Ingenieros bioinspirados: La naturaleza enseña a los ingenieros a volar

Para mejorar el diseño de los aviones, los helicópteros y otras aeronaves, los científicos observan con atención la naturaleza . El deslizamiento de las serpientes, el vuelo de las gaviotas, y la caída de las semillas de arce sirven de inspiración para sus diseños.

La revista Bioinspiration & Biomimetics del Instituto de Física (IOP, por sus siglas en inglés) acaba de publicar una edición titulada “Vuelo bioinspirado”, que recoge en nueve artículos el conocimiento recopilado por los científicos en este campo a lo largo de los últimos años. La naturaleza supera los mejores avances del hombre en vuelo robótico, ya que incluso la geometría y la dinámica del descenso de una simple semilla de arce sirve de guía a un grupo de investigadores de la Universidad de Maryland (EE UU). El equipo, dirigido por el investigador Evan Ulrich, cree que el vuelo de esta semilla demuestra que los micro-helicópteros podrían simplificarse mucho más, y que estas pequeñas aeronaves podrían imitar el juego que tiene el ala de las semillas de arce para sostenerse en el aire y, sorprendentemente, poder volar hacia delante.

Otros dos artículos tratan sobre las tácticas empleadas para el descenso controlado por salamanquesas y serpientes voladoras. Así por ejemplo, un equipo dirigido por el estudiante graduado Jusufi Ardian de la Universidad de California en Berkeley (EE UU) ha estudiado el truco que emplea una salamanquesa con la cola, que gira hacia la derecha y le permite posicionarse en el aire de tal forma que siempre cae de pie. Este grupo de científicos ha desarrollado un modelo de robot-gecko que emplea la misma táctica en el descenso. Por su parte, el profesor Jake Socha y su equipo de Virginia Tech (EE UU) han observado las increíbles habilidades que despliegan algunas serpientes que pueden “volar”, deslizándose con destreza por el aire, como muestra este vídeo.

Respecto a los descensos tácticos, la edición especial analiza también cómo se queda suspendido el colibrí en el aire de un modo casi perfecto, la explotación intuitiva de las corrientes ascendentes térmicas que hacen las aves y el movimiento mecánico de las alas de los insectos, así como el magnífico sentido del entorno de vuelo que tienen las gaviotas, que les permite ángulos increíbles de ataque y un mayor control en los vientos cruzados.

"Como los biólogos y los ingenieros se suelen formar de maneras muy diferentes, existe una brecha entre la comprensión del vuelo natural que hacen los biólogos y la pericia del ingeniero para diseñar vehículos que funcionen bien", escribe el profesor David Lentink la Universidad de Wageningen (Holanda) en la revista. "En el centro, sin embargo, se sitúan unos pocos ingenieros pioneros que son capaces de establecer puentes entre los dos campos".

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Muy Interesante

Mamíferos gigantescos sustituyeron a los dinosaurios

Comparativa de tamaños. |'Science'

• Estudio comparativo de los grandes mamíferos terrestres
• La evolución fue mucho más rápida tras el Jurásico de lo que se pensaba

La extinción de los dinosaurios hace 65 millones de años, debido al impacto de un meteorito sobre la Tierra, hizo posible que los mamíferos conquistaran el planeta. Ahora, un equipo de investigación ha revelado que estos herederos llegaron a ser mil veces más grandes de lo que habían sido en el Jurásico más rápidamente de lo que se creía.

El estudio, publicado en la revista 'Science', es el primero en el que se demuestra un patrón de crecimiento en el tamaño de los mamíferos. "Cuando los dinosaurios desaparecieron no había nadie que se comiera la vegetación. Era una fuente abierta de alimentación y los mamíferos comenzaron a aprovecharla de forma eficiente, hasta llegar a ser grandes herbívoros", señala Jessica Theodor, profesora de la Universidad de Calgary y coautora de este trabajo.

La investigación no sólo ha confirmado el aumento de tamaño, sino que el ecosistema fue capaz de reajustarse con relativa velocidad: si los dinosaurios se extinguieron hace 65 millones de años, bastaron 25 millones de años para que animales de grandes dimensiones volvieran a ocupar el espacio que había quedado vacío. "No es mucho tiempo, hablando en términos geológicos", puntualiza Theodor.

Según los datos, los mamíferos, que no pesaban más de 10 kilos cuando compartían territorio con los grandes saurópodos, llegaron a pesar hasta 17 toneladas. "Nadie había demostrado que había un patrón. La gente hablaba de él, pero no se habían hecho las cuentas", argumenta la investigadora.

En total, 20 investigadores de todo el mundo han colaborado en este trabajo, analizando en cada periodos quienes eran los grupos de mamíferos más grandes y determinando cuál era su masa corporal. Para documentar cómo fue su crecimiento en la competitiva carrera evolutiva que tenía lugar, recogieron datos sobre los mamíferos más grandes que hubo en cada continente.

Entre ellos, el 'Perissodactyla' (ungulados, caballos y rinocerontes); Proboscidea (elefantes, mamuts y mastodontes); Xenarthra (perezosos), armadillos y otros grupos ya extintos. Sus resultados dan pistas sobre cuál es el límite de tamaño de un mamífero terrestre, la cantidad de espacio disponible para cada animal o el clima en el que viven.

Por ejemplo, cuanto más frío es el clima, más grandes son los mamíferos, dado que los animales de mayor tamaño conservan mejor el calor. También comprobaron que no hay un grupo de mamíferos que sea el más grande de todos, sino que hay especies grandes en casi todos, dependiendo del momento y del espacio en el que les tocó vivir.

En todo caso, el mamífero más grande que ha habitado la Tierra fue el 'Indricotherium transouralicum', un rinoceronte cornudo y herbívoro que pesaba unas 17 toneladas y media 18 pies de altura. Vivió en Eurasia hace 34 millones de años.

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Cambio Climático. Playa de Cancún, Caribe: ¿Por qué fracasan las COPs?

El día 29 de Noviembre comienza, en la playa de Cancun, en el Caribe, otra ronda de conversaciones a nivel de gobiernos del mundo sobre las posibles medidas a tomar para frenar el cambio climático e invertir su tendencia de aumento de la temperatura media global del planeta. La cumbre fracasará por las razones que expondré mas adelante, pero antes me gustaría ver cual es la situación actual de este problema.

En la historia del la Tierra ha habido innumerables cambios climáticos. Pero este no es uno más. Este es más rápido y mas intenso (Grados de subida/años en que se produce la subida) que cualquier otro, y sobre todo es importante por la razón de cuando se produce: Se produce cuando somos vulnerables porque no tenemos tiempo de adaptarnos a él. El problema de ese cambio climático es la variable tiempo, es su rapidez.

Sabemos que hay cambio climático. Lo medimos. Pero también lo experimentamos. El domingo día 20 de Noviembre de este año de 2010...

... he hecho fotos de capullos de rosas naciendo y abriéndose en Madrid. Esto no lo habíamos visto desde que usamos la fotografía. Las inundaciones del invierno pasado en Andalucía no tienen análogo en los registros históricos, por lo intensas y persistentes, y se esta abriendo el Paso del Noroeste entre el Atlántico y el Pacífico, al norte del Canadá.

La importancia de este cambio climático es que es un CAMBIO: Una situación no más intensa, no más caliente, sino DISTINTA.

Los cambios climáticos siempre han generado migraciones. Entre el sur del Sahara y la costa del Golfo de Guinea viven unos 200 millones de personas creciendo en número rápidamente. La ciencia nos dice con absoluta claridad que la lluvia en esa zona se ha reducido a la mitad de la que recibía hace 50 años (y entonces ya era escasa) y se reducirá a cero en los próximos 50 años si no detenemos el cambio climático.

La única solución para esas personas, esos seres humanos es la emigración masiva hacia Europa. 200 millones de personas.

La ciencia es absolutamente clara acerca de la causa del cambio climático: Es la retención de la radiación infrarroja de la superficie del planeta por las moléculas de CO2, un gas inocuo que respiramos todos los días, que hace crecer las plantas y cuya concentración sube y sube y sube sin parar, crisis o no crisis.

Debemos parar esa subida. La alternativa es el colapso de la civilización actual por las presiones migratorias.

Los modelos de impacto dan las siguientes predicciones con muy pequeño margen de error: Sequía total en el Sahel. Escasez de agua en China y Oriente Medio, que está ya obligando a la explotación al 100% de los acuíferos y la desecación del suelo, y subida del nivel del mar con destrucción de las propiedades inmobiliarias edificadas en las costas.

La solución al cambio climático es la reducción drástica y brusca de las emisiones de CO2, es decir, la eliminación del proceso de quema de carbono como fuente de energía.

¿Por qué fracasan las COPs?

Las COP no son capaces de resolver el problema del cambio climático, porque las soluciones que proponen se derivan de un esquema económico basado en ideas del siglo XVIII, codificadas por Walras, Pareto, Jevons y Marshall en un modelo matemático derivado de la estática física del siglo XIX. El problema actual es el de un cambio, es algo para lo cual ese modelo económico no esta diseñado y que es incapaz de resolver.

Ese modelo, basado, -esencialmente- en la noción de equilibrio, produce como resultado siempre la necesidad de incremento del consumo, es decir, del consumo bruto de energía; al carecer de la variable -tiempo-, es incapaz de plantear una política de futuro, ya que solo puede considerar el momento presente.

De aquí se deriva que las políticas propuestas en las COPs sean todas de tipo fiscal, de incentivos y de juegos de ruleta: Medidas que fracasan una y otra vez para la economía en general y que deben fracasar, y fracasan, para el problema del cambio climático.

Hay un modelo económico alternativo, que estoy desarrollando. (¿Un físico, haciendo un modelo económico?: Pues sí, la economía no es muy distinta de un gas de partículas interactuantes, de manera que puedo hacer un modelo económico). Es un modelo dinámico, lejos del equilibrio, sin optimización y con múltiples interacciones entre agentes semi-racionales. Como es un modelo de no equilibrio, dinámico y fluido, se pueden, dentro de él, diseñar políticas para el futuro e irlas corrigiendo minuto a minuto, sin crashes ni crisis.

En este modelo la substitución de los combustibles (energía solar fósil) por energía solar actual no solo es posible, sino que genera riqueza y elimina el desempleo, de una forma suave, sin sobresaltos ni rupturas.

Debemos cambiar los modelos, porque, sencillamente, los que tenemos han demostrado que fracasan en la situación actual. Un estudio más detallado se podra ver el día 29 en El Cultural.

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El Mundo Blogs

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Récord de gases de efecto invernadero

La concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera alcanzó niveles récord, según la Organización Meteorológica Mundial de las Naciones Unidas (OMM).

Las últimas cifras que dio a conocer esta organización demuestran que se están alcanzando niveles sin precedentes en este tipo de gases (dióxido de carbono, metano y óxido nitroso) en la era moderna.

Sólo en 2009, el último año del que hay cifras disponibles, las concentraciones de dióxido de carbono en la atmósfera fueron un 38% más altos que al comienzo de la era industrial.

Una de las posibles y preocupantes razones a las que achaca la OMM el aumento del metano en la atmósfera es que el permahielo del Ártico (una capa subterránea de hielo) se está descongelando y liberando metano.

Es tal la magnitud del aumento que los científicos de la OMM dijeron que el objetivo voluntario que se acordó en la cumbre climática de Copenhague del año pasado para limitar el calentamiento mundial 2°C está ahora en riesgo.

¿2010, el año más caluroso?

Según los científicos, para lograr una disminución de estos gases, el mundo tendría que dejar de utilizar combustibles fósiles completamente, lo que pondría freno a la emisión de gases nocivos para la atmósfera.

El corresponsal de la BBC en Ginebra, Imogen Foulkes, señaló sin embargo que "a pesar de la crisis económica, nuestro apetito por los combustibles fósiles sigue siendo enorme y la emisión de gases de efecto invernadero continúa aumentando".

Estos datos se dieron a conocer en el día en que tres institutos independientes de investigación sobre el clima anunciaron los resultado de un estudio que indica que el año 2010 es probablemente el año más caluroso de la historia.

Todos los resultados serán presentados en la conferencia del clima de la próxima semana en Cancún donde, pese a estos datos, no se espera que se alcance ningún acuerdo significativo sobre la restricción de las emisiones de gases de efecto invernadero.

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BBC Ciencia

Abusar del alcohol los fines de semana daña el corazón

Abusar del alcohol en el fin de semana duplica el riesgo de morir de un paro cardiaco respecto a un consumo diario, según un estudio comparativo realizado en Francia y en Irlanda del Norte y publicado por la revista British Medical Journal (BMJ).

La tasa de casos de insuficiencia coronaria aguda (infarto de miocardio y muerte coronaria) es dos veces más elevada en Belfast (capital de Irlanda del Norte) que en Francia. Para identificar la causa, investigadores de la Universidad de Toulouse realizaron un seguimiento durante diez años a cerca de mil hombres de tres ciudades francesas (Lille, Estrasburgo, Toulouse) y de Belfast, de entre 50 y 59 años e indemnes de patologías cardíacas en el momento de lanzar el estudio en 1991.

Comparando sus hábitos de consumo, los científicos detectaron que el volumen de alcohol consumido semanalmente era prácticamente idéntico en ambos países. Sin embargo, los modos de consumos eran radicalmente diferentes en los dos países: en Belfast, el consumo de alcohol estaba más concentrado en un día del fin de semana (el sábado), mientras que en Francia el consumo estaba repartido de forma más regular sobre el conjunto de la semana.

La preponderancia del "binge drinking", definido en el estudio como el consumo excesivo de alcohol (es decir cuatro o cinco vasos de vino) en una sola ocasión, era casi 20 veces más elevado en Belfast que en Francia (9,4% de los hombres en Belfast frente al 0,5% en Francia). En paralelo, la incidencia anual de fallecimientos coronarios casi se duplicaba en Belfast (5,63 para 1.000) respecto a Francia (2,78). "Consumir en una o dos veces grandes cantidades de alcohol aumenta la mortalidad coronaria, pero consumir regularmente vino resulta protector para el corazón", indica Jean Ferrières, coautor del estudio.

En Belfast, los hombres bebían principalmente cerveza (75,5%), seguido de licores (61,3%), el vino siendo poco consumido (27,4%). A cambio en Francia, el consumo de vino predominaba (91,8%). "El consumo de vino refleja comportamiento de vida diferentes respecto a la cerveza y está asociado a otros factores protectores cardiovasculares, como la alimentación", subrayó Ferrières.

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Andrómeda nació de una colisión de galaxias

Galaxia Andrómeda vista por la sonda WISE. | NASA

Un grupo científico internacional ha logrado averiguar, gracias a una simulación informática, cómo surgió y evolucionó Andrómeda, la galaxia espiral más próxima a la Vía Láctea.

Los resultados del estudio, publicado en la revista 'Astrophysical Journal', indican que dos galaxias chocaron hace alrededor de 9.000 millones de años y permanecieron unidas hasta hace unos 5.500 millones de años.

El autor principal, Francois Hammer, del Observatorio de París, aseguró en una conversación con la BBC que, mientras los científicos han sido capaces de detectar galaxias cercanas a los confines del Universo, aún hay muchos 'agujeros negros' en el conocimiento de nuestros vecinos más inmediatos, conocidas como Grupo Local de Galaxias.

Galaxias cercanas

Este grupo incluye a 40 galaxias, de las cuales las más grandes son precisamente la Vía Láctea y Andrómeda. "Muchos astrónomos, especialmente los especialistas en este campo, ya pensaban que Andrómeda podía ser el resultado de una gran fusión", aseguró Hammer a la BBC. "Sin embargo, esto no había sido demostrado y datado hasta ahora".

Los investigadores aseguran que estos descubrimientos tienen el potencial suficiente como para revisar todo nuestro conocimiento sobre el Grupo Local de Galaxias. Además, creen que podría tener importancia a la hora de saber la cantidad de materia oscura presente en estas galaxias.

Fuente:

El Mundo Ciencia