Category Archives: física

De la gallinaza obtienen compuesto para la industria cosmética y agropecuaria

 
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BOGOTÁ D. C., 28 de enero de 2017 — Agencia de Noticias UN-

El abono procesado biológicamente a partir de los excrementos de las gallinas ponedoras, o gallinaza compostada, mejora en un 90 % la producción de ácido láctico en comparación con el extracto de levadura, que normalmente se usa en dicho proceso, explica Jhon Jairo Aragón Arias, magíster en Ingeniería Química de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.). Continue reading

Investigador mexicano crea motor microscópico de vapor

 
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En el Laboratorio de Óptica Aplicada de la UNAM, Pedro A. Quinto desarrolló su motor microscópico que, supone, es el más pequeño en el mundo que funciona con expansión de gas.

En el Laboratorio de Óptica Aplicada de la UNAM, Pedro A. Quinto desarrolló su motor microscópico que, supone, es el más pequeño en el mundo que funciona con expansión de gas.

Crea investigador de la UNAM motor microscópico de vapor

• El desarrollo de Pedro A. Quinto Su, investigador del ICN, es un pequeño artefacto que opera con luz. Es similar a un motor de pistón y consta de una esfera de entre una y tres micras de diámetro, que se mueve dentro de un rayo láser
• La innovación fue publicada en la revista Nature Communications Continue reading

Crean método para extraer iones de metales pesados de la sangre

 
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bateria

12 de marzo de 2015

Con cierta frecuencia, los bebés y niños pequeños chupan y tragan pilas desechables, que llegan a su organismo con cantidades dañinas de metales pesados como plomo, cadmio o mercurio.

Para extraer de la sangre esos metales tóxicos, José Rogelio Rodríguez Talavera, doctor en física y jefe del Departamento de Ingeniería Molecular de Materiales del Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada (CFATA) de la UNAM, ha desarrollado un método que, a nivel experimental, funciona a partir de una propuesta sencilla.

“La idea vino de una estudiante de licenciatura que trabaja en el Instituto Mexicano del Seguro Social (IMSS), a donde eventualmente llegan niños que se han comido una pila y se intoxican con plomo, cadmio o mercurio”, explicó.

En el hospital los médicos utilizan unas pinzas químicas llamadas quelantes, que forman complejos con iones de metales pesados, pero no los sacan del organismo, así que se quedan ahí por mucho tiempo y pueden tener consecuencias desastrosas, como envenenar al organismo.

Deflexión y extracción

Para resolver el problema, Rodríguez Talavera recurrió a un proceso llamado deflexión por campos magnéticos, que reúne y desvía los iones metálicos hacia un sitio, del cual posteriormente se pueden extraer.

“Existe un problema en física que consiste en que al haber cargas y un campo magnético producido por un imán, aquéllas se mueven hacia un lado, es decir, se deflectan. De ahí viene la idea: si se deflectan, los iones se concentran y ya reunidos pueden sacarse del organismo”, explicó.

En la primera fase de experimentación, el físico y sus colaboradores instalaron una celda con agua a la que añadieron plomo y un campo magnético intenso generado por unos imanes.

“El campo magnético deflectó los iones de plomo hacia un lado de la celda y los sacamos con una jeringa. Después esperamos un tiempo, siguió fluyendo el proceso, repetimos el procedimiento y así removimos los metales pesados. Si no ponemos el campo no se concentran los iones y tendríamos que hacer muchas extracciones para poder removerlos”, precisó.

Con este método, los científicos prácticamente duplicaron la concentración de iones extraídos, lo que redujo significativamente el número de veces que se hizo la extracción. “También se deflectan los iones ligeros, provenientes de calcio o sodio, pero esos se pueden recuperar fácilmente al beber electrolitos”.

El método no es doloroso ni invasivo. “El paciente no sentirá nada. Sólo se pone una manguerita, pasa por el campo magnético y sale con los metales. La extracción se puede hacer cada dos o tres minutos. Nuestro cálculo es que con tres o cuatro sesiones de un par de horas se reduce considerablemente la concentración de los iones de metales pesados”, dijo.

Pruebas en sangre

El método funciona bien a nivel laboratorio, pero falta probarlo en otras etapas, primero con un modelo animal y luego con seres humanos. “El proyecto experimental se terminó hace dos meses y ya se envió a publicación, ahora se harán las pruebas en sangre y luego en un paciente, que será primero un ratón o rata”, aclaró.

Al ingerir por accidente cantidades considerables de iones metálicos, éstos van al torrente sanguíneo, de donde se distribuyen al organismo y causan problemas severos de salud. “Ahí es donde este método puede ser implementado y ayudar a la recuperación del paciente”, destacó Rodríguez Talavera, quien en este mes comenzará a trabajar con modelos animales para avanzar en las pruebas.

Créditos: dgcs/UNAM/094/15

Con estaño, se busca resolver enigma del núcleo atómico

 
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soldador

23 de febrero de 2015

Bogotá D. C., feb. 23 de 2015 – Agencia de Noticias UN- Una de las incógnitas que siempre han inquietado a los físicos es por qué la fuerza nuclear mantiene unidos a los protones y neutrones dentro del núcleo del átomo. Un experimento con estaño, busca la respuesta.

“Queremos coger todas las variedades de estaño, acelerarlas e impactarlas contra una lámina de carbono, para analizar si, dependiendo de la radiación emanada, se puede obtener información sobre la distribución de las corrientes de protones y neutrones”, explica Diego Torres, profesor asociado del Departamento de Física de la Universidad Nacional.

Además, se aprovechará esta experiencia para evaluar si se pueden formar nuevos núcleos y distribuir neutrones y protones dentro de este.

Además del profesor Torres, en la investigación se encuentran involucrados estudiantes de maestría y un futuro alumno de doctorado de la U.N., quienes trabajarán en conjunto con las universidades de Rutgers y de São Paulo.

Hay que recordar que el núcleo está formado por neutrones y protones, por lo cual dentro de la investigación también será importante conocer cómo esta unión de partículas determina la estabilidad del átomo.

Lo anterior se puede hacer a través de una propiedad conocida como ‘momentos magnéticos’, que señalan cómo se mueven los protones y neutrones dentro del núcleo.

El estaño es un elemento muy conocido, pues se utiliza para soldar artefactos electrónicos. Químicamente es un material muy bueno y abundante.

Para el experimento, se tomará el núcleo de este elemento, que tiene 50 protones, cantidad que hace que sea muy estable.

El profesor Torres recuerda que existen diez isótopos de estaño estable. Los isotopos son un conjunto de elementos que tienen la misma cantidad de protones, pero diferentes neutrones.

Entonces, por ejemplo, el estaño tiene 50 protones, pero uno de sus isótopos, el estaño 112, tiene 50 protones y 62 neutrones. “Químicamente son los mismos, la única diferencia es la abundancia isotópica”, expresa el científico, quien agrega que el más abundante es el estaño 120.

“La pregunta detrás de todo esto es cómo hacen los neutrones para acomodarse dentro de los estaños y cómo se distribuyen y giran dentro del mismo”, sostiene.

De esta manera, se quiere averiguar la forma en que los protones y los neutrones forman núcleos estables y su comportamiento dentro de la materia.

El experimento se realizará en abril en la Universidad de Berkeley, Estados Unidos.

Aunque se trata de una investigación básica, los estudiantes que participan en este trabajo van a salir altamente capacitados en instrumentación nuclear, útil en campos como la radioprotección en hospitales.

Contaminación y calentamiento global amenazan la vida de los organismos que habitan el arrecife de coral

 
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mar

27 de enero de 2015

Los desechos que arroja el ser humano a los océanos y el cambio global del planeta amenazan la vida de los organismos que habitan el arrecife de coral, tanto los corales como su fauna y flora, incluidas macroalgas y la pradera submarina tropical, advirtió Susana Enríquez Domínguez, investigadora del Instituto de Ciencias del Mar y Limnología (ICMyL) de la UNAM.

Tenemos un planeta que incrementa progresivamente su temperatura. Este fenómeno ejerce un grave estrés, sobre todo en las especies constructoras del arrecife de coral: los corales, los más afectados por ese aumento.

Se trata de un sistema que ha mostrado enorme fragilidad ante el cambio climático, en especial ante el calentamiento global, añadió la doctora en biología, adscrita a la Unidad Académica de Sistemas Arrecifales Puerto Morelos, en Quintana Roo.

Nutrientes negativos

Enríquez explicó que ese sistema es eficiente y robusto si el ambiente es oligotrófico, es decir, si tiene poca disponibilidad de nutrimentos para mantener el crecimiento vegetal de algas, pastos marinos e incluso de las microalgas que viven en simbiosis con los corales.

Sin embargo, el crecimiento urbano y el mal manejo de los residuos que se producen en los hoteles tipo resort enriquecen en nutrientes estos ambientes, con lo que se modifica su naturaleza y se permite que especies oportunistas de rápido crecimiento, incluso de orígenes ajenos, sean las que tomen el relevo y cambien la comunidad de organismos, lo que afecta a esos ecosistemas tropicales. Por ello, el ser humano es su principal amenaza.

A nivel local esa situación constituye el mayor peligro, pues el valor paisajístico hace que la industria turística ejerza una fuerte presión en la mayoría de los países que tienen arrecifes de coral en sus costas.

Otros riesgos asociados a la presión turística y antropogénica local son la sedimentación, los encallamientos que afectan directamente su estructura y la contaminación por uso y abuso de combustibles fósiles para abastecer el incremento de tráfico marítimo (embarcaciones de recreo y cruceros).

De estas amenazas, las más graves son la fertilización y el incremento de residuos urbanos, sobre todo jabones que afectan al ambiente arrecifal, pues favorecen el desarrollo de especies oportunistas –incluidos microorganismos– y cambian su naturaleza, reiteró.

“Esta condición también aumenta la presencia de organismos patógenos y, por tanto, la incidencia de enfermedades; además, afecta negativamente las tasas de calcificación y el estado fisiológico de la mayoría de las especies que ahí habitan. De igual manera, propician la subsistencia de otras oportunistas, como algas que crecen rápidamente por encima de los corales y compiten con ellos por luz y espacio”, ahondó Enríquez Domínguez.

La contaminación causada por los residuos deriva en un cambio de fase en el ecosistema, donde pocas especies que no deberían vivir ahí se vuelven abundantes, mientras las nativas pierden protagonismo.

El sistema pierde su valor en biodiversidad y paisajístico, pues a estas variaciones de la estructura natural se suma el deterioro de la calidad del agua (más turbia) y los sedimentos (dejan de ser blancos y se vuelven oscuros y poco oxigenados, por lo que empiezan a oler mal y a ser tóxicos para muchos organismos que los habitan). Además, se produce una reducción de la calcificación, indispensable para construir arrecifes y mantener las playas.

Enríquez consideró que para conseguir que la sociedad sea consciente de lo que ocurre los científicos deben demostrar, con evidencias rotundas, cómo se produce este deterioro ambiental. “Nuestro trabajo se basa en encontrarlas para presentarlas a los tomadores de decisiones. El problema es que esta labor es compleja y lleva tiempo y ojalá que al llegar a ese punto todavía haya algo que preservar”, destacó.

Conversión de luz solar en energía

En la Unidad Académica de Puerto Morelos, la investigadora profundiza en el estudio de muchos de estos procesos desde el conocimiento de la fotobiología de estos organismos.

“Como biólogos tratamos de ver qué procesos permiten a la vida utilizar esa energía proveniente del Sol y mantener todos los desarrollos biológicos que, en el caso del arrecife y los organismos que contiene, conllevan no sólo el mantenimiento de su tejido vivo, sino también de producir grandes cantidades de carbonato para construir esa enorme estructura geológica que es el arrecife de coral”.

En la construcción de éstos, la energía lumínica proveniente de nuestra estrella es la base que mueve todo el proceso. Estos organismos son fotosintéticos, tienen cloroplastos, membranas fotosintéticas con las que utilizan la luz y la convierten en energía química y biológica, hacen fotosíntesis y producen energía para otros organismos, así como para calcificar.

En Puerto Morelos, donde hay una laguna arrecifal, estas estructuras están en aguas someras ricas en luz. Donde rompe la ola se ve la cresta del arrecife, que prácticamente sale del agua. Ahí crecen corales, algas y pastos marinos.

“Estos sistemas tienen una doble función: colectan suficiente energía para mantener sus procesos y, a la vez, inducen mecanismos que evitan daños causados por el exceso de luz, tanto visible como ultravioleta”, puntualizó.

Procesos fotoquímicos

En el laboratorio, Enríquez Domínguez y sus colaboradores describen la fisiología de diversos organismos arrecifales calcificadores, desde corales, macroalgas y pastos marinos, pero también esponjas simbióticas, y trabajan con métodos que ocurren a una escala de tiempo muy pequeña.

“Utilizamos fluorómetros para medir la señal de fluorescencia y su variabilidad como consecuencia de procesos fotoquímicos que suceden en fracciones de segundo y milisegundo. Algunos fluorómetros tienen resoluciones temporales de milésima de segundo y brindan información sobre los procesos más rápidos, que se registran en las primeras moléculas que colectan energía solar y la transfieren al lugar en el que se produce el primer evento fotoquímico, que es la emisión de un electrón”, detalló.

Al laboratorio los especialistas llevan muestras de tejidos de algas y de pastos marinos, así como trocitos de coral que mantienen vivos. “No podemos trabajar con la colonia entera, entonces los troceamos y mantenemos en condiciones semicontroladas, usamos herramientas no destructivas que nos permiten monitorearlos en condiciones naturales o en los tanques de la unidad académica. También trabajamos en camaritas para ver los flujos de oxígeno y de carbono que mantienen los tejidos de los organismos con el ambiente”.

Algunos, como los pastos marinos, tienen tejidos diversos, por lo que además del fotosintético (las hojas), se analizan sus rizomas, raíces y fisiología respiratoria, pues así se puede entender el balance de carbono de toda la planta.

Otra parte de su labor consiste en hacer modelos de simulación a partir de la descripción de la fisiología. “Colaboro con un científico inglés que hace modelos de distribución de la luz. Le doy datos de fisiología, de reflectancia y de absorción para ver cómo puede modular el cambio lumínico y así hemos simulado el campo lumínico dentro del dosel de una pradera de pastos marinos”.

Esta información es fundamental para hacer modelos de producción y determinar el impacto que se producirá en diferentes escenarios de cambio ambiental. Trabajamos en modelar la variación del campo lumínico en diferentes morfologías de coral y de una esponja emblemática en el Caribe, la de barril, señaló.

También, con un grupo de trabajo de la NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), Enríquez y su equipo, junto con el de otro investigador de la unidad, Roberto Iglesias, desarrollan modelos bio-ópticos para estimar, a partir de las descripciones fisiológicas y con el uso de datos del monitoreo satelital de la agencia estadounidense, que incluyen cambios de luz y de temperatura del agua, condiciones que propician el blanqueamiento de coral.

“Con esa base fisiológica podemos intentar predecir cuál será una condición concreta que llevará al blanqueamiento, con alta probabilidad y en un lugar específico. Estos modelos fisiológicos también permitirán, a futuro, describir la producción del arrecife de coral a partir del conocimiento de información ambiental clave”, finalizó.

Créditos: dgcs/UNAM/052/15