Nuevo sistema de purificación de agua

La mayoría de las tecnologías de filtración de aguas requieren mucha energía para impulsar el agua a través de unas membranas que, finalmente, se acaban manchando y deben ser reemplazadas. Ambos factores hacen que la filtración de aguas resulte demasiado costosa para la mayoría de las aplicaciones.

Ahora investigadores del Centro de Investigación de Palo Alto (PARC, por sus siglas en inglés) han logrado superar estas dificultades incorporando conceptos científicos de la física de los movimientos de las partículas de los toner en un dispositivo de filtración de aguas de bajo consumo que no utiliza membranas.

Son buenas noticias para el incipiente espectro de filtración de agua salobre que amenaza gran parte del mundo en vías de desarrollo e incluso algunas zonas de los países desarrollados con escasez de agua. En el pasado, sin embargo, el factor económico ha sido el principal escollo para la creación de sistemas de tratamiento de aguas asequibles.

Los investigadores del PARC llaman a su dispositivo concentrador de espiral. Se trata de un trozo de tubo plástico, de 50cm de largo y un milímetro de diámetro, con forma de espiral. A medida que se bombea el agua desde un extremo del dispositivo, las partículas que están en el agua son presionadas contra las paredes del tubo. Las partículas del tamaño de una micra son separadas por fuerza centrífuga y llevadas lejos del agua limpia por medio de horquillas divergentes en el concentrador en espiral.

La ventaja de este enfoque es que no requiere tanta energía como hacer pasar agua contaminada a través de una membrana. Estas membranas suelen estar construidas de resina y cuentan con muchos agujeros diminutos perforados en ellas, que pueden ser de entre unos cuantos micrómetros a unos cuantos nanómetros.

La innovación del PARC proviene de un proyecto de investigación anterior contratado por el ejército estadounidense. El objetivo era diseñar un dispositivo para concentrar peligros biológicos como el ántrax concentrando unas cuantas partes por litro de contaminantes, de modo que el sensor pudiera detectar su presencia.

Los investigadores del PARC tienen mucha experiencia en el estudio de la física de partículas. El toner de las fotocopiadoras está hecho de partículas en miniatura cargadas de electrones. Entender la física de cómo estas partículas cargadas se mueven tanto en aire como en líquido ha sido un área fundamental de investigación del PARC. Las lecciones aprendidas con el toner de partículas se usaron en el sistema de detección de agentes biológicos y el purificador de agua del PARC.

El purificador requiere una velocidad de caudal de agua constante, de modo que los movimientos de las partículas se ajusten a unos patrones previstos. Ese caudal de agua se puede lograr con una bomba de bajo consumo que puede funcionar con un panel de células solares.

Fuente: Technology Review

Una vez que el tejido ha dirigido unos cuantos mililitros de sudor hasta el parche, los sensores determinan la cantidad de potasio, cloruro o sodio que presenta. La medición de estos electrolitos puede ayudar a conocer el metabolismo de una persona. Comparando las cantidades de los electrolitos con las mediciones de referencia, un sistema de este tipo podría indicar si el usuario se encuentra estresado o ha realizado un sobreesfuerzo, señala Jean Luprano, coordinador del proyecto del CSEM.

Cuando los diminutos depósitos están llenos de sudor, el usuario tira la parte química del parche, que tiene un tamaño de 12 a 25 cm. La cinta o camisa con el parche incrustado se puede lavar y los dispositivos electrónicos de monitorización pueden ser reutilizados.

“La idea de Biotex es ir más allá que los sistemas normales de medida”, señala Luprano. Además de los electrolitos, sus sensores pueden detectar también otros factores más habituales como el PH, el pulso, la conductividad del sudor y la saturación de oxígeno.

Luprano y sus colegas planean probar el parche para ver cómo funciona con dos grupos clave: diabéticos y niños obesos. Aparte del beneficioso autoseguimiento que el parche les permitiría realizar sobre sí mismos, el sistema podría ayudar también a los investigadores a reunir más datos sobre estos grupos. Según Luprano, durante las dos próximas semanas, se probará el sistema en unos 10 sujetos, que llevarán el sensor en la espalda mientras montan en bici; mientras tanto, los médicos leerán los resultados en tiempo real.

Fuente: Technology Review

El nuevo método, desarrollado por el Dr. Eli Peli, el Moakley Scholar in Aging Eye Research, y un profesor de oftalmología de la Harvard Medical School, es el primero desarrollado para imágenes de televisión digital. Según Peli, el motivo de este cambio de enfoque es que la televisión digital reemplazará a la tradicional en unos cuantos años por orden del gobierno.

Trabajando con el “decodificador” que hace posible las imágenes de la televisión digital, Peli y sus colegas fueron capaces de hacer una simple modificación que ofrece la posibilidad de mejorar el contraste de cualquier televisor digital. “La misma modificación se podría realizar fácilmente en los nuevos televisores HD y la televisión digital por cable”, señala Matthew Fullerton, principal autor del estudio y estudiante de ingeniería electrónica de la Universidad de York, en Inglaterra, que actualmente está realizando el grado de Master en el laboratorio de Peli.

Para probar la nueva tecnología, el equipo presentó ocho vídeos digitales a 24 individuos con discapacidad visual y a seis con visión normal. A cada paciente se le dio un control remoto, que le permitía incrementar o disminuir el contraste de la imagen..

El equipo de investigación observó que incluso los sujetos con visión normal seleccionaron algunas mejoras y que la cantidad de mejora seleccionada por los individuos con discapacidad visual variaba según el nivel de pérdida de sensibilidad de contraste que experimentaban debido a su enfermedad. Esto demostró al equipo que el dispositivo era útil para cualquier sujeto, incluidos los de visión normal.

Ahora, Peli está trabajando con Analog Devices Inc. para crear un chip prototipo que se pueda incluir en todas las generaciones futuras de televisiones digitales. “La tecnología que hemos creado es bastante simple y se puede incorporar fácilmente y con un bajo coste incluso en las tecnologías más modernas de televisión y vídeo por Internet”.

Fuente: Science Daily

En declaraciones recogidas en este artículo de Technology Review del MIT, “La SenseCam no sólo permite a las personas recordar mientras están viendo las imágenes, lo cual es maravilloso en sí, sino que además, después de un periodo inicial de consolidación, parece conducir a una retención de recuerdos a largo plazo durante muchos meses, sin la necesidad de visualizar las imágenes una y otra vez”, según Emma Berry, neuropsicóloga que trabaja como asesora de Microsoft.

La SenseCam se lleva alrededor del cuello y saca una fotografía panorámica de baja resolución cada 30 segundos. Contiene un acelerómetro para estabilizar la imagen y reducir la borrosidad y se puede configurar para sacar fotos en respuesta a los cambios de movimiento, temperatura o luz. “Puesto que cuenta con una lente gran angular no es necesario apuntar hacia nada; capta directamente gran parte de lo que le usuario ve”, señala Steve Hodges, director del Grupo de dispositivos y sensores de Microsoft Research, en el Reino Unido.

Todos los sucesos de un día se pueden almacenar digitalmente en una tarjeta de memoria para, posteriormente, descargarlos en un PC. Utilizando un software especial, los investigadores de Microsoft pueden convertir las imágenes en una película que las muestra a una velocidad de hasta 10 frames por segundo, lo que permite visualizar los sucesos de un día en unos cuantos minutos.

La SenseCam se desarrolló, en un principio, para personas sanas, como medio de ayuda para recordar, pero ahora se están realizando ensayos clínicos para su uso en personas con discapacidades de memoria, como la demencia. El dispositivo podría ayudar a pacientes con formas leves de Alzheimer, señala Giovanni Frisoni, neurologo del instituto de investigación cínica de Brescia, Italia. Sin embargo, Frisoni se muestra escéptico en cuanto a que los pacientes con Alzheimer puedan utilizar la SenseCam sin la ayuda de un cuidador. En cualquier caso, señala, “podría tener un efecto positivo en cuanto a calmar la ansiedad del paciente”, al poder repasar las imágenes de los hechos recientes.

Según Lisa D’Ambrosio, investigadora del AgeLab del MIT, la cámara podría ser especialmente útil para los parientes y cuidadores de personas con Alzheimer en caso de poder modificarla para que las imágenes se descarguen automáticamente vía wireless, lo que les permitiría monitorizar al enfermo a distancia.
Otros grupos empezarán a investigar otros posibles usos clínicos y de investigación para la SenseCam.

“Al extenderse el uso de la siembra directa en los campos, aumentó la aplicación de herbicidas para evitar la propagación de malezas en el rastrojo, especialmente en las primeras etapas de crecimiento de los cultivos -explica el ingeniero agrónomo Christian Weber, becario del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas y docente de la Facultad de Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional de La Plata (UNLP)-. Por eso es conveniente controlar el uso de estos productos con el fin de disminuir su impacto en el ecosistema. Nuestro sensor de malezas permite determinar qué zonas del campo requieren mayores dosis de herbicidas y cuáles menos, con la ventaja adicional de ahorrar gastos.”

El sensor fue desarrollado en el mencionado centro, que depende del Conicet y de la Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires (CIC), y fue probado exitosamente en los terrenos de experimentación agraria que posee la universidad.

Un “radar” de campo

Según explican sus creadores, el instrumento mide la intensidad de luz reflejada por la vegetación.

La luz solar está compuesta por la superposición de luces de distintos colores, cada una de ellas caracterizada por su longitud de onda. Por otra parte, cada material (sea orgánico o inorgánico) tiene la propiedad de reflejar con mayor intensidad ciertas longitudes de onda de la luz.

Esto permite que, al enfocar con el sensor una superficie en el campo, se pueda determinar si las intensidades máximas de la luz reflejada corresponden a malezas, al suelo o a vegetación seca.

Estas longitudes de onda características son bien conocidas, y en la actualidad existen sensores importados que emplean filtros de luz especiales, pero son de alto costo, y un sistema de detección para medir la intensidad lumínica.

Lo que aportaron los científicos y técnicos del Ciop es un diseño que permite eliminar los filtros utilizando LED para detectar la luz reflejada. Un LED es un diodo que emite luz de un color determinado, acotada dentro de una estrecha banda de longitudes de onda. Pero el LED puede también absorber bandas de luz específicas, distintas de las emitidas.

El grupo del Ciop, dirigido por el doctor en física Jorge Tocho (investigador principal del Conicet y profesor de la UNLP), utilizó esta propiedad y determinó las bandas de absorción de distintos tipos de LED, ya que no están establecidas por el fabricante. Encontró así cuáles son los LED que absorben las longitudes de onda de las bandas reflejadas por las malezas.

Detector automático

El técnico electrónico Edmundo Rodríguez, personal de apoyo del Conicet, tuvo a su cargo la elaboración de este sensor que es más económico que el importado, ya que el costo de los LED es mucho menor que el del instrumental convencional.

El nuevo equipo, instalado en los picos de la máquina de pulverización, detectará la maleza, y un sistema electrónico emitirá una señal que abrirá el pico para rociarla con el herbicida. Actualmente se está tramitando la patente del sensor a nombre del Conicet, la CIC y la UNLP, las tres instituciones que patrocinaron el proyecto.

Un agrónomo entre físicos

En 2002, Weber empezó a trabajar en un laboratorio donde se procesan imágenes satelitales para obtener información sobre el estado de cultivos y de vegetación silvestre.

Esto llevó al Ciop a hacer un curso sobre aplicaciones tecnológicas de la óptica, y allí surgió la oportunidad de realizar un trabajo de doctorado empleando sensores de vegetación, pero situados sobre el suelo.

“Comencé en 2004 con el objetivo de detectar nitrógeno en trigo -detalla Weber-. El nitrógeno integra la molécula de clorofila, una sustancia indispensable para el crecimiento de las plantas. Por eso, midiendo la clorofila puede saberse si están bien nutridas con nitrógeno o si es necesario agregarles fertilizantes. La absorción de la radiación solar por las plantas para el proceso de fotosíntesis se realiza en la clorofila y es controlada por interacciones moleculares dentro de los tejidos vegetales. Entonces, la luz solar absorbida por una planta -y por lo tanto la reflejada- varía según el contenido de clorofila de sus hojas.”

Para detectar la banda del espectro de luz absorbida por la clorofila se debe utilizar la tecnología convencional de filtros de luz. Se empleó un equipo confeccionado en el Ciop por el ingeniero Fabián Videla, profesional de la CIC.

Los científicos también desarrollaron un sistema por el cual ese sensor mide simultáneamente la luz incidente y la luz reflejada, lo que permite eliminar la influencia en la medición de fluctuaciones en la luz solar que llega, debidas por ejemplo al paso de nubes o a polvo en el ambiente.

Luego de este trabajo, los investigadores exploraron la detección de malezas en los rastrojos con la tecnología de los LED. Aunque la investigación multidisciplinaria todavía no terminó, todo indica que pronto dará nuevos resultados.

Fuente: Irene Maier
LA NACION

Se estudiará cómo lograr un sistema de propulsión de curvatura para viajar a una velocidad superior a la de la luz

La British Interplanetary Society reunirá a físicos de distintas procedencias en un congreso titulado “Faster than Light: Breaking the Interstellar Distance Barrier”. Según uno de los organizadores, Kelvin Long: “El principal objetivo es mejorar el conocimiento acerca de este oscuro campo de investigación entre la teoría de la relatividad general y la de campo cuántico y atraer a nuevos investigadores, especialmente jóvenes, para trabajar en los problemas técnicos”.
Aunque el tema se encuentra en el dominio de la física exótica, Long señala que, a menudo, ideas previamente controvertidas acaban encontrando, finalmente, su camino para convertirse en algo establecido. “Históricamente, los agujeros negros y los agujeros de gusanos no se tomaban en serio. Ahora, se publican docenas de trabajos cada año sobre esos temas. Conviene que la teoría del campo de curvatura reciba una atención similar, si queremos evaluar su potencial de forma realista”, añadió.

La teoría que subyace tras los viajes a velocidad de curvatura consiste en plegar la estructura del espacio y el tiempo en una pequeña región alrededor de la nave espacial creando un campo antigravitacional. Esto hace que el espacio que queda tras la burbuja de curvatura se dilate alejándose del vehículo, mientras que el espacio en la parte delantera se contrae como en un agujero negro, lo que teóricamente permite que la nave se desplace enormes distancias a una velocidad superior a la de la luz.

Uno de los principios fundamentales de la teoría de la relatividad especial de Einstein es que nada puede viajar más rápido que la velocidad de la luz en el espacio-tiempo, pero el concepto de la velocidad de curvatura es que se mueve una pequeña región del espacio-tiempo. Es similar a caminar sobre una cinta de un aeropuerto, porque la cinta te hace viajar más rápido de lo que podrías hacerlo caminando la misma distancia sobre el suelo.

Fuente: The Guardian Science

Las corneas artificiales existentes hasta ahora se sostenísn por suturas, lo que en ocasiones consudía a inflamación, infecciones e incluso a la pérdida del ojo, señala John Huang, profesor ayudante del Departamento de Oftalmología y Ciencias Visuales de la Facultad de Medicina d ela Universidad de Yale.

Los implentes de hoy en día son grandes; tienen que serlo, señala Huang, para prevenir que un exceso de tejido corneal crezca a su alrededor impidiendo la visión del paciente. No obstante, su tamaño puede resultar problemático, ya que la dificultad de colocación incrementa las posibilidades de que se reabra o se inflame la herida quirúrgica. Además, los implantes son demasiado grandes como para unirlos directamente al tejido ocular, por lo que es necesario construir una capa de tejido corneal extraido de un donante para que actúe como puente hacia el tejido receptor.

La clave del nuevo implante es un polímero recubierto de proteína desarrollado por investigadores del Instituto Fraunhofer, en Munich, Alemania. Este polímero, disponible en el mercado, repele el agua, por lo que no absorve las secreciones del conducto lagrimal que podrían hacer que inchara. También evita el crecimiento celular, por lo que el tejido natural no lo cubrirá.

Esto es una ventaja parael centro del implante que debe mantenerse despejado, pero podría ser un inconveniente en los bordes, donde se debe unir al tejido corneal existente. De ahí que el borde externo esté recubierto con una proteína que atrae a las células corneales existentes. “Este recubrimiento especial permite que el implante se una con firmeza a las células [de la cornea natural]“, señala Joachim Storsberg, investigador jefe del equipo y director de la unidad de investigación de polímeros con fines médicos de la universidad. Aunque todavía es necesario suturar el implante en el sitio, esta firme conexión ayuda a evitar el tipo de infección que planteaba problemas en los implantes anteriores. La proteína se eligió también por su habilidad para resistir el proceso de esterilización térmica por el que debe pasar el dispositivo para cumplir los requisitos médicos de seguridad.

Y dado que el polímero evita el crecimiento celular, el implante puede ser lo suficientemente pequeño como para suturarlo directamente al ojo, sin necesidad de la capa de tejido del donante.

Fuente: Technology Review

Desarrollan sangre artificial que podría salvar muchas vidas

Continuamente se piden donantes de sangre, pero estas donaciones, aunque valiosas, presentan numerosos riesgos para el receptor, incluidas enfermedades como la hepatitis C o el VIH. Ahora, según un artículo publicado en la versión en línea de The Guardian, Lance Twyman, Doctor por la Universidad de Kent, trabaja en su laboratorio de la Universidad de Sheffield en el desarrollo de una nueva sangre artificial que sería totalmente estéril e incluso se podría fabricar en forma deshidratada. Esto facilitaría su transporte y permitiría almacenarla de cara al futuro, bastando con añadir agua posteriormente para obtener sangre del grupo 0 negativo (el donante universal).
Twyman lleva tiempo intentando crear moléculas que imiten la naturaleza y ha encontrado las porfirinas, moléculas huecas de forma cuadrada que se combinan con metales como el hierro. “El hierro se encuentra en le centro de la molécula, como en el caso de la hemoglobina”, señala Twyman. Sin embargo, aunque la hemoglobina de los glóbulos rojos contiene porfirina basada en hierro para unirse al oxigeno de forma reversible (es decir, para poder captar el oxígeno en los pulmones, transportarlo y liberarlo en los tejidos), la profirina no funciona sola, ya que acaba por reaccionar con el oxígeno en lugar de enlazarse simplemente a él. Por ello, según Twyman, es necesario combinar la química de la porfirina con la química de polímeros para obtener una molécula que imite la hemoglobina.

Tras cinco años de desarrollo, combinando la porfirina con monómeros que se autoensamblan en estructura de árbol, Twyman ha logrado una molécula extremadamente similar a la hemoglobina en forma y tamaño y que, además, ofrece el entorno adecuado alrededor del núcleo de la porfirina para que se enlace el hierro y libere el oxígeno. El aspecto de esta sangre artificial es el de una pasta de color rojo oscuro, con la consistencia de la miel y soluble en agua.

El hecho de poner sangre plástica en el cuerpo, aunque sea para salvar una vida, suena arriesgado, pero Twyman señala que las porfirinas son naturales. Según él, el componente polimérico sería ignorado por sistema inmunológico del cuerpo humano y existen usos médicos en la actualidad que reafirman su postura; sin embargo, de momento, su experimento se limita a tubo de ensayo.

Según Twyman, una de las principales aplicaciones sería el campo de batalla o un lugar en el que se haya producido un desastre importante y donde aportar sangre con rapidez pueda salvar muchas vidas ya que, a diferencia de la sangre donada, ésta es fácil de almacenar y se mantiene a temperatura ambiente.

Actualmente, se está desarrollando una segunda generación de moléculas para realizar una investigación más rigurosa y, si todo va bien, el uso en humanos podría ser lo siguiente.

Otros investigadores se muestran escépticos al respecto y señalan que todavía queda mucho por investigar antes de poder afirmar nada.

Fuente: Guardian Technology

Los ingenieros de esta empresa tienen grandes planes para los videojuegos y los juguetes capaces de leer las ondas cerebrales, que según ellos podrían revolucionar la forma de jugar de la gente.

La tecnología de NeuroSky y de otras empresas emergentes podría hacer que los videojuegos fuesen mentalmente más reales y estimulantes e, incluso, llegar a permitir que los usuarios puedan controlar los personajes de los videojuegos o los avatares de mundos virtuales con la mente.

El prototipo de NeuroSky mide la actividad cerebral de base de una persona, calculando su grado de concentración, relajación y ansiedad en una escala de 1 a 100. Se trata de una tecnología similar a la empleada por los atletas profesionales para obtener el mejor rendimiento.

Los que respaldan este tipo de juegos, que se espera salgan al mercado a finales de este año, destacan que pueden impulsar la concentración mental y, por tanto, podrían ayudar a niños con TDHA (trastorno por déficit de atención e hiperactividad), autismo o trastornos del estado de ánimo. Sin embargo, la investigación científica al respecto es más bien escasa.

Por otra parte, se desconoce si los consumidores querrán unos juegos que requieren un esfuerzo mental.

La base de la mayoría de estos juegos es la electroencefalografía o EEG, es decir, la medición de la actividad eléctrica del cerebro por medio de electrodos colocados sobre el cuero cabelludo. Esta tecnología siempre ha sido muy cara, pero actualmente el precio y tamaño de este tipo de hardware está bajando. Los sensores de NeuroSky no requieren gel, son del tamaño de una uña y un dispositivo con este tipo de sensores se podría vender por a penas 20 dólares (unos 15 euros), señala Stanley Yang, CEO de NeuroSky.

Investigadores de NeuroSky y de otras empresas emergentes están construyendo también prototipos basados en la electromiografía (EMG), que registra los movimientos nerviosos y otros movimientos musculares; y en electrooculografía (EOG), que mide los cambios en la retina.

Fuente: CNN