6 oct 2010

Bici eléctrica que funciona con agua y arena


Como las plantas: así funciona la bicicleta de SIGNa. ¿Qué requieren las plantas para crecer? Agua y tierra. Pues algo muy parecido, una especie de tierra, es lo que encontrarías en las células de combustible que impulsan a este inteligente vehículo. Y tal como ocurre con la maceta que tienes en casa, para que la cosa salga bien hay que añadir agua.

La arenilla que hay dentro de la célula de combustible se trata, en realidad, de siliciuro de sodio: una sustancia inerte y bastante segura. Cuando le añades agua, se produce gas hidrógeno, el cual genera a su vez la preciada corriente eléctrica. Lo que hace, en suma, es almacenar de forma diferente el hidrógeno, para que tu valioso trasero no esté al lado de un gas tan volátil, para luego liberarlo mediante una reacción.Si quieres saber los detalles químicos, puedes echar un ojo a la página de SIGNa.

Cada una de estas células tiene un peso de 0’68 kg, y permiten una autonomía de 48 kilómetros. ¡Ahí es nada! Pero además, por si no fuera poco, son intercambiables sobre la marcha. Puedes ir cargado con un saco (o ser más inteligente que yo y engancharlas en ciertas partes de la bici) y, cuando la vidilla de una llegue a su fin, encasquetar la siguiente.

Ni qué decir que es totalmente respetuosa con el medio ambiente. La compañía está trabajando en hacerlas todavía más eficientes, de modo que en un futuro podrán ser integradas en coches. ¡Por fin las gotitas del aire acondicionado servirán para algo! Y digo yo, ¿el sudor del ciclista no sirve? — Javier G. Pereda [Wired]


FUENTE:
http://www.gizmodo.es/2010/10/04/la-bici-electrica-que-funciona-con-agua-y-arena.html
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Festival Internacional de ‘Ciencia’ en San Sebastián


Esta semana la ‘Pasión por el Conocimiento’ (Passion for Knowledge) ha tomado el relevo al Festival de Cine en San Sebastián. Las estrellas de este otro festival internacional han sido diez Premios Nobel y dos Premios Príncipe de Asturias, aunque el verdadero protagonista ha sido el público que ha abarrotado las salas para aprender y disfrutar con la ciencia. El arte y la ciencia, como un todo cultural, han ido de la mano estos días en Donostia.

La ocasión la ofrecía el decimo aniversario del Donostia International Physics Center (DIPC), un centro de excelencia en ciencia de los materiales vinculado a la Universidad del País Vasco (UPV/EHU). El objetivo, trasmitir a la sociedad la pasión por el conocimiento: Passion for Knowledge (por su nombre en inglés), especialmente a los más jóvenes. Y como escenario el marco incomparable de la ciudad de San Sebastián, con sede en el Palacio Kursaal, entre el 27 de septiembre y el 1 de octubre.

El núcleo de este festival del conocimiento han sido los “workshops” o talleres, donde cerca de 400 investigadores internacionales han debatido en profundidad sobre electrones, fotones, superficies y materiales poliméricos. Junto a ellos, el DIPC ha programado conferencias dirigidas al público en general impartidas por diez Premios Nobel, dos Premios Príncipe de Asturias y otros expertos del mundo de las ciencias y de las artes.

“En realidad la creación en ciencia y arte es muy similar en algunos aspectos, aunque también existen diferencias”, comenta a SINC el premio Nobel de Química en 1981, Roald Hoaffmann (Universidad de Cornell, EE UU), que aclara: “Los dos están hechos por el ser humano, que crea algo que no es natural (una molécula nueva, un poema); en ambos se valora la destreza, el detalle, el trabajo bien hecho; además de la capacidad de decir mucho en poco espacio (en una fórmula química o en una buena obra de arte)".

“En cuanto a las diferencias, la ciencia es más material que emocional, y busca más la universalidad (tener una ecuación que describa todo), mientras que en el arte el valor de las creaciones viene a través de la particularidad”, detalla Hoaffmann. El compositor Luis de Pablo, también presente en las jornadas, está de acuerdo: “La ciencia y la música son de naturaleza distinta. El conocimiento científico es más universal, sin embargo la música no ofrece certezas, pero es capaz de modelar nuestras vidas de forma personal: es más individual”.

Dentro de la diversidad cultural que ha recogido Passion for Knowledge el representante de las letras ha sido Bernardo Atxaga, considerado uno de los grandes escritores en euskera, aunque la cultura científica es la que ha dominado el festival. “El edificio conceptual de la ciencia moderna, sin despreciar otras contribuciones señeras, es la obra cultural colectiva más importante de la humanidad”, dijo el físico y director del DIPC, Pedro Miguel Etxenike, durante la presentación del evento.


Las enseñanzas de los Nobel

Además de Hoffman -que ha hablado sobre la química como la ciencia de las moléculas y sus transformaciones, pero también como oficio, negocio, visión popular y arte (“¿no es una obra maestra la tabla periódica?”)-, otros cinco premios Nobel de química han intervenido en el festival del conocimiento. El primero fue Aaron Ciechanover (Instituto de Tecnología de Israel, Nobel en 2004), que ha destacado la importancia de la “medicina personalizada”, con dianas específicas a las que dirigir los fármacos, en pacientes que aparentemente presentan enfermedades parecidas pero con distinta base molecular.

Dudley Herschbach (Universidad de Harvard en EE UU, Nobel en 1986) ha hablado sobre cómo “domesticar el entorno salvaje” en el que se producen las reacciones químicas hasta observar colisiones concretas entre moléculas. También del futuro, donde en condiciones de ultrafrío se podrá conseguir que las moléculas se comporten como ondas en lugar de cómo partículas, e incluso se llegue a la teleportación, “esa espeluznante acción a distancia” como la denominó Einstein.

Por su parte, Jean-Marie Lehn (Universidad de Estrasburgo en Francia, Nobel en 1987) ha explicado la implicación de la química desde la materia inanimada hasta las complejos sistemas moleculares de los seres vivos. Y el experto en resonancia magnética, Richard Ernst (ETH en Suiza, Nobel en 1991) ha recordado que, además de “la pasión”, que surge de las emociones y que lleva a la curiosidad y el deseo de aprender, también es importante “la responsabilidad” de servir a la sociedad y resolver los problemas urgentes que amenazan la supervivencia del planeta.

En esta línea, una de las oceanógrafas más prestigiosas del mundo, Sylvia Earle (National Geographic Society, EE UU), también ha alertado durante el encuentro del grave deterioro que sufren los mares en las últimas décadas: “Han desaparecido gran parte de las especies más comunes para la pesca comercial, se han perdido o deteriorado gravemente casi la mitad de los arrecifes de coral, y se han declarado más de 400 zonas muertas en las franjas costeras”. Aun así confía en que el uso de las nuevas tecnologías ayude a comprender y conservar mejor los océanos, algo que hay que solucionar “con urgencia”.

La otra mujer que ha participado como conferenciante en Passion for Knowledge ha sido Ada Yonath (Instituto Weizmann de Ciencia de Israel, Nobel en 2009), a la que SINC ha tenido la oportunidad de entrevistar. La experta en ribosomas, “la fábrica de proteínas de las células”, ha ilustrado con vídeos algunos de los detalles de sus investigaciones, que ya se aplican en el desarrollo de antibióticos.


La cantera de los futuros científicos

Yonath y otros de los ponentes han participado en encuentros organizados con escolares de la ESO y de Bachillerato en el Aquarium y en Kutxaespacio (donde también se han mantenido reuniones específicas con profesores y profesionales sanitarios). Más de 200 jóvenes de las tres provincias vascas han acudido a estos encuentros.

“Mucha gente de vuestra edad ve la posibilidad de estudiar ciencia como algo lejano, arriesgado, que no sabe si le gustara, algo inseguro… Pero hay que quitarse el miedo a dar ese salto al lado de las ciencias”, les dijo Juan Ignacio Cirac (Instituto Max Planck de Óptica Cuántica en Alemania), premio Príncipe de Asturias de Ciencia y Tecnología 2006 y uno de los máximos expertos mundiales en teoría cuántica de la información.

“El estudiar una carrera de ciencias te hace una persona versátil, que te abre muchas puertas. Una de ellas es el mundo de la investigación, pero también hay otras posibilidades, como entrar en la industria o en una empresa”, animó el experto a los jóvenes.
Cirac es un firme candidato a obtener el premio Nobel de Física, algo que ya consiguieron en su día otros cuatro conferenciantes de Passion for Knowledge. Uno de ellos, Claude Cohen-Tannoudji (École Normale Supérieure de Paris en Francia, Nobel en 1997), además de recordar el fallecimiento esta semana del también Nobel de Física Georges Charpak, ha explicado cómo se manipulan los átomos con la luz. De esta forma se pueden obtener imágenes por resonancia magnética o fabricar ultraprecisos relojes atómicos, por ejemplo.

Heinrich Rohrer (IBM Zurich en Suiza), que consiguió en 1986 el Nobel por la invención del microscopio de barrido de efecto túnel, ha denunciado en su ponencia que la ciencia funciona cada vez más “por incentivos financieros y de reconocimiento”. Según Rohrer, el verdadero motor que impulsa el conocimiento reside en “la fascinación por lo conseguido y lo que queda por lograr, y en la pasión por llegar más allá”.


LHC, precisión láser e invisibilidad

En ese camino, el investigador Frank Wilczek (MIT en EE U, Nobel en 2004) ha destacado el papel que juegan instrumentos extraordinarios como el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), “que quizá en el futuro simbolice nuestra cultura, de modo análogo a lo que representan las pirámides en el Antiguo Egipto”. El científico confía en que con el LHC se puedan probar muchas de “las ideas ambiciosas”” que plantea la unificación en la física.

Por su parte, Theodor Hänsch (Instituto Max Planck de Óptica Cuántica en Alemania, Nobel en 2005) ha hablado sobre “la precisión” en la ciencia, concretamente la que proporciona la tecnología láser, “la herramienta de medición más precisa con la que contamos”.

En el festival del conocimiento también han intervenido el Premio Príncipe de Asturias de Ciencia y Tecnología 2008, Robert Langer (Instituto Tecnologico de Massachusetts, EE UU), el padre de la liberación inteligente de fármacos con nuevos biomateriales; y Sir John Pendry (Imperial College de Londres, Reino Unido), que ha sorprendido a todos con la posibilidad de crear “capas de invisibilidad” gracias a las propiedades de innovadores materiales artificiales denominados “metamateriales”.

Los expertos mundiales han trasmitido en directo su “pasión por el conocimiento” a cerca de seis mil personas, dos mil que han asistido a las conferencias y otras cuatro mil que las han seguido a través de vídeo por la web. “El entusiasmo del público, que ha sorprendido a los ponentes, es lo más importante que ha sucedido”, ha destacado Etxenike durante la clausura de Passion for Knowledge. Las últimas palabras del director del DIPC han sido de ánimo para los jóvenes: “Todas estas grandes personas son ‘normales’, y con ilusión y empeño algún día podéis llegar a ser como ellas”.




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Sistema inteligente de vigilancia e información marítima


Ingenieros e investigadores de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) han diseñado un nuevo sistema inteligente de vigilancia marítima que es capaz de integrar y unificar la información de los diferentes tipos de sensores y datos empleados en su contexto real de actuación, a través de metodologías de inteligencia artificial y técnicas de fusión de datos. Esto permite aumentar la eficacia de estos sistemas y su seguridad. Por Pablo Javier Piacente.


Un grupo de especialistas españoles de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) ha desarrollado un nuevo sistema de vigilancia marítima que, mediante aplicaciones de inteligencia artificial y técnicas de fusión de datos, logra integrar de manera más efectiva la información recibida desde distintos sensores dentro de su área de trabajo. En consecuencia, estos sistemas inteligentes brindan mayor seguridad y operatividad para el conocimiento y control de zonas marítimas y costeras.


El sistema ha sido diseñado por los ingenieros y científicos españoles de la UC3M para Núcleo CC, una empresa orientada al sector de la vigilancia marítima y aeronáutica. El primer prototipo se empleará próximamente en Cabo Verde (África), donde se utilizarán dos clases de sensores desarrollados por el Grupo de Inteligencia Artificial Aplicada (GIAA) de la UC3M.


Las nuevas aplicaciones son un conjunto de radares y una serie de sistemas de identificación automática. Los mismos permiten a las embarcaciones comunicar su posición exacta y brindar datos relativos a su ubicación geográfica. Ambas tecnologías ofrecen datos complementarios que, al integrarse, optimizan los sistemas de información relativos al estudio y control de las áreas marítimas y costeras.


El proyecto de investigación del Grupo de Inteligencia Artificial Aplicada de la Universidad Carlos III de Madrid se denomina "Fusión de Información en Tráfico Marítimo". Este trabajo no solamente fue difundido a través de una nota de prensa de la UC3M, sino que además fue recogido por el medio especializado Science Daily, entre otras publicaciones.


Integración de datos


Dentro de los principales resultados de la investigación encarada por los especialistas españoles puede destacarse la creación de un nuevo software específico de fusión de datos. El mismo permite optimizar en gran medida la vigilancia marítima en distintas zonas a relevar, integrando en forma eficaz los datos obtenidos mediante los radares y otros sistemas de identificación.


El trabajo fue presentado durante el pasado mes de julio en la Conferencia Internacional sobre Fusión de Información en Edimburgo, Escocia. Asimismo, un escrito dedicado al proyecto y publicado en el portal de la UC3M explica con mayor detalle el desarrollo del mismo.


El objetivo principal del nuevo sistema es garantizar la seguridad en la zona monitoreada, a través del control de los distintos buques que comparten una ruta marítima en concreto e ingresan y salen de un puerto comercial determinado. En ese punto, las tecnologías de la información y otras áreas relacionadas tienen mucho para aportar.


De esta manera, es posible alcanzar estándares de control del tráfico marítimo similares a los que se obtienen en el tráfico aéreo. Para ello se requieren datos completos, precisos y actualizados de todas las embarcaciones que desarrollan actividades en la zona de cobertura a monitorear.


Control del tráfico marítimo y nuevas tecnologías


Con esta información de calidad no solamente es posible gestionar el tráfico marítimo con mayor seguridad y eficacia, sino que además se pueden detectar y anticipar distintos inconvenientes. Por el momento, los ingenieros y científicos ya han desarrollado un prototipo del nuevo sistema.


El mismo permite controlar 2.000 objetivos identificables, incluyendo buques de gran tamaño o pequeñas embarcaciones. Cuenta con una capacidad de procesamiento de datos de hasta 10 sensores, y al mismo tiempo logra actualizar la información de referencia solamente en un segundo.

Según los responsables de este proyecto, el nuevo sistema es capaz de garantizar que las embarcaciones puedan ser localizadas en cualquier momento, sin límites relacionados con distintas averías en los sensores o en otros mecanismos similares. En otras palabras, el sistema garantiza que los buques no pierdan su posición y, de esta manera, se eviten accidentes o inconvenientes de este tipo.

Por último, vale destacar que el futuro de este sistema podría incluir aplicaciones de robótica, como por ejemplo vehículos no tripulados, o incluso sistemas de inteligencia ambiental, entre otras posibilidades. En la actualidad, los expertos trabajan en la recolección y análisis de datos relacionados con el funcionamiento en condiciones reales del nuevo sistema.




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Superordenador penetra en los orígenes de la vida


Los misterios que rodean los cimientos de las formas de vida primitivas podrían esclarecerse con la ayuda de la supercomputación. Un equipo estadounidense ha utilizado un superordenador para simular una reacción química que podría desentrañar el papel de los ácidos ribonucleicos o ARN en el origen de la vida. Por Elena Higueras.

Un grupo de investigación norteamericano, liderado por el director del centro de Biofísica Molecular del Oak Ridge National Laboratory (ORNL) en Tennessee, Jeremy Smith, ha usado una superordenador para reproducir una reacción química orgánica que puede haber sido importante en la evolución de los ácidos ribonucleicos o ARN en las formas de vida primitivas, según un comunicado de la institución estadounidense.

"Las simulaciones por ordenador pueden proporcionar información sobre los sistemas biológicos que no puede conseguirse de otra manera", afirma Smith. "Dado que estas estructuras están cambiando tanto, los aspectos dinámicos son difíciles de entender, pero la simulación informática es una buena manera de hacerlo."

En este caso, los científicos utilizaron el superordenador Kraken, de Tennessee, para realizar la simulación de dinámica molecular. Se trata de una técnica que permite que los átomos y las moléculas interactúen durante un periodo de tiempo, posibilitando la visualización del movimiento de las partículas. De este modo, la dinámica molecular entiende a los materiales y a las moléculas como cuerpos animados y no como entidades estáticas.

La simulación se realizó sobre un tipo de moléculas de ARN llamadas ribozimas. Éstas son capaces de almacenar información genética y acelerar reacciones químicas, dos características imprescindibles en la formación de la vida. Concretamente, el equipo estudió una ribozima cultivada en el laboratorio que cataliza la reacción conocida como Diels-Alder, que tiene múltiples aplicaciones en química orgánica.

"La vida significa hacer que las moléculas se reproduzcan y eso es algo muy complejo. Si una ribozima como la de Diels-Alder es capaz de hacer química orgánica para construir moléculas complejas, es posible que algo similar pueda haber sucedido para crear los cimientos de la vida”, conjetura Smith.

La potencia de la supercomputación también sirvió para ayudar a que el equipo de investigación encontrase una explicación teórica de por qué la ribozima Diels-Alder necesita magnesio para funcionar. Los modelos computacionales de los movimientos internos de la ribozima permitieron a los investigadores captar y entender los detalles más pequeños de las reacciones más rápidas, lo que hasta ahora había sido imposible debido a la naturaleza estática de las técnicas experimentales convencionales, como las pruebas químicas y los análisis de rayos X, incapaces de revelar la dinámica del sistema.

En ese sentido, Smith explica en el comunicado que los cálculos de su grupo mostraron cómo la dinámica interna de las ribozimas incluye un sitio activo o "boca" que se abre y se cierra para controlar la reacción. La concentración de iones de magnesio afecta directamente a los movimientos de la ribozima. "Cuando no hay magnesio presente, la boca se cierra, el sustrato no puede entrar y la reacción no puede tener lugar. Hemos descubierto que el magnesio obliga a la ribozima a mantener la boca abierta", asegura.

La investigación fue publicada en la revista de la Sociedad Americana de Química. Además de Smith, participaron dos de sus estudiantes de posgrado, Tomasz Berezniak y Zahran Mai, y Andrés Jäschke de la Universidad de Heidelberg. La mayor parte de las simulaciones se llevaron a cabo en el superordenador Kraken y los datos resultantes se analizaron en el Centro Interdisciplinario de Computación Científica de la Universidad de Heidelberg.


También en España

Hace tan solo quince días el Centro de Supercomputación de Barcelona (BSC) anunciaba que dos de sus investigadores, Modesto Orozco, Director de Ciencias de la Vida del BSC y jefe del grupo de Modelización y Bioinformática del Instituto de Investigación Biomédica de Barcelona (IRB), y Guillem Portella, investigador del grupo de Modelización y Bioinformática del IRB, habían conseguido resolver por primera vez el plegamiento de un ácido nucleico mediante técnicas de dinámica molecular, gracias a la ayuda del superordenador MareNostrum.

Hasta ahora, hacer un seguimiento de estas estructuras biológicas empleando la potencia de cálculo de un PC significaba tener que esperar cientos de años para observar los resultados. Sin embargo la supercomputación reduce enormemente los tiempos. Gracias a ello, el nuevo descubrimiento de Orozco y Portella, permitirá, a corto y medio plazo, diseñar estrategias terapéuticas basadas en ácidos nucleicos. Éste es el caso de las estrategias de ARN de interferencia que se posicionan como la gran esperanza para el tratamiento de enfermedades complejas de origen genético, como el cáncer. Los resultados de la investigación se publican en la revista Angewandte Chemie.

El superordenador MareNostrum, en funcionamiento desde 2005, es el más potente de España y uno de los más importantes de Europa, aunque en la actualidad ocupa el puesto número 87 de la última lista Top500 publicada en junio de este año. Su mejor posición la consiguió en noviembre de 2006, cuando ascendió hasta el quinto puesto de la tabla. Las primeras plazas son para EEUU, China y Alemania.



FUENTE:
http://www.tendencias21.net/Una-superordenador-penetra-en-los-origenes-de-la-vida_a4923.html

Investigación sobre el grafeno gana el Nobel de Física


La Real Academia de las Ciencias de Suecia ha querido premiar un prometedor desarrollo tecnológico con enormes aplicaciones prácticas en el mundo de la tecnología y las comunicaciones. Los investigadores de origen ruso Andre Geim y Konstantin Novoselov han recibido el Premio Nobel de Física 2010 por sus revolucionarios descubrimientos sobre el grafeno, un material bidimensional de extraordinarias propiedades en el mundo de la física cuántica que puede dar lugar a ordenadores mucho más rápidos y eficientes, e incluso a la fabricación de nuevos materiales.

Geim, de nacionalidad holandesa (Rusia, 1958) y Novoselov, de nacionalidad británica y rusa (Rusia, 1974), investigan actualmente en la Universidad de Manchester. Según ha explicado el comité, los científicos han demostrado las grandes propiedades del carbono en forma muy fina -un solo átomo de espesor-. El grafeno es un excelente conductor de electricidad y un material muy resistente, elástico y barato que tiene un buen número de aplicaciones prácticas y puede ser fundamental en el desarrollo de dispositivos electrónicos muy avanzados, como ordenadores ultraveloces. De hecho, los investigadores creen que puede sustituir al silicio actual, que se emplea en la mayoría de aparatos electrónicos.

"Como conductor de electricidad es tan bueno como el cobre y como conductor de calor supera a todos los demás materiales. Es casi completamente transparente, pero tan denso que ni siquiera el helio, el átomo más pequeño de gas, puede pasar a través", señala la Academia en su comunicado. "Una vez más el carbono, la base de toda la vida conocida en la Tierra, nos ha sorprendido", añade.


Con cinta adhesiva

El origen de este material "milagroso" está en el grafito común que se encuentra por ejemplo en los lápices. Muchos científicos consideraban imposible poder aislar un material tan delgado. En un milímetro de grafito hay tres millones de capas de grafeno apiladas unas encima de otras, pero Geim y Novoselov lo lograron usando cinta adhesiva para arrancar delgadas escamas de un pedazo de grafito. Realizado ese proceso, que repitieron una veintena de veces hasta obtener capas más delgadas, añadieron óxido de silicio, material estándar usado en la industria semiconductora: bajo la lente del microscopio el grafeno pudo ser visto y aislado por primera vez.

A partir de ahí, Geim y Novoselov pudieron centrarse en estudiar los dos principales rasgos del grafeno, su composición casi perfecta y el hecho de que sus electrones se comportan como los fotones, las partículas de luz sin masa; además de permitir probar algunos efectos cuánticos hasta entonces sólo discutidos de forma teórica. Su artículo publicado en la revista "Science" en octubre de 2004 causó "conmoción en todo el mundo", según el Comité Nobel de Física, y enseguida se plantearon innumerables aplicaciones prácticas, aunque la mayoría de ellas "sólo existen en nuestras fantasías".

El premio de 10 millones de coronas suecas (1,5 millones), otorgado por el Comité del Premio Nobel de Física en la Academia Real Sueca de Ciencias, ha sido el segundo de los premios Nobel de este año después del de Medicina. El pasado año, el Nobel de Física fue entregado a Charles Kuen Kao, Willard Sterling Boyle y George Elwood Smith, tres investigadores estadounidenses que abrieron el camino a la moderna sociedad de la información y de las telecomunicaciones.





FUENTE:
http://www.abc.es/20101005/ciencia/fisicos-rusos-ganan-nobel-201010051056.html





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