Tag Archives: instituto de física

Biosensores podrían ayudar al diagnóstico temprano de cáncer y diabetes-UNAM

 
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16 de marzo de 2016

Investigadores de la UNAM estudian nanomateriales para crear biosensores ópticos de alta precisión y especificidad que posibiliten la detección de compuestos biológicos que podrían ayudar a proporcionar un diagnóstico temprano de padecimientos como el cáncer y la diabetes. Continue reading Biosensores podrían ayudar al diagnóstico temprano de cáncer y diabetes-UNAM

En desarrollo, prototipo de mamografía por emisión de positrones

 
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09 de noviembre de 2015

La mamografía por emisión de positrones PEM (Positron Emission Mammography) es una revolución en las herramientas para el diagnóstico y seguimiento del cáncer de mama. Se trata de una nueva tecnología de imágenes de alta resolución, similar al PET (Positron Emission Tomography), que detecta la acumulación de un radiofármaco emisor de positrones y crea una imagen mamográfica tridimensional. Continue reading En desarrollo, prototipo de mamografía por emisión de positrones

El ADN tiene una huella vibracional única – UNAM

 
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10 de octubre de 2015

La física cuántica y la computacional permiten ver propiedades del ácido desoxirribonucleico (ADN) que, a nivel experimental, son difíciles de apreciar, como las huellas vibracionales de las unidades nucleicas que integran la molécula de la vida. Continue reading El ADN tiene una huella vibracional única – UNAM

DETECTAN CON ACELERADORES DE IONES ALEACIONES Y TÉCNICAS ORFEBRES DEL TESORO DE LOS QUIMBAYAS

 
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tesoroquimbayasConocer cuáles fueron los materiales, aleaciones y métodos que utilizó entre los años cero a 700 de nuestra era la cultura Quimbaya de Colombia, caracterizada por el desarrollo orfebre, el tamaño y la belleza de sus piezas de oro, es un reto que la ciencia del siglo XXI afronta con ayuda de la física.

Con el uso de aceleradores de iones que penetran la superficie de las piezas precolombinas sin dañarlas, José Luis Ruvalcaba Sil, investigador del Instituto de Física (IF) de la UNAM, participó con colegas de España y Costa Rica en un estudio que ha dado luz para saber de los procesos de fabricación aplicados.

Encabezado por Alicia Perea, especialista en arqueometalurgia del Centro de Ciencias Humanas y Sociales del Consejo Superior de Investigaciones Científicas de España, el análisis incluyó varias decenas de las 135 piezas de oro de esa civilización (colección considerada una de las de más calidad en la orfebrería precolombina de América), como figuras humanas, cascos, brazaletes, orejeras, narigueras, varillas y recipientes, entre otras.

El conjunto original, de casi 200 piezas, fue saqueado de dos tumbas en la región de Quindio, en la cordillera andina de Colombia. Luego de adquirirlas, ese gobierno regaló –en 1891– el ajuar funerario a la reina Isabel II de España, como agradecimiento por su apoyo en una querella fronteriza con Venezuela. Desde entonces, 135 piezas del tesoro se conservan en el Museo de América, en Madrid, España.

“Iniciamos el proyecto en el 2000 y tardó varios años en realizarse. Mi doctorado fue sobre desarrollo y estrategias para estudiar técnicas de dorado precolombino con aceleradores de iones como el Pelletron del IF, por eso me invitaron a colaborar en el análisis del tesoro quimbaya, una de las colecciones principales de ese museo”, señaló Ruvalcaba en entrevista.

Con Alicia Perea, experta en orfebrería de oro de la península ibérica, el universitario estableció una estrategia para analizar las piezas en el acelerador de partículas de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), semejante al Pelletron del IF, aunque casi del doble de tamaño y energía.

Se llevaron al laboratorio del Centro de Microanálisis de la UAM; para ello fue necesario obtener un proyecto para cubrir los costos de desplazamiento y seguros de las piezas quimbayas y de una parte de la colección de Costa Rica. También se invitó a Patricia Fernández, del Museo del Oro de ese país centroamericano, especialista en orfebrería.

Ese tesoro sudamericano (perteneciente a los años 600 de nuestra era) es contemporáneo a la cultura teotihuacana.

Penetrar sin dañar

Autorizada la salida de las piezas del museo a la universidad española, se analizaron con microscopio electrónico los objetos de menor tamaño que caben en ese equipo.

“Tuvimos un primer contacto con la colección para examinarla y caracterizar la tecnología de fabricación mediante métodos no invasivos. Son impresionantes, las más grandes miden más de 20 centímetros y representan a sacerdotes o gobernantes sentados o de pie y forman parte del ajuar funerario de ciertas tumbas”, reiteró.

Con el acelerador, aplicó una técnica que dispara un haz de iones sobre la superficie, que indica cómo cambiará la composición del objeto del exterior al interior.

Los primeros resultados sorprendieron a los científicos, que no observaron un dorado muy evidente en las piezas.

“La respuesta se obtuvo tras estudiar las partes traseras, menos expuestas. Encontramos que probablemente fueron pulidas. Creemos que al limpiar la colección, desde el siglo XIX se eliminaron poco a poco las capas de dorado y se perdió información sobre la tecnología que usaron los quimbayas para elaborarlas”, consideró.

En cambio, algunas piezas de Costa Rica son tan ricas en oro que se les agregó un poco de cobre para hacerlas más fáciles de trabajar –menos maleables– y reducir su temperatura de fusión.

En el caso de Colombia lo usual era utilizar una aleación con poco oro, que con ciertos procesos de oxidación superficial por calentamiento y por limpieza, lograba eliminar el cobre de la superficie para hacerlo más dorado.

“Según la pieza era el tipo de aleación que empleaban. Las antropomorfas eran más ricas en oro y los recipientes fundidos contenían más cobre. Esto significa que el material usado en la manufactura dependía del tipo de objeto”, dijo.

Los estudios previos in situ dieron una idea general de la composición. “El análisis más fino es con el acelerador, porque no hay otra técnica no invasiva que nos informe de la distribución de la superficie del oro al interior para entender qué tecnología se empleó”.

Comprobaron que los quimbayas usaban aleaciones de oro, plata y cobre, cantidad que variaba por el simbolismo, uso y función del objeto.

“Hacia el año 1500 a.C., se comenzaron a trabajar los metales en Perú. Paulatinamente se desarrolló en zonas vecinas, como Ecuador, donde hay sinterizados de platino, que tienen que ver con las fuentes de metales de las que disponían. Por el año cero se desarrolló la metalurgia en Colombia y Costa Rica”.

El estudio comparó las piezas de Colombia y Costa Rica y comprobaron la interacción e intercambio de conocimientos sobre metalurgia que hubo entre las culturas de ambos países.

Metalurgia, tarde en Mesoamérica

Aunque no está completamente claro cómo la metalurgia llegó a Mesoamérica (México), aparece de manera tardía –hacia el año 800 de nuestra era– en las regiones que hoy comprenden a Oaxaca y Michoacán.

“Luego tuvieron un desarrollo propio, con tecnologías especializadas en fundición, formas, en el trabajo de los hilos metálicos. Fue un conocimiento importado, quizá también llegaron orfebres de otros sitios. Hay piezas del occidente de nuestro país que podrían ser importadas y en Teotihuacan hay una sola pieza metálica, de cobre, que tiene características de orfebrería centroamericana; era de gran valor, por eso fue ofrendada”, finalizó.

Créditos:UNAM-DGCS-244-2014

ANALIZAN CON HACES DE PROTONES COBRES DORADOS DE CHICHÉN ITZÁ

 
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analisismayaEn Mesoamérica existieron diversas técnicas de dorado de metales que permitían darles la apariencia de ser sólo de oro. Aunque mucho de lo que brillaba en esas piezas precolombinas era metal áureo, no contenían tanto como el que hubieran deseado encontrar los conquistadores españoles en el Nuevo Mundo.

Eso muestran los análisis que José Luis Ruvalcaba, investigador del Instituto de Física (IF) de la UNAM, realizó en más de 100 piezas encontradas en el cenote de Chichén Itzá, entre las que figuran cascabeles, cuentas, cilindros, aros, cuencos, puntas de flecha, máscaras y láminas.

En particular, algunas de ellas tienen una capa de dorado delgada. En sus partes menos erosionadas se ven restos que revelan una tecnología muy eficiente para producirlas con una cantidad mínima de oro y una resistencia a los ácidos y al contexto submarino (como el de los cenotes), los cuales causan graves problemas de corrosión en objetos metálicos.

“No son de oro, sino cobres dorados”, subrayó Ruvalcaba, quien con base en sus estudios tecnológicos ha establecido nuevas interpretaciones.

Las piezas estudiadas pertenecen al Museo Peabody, de la Universidad de Harvard; al Museo Nacional de Antropología, en México; y al Museo Palacio Cantón, en Mérida, Yucatán. En esta tarea también colaboran académicos del Instituto de Investigaciones Antropológicas de la UNAM, de la Universidad de California en Berkeley y de la Escuela de Conservación del Instituto Nacional de Antropología e Historia (INAH).

Información más clara

Pese a que desde la década de los 50 del siglo XX ya se hablaba de la posibilidad de que en las vitrinas de los museos Peabody y Nacional de Antropología hubiera cobres dorados, esos reportes pasaron inadvertidos por muchas razones. Una fue que no parecían piezas doradas y, en cambio, se veían y pasaban como de cobre por el proceso de deterioro.

En la actualidad, con los estudios realizados con dispositivos y equipos desarrollados por Ruvalcaba en el IF, éste y sus colaboradores han obtenido información más clara no sólo de qué aleaciones contienen, sino también de cómo se fabricaron.

“Con haces de protones y iones de helio, por ejemplo, además de tener información de los elementos químicos (cobre, estaño, arsénico y plomo, forman el soporte de la pieza; oro y plata, el recubrimiento dorado), se puede observar qué cantidad hay en la superficie”, refirió.

El universitario ha demostrado que el oro está dentro del primer micrómetro y después –en la interfaz con el cobre, que permite afianzar ese oro al sustrato– la plata. “Análisis de muestras en el microscopio de alta resolución del IF, llevados a cabo por Jesús Arenas, corroboran que, a escala nanométrica, cúmulos de oro integran el dorado”.

De acuerdo con Ruvalcaba, en la técnica de dorado por hoja, ésta se pliega sobre la superficie, mientras que en la de dorado por fusión el objeto se sumerge dentro de oro fundido para obtener espesores de 35 a 90 micrómetros.

“Y en la de dorado por oxidación (descrito por fray Bernardino de Sahagún en el Códice Florentino) se parte de una aleación que, al oxidarse y limpiarse repetidamente con una solución ácida o por enfriamiento rápido, pierde cobre y plata, y queda la superficie enriquecida en oro. El cambio es gradual en la composición de este último de la superficie hacia el interior”, añadió.

Por el contrario, la técnica de dorado por reemplazo electroquímico da como resultado un recubrimiento. Ocurre un cambio brusco en la composición de la capa de oro que hay en la superficie y el cobre que soporta el dorado.

Para producir este último, el metal áureo se disuelve en una solución ácida, que se neutraliza con un mineral alcalino para evitar que, al sumergir el objeto en la solución, el cobre sea corroído. Luego de un tiempo, el objeto se saca de la solución. De este modo, en su superficie se deposita una fina capa de oro. Entonces, el artefacto se calienta para que el oro depositado en su superficie pueda adherirse como una capa muy uniforme y delgada al cobre.

“Esta técnica es compleja y eficiente. Se ve como oro, pero es cobre dorado. En 1979, fue reproducido en laboratorio por la doctora Lechtman, del Instituto Tecnológico de Massachusetts, para la cultura Moche (Loma Negra, Perú, 0-600 después de Cristo). Dado que no existen evidencias de su producción en Mesoamérica, hemos propuesto que las piezas doradas de las regiones mayas pueden proceder de Sudamérica por intercambio”.

Objetos mal identificados

Aún hay lagunas en torno a las interacciones y contactos que pudieron darse entre Perú y Mesoamérica y otras áreas. Se ha propuesto que algunos objetos de Chichén Itzá –turquesas y obsidianas, por ejemplo– vienen del suroeste de Estados Unidos y del occidente de México, respectivamente, lo cual indicaría que hubo varias rutas de intercambio a largo alcance para este sitio”.

El universitario verificó, con análisis in situ de las aleaciones de oro de diferentes piezas de Chichén Itzá, las propuestas sobre intercambio con regiones de Costa Rica y Panamá, pues algunas figuras fundidas del cenote de aquella ciudad pueden tener, además, un dorado por oxidación, como es usual en esas regiones.

Para él ha sido interesante descubrir que piezas doradas elaboradas con la técnica de dorado por reemplazo electroquímico están presentes en otros sitios mayas. Lo que todavía no se sabe exactamente es cómo llegaron a ellos.

“Con frecuencia, los cobres dorados son mal identificados. De ahí que recomiende revisar muchos objetos catalogados como cobres, porque probablemente sean piezas doradas. Así ocurrió con algunas mayas de El Lagartero, Chiapas, que eran consideradas cobres y se determinó que tenían residuos de oro en su superficie”, apuntó.

Ruvalcaba y sus colaboradores están convencidos de que los orfebres que las hacían conocían muy bien los materiales y los procesos y tuvieron un aprendizaje de varias generaciones para llegar a ese perfeccionamiento técnico.

“Al tratar de reproducir algunas de ellas, como las bimetálicas que hay en la tumba 7 de Monte Albán, entendimos el enorme conocimiento y su destreza”, finalizó.

Créditos:UNAM-DGCS-237-2014