4 inventos y experimentos de la NASA que nos enseñan a vivir de forma sostenible

4 inventos y experimentos de la NASA que nos enseñan a vivir de forma sostenible

Los astronautas que viven meses en órbita tienen que aprender a vivir de forma sostenible, haciendo todo ellos mismos y reparando los desperfectos.

Hacerles llegar alimentos frescos cuesta dinero y tiempo.

Con la misión a Marte planeada para la década de 2030, hacer envíos será aún más complicado. Se prevé que un viaje ida y vuelta tome dos años.

Con esa perspectiva, las mentes más brillantes de la Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio, NASA, se han centrado en desarrollar maneras de facilitar el día a día a los astronautas que lidian con las difíciles condiciones del espacio.

Pero las lecciones aprendidas durante el proceso pueden también hacer la vida en este planeta más sostenible.

«En el espacio tenemos, básicamente, un entorno limitado», explica la astronauta y líder de innovación en la NASA Cady Coleman.

«Y eso hace que tengamos que pensar en cómo conseguir las cosas, cómo dar mantenimiento (a la nave) y cómo lograr el máximo provecho de ello».

Por esto Coleman asegura que el espacio es un fantástico «acelerador de tecnología», y que los avances desarrollados para los astronautas también son aplicables en la Tierra.

En esa línea, firmas como Nike, el gigante del bricolaje Kingfisher e Ikea ya están investigando modelos de negocio de circuito cerrado en el que los residuos son reciclados y reutilizados, con la intención de reducir costos y ser más ecológicas.

Estos son algunos de son los inventos y experimentos de la NASA que nos enseñan a vivir de forma más sostenible en la Tierra.

1. La lechuga espacial

La NASA lleva décadas investigando el cultivo de vegetales en el espacio, y el año pasado la tripulación de la Estación Espacial Internacional (EEI) pudo por fin degustar la primera lechuga sembrada en órbita.

La idea del experimento, que se llamó «VegOne», tuvo su origen en un estudio de la NASA de la década de 1990.

Con luces LED de colores rojo, azul y verde, el astronauta estadounidense Scott Kelly y su equipo crearon las condiciones ambientales para que la lechuga romana pudiera llevar a cabo la fotosíntesis y así crecer.

Esa iluminación ha tenido también un papel decisivo en el desarrollo de la «agricultura vertical».

Fue el término acuñado en 1999 por Dickson Despommier, un profesor de sanidad y microbiología de la Universidad de Columbia, EE.UU., para describir el concepto de cultivar grandes cantidades de alimentos en edificios altos.

En esos edificios, los “farmscrapers” («granjacielos», una combinación de granjas y rascacielos), se optimiza el uso del terreno de cultivo y el agua.

Y por ello, serían de gran ayuda para alimentar a una población creciente en el futuro, según los expertos.

La granja “Green Sense” de Chicago, por ejemplo, reutiliza la mayor parte de su agua, es diez veces más eficiente a la hora de optimizar el terreno que una granja tradicional y da 26 cosechas, en lugar de las dos o tres de los cultivos normales.

«Las tecnologías desarrolladas por la NASA para lograr conservar los recursos en el espacio han llegado a la Tierra», dice el director de Green Sense, Robert Colangelo.

«Un buen ejemplo de ello son las luces LED que ahorran energía y calor y maximizan la fotosíntesis», explica.

«También hemos desarrollado un sistema de circuito cerrado para recuperar los nutrientes del agua y de la transpiración de las plantas, inspirado en el sistema de gestión de agua de la NASA».

2. El filtrado de agua residual

En el espacio el agua es escasa. Por ello, la NASA ha desarrollado una innovadora manera de filtrar las aguas residuales de la EEI usando químicos y destilación. Y esos procesos permiten convertir el aire, el sudor e incluso la orina en H₂O potable.

De hecho, desde 2008 en la EEI han logrado filtrar más de 10.000 kilos de agua a partir de orina. Hacerles llegar esa cantidad de agua desde la Tierra habría costado más de US$225 millones. «La mayoría de la gente se horroriza al saber qué bebemos», dice Coleman. «Pero aquí el agua filtrada sabe muy bien. Es realmente deliciosa».

La NASA ha dado la licencia de utilizar esa tecnología en la Tierra a varias empresas.

Y éstas han empezado a diseñar filtros portátiles para usarlos en lugares en los que el agua potable escasea.

Los producidos por la compañía estadounidense Water Security Corporation, por ejemplo, ya han sido instalados en pueblos de México e Irak y permiten a sus habitantes purificar aguas contaminadas.

«Es una tecnología totalmente fiable y no requiere mantenimiento experto», asegura el vicepresidente de ventas y de mercadeo de la empresa, Ken Kearney.

Puede aplicarse en regiones en las que hay poca o ninguna electricidad, sirviéndose solo de la fuerza de la gravedad para hacer circular el agua por el sistema».

La NASA también está financiando investigaciones con el objetivo de obtener alimentos a partir de las heces en misiones espaciales largas.

3. La máquina de compactar basura

«Aquí abajo (en la Tierra) podemos ir a la ferretería y comprar herramientas, pero en el espacio tenemos menos recursos y debemos reparar, reutilizar y reciclar los instrumentos», dice Coleman.

Para hacer ese proceso más sencillo, la NASA ya está experimentando con la impresión 3D de plástico en la EEI.

«Así, cuando necesitemos una herramienta, nos harán llegar el diseño desde la Tierra y nosotros la podremos imprimir aquí y más adelante reutilizar su material para imprimir otras».

Asimismo, los expertos del Centro de Investigación Ames de la NASA en California, EE.UU., están estudiando el problema de la basura que se genera en órbita.

Los astronautas evitan deshacerse de los residuos en el espacio, ya que estos podrían volverse un peligro para otras naves y contaminarían planetas y lunas.

Como posible alternativa, la NASA está probando una máquina que compacta y derrite basura, como el plástico de las botellas o el aluminio de las bolsas de bebidas, y la transforma en azulejos de 20 centímetros de diámetro.

Asimismo, estas piezas recicladas podrían usarse para reforzar el blindaje de las naves ante la radiación.

4. La Base de la Sostenibilidad

La tecnología de la NASA podría hacer que las construcciones fueran más ecológicas en la Tierra.

Los expertos del centro Ames han construido un gran edificio «verde» llamado Sustainability Base («base de la sostenibilidad») en el campus de Moffet Field, en California.

Y en él están probando tecnologías para ahorrar energía.

El edificio no genera prácticamente ningún residuo y utiliza varias innovaciones puestas en marcha en el espacio, estas incluyen las pilas de óxido solido de los vehículos de exploración de Marte para generar electricidad y un sistema que reutiliza el agua residual para los baños.

Estos edificios representan la culminación de la filosofía de que los recursos a consumir deben generarse en bucle cerrado; esto es, sin agotar los suministros y sin crear residuos innecesarios.

Y todo esto podría hacer de la Tierra un lugar más sostenible.

Fuente: bbc.com

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A un paso de demostrar la radiación de Hawking

A un paso de demostrar la radiación de Hawking

 

En los años 70, el astrofísico Stephen Hawking predijo que las cercanías de un agujero negro podría emitir espontáneamente pares de partículas. Según su teoría, una de ellas sería tragada por el agujero pero la otra escaparía hacia fuera, lo que un observador externo vería como una emisión espontánea de radiación por parte del agujero.

 

“El problema es que esa emisión es muy débil. Si asociamos una temperatura a este espectro, sería muy pequeña, por lo que detectarla es una tarea casi imposible”, admite Juan Ramón Muñoz de Nova, investigador del departamento de Física de Materiales de la Universidad Complutense de Madrid (UCM), en España, y del Instituto Tecnológico de Israel (Technion).

Científicos de todo el mundo llevan décadas tratando de imitar este fenómeno en el laboratorio, con fibras ópticas, anillos de iones, polaritones –partículas híbridas de luz y materia– o condensados de Bose-Einstein (BEC, por sus siglas en inglés), que son gases de átomos fríos con el mismo estado cuántico.

“La ventaja de los condensados es que su temperatura es muy baja, por lo que se puede estudiar mejor la emisión del análogo de la radiación de Hawking”, destaca Muñoz. “Además, se saben manipular bastante bien y se entiende muy bien cómo funcionan las excitaciones del sistema (fonones), que son el análogo de las ondas sonoras”, añade.

Con esta simulación, el sonido queda atrapado en una región supersónica de la misma manera que las partículas lo hacen en un agujero negro.

En un estudio publicado en New Journal of Physics, el físico, junto a Fernando Sols e Ivar Zapata, también investigadores de la UCM, ha puesto a prueba dos criterios teóricos que tratan de detectar la presencia de esta radiación.

El primero, desarrollado por los propios autores, revela que se pueden medir violaciones de ciertas desigualdades matemáticas producidas por la emisión espontánea de radiación del agujero negro acústico.

“Demostramos que dichas violaciones son únicamente atribuibles a la emisión espontánea de radiación y que no pueden deberse ni a la radiación térmica ni a las ondulaciones de la función de onda del propio condensado”, afirma el físico.

El segundo de los criterios, diseñado por científicos italianos, se basa en detectar el entrelazamiento cuántico de los fonones, algo que existiría tras la emisión espontánea de radiación. “En situaciones típicas, ambos criterios son equivalentes desde el punto de vista teórico. Sin embargo, en el laboratorio, solo pueden detectarse las violaciones de cierto tipo de desigualdades”, puntualiza el investigador.

El siguiente paso ahora es probar estas técnicas teóricas en el laboratorio, algo que el científico español está llevando a cabo en Israel junto a un grupo experimental del Instituto Technion. El director del equipo, Jeff Steinhauer, ha publicado un artículo en ArXiv donde afirma haberlo conseguido, un trabajo que, en estos momentos, está pendiente de revisión.

“De confirmarse, supondría un hito a nivel mundial pues sería la primera observación hasta la fecha de la emisión espontánea de radiación de Hawking”, avanza Muñoz.

Fuente: Universidad Complutense de Madrid

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No sólo dieta y ejercicio: qué hacer para tener un cerebro joven

No sólo dieta y ejercicio: qué hacer para tener un cerebro joven

 

Si no padeces de una enfermedad crónica, solo hay que tener una dieta sana y practicar deporte para mantener nuestros cuerpos en buenas condiciones

Aunque los mismos principios básicos deberían también ser de ayuda para mantener tu cerebro sano, las investigaciones científicas también revelan secretos sobre otras maneras para mantenerte mentalmente en forma durante más tiempo.

Así que, ¿cómo podemos mantener activa nuestra materia gris?

Activa tu cerebro

Es básico activar tu cerebro. Pero leer un poco o hacer crucigramas no es suficiente. Salir y aprender nuevas cualidades puede hacer una gran diferencia.

Comida para el cerebro

Comer los alimentos adecuados también puede jugar un papel a la hora de mantener nuestros cerebros jóvenes.

El poder púrpura

No sólo es la isla japonesa de Okinawa el hogar de una proporción particularmente grande de personas de más de 100 años, sino que allí las tasas de demencia pueden llegar a ser hasta un 50% más bajas que en los países occidentales.

Algunos científicos creen que un papel fundamental en esto lo tiene el vegetal favorito de los isleños: la papa dulce púrpura.

Los científicos piensan que comer estas papas dulces ayuda al flujo sanguíneo, aportando a los cerebros de los isleños gran cantidad de oxígeno.

Dado que es difícil que encuentres papas dulces púrpuras en tu supermercado local, ¿qué deberías estar comiendo?

Por suerte, hay otros alimentos púrpura que contienen el mismo ingrediente «mágico»: las antocianinas.

Así que aunque la fruta fresca y las verduras ayudan a mantenerte sano, las frutas púrpura como las zarzamoras y las verduras púrpura como las berenjenas son particularmente beneficiosas para tu cerebro.

El poder acuático

La cocina japonesa es conocida por su amplia utilización del pescado.

Se ha dicho que el omega-3, un ácido graso que se encuentra en el aceite de pescado, puede protegerte contra la demencia.

La dieta mediterránea también incluye aceite de pescado, y la Sociedad contra el Alzheimer de Reino Unido recomienda la dieta de estilo mediterráneo como una de las formas de reducir el riesgo de desarrollar demencia.

Los suplementos alimenticios con omega-3 son más controversiales, dado que algunos médicos creen que hacen falta más estudios para probar que son tan beneficiosos como comer pescado.

Avances médicos

¿Qué tiene la ciencia de vanguardia reservado para el futuro?

Sangre joven… puede mejorar tu memoria

La memoria de ratones viejos mejoró cuando les inyectaron sangre de ratones jóvenes. Ya empezaron a realizarse experimentos con humanos.

Un corrientazo… puede estimular tu cerebro

Una pequeña descarga eléctrica aplicada en el cuero cabelludo parece reforzar las conecciones entre las células cerebrales, según estudios hechos por la Fuerza Aérea de Estados Unidos.

Implantes cerebrales… pueden contrarrestar la demencia

Investigadores en Estados Unidos están trabajando en un implante cerebral que podría ayudar a quienes sufren de demencia a formar nuevos recuerdos.

Fuente: BBC

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¿En qué se diferencia el cerebro de un matemático del de un simple mortal?

¿En qué se diferencia el cerebro de un matemático del de un simple mortal?

Alan Turing, Albert Einstein, Stephen Hawking, John Nash –estas mentes “maravillosas” nunca dejan de cautivar al público, sin embargo permanecen algo elusivas–. ¿Cómo pasan algunas personas de ser capaces de realizar operaciones aritméticas básicas a comprender conceptos matemáticos avanzados y pensar en niveles de abstracción que desconciertan al resto de la población? La neurociencia ha comenzado a precisar si el cerebro de un genio de las matemáticas lleva de alguna manera el pensamiento conceptual a otro nivel.

 

En concreto, los científicos han debatido durante mucho tiempo si la base del pensamiento matemático de alto nivel está ligado a los centros de procesamiento del lenguaje del cerebro –que pensar en un nivel de abstracción de este tipo requiere representación lingüística y comprensión de la sintaxis– o a regiones independientes asociadas con los números y el razonamiento espacial. En un estudio publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, un par de investigadores de la Unidad de Neuroimagen Cognitiva INSERM-CEA en Francia informaron que las áreas del cerebro implicadas en las matemáticas son diferentes de las involucradas en el pensamiento no matemático de igual complejidad.

El equipo utilizó imágenes por resonancia magnética funcional (fMRI) para escanear los cerebros de 15 matemáticos profesionales y 15 no-matemáticos del mismo nivel académico. Mientras estaban en el escáner los sujetos escucharon una serie de 72 enunciados matemáticos de alto nivel, divididos en partes iguales entre álgebra, análisis, geometría y topología, así como 18 declaraciones de alto nivel no matemáticas (en su mayoría históricas). Tuvieron cuatro segundos para reflexionar sobre cada proposición y determinar si era verdadera, falsa o sin sentido.

Los investigadores hallaron que al escuchar las declaraciones relacionadas con matemáticas solamente los matemáticos activaban una red del cerebro que involucra las regiones intraparietal bilateral, prefrontal dorsal, y temporal inferior. Este circuito por lo general no se asocia con áreas involucradas en el procesamiento del lenguaje y la semántica, que se activaron en tanto matemáticos como no matemáticos al ser expuestos a los enunciados no matemáticos. «Al contrario», dice la coautora del estudio y estudiante de postgrado Marie Amalric, «nuestros resultados muestran que un alto nivel de reflexión matemática recicla regiones del cerebro asociadas con un conocimiento evolutivamente antiguo de números y espacio”.

Investigaciones anteriores han encontrado que estas áreas no lingüísticas están activas al realizar cálculos aritméticos elementales e incluso simplemente al ver números en una página, lo que sugiere un vínculo entre el pensamiento matemático básico y avanzado. De hecho, el coautor del estudio Stanislas Dehaene, director de la Unidad de Neuroimagen Cognitiva y psicólogo experimental, ha estudiado cómo los seres humanos (e incluso algunas especies animales) nacen con un sentido intuitivo de los números –de la cantidad y la manipulación aritmética– en estrecha relación con la representación espacial. Sin embargo, sigue siendo desconocido cómo se forma la conexión entre un «sentido numérico» innato y matemáticas de nivel superior. Este trabajo plantea la intrigante cuestión de si una capacidad innata para reconocer diferentes cantidades –que dos piezas de fruta son más que una sola– es la base biológica con la que se puede construir la capacidad para dominar la teoría de grupos. «Sería interesante investigar la cadena causal entre el nivel más bajo y el nivel superior de competencias matemáticas», dice Daniel Ansari, un neurocientífico cognitivo de la Universidad de Ontario Occidental, quién no participó en el estudio. «La mayoría de nosotros domina la aritmética básica, por lo que ya está reclutando estas regiones del cerebro, pero solo una fracción de nosotros hace matemáticas de alto nivel. Todavía no sabemos si convertirse en un experto en matemáticas cambia la forma de hacer la aritmética o si el aprendizaje de la aritmética establece las bases para la adquisición de los conceptos matemáticos de nivel superior».

Ansari sugiere que un estudio de la formación, en el que se enseña a no matemáticos conceptos matemáticos avanzados, podría proporcionar una mejor comprensión de estas conexiones y cómo se forman. Por otra parte, conseguir ser un experto en matemáticas puede afectar a los circuitos neuronal de otras maneras. El estudio de Amalric encontró que los matemáticos tenían una actividad reducida en las áreas visuales del cerebro involucradas en el procesamiento facial. Esto podría significar que los recursos neuronales necesarios para comprender y trabajar con ciertos conceptos matemáticos pueden socavar –o «agotar»– algunas otras capacidades del cerebro. Aunque se necesitan estudios adicionales para determinar si realmente los matemáticos procesan caras de manera diferente, los investigadores esperan obtener una mayor comprensión de los efectos que esta pericia tiene sobre la organización del cerebro.

«Podemos empezar a investigar de dónde vienen las capacidades excepcionales, y los correlatos neurobiológicos de tales conocimientos de alto nivel», dice Ansari. «Creo que es genial que ahora tengamos la capacidad de utilizar imágenes del cerebro para responder a estas preguntas profundas acerca de la complejidad de las habilidades humanas».

Fuente: Fuente: Scientific American

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