de la dinámica de fluidos y número de Reynolds optimizado, feedback de turbidez variable, temperatura, flujo lumínico homogéneo de alto rendimiento, bajo consumo, larga vida y bajo coste, sistemas de microfiltración de fácil limpieza, automatismos de control de flujo de gases y adición de nutrientes, precámaras de mezcla y tolvas de recogida de producto, etc., todo ello bajo monitorización y control informatizado.

Cuando se investiga a pequeña escala lo ideal es utilizar fotobiorreactores de pequeña capacidad y alta eficiencia, como es el caso de los del tipo "flat panel", fotobiorreactores de placas,  o de paredes planas, en los cuales se expone una gran parte del liquido a la acción de uno o dos paneles lumínicos. 

Diversos grupos de científicos, tales como los investigadores de la Universidad de Cádiz, estudian la viabilidad de utilizar diversas especies de microalgas marinas para retirar CO2 y óxidos de nitrógeno procedentes de emisiones industriales. Este trabajo se está realizando en las instalaciones del Centro Andaluz de Ciencia y Tecnología Marinas (CACYTMAR) mediante fotobiorreactores, y tiene como objetivo evaluar la capacidad potencial de captación que poseen distintas microalgas, así como establecer las condiciones óptimas de la inyección de gases en el cultivo. Y es que hay que tener en cuenta que la reducción de las emisiones a la atmósfera de dióxido de carbono y otros gases -con efecto invernadero- es un compromiso de la sociedad actual y por ello; distintas iniciativas se están promoviendo en el ámbito internacional, entre las que se encuentra la utilización de microalgas.
De hecho, desde el grupo de investigación RNM-144 “Oceanografía y contaminación del litoral” de la Universidad de Cádiz, su portavoz, el profesor Jesús Forja, explica que están trabajando a dos escalas diferentes: “la primera de ellas usa fotobiorreactores de laboratorio y permite realizar un screening (criba) de la capacidad de distintas microalgas para captar CO2”, mientras que la segunda se realiza a un mayor nivel, mediante fotobiorreactores tubulares de elevada capacidad, y tiene por objeto “establecer los balances globales de gases y la producción de biomasa en diferentes condiciones de cultivo (inyección de gases, irradiancia y temperatura fundamentalmente)”, como aclaran desde la institución universitaria.

El portavoz del grupo de investigación manifiesta: “pretendemos analizar el mayor número de microalgas posibles para poder tener en un futuro una base de datos que permita decidir sobre las especies de microalgas más adecuadas en función de la composición de los gases industriales y de las condiciones de cultivo”. Y para ello, trabajan ya en proyectos de investigación de Excelencia de la Junta de Andalucía (en el que participan también el CSIC y la Universidad de Granada) y del Plan Nacional I+D+i.