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11 de febrero de 2020

El oro que crece en los árboles, una nueva vía para la minería

Los árboles parecen tener la clave para indicar la existencia de yacimientos de minerales preciosos. Siguiendo la presencia de estas partículas en las hojas, los científicos han conseguido mostrar cómo estos metales son transportados desde el subsuelo a través las raíces, dejando entrever cómo este hallazgo puede transformar la industria minera. 
Árboles como los eucaliptos, de raíces extensas y profundas, pueden transportar oro desde el subsuelo hasta sus hojas, indicando así la localización de depósitos del mineral. Crédito: Oat Phawat
La minería, una industria con miles de años de historia y fundamental para el desarrollo económico de muchas regiones del planeta, ha descubierto un nuevo lenguaje para entender lo que ocurre en el subsuelo sin tener que excavar. La clave está en el suelo. Pero también en la vegetación o en la nieve, capaces de reaccionar a los minerales que hay bajo tierra y revelar así la presencia de yacimiento de minerales preciosos como el oro. 
De hecho, las raíces de los árboles son la mejor conexión entre lo que ocurre en el suelo y lo que vemos en la superficie. Así lo ha demostrado un equipo de investigadores de la agencia científica australiana CSIRO liderado por Mel Lintern, que partiendo de este principio llevó a cabo un estudio basándose en las hojas de eucalipto de diversas zonas  de la región de Kalgoorlie (Australia) y otras cultivadas en invernaderos. El eucalipto crece en paisajes muy diversos y sus raíces pueden llegar hasta los 40 metros de profundidad. En 2013, la revista Nature publicaba la confirmación del origen de las pequeñas partículas de oro que había en las hojas de estos árboles. Una parte minúscula de este metal precioso se disuelve en forma de iones en el agua que las raíces absorben de la tierra. 

Al ser un mineral tóxico para las plantas, estas lo atrapan en pequeños cristales de oxalato de calcio, similares a las piedras del riñón en humanos y mamíferos, para evitar así que interfieran en su función celular normal.



Lea el artículo completo en: Canal Innovación


24 de julio de 2016

¿Qué pasa con el crecimiento vegetativo en gravedad cero?

Es bien sabido que los patrones de crecimiento de las plantas están influenciados por una variedad de estímulos, siendo uno de ellos la gravedad. En la Tierra, las raíces de las plantas exhiben ciertos comportamientos característicos que se pensaba que eran dependientes de la fuerza de la gravedad. 

Sin embargo, las plantas de Arabidopsis cultivadas en la Estación Espacial Internacional (ISS) han demostrado que esta teoría está equivocada. Según un estudio publicado en BioMed Central, la ondulación e inclinación de la raíz se producen en las plantas de los vuelos espaciales de manera independiente a la gravedad.

En las raíces de plantas, la ondulación se compone de una serie de cambios regulares en las raíces durante el crecimiento. Se cree que están asociados con la percepción y la evasión de obstáculos, dependiendo de la detección de la gravedad y capacidad de respuesta. 

Mientras que la inclinación es la progresión de las raíces que crecen a lo largo de una superficie casi vertical. Se piensa que es una desviación de las raíces en la dirección de la gravedad y también sujeta a mecanismos similares que afectan al ondeado. 

A pesar de que la base precisa de estos patrones de crecimiento no se entiende bien, la gravedad se considera un jugador importante en estos procesos.

Para probar lo que ocurre con el crecimiento de raíces de las plantas cuando se quita del todo la gravedad, un equipo de investigadores de la Universidad de Florida, hizo crecer dos tipos de Arabidopsis thaliana, Wassilewskija (WS) y Columbia (Col-0), en la ISS

Las plantas se cultivaron en unidades de crecimiento especializadas que combinan un hábitat con un sistema de cámaras que captura imágenes de cada seis horas. Las imágenes han entregado los datos en tiempo real desde la ISS, existiendo un control terrestre de comprobación desde el Centro Espacial Kennedy.

El fenómeno de fototropismo negativo en las raíces de las plantas está bien documentada, pero su papel en la orientación de crecimiento de la raíz sigue siendo explorado. Los autores encontraron que, en ausencia de gravedad pero con luz, las raíces permanecieron fototrópicamente negativas, creciendo en la dirección opuesta del crecimiento del brote, como lo hacen en la Tierra. 

El camino recorrido por las raíces en su crecimiento seguía con los complejos patrones de ondulación e inclinación, características de la Tierra y la influencia de la gravedad. Además, mientras estaban en órbita, cada cultivo conservaba un patrón único de inclinación terrestre.

Sin embargo, el equipo observó que el grado de ondulación mostrado por las plantas en el espacio no coinciden con lo que se preveía con las raíces de la Tierra. En el espacio, la ondulación era mucho más sutil. Este resultado refuerza la idea de que la ondulación e inclinación representan dos fenómenos separados, y que la gravedad no funciona como parte mecánica sobre estos dos procesos.
Aunque las plantas utilicen la gravedad como un tropismo para orientarse sobre la superficie de la Tierra, está claro que la gravedad no es esencial para la orientación de la raíz, ni es el único factor que influye sobre los patrones de crecimiento de las raíces
Parece ser que otras características del medio ambiente también son necesarios para asegurar que una raíz crezca fuera de la semilla, lo que mejora sus posibilidades de encontrar suficiente agua y nutrientes para asegurar su supervivencia
Concluyen los autores principales, Anna-Lisa Paul y Ferl Robert.

Fuente:

Xakata Ciencia

21 de enero de 2013

Increible: La planta que se riega a sí misma

Ruibarbo

Esta planta recolecta de media 16 veces más agua que otras plantas del desierto.

En el desierto de Israel hay una planta que se riega a sí misma.

Se trata de un tipo de ruibarbo que cuenta con unas hojas que canalizan el agua de la lluvia hacia sus raíces.

Ésta es la única planta conocida en el mundo que es capaz de auto irrigarse.

Según el equipo de investigadores que la descubrieron, esta característica única le permite florecer en condiciones áridas extremas, al ser capaz de recolectar hasta 16 veces más agua que otras plantas de la región. 

A Simcha Lev-Yadun, Gadi Katzir y Gidi Ne'eman, de la Universidad de Haifa, les llamó la atención el ruibarbo por primera vez mientras estudiaban plantas en el desierto montañoso de Israel.

Los investigadores tenían curiosidad por las posibles ventajas de sus excepcionalmente grandes hojas, que son muy diferentes de que suelen tener la mayoría de las plantas en el desierto.

La morfología de las hojas de este ruibarbo es similar a la del terreno de la región montañosa en la que crece, que canaliza el agua de las laderas a los valles.

"Eso alimentó nuestra imaginación", explica el profesor Simcha Lev-Yadun.

Recolección de agua

Su estudio sobre el Rheum palaestinum, publicado en la revista Naturwissenschaften, mostró que las plantas del desierto del Néguev suelen recolectar de media 4,2 litros de agua al año, mientras que el mayor ruibarbo hallado recolecta 43,8 litros. 

Hoja del riubarbo

La morfología de sus hojas es similar a la del terreno de la región montañosa en la que crece.

Esta planta canaliza el agua a través de sus hojas, que se encuentran orientadas hacia su base. Además, éstas están recubiertas de una película de cera que repele el agua, lo que contribuye a que el líquido se deslice sobre su superficie.

Así, incluso con la lluvia más escasa, el agua corre por las hojas del ruibarbo hasta su raíz principal. Los investigadores han descubierto que este agua luego penetra en el terreno hasta una profundidad de 10 centímetros, lo que ayuda a irrigar la planta. Eso es diez veces más profundidad que la que suele alcanzar el agua que cae en el suelo del desierto.

"Esta planta recolecta de media 16 veces más agua que otras plantas del desierto", explica el profesor Lev-Yadun.

Eso significa que recoge una cantidad de agua similar a la de plantas de climas mediterráneos.

"Estamos seguros de que se trata de una planta única en los desiertos de Oriente Medio", explica el profesor Lev-Yadun. 

"Y no conocemos ninguna planta similar en ningún otro desierto del planeta", concluye.
 
Fuente:
 
BBC Ciencia 

10 de diciembre de 2012

La demostración más elemental de la irracionalidad de raíz de dos

A estas alturas de la película creo que es bastante conocido que el número raíz de dos, \sqrt{2}, es un número irracional. Es decir, que no puede expresarse como una fracción con numerador y denominador números enteros.

Hay muchas formas de demostrarlo. De hecho aquí en Gaussianos hemos visto ya varias: la típica que usa reducción al absurdo (junto con una que usa descenso infinito) y una demostración geométrica muy interesante. Hoy vamos a ver la, posiblemente, demostración de la irracionalidad de raíz de dos más elemental que he visto nunca.

Comencemos con ella. Está bastante claro que las únicas posibilidades que pueden darse en una fracción son las siguientes: impar/impar, impar/par, par/impar y par/par.

La opción par/par se puede reducir a alguna de las otras tres, por lo que no es necesario considerarla.

Dicho esto, veamos que ninguna de las tres opciones puede dar como resultado \sqrt{2}. O lo que es lo mismo, que el cuadrado de cada una de ellas no puede valer 2. O lo que es igual, que al elevar al cuadrado cada una de ellas el numerador no puede ser el doble que el denominador. Hasta ahora bien, ¿verdad? Bien, pues vamos caso por caso:
  • impar/impar Si elevamos un número impar al cuadrado obtenemos un número impar, por lo que al elevar esta fracción al cuadrado obtenemos otra fracción tipo impar/impar, y está bastante claro que un número impar no puede ser el doble que otro número impar, por lo que \sqrt{2} no puede ser igual a una fracción de este tipo.
  • impar/par Si elevamos un número par al cuadrado obtenemos también un número par, por lo que aquí al elevar al cuadrado obtendremos una fracción del tipo impar/par. Pero un número impar no puede ser el doble de un número par, por lo que \sqrt{2} tampoco puede ser igual a una fracción de este tipo.
  • par/impar Por lo visto anteriormente, el cuadrado de esta fracción daría también una del tipo par/impar, y aquí en principio sí que podría ser que el numerador fuera el doble del denominador. Pero en realidad no es así, ya que un número par al cuadrado da un múltiplo de 4, y es claro que un múltiplo de 4 no puede ser el doble de un número impar (porque en realidad es el doble de un número par). Por tanto \sqrt{2} tampoco puede ser igual a una fracción así.
Lo que hemos obtenido es que \sqrt{2} no puede ser igual a ninguno de los tipos de fracciones posibles donde el numerador y el denominador son números enteros. En consecuencia, \sqrt{2} no es un número racional, hecho que unido a que sí es un número real nos lleva a que \sqrt{2} es un número irracional

Sencilla, ¿verdad? ¿Conocéis alguna otra demostración más elemental que ésta?

Fuente:

Gaussianos

29 de febrero de 2012

La yuca, el 'arma' para resistir los efectos del cambio climático

hombre sostiene yuca

En África, la yuca ha obtenido mejores resultados en comparación con la papa, el maíz, el frijol, el plátano, el mijo y el sorgo.

La planta de yuca, también conocida como mandioca, podría ayudar a los agricultores africanos a enfrentarse al cambio climático, según un reciente estudio científico.

"Es como el 'Rambo' de la cosecha", explica Andy Jarvis, del Centro Internacional para la Agricultura Tropical con sede en Colombia.

"Mientras otros productos pueden sufrir por el calor y otros problemas del cambio climático, la yuca crece", explica a la BBC.

Esta raíz es, desde tiempos precolombinos, uno de los productos alimenticios más consumidos del continente americano.

Sin embargo, el informe también hace hincapié en la necesidad de investigar más para que la yuca no solo sea más resistente a plagas y enfermedades, sino que se convierta en un posible remplazo de los cultivos que se ven afectados por el cambio climático.

En noviembre pasado, científicos de la ONU advirtieron de un virus que, en África, estaba alcanzando niveles de epidemia.

Las infecciones virales han atacado periódicamente a las cosechas en algunas regiones, lo cual ha generado hambre.

Repliegue de cultivos

Originaria de América del sur, la yuca fue introducida en el África subsahariana por los comerciantes portugueses en el siglo XVII.

De acuerdo con los investigadores del informe "¿Es la yuca la respuesta a la adaptación al cambio climático en África?", se trata de la fuente de carbohidratos más importante en un continente donde más de 500 millones de personas la consumen cada día.

El consumo de yuca supera a seis productos básicos de la dieta del África subsahariana –la papa, el maíz, frijol, plátano, el mijo y el sorgo– en 24 modelos de predicción del clima, dice el estudio.

clic Lea también: "Es urgente desarrollar cultivos adaptados al cambio climático"

La planta crece bien con altas temperaturas y, cuando llegan las sequías, la cosecha se "cierra " hasta que vuelvan las lluvias, dijeron los científicos.

"Tenemos muy pocas buenas historias donde vemos cultivos que rinden igual o mejor con el cambio climático y finalmente, con la yuca, hemos encontrado uno", dijo Jarvis a la BBC.

Según el investigador, estas son buenas noticias para Nigeria, el mayor productor de África, con "36 o 37 toneladas producidas al año", así como para la República Democrática del Congo, el segundo país en producción de yuca del continente.

La yuca puede ser ahora el "último recurso si otros cultivos fallan", dijo Jarvis.

"En África oriental, donde el maíz es preferido por muchos de los agricultores, la yuca puede ser un plan B."

La raíz, rica en almidón, se cultiva menos en el sur de África, donde hay temperaturas frías durante los meses de invierno. Pero esto podría cambiar, dijo Jarvis, quien añadió: "Esperamos que estos resultados sean un llamado de atención a la comunidad científica para que se centre nuevamente en la yuca".

Fuente:

BBC Ciencia

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29 de junio de 2011

¿Por qué las raíces cuadradas se hacían así?

Especial: Matemáticas

¡Que levante la mano el que se acuerde de como hacer raíces cuadradas como en el colegio! Uyyyyyyyy, ¡qué pocas manos levantadas veo! Si es que, aparte de los profesores de colegio que se lo saben por tener que darlo año tras año, muy poca gente se acuerda. Ni siquiera los propios matemáticos.

Pero lo que es más, si le preguntamos a los que todavía se acuerdan de cómo hacerlas, ¿cuántos sabrán realmente por qué se hacen así? Muchos menos creo. Yo todavía me acuerdo de cuando en el cole me las explicaron, que parecía algo mágico. Muchos años después, cuando mi padre me comentó que mi abuelo sabía hacer raíces cúbicas traté de imaginarme qué método sería el que usaba para ello (desgraciadamente no podía preguntárselo directamente) y claro me di cuenta de que todavía no sabía cómo funcionaban las raíces cuadradas. Fue entonces cuando lo descubrí y vi cómo adaptar el método a raíces cúbicas.

Así que ahí vamos. ¡A explicaros lo que hacíamos en el cole y además el por qué! Venga, pongo una raíz ya desarrollada para empezar a refrescaros la memoria :D :

¿Os acordáis ya? Antes de empezar os doy una idea de lo que va a ser la clave en el método de resolución y luego continuo explicándolo con mucho detalle (quizá demasiado). Bien, pues la idea principal es esta igualdad:

(a+b)^2=a^2+b^2+2ab.

Sí, esta es la clave. Lo que vamos a hacer en todo momento es tener ya el valor de a que va a ser un múltiplo de 10 y ver cuánto tiene que valer b que será un número de una cifra para que el cuadrado de a+b aproxime por debajo al número con el que trabajamos. En fin, vamos con el método. Lo primero que se hacía era:

Paso 1.- Separar las cifras de dos en dos de derecha a izquierda.

Así en nuestro caso caso la separación sería 3-47-92 (por ello en el dibujo hay una separación mayor ahí) y empezaríamos a trabajar con el 3. Continuamos.

Paso 2.- Buscar un número de una cifra que se aproxime por debajo lo máximo posible a la cifra o cifras de la izquierda.

En nuestro caso tras separar a la izquierda nos ha quedado un 3 así que para empezar cogeríamos el 1 ya que 1²=1 y 2²=4. Expliquemos lo que hemos hecho realmente hasta ahora.

Pues bien, lo que estamos haciendo aquí es buscar un número de la forma X00 que se quede por debajo (o sea igual) al número al que estamos haciendo la raíz. Observad que

X00^2=(X\cdot 100)^2=X^2\cdot 10000.

Es decir, X00² va a tener 4 ceros al final y las cifras que salen de elevar X al cuadrado quedarán a la altura del número 3. Así que realmente de momento estamos buscando la mejor aproximación de 30000 (y de aquí uno puede ver ya por qué separamos las cifras de 2 en 2 y de derecha a izquierda).

Paso 3.- Restar a las cifras de la izquierda el cuadrado obtenido y bajar las dos siguientes cifras.

En nuestro caso 3-1=2 y bajamos 47, quedándonos ahora con 247. En realidad lo que hemos hecho ha sido restar al número inicial 100²=10000.Tenemos que ver ahora qué tenemos que añadir a 100 para acercarnos a nuestro número, es decir, tenemos que buscar qué 2 cifras acompañan al 1. Y con ello, al buscar la segunda cifra llegamos al paso más extraño.

Paso 4.- Cogemos el resultado que llevamos por ahora, lo ponemos en una casilla auxiliar, doblamos su valor, agregamos un hueco a su derecha, un símbolo de multiplicar y un hueco y buscamos ahora con qué cifra rellenar el hueco para acercarnos por debajo lo máximo posible al número obtenido en el paso 3.

Si no vemos el ejemplo, no se entiende lo dicho. En nuestro caso, por ahora el resultado era 1 así que lo doblamos y añadimos los huecos obteniendo una expresión de la forma 2_x_= . Y tenemos que acercarnos a 247. Pues bien, 28x8=224 y 29x9=261 que se pasa. Por lo tanto el siguiente número con el que nos quedamos es con el 8 y lo subimos. ¿Qué estamos haciendo ahora?

Bien, lo que hemos hecho realmente es ver que 18 es la parte entera de la raíz cuadrada de 347, es decir, los dos primeros grupos del número inicial. ¿Cómo lo hemos hecho? Bueno, claramente el resultado será de 2 cifras y la primera tenía que ser 1 por lo hecho en el paso 2. Así que nuestro número será de la forma 1X (ojo, no 1 multiplicado por X sino un número de 2 cifras, la primera 1 y la segunda X, es decir 10+x. Y bien:

1X^2=(10+X)^2=100+20\cdot X+X^2.

Fijaos en esta expresión. Tiene que acercarse lo máximo posible a 347 así que se la vamos a restar:

347-(10+X)^2=247-20\cdot X-X^2.

¿Lo veis ya? Por un lado hemos restado 100 a 347 quedándonos 247 que es precisamente el número que estamos tratando de aproximar. Y ¿qué nos queda para aproximarlo? Pues la cantidad 20\cdot X+X^2 que podríamos escribirla como

20\cdot X+X^2=(20+X)\times X=2X\times X.

Ojo, he dicho escribir, por 2X no quiero indicar un producto sino un número de 2 cifras, la primera un 2 y la segunda la x. Como ya hemos dicho, esta expresión es precisamente la que tendrá que aproximar lo mejor posible a 247. Y precisamente es lo que hacemos al resolver la raíz en este paso, salvo que donde sale la X, solíamos dejar un hueco para ir probando.

Paso 5.- Volver al paso 3, es decir, restar el número obtenido en el paso 4 al obtenido en el paso 3 y bajar 2 cifras. Luego seguiríamos con el paso 3 y así hasta terminar con todas las cifras.

En fin, ahora solo queda repetir. En el paso 4 nos había quedado 2392 y nos quedaba buscar la última cifra de 18X. Pues bien, de nuevo:

18X^2=18^2\cdot 100+360\cdot X+X^2.

A las 3 primeras cifras le habíamos restado ya 18² que es lo mismo que restarle al total 18^2\times 100 quedándonos 2392. Así que tenemos que aproximar 2392 por 360\cdot X+X^2 que es la expresión 36_x_=... que escribimos en la última casilla rellenando el hueco con un 6.

Así que la raíz (la parte entera) de 34792 es 186, sobrándonos 196, es decir, 34792-186^2=196.

Cálculo de decimales.- Si quisiéramos calcular decimales, deberíamos de continuar con el mismo proceso bajando a partir de ahora 2 decimales (si el número no tiene decimales, pues bajando 00) y escribiendo las cifras que se vayan obteniendo en la parte decimal del número (a la derecha de la coma). Ojo, si el número ya tenía decimales, la división que se tenía que hacer inicialmente sería a partir de la coma que separa la parte entera de la decimal.

No voy a entretenerme ya explicando por qué sigue funcionando ya que la idea va a seguir siendo la misma. En cualquier caso, otra forma de ver esto último sería por ejemplo que hemos multiplicado el número inicial por 100 y como la raíz de 100 es 10 (y la raíz de un producto es el producto de raíces), el resultado final se vería multiplicado por 10 por lo que dividiendo este resultado entre 10, obtendríamos la raíz del original con un decimal. Y donde digo multiplicar por 100 y obtener un decimal, podría decir multiplicar varias veces por 100 y obtener varios decimales. Visto así también se ve claro por qué el método funciona también con decimales.

¿Os creéis ahora capaces de sacar el método para raíces cúbicas? Me refiero a sin calculadora, ¿eh? Quizá otro día lo cuente, pero creo que por hoy ya me he enrollado bastante.

Tomado de:

Zurditorium
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