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

jueves, 31 de diciembre de 2015

Corrosion salina bajo tension de armaduras de acero duplex.

El Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha desarrollado un trabajo de investigación que estudia el comportamiento y durabilidad frente a la corrosión bajo tensión de armaduras de acero inoxidables dúplex (AISI 2001 y AISI 2205). 

El hormigón es un material con gran resistencia a compresión. Sin embargo, su baja resistencia a tracción obligaba a los proyectistas a diseñar estructuras muy robustas. En 1954 se utilizó por primera vez el hormigón y el acero en forma de material compuesto. Con la introducción de las barras corrugadas al hormigón, se ganó resistencia a tracción y posibilitó el diseño de estructuras de hormigón armado más esbeltas, pudiendo hacer frente a las estructuras metálicas.
Pese a que el acero ofrece resistencias similares tanto a compresión como a tracción, para los esfuerzos a compresión pronto aparecerán efectos de pandeo y/o abolladura, reduciendo su capacidad de compresión.
Imagen: CSIC.
Este tipo de armaduras de acero inoxidable han demostrado ser una excelente alternativa a las armaduras de acero al carbono en EHA expuestas a ambientes muy agresivos, especialmente en presencia de cloruros, ya que ofrecen una mayor vida útil en servicio.
Para evaluar la resistencia a la corrosión frente al ambiente marino se emplean las cámaras de ensayos acelerados de niebla salina.
Fuente: CSIC 7/12/2015 
D. M. Bastidas, E. Briz, J. Fernández e I. Llorente, Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas, CENIM-CSIC. Dpto. Ingeniería de Superficies, Corrosión y Durabilidad; M.V. Biezma, ETS de Náutica. Universidad de Cantabria. Dpto. de Ciencia e Ingeniería de Materiales.

Prediccion climatica de la NASA: “Caos climatico mundial”.

El caos climático mundial no ha hecho más que empezar. 
Esta hipótesis se desprende de los informes divulgados por la NASA, según la cual, la fuerte corriente de El Niño en el Océano Pacífico no muestra signos de disminución, y "ha creado ya un caos climático alrededor del mundo".
 
Las imágenes recogidas por el satélite meteorológico Jason-2, correspondientes al 27 de diciembre de 2015, tienen un parecido sorprendente a las del 28 de diciembre de 1997, captadas por su antecesor Topex/Poseidon, durante el último fenómeno de El Niño.
Imagen: NASA/JPL-Caltech (A Still-Growing El Niño Set to Bear Down on U.S.)
Las imágenes muestran alturas de la superficie del mar casi idénticas, inusualmente altas, a lo largo del ecuador en el Pacífico central y oriental, la firma de un grande y poderoso El Niño. Alturas superiores a las normales en la superficie del mar son una indicación de una gruesa capa de agua caliente.
El Niño se activa cuando los vientos alisios, que soplan hacia el oeste en el Pacífico se debilitan o incluso se producen en sentido inverso, lo que provoca un calentamiento dramático de la capa superior del océano en el Pacífico tropical central y oriental. Las nubes y las tormentas siguen el agua tibia, bombeando calor y alta humedad a la atmósfera suprayacente. Estos cambios alteran los caminos de la corriente en chorro y afectan a las rutas de las borrascas en todo el mundo.
El Niño de este año ha causado que la capa de agua caliente que normalmente se acumula alrededor de Australia e Indonesia adelgace drásticamente, mientras que en el Pacífico tropical oriental, las aguas superficiales normalmente frías están cubiertas con una gruesa capa de agua caliente. Esta redistribución masiva de calor hace que las temperaturas del océano se eleven desde el Pacífico central hacia las Américas.
Imagen: NASA/JPL-Caltech. (Latest still of the 1997 vs. 2015 El Nino events).

Como resultado ha disminuido la lluvia del sudeste asiático, con una reducción de las precipitaciones en Indonesia que ha contribuido al crecimiento de los incendios masivos que han cubierto la región con humo asfixiante.

El Niño también está implicado en las olas de calor en India causados por las lluvias tardías del monzón, así como en una bajada del nivel del mar de las islas del Pacífico, decoloración de los corales que está dañando los arrecifes, sequías en África del Sur, las inundaciones en América del Sur y una temporada de huracanes sin precedentes en el Pacífico tropical oriental. En todo el mundo, la producción de arroz, trigo, café y otros cultivos ha sido duramente golpeada por la sequía y las inundaciones, lo que lleva a precios más altos.
En los Estados Unidos, muchos de los mayores impactos de El Niño se esperan a principios de 2016. Los meteorólogos de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica predicen un cambio inducido por El Niño en los patrones de tiempo que comenzará en un futuro próximo, marcando el comienzo de varios meses relativamente fríos y húmedos en todo el sur de los Estados Unidos, y condiciones relativamente cálidas y secas sobre el norte.
La nueva imagen de Jason-2 muestra que la cantidad de agua de superficie extra-caliente de la corriente de El Niño (representada en tonos rojos y blancos) se ha incrementado de forma continua, especialmente en el este del Pacífico dentro de los 10 grados de latitud norte y al sur del ecuador.
En el Pacífico occidental, el área de bajo nivel del mar (azul y púrpura) ha disminuido un poco desde finales de octubre. Las áreas blancas y rojas indican patrones inusuales de almacenamiento de calor. En las áreas blancas, la superficie del mar esta de 15 a 25 centímetros por encima de lo normal, mientras que en las áreas rojas, es de aproximadamente 10 centímetros por encima de lo normal. Las áreas verdes indican condiciones normales. La altura de la agua del océano está influida, en parte, por su temperatura, y es un indicador de la cantidad de calor almacenado en el océano.
Dentro de esta zona, las temperaturas superficiales son mayores a 30 grados centígrados) en el Pacífico ecuatorial central y cerca de 21 grados en las costas americanas. Esta señal de El Niño abarca una superficie de 16 millones de kilómetros cuadrados.
"De cara al verano, podríamos no estar celebrando la desaparición de este El Niño", advirtió Bill Patzert, climatólogo del Jet Propulsion Laboratory. "Podría ser seguido por un La Niña, lo que podría traer efectos más o menos opuestos a la meteorología en el mundo."
La Niña presenta condiciones esencialmente contraria a El Niño. Durante un episodio de La Niña, los vientos alisios son más fuertes de lo normal, y el agua fría que normalmente existe en las costas de América del Sur se extiende hasta el Pacífico ecuatorial central. Episodios de La Niña cambian los patrones climáticos globales y se asocian con menos humedad en el aire sobre las aguas oceánicas más frías. Esto se traduce en menos lluvias en las costas de Norte, América del Sur, Pacífico central y oriental, y Pacífico Occidental.
Fuente: Jet Propulsion Laboratory

martes, 29 de diciembre de 2015

Clima Espacial Extremo: La tormenta perfecta.

Ahora que está de actualidad la nueva edición de La Guerra de Las Galaxias, en la cual se recrea el enorme potencial destructivo de la energía solar, es un buen momento para recordar la investigación realizada por las naves gemelas STEREO de la NASA.

El 22 de julio de 2012, una enorme nube de material solar estalló en la parte derecha del sol, extendiéndose en el espacio y atravesando en su camino una de las naves gemelas STEREO de la NASA. Los científicos calcularon que esta nube gigante, conocida como eyección de masa coronal o CME , viajaba a más de 1.800 kilómetros por segundo cuando salió el sol.
Esta fue la CME más rápida jamás observada por STEREO, que desde su lanzamiento en 2006 ha ayudado a hacer las mediciones de velocidad de las CME mucho más precisas. La medición de una CME a esta velocidad, viajando en una dirección segura lejos de la Tierra, representa una oportunidad fantástica para los investigadores que estudian los efectos del sol. Ahora, un artículo en la revista Nature Communications, publicado el 18 de marzo, describe cómo una combinación de eventos trabajaron juntos para crear estas velocidades increíbles.
"Los autores creen que este evento extremo se debe a la interacción de dos CME separadas por sólo 10 - 15 minutos", dijo Joe Gurman, científico del proyecto STEREO en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA. "Además, las CME viajaron a través de una región del espacio que había sido barrida por otra CME cuatro días antes".
Los investigadores describen el evento de julio de 2012 como una tormenta perfecta, en referencia a la frase acuñada en meteorología para describir un evento donde una rara combinación de circunstancias puede agravar drásticamente una situación.
Image Credit: NASA/SDO (Filamento solar gigante).

Este trabajo ayuda a los científicos a comprender cómo se forman los eventos solares y extremos y cuáles podrían ser sus efectos si fuese dirigida hacia la Tierra. En la Tierra, el más áspero clima espacial puede tener fuertes efectos sobre el sistema magnético que rodea el planeta, que a su vez puede afectar a los satélites e interrumpir las comunicaciones de radio y GPS. En su peor momento, rápidamente cambiantes líneas del campo magnético alrededor de la Tierra pueden inducir picos de tensión en las redes de servicios públicos de energía. Una de las mejores maneras de protegerse contra este tipo de problemas, y tal vez aprender a predecir la aparición de una de estas tormentas, es hacer modelos de ordenador a juego con las observaciones de los acontecimientos pasados.
En el caso del evento de julio 2012, tres naves espaciales ofrecieron datos sobre las CME: las dos naves espaciales STEREO y el Observatorio Solar y Heliosférico, SOHO, de la NASA y la ESA. SOHO se encuentra entre la Tierra y el sol, mientras que las dos naves STEREO tienen órbitas que para la mayoría de su viaje le dan vistas del sol que no se puede tener de la Tierra. Cada nave espacial observó las CME desde un ángulo diferente, y juntas podían ayudar a trazar una imagen tridimensional de lo que pasó.
Los autores sugieren que fue la sucesión de dos CME la clave para las altas velocidades del evento - velocidades que llevarían a circundar la Tierra cinco veces en un minuto. Una CME desde cuatro días antes tuvo un impacto también. En primer lugar, apartó las partículas en el camino, lo que hace aún más fácil desplazarse a las siguientes CME. En segundo lugar, se alteró la espiral normal de los campos magnéticos alrededor del sol a un patrón recto por encima de la región que fue la fuente de estas CME, permitiendo así una mayor libertad de movimiento.
"Un hallazgo clave es que no se trata sólo de las condiciones iniciales en el sol las que pueden producir una tormenta extrema de clima espacial", dijo Gurman. "Las interacciones entre las sucesivas eyecciones de masa coronal más lejanas en el espacio interplanetario deben ser consideradas también”.
Los investigadores encontraron que el estado de la técnica de los modelos que no tienen los efectos de las CME sucesivas en consideración no lograron simular correctamente el evento de julio de 2012. Dicha información será incorporada en los modelos que se están probando por meteorólogos espaciales. Esto debería conducir a mejores predicciones de las peores tormentas y una mejor protección de la Tierra y nuestra tecnología en el espacio.
Fuente: NASA

viernes, 25 de diciembre de 2015

Laboratorio de calidad NASA aborta expedicion InSight a Marte.

Los exhaustivos controles de calidad y evaluación de las pruebas funcionales realizadas por los científicos sobre la nave InSight, destinada a complementar los trabajos realizados en Marte por el robot Curiosity, han arrojado un importante fallo de funcionamiento que ha obligado a aplazar dos años la ambiciosa expedición marciana.

La misión InSight (Interior Exploration Using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport),  fue anunciada en agosto de 2012 como la expedición continuadora del Curiosity, pero destinada a la exploración complementaria  del interior de la superficie geológica marciana por medio de una sonda capaz de taladrar el suelo del planeta en el año 2016.
 
Según ha indicado la NASA, el fallo en el diseño en el sismómetro desarrollado por Francia no lograría mantener las requeridas condiciones de vacío en su interior, lo que haría imposible garantizar su fiabilidad cuando fuera a ser activado sobre la superficie de Marte. 
Hasta el último momento la NASA esperaba resolver el problema, pero finalmente no ha sido posible, cuestión que ha obligado a suspender el proyecto y aplazarlo hasta el 2018.

Fuente: NASA

lunes, 21 de diciembre de 2015

Nave marciana Orion: Pruebas de impacto bajo climas extremos.

La nave Orión, que será la primera en llegar al planeta Marte, fue sometida por la NASA a duras pruebas de impacto para las futuras misiones especiales que llevarán al hombre al planeta rojo.
 
Pero, no solo se trata de simular el  aterrizaje en Marte, sino también su choque contra el mar cuando los astronautas regresen a la Tierra.
Imagen: Maqueta para realizar pruebas extremas.
Para evaluar este tipo de situaciones, la NASA realiza pruebas específicas con el fin de determinar cómo se comportará Orión en aterrizajes con paracaídas en condiciones climáticas extremas.
Se trata de no dejar nada al azar, incluso la simulación de accidentes con el fin de evitar que los tripulantes de Orión no sufran daños, incluso en las condiciones más desfavorables e imprevisibles.
“Las pruebas están diseñadas para reproducir algunas de las condiciones de aterrizaje sobre el agua, consideradas las más estresantes que la nave y la tripulación pueden experimentar al regresar a la Tierra de las misiones reales”, dijo Ellen Carpenter, director del proyecto.
Según indicó, se acopló un escudo térmico a una maqueta del módulo espacial, como parte de la prueba.
“Es importante usar un protector de calor similar al que va a ser utilizado en futuros vuelos de Orión, por lo que los datos obtenidos de estas pruebas pueden utilizarse para validar modelos computacionales”.
Las pruebas se vienen realizando con dos maniquíes que se han instalado con éxito en la maqueta de Orión. 
A través de sensores, la NASA recopilará todos los efectos adversos que puede experimentar una tripulación real. Los resultados ayudarán a  perfeccionar el diseño y la funcionalidad de la nave Orión.
Fuente: NASA

sábado, 19 de diciembre de 2015

Resistencia a la corrosion salina de las estructuras metalicas.

Cuando hablamos de corrosión en la construcción nos referimos no solo a las estructuras metálicas empleadas tanto en la edificación como en la obra pública, sino lo que es mucho más importante, en las armaduras de hierro empleadas en el hormigón armado.

Las varillas corrugadas inmersas de las estructuras formadas tras el fraguado del cemento encerrado en los encofrados, acaba tomando contacto con sustancias acuosas de composiciones químicamente activas, las cuales pueden desencadenar procesos oxidativos y corrosivos.

Estos procesos corrosivos podrían llegar a generar la desintegración progresiva de las armaduras y el consecuente aumento de la fragilidad estructural cuyas consecuencias podrían llegar a ser muy graves para la solvencia de las construcciones, especialmente las involucradas con el ambiente marino, como por ejemplo los túneles bajo el mar, puentes marítimos, estructuras portuarias, faros, etc., las cuales poseen elementos que comúnmente están sumergidos en el mar o salpicados por el oleaje.
Para verificar previamente el grado de resistencia de las armaduras y de los hormigones, se preparan probetas normalizadas y se ensayan en cámaras de corrosión acelerada, cuyo diseño y prestaciones han de ser concordantes con la exigencia de las normativas vigentes en cada país.

Las cámaras de ensayos de corrosión acelerada son capaces de reproducir cualquier ambiente marino que pueda encontrarse en nuestros mares y acelerarlo a requerimiento.
A este respecto es de destacar que este tipo de cámaras son utilizadas por las máximas autoridades de la materia, tales como el Centro Nacional de Investigaciones metalúrgicas CENIM, perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones Científicas, y las compañías más relevantes del sector de la construcción, acerías y fundidores, entre otras entidades públicas y universidades diversas.

Cria prehistorica de insectos: Explotacion de abejas en el Neolitico.

El ser humano conoce la apicultura desde antes que la agricultura moderna, aunque se ignora cuándo comenzó esta práctica. La abeja de la miel (Apis mellifera) elabora varios productos, y uno de los principales es la cera, que tiene diversos usos y es muy estable, lo que permite su conservación.  Ahora un equipo de investigadores ha demostrado que la cera de abeja fue elaborada y usada de manera continuada, y probablemente de forma extensiva, en regiones de Anatolia, Europa y norte de África desde hace 9.000 años (7.000 a.C.), según concluye un estudio internacional con participación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). El trabajo se publica en la revista Nature. 

Imagen: CSIC.

“Hasta ahora se había estudiado profusamente la domesticación de cabras, cerdos, vacas y ovejas. Con este estudio se abre la puerta al conocimiento sobre la domesticación de estos insectos por parte de las primeras comunidades de agricultores y ganaderos”, explica Juan José Ibáñez, investigador del CSIC en la Institución Milà i Fontanals de Barcelona.
“La presencia de esta cera implica, con toda probabilidad, la explotación de la miel. Los primeros datos de presencia de cera aparecen en Anatolia, en el 7º milenio. Las comunidades de agricultores y ganaderos que se expandieron hacia Europa en los 1.500 años siguientes continuaron explotando los productos de las abejas.” La cera, además, habría desempeñado diversas funciones tecnológicas y culturales.
Los investigadores concluyen en el estudio que la explotación de las abejas de la miel por parte de las comunidades agrícolas del Neolítico se remonta a los inicios de la agricultura y podría proporcionar  pruebas de una temprana pre-especialización de algunos agricultores en la recolección de productos apícolas.
Los investigadores han llevado a cabo análisis de química orgánica en diversos yacimientos neolíticos de Anatolia,  Europa y norte de África, donde se ha podido detectar la presencia y el uso de cera de abejas. “La cera es un compuesto muy estable, lo que ha permitido su conservación en los fragmentos de cerámica”, señala Ibáñez, que ha aportado cerámicas para su análisis provenientes del yacimiento neolítico de Kobaederra, situado en Oma, Vizcaya, fechado en el 5º milenio a.C.
Fuente: CSIC Noviembre 2015 
Mélanie Roffet-Salque, Martine Regert, Richard P. Evershed, Alan K. Outram, Lucy J. E. Cramp, Orestes Decavallas, Julie Dunne, Pascale Gerbault, Simona Mileto, Sigrid Mirabaud, Mirva Pääkkönen, Jessica Smyth, Lucija Šoberl, Helen L. Whelton, Alfonso Alday-Ruiz, Henrik Asplund, Marta Bartkowiak, Eva Bayer-Niemeier, Lotfi Belhouchet, Federico Bernardini, Mihael Budja, Gabriel Cooney, Miriam Cubas, Ed M. Danaher, Mariana Diniz, László Domboróczki, Cristina Fabbri, Jesus E. González-Urquijo, Jean Guilaine, Slimane Hachi, Barrie N. Hartwell, Daniela Hofmann, Isabel Hohle, Juan J. Ibáñez, Necmi Karul, Farid Kherbouche, Jacinta Kiely, Kostas Kotsakis, Friedriech Lueth, James P. Mallory, Claire Manen, Arkadiusz Marciniak, Brigitte Maurice-Chabard, Martin A. Mc Gonigle, Simone Mulazzani, Mehmet Özdoğan, Olga S. Perić, Slaviša R. Perić, Jörg Petrasch, Anne-Marie Pétrequin, Pierre Pétrequin, Ulrike Poensgen, C. Joshua Pollard, François Poplin, Giovanna Radi, Peter Stadler, Harald Stäuble, Nenad Tasić, Dushka Urem-Kotsou, Jasna B. Vuković, Fintan Walsh, Alasdair Whittle, Sabine Wolfram, Lydia Zapata-Peña, Jamel Zoughlami. Widespread Exploitation of the Honeybee by Early Neolithic Farmers. Nature. Doi: 10.1038/nature15757

Asi desaparecio la atmosfera climatica de Marte.

Según recientes estudios realizados por la NASA, el planeta rojo fue arrasado por intensísimas radiaciones solares, las cuales hicieron desaparecer toda el agua que existía en su superficie.

Imagen: Vientos solares destruyeron la atmósfera de Marte Crédito: NASA
Hace dos años, la NASA lanzó una sonda hacia Marte para intentar descubrir por qué había desaparecido el agua del planeta. El equipo de MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) develó que fue una tormenta solar la que hizo desaparecer el agua y la atmósfera climática existente en aquellos tiempos.
Hace miles de millones de años, en Marte había lagos, ríos y océanos y el planeta estaba cubierto por una gruesa atmósfera.
El proceso se produjo durante millones de años, según apuntaron los científicos del proyecto MAVEN. Además, añadieron que este tipo de tormentas solares será más común en el futuro.
En la actualidad, la pequeña atmósfera marciana sigue expandiéndose en el espacio como consecuencia de los vientos solares, los cuales podrían acrecentarse en el futuro.
Según los responsables de MAVEN, el Sol en sus inicios fue más inestable, experimentó muchas erupciones, tormenta más solares e intensísimas radiaciones que golpearon los átomos de la atmósfera de Marte evaporando su agua líquida siendo imposible retenerla.
¿Podría producirse este fenómeno también en la Tierrra?

Jasper Halekas, científico de la Universidad de Iowa e investigador de la misión MAVEN, confirma: "A diferencia de Marte, la Tierra tiene un campo magnético capaz de proteger su atmósfera del viento solar".
Fuente: NASA

viernes, 18 de diciembre de 2015

Historia climatica. Mini glaciacion pirenaica.

Un estudio internacional liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha reconstruido la historia climática del Pirineo durante el Younger Dryas, un episodio de enfriamiento severo que vivió el hemisferio norte hace unos 12.800 años, en la transición al actual periodo interglacial.  Los resultados, publicados en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), describen dos etapas diferenciadas: una muy fría y árida y otra, a partir de hace 12.500 años, con mayor disponibilidad de agua. 
 
Imagen: Cueva de Seso (Huesca)/. Jaume Mas Moiset.

“El Younger Dryas supone una vuelta a condiciones glaciares en un momento en el que la temperatura del planeta estaba aumentando, en la transición de un periodo glacial a uno interglacial. Esa vuelta a las condiciones glaciares ocurrió de forma muy rápida, por lo que consideramos que su estudio es muy interesante por las analogías que existen con el cambio climático actual”, explica el investigador del CSIC Miguel Bartolomé, del Instituto Pirenaico de Ecología.
El cambio que supuso el Younger Dryas tuvo lugar en el transcurso de pocas décadas y tuvo gran repercusión en los ecosistemas terrestres y marinos, así como en los modos de vida y patrones de ocupación de los grupos humanos cazadores-recolectores. Aunque el mecanismo desencadenante aún no está del todo claro, los investigadores creen que el origen de ese cambio climático podría haber estado relacionado con una ralentización de la circulación termohalina en el Atlántico Norte, lo que habría provocado un marcado descenso en el transporte de calor a escala planetaria.
Este estudio constata que el Pirineo es la zona más meridional del hemisferio norte donde se han podido reconstruir estas dos fases climáticas del Younger Dryas. Además, la transición de una etapa a otra se habría producido antes y de forma más gradual allí que en regiones más al norte.
Cueva de Seso 
Los resultados derivan del análisis de los isótopos de una estalagmita de la Cueva de Seso, en Boltaña (Huesca), dentro del Geoparque del Sobrarbe. Estas formaciones permiten estudiar las condiciones ambientales del pasado porque su composición isotópica depende en gran parte del clima en el que se formaron. “Los indicadores analizados en la estalagmita del Seso permiten reconstruir de modo independiente la temperatura media anual y la cantidad de lluvia, y así determinar, sin lugar a dudas, cómo era el clima en el Pirineo durante el Younger Dryas”, añade la investigadora Ana Moreno, del Instituto Pirenaico de Ecología. 
Fuente: CSIC 12/05/2015  
Miguel Bartolomé, Ana Moreno, Carlos Sancho, Heather Stoll, Isabel Cacho, Christoph Spötl, Ánchel Belmonte, R. Lawrence Edwards, Hai Cheng, and John Hellstrom. Hydrological change in Southern Europe responding to increasing North Atlantic overturning during Greenland Stadial 1. Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). DOI: 10.1073/pnas.1503990112

sábado, 12 de diciembre de 2015

Optimizacion climatica del agua en los cultivos vegetales.

Las plantas asimilan carbono procedente de la atmósfera para crecer, lo que conlleva una pérdida de agua. Al mismo tiempo, consumen carbono durante la extracción de agua del suelo. Para sobrevivir en el ambiente en el que viven, deben optimizar el uso del agua durante estos procesos. Un equipo internacional de científicos con participación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha desarrollado un modelo global de optimización en el empleo del agua por parte de la vegetación. 

El estudio examina diferentes estrategias dependiendo del tipo de planta y de dónde crecen en el mundo. Los resultados, publicados en el último número de Nature Climate Change, permitirán mejorar las predicciones sobre el intercambio de carbono, agua y energía en ecosistemas terrestres y sus efectos en el clima futuro.
 
La vegetación juega un papel fundamental en el sistema terrestre: absorbe y almacena carbono, libera agua a la atmósfera, modula el movimiento del agua en el paisaje y enfría la superficie terrestre del planeta. Este intercambio de carbono y agua entre la vegetación y la atmósfera se lleva a cabo a través de los diminutos poros que tienen las plantas en la superficie de las hojas: los estomas. 
Imagen: Cuatro ecosistemas diferentes. Arriba: bosque de coníferas (izquierda) y bosque caducifolio (derecha). Abajo: Estepa cálida (izquierda) y bosque tropical (derecha)./ ANA REY

“La conductancia estomática regula la cantidad de agua que transpiran las plantas y la cantidad de carbono asimilada a través de la fotosíntesis. Por tanto, nuestra capacidad para desarrollar modelos sobre los ciclos globales de carbono y agua en un clima futuro depende en gran medida de nuestra capacidad de predecir el comportamiento de los estomas a nivel global”, explica la investigadora del CSIC en el Museo Nacional de Ciencias Naturales Ana Rey.
El análisis de datos de estudios de campo en diferentes ecosistemas, desde la tundra ártica y boreal hasta los bosques templados y tropicales, ha permitido confirmar que, en general, las plantas que crecen en climas fríos o secos, como las coníferas, son más ahorradoras en el uso del agua, mientras que las de climas húmedos y cálidos son más derrochadoras. La gran sorpresa es que los árboles perennes de la sabana se encuentran entre las plantas más despilfarradoras, a pesar de vivir en un entorno árido y caluroso.
Los resultados de este estudio permitirán, según los científicos, mejorar considerablemente los modelos existentes sobre la posible futura respuesta de los ecosistemas terrestres al cambio climático. 
Fuente: CSIC 02/03/2014 
Yan-Shih Lin et al. Optimal stomatal behavior around the world. Nature Climate Change. DOI: 10.1038/NCLIMATE2550

miércoles, 9 de diciembre de 2015

El grafeno magnetico revolucionara las comunicaciones.

Un estudio internacional con participación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha desarrollado un nuevo material híbrido basado en el grafeno y en moléculas magnéticas. Este hallazgo, publicado en la revista Nature Materials, abre la puerta a la aplicación de grafeno en el campo de las tecnologías de la información. 
 
El grafeno, una lámina de carbono puro de un átomo de espesor, no es magnético, al igual que el resto de derivados del carbono. Por eso, uno de los grandes retos científicos actuales en el campo de los materiales ha sido inducir magnetismo en el grafeno, bien introduciendo defectos en su estructura, bien dopándolo con átomos diferentes al carbono. 
Representación artística de espines “bañados” en grafeno.

“El grafeno tiene un gran potencial en el desarrollo de dispositivos electrónicos, con aplicaciones que van desde el almacenamiento de energía en ‘superbaterías’ a la fabricación de pantallas y dispositivos más flexibles. Sin embargo, en campos como la espintrónica, base de la grabación magnética y la tecnología de discos duros, la ausencia de magnetismo del grafeno suponía un obstáculo”, explica el investigador del CSIC Fernando Luis, del Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón, centro mixto del CSIC y la Universidad de Zaragoza.
El nuevo material desarrollado en este estudio está formado por la unión de moléculas magnéticas, que contienen cuatro átomos de hierro, a una lámina de grafeno. Experimentos llevados a cabo en los laboratorios del Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón confirman que existe una interacción importante entre ambos componentes. “Lo más sorprendente es que la presencia del grafeno modifica de manera radical el magnetismo de las moléculas. Los resultados muestran que el grafeno apantalla de manera muy eficiente los espines moleculares de fuentes de ruido tales como vibraciones o campos electromagnéticos”, añade el investigador.
Según los autores del trabajo, el nuevo hallazgo mejora de forma relativamente sencilla las propiedades de ambos materiales de cara a su aplicación en tecnologías concretas. “Por una parte, el dopaje de grafeno con moléculas magnéticas puede aproximarnos a la fabricación de nuevas memorias o sensores magnéticos. Por otra, la protección que el grafeno brinda a los espines puede resultar clave para usar las moléculas como unidades de información, o qubits, de un futuro ordenador cuántico. Una ventaja adicional es que campos eléctricos generados por el grafeno pueden inducir la realización de operaciones cuánticas a velocidades mucho mayores que las accesibles usando campos magnéticos”, concluye Luis.
En este trabajo también han participado la Universidad de Stuttgart (Alemania), la Universidad de Módena, la Universidad de Florencia (ambas en Italia) y la Universidad de Lausana (Suiza).
Fuente: CSIC 9/12/2015 
Christian Cervetti, Angelo Rettori, Maria Gloria Pini, Andrea Cornia, Ana Repollés, Fernando Luis, Martin Dressel, Stephan Rauschenbach, Klaus Kern, Marko Burghard & Lapo Bogani. The classical and quantum dynamics of molecular spins on graphene. Nature Materials. DOI: 10.1038/nmat4490

lunes, 7 de diciembre de 2015

Oxidacion: corrosion incipiente. Camaras de ensayos.

Cuando aparecen los primeros síntomas de oxidación superficial, excepto en los fenómenos específicos de pasivación,  podemos estar seguros del desencadenante de una inminente corrosión intersticial.

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 del metal base, la recuperación es ya mucho más complicada.
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, cámaras de condensación humidostáticas y de corrosión con atmósferas simuladas de contaminantes tales como SO2, CO2, NO2, etc.

Reversion climatica industrial.

El proceso de enfriamiento milenario continuo de los océanos, que se venía produciendo de manera constante a lo largo de 1800 años, fue frenado por el aporte calorífico provocado por la revolución industrial, considerada como la responsable de la reversión térmica de la Tierra y sus consecuencias climáticas.

Un aumento en la frecuencia y magnitud de las erupciones volcánicas pudo ocasionar un enfriamiento paulatino de la temperatura superficial del mar durante 1.800 años, tendencia que se detuvo con la llegada de la revolución industrial. Esta es una de las principales conclusiones a las que ha llegado un estudio internacional con participación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y que ha sido publicado en la revista Nature Geoscience. Los resultados del trabajo proporcionan una nueva perspectiva al estudio de las variaciones de temperatura en la superficie del océano a escala regional y global a lo largo de los siglos antes de la aparición del cambio climático antropogénico, es decir, influenciado por la actividad humana.
“El hecho que detectemos de forma consistente una tendencia al enfriamiento tanto en las observaciones llevadas a cabo en tierra como en el mar sugiere que dicha tendencia en la época pre-industrial era robusta, sobre todo en el último milenio. Esta tendencia ha sido revertida por un calentamiento estadísticamente significativo en los dos últimos siglos”, explica la investigadora del CSIC Belén Martrat, del Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua.
Según este estudio, las temperaturas más bajas a lo largo de los 1.800 años de enfriamiento oceánico se produjeron sobre todo hacia la última parte del periodo que en tierra firme se conoce como la Pequeña Edad del Hielo, esto es, aproximadamente desde el siglo XVI al XVIII, con consecuencias documentadas históricamente, por ejemplo, en las sociedades europeas. “Sabíamos que, a corto plazo, las erupciones volcánicas tienen un efecto refrigerante sobre la atmósfera. Ahora nuestros resultados muestran que, cuando la actividad volcánica se produce de manera más frecuente, ese efecto refrigerante se prolonga en el océano”, afirma Helen McGregor, de la Universidad de Wollongong, en Australia.
Los investigadores han llegado a estos resultados al combinar por primera vez 57 estudios previos sobre la evolución temporal de la temperatura superficial oceánica estimada a partir de materiales fósiles marinos, que han sido extraídos de sedimentos acumulados de forma uniforme en los fondos oceánicos. Los resultados se compararon posteriormente con datos obtenidos mediante indicadores terrestres, como los anillos de los árboles o los testigos de hielo. Para observar las tendencias a largo plazo, la información fue agrupada en tramos de 200 años.
“Los modelos climáticos han sido fundamentales para descubrir las causas de ese enfriamiento. Examinamos varios de los factores que podían afectar a la temperatura superficial oceánica, como la actividad solar, los cambios en los parámetros orbitales terrestres, los usos de la tierra, la actividad volcánica y los gases de efecto invernadero. De todos ellos, la actividad volcánica se reveló como determinante para reproducir la tendencia que coincidía con las observaciones”, añade Martrat.
Entender el pasado para mirar hacia el futuro
La señal de enfriamiento detectada en los registros marinos muestra el modo en que actúa el océano como regulador del clima. En comparación con la atmósfera, el océano puede absorber grandes cantidades de calor. Como consecuencia, se retrasa sustancialmente el calentamiento del clima de la superficie para después actuar como emisor de ese calor.
“Todavía estamos aprendiendo sobre el papel de los océanos como mediadores en las variaciones climáticas. La detección de los factores que cambiaron las temperaturas del océano en el pasado nos abre una ventana hacia la comprensión de los cambios climáticos inferidos para los próximos siglos”, afirma Mike Evans, de la Universidad de Maryland (Estados Unidos).
Los investigadores McGregor y Evans forman parte junto a Martrat del equipo que lidera el grupo de trabajo Ocean2k de PAGES (Past Global Changes), que actualmente cuenta con más de 75 miembros conectados a una red formada por cerca de 600 científicos. Desde la formación del grupo en 2011, decidieron recurrir a la comunicación virtual para realizar su trabajo, como medida para reducir su huella de carbono, lo cual “ha sido un reto organizativo, pero también una experiencia muy positiva en todos los sentidos”, concluye Martrat. El CSIC acogerá en Barcelona, del 6 al 8 de octubre en CosmoCaixa, la primera reunión presencial del grupo, en la que se profundizará en las conclusiones de sus estudios y se planeará el seguimiento de las líneas de investigación abiertas. 

Fuente: CSIC 18/08/2015.  
Helen V. McGregor, Michael N. Evans, Hugues Goosse, Guillaume Leduc, Belen Martrat, Jason A. Addison, P. Graham Mortyn, Delia W. Oppo, Marit-Solveig Seidenkrantz, Marie-Alexandrine Sicre, Steven J. Phipps, Kandasamy Selvaraj, Kaustubh Thirumalai, Helena L. Filipsson and Vasile Ersek. Robust global ocean cooling trend for the pre-industrial Common Era. Nature Geoscience. DOI: 10.1038/NGEO2510

domingo, 6 de diciembre de 2015

Bioplasticos para automoviles sostenibles.

Cada vez son más las firmas de automoción que apuestan por el reciclaje de la materia orgánica para ser utilizada en automoción como una alternativa a los derivados del petróleo para reducir emisiones de CO2.
 
Hablamos de no solo las principales marcas japonesas, sino también las estadounidenses tales como Ford, que están incluso investigando la utilización de piel de tomate para fabricar fibras biodegradables.
La industria automotriz es un sector pionero en el uso industrial de bioplásticos. La utilización en modelos de producción en serie demuestra que estos materiales ya se están implantando de forma sistemática.
Hace una década hablábamos del momento que se está viviendo hoy. En ese entonces se pronosticaba que los bioplásticos darían el salto a la producción masiva y que se contarían varios ejemplos en aplicaciones de larga vida.
Para ello, los fabricantes están trabajando con proveedores de materia prima para hacer uso de materiales reciclables, tales como botellas, productos alimentarios, etc.
Estos son algunos de los ejemplos citados en la revista Bioplastics Magazine:
El fabricante japonés Mazda Motor Corp., ha desarrollado un bioplástico para disminuir el impacto ambiental, realizado con materiales derivados de plantas. El nuevo material, desarrollado en colaboración con Mitsubishi Chemical Corp., está basado en el "Durabio", una resina de bio-policarbonato derivada principalmente de la "isosorbida", una molécula obtenida a partir de maíz,  que se caracteriza por no emitir gases tóxicos a la atmósfera.
Otra importante ventaja de los bioplásticos es que pueden ser coloreados, y al no requerir  pintura, también reducen las emisiones de compuestos orgánicos volátiles, reduciendo los costes y protegiendo el medio ambiente.
Mazda también ha presentado en la feria tecnológica ambiental EcoProducts 2014 celebrada en Tokio, el primer bioplástico de la industria automotriz de alta resistencia al calor, denominado Mazda Biotechmaterial, destinado a ser empleado en guarnicionería de  interiores y obtenido totalmente a partir de fibras vegetales.
Por su parte, Ford también está investigando la viabilidad de utilizar el arbusto guayule, el diente de león, los girasoles o la caña de azúcar para fabricar goma. También trabaja, en colaboración con H.J. Heinz Company con el fin de reutilizar las pieles de tomate sobrantes del proceso de producción del kétchup Heinz. Éstas podrían ser utilizadas para el cableado o los habitáculos de almacenaje que se utilizan para guardar monedas y otros objetos pequeños.
En todos los casos, de lo que se trata es de aumentar la ligereza para consumir menos combustible evitar el uso de derivados del petróleo y en general, disminuir las emisiones de CO2 para reducir el calentamiento global.

miércoles, 2 de diciembre de 2015

VASIMR: El motor de magnetoplasma que nos llevara a Marte.

Se trata de un motor interplanetario de alta velocidad  desarrollado por Ad Astra Rocket Company (AARC), una compañía de ingeniería aeroespacial dedicada al desarrollo de tecnologías de propulsión avanzadas basadas en plasma, la cual  está desarrollando el Motor de Magnetoplasma de Impulso Específico Variable VASIMR, (por sus siglas en inglés) y sus tecnologías asociadas.
 
La compañía, ubicada 3 millas al oeste del Centro Espacial Johnson de la NASA, (aproximadamente 25 millas al sur de la ciudad de Houston, Texas),  fue fundada el 15 de julio de 2005.
Según indica la compañía, el Motor de Magnetoplasma de Impulso Específico Variable es un nuevo tipo de propulsor espacial eléctrico, con muchas ventajas únicas. En el VASIMR®, un gas como el argón, xenón, o el hidrógeno se inyecta en un tubo rodeado por un magneto y una serie de dos antenas de ondas de radio (RF) (llamados "acopladores" en este contexto). Los acopladores trasforman el gas frío en plasma supercalentado, y el campo magnético en expansión al final del cohete (la tobera magnética) convierte el movimiento térmico de las partículas del plasma en un flujo dirigido.
Principios de operación

El principal propósito del primer acoplador RF es convertir el gas en plasma por ionización, es decir, sacarle un electrón a cada átomo del gas. Esta es conocida como la sección Helicon, ya que su acoplador tiene una forma tal que puede ionizar el gas al inyectarle ondas helicoidales. Las antenas Helicon son un método común de generación de plasma. Ver la sección de lectura adicional para más información sobre las antenas Helicon.
Después de la sección de Helicon se tiene un "plasma frío", pese a que su temperatura se aproxima a la de la superficie del sol. Esta sopa compuesta de electrones y los átomos de los que fueron despojados (iones), se prepara para la aceleración en la segunda etapa. 

Donde había átomos de un gas neutro, ahora hay iones y electrones, eléctricamente cargados, y tales partículas con carga en movimiento interactúan con los campos magnéticos. El campo magnético puede visualizarse como líneas que atraviesan el cohete con iones en órbita alrededor de cada línea.
El segundo acoplador de RF se llama sección de calentamiento ión ciclotrón (ICH, por sus siglas en inglés). ICH es una técnica utilizada en los experimentos de fusión para calentar el plasma a temperaturas similares a la del núcleo del sol. Las ondas de radio impactan los iones y electrones a lo largo de sus órbitas alrededor de las líneas de campo, en resonancia, de forma similar a una persona que empuja otra en un columpio, resultando en un movimiento acelerado y a mayor temperatura. La sección VASIMR® ICH calienta el plasma a más de un millón de grados Kelvin, o 200 veces la temperatura de la superficie del sol.
El movimiento térmico de los iones en torno a las líneas de campo es sobre todo perpendicular a la dirección de avance del cohete, y no contribuye a la propulsión. El cohete depende de su tobera magnética para convertir el momento orbital de los iones en momentum lineal útil para la propulsión. Conforme las líneas de campo magnético se expanden, las rutas espirales de los iones en torno a sus líneas de campo se alargan, resultando en velocidades de iones del orden de 100,000 mph (50,000 m/s).
VASIMR® comparado con otros propulsores eléctricos
El VASIMR® tiene tres características importantes que lo distinguen de otros sistemas de propulsión de plasma:
VASIMR® tiene la capacidad de variar sus parámetros de escape (empuje e impulso específico) con el fin de cumplir de forma óptima con los requerimientos de la misión, lo cual se traduce en un tiempo mínimo de viaje, con la máxima carga útil entregada, para una determinada masa de combustible.
VASIMR® utiliza ondas electromagnéticas (RF) para crear y energizar el plasma dentro de su núcleo. De esta manera, VASIMR® no tiene electrodos de ningún material en contacto con el plasma caliente. Esto se traduce en una mayor fiabilidad y una vida útil más larga, y permite una densidad de potencia muy superior a los propulsores iónicos u otros diseños de cohetes de plasma de la competencia.
VASIMR® es capaz de procesar una gran cantidad de potencia, lo cual significa que puede generar entonces una mayor cantidad de empuje. Esta mayor capacidad de empuje haría el VASIMR® útil para mover grandes cargas alrededor de la órbita terrestre baja, para la transferencia de cargas de la Tierra a la Luna, y para la transferencia de cargas entre la Tierra y el sistema solar exterior. VASIMR® también es altamente escalable, lo que significa que otras versiones de mayor potencia se pueden diseñar fácilmente, haciendo una realidad las misiones tripuladas con seres humanos y que utilicen la propulsión eléctrica.
Fuentes de energía
Uno de los retos críticos en el desarrollo de VASIMR® es su suministro de energía. Un propulsor eléctrico de alta potencia requiere una gran cantidad de electricidad, y generarla en el espacio puede requerir de algunas innovaciones en ingeniería. A continuación se muestra un análisis de dos opciones.
Energía solar
Puede ser utilizada de manera eficiente para misiones del VASIMR® cercanas a la Tierra, como compensación de arrastre para estaciones espaciales, transporte de carga lunar y recarga de combustible en el espacio. Avances recientes en la tecnología solar prometen aumentos en la utilización de energía hasta en un orden de magnitud.
Un modelo de remolque lunar, que utiliza 2 motores VASIMR®, es alimentado por un panel solar.

La energía nuclear
Un reactor nuclear produce una gran cantidad de energía por unidad de masa. De todas las fuentes de energía útil en la tierra, el núcleo de un reactor tiene la mayor densidad de energía. Esta alta densidad de energía y su escalabilidad hacen que los reactores nucleares sean una fuente de potencia ideal para aplicaciones en el espacio. Una nave que utilice energía nuclear podría reducir drásticamente los tiempos de tránsito humano entre los planetas (menos de 3 meses a Marte) e impulsar misiones robóticas con una fracción muy grande de carga útil. Los tiempos de viaje y la carga útil son las principales limitaciones de los cohetes convencionales y termonucleares, debido a su impulso específico inherentemente bajo (menos de 1000 segundos). Una nave que utilice energía nuclear e impulsada por VASIMR®, convertiría en realidad las misiones rápidas y tripuladas por humanos.
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