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Arturo Apraiz Mantuko luma gorakorren kontzeptua oso hedatuta dago unibertsitateko ikertzaileen artean eta gero eta arruntagoa da ere unibertsitate-aurreko testuliburuetan. Hala ere, sortu zenetik oso eztabaidatua izan da hipotesia, eta ika-mikak ez dira oraindik amaitu. Izan ere, oraindik zehaztu gabe dago lumak zinez egiazkoak diren ala ez, eta egiazkoak izanda ere zein jatorri izango luketen eta nola eragin dioten plaka-tektonikari eta Lurraren bilakaera geologikoari. Gainera, luma gorakorren kontzeptua bera izugarri aldatu da, hasieran iradokitako luma termikoen eskema arruntetatik abiatuta, jatorri desberdineko eta geometria konplexuko luma gorakor termo-kimikoetaraino.

Jarraian, luma gorakorrekin lotutako hainbat kontzeptu historiko berrikusiko dira, eta hipotesia sortu zen zientzia-egoeraren berri emango da era berean. Ondoren, deskribatu egingo dira egun elkarren aurkakoak diren bi eredu-proposamen nagusiak: lumen eredua eta plaken eredua.

Luma gorakorren aurrekariak eta sorrera-unea

Plaka-tektonika, eta kontinenteen jitoa ere, hedatu aurretik aipatu izan zen lurrazalaren azpian konbekzio-korronteak egon zitezkeela. Lehendabiziko aipamena William Hopkins matematikariak egin zuen, baina Osmond Fisher (1878) izan zen mantuko konbekzioa egitura geologikoen eragile gisa erabiltzen lehena. Orduko teoria nagusiak esaten zuen Lurra hoztean gertatutako uzkurduraz sortzen zirela mendikateak; Fisherrek aldiz, iradoki zuen lurrazalaren azpitik geruza mehe likidoa zegoela eta gaineko lurrazalak mugitzean mendikateak sortuko zituela eremu horren gainetik horizontalki. Mugimenduen eragilea aurkitu nahirik, esan zuen agian ozeanoen azpitik kokatutako material beroa goratu eta kontinenteen azpitik kokatutako material hotza beheratu egingo zela, hau da, konbekzio-korronteak erabili zituen.

Konbekzio-mugimenduen ereduak bultzakada handia jaso zuen Arthur Holmesen lanei esker (1928, 1944). Aurretik, orduko zientzialari oso ezaguna zen Harold Jeffreysek esana zuen mantuaren biskositatea ez zela konbekziorako eragozpena, eta hortik abiatuta, mantuko material solidoak (Fisherrek aurretik likidoa zela esan zuen), Lurraren barneko beroaren ondorioz, konbekzio motela jasan zezakeela aipatu zuen. Holmesek aurkeztutako irudian mantuan zehar bertikalean igotzen den korrontea ikusten da, eta kontinentearen azpira heltzean bi noranzkoetan zabaldu eta kontinentearen apurketa eta ozeanoaren sorrera eragiten du (1. irudia). Sortutako korronte horizontal bakoitzak beste korronte bertikal batetik datozen korronte horizontalekin bat egitean beherantz desbideratu eta kontinenteak bertarantz bultzatzen dira.

1. irudia: Holmesek (1928) plaken mugimendua azaltzeko iradokitako mantuko konbekzioa. (Ilustrazioa: Arthur Holmesek, «Radioactivity and earth movements» liburuan argitaratutakoa. Transactions of the Geological Society of Glasgow, 1929. © Transactions of the Geological Society of Glasgow. Iturria: Planet Terre gunea)

Plaka-tektonikaren teoria plazaratu zenean, konbekzio-ereduak paradigma bihurtu ziren eta erabateko hedakuntza izan zuten. Plaka-tektonikaren lehendabiziko urteetan (1960-1970) ozeano-gandorren azpiko konbekzio-korronte gorakorrak eta subdukzio-eremuetako konbekzio-korronte beherakorrak erabili ziren plaken mugimendua azaltzeko (2. irudia).

Ereduak azalpen egokia eskaintzen du lurrazalean gertatzen diren prozesu magmatiko gehienetarako, eta plaken arteko mugetan gertatutakoetarako. Badaude aldiz plaken barne eremuetan zein plaken arteko mugetan gertatzen diren hainbat “prozesu magmatiko anomalo” (gandor aseismikoak, basalto-plataformak, dike sare-erraldoiak,…), ereduan azalpenik aurkitzen ez dutenak. Sortutako galderei irtenbideren bat emateko, luma gorakorren eredua plazaratu zen. Bertan, ozeano-gandorrak zabalik mantentzen dituen mantuko konbekzio nagusitzat jotzen dira, luma gorakorrak plaken barnean gertatzen diren prozesu bolkanikoak azaltzeaz gain.

2. irudia. Plaka-tektonikaren eredua azaltzeko erabili zen konbekzio-korronteen eredu zaharkitua, oraindino testu liburu askotan agertzen dena

Hala ere, hipotesia sortu zenetik, milaka argitalpen eragin dituen, eztabaida latza izan da luma gorakorren inguruan. Ikertzaile batzuek ez dute ikusten luma gorakorren beharrik “prozesu magmatiko anomaloen” azalpenerako.

Ikertzaile hauek litosferan bertan gertatzen diren aldaketetan oinarritutako beste eredu bat sortu dute: plaken eredua (plate model). Egia da hasierako luma gorakorren ereduak akats ugari zituela, baina jatorrizko kontzeptua aldatuz eredu berri baterantz bilakatzeko ahalmena izan du, eta hasierako kontzeptuarekin desberdintasun asko baditu ere, egun luma gorakorren eredua (plume model) aurrera doa.

Erreferentzia bibliografikoak:

• Fisher, O. (1878): On the possibility of changes in the latitude of places on the Earth’s surface: Being an appeal to physicists. Geological Magazine, 5: 291-297.
• Holmes, A. (1928): Radioactibity and earth movemwnts. Transations of the Geological Society of Glasgow, 18: 559-606
• Holmes, A. (1944): Principles of physical Geology. London, Thomas Nelson & Son, 532 or.
• Hess, H.H. (1962): A history of ocean basins. Non: A.E.J. Engel et al. (Edtk.), Petrologic studies: A volume in honor of A.F. Buddington: Boulder, Colorado, Geological Society of America: 599-620.
• Wilson, J.T. (1963): A possible origin of the Hawaiian Islands. Canadian Journal of Physics, 41: 863-870.
• Morgan, W.J. (1971): Convective plumes in the lower mantle. Nature, 230: 42-43.
• Morgan, W.J. (1972): Deep mantle convedtion plumes and plate tectonics. Bulletin of the American Association of Petroleum Geologist, 56: 203-213.
• Sparrow, E.M., Husar, R.B. eta Goldstein, R.J. (1990): Observations and other characteristics of thermals. Journal of fluid mechanism, 41: 793-800.
• Foulger, G.R. (2010): Plates vs Plumes: A Geological Controversy. Wiley-Blackwell, 340 or.

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Egileaz: Arturo Apraiz UPV/EHUko Geodinamika saileko irakaslea eta ikertzailea da.

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Alain Ulazia eta Gabriel Ibarra Itsas Energia gradu baten baitan lehenbizikoz irakasten ari gara EHUn. Beronen irakasleek, Gabriel Ibarrak eta Alain Ulaziak, hezkuntza aitzindaritza honek dakarren erronkari nola erantzun zaion azaldu nahi dugu. Halaz, ikas denboraren hiru laurden suposatu duen R analisi estatistikorako eta grafikorako programazio hizkuntza itsas baliabidearen analisi espazio-tenporalerako nola aplikatu den dibulgatzea interesgarria izan daiteke bai ikuspegi teknikotik eta baita ikuspegi didaktikotik ere.
Irudia: Gurean aintzat hartzeko moduko energia horietako bat itsasoarena da. Bat baino gehiagoren ustez, itsas energiari lotutako teknologiak europar ekonomia altxa baitezake hurrengo hamarkadetan.

R estatistikarako erabili ohi den eta komunitate zientifikoan berebiziko erabilgarritasuna lortzen ari den programazioa hizkuntza libre bat da. Objektuetan oinarritutako hizkuntza sinple eta intuitiboa da izan: aldagaiak, funtzioak, grafikoak, datuak, etab., memorian gordetzen dira izen zehatz batekin. Halatan, munduan barreiaturiko hamaika arlotako zientzialarik egindako zientoka pakete eskuragarri daude edozein unetan jaitsi eta aktibatuta arlo horri dagozkion kalkulu, grafiko eta irudikatze ohikoenak segituan egin ahal izateko. Hauei buruzko informazio zehatza programaren R-CRAN gordailuan topatu daiteke.

Pakete hauen artean lurreko nahiz itsasoko datuen manipulazio espazio-tenporalari dagokienekin aritu gara, esaterako, datu geografikoak inportatzeko, esportatzeko eta manipulatzeko metodoak eskaintzen dituen sp paketeaz; edo maps eta mapdata paketeak, kosta lerroak, ibaiak eta muga politikoak erresoluzio baxuan eskaintzen dituena; edo batimetriak (itsaspeko topografia) aztertzeko eta itsaspeko isolerroak nahiz transektoak marrazteko marmap paketea; edo ismev eta evir paketeak urteko olatu altuenak bezalako muturreko gertaerei Gumbelen ereduaren baitako banaketa estatistikoa doitzeko eta halako bi gertaeren arteko itzulera denbora kalkulatzeko; edota RNetCDF paketea (Network Common Data Form) klimatologian, ozeanografian eta meteorologian aspalditik ohikoa den eta ‘array-oriented’ egituratua dagoen .nc formatua irakurri eta tratatzeko.

3 edo 4 orduko iraupena duten 10 ariketa prestatu ditugu hauekin AEBen NOAAko (National Oceanic and Atmospheric Administration) ETOPO5 bezalako proiektuek eskainitako datuekin modu eraikitzaile batez kurtsoan aurreratu, eta R hizkuntza ikasi ahala, orduan eta datu tratamendu eta irudikatze geografiko konplikatuagoak gauzatu dira. Hemen TOPEX/Poseidon satelitearen datuak aurki daitezke, 1992an NASAk eta Frantziako Agentzia Espazialak gainazal ozeanikoa aztertzeko aireratutako misioarenak. Satelitearen radar altimetroa aitzindaria izan zen, eta itsas maila inoiz ez bezalako zehaztasunez neurtzeaz gain itsas korronte globalen mapak ere lehenengoz egiten ari dira.

Eredu ezberdinekin egiten den ECMWF erreanalisia ere erabili dugu iturri gisa, munduko mapa globalean haizearen eta olatuen datuak barreiatzeko gridpoint edo sare-begiak 40 km-ka ezartzen dituen eredua. Halako puntu bakoitzean aldagai atmosferikoen balioak ematen ditu eredu honek denboran zehar. Hainbat neurketa aparatu erabiltzen dira lehenbizi atmosferako, lurrazaleko eta itsas-azaleko datuak eskuratzeko: radio-zundak, scatterometroa, itsas buiak, globoak, sateliteak, etab.; ondoren, ECMWF eredu konputazionalak datuok hartu eta sare-begi guztietara eramaten ditu espazialki.

Finean, R kalkulu estatistikorako programazio hizkuntzak datuen tratamendu espazio-tenporalerako baliabide aberatsa eskaintzen duela argi dago, GNU programa libre bat izatean eta hamaika arlotako hamaika zientzialariren ekarpenak etengabe metatzean, ikerketarako ez ezik hezkuntzarako ere tresna oso egokia da eta. Itsas energia ezberdinak eta beste energia berriztagarri batzuk aztertzeko eta euren potentziala ebaluatzeko ere gai gara honekin. Guzti honek problemetan oinarritutako ikasketarako, auto-ikaskuntzarako, eginaz ikasteko edota ikasketa kooperatiborako lan tresna aparta bihurtzen du R.

Artikuluaren fitxa:

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: 28
• Artikuluaren izena: Itsas Energia irakasten R-rekin.
• Laburpena: Itsas Energia gradu baten baitan lehenbizikoz irakasten ari da EHUn. Beronen irakasleek Itsas Energiaren garrantzia nabarmendu nahi dute hemen, eta horretaz gain, azaldu nahi dute nola erantzun zaion hezkuntza aitzindaritza honek dakarren erronkari. Halaz, ikas denboraren hiru laurden suposatu duen R analisi estatistikorako eta grafikorako programazio hizkuntza itsas baliabidearen analisi espazio-tenporalerako nola aplikatu den azalduko da ikasleek garatu dituzten ariketen bidez.
• Egileak: Alain Ulazia, Gabriel Ibarra
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua.
• ISSN: 0214-9001
• Orrialdeak: 27-37
• DOI: 10.1387/ekaia.14245

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Egileez: Alain Ulazia eta Gabriel Ibarra UPV/EHUko Ingeniaritza Nuklearra eta Fluidoen Mekanikako Saileko irakasleak eta ikertzaileak dira.
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Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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Dos grupos de investigación vascos, uno de la UPV/EHU y el centro Achucarro, y otro del CIC biomaGUNE han identificado una nueva diana terapéutica que contribuye al proceso inflamatorio en los episodios de isquemia cerebral.

La isquemia cerebral o ictus es la cuarta causa de muerte en el mundo, y la primera causa de discapacidad en los países industrializados. La isquemia se produce como consecuencia de la disminución transitoria o permanente del flujo sanguíneo en el cerebro, y parte del daño irreversible que se produce tras este accidente cerebrovascular es producto de la alteración en los niveles de glutamato, el neurotransmisor excitador más abundante del cerebro. Se sabe además que tras los episodios isquémicos se produce una inflamación que puede agravar la perdida de neuronas e impedir la recuperación del paciente.

Estos dos grupos de investigación de biomaGUNE y Achucarro ya demostraron hace dos años el papel que juega una determinada proteína, denominada “intercambiador cistina/glutamato”, en la alteración de los niveles del neurotransmisor glutamato que ocurre tras un episodio de ictus. Y que dicha alteración desencadena parte del daño en estos accidentes cerebrovasculares.

En el estudio, que ocupa la portada de Theranostics, estos investigadores han demostrado que esa misma proteína contribuye también a la reacción inflamatoria que se desencadena tras el episodio de ictus, y con ello, a identificar una nueva diana terapéutica que sirva para explorar nuevas vías para atajar las consecuencias de las isquemias o ictus.

El grupo de investigación del CIC biomaGUNE, compuesto con Jordi Llop y Abraham Martín ha utilizado técnicas de imagen funcional como el PET (Positron Emission Tomography) para analizar los niveles de esta proteína durante un largo periodo de tiempo después del ictus, desde pocas horas hasta un mes, observando cómo los niveles se incrementaban de forma paralela al desarrollo del proceso inflamatorio. Por su parte, los investigadores de Achucarro y la UPV/EHU, María Domercq, Jon Gejo y Carlos Matute, han estudiado la expresión génica de la regulación de esta proteína para los procesos inflamatorios post-isquemia, observando que una inhibición de la misma mejora el cuadro inflamatorio en los accidentes cerebrovasculares.

Referencia:

M. Domercq, B. Szczupak, J. Gejo, V. Gómez-Vallejo, D. Padro, KB Gona, F Dollé, M Higuchi, C Matute, J Llop & A Martín. (2016) PET Imaging with [18F]FSPG Evidences the Role of System xc- on Brain Inflammation Following Cerebral Ischemia in Rats. Theranostics 6(11): 1753-1767. doi:10.7150/thno.15616

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por UPV/EHU Komunikazioa

El artículo Identificada la proteína que provoca la inflamación tras un ictus se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Mendeetan zehar, zientzialariek uste izan dute argia ezin zela enfokatu bere uhin luzera (metroaren milioirenaren ordenakoa) baina neurri txikiagoetan. Baina, Donostiako Materialen Fisika Zentroko (CSIC-UPV/EHU) eta Donostia International Physics Centerreko (DIPCko) zenbait ikertzailek, Cambridgeko Unibertsitatearekin elkarlanean, munduko lenterik txikiena eraiki dute, argia metroa baina mila milioi aldiz txikiagoak diren neurrietan harrapatzeko gai den lentea, atomo bakarraren neurrian hain zuzen ere.
Irudia: Nazioarteko ikertzaile talde batek, munduko lenterik txikiena sortu du; argia atomo bat baina dimentsio txikiagoetan kontzentratzeko gai den lentea.

Javier Aizpurua irakaslea, Materialen Fisika Zentroko eta DIPCko ikertzailea, izan da argia atomo bat baina dimentsio txikiagoetan kontzentratzeko gai den lentea sortu duen ikerketaren alor teorikoen burua. “Gure iragarpen teorikoek hori posible zela aditzera ematen zuten, orain egiaztatu den bezalaxe”, adierazi du Aizpuruak. Garapen teoriko hauei esker, horren eskala txikietan argiaren konfinamendua eta argiak molekulekin duen elkarrekintza ulertu ahal izan da.

Cambridgeko ikertzaile talde esperimentalak, Jeremy Baumberg irakaslearen gidaritzapean, eroankortasun altuko urrea erabili du aurki daitekeen barrunbe optikorik txikiena eraikitzeko. Barrunbe hau –  ‘piko-barrunbe’ izenaz deitua – urrezko nano-egitura batean atomo bakarreko konkor batez osatuta dago, eta argia konfinatzen du metroaren mila milioirena baina neurri txikiagoetan. Esperimentuan, barrunbe honen ondoan zenbait molekula aurkitzen dira, eta honek ahalbidetzen du argia eta materiaren arteko elkarrekintza ikertzeko modu berri bat. Emaitzak Science aldizkarian argitaratu dira.

Eskuan plektroa hartuta gitarraren sokak eragiten diren moduan, argiaren energiak molekula baten lotura kimiko jakin baten bibrazioak eragin ditzake. Fenomeno honi elkarrekintza optomekanikoa deritzo. Lan honetan, ikertzaileek lortu dutena izan da hain zuzen ere, piko-barrunbean fokuratuko argiak ondoko molekularen bibrazioak eragitea; munduko gitarrarik txikiena bezala imajina genezake, argiaren bidez jotzen den gitarra molekular ñimiñoa.

“Eskuartean duguna elkarrekintza optomekaniko bat da, eta eskala atomikoan seinale optikoa bihurtzeko erabili daiteke. Hau da, argiarekin gure “gitarra” molekularraren “nota” jakin batzuk jotzeko: argi mota batek zenbait nota joarazten ditu eta beste argi mota bat berriz ez da gai ezer jotzeko” azaltzen du Aizpuruak.

Nanoegiturak eraikitzea banakako atomoen zehaztasunarekin oso zaila da, eta urrezko atomo iheskorrak izoztu ahal izateko, gutxienez, -260°C tenperaturara laginak hoztea beharrezkoa izaten da (zero absolutua -273,15°C da). Urrezko nano-partikulak laserrarekin argiztatzean, isolatutako atomo gutxi batzuk mugitu egiten dira eta piko-barrunbea eratzen dute. Une horretan, piko-barrunbe horretan enfokatutako argiak ondoko molekularen bibrazioa eragiten du, prozesua denbora errealean monitorizatua delarik.

Urrezko atomoek, argia harrapatzen duten saski eroale ñimiñoak bezala jokatzen dute eta, argi bidez katalizatutako erreakzio kimikoen alorrean aukera eta bide berriak irekitzeko gaitasuna azaltzen dute. Piko-barrunbe hauek, osagai sinpleagoetatik habiatuz beste konplexu molekularrak osatzeko erabil litezke, baita gailu optomekaniko berriztagarriak garatu ahal izateko ere.

Erreferentzia bibliografikoa:

Single-molecule optomechanics in ‘pico-cavities’. Felix Benz, Mikolaj K. Schmidt, Alexander Dreismann, Rohit Chikkaraddy, Yao Zhang, Angela Demetriadou, Cloudy Carnegie, Hamid Ohadi, Bart de Nijs, Ruben Esteban, Javier Aizpurua, Jeremy J. Baumberg. Science 354, 725-728 (2016). DOI: 10.1126/science.aah5243

Iturria:
UPV/EHUko komunikazio bulegoa: Argia atomoetara iristen denean.

 

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“Nat contempló, horrorizado, los pequeños cadáveres. Había petirrojos, pinzones, herrerillos, gorriones, alondras, pinzones reales, pájaros que, por ley natural, se adherían exclusivamente a su propia bandada y a su propia región y ahora, al unirse unos a otros en sus impulsos de lucha, se habían destruido a sí mismos contra las paredes de la habitación, o habían sido destruidos por él en la refriega. Algunos habían perdido las plumas en la lucha; otros tenían sangre, sangre de él, en sus picos.”
Daphne Du Maurier, Los Pájaros, 1952.

“-Las gaviotas perseguían su pescado.
-Vamos, seamos lógicos.
-¿Qué perseguían los cuervos en la escuela? ¿Qué cree que perseguían, señorita … Daniels?
-Creo que perseguían a los niños.
-¿Con qué propósito?
-Para matarlos.
-¿Por qué?
-No sé por qué.
-Eso me parecía.”
Alfred Hitchcock, Los Pájaros, 1963.

Cartel original de “The Birds” (“Los pájaros”) de Alfred Hitchcock (1963)

Fue el 28 de marzo de 1963 cuando los pájaros de Bodega Bay, en California, al norte de San Francisco, llegaron a Nueva York transportados a la pantalla en una película, Los Pájaros, que es una leyenda. Es la historia de Melanie Daniels, interpretada por Tippi Hedren, y Mitch Brenner, por Rod Taylor, y su lucha con las aves enloquecidas en Bodega Bay, donde vive la familia de Mitch.

Una gaviota ataca a la protagonista, los cuervos a los niños en la escuela, las gaviotas a los habitantes del pueblo, todo tipo de pájaros a la familia Brenner,… Nadie sabe por qué, lo que hace a la película todavía más sorprendente y angustiosa y, como buscaba el director, más terrorífica. Se basó para preparar el guión en un cuento de la famosa escritora, varias veces llevada al cine, Daphne Du Maurier, publicado en 1952 con el mismo título. En el relato, los pájaros atacan una granja aislada en la que vive una pequeña familia, en un invierno duro, seco y frío, con un gélido viento del este.

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Tampoco la autora, como Hitchcock en su película, nos dice por qué atacan los pájaros pero el director conoció un suceso parecido cuando estaba escribiendo el guión. La noticia apareció en el periódico Santa Cruz Sentinel, de la localidad del mismo nombre situada al sur de San Francisco, en California. Se publicó el 18 de agosto de 1961 y titulaba, con grandes caracteres y en primera página: “Seabird Invasion Hits Coastal Homes”. El periodista Wally Trabing informaba de que un vuelo masivo de Fardelas Negras (Ardenna griseus), una especie de ave marina que se mueve por el Pacífico, el Índico y el Atlántico, con migraciones de hasta 74000 kilómetros o de 500 kilómetros en un día, había invadido el pueblo a las 3 de la madrugada, chocando con las casas y muriendo sobre tejados y aceras a la vez que vomitaban restos de las anchoas que habían comido. A la mañana siguiente, las calles estaban llenas de cadáveres de Fardelas y de restos de vómitos con anchoas medio digeridas. El hedor era espantoso. Ocho vecinos tuvieron que ser atendidos por picotazos y, aunque se mandaron al laboratorio algunos ejemplares, nunca se supo la causa de la locura de las aves y se decidió que no suponía ningún peligro para la salud humana.

En el último párrafo de la noticia, el periodista añade que habían recibido una llamada telefónica del director de cine Alfred Hitchcock pidiendo un ejemplar del periódico. En aquellos días, Hitchcock vivía en una mansión en las montañas de Santa Cruz.

Unos días más tarde, el 21 de agosto, el Sentinel publica una nota explicando la petición de Hitchcock. Estaba escribiendo el guión de una película basada en el cuento de Daphne Du Maurier, publicado 10 años antes. En el relato se cuenta el ataque de millones de aves enloquecidas a una pequeña aldea inglesa. Hitchcock negó que el suceso de Santa Cruz fuera un método para publicitar su película y declaró al periódico que “sencillamente, fue una coincidencia”. En la película, en un diálogo del protagonista, Mitch Brenner, con vecinos de Bodega Bay, se menciona el ataque a Santa Cruz.

La causa del ataque de Santa Cruz fue un misterio durante años. Se dijo que quizá las Fardelas se desorientaron por la niebla en una de sus largas migraciones, o que se asustaron por las prácticas de tiro de las cercanas instalaciones militares de Fort Ord. Fue en 1991 cuando comenzó a despejarse el enigma. En septiembre de ese año aparecieron cientos de cormoranes y pelícanos muertos o moribundos en las playas de Santa Cruz. El grupo de Thierry Work, del Departamento de Caza y Pesca de California, analizó los cadáveres y descubrieron que las aves estaban intoxicadas con ácido domoico, un compuesto tóxico para el sistema nervioso sintetizado por algas unicelulares que crecen en el medio marino.

El ácido domoico es sintetizado por algas unicelulares del grupo de las diatomeas del género Pseudo-nitzschia, es muy tóxico y puede provocar la muerte. Estas diatomeas pueden formar las temidas mareas rojas, un crecimiento rápido e intenso de algas en el mar que se da en las condiciones de nutrientes y temperatura adecuadas. El ácido domoico liberado se puede acumular en los moluscos que se alimentan de filtrar el agua de mar como, por ejemplo, almejas o mejillones, y alimentar anchoas o sardinas. En este caso, estos alimentos son muy peligrosos para el consumo humano. Cuando las aves marinas se alimentan de estos peces envenenados también toman el ácido domoico y se intoxican. Es lo que pasó en Santa Cruz en 1961 y en 1991, cuando los cuerpos de las aves aparecieron con vómitos y restos medio digeridos de anchoas.

Pseudo-nitzschia

Habían pasado 50 años desde el primer ataque a Santa Cruz en 1961 cuando Sibel Bargu y su equipo, de la Universidad de Louisiana en Baton Rouge, volvieron sobre el ataque de las Fardelas Negras. No existen muestras directas de lo que allí ocurrió pero analizaron el zooplancton que se muestreaba en la zona desde 1949. Este zooplancton, formado por animales de muy pequeño tamaño, se alimenta de fitoplancton que, entre otros grupos, lleva las diatomeas y, entre otros géneros de diatomeas, las Pseudo-nitzschia que sintetizan el ácido domoico. A su vez, el zooplancton sirve de alimento a los peces, como anchoas y sardinas, y a las aves, como las Fardelas, los pelícanos o los cormoranes. El grupo de Bargu analizó el contenido del tubo digestivo del zooplancton recogido en 1961 en los alrededores de Santa Cruz, y encontró Pseudo-nitzschia en el 79% de las muestras. La especie más abundante era la Pseudo-nitzschia turgidula, en el 49% de las muestras, y conocida por sintetizar ácido domoico.

En resumen, en 1961 hubo una marea roja en los alrededores de Santa Cruz, con abundancia de diatomeas productoras de ácido domoico que, sirvieron de alimento al zooplancton y, en último término, a las anchoas y a las Fardelas Negras. Se intoxicaron, atacaron Santa Cruz y murieron en sus calles. Y Alfred Hitchcock, con su genio, el cuento de Daphne Du Maurier y el ataque a Santa Cruz, creó una obra maestra, Los Pájaros, que impresiona y asusta.

En una revisión de hace unos años, Raphael Kudela y su grupo, de la Universidad de California en Santa Cruz, precisamente, cuentan que estos crecimientos de algas se producen en las costas occidentales de América, África y Europa, donde chocan las corrientes oceánicas con agua a mayor temperatura. En la Península Ibérica, estas algas aparecen en Portugal, Galicia y el Cantábrico.

En nuestra costa, el grupo de Emma Orive, de la UPV/EHU en Leioa, ha estudiado en detalle las especies de Pseudo-nitzschia y ha descrito incluso dos especies nuevas. Estos estudios ayudan a conocer la presencia de estas algas diatomeas que son potencialmente tóxicas. Su presencia es frecuente en primavera y verano cerca del Abra, con la presencia demostrada de por lo menos 15 especies de Pseudo-nitzschia. Por ello, Emma Orive considera que el riesgo que representan es alto. En las playas, la presencia de estas algas las detectan los análisis rutinarios de Osakidetza sobre salud pública en la temporada de baños.

Referencias:

Bargu, S. et al. 2012. Mystery behind Hitchcock’s birds. Nature Geoscience 5: 2-3.

Kudela, R. et al. 2005. Harmful algal blooms in coastal upwelling systems. Oceanography 18: 184-197.

Orive, E. et al. 2010. Diversity of Pseudo-nitzschia in the Southeastern Bay of Biscay. Diatom Research 25: 125-145.

Orive, E. et al. 2013. The genus Pseudo-nitzschia (Bacillariophycae) in a temperate estuary with description of two new species: Pseudo-nitzschia plurisecta sp.nov. and Pseudo-nitzschia abrensis sp.nov. JOuranl of Phycology 49: 1192-1206.

Trabing, W. 1961. Seabird invasion hits coastal homes. Santa Cruz Sentinel August 18.

Work, T. et al. 1993. Epidemiology of domoic acid poisoning in Brown Pelicans (Pelecanus occidentalis) and Brandt’s Cormorants (Phalacrocorax penicillatus) in California. Journal of Zoo and Wildlife Medicine 24: 54-62.

Sobre el autor: Eduardo Angulo es doctor en biología, profesor de biología celular de la UPV/EHU retirado y divulgador científico. Ha publicado varios libros y es autor de La biología estupenda.

El artículo El caso de “Los Pájaros” se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Uxue Razkin

Nekazaritza eta bioteknologia

Landareentzat kaltegarriak diren onddo eta bakterio askok landareen hazkuntza sustatzen duten konposatuak igortzen dituzte, Nafarroako Agrobioteknologia Institutuko ikertzaileek frogatu dutenez. Nekazaritzan landareen errendimendua hobetzeko balio dezake aurkikuntzak, eta ohiko tratamendu kimikoen alternatiba gisa funtziona dezake. “Ikerketa honek lehenengo aldiz proposatzen du ‘Zomorro txarrak, langile onuragarriak’ kontzeptua” azaltzen du Javier Pozueta ikertzaileak. Jakina zen mikroorganismo onuragarriek konposatu hegazkorrak igortzen dituztela baina beste batzuek ere hori egiten dutela frogatu dute adibidez, bakterio eta onddo kaltegarriek.

Arkitektura eta ingurumena

EAEn eta Nafarroan erabilerarik gabeko trenbideak aztertu ditu Arritokieta Eizaguirre UPV/EHUko Arkitektura Sailekoak ikertzaileak etorkizuneko berrerabilpenerako irtenbide aproposak proposatze aldera. 150 km inguruko ibilbidea zuen Vasco-Navarro trenbidea hartu du ardatz eta oro har, “erabilera gabeko trenbideek herri eta eskualde mailan inguruko lurraldea antolatzen lagun dezaketela”, dio ikertzaileak. Vasco-Navarro trenbidearen zati handi batek, egun, bide berdearen funtzioa du. Ikerketa honetan egindako lurralde mailako azterketak eman du aditzera Vasco-Navarro trenbideak ia bere ibilbide osoan zehar, bide berdeaz gain oinezko edota bizikleta bidezko mugikortasunerako potentziala ere baduela. Artikulua osorik irakurtzea gomendatzen dizuegu.

Kimika

Dimetil eterra (DME) konposatuak interesa piztu du azkenaldian. Izan ere, aplikazio anitzeko erregaia da, eta petrolioaren ordezko energia-iturrietatik (gas naturala, ikatza eta biomasa) ekoitzi daiteke. Ikerketa gutxi egin dira DME ekoizteko erabiltzen diren katalizatzaileen desaktibazioaren inguruan, eta zenbait alderdi argitu gabe geratzen dira. Artikuluan topatzen ahal ditugu azalpen horiek: Katalizatzailearen aktibitatea murriztu daiteke kokea deritzon karbonodun materiala funtzio metalikoan eta azidoan ezartzen delako, eta funtzio metalikoaren sinterizatzea (degradazio termikoa) gertatzen delako. Bestalde, erreakzio-ingurunean dagoen urak gune azidoen aktibitatea jaits dezake; izan ere, ura gune horietan adsorbatuta (atxikita) geratzen da, eta erreaktiboekin lehiatzen du. Artikulu honetan CuO-ZnO-Al2O3/γ-Al2O3 katalizatzailearen desaktibazioaren izaera ikertu da. Horretarako, desaktibatutako katalizatzaileen funtzio metalikoak eta azidoak analizatu dira.

Matematika eta kirola

Zein estrategia jarraitu behar dute jokalariek penalti bat sartzeko? Joko-teoriari esker, artikulu honetan emango digute erantzuna. John F.Nash zientzialaria da joko-teoriaren sortzailea. Bere teoremak penaltietan erabili ahal dira jokalariak zein atezainak erabaki berekoiak hartzen dituztelako. Penaltien Nash oreka zein den azaltzen digute jarraian. Jokalariak eta atezainak bi aukera baino ez dituzte, ezkerra edo eskuina. Horretaz gain, bi horiek alde bana aukeratzen dutenean baino ez dela gola lortzen. Jokalariak ezkerra edo eskuina aukeratuko du Nash orekan probabilitate erdiarekin; alegia, trukatu gabeko txanpon bat airera bota eta gurutzea ateratzen badu, ezkerrera botako du pilota; aurpegia ateraz gero, eskuinera. Atezainak, bestalde, beste txanpon bat erabiliko du (trukatu gabea hau ere) eta, gurutze ateratzen badu, eskuinera mugituko da eta, aurpegia ateraz gero, ezkerrera. Horrela, jokalariek (atezainak eta penalti-jaurtitzaileak) gol gutxiago sartuko ditu beste estrategia bat erabiliz gero.

Biologia eta teknologia

Amsterdamgo Medikuntza Zentro Akademikoan egiten ari diren proiektuari esker, giza enbrioiaren hiru dimentsiodun atlasa garatzen ari dira.  Bertan, enbrioiak hilabete erdi duenetik bi hilabete dituen arteko bilakaera zehatza definitu eta erakutsi dute. Gutxi gorabehera, 150 organo eta egitura identifikatu, sailkatu eta irudikatzea lortu dute. AEBtako Carnegie erakundeko giza enbrioien bilduma hartu dute izan dute oinarri. Zehazki, 34 giza enbrioiren sekzio bakoitzeko organo eta egiturak marraztu dituzte, hilabete erditik bi hilabetetarako fase guztiak banan-banan kontuan hartuta. Hala, 15.000 sekzioren argazki digitalak bildu dituzte guztira. Horietan oinarrituta, irudi interaktiboak sortu dituzte gero. Atlasa guztiontzat ago eskuragarri.

Elhuyar aldizkarian ere topatuko duzue honen inguruko informazioa: Giza enbrioien garapenaren mapa birtuala 3Dn.

Biologia

Bitxiak dira arrain marmartiak, uretatik kanpo erruten duten arrain bakarrak. Ilargi beteko eta ilargi berriko gauetik bi-sei egunetara irteten da uretatik olatu baten txanpa baliatuz. Gero, ahalik gehien urruntzen da ur-ertzetik. Errutearen ondoren, arrak uretara itzultzen dira berehala, eta emea hurrengo olatuaren zain geratzen da. Baina kanpoan dauden bitartean nola arnasten dute? Arrainek bezalaxe, hauek brankiak dituzte. Bada, uretatik kanpo dauden tarte horretan ez dute gasik trukatzen eta, beraz, hipoxia-egoeran daude.

Geofisika

Lurrikaren inguruan aritu da Juanma Gallego Berrian. Adituak dira lurraren dardarak iragartzeko ahaleginetan dihardutenak. Antonio Aretxabala geologoak azaltzen du oraindik lurrikarak iragartzeko zereginean gutxi aurreratu dela. Halere, gehitzen du azken bost urteetan geofisikaren alorrean hori erdiesteko ahalegin handia egin da. Horren harira, aste honetan bertan Nature Communications aldizkarian aurkeztutako ikerketa bat ahalegin horien adibide da. Nazioarteko ikertzaile talde batek 2011n Japonian izandako lurrikara handian bildutako datuak baliatuz grabitatean izandako aldaketa ñimiñoak behatu dituzte. Aztertutakoa “oso seinale txikia” izan dela ohartarazi du adituak, baina lurrikarak iragartzeko baliagarria izango dela irizten dio.

Emakumeak zientzian

Amaia Hernandezi errehabilitazio medikurako sistema protesikoen eta ortesikoen garapenean lan egitea gustatuko litzaioke, hori baitu gogokoen eta horretarako prestatu baita azken urteotan. Baina esparru nahi berria da eta aukerak ez dira oso anitzak. Lan bila ari den bitartean, bideo-jokoen inguruko ikastaro bat egiten ari da, gero errehabilitazioan aplikatzeko asmoarekin. Hasieratik zientziak gustuko izan zituen eta horrela iritsi zen Ingeniaritza Biomedikora. Nafarroako Unibertsitatean burutu zituen ikasketak eta bertan, beste hizkuntza batean aritzera ohitu behar izan zuela dio: “Ordura arte, dena euskaraz ikasi nuenez, arrotza zitzaidan gaztelaniazko hiztegi teknikoa”. Masterra gauzatu zuen geroxeago eta han sortu zitzaion Kanadara joateko aukera. “Ingelesez hitz egiten duten leku batera joan nahi nuen, eta, Otawako ospitalean niri interesatzen zitzaidan arloan ari zirenez, hara joateko eskaera egin nuen”, dio Hernandezek. Bertako giroa azpimarratzen du tartean: “erabateko askatasuna ematen dizute. Zuk erabakitzen duzu dena: zer egin nahi duzun, nola, zer material erosi…”.

Astronautika

Espazioan gertatzen diren hutsak abiapuntu hartu ditu Edu Lartzangurenek testu honetan. Adibidetzat hartzen ditu, besteak beste, Errusiako Progress MS-04 kohetea, aireratu eta sei minutura lehertu egin zena. Urriaren 19an, Europako Espazio Agentziaren Schiaparelli zunda ere aipatu du tartean. Huts horiek zergatik gertatzen diren azaltzen digu kazetariak. Irakur ezazue, ez zarete damutuko!

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Asteon zientzia begi-bistan igandeetako atala da. Astean zehar sarean zientzia euskaraz jorratu duten artikuluak biltzen ditugu. Begi-bistan duguna erreparatuz, Interneteko “zientzia” antzeman, jaso eta laburbiltzea da gure helburua.

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Egileaz: Uxue Razkin Deiako kazetaria da.

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Begiztaz libre dagoen korapilatze kuantikoaren esperimentua ez da behin bakarrik konpondu, baizik bitan. Daniel Manzanok azaltzen digu: The loophole-free quantum entanglement experiment (6): The Vienna Experiment (and now what?)

Radio-espektroa baliabide urria bihurtzen ari da. Horrez gain, segurtasun kameren kontrolerako erabiltzen bada, baliabideen kudeaketaren arazo baten aurrean aurkituko gara, eta, honek ondorio larriak izan ditzake. David Orden eta matematikak datoz erreskatera: Negotiating Wi-Fi channels to improve bandwidth in surveillance networks.

Substantzia batzuen mugimendu gaitasunaren gakoa ura da. Izan ere, uraren presentziak substantzia ez-organiko batzuk proteinak bezala mugiarazten ditu. Silvina Cervenyk (DIPC) eta Jan Swensonek (Chalmers University of Technology) azaltzen digute: Some non-biological materials move as proteins do: the role of water.

Japoniar artean origamiarekin gertatzen den bezala, material bat plegatu eta zabaltzeko moduak, aplikazio zenbatezinak izan ditzake. Izan ere, hainbat aplikazio izan ditzake ezaugarri mekaniko harrigarriak dituen egiturak fabrikatzeko orduan. Silvia Románek diosku Origami, the art of folding artikuluan.

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Mapping Ignorance bloga lanean diharduten ikertzaileek eta hainbat arlotako profesionalek lantzen dute. Zientziaren edozein arlotako ikerketen azken emaitzen berri ematen duen gunea da. UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedraren eta Nazioarteko Bikaintasun Campusaren ekimena da eta bertan parte hartu nahi izanez gero, idatzi iezaguzu.

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Olvida todo lo que creías saber sobre la penicilina y prepárate paraa ser sorprendido por José Ramón Alonso.

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por eitb.eus

El artículo #Naukas16 La verdadera historia de la penicilina se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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2. #Naukas16 El rey que creyó estar hecho de vidrio
3. #Naukas16 Flipando en Colores

Si tu estantería se parece un poco a la de mi casa, como mínimo uno de sus estantes estará lleno de CDs. Pero si tu rutina se parece un poco a la mía, probablemente hace ya tiempo que no utilizas esos CDs para escuchar música. Al menos, en mi caso, estos artilugios del siglo XX han pasado a convertirse en preciosos recuerdos de conciertos aún mejores, pero su valor práctico está cada vez está en más entredicho. El siguiente en caer será mi colosal archivo de ficheros mp3, aplastado por el peso de otro mucho mayor: la base de datos de Spotify.

Sin embargo, hay algo en lo que Spotify nunca batirá a los CDs, una utilidad quizás no tan conocida pero francamente sorprendente: la capacidad de los CDs para hacer espectroscopía. Ya verás, pruébalo en casa: quita un poco el polvo de ese viejo estante y elige un CD cualquiera; ilumínalo con una linterna y… ¡voilá! el arcoiris: aparecen los colores de los que se compone esa luz. Puedes verlos directamente sobre el CD o, apagando las luces, proyectando la reflexión que se produce en el CD sobre la pared. La segunda opción, para mi gusto, es la más impresionante.

Lo que sucede es que los CDs tienen una serie de ranuras, de pistas enrolladas sobre sí mismas de una anchura similar a la longitud de onda de la luz. Dependiendo del ángulo con que incide la luz incide, se refleja una longitud de onda u otra, es decir, un color u otro. Por eso, cuando vemos la luz reflejada en el CD, los colores aparecen en la pared separados, abiertos como en un abanico.

El primero en observar este fenómeno fue Newton en el siglo XVII. Aunque, evidentemente, Newton no utilizó un CD: en su lugar lo que usó fue un prisma. El fenómeno es el mismo: el cristal, con su característico índice de refracción, provoca que la luz se tuerza (cambie su trayectoria) de manera distinta según su longitud de onda y, de nuevo, los colores aparecen desplegados al atravesarlo, mostrando lo que se conoce como el espectro de la luz. Gracias a este fenómeno, Newton pudo demostrar que la luz blanca es la suma de todos esos colores.

Sin embargo, si alguna vez habéis tenido ocasión de jugar con un prisma o, si habéis mirado durante un buen rato el arcoiris… sabréis que no resulta sencillo contar cuántos colores hay ahí. No es fácil determinar dónde empieza y dónde acaba el naranja, por ejemplo, o cuál es la frontera entre el verde y el azul. A pesar de los libros de colorear que nos daban de niños: la luz, el arcoiris no tiene escalones, es un continuo. Y, sin embargo, Newton no se limitó a decir que luz blanca era la suma de los demás colores sino que, además, decidió ponerles número: el espectro luminoso estaba formado, exactamente, por siete colores, los siete colores que hoy decimos que tiene el arcoiris.

Luz del sol atraviesa las cortinas y un prisma se cruza en su camino…

A pesar de no tratarse de una observación científica, objetivable, el número siete no era en absoluto casual. Para estudiar la luz, Newton se basó en el sonido y siete son las notas que tiene una escala musical en la tradición occidental. Concretamente, Newton se basó en una escala dórica. Esta escala tiene dos semitonos, dos sonidos más cercanos entre sí, justo entre lo que correspondería al rojo y el amarillo, y al azul y el violeta. Este es el motivo por el que tenemos colores tan secundarios en nuestro arcoiris como el naranja, es el motivo que todos los niños, desde hace 3 siglos, tienen que aprenderse el color añil… aunque nadie sepa muy dónde está.

Valses nobles et sentimentales, No.2 de Ravel, compuesto sobre la escala dórica.

Por lo demás, la teoría de Newton sobre la luz no era del todo correcta. Newton apostó que la luz eran partículas y hoy sabemos que también tiene propiedades ondulatorias. Sin embargo, justo en esta analogía musical, hasta cierto punto acertó: el color es a la luz, lo que las distintas notas son al sonido. Tanto la luz como el sonido son ondas. Y lo que distingue a los distintos colores entre sí es, precisamente, la frecuencia, lo rápido que oscila esa onda, lo mismo que distingue unas notas de otras en el caso del sonido.

Ahora bien, como podemos comprobar con ayuda de un CD, la mayoría de las luces que vemos en nuestro día a día, no están compuestas de un color puro, de una sola frecuencia: las bombillas incandescendentes, el fluorescente de la cocina, los LEDs… cada fuente luminosa tiene su propia composición en colores, su propio espectro. Sólo un láser nos daría una frecuencia única. Exactamente del mismo modo: la mayoría de los sonidos que escuchamos cotidianamente están compuestos por la suma de muchos sonido de distinta frecuencia; cada uno tiene su propio espectro sonoro.

En el caso del sonido no hay un espectrógrafo tan barato y tan casero como el CD para la luz. Sí pueden descargarse bastantes aplicaciones para móvil y, si te gustan un poco los temas relacionados con el sonido, te recomiendo encarecidamente que lo hagas. Pero, sin duda, el mejor analizador de espectros sonoro lo tenemos todos en la cabeza y son nuestros oídos. En el oído hay un órgano, llamado cóclea que es un verdadero portento descomponiendo el sonido en sus distintas frecuencias.

Gracias a ello podemos reconocer el timbre de los sonidos, podemos distinguir un violín de un trombón, entre la voz de una amiga o la de tu hermana, o, por ejemplo, el sonido de las distintas vocales. Quizás por ello, nuestro oído sea tan bueno en esta tarea: todos los fonemas de un idioma son una cuestión de timbre. En concreto, las vocales se distinguen únicamente por la intensidad relativa de sus componentes espectrales, por la distribución de su arcoiris interno. Si me has hecho caso y tienes un analizador de espectros sonoros instalado ya en tu móvil, prueba a cantar una misma nota sobre distintas vocales: verás que los picos no cambian de lugar, sólo de intensidad.

Las vocales se distinguen solo por la intensidad relativa de los armónicos (Ilustración Almudena M. Castro)

Las vocales son un ejemplo de lo que se conoce como sonidos de tono bien definido. Como definición intuitiva podríamos decir que son los sonidos que se pueden cantar: intenta cantar el sonido de una palmada, o el de una “p”. Difícil, ¿verdad? Son sonidos ruidosos, no tienen una nota que se les pueda asignar con facilidad. Bien, los sonidos de tono bien definido son especialmente interesantes porque su espectro tiene una forma muy peculiar: en lugar de tener un arcoiris continuo de frecuencias, lo que encontramos son una serie de picos. Estos picos, estas frecuencias nos dan información sobre cómo vibra un determinado objeto y la forma del objeto mismo.

Si tomamos, por ejemplo, una cuerda (lo que se suele tomar para modelizar estos sonidos), observaremos sólo puede moverse de determinadas maneras definidas por su propia geometría: sólo puede vibrar como una comba, o por mitades, por tercios… pero nunca de maneras asimétricas, por ejemplo. Por este motivo, el sonido de una cuerda (y los sonidos de tono bien definido en general) está compuesto por una serie de frecuencias muy bien definidas que se relacionan por números enteros: los llamados armónicos. Estos armónicos nos informan sobre los modos de vibración, las formas de moverse del objeto, bien sea una cuerda, nuestras cuerdas vocales o un instrumento de viento.

Esta es la forma que tienen, por ejemplo, los espectros de un clarinete y una flauta:

Este, en cambio, es aspecto que tiene el espectro del hidrógeno:

Siendo un maestro de escuela en Suiza y a la edad de 60 años, Balmer descubrió una fórmula sencilla que relacionaba las líneas principales del espectro del hidrógeno en el rango visible. Fue su primera publicación en el campo de la física. Hoy se conocen como líneas de Balmer.

Decíamos antes que la mayoría de fuentes de luz que encontramos en nuestro entorno se dividen un arcoiris más o menos continuo. Sin embargo, en el siglo XIX, los físicos descubrieron que si calentaban suficientemente un gas y miraban su espectro, lo que aparecía no era ese continuo sino una serie de líneas, separadas entre sí, igual que en el caso del sonido. A su vez, la espectroscopia alcanzó suficiente precisión para empezaron a observar, esas mismas líneas, solo que en negativo, como sombras, sobre la luz de las estrellas. Como las líneas coincidían, los físicos pensaron que esta podría ser la clave para descubrir de qué estaba hecho el universo.

Además, aquellas líneas eran sorprendentemente parecidas a los picos de los espectros sonoros ya conocidos. Por eso, lo primero que pensaron fue que aquello debían ser los armónicos de los átomos, sus frecuencias naturales, sus modos característicos de moverse internamente. El físico Johnstone Stoney denominó, incluso, a estas líneas “sobretonos” e intentó ajustarlas a la serie armónica (1/n) propia de los sonidos musicales. En el caso del hidrógeno, concluyó que las tres líneas principales en el rango visible correspondían a los armónicos 20, 27 y 32 de una frecuencia fundamental. Pero para Balmer, estos números resultaban demasiado caprichosos, demasiado “feos”. Por eso se esforzó en encontrar una expresión más bonita (y correcta) que permitiese hallar la frecuencia fundamental del espectro, como en el caso de la cuerda. Así halló la fórmula que lleva su nombre, si bien los modos de vibración que representaba siguieron siendo un misterio.

De nuevo, los físicos no estaban del todo en lo correcto, pero tampoco iban muy desencaminados. De hecho, los electrones dentro de los átomos están restringidos a moverse dentro de una serie de orbitales. Existen modos de vibración permitidos, niveles energéticos permitidos dentro de un átomo para un electrón, comparables a los modos de vibración de una cuerda. En realidad, el espectro de la luz no nos da directamente las frecuencias de estos niveles, sino que nos da una diferencia de frecuencias (por eso hay una resta en la fórmula de Balmer). Esto es así porque lo que llega a nosotros, lo que percibimos a través de la luz son fotones que han saltado de un nivel a otro y que llevan consigo la diferencia de energías entre estos niveles. Pero, finalmente, el fenómeno no es tan lejano: existen modos de vibración en los átomos y, en definitiva, un concepto sonoro, los armónicos, sirvió para intuir y acercar de manera muy temprana, un concepto de física nuclear mucho más complejo.

Desde entonces, los espectros de las estrellas han servido a los científicos para averiguar de qué está hecho el universo. Cada átomo deja su impronta sobre la luz, una huella dactilar inconfundible y característica. Pero también podemos, en honor a la historia, pensar en esos espectros como los timbres del universo y, en los astrofísicos, como verdaderos afinadores de estrellas.

Este post ha sido realizado por Almudena M. Castro (@puratura) y es una colaboración de Naukas con la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU.

El artículo Afinadores de estrellas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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1. La habitabilidad de las exotierras alrededor de estrellas enanas rojas
2. El chaval que luchó por un libro y viajó a las estrellas
3. Polvo de estrellas

Ana Galarraga / Elhuyar Zientzia Amaia Hernández Puerta Kanadatik itzuli berritan eta lan bila dabilela ezagutu dugu. Errehabilitazio medikurako sistema protesikoen eta ortesikoen garapenean lan egitea gustatuko litzaioke, hori baitu gogokoen eta horretarako prestatu baita azken urteotan, baina, esparru nahiko berria denez, ez ditu aukera asko ikusten inguruan. Hala ere, gogotsu jarraitzen du lan bila, eta, bitartean, bideo-jokoen inguruko ikastaro bat egiten ari da, gero errehabilitazioan aplikatzeko asmoarekin.

Orain arteko ibilbideaz galdatuta, badirudi hasieratik zuela oso garbi ingeniaritza biomedikoan espezializatuko zela. Argitu duenez, ordea, batxilergoan ez zekien ikasketa horiek zeudenik ere: “Betidanik gustatu zaizkit zientziak, orokorrean. Gustuko nuen biologia, baina baita matematika, fisika eta halakoak ere. Bi arloak batuko zituen ikasketa baten bila hasi nintzen Interneten, eta orduan izan nuen Ingeniaritza Biomedikoaren berri lehen aldiz. Berehala erabaki nuen hortik joko nuela”.

Irudia: Amaia Hernández ingeniari biomedikoa.

Hala, Ingeniaritza Biomedikoko gradua egin zuen Nafarroako Unibertsitatean. Lehen urtean, hala ere, ez zitzaion iruditu bete-betean asmatu zuenik. Batetik, beste hizkuntza batean aritzera ohitu behar izan zuen: “Ordura arte, dena euskaraz ikasi nuenez, arrotza zitzaidan gaztelaniazko hiztegi teknikoa”, azaldu du Hernándezek. Bestetik, lehen mailako ikasgaiak orokorregiak iruditu zitzaizkion. “Gehien bat, masterrean izan nuen aukera nahi nuen adarrean sakontzeko”.

Bitartean, dena den, gustura aritu zen, eta Erasmus beka baten bidez Trondheimen (Norvegia) ikasteko aukera ere izan zuen. Gero, Ingeniaritza Biomedikoko masterrean jarraitu zituen ikasketak egin zuen, eta han sortu zitzaion Kanadara joateko aukera.

“Ingelesez hitz egiten duten leku batera joan nahi nuen, eta, Otawako ospitalean niri interesatzen zitzaidan arloan ari zirenez, hara joateko eskaera egin nuen. Estatu Batuetako beste bi lekutan ere egin nuen eskaera; haietatik, ordea, ez zidaten erantzun ere egin. Horrela bukatu nuen Kanadan. Hasiera batean gogorra egin bazitzaidan ere, hona itzultzean negar egin nuen”.

Autonomia eta babesa

Han topatu zuen giroak ez zuen ordura arte ezagututakoaren antza handirik. “Hemen, praktikak egiten dituzunean, oso bideratuta zaude gehienetan. Han, berriz, erabateko askatasuna ematen dizute. Zuk erabakitzen duzu dena: zer egin nahi duzun, nola, zer material erosi… Hasieran ardura eta kezka handia sortzen zidan horrek guztiak, baina gero konturatu nintzen hanka sartzeko aukera ere ematen dizutela, eta benetan baloratzen dutena ahalegina dela”, aitortu du.

Gainera, autonomiaz lan eginda, emaitzak are gehiago asetzen zaituela nabarmendu du, eta beti izan zuela lankideen babesa. Horrenbestez, ez du zalantzarik egiten Kanadako esperientzia baloratzean: “Erabat aberasgarria izan da, bai alde profesionaletik bai pertsonaletik”. Eta espero du, aurrerantzean ere, ibilbide profesionalak pertsonalki hazteko aukera emango diola.

Fitxa biografikoa:

Amaia Hernández Puerta Zarautzen jaioa da, 1992an. Ingeniaritza Biomedikoko gradua egin zuen Nafarroako Unibertsitatean, eta, tartean, Norvegian izan zen, Erasmus egitasmoaren laguntzarekin. Ondoren, leku berean izen bereko masterra egin zuen, eta proiektua Kanadan garatu zuen, Otawako Ospitalean. Errehabilitazio mediku, protesiko eta ortesikoan, eta eransketa bidezko sistema biomedikoen garapenean espezializatuta dago.

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Egileaz: Ana Galarraga Aiestaran (@Anagalarraga1) zientzia-komunikatzailea da eta Elhuyar Zientzia eta Teknologia aldizkariko erredaktorea.

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Elhuyar Zientzia eta Teknologia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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A un robot le dieron un péndulo doble. No te imaginas lo que ocurrió después…pero para eso está Julián Estévez, que te lo cuenta.

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por eitb.eus

El artículo #Naukas16 Qué pasa cuando le das un péndulo a una máquina se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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1. #Naukas14 ¿Cómo funciona el coche de Google?
2. #Naukas16 El rey que creyó estar hecho de vidrio
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Aguacates

Es difícil reproducirse cuando eres una planta. Piénselo. Ni siquiera depende enteramente de uno y de su correspondiente compañero de juegos sexuales (juegos poco emocionantes desde nuestro punto de vista, quizá, pero juegos al fin y al cabo). Algo tiene que venir a echar una mano para dispersar después las semillas. Qué incertidumbre la de la reproducción vegetal.

El agua, el viento y la fuerza de gravedad son sus principales aliados, ya que son los factores de dispersión de semillas más habituales. Cada una está adaptada a su dispersador, y por eso algunas son ligeras y parecen tener alas, de forma que el viento las eleve y aleje del árbol madre, otras son impermeables y flotan para no ahogarse en el agua y otras son pesadas y resistentes para llegar al suelo sin problemas.

Algunas plantas han evolucionado durante miles de años para aprovecharse de un característica animal que ellas no tienen: el movimiento a voluntad. Se trata de una especie de acuerdo tácito entre flora y fauna, en el que la primera obtiene alimento y la segunda la dispersión de sus vástagos. Todos ganan… casi siempre.

Porque lo bueno de depender del viento, del agua o de la gravedad para encontrar un lugar propio donde echar raíces es que es difícil que alguno de estos tres elementos desaparezca. Depender de la fauna es otro cantar.

Los animales, a veces, tienen la fea pega de extinguirse, y si eso es ya una tragedia para los pobres animales en cuestión, lo es también para los ecosistemas en los que se encuentran, especialmente para las otras especies a las que alimentasen (el ciclo de la vida es bello pero cruel) y para las plantas que tuviesen puestos en ellos sus esperanzas de reproducción.

El aguacate es un anacronismo evolutivo…

Si tiene usted ocasión, acérquese a una frutería y eche un vistazo a los aguacates. Es un pequeño milagro que pueda usted comerse un aguacate, porque el aguacate es un fruto de otra época.

El aguacate alcanzó su forma y constitución durante el Cenozoico, una época en la que enormes herbívoros paseaban a sus anchas en América, su lugar de origen. Mamuts y otros parientes de los elefantes, caballos gigantes, perezosos grandes como coches y otros enormes animales encontraban muy apetitoso el grasiento fruto, que engullían de un bocado y cuya gran semilla transportaban de un lugar a otro mientras cruzaba su sistema digestivo, para terminar depositándola a kilómetros de distancia, bien envuelta en fertilizante, después de completar la última fase de la digestión.

Hace unos 13.000 esos enormes animales desaparecieron, y el aguacate ya no tiene quien lo disperse de forma natural. Una fruta caída puede ser roída, mordida y relamida por cualquier ejemplar de la diminuta fauna actual, pero pocos animales pueden tragarse un aguacate entero y su semilla del tamaño de una pelota de pingpong, y sin eso, la planta está condenada a que los frutos caigan a sus pies, se pudran y las semillas se queden allí, demasiado cerca del especimen original como para arraigar y crecer sin competir por los recursos disponibles (la luz, el agua, los nutrientes).

Papaya

El aguacate no es el único fruto que se ha quedado sin nadie que se lo coma. Ocurre lo mismo con la naranja de Luisiana, la acacia de tres espinas o la papaya. Todos son anacronismos evolutivos, un concepto desarrollado por el ecólogo tropical Dan Janzen y el paleoecólogo Paul Martin para señalar aquellas plantas y frutos que evolucionaron para atraer y ser comidos por unos animales que ya no existen.

… pero todavía no se ha dado cuenta

Y si ya no existen, ¿por qué seguir gastando tanta energía en unos frutos tan grandes que nadie se va a comer y que parecen destinados a pudrirse al pie de la planta? ¿No sería mucho más eficaz reorganizar los esfuerzos y desarrollar unos frutos más pequeños y proporcionados a la fauna actual?

Probablemente sí, pero es pronto todavía. Si bien 13.000 años es para nosotros muchísimo tiempo, para una planta que puede vivir unos 250 años, son solo 52 generaciones. En un sentido evolutivo, como explica Whit Bornaugh en American Forests, el aguacate y sus compañeros de desdichas aún no se han dado cuenta de que la megafauna de la que dependían ya no existe, y por tanto no han tenido tiempo de cambiar su estrategia.

Además de una curiosa historia de interacciones entre los habitantes de un ecosistema y el efecto dominó que un cambio produce, las desdichas de aguacate son una llamada de atención sobre el impacto que las acciones humanas tienen sobre el medio ambiente, ya que los científicos consideran probable que el ser humano causase la desaparición de esos grandes mamuts, mastodontes, ciervos y perezosos.

Megafauna

Los seres humanos llegaron a América justo antes de que se extinguiesen. Era también el final de la última Edad de Hielo, pero estos animales ya habían sobrevivido a varios ciclos climáticos y habían salido de ellos indemnes. El mismo patrón se repitió cuando el ser humano llegó por primera vez a Australia hace 50.000, a las Indias Orientales hace unos 6.000 años, a Madagascar hace 2.000 años y a Nueva Zelanda hace un milenio.

Por tanto, incluso en los lugares que nos hemos esforzado por preservar faltan piezas de ecosistemas que sabemos incompletos, y son las más evidentes. Aunque las consecuencias de esa falta están aún por resolver (¿cómo lo habría hecho el aguacate para sobrevivir sin la agricultura?), es difícil saber qué otras piezas faltan que nos hayan pasado desapercibidas. Y seguimos llevando a otras a la desaparición. Quizá aquellos primeros habitantes americanos, y los que también llegaron a Australia o Nueva Zelanda, no sabían que estaban causando la extinción de esas megaespecies, pero nosotros no tenemos esa excusa.

Sobre la autora: Rocío Pérez Benavente (@galatea128) es periodista en El Confidencial

El artículo El aguacate debería haberse extinguido, pero él no lo sabe todavía se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Juan Ignacio Pérez eta Miren Bego Urrutia Oxigenoa

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Bitxi samarrak dira Leuresthes tenuis izen zientifikoa duten arrainak; arrain marmartia da espezie honen izen arrunta. Charles Bukowski idazle estatubatuarrak, arrain marmartia aipatzen du bere Mockingbird Wish Me Luck (1972) liburuko bi poematan. Horietako batean, “The hunt” (Ehiza) izenburukoan, honela dio:

…

and the grunion ran again

through the oily sea

to plant eggs on shore and be caught

by unemployed drunks

with flopping canvas hats

and no woman at all.

 

(Eta marmartiak lasterka ekin zion berriz

itsaso koipetsuan zehar

arrautzak errutera urbazterrean

han harrapa zezaten langabetu mozkorrek

olanezko beren kapelu abailduak buruan

eta inolako emakumerik ez aldean.[1])

Ran, to run «lasterka egin» aditzaren iraganaldia erabili zuen Bukowskik poema horretan, arrain horrek harearen gainetik «lasterka» egiten duelako. Ez beti, ez baita hori haren ohiko bizimodua, baina poeman irakur daitekeen bezala, kostaldean errutera (to plant eggs on shore…) irteten da uretatik. Portaera harrigarria da, izan ere bera da uretatik kanpo erruten duen arrain bakarra.

1. irudia: Kaliforniako Laguna Beach itsasadarrean bizi diren Californian Grunion arrainak (Leuresthes tenuis). (Argazkia: Peter J. Bryant ©; Iturria: http://nathistoc.bio.uci.edu/)

Ilargi beteko eta ilargi berriko gauetik bi-sei egunetara irteten da uretatik olatu baten txanpa baliatuz. Gero, ahalik gehien urruntzen da ur-ertzetik. Emeak, burua gora begira mantentzen duen artean, isatsarekin zulo bat egiten du harean. Harea bustita dagoenez, ez zaio gehiegi kostatzen zulatze-lana, eta bular-hegatsetaraino sartzen da egindako zuloan, eta arrautzak jartzen ditu barruan (azaletik 10 cm-ra); orduan hainbat ar ―zortzi ere izan daitezke― inguratzen zaizkio eta beren espermatozitoak bertan askatu. Errutearen ondoren, arrak uretara itzultzen dira berehala, eta emea hurrengo olatuaren zain geratzen da; uhina iristean zulotik irten eta berau ere uretara itzultzen da. Bizkorren egiten duten arrainek, 30 segundotan burutzen dute eragiketa osoa, baina gerta daiteke uretatik kanpo minutu batzuk egotea.

2. irudia: Arrain marmartiaren (Leuresthes tenuis) arrautzak. (Argazkia: Peter J. Bryant ©; Iturria: http://nathistoc.bio.uci.edu/)

Gogoan izan arrainez ari garela, eta arrainek, arrain gehienek behintzat, hauek bezala, brankien bitartez hartzen dutela arnasa. Bada, uretatik kanpo dauden tarte horretan ez dute gasik trukatzen eta, beraz, hipoxia-egoeran daude. Oso denbora laburra dela pentsa liteke, baina arrain horientzat ez da laburra; txikiak dira eta metabolismo-tasa altua dute. Ez da harritzekoa, hortaz, uretatik ateratzearen ondorio diren hipoxia-egoerei aurre egiteko arrain marmartiek agertzen dituzten erantzun fisiologikoak oxigeno-ezak beste zenbait espezietan eragiten dituen erantzun berberak izatea. Ikus dezagun erantzun hori zein den.

Itsas ugaztunek, urperatzen direnean, oxigeno-biltegi moduko bi erabiltzen dituzte: odolaren globulu gorrien kopuru handia, batetik, eta muskuluko mioglobina-kontzentrazio altua, bestetik. Hala ere, urperatuta dauden artean, hipoxia egoeran daude, arnas gasak trukatzerik ez dutelako, eta, beraz, ez zaie komeni gordeta duten oxigenoa gehiegi baliatzea. Hortaz, itsas ugaztunek bi modutara aldarazten dute zirkulazio-sistemaren funtzionamendua. Batetik, bradikardiara jotzen dute; hau da, bihotz-taupadaren maiztasuna nabarmen jaistera. Bestetik, zirkulazio periferikoa murrizten dute, periferiako hainbat odol-hodi itxiz. Era horretara, bihotzak askoz lan gutxiago egiten du eta ez da oxigenorik bideratzen ezinbestekoak ez diren organoetara. Garunaren oxigeno-emaria bermatuta dago, jakina, bai eta igeri egiteko baliatzen diren muskuluena ere, baina, guztira, nabarmen jaisten da oxigeno-kontsumoa.

Bada, arrain marmartiak berdin jokatzen du uretatik irteten denean. Izan ere, airean egonik, hipoxia-egoeran dago, eta hipoxiari berdin egiten diote aurre batzuek eta besteek, hau da, lehorrekoek uretan sartzean eta urtarrek uretatik irtetean. Hortaz, arrain hegalariak ere berdin jokatzen du, baina uretatik kanpo askoz denbora laburrago egon ohi da, ezustekorik ez bada, noski.

Oharra:

[1] Juan Kruz Igerabide eta Juan Garziaren itzulpena.

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Egileez: Juan Ignacio Pérez Iglesias (@Uhandrea) eta Miren Bego Urrutia Biologian doktoreak dira eta UPV/EHUko Animalien Fisiologiako irakasleak.

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Artikulua UPV/EHUren ZIO (Zientzia irakurle ororentzat) bildumako Animalien aferak liburutik jaso dugu.

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Es un mantra muy repetido que una correlación no implica causalidad. Sin embargo, hay correlaciones que merecen ser investigadas en busca de causalidades, sobre todo cuando no tenemos prácticamente ni idea de ante qué estamos: es el caso de la materia oscura y las nubes intergalácticas de gas.

No todas las frecuencias de la luz que emite un cuásar, esas regiones compactas alrededor de los agujeros negros supermasivos que emiten cantidades ingentes de radiación, llegan a la Tierra. Sobre todo si el cuásar se encuentra muy alejado. Y es que la luz se va viendo despojada de las frecuencias que corresponden a las que el hidrógeno es capaz de absorber cuando atraviesa las nubes intergalácticas ricas en este elemento. Esto se traduce en lo que se llama un “bosque” (el bosque Lyman-alfa) de líneas oscuras dentro del espectro de todas las frecuencias de luz posibles. Las mediciones de las características de este bosque pueden servir para poner de manifiesto las características de las nubes que ha atravesado la luz y, con esta información, comprobar la validez de los distintos modelos cosmológicos.

Bosque Lyman-alfa

Ahora, un grupo de investigadores encabezado por Cyrille Doux, de la Universidad París – Diderot ha demostrado que puede obtener nueva información astrofísica correlacionando las líneas Lyman-alpha con los efectos de lente gravitatoria en el fondo cósmico de microondas. Y esta correlación lo que podría poner de manifiesto es una relación entre las nubes intergalácticas de gas y la materia oscura.

.

Tanto el espectro Lyman-alfa como los efectos de lente gravitacional en el fondo cósmico de microondas dependen de la densidad de materia que existe en la línea de visión del observador. Si bien las señales Lyman-alfa pueden relacionarse fácilmente con la densidad de átomos de hidrógeno, los efectos de lente gravitacional son una aproximación muy buena a la presencia de materia oscura, cuyo único efecto conocido es el gravitatorio.

Los investigadores han empleado los datos del fondo cósmico de microondas recopilados por el satélite Planck y los espectros de cuásares recogidos en el Sloan Digital Sky Survey y comprobado que existe una correlación entre los dos conjuntos de datos. En concreto, han encontrado direcciones en las que las que la densidad de materia oscura es alta y en las que las fluctuaciones de las señales Lyman-alfa son también mayores que el promedio.

La detección de esta correlación tiene dos implicaciones fundamentales. La primera es que ayudará a los investigadores a caracterizar los efectos de los procesos astrofísicos en las fluctuaciones del bosque Lyman-alfa. Y la segunda es que puede poner de relieve la influencia de la materia oscura en la distribución de la materia visible (bariónica) en el espacio intergaláctico: un dato que puede ser precioso para afinar los modelos cosmológicos.

Referencia:

Cyrille Doux et al. (2016) First detection of cosmic microwave background lensing and Lyman-α forest bispectrum Phys Rev. D doi: 10.1103/PhysRevD.94.103506

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next

El artículo Materia oscura entre nubes intergalácticas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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El objetivo de la entrada de hoy de la sección Matemoción del Cuaderno de Cultura Científica es simplemente que disfrutemos juntos de un hermoso cuadro, una obra de una gran fuerza estética y enorme valor artístico, Vi el número 5 en oro (1928), del artista norteamericano Charles Demuth.

“Vi el número 5 en oro” (1928), de Charles Demuth

Este cuadro es una obra importante en la historia del arte norteamericano. Su autor es Charles Demuth, una de las figuras más representativas del movimiento artístico norteamericano conocido como precisionismo, o también, realismo cubista. El precisionismo fue un movimiento artístico que se desarrolló en Estados Unidos en el periodo entre las dos guerras mundiales y que estuvo fuertemente influenciado por el cubismo y el futurismo. Sus temas principales fueron la industrialización y la modernización de los ambientes rurales norteamericanos.

Entre los artistas más destacados del precisionismo estaban la neoyorquina Elsie Driggs (1898-1992), cuya obra más famosa es Pittsburg (1927), Francis Criss (1901-1973), entre cuyas obras está El palacio de justicia de Jefferson Market (1935), Charles Demuth, Edward Hopper (1882-1967), seguramente el miembro más famoso, autor de obras como Halcones de la Noche (1942), Domingo por la mañana temprano (1930) o Casa junto a la vía de tren (1925), en la que se inspiró Alfred Hitchcock para crear la mítica casa de su película Psicosis (1960), el pintor y fotógrafo Charles Sheeler (1883-1965), quien acuñó el término de “precisionismo” y entre cuyas obras más famosas están Paisaje americano (1930), Paisaje clásico (1931) o La planta de River Rouge (1932), y una de las artistas norteamericanas más importantes del siglo XX, Georgia O’Keeffe (1887-1986) que dedicó muchos de sus cuadros, pertenecientes a este estilo artístico, a la ciudad de Nueva York y sus rascacielos, como Noche en la ciudad (1926), Nueva York, Noche (1926), American Radiator Building, Noche, Nueva York (1927).

“Paisaje americano” (1930), Charles Sheeler

“El palacio de justicia de Jefferson Market” (1935), de Francis Criss

Pero conozcamos un poco al autor del cuadro Vi el número 5 en oro. Charles Demuth (1883-1935) fue uno de los acuarelistas más destacados de la historia del arte en EE.UU., que centró su interés en las flores, las frutas y los vegetales (temas que también interesaron a otros artistas del precisionismo, como por ejemplo Georgia O’Keeffe o Elsie Driggs), y también en la homosexualidad. Más adelante empezaría a utilizar el óleo e, influenciado por las vanguardias europeas (como consecuencia de sus viajes por Europa y el contacto en EE.UU. con algunos vanguardistas, en particular por su relación con el círculo de Stieglitz), desarrolló el precisionismo. Hacia 1919 empezaría a pintar, con este nuevo estilo, sus característicos paisajes industriales.

“Aucassiu y Nicolette” (1921), Charles Demuth

Entre 1923 y 1928, Charles Demuth realizó su famosa serie de retratos simbólicos conocidos como los “retratos-cartel”, centrados en artistas y escritores emblemáticos norteamericanos amigos suyos, Georgia O’Keeffe, Arthur Dove, Charles Duncan, Marsden Hartley, John Marin (artistas), y Gertrude Stein, Eugene O’Neill, y Wallace Stevens (escritores), y que tuvieron mucho éxito.

“Love, Love, Love. Homenaje a Gertrude Stein” (1928), retrato-cartel de Charles Demuth, que se encuentra en el Museo Thyssen-Bornemisza, Madrid

Precisamente, la obra que traemos aquí hoy, Vi el número 5 en oro(1928), es un retrato-cartel de tipo simbólico dedicado al escritor modernista y amigo de Demuth, William Carlos Williams. Obra que se ha convertido en la más conocida de Demuth. Este decidió retratar al escritor modernista a través de uno de sus poemas, El gran número, en el que describía una experiencia real del poeta:

Entre la lluvia

y las luces

vi el número 5

de oro

en un coche

de bomberos

rojo

moverse

tenso

ajeno

al toque de la campana

el aullido de la sirena

y el estruendo de las ruedas.

“Vi el número 5 en oro” (1928), de Charles Demuth

Esta obra, realizada en un claro estilo precisionista, utiliza formas geométricas sencillas. El camión rojo, los edificios de la ciudad, las luces de las farolas, la lluvia marcada por líneas diagonales y los tres números 5 en oro de tres tamaños, de pequeño a mayor, creando el efecto de que se acerca el camión de bomberos.

Hay diferentes elementos tipográficos que al espectador de la obra le indican que es un retrato de William Carlos Williams, como sus iniciales W.C.W., Bill, el apodo de William, su segundo nombre Carlo[s] (su madre era puertorriqueña) o “ART Co” (compañía de arte) en referencia a los círculos vanguardistas en los que se movían ambos.

La tipografía del número 5 es muy parecida al tipo de letra Clarendon (más concretamente a la Clarendon Light), perteneciente a la familia de los tipos egipcios, introducido por Robert Beasley y Benjamin Fox en 1845, y que se convirtió en el tipo más utilizado de todos los tiempos. Por ejemplo, es el tipo utilizado en los logotipos Rolex, Volvo, Hermés, Honda, Sony, Seiko, JB, el Marlboro de la Fórmula 1 o del periódico El País.

Tipografía Clarendon Light

Para finalizar, recordemos que muchos artistas han homenajeado esta obra. Entre los artistas que más admiración han mostrado por el retrato-cartel de Charles Demuth nos encontramos con una de las figuras clave del arte pop norteamericano, Robert Indiana. El “pintor de signos”, como le gusta autodenominarse, ha estado fascinado por los números a lo largo de toda su carrera artística, convirtiéndoles en el objetivo de una parte importante de su producción artística. La obra de Charles Demuth tuvo una gran influencia en Indiana, quien le dedicó toda una serie de obras, como El número 5 (1963), El pequeño diamante 5 de Demuth (1963) o El sueño americano #5 de Demuth (1963).

“El número 5” (1963), de Robert Indiana

Bibliografía

1.- Barbara Haskell, Charles Demuth, Whitney Museum of American Art, 1987.

2.- Raúl Ibáñez, Los números preferidos del artista, Un paseo por la geometría, Universidad del País Vasco, 2012. (www.divulgamat.net)

3.- Enric Satué, Arte en la tipografía y tipografía en el arte, Siruela, 2007.

4.- Carl J. Weinhardt, Robert Indiana, ed. Harry N. Abrams, 1990.

Sobre el autor: Raúl Ibáñez es profesor del Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU y colaborador de la Cátedra de Cultura Científica

El artículo Vi el número cinco en oro se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Amaia Portugal Amsterdamgo Unibertsitateko ikertzaile batzuek Giza Enbriologiaren 3D Atlasa osatu dute. Enbrioiak hilabete erdi duenetik bi hilabete dituen arteko bilakaera ikus daiteke bertan, urratsez urrats eta xehetasun handiz. Izan ere, 150 organo eta egitura identifikatu eta irudikatzea lortu dute, babarrun eskas baten tamaina duen arren.

Nolakoak dira giza enbrioiaren aurreneko urratsak? Noiz eta nola hazten da organo bakoitza, eta zer ordenatan? Gure espeziearen ale bakoitza gauzatzeko erabakigarriak dira lehen aste horiek, baina horren inguruan dugun ezagutza herrena izan da orain arte. Gai honi dagokionez, testu-liburuek diotena ia ez da aldatu azken mendean, eta gainera, giza enbrioiak fisikoki aztertzeko aukera txikia dela eta, kasu askotan beste animalia batzuenak (saguak, txitak) hartu ditugu erreferentziatzat, estrapolagarriak direlakoan.

Alor honetan, aurrera pauso handia eman dute Amsterdamgo Medikuntza Zentro Akademikoan egiten ari diren proiektuari esker. Giza enbrioiaren hiru dimentsiodun atlasa garatzeko lanean dihardute azken urteotan, eta orain arte egindako lanaren berri eman dute Science aldizkarian. Enbrioiak hilabete erdi duenetik bi hilabete dituen arteko bilakaera zehatza definitu eta erakutsi dute atlas honetan. Gutxi gorabehera, 150 organo eta egitura identifikatu, sailkatu eta irudikatzea lortu dute, aurreneko fase horietan enbrioiak babarrun eskas baten tamaina duen arren.

Irudia: Ezkerretik eskuinera, enbrioiaren eskeleto sistema, sistema kardiobaskularra, eta azala ez beste organo guztiak. (Argazkia: Bernadette S. de Bakker et al.)

Giza Enbriologiaren 3D Atlasaren proiektua 2009tik dago martxan, eta orain arte 75 ikasle igaro dira bertatik eta egin dute ekarpena; Amsterdamgo Unibertsitateko Anatomia, Enbriologia eta Fisiologia saileko profesionalen gidaritzapean.

AEBtako Carnegie erakundeko giza enbrioien bilduma hartu dute oinarri atlasa osatzeko. Zehazki, 34 giza enbrioiren sekzio bakoitzeko organo eta egiturak marraztu dituzte, hilabete erditik bi hilabetetarako fase guztiak banan-banan kontuan hartuta. Hala, 15.000 sekzioren argazki digitalak bildu dituzte guztira. Horietan oinarrituta, irudi interaktiboak sortu dituzte gero, informazio hori guztia errazago bistaratzeko. 3D irudien dokumentu sorta honi esker, erabiltzaileak urratsez urrats beha diezaioke giza enbrioiaren bilakaera morfologikoari, organo bakoitza nola hazten den eta bere tokia nola hartzen duen ia egunez egun ikusteraino.

Atlasaren berri ematen duen bideoa.

Atlas honetan ageri diren enbrioien tamaina milimetro baten hamarrena eta 30 milimetro artekoa da. Hain dira txikiak, ezen ekografia batetik ezin baita informazio askorik erauzi. Horregatik, proiektu honetako hiru dimentsiodun irudiek ematen dituzten xehetasunak harrigarriak dira. Giza organoen garapenaren inguruan zeuden zenbait anbiguotasun argitzeko baliagarria izan da. Esaterako, desberdintasunak antzeman dituzte, saguen eta txiten enbrioiekin alderatuta: giza enbrioiek organo batzuk animaliok baino lehenago garatzen dituzte, eta beste batzuk, geroago.

Atlasa erabilerraza da, eta guztiontzat dago eskuragarri. Amsterdamgo Medikuntza Zentroko zientzialariek adierazi dutenez, hezkuntzaren alorrerako baliagarria izan daiteke. Bai eta sendagile eta ikertzaileentzat ere, aldaera anatomikoak eta sortzetiko anormaltasunak nola gertatzen diren hobeto ikusteko, eta hala pazienteei behar bezala azaltzeko. Esperoan dauden pertsonentzat ere baliabide interesgarria izan daiteke, gizaki bihurtzeko bidean den enbrioia nola garatzen den ikas dezaten.

Erreferentzia bibliografikoa:

Bernadette S. de Bakker et al. An interactive three-dimensional digital atlas and quantitative database of human development. Science, 25 Nov 2016: Vol. 354, Issue 6315. DOI:10.1126/science.aag0053

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Egileaz: Amaia Portugal (@amaiaportugal) zientzia kazetaria da.

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Guillermo Peris consigue relacionar un texto místico chino con el estudio experimental de la actividad neuronal. ¿Cómo?

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por eitb.eus

El artículo #Naukas16 Del “I Ching” a la comprensión del cerebro se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Roger Bacon, si hubiera que hacer caso a los traductores de medio pelo, cibernéticos y de los otros, era conocido en su época por un sobrenombre de superhéroe, “el doctor maravilla”, si bien la realidad es mucho más prosaica puesto que doctor mirabilis realmente viene a ser “el profesor maravilloso”, ya que doctor viene de docere, enseñar. Aun así, no debía ser una persona corriente para que le conozcamos por ese mote, aunque fuese un título póstumo.

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Roger nació alrededor de 1214 en una familia acaudalada y estudió en Oxford. Allí estudió teología, filosofía (con un gran hincapié en Aristóteles), a los clásicos y sus lenguas, geometría, aritmética, música y astronomía, esto es, el trivio y el cuadrivio típicos de la época, las siete artes liberales que aún hoy día distinguen determinadas instituciones universitarias estadounidenses al menos en el nombre (liberal arts colleges). Consiguió el título de master el equivalente medieval al doctorado de hoy.

Durante su época en Oxford, Roger se interesó especialmente por e investigó en matemáticas, óptica y alquimia, además de estudiar con gran interés el griego, el hebreo y el árabe. Pero en aquella época si alguien quería prosperar en la universidad tenía que unirse al clero, por lo que Roger se terminaría uniendo a los franciscanos siguiendo el ejemplo de Grosseteste y Marsh. Parece ser que retrasó cuanto pudo este paso, recibiendo los hábitos relativamente muy tarde en 1256-7, y no está claro si lo hizo en Oxford o durante su etapa de profesor en París. Después de todo se suponía que un monje tenía que estudiar más teología que cuestiones mundanas. Como decía su contemporáneo Giovanni di Fidanza (más conocido en los ambientes como San Buenaventura, el doctor seráfico), quien para cuando Roger se convirtió en monje era el superior general de los franciscanos, “El árbol del conocimiento aparta [engañándolos] a muchos del árbol de la vida, o los expone a los más intensos dolores del purgatorio”. Roger tendría muchos encontronazos con sus superiores eclesiásticos a lo largo de su vida, que comenzaron claramente en su época como profesor en París, entre 1237 y 1247, cuando lo terminaron echando.

Roger Bacon presentando una de sus obra científicas al rector de la Universidad de París. Fuente:: Wellcome Library, London. Wellcome Images. Diorama de Ashenden.

Después de esa primera época y durante la siguiente década la localización de Roger es incierta, pero todo parece indicar que fue preceptor privado y que se movía entre Oxford y París. Parece ser que es en esta periodo cuando estudió con especial el interés el árabe, y lee todo lo que encuentra en esta lengua sobre su fascinación del momento, la óptica. También hay indicios de que las circunstancias políticas y familiares hicieron que abandonase sus estudios durante dos años.

En este periodo de experimentación con lentes y espejos, de considerar el problema de las máquinas voladoras que baten alas, y del estudio práctico de la alquimia, ya aparecen algunas de las ideas fundamentales de Bacon. Eso sí, Bacon creía, como hijo de su época que era, que algunos conceptos son evidentes por sí mismos y que no requerían examen. Cuando dijo que “nada puede ser conocido con certeza si no es por la experimentación” también incluía la experiencia de la fe, la intuición espiritual y la inspiración divina. Con todo Bacon clasificaba las ciencias naturales en la línea de su época también: perspectiva (óptica), astronomía, alquimia, agricultura, medicina, pero incluía como disciplina independiente el conocimiento experimental (scientia experimentalis), siendo uno de los primeros pensadores en considerar la experimentación como una disciplina separada.

Roger Bacon como alquimista. Grabado de 1845.

Es al final de esta década cuando se convierte en fraile franciscano, quizás en un intento de retornar a la vida universitaria. Sin embargo, se ve exiliado de Oxford e incapaz de investigar ya que se le encargan tareas menores. En esta época escribe que se siente “enterrado” en vida. Pero también mantiene una vehemente correspondencia con el legado pontificio, el arzobispo de Narbona, el muy influyente y bien considerado Guy de Foulques, cardenal de Sabina, con la idea de que haga llegar al papa sus ideas. Entre ellas la importancia que el conocimiento experimental y la alquimia tienen en el currículo universitario. Bacon afirma en ellas que el fin de la alquimia no es otro que “hacer las cosas mejores…por el arte más que por naturaleza” y se anticipa 300 años a los iatroquímicos (alquimistas médicos) al considerar que la alquimia “no solo suministra dinero [oro] y otra infinidad de cosas al Estado, sino que enseña […] como prolongar la vida humana tanto como la naturaleza permita que sea prolongada”.

Solo a mediados de la década los años sesenta del siglo consigue Roger algo de libertad gracias a la consideración que le tiene su admirador de Foulques, que se convierte en el papa Clemente IV en 1265. Sin embargo, el hecho de que el nuevo papae le admire supondrá un nuevo tipo de problema para Roger Bacon.

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

El artículo El franciscano alquimista (1) se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Josu Doncel Penalti jaurtiketa batean jokalari batek gola lortu nahi du; atezainak, ordea, pilota ate barnean ez sartzea. Zein estrategia jarraitu behar dute bere helburua lortzeko? Joko-teoriari esker, galdera honen erantzuna zein den ikusiko dugu.
1. irudia: Penalti, ingelesezko penalty-tik dator eta hau, latineko poenalis hitzetik. Zigorra adierazteko erabiltzen da, batez ere, kirol munduan. Baloiarekin jokatzen den hainbat kiroletan jokoan adieraz daitekeen zigor gorena da.

Penaltiak oso garrantzitsuak dira futbol-partidetan. Izan ere, futbol-txapelketa askoren irabazlea penalti-txandan erabakitzen da. Pilota atetik 11 metrora ipintzen da eta, epaileak seinalea emanda, jokalariak erabakitzen du pilota ezkerrera edo eskuinera botatzea gola lortzeko. Bestalde, atezainak erabaki behar du zein aldetara mugitu behar den, pilota ate barnera sar ez dadin. Horrela, bi kirolariek erabaki berekoiak hartzen dituztela ondorioztatu ahal dugu (alegia, batak gola lortzeko eta besteak pilota ez sartzeko); beraz, joko-teoriaren matematika-tresnak erabili ahal dira egoera hau aztertzeko.

Joko-teorian aztertzen da agente berekoi batek zein erabaki hartzen duen, beste agenteek zer egiten duten kontuan harturik. Penaltien kasuan argi ikusten da atezainak ezkerrera jotzen badu beti, jokalariak eskuinera botako duela pilota eta, alderantziz, jokalariak eskuinera botatzen badu beti pilota, atezainak eskuinera joko duela. Hori dela eta, joko-teoria penaltietan erabiltzen dela esan daiteke.

John F. Nash zientzialaria da joko-teoriaren sortzailea eta oso ezaguna da arlo honetan egin zituen aurkikuntzengatik, baita haren bizitzaren inguruan film bat egin zutelako ere. Bere teoremak penaltietan erabili ahal dira jokalariak zein atezainak erabaki berekoiak hartzen dituztelako. Bere teoremak erabiliz, frogatu ahal da badagoela ez jokalariak ez atezainak joera aldatzeko interesik ez duten egoera bat. Beste era batera esanda, penaltiak joko lehiakor bezala aztertu ahal direnez, Nash oreka bat existitzen da.

2. irudia: Penalti jaurtiketak eraginkorrak izateko, zein ote da gakoa? Askoren ustez, penaltien emaitza ona edo txarra, “loteria” kontua da.

Penaltietako Nash oreka zein den erraz azaltzeko, onartuko dugu jokalariak eta atezainak bi aukera baino ez dituztela, ezkerra edo eskuina. Horretaz gain, pentsatuko dugu bik alde bana aukeratzen dutenean baino ez dela gola lortzen. Jokalariak ezkerra edo eskuina aukeratuko du Nash orekan probabilitate erdiarekin; alegia, trukatu gabeko txanpon bat airera bota eta gurutzea ateratzen badu, ezkerrera botako du pilota; aurpegia ateraz gero, eskuinera.

Atezainak, bestalde, beste txanpon bat erabiliko du (trukatu gabea hau ere) eta, gurutze ateratzen badu, eskuinera mugituko da eta, aurpegia ateraz gero, ezkerrera. Horrela, jokalariek (atezainak eta penalti-jaurtitzaileak) gol gutxiago sartuko ditu beste estrategia bat erabiliz gero.

Bukatu aurretik, txantxa txiki bat. Aurten, futboleko lehen mailan bost euskal talde daude. Horrek esan nahi du 10 derbi egongo direla denboraldi honetan. Horietako partida batean penalti bat gertatzen bada eta atezainak edo jokalariak txanpon bat airera botatzen badu, joko-teoria erabiltzen ari dela jakingo dugu.

Artikulu honetan joko-teoria penalti-jaurtiketetan aplikatzen erabiltzen dela ikusi dugu. Gainera, penaltietan ez ezik, kiroletako beste egoera askotan ere erabiltzen da joko-teoria. Baina horretaz beste egun batean idaztea erabaki dut.

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Egileaz: Josu Doncel Matematikan doktorea da eta egun, INRIA Institutuan dihardu ikertzen.

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Irene Sierra, Ainara Ateka eta Javier Ereña Dimetil eterra (DME) deritzon konposatuarekiko interesa gero eta handiagoa da. Izan ere, aplikazio anitzeko erregaia da, eta petrolioaren ordezko energia-iturrietatik (gas naturala, ikatza eta biomasa) ekoitzi daiteke. DME diesel motorretan erabiltzeko ordezko erregai garbia izan liteke. Badira zenbait arrazoi: haren zetano indize altua (gasolinaren oktano indizearen antzekoa), errekuntzan sortutako NOx-en kantitate txikia, ke ekoizpenik eza, eta motorraren zarata baxuagoa, diesel erregaiarekin alderatuz.
1. irudia: Hainbat arrazoi direla, diesel motorretan erabiltzeko ordezko erregai garbia izan liteke dimetil eterra.

Dimetil eterra erraz likidotu daitekeen konposatua da, eta petrolioaren gas likidotuen (propanoaren eta butanoaren) teknologia erabiliz biltegiratu eta banatu daiteke. Horrez gain, dimetil eterra lehengai estrategikoa da, metanola ordezka baitezake olefinak (lotura bikoitzeko hidrokarburoak) ekoizteko, eta erregai-zeluletan erabiltzeko H2 ekoizteko balia baitaiteke.

H2 eta CO erabiliz egiten den syngas-to-DME (STD) prozesuan hiru erreakzio nagusi gertatzen dira:

Ikerketaren helburua

Ikerketa gutxi egin dira DME ekoizteko erabiltzen diren katalizatzaileen desaktibazioaren inguruan, eta zenbait alderdi argitu gabe geratzen dira, hala nola: (i) desaktibazioaren jatorria; eta (ii) funtzio metalikoaren eta azidoaren eragina katalizatzailearen desaktibazioan.

Katalizatzailearen aktibitatea murriztu daiteke honako kausa hauek direla medio: kokea deritzon karbonodun materiala funtzio metalikoan eta azidoan ezartzen delako, eta funtzio metalikoaren sinterizatzea (degradazio termikoa) gertatzen delako. Bestalde, erreakzio-ingurunean dagoen urak gune azidoen aktibitatea jaits dezake; izan ere, ura gune horietan adsorbatuta (atxikita) geratzen da, eta erreaktiboekin lehiatzen du.

Artikulu honetan CuO-ZnO-Al2O3/γ-Al2O3 katalizatzailearen desaktibazioaren izaera ikertu da. Horretarako, desaktibatutako katalizatzaileen funtzio metalikoak eta azidoak analizatu dira.

Emaitzak eta ondorioak

Katalizatzailearen desaktibazioa ikertzeko, DMEren sintesi-erreakzioak egin dira, eragiketa-baldintza ezberdinak erabiliz. Partzialki desaktibatutako katalizatzaileak hainbat teknika erabiliz karakterizatu dira: TPO (oxidazioa tenperatura programatuan), nitrogenoaren adsortzioa, TPR (erredukzioa tenperatura programatuan), TPD (desortzioa tenperatura programatuan) eta N2O-ren kimisortzioa.

Emaitzek erakusten dute garrantzitsua dela koke deritzon karbonodun materiala ezartzearen ondorioz gertatzen den katalizatzailearen desaktibazioa. Kokea metanolaren sintesi-erreakzioarekin paraleloan sortzen da, eta funtzio metalikoan ezartzen da. Hala, eragina dauka metanolaren sintesi-erreakzioan. Hidrokarburoak sortzen dituzten erreakzioek, aldiz, ez dute jasaten desaktibazioaren eragina.

2. irudia: Emaitzek adierazten dutenaren arabera, honako hipotesi hau eman daiteke: CuO-ZnO gainazal metalikoaren gainean ezarritako kokeak metanola eratzeko erreakzio-bidea eragozten du; katalizatzaileak metanoa eta parafinak sortzeko duen ahalmena, aldiz, mantentzen da. Hala, metanola eratzen duen erreakzioa desaktibatzen den heinean, ordezko erreakzio-bideak faboratzen dira eta, ondorioz, parafinen ekoizpena handitzen da. Artikuluaren fitxa:

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: 28
• Artikuluaren izena: CuO-ZnO-Al2O3/γ-Al2O3 katalizatzailearen desaktibazioa dimetil eterraren sintesian.
• Laburpena: (H2 + CO) elikatuz eta CuO-ZnO-Al2O3/γ-Al2O3 katalizatzailea erabiliz egindako dimetil eterraren sintesi zuzenean, garrantzitsua da koke deritzon karbonodun materiala ezartzearen ondorioz gertatzen den desaktibazioa. TPO analisien emaitzek eta erreakzio-produktuen denborarekiko bilakaerak erakusten dute kokeak CuO-ZnO funtzio metalikoa desaktibatzen duela. Koke hori metanolaren sintesi-erreakzioarekin paraleloan eratzen da, eta eragina dauka metanolaren sintesi-erreakzioan. Hidrokarburoak sortzen dituzten erreakzioek, aldiz, ez dute jasaten desaktibazioaren eragina..
• Egileak: Irene Sierra, Ainara Ateka, Javier Ereña.
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua.
• ISSN: 0214-9001
• Orrialdeak: 83-94
• DOI: 10.1387/ekaia.13684

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Egileez: Irene Sierra, Ainara Ateka eta Javier Ereña UPV/EHUko Ingeniaritza Kimikoa Saileko ikertzaileak dira.
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Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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