Contenido Pág. 1
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¿Y usted qué opina?
12vo aniversario del Zigzag: Fomentando nuevas vocaciones
Biografía
Jocelyn Bell Burnell
Fauna de Zacatecas Techalote
Pág. 2 Nuestra ciencia
Brenda Fabela Enríquez
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Artículos y reportajes
Recarga artificial de los acuíferos: Una opción para aminorar la sobreexplotación
El reconocimiento de la voz: Una ciencia en torno al procesamiento de señales y a la inteligencia artificial
Flora de Zacatecas Casuarina
La energía oscura: El gran misterio de nuestro universo
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Lo que puede la ciencia
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Ciencia y técnica del siglo XXI
Huesos artificiales impresos en 3D: Un futuro al doblar de la esquina
Construyen una piel artificial que detecta diminutos cambios de temperatura
Implante sin baterías permite conocer el estado de la presión intraocular
¿Por qué causa revuelo el descubrimiento de 7 planetas por la NASA?
Apreciables lectoras(es), Asistimos a transformaciones y cambios disruptivos en distintos aspectos de la vida, pero sobre todo en el ámbito de la tecnología, con la ya instaurada cuarta revolución industrial, donde se nos presenta la convergencia del mundo cibernético y de los humanos, junto con sus actividades, servicios, procesos y productos. Ahora, para nadie es lejano esperar una convivencia entre humanos y robots con sistemas de inteligencia artificial, que ya en nuestros días sustituyen operadores de máquinas, clasificadores, e incluso realizan procesos de razonamiento lógico en actividades productivas. A su vez, los avances en la construcción de órganos artificiales, la medicina genómica y hasta la generación de seres humanos bajo características especiales, nos pone de frente ante problemas éticos. Podríamos pensar que mientras algunos pocos podrán tener acceso a este tipo de tecnologías, muchos otros seguirán teniendo problemas de salud, alimentación y educación en regiones marginadas del planeta.
Alejandro Tello Cristerna Agustín Enciso Muñoz
Ariel David Santana Gil Diana Arauz Mercado Manuel Calviño Hernández Iván Moreno Hernández Héctor René Vega Carrillo Nidia Lizeth Mejía Zavala Juan Francisco Orozco Ortega Susana Burnes Rudecino Agustín Enciso Muñoz Brenda Fabela Enríquez Miguel Ángel García Aspeitia Julián González Trinidad Daniel Hernández Ramírez Mario Alejandro Herrera Amate Hugo Enríque Junes Ferreira Nidia Lizeth Mejía Zavala Carlos Alberto Olvera Olvera Medel José Pérez Quintana Pedro Rodríguez Juárez José Ismael De la Rosa Vargas Jesús Iván Santamaría Nájar Eduardo Santos Mena María Luisa Valenzuela Acosta
Revista eek´(ISSN:2007-4565) Febrero - Marzo 2017 es una publicación bimestral editada por el Consejo Zacatecano de Ciencia, Tecnología e Innovación (COZCyT). Av. de la Juventud No. 504, Col. Barros Sierra, C.P. 98090, Zacatecas, Zac. México. Tel. (492) 921 2816, www.cozcy t.gob.mx,eek@cozcy t. gob.mx. Editor responsable: Agustín Enciso Muñoz Reservas de Derechos al Uso Exclusivo No. 04-2012-021711542800-102, otorgados por el Instituto Nacional de Derechos de Autor, Licitud de Título y Contenido No. 15706 otorgado por la Comisión Calificadora de Publicaciones y Revistas Ilustradas de la Secretaría de Gobernación. Impresa por la Editorial Martinica S.A. de C.V. Blvd. Calzada de los Héroes 708, Col. La Martinica, León, Gto., C.P. 37500. Este número se terminó de imprimir el 12 de febrero de 2017 con un tiraje de 6000 ejemplares. Las opiniones expresadas por los autores no necesariamente reflejan la postura del editor de la publicación. Se autoriza la reproducción total o parcial de los contenidos e imágenes, siempre y cuando se cite la fuente y no sea con fines de lucro.
Vol. 6 No. 1
Visto a una escala de la vida cotidiana de alguno de nosotros puede parecer lejano, sin embargo, a la escala de la humanidad los acontecimientos que están cambiando el mundo son vertiginosos, simplemente lo podemos ver, si pensamos que para que la humanidad llegara a los mil millones de habitantes lo hizo desde su aparición hasta cerca del año de 1800 d. C., y que para los últimos mil millones lo ha hecho en tan sólo 12 años. Más aún, a una escala planetaria el Homo sapiens es una especie tan reciente, con tan sólo 2 millones de años y que la incertidumbre sobre su destino, quizás la haga una de las más efímeras del planeta. Pareciera contradictorio que, a lo que conocemos, los humanos siendo una especie con una conciencia de su vida y su planeta, haya tenido un comportamiento colectivo tan impactante en el devenir del planeta. Es así que podríamos decir que estamos en la era del Antropoceno, en donde la actividad humana ha determinado la evolución del planeta en los últimos dos millones de años. Ante este panorama, son otra vez la ciencia y la tecnología los elementos que nos pueden ayudar a mejorar las condicione del planeta en su conjunto, y es por eso, que con entusiasmo nuevamente les ofrecemos el siguiente número de la revista eek’, en donde seguiremos tratando los temas actuales, como el sonido y la inteligencia artificial, la energía oscura y hasta los descubrimientos recientes de planetas similares al nuestro. Con aprecio y reconocimiento a nuestros lectores. Agustín Enciso Muñoz Director General del COZCyT Zacatecas, Zac
¿y usted qué opina? María Luisa Valenzuela Acosta mvalenzuela@cozcyt.gob.mx
Fomentando nuevas vocaciones
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l Centro Interactivo de Ciencia y Tecnología, Zigzag, abrió sus puertas por primera vez el 20 de enero del 2005, con el objetivo de despertar la curiosidad por la ciencia y tecnología en la población, especialmente en las niñas, los niños y los jóvenes, de forma lúdica y divertida. El pasado 20 y 21 de enero, el Consejo Zacatecano de Ciencia, Tecnología e Innovación (COZCyT) celebró el 12 aniversario del Zigzag bajo el lema “Emprendiendo desde peques”, en el que se contó con la participación de más de 3,000 visitantes, superando el doble de la meta. Como parte del festejo, se llevaron a cabo diversas actividades por parte de Zigzag, con la colaboración de once instituciones y organizaciones civiles: Punto México Conectado, Museo Interactivo e Itinerante de Matemáticas de la UAZ, Asociación Mover Conciencias, Instituto Zacatecano de Ciencias Forenses de la Procuraduría General de Justicia del Estado, Dirección Transporte y Vialidad del Estado de Zacatecas, Comisión Nacional Forestal, Creabótica, Grupo Quark, Sociedad Astronómica de Zacatecas y Nutridiversidad. Estas instituciones contribuyeron para ofrecer a las y los visitantes de todas las edades, una gran variedad de talleres en diversos temas: ciencias (matemáticas, química y astronomía); arte (pintura, dibujo y plastilina); orientación nutricional; educación vial; ciencias forenses; emprendimiento; tecnología; obras de teatro; observaciones astronómicas; así como dos magnos conciertos astronómicos con la Internacional Banda Municipal de Guadalupe.
¿Y usted qué opina?
Una de las actividades estelares y de mayor impacto en los jóvenes, fueron las conferencias impartidas por Lilia Lobato, de 18 años y Patrick Fernández, de 15 años, ambos emprendedores con proyectos enfocados en
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ciencia y tecnología. Al compartir, durante las conferencias, su experiencia en el desarrollo de proyectos, se logró inyectar una chispa de inspiración y de llamada a la acción para las niñas, los niños y jóvenes asistentes. Seguramente en un futuro no muy lejano, veremos a estos jóvenes seguir los pasos de Lilia y Patrick, así como a muchas niñas estudiando carreras relacionadas con ciencia y tecnología. Además de talleres, música y dosis de inspiración, el festejo se enriqueció con la exposición temporal “Ingenia”; una sala interactiva en la que los visitantes pueden armar figuras con ladrillos de plástico interconectables y aprender sobre la programación y robótica. “Ingenia” está compuesta de cinco áreas: Racers, construcción de coches y aplicación de principios de física; We Do, armado y programación de máquinas y robots; Space Challenge, aprendizaje de ingeniería robótica, a través de servomotores, sensores y software; Sumobot, diseño de robots que sean capaces de empujar a otro fuera de un ring; y Bricks, bricks & bricks, construcción de figuras, paredes, torres y obstáculos de tamaño real. Esta exposición ha despertado la curiosidad en las niñas y los niños por la robótica y la programación, mostrándoles que la tecnología es fácil de aprender y muy divertida. En pocas palabras el 12 aniversario del Zigzag fue una fiesta llena de ciencia, tecnología, arte y emprendimiento combinados con robótica, elementos que hoy en día son cruciales para el desarrollo y futuro de nuestros niños, niñas y jóvenes. Sin duda, una gran satisfacción el acercar su espíritu hacia nuevas metas, ilusiones y caminos que les abran paso en el mundo de la ciencia, la tecnología, el emprendimiento y la innovación. El consejo Zacatecano de Ciencia Tecnología e Innovación, a través de sus diferentes áreas y proyectos, continuará fomentando, desarrollando, apoyando e impulsando la ciencia, tecnología e innovación en el estado.
NUESTRA CIENCIA Nidia Lizeth Mejía Zavala nmejia@cozcyt.gob.mx
Brenda
Fabela Enríquez Foto: Sección del experimento D0 en Fermilab
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renda es una joven dedicada, con entusiasmo y perseverancia, al estudio de la física. Nació en Zacatecas el 1 de julio de 1994. Durante sus estudios de bachillerato participó en diferentes concursos de conocimientos en el área de ciencias básicas. En estos concursos obtuvo 1er lugar estatal y 2° nacional en Química, 1er lugar estatal en Matemáticas, en Ciencias Básicas y en el Concurso de conocimientos del COZCyT. Por último obtuvo mención honorífica en la Olimpiada Nacional de Física. En 2012, ingresó a la Unidad Académica de Física de la Universidad Autónoma de Zacatecas (UAF-UAZ), donde se encuentra trabajando en su tesis de titulación. Ha logrado dos publicaciones a nivel internacional en las revistas Journal of Physics: Conference Series y Proceedings of Science. También ha contribuido a la revista eek’ con un artículo y dos biografías. Desde abril de 2013 a junio del 2015 fue mentora académica de física y matemáticas en la Unidad Académica Preparatoria, Programa II de la UAZ.
Actualmente, Brenda se encuentra realizando una estancia de investigación en Ginebra, Suiza, donde desarrolla las actividades relacionadas con ambos proyectos. Entre sus planes está continuar colaborando con dichas investigaciones y realizar una maestría en la BUAP, para después cursar el doctorado en alguna institución en el extranjero. Brenda, a su corta edad, ya tiene logros importantes en su carrera, y es el ejemplo más contundente de la capacidad de la mujer para dedicarse al estudio de los temas más complejos y actuales de la física. Las y los jóvenes que hemos presentado en esta sección, son un verdadero orgullo para la sociedad zacatecana y una promesa para el nivel de desarrollo científico que debe alcanzar nuestro país para insertarse plenamente en la era del conocimiento científico tecnológico. NUESTRA CIENCIA
En 2016, Brenda ganó el Premio Leon M. Lederman, que se convoca anualmente para estudiantes universitarios de Física, el cual le permitió realizar una estancia de verano en el Fermilab (Laboratorio Fermi de Aceleradores de Partículas), Illinois, Estados Unidos. Durante su estancia en Femilab tuvo la oportunidad de presentar un póster y dar una plática en el Congreso Internacional de Física de Altas Energías o Física de Partículas. En este prestigioso evento participaban directores de los laboratorios de física más significativos del mundo, así como varios Premios Nobel de Física. Es importante mencionar que es la primera vez que dan la oportunidad a una mujer zacatecana, de tan corta edad, de presentar una charla durante las sesiones plenarias en el ya mencionado evento. Ambas participaciones trataron sobre un nuevo experimento que está en fase de propuesta en Fermilab, llamado REDTOP. Este es un experimento en el que se proyectan haces de protones contra láminas de berilio para detectar pequeñas variaciones del modelo estándar de partículas. Además, de agosto a diciembre de 2016, realizó un semestre de intercambio en la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP).
A partir de enero de 2016 a la fecha, Brenda se encuentra colaborando en el proyecto RPC Simulation Upgrade Phase II, del experimento Solenoide Compacto de Muones (CMS, por sus siglas en inglés), del Gran Colisionador de Hadrones (LHC), perteneciente al Consejo Europeo para la Investigación Nuclear (CERN). Brenda nos comenta al respecto: “Mi trabajo se divide en dos aspectos: por una parte, colaboro en el análisis de la eficiencia de las RPC, que es uno de los subdirectores del sistema de muones del detector CMS más importantes, pues el concepto mismo del detector completo (el CMS) reside en la excelente detección de muones en búsqueda del Higgs (ya descubierto) y de Física Más Allá del Modelo Estándar”. Brenda nos explica, además: “por otra parte, trabajo en el análisis de datos en búsqueda del Higgs cargado (con carga eléctrica positiva y negativa) en el canal de decaimiento a quarks top-bottom, una partícula predicha en una de las extensiones del Modelo Estándar, a saber el Modelo a Dos Dobletes de Higgs (Two Higgs Doublet Model o 2HDM) en el escenario tipo II, lo cual sería una evidencia irrefutable de nueva física”.
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Jocelyn
Bell (1943 –
)
Burnell
Brenda Fabela Enríquez brenda.fabela@fisica.uaz.edu.mx
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usan Jocelyn Bell Burnell es una astrofísica norirlandesa, nacida el 15 de julio de 1943, mejor conocida por su contribución al descubrimiento de los primeros púlsares [1], estrellas de neutrones giratorias las cuales emiten ondas de radio en un patrón de pulsos como consecuencia de su rotación, uno de los hallazgos más significativos de la astronomía de todos los tiempos. A su vez, este hecho le ha permitido ser considerada una de las científicas más importantes del siglo XX a nivel mundial. Jocelyn Bell nació en Lurgan, Armagh, en el norte de Irlanda. Su padre fue un arquitecto que participó en el diseño del Planetario Armagh, permitiendo a su hija tener un primer acercamiento a la astronomía, desde pequeña. Lo que más atrajo su atención a esta ciencia, según sus propias palabras [2], fue que con pocas imágenes y observaciones era posible conocer el pasado, el presente y el futuro del Universo, una característica única de esta rama de la Física. Su educación primaria la realizó en el Lurgan College, donde las niñas no tenían permitido estudiar ciencias, hasta que sus padres, y los de otras estudiantes protestaron en contra de este hecho. Bell no aprobó el examen de admisión a la secundaria, por lo que fue enviada a la Mount School en York, una escuela para mujeres. Allí recibió el apoyo de su profesor de física, Tillott, por lo que decidió estudiar la Licenciatura en Física en la Universidad de Glasgow, Reino Unido, donde obtuvo su grado en 1965 a pesar de las dificultades que representaba ser la única mujer matriculada en física de su generación. Posteriormente comenzó el doctorado en la Universidad de Cambridge en 1969 bajo la supervisión de Antony Hewish.
BIOGRAFÍA
En Cambridge, participó en la construcción de un radiotelescopio con el objetivo de estudiar los quásares, descubiertos recientemente, usando la técnica de centelleo interplanetario. En ese entonces, la radioastronomía era una técnica de observación novedosa, que amplió el panorama de lo conocido en la astronomía y la cual Bell encontraba fascinante. En julio de 1967, ella detectó un comportamiento raro en las grabaciones obtenidas con el radiotelescopio, reconociendo una señal que pulsaba con gran regularidad.
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Comunicó este hecho a su asesor, el cual, junto con Martin Ryle y otros astrónomos encontraron como única explicación que podría tratarse de señales generadas por vida inteligente fuera del Sistema Solar [2]. No obstante, Jocelyn Bell continuó con su investigación y
se percató de que en un punto del cielo diferente podía registrar una señal pulsada similar a la encontrada anteriormente. Después de realizar otras mediciones confirmó la existencia de dos señales semejantes provenientes de distintas regiones del cielo. Basado en ello, descartó completamente la posibilidad de que se tratase de señales de vida inteligente, pues le pareció que sería una gran coincidencia que de dos ubicaciones distantes enviaran una señal a un planeta pequeño y casi invisible, en una frecuencia de radio tan común. Además, encontró la forma de la señal un poco absurda para tratarse de comunicación extraterrestre [2]. Entonces pensó que seguramente esta señal provenía de un tipo de estrella no detectada con anterioridad. Después indagó sobre la naturaleza de este nuevo objeto, y encontró en los trabajos de Fritz Zwicky, un conocido astrónomo suizo, una posible explicación. Zwicky había propuesto que las supernovas, producto de las explosiones de estrellas no eran totalmente destruidas, sino que el núcleo de la estrella se encogía hasta formar una esfera muy densa y rica en neutrones a las que llamó estrella de neutrones. Las estrellas de neutrones son objetos extremadamente pequeños y masivos con un campo magnético muy fuerte cuyos polos norte y sur, al girar, emiten ondas de radio enviando así una señal pulsada a un mismo punto del espacio y produciendo un efecto parecido al de un faro. En esa época, las ideas de Zwicky no eran tomadas seriamente por la comunidad científica, sin embargo, las características de este objeto concordaban con las propiedades medidas por Bell, Hewish y los otros miembros de su equipo. Este acontecimiento fue fundamental para la comprobación de la teoría de Albert Einstein (1879-1955) sobre la gravedad, la cual predice la existencia de ondas gravitacionales, detectadas de forma directa por la colaboración experimental LIGO [3], en Estados Unidos, en septiembre y diciembre del 2015. La teoría predice que en sistemas binarios de estrellas, éstas producen ondas gravitacionales debido al movimiento de rotación combinado, provocando que pierdan energía y el radio de su órbita de rotación disminuya. Esto implica que las estrellas se acerquen y por lo tanto giren más rápido. Con el primer púlsar descubierto en un sistema binario, se ha podido registrar su movimiento y comprobar que las estrellas se acercan de acuerdo al comportamiento predicho por Einstein. El artículo científico [4] que anunció el descubrimiento de los púlsares fue publicado en 1968 en la revista Nature. Antony Hewish y Martin Ryle fueron reconocidos con el Premio Nobel de Física en 1974,
FAUNA DE ZACATECAS
Techalote Daniel Hernández Ramírez dhernan87@hotmail.com
del cual Jocelyn Bell fue injustamente excluida, causando controversia a lo largo de los años. El premio fue anunciado en reconocimiento al trabajo pionero en radioastronomía, en especial a Ryle por su trabajo en la técnica de síntesis de apertura y a Hewish por su papel decisivo en el descubrimiento de los púlsares. Durante su vida profesional, ha trabajado como investigadora y profesora visitante en diferentes universidades del Reino Unido y Estados Unidos, por sólo mencionar algunas: Southampton, College London, Bath, Oxford, la Open University, Princeton, el Mansfield College así como en el Royal Observatory en Edimburgo. Ocupó la presidencia de la Real Sociedad Astronómica Inglesa entre 2002 y 2004 y del Instituto de Física de la Universidad de Oxford, entre 2008 y 2010. Además ha recibido un sinnúmero de honores y reconocimientos por su trayectoria científica. Debido a su experiencia lidiando con la predominante discriminación de género en la ciencia a lo largo de sus estudios, Jocelyn Bell ha promovido de manera activa la participación de las mujeres en la ciencia; no en beneficio de ellas, sino de la misma ciencia. Jocelyn Bell opina que las mujeres, al provenir de un ambiente histórico totalmente distinto al de los hombres científicos, tienen un punto de vista diferente, lo que en ocasiones significa que pueden identificar claramente fallas en la lógica del pensamiento y vacíos en los argumentos. Uno de sus pensamientos más importantes es que la ciencia está en la búsqueda del entendimiento de la naturaleza y no de la verdad absoluta. De lo contrario, se detendría por completo el desarrollo científico y tecnológico. Recomienda que mantengamos nuestra mente abierta a nuevas ideas que nos permitan profundizar en la comprensión de nuestro entorno, sin importar el género, la nacionalidad, la religión y la posición académica o social de sus autores. No cabe duda que su trayectoria y su filosofía de vida son fuente de inspiración, no sólo para las futuras generaciones de científicos, sino para toda la sociedad que ahora atraviesa un momento crucial en la historia de la humanidad.
Descripción: Tiene cola larga y peluda y rara vez se le observa trepando árboles. Es común encontrarlo en sitios rocosos, aunque en ocasiones escoge un lugar que esté cerca de un mirador en donde pueda vigilar y protegerse del peligro. Los machos son más grandes que las hembras en promedio miden de 466 a 503 mm y pesan entre 450 y 875 g. Distribución: Su distribución geográfica es extensa. Se puede encontrar desde el nivel del mar hasta los 2,900 m de altura; desde el suroeste de los Estados Unidos y México, pasando por el este de Nevada, Utah y Colorado, hasta el oeste de Texas y este de California. En Mexico es nativa en los estados de Aguascalientes, Chihuahua, Coahuila, Durango, Guanajuato, Hidalgo, Jalisco, Michoacán, Nayarit, Nuevo León, Puebla, Querétaro, San Luis Potosí, Sinaloa, Sonora, Tamaulipas y Zacatecas. Hábitat: Esta especie se encuentra en zonas semiáridas, específicamente entre cañones rocosos, acantilados y laderas. También se encuentra en las zonas urbanas. A pesar de lo que se presenta en la mayoría de los mapas de distribución, esta especie es poco probable que habite en el bosque subtropical o en la meseta costera occidental mexicana. Comportamiento: Tienen hábitos alimenticios variados como brotes, frutos secos y semillas de piñón, bellotas, bayas de enebro, uvas y maíz, entre otras. También consume saltamontes, escarabajos, lombrices e incluso algunos reptiles pequeños. A pesar de que el techalote es en gran parte vegetariano, en ocasiones, puede comer carne o huevos si tiene la oportunidad. Reproducción: Las hembras producen una camada al año, en lugares o elevaciones donde el clima de invierno es prolongado y dos camadas en las partes más cálidas.
Referencias - Ceballos, G., & Oliva, G. (2005). Los mamíferos silvestres de México (Vol. 986). México, DF: Fondo de cultura economica. - http://www.naturalista.mx/taxa/46073-Spermophilus-variegatus - http://www.iucnredlist.org/details/20495/0
Biografía BIOGRAFÍA
Referencias [1].- Neutron Stars and Pulsars: https://imagine.gsfc.nasa.gov/science/objects/pulsars1.html Fecha de consulta: 2 de febrero de 2017. [2].- Beautiful Minds Series, Jocelyn Bell, documental grabado por la BBC. [3].- Rodríguez, M. A. & Aspeitia, M. A. (2016). Ondas Gravitacionales. eek’, 5(2), 7-8. [4].- Hewish, A., Bell, S. J., Pilkington, J. D. H., Scott, P. F., & Collins, R. A. (1968). Observation of a rapidly pulsating radio source. Nature, 217(5130), 709-713.
Familia: Sciuridae. Nombre científico: Otospermophilus variegatus. Nombre común: Techalote, ardillón de roca, Rock Squirrel y Ecureuil des rochers. Estatus de conservación: De preocupación menor (LC), para La Lista Roja UICN y para la NOM059 de SEMARNAT, no esta considerada.
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Recarga artificial
de los acuíferos:
Pedro Rodríguez Juárez pedror08@gmail.com,
Julián González Trinidad aguabuena_62@yahoo.com.mx
Hugo Enrique Júnez Ferreira hejunez@hotmail.com,
Susana Burnes Rudecino sburnes@gmail.com.
Una opción para aminorar la sobreexplotación
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ara fines administrativos del agua subterránea, México está dividido en 653 acuíferos [1]. La Comisión Nacional del Agua (CONAGUA), ha reportado que en los últimos 40 años más de 100 acuíferos administrativos del país han entrado a un estado de sobreexplotación y 76 están en riesgo de ello [2]; presentándose actualmente un ritmo de minado (descenso) de unos 5,600 millones de metros cúbicos por año [3]. La extracción de agua subterránea se ha ido incrementando en proporción directa a los incrementos de la población y de las actividades industriales y agrícolas. De los acuíferos del país se extraen cada segundo 205.1 m3, lo cual representa el 60.7 % del agua utilizada en México [4]. Sin embargo, las regiones áridas y semiáridas dependen, casi en su totalidad, del agua subterránea. De toda el agua extraída, las actividades agrícolas consumen el 71 %, los servicios públicos el 20 % y la industria el 9 % [1].
y dejar el agua recién extraída, únicamente, para consumo humano; así como la utilización de agua superficial, recuperando primeramente la calidad de los ríos y lagos e incrementando la recarga artificial de las reservas subterráneas.
Los niveles más críticos de sobreexplotación se presentan en las zoEn zonas rurales, donde nas áridas y semiáridas del país; tal no existe sistema de es el caso del estado de Zacatecas, drenaje, es posible en donde 14, de sus 34 acuíferos, realizar recargas del agua fueron reportados con cierto nivel residual. Sin embargo, de sobreexplotación en el 2015 deberán seguirse (CONAGUA). Al no existir cuerpos los procedimientos de agua superficiales de importanestablecidos por la cia, el estado depende en su mayor CONAGUA afín de evitar parte del uso del agua subterránea. la contaminación de las Anualmente se extraen 1,165 mireservas subterráneas llones de m3 y se estima una recarga natural de solo 1,012 millones de m3 (el 88.8 % de la extraída), lo cual ha ido provocando el déficit actual [5]. Debido a su clima, predominantemente seco, y lluvias concentradas en el verano [6], es necesario el uso de sistemas de riego para fines agrícolas, ocupando este, el 86.4 % del total del agua extraída y el resto, 13.6 %, para uso público, urbano e industrial [5].
Se conoce como recarga artificial a la práctica de incrementar por medios no naturales la cantidad de agua que entra a las reservas con fines de almacenamiento, tratamiento o de intercambio de calor [9].
Al 2015 existían en México 2477 plantas tratadoras de aguas residuales domésticas, con una cobertura nacional media del 57 % y un volumen aproximado de 120.9 m3 por segundo. Del volumen tratado, el 88.4 % es reusado de manera directa o indirecta, el 4.7 % es intercambiado; el resto es descargado al mar o zonas cercanas [7]. Al 2015, el estado de Zacatecas contaba con 71 plantas tratadoras de aguas residuales, con un volumen anual tratado de 50.55 millones de m3 [8]. El principal uso del agua tratada es el riego agrícola (5,000 hectáreas en el 2010) y en menor proporción la industria.
Efectos de la sobreexplotación:
Para reducir la sobreexplotación de los acuíferos, el reto es in-
5 centivar el intercambio de agua de primer uso por agua tratada
La recarga artificial se inició en Europa en el siglo XIX y en los Estados Unidos de América al final del mismo siglo. En muchos países tales como Suecia, Alemania y los Países Bajos, la recarga artificial es ampliamente practicada para satisfacer las demandas industriales y municipales de agua. En México, la primer obra de recarga artificial data de 1943 con un volumen aproximado de 0.47 m3 por segundo. En el 2014 se contaba con cuatro zonas de recarga artificial funcionando con una capacidad anual de 100 millones de m3 y 8 proyectos en gestión con una capacidad anual esperada de 255 millones de m3 [10]; en el 2003 fue emitida la norma NOM-014-CONAGUA-2003 que regula el proceso. La recarga artificial tiene muchos beneficios, entre ellos: combate la disminución de los niveles de los acuíferos, previene los procesos de salinización e intrusión de agua marina, proporciona almacenamiento temporal, aminora los hundimientos del suelo, proporciona una filtración natural y actualmente es utilizada como un intercambiador y fuente de calor.
• Desaparición de lagos, manantiales, humedales, etc., • Eliminación de vegetación nativa y pérdida de ecosistemas, •Menor rendimiento de los pozos e incremento de sus costos de extracción, • Asentamiento del suelo, • Contaminación del agua subterránea, • Intrusión salina, etc.
ARTÍCULOS Y REPORTAJES
FLORA DE ZACATECAS Daniel Hernández Ramírez dhernan87@hotmail.com
Antes de realizar cualquier proceso de recarga artificial, deberán realizarse diferentes estudios hidrogeológicos del medio, análisis de las características fisicoquímicas del agua nativa, conectividad con otros pozos de extracción, grado de confinamiento, permeabilidad del suelo, etc. Así mismo, el agua infiltrada deberá ser previamente tratada con la finalidad de evitar cualquier posibilidad de contaminación del acuífero. La recarga artificial puede darse en dos formas, directa e indirecta. La primera se realiza mediante la inyección del agua a los acuíferos a través de pozos. La segunda, se realiza depositando el agua en el suelo ya sea en forma de riego o en cuencas como la que se muestra en la Figura 1. Su profundidad depende de la permeabilidad del suelo, pudiendo alcanzar varios metros. Durante su paso a través de las capas del suelo, el agua sufre diferentes procesos de filtración, intercambio iónico, degradación y dilución. La recarga indirecta, aunque es más lenta, proporciona un tratamiento adicional y permite que el agua pueda ser retomada en menor tiempo (6 meses) siempre y cuando sea introducida a una profundidad no menor de 150 m [1]. Por ello el ritmo cada vez más creciente de explotación de los acuíferos nos obliga a tomar acciones que aminoren sus efectos. La recarga artificial y la reutilización del agua son métodos que deben fomentarse para tal efecto, así como un cambio de paradigma en la reutilización del agua tratada
Casuarina
Familia: Casuarinaceae. Nombre científico: Casuarina equisetifolia L. Nombre común: Casuarina, pino de mar, pino, pino de los tontos, Australian pine y beach she-oak. Estatus de conservación: Se desconoce situación que la coloque en alguna categoría de protección nacional o internacional.
Descripción: Son árboles o arbustos ramosos, siempre verdes, tronco muy ramificado, corteza rugosa de color gris o parduzco, de hasta 15 m de altura. Las hojas son ramitas de 3 a 5 mm de diámetro, dan la apariencia de ser hojas en forma de aguja como las de los pinos: son articuladas, es decir, están formadas de piezas iguales ensambladas de manera que si se jalan pueden ir desarmándose en pedacitos. El fruto es algo similar a las “piñas” de los pinos, sólo que pequeñas, aproximadamente de 1 cm. Distribución: De forma silvestre se le localiza en Australia, Malasia y la Polinesia, siendo introducida a Norteamérica hasta el Caribe, Sudamérica, África, e inclusive en Asia. Para México se le puede ver en sitios variados como Campeche, Estado de México, Oaxaca, Sinaloa, Yucatán y Zacatecas, entre otros. Los sitios más comunes donde se encuentra son parques y jardines urbanos. Importancia ecológica: Es considerada como una planta maleza, aunque no se ha evaluado su efecto en las plantas nativas. Es altamente tolerante a sitios salinos, se propaga por semilla y es polinizado por el viento y en ocasiones por las abejas. No está claro aún si la especie se comporta como invasiva en México, pero se reporta su naturalización en otras partes del trópico. Uso: Se utiliza para el control de la erosión del suelo, especialmente como rompevientos para frenar dunas; para la elaboración de mástiles, mangos de herramientas, toneles y cajonerías. Sus taninos se emplean para curtir pieles con tonos de azul a negro.
Figura 1. Cuencas de infiltración [9] Referencias
Referencias - www.conabio.gob.mx/malezasdemexico/casuarinaceae/casuarina-equisetifolia/fichas/ficha.htm - Franco, O. V. H., Siqueiros, D. M. E., & Hernández, A. E. G. (2012). Flora Apícola del Estado de Aguascalientes. Aguascalientes, México: Univ. Autónoma de Aguascalientes.
Artículos y reportajes
[1].- CONAGUA. (2012). Atlas del Agua en México, 22. [2.-] SEGOB. (2003). NORMA Oficial Mexicana NOM-014-CONAGUA. DOF. [3].- CONAGUA. (2012). Prontuario de aguas subterráneas. Diciembre 2 de 2016, http://www.conagua.gob.mx/ CONAGUA07/Contenido/Documentos/Prontuario%20de%20aguas%20subterr%C3%A1neas.pdf [4].- CONAGUA. (2015). 1. Situación del subsector Agua Potable, Drenaje y Saneamiento, 1, 8-11 [5].- Gobierno del Estado de Zacatecas. (2010). Programa Hídrico Estatal Visión 2030, 29. [6].- INEGI. Diciembre 2 de 2016. http://cuentame.inegi.org.mx/monografias/informacion/zac/territorio/clima. aspx?tema=me [7].- CONAGUA. (2016). Situación del Subsector Agua Potable, Drenaje y Saneamiento, 74. [8].- INEGI. (215). Anuario estadístico y geográfico por entidad federativa. [9].- Chávez, R. (junio 2011). La recarga artificial de acuíferos en México. Jornadas Técnicas, Instituto de Ingeniería, UNAM. [10].- Palma et al. Inventario de la Recarga Artificial en México, XXIII Congreso Internacional de Hidráulica, México, 2014.
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El reconocimiento de la voz: Una ciencia en torno al procesamiento de señales y a la inteligencia artificial Eduardo Santos Mena 3dmena@gmail.com Carlos Alberto Olvera Olvera colvera@uaz.edu.mx José Ismael de la Rosa Vargas ismaelrv@ieee.org
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artículos y reportajes
lo largo de la última década, los sistemas de reconocimiento de voz han venido cobrando fuerza y, en gran parte, se debe a la aceptación social de este tipo de tecnologías y a las nuevas capacidades de procesamiento en los dispositivos Smart tales como: celulares, tabletas, relojes, televisiones y todo lo que contenga un microprocesador. En estos días podemos encontrar el Reconocimiento Automático del Habla (RAH) en automóviles, plataformas de aprendizaje de idiomas, asistentes de edificio, etc. Otra de las áreas del reconocimiento de voz, tal vez menos común y explorada, es el Reconocimiento Automático del Locutor (RAL), que a su vez forma parte de las biometrías físicas del ser humano o métricas corpóreas únicas para cada individuo, como: la huella dactilar, la fisionomía del iris y la geometría facial, entre otras, y que ha tenido aplicaciones en sistemas de seguridad bancaria y en el control del acceso a áreas restringidas. En conjunto el RAL y el RAH ofrecen una propuesta interesante en el acceso y manipulación a sistemas, ya que un ordenador, o cualquier dispositivo con la capacidad computacional requerida, sería capaz de lograr un entendimiento a nivel digital de órdenes o consultas orales teniendo un “conocimiento” de quién genera las peticiones.
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gura 1). Las ondas producidas en los órganos fonéticos vibran aproximadamente entre 100 y 200 veces por segundo para los hombres y entre 150 y 300 veces por segundo para las mujeres, provocando en ellas un tono más agudo. Esta vibración principal es llamada frecuencia fundamental, que a su vez crea más frecuencias por la resonancia de las cavidades bucal y nasal. La onda obtenida es moldeada por las gesticulaciones, el movimiento de la lengua y los labios, las turbulencias y demás; lo que genera, finalmente, la forma de un fonema o unidad mínima del habla. Una palabra, entonces es la conexión entre uno o varios fonemas. Es importante también conocer que el habla natural del ser humano tiene su información más relevante entre 100 y 3,800 Hz (por eso, la banda telefónica está entre los 400 y 4 kHz) y que el sistema auditivo es capaz de escuchar sonidos con una gama aproximada de ondas que oscilan entre 20 y 20,000 veces por segundo [1].
La voz es el resultado del proceso que le da forma a la onda de presión que proviene de nuestro estómago y pulmones y que debido a las peculiaridades físicas de los órganos (diferentes en todas las personas) que interactúan entre sí, cada persona tiene una voz única (FiFigura 1.- Aparato fonador.
La forma de onda que se propaga por el medio (moléculas de aire) contiene, intrínsecamente, la información necesaria en forma de patrones, con lo cual el sistema de audición puede descifrar el mensaje y reconocer al emisor, pero: ¿cómo lo hace y cómo hacemos para enseñar a un computador a hacerlo? La respuesta, más que en la forma de la onda, se encuentra en la intensidad de las múltiples frecuencias que componen el sonido. Debido a que cada persona genera diferentes cantidades de oscilaciones en su voz, estás tienden a crear una relación con el modo en el que vibran al producir un fonema. Entonces podemos decir que cada fonema tiene su propia “huella de frecuencia” que es modelada matemáticamente para su reconocimiento. Si analizamos el proceso de audición; las ondas mecánicas longitudinales son canalizadas al tímpano por los pliegues de la oreja, lo que genera un movimiento de respuesta en el tímpano que es una membrana parecida a las que usan los auriculares; los cuales funcionando de modo inverso. El tímpano genera un movimiento mecánico en el oído medio, que es transferido por los huesos llamados yunque, martillo y estribo hacia la cóclea y el movimiento en ésta produce una vibración en el flujo interno al que las células auditivas internas responden con la generación de pulsos eléctricos que son enviados al cerebro (Figura 2).
Yunque Martillo
Nervio Auditivo
Tímpano
Oreja
Cóqulea
Estribo
Figura 2.- Esquema del sistema auditivo
Toda vez que el cerebro procesa la información del sonido la almacena, para después compararla con los datos que tiene en su memoria y generar un criterio de selección. En la Figura 3 se muestran las dos primeras frecuencias F1 y F2 de los fonemas /a/, /e/, /i/, /o/, /u/, /y/, / ae/, /oe/ [2] y cada punto representa la localización F1 y F2 entre producciones e individuos. 4500
4500 3000 F2 / Hz
Amplitud (dB)
a e i o u y ae oe
4000
2500
1500
cer es válido según la tendencia estadística. En la lengua española existen discrepancias en la cantidad de fonemas que la conforman, aunque se pueden establecer 28. Por tanto podemos definir un sistema de reconocimiento basado en la comparación de una muestra con 28 modelos (un modelo para cada fonema y un modelo para cada individuo) y el fonema e individuo asociados a los dos modelos que arrojen la mayor probabilidad contra el audio a reconocer, serán elegidos como resultados. Para el RAH un diccionario define la palabra ortográficamente correcta (dependiendo el contexto). Si, por ejemplo, se reconocen los fonemas /o/ /l/ /a/, el diccionario transformaría este arreglo a “hola”. La eficiencia de los sistemas de reconocimiento de voz depende, en gran medida, de la cantidad de información con la que se representen los fonemas y de cuánta información produce cada individuo. Los sistemas comerciales como Google o Apple se han enfocado en optimizar el RAH por la dificultad que representa el acceder a la información necesaria (en cuestión de muestras para la creación de los modelos) de cada usuario. Por lo que el próximo paso en este tipo de tecnologías debería ser una buena optimización en RAL con una cantidad mínima de información.
Figura 4.- Comportamiento espectral de los fonemas /a/, /e/, /i/, /0/, /u/.
1000 200
Tiempo (seg) Frecuencia (Hz)
2000
500
pués, se calcula la energía que hay por rangos de frecuencia para cada sección, por ejemplo la energía que hay entre 0 y 1,000 Hz, entre 500 y 1,500 Hz, etcétera. Por último se realiza una compresión (agrupando la información energética seccional) para tener entre 12 y 13 elementos por cada sección de audio, creando así coeficientes que representan en pocos términos grandes cantidades de información de audio. En la Figura 4 se observa cómo es el comportamiento de las frecuencias conforme avanza el tiempo de los fonemas vocales, dónde las tonalidades rojas representan mayor intensidad; además se puede apreciar que las frecuencias con mayor amplitud se producen debajo de los 2 kHz.
400
600
800
1000
1200
1400
1600
F1 / Hz
Figura 3.- Primeras dos frecuencias predominantes de fonemas vocalizados.
Referencias [1].- Estrada C. O. (2016). Espectro de La Voz Humana y La Musica. Recuperado dehttps://es.scribd.com/doc/213944701/Espectro-de-La-Voz-Humanay-La-Musica. [2].- Rasilo, H., & Räsänen, O. (2017). An online model for vowel imitation learning. Speech Communication, 86, 1-23.
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Se lleva a cabo entonces una caracterización del audio (de su forma de onda) y el primer paso consiste en seccionar dicha señal en lapsos de entre 0.02 s a 0.045 s y extraer todas las frecuencias que componen cada sección. Des-
Con las características o coeficientes obtenidos, se crean modelos estadísticos basados en métodos numéricos. Los modelos son “entrenados” a partir de múltiples muestras de audios (audios que contienen las mismas palabras o fonemas a reconocer) con lo que se definen series de probabilidades; estos modelos describen el comportamiento que los coeficientes pueden tener basados en las probabilidades que los rigen. Por lo que se establecen lapsos de tiempo llamados “estados” y cada uno dicta qué comportamiento en la muestra a recono-
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La energía oscura:
El gran misterio de nuestro universo Mario Alejandro Herrera Amante mari0amant3@hotmail.com Miguel Ángel García Aspeitia aspeitia@fisica.uaz.edu.mx
E
n la actualidad, la tecnología ha avanzado considerablemente para poder estudiar el universo. Gracias a esto, los humanos somos capaces de encontrar rastros y pistas que nos permiten entender mejor el comportamiento del universo en que vivimos y nos proporcionan un testimonio real de las características más trascendentes del universo, de manera que nos ayudan a conocerlo a mayor profundidad. Sin embargo, hay varios enigmas que los cosmólogos no han logrado comprender hasta la fecha, sin duda el más importante de todos es conocido como la “energía oscura”. Comprender este ente responsable de que el universo se expanda aceleradamente es uno de los retos más significativos para el mundo científico hoy en día, ya que las observaciones más recientes [1] nos dicen que la energía oscura ocupa alrededor del 69 % de las componentes de nuestro universo y el otro 26 % corresponde a algo que se le conoce como “materia oscura”. Como paréntesis, notamos que la existencia de esta materia oscura se ha observado de manera indirecta en la velocidad de rotación de galaxias, haciendo que éstas giren más rápidamente de lo esperado, así como también dicha materia oscura es un ingrediente esencial para la formación de estructura de nuestro universo. Sin embargo, su naturaleza sigue siendo un misterio. Por último, la materia ordinaria que corresponde a cualquier partícula que hayamos visto, y se encuentre en la Tierra o las estrellas, sólo conforma un 5% de las componentes del universo. 9 Por tanto, tiene gran relevancia conocer
la naturaleza de la energía oscura, ya que es el componente dominante de nuestro universo. Este breve artículo pretende responder a preguntas tales como: ¿qué es la energía oscura?, ¿qué implicaciones tiene en el universo? y ¿cómo se detecta?, entre otras. Energía oscura
Materia oscura
Materia normal
Figura 1. – El universo en que vivimos según los modelos cosmológicos actuales.
El principio cosmológico, es aquel en el que se basa la cosmología para estudiar el universo. Este principio nos dice que el universo se verá igual no importa hacia donde nos movamos y se ve igual no importa hacia dónde giremos mientras estemos a grandes escalas (escalas cosmológicas). Esto lo podemos deducir de la mejor huella que tenemos del universo que es el fondo cósmico de radiación de microondas. Este fondo de microondas nos dice cómo era el universo en sus inicios y nos proporciona información muy relevante para conocerlo mejor. En 1929 el astrónomo estadounidense Edwin Hubble descubrió que en realidad el universo se expandía, por lo tanto se necesitaba una ecuación matemática que nos describiera la dinámica del universo
en expansión. En ese sentido, la ecuación de friedman nos proporciona información vital, ya que con esta ecuación podemos predecir el pasado y el presente de nuestro universo, y principalmente nos muestra cuánto ha crecido desde sus comienzos. Para medir este incremento se usa el parámetro de Hubble, que nos predice la razón de crecimiento para cualquier época o edad del universo. Así que lo que Hubble encontró en 1929, fue que en el universo no existe un centro. Todas las galaxias se alejan de las demás, por tanto no importa en qué parte del universo nos encontremos, ya que percibiremos que todas las galaxias se alejan de nosotros. En 1998 un grupo de científicos encabezados por Adam Riess, Brian Schmidt y Saul Perlmutter, hicieron un estudio con supernovas de tipo Ia [2]. Estas supernovas son explosiones de estrellas enanas blancas, y desde hace tiempo los astrónomos las conocen muy bien y saben sus principales características, una de las más importantes es su luminosidad. Así que estas explosiones de estrellas son llamadas velas o candelas estándares, y pueden ser tratadas como focos en el cosmos ya que iluminan el universo con la misma intensidad no importando donde se encuentren. Así que midiendo la luminosidad aparente (la luminosidad medida aquí en la Tierra) podían detectar la distancia a la que se encontraban, ya que mientras menos luminosidad medían de una supernova significaba que estaba más lejos en el universo, del mismo modo en que los navegantes usan los faros para saber si
ARTÍCULOS Y REPORTAJES
están o no cerca de la orilla. Sin embargo, tratar de ver una supernova es como ganarse la lotería, ya que este fenómeno se da una vez cada 100 años en una galaxia, así que si queremos ganarnos la lotería tenemos que comprar todos los boletos, es decir poder observar la mayor cantidad de supernovas posibles. Por esta razón tuvieron que colaborar con varios astrónomos de todo el mundo para poder realizar este estudio.
Figura 2. - Saul Perlmutter, Adam Riess y Brian Schmidt ganaron el Premio Nobel de Física en el 2011 por su estudio de supernovas tipo Ia en 1998.
Figura 3. – Supernova tipo Ia.
Inclusive, algunos argumentan que la “energía oscura” conceptualizada como campo, no es del todo cierto y que en realidad lo que sucede es que no comprendemos bien a la gravedad, lo cual sería una interesante comparación con el experimento para detectar el éter, a principios del siglo XX. De igual manera, existen algunos estudios estadísticos que ponen en duda la expansión acelerada del universo, sin embargo, todo indica que es necesario colectar más evidencia que nos ayude a comprenderla de manera más profunda [3], ¿tú qué crees? ¿Podrías ayudarnos con alguna idea interesante?
La “energía oscura” se volvió parte esencial para poder explicar el universo, ya que además de exponer la expansión acelerada, también nos da información más precisa acerca de la edad del universo. Además el modelo estándar de cosmología llamado el modelo de la constante cosmológica, nos dice que dicha energía siempre ha sido constante en el tiempo. De manera que cuando comparamos este modelo con las diferentes observaciones que tenemos del universo, es un modelo que empata con mucha precisión con las observaciones. Desafortunadamente hay un gran problema, nadie sabe en realidad
Referencias [1].- Ade, P. A. R., Aghanim, N., Arnaud, M., Ashdown, M., Aumont, J., Baccigalupi, C., ... & Battaner, E. (2016). Planck 2015 results-XIII. Cosmological parameters. Astronomy & Astrophysics, 594, A13. [2].- Riess, A. G., Filippenko, A. V., Challis, P., Clocchiatti, A., Diercks, A., Garnavich, P. M., ... & Leibundgut, B. R. U. N. O. (1998). Observational evidence from supernovae for an accelerating universe and a cosmological constant. The Astronomical Journal, 116(3), 1009. [3].- Copeland, E. J., Sami, M., & Tsujikawa, S. (2006). Dynamics of dark energy. International Journal of Modern Physics D, 15(11), 1753-1935.
artículos y reportajes
Adam Riess y colaboradores querían estudiar estas supernovas porque estaban convencidos de que el universo estaba en proceso de desaceleración, esto debido a la fuerza de gravedad que como sabemos, es una fuerza de atracción. Así que ellos creían que la fuerza de gravedad entre las galaxias hacía que el universo se desacelerara, a pesar de que conocían que estaba en expansión. Sin embargo al hacer un estudio riguroso se dieron cuenta que en realidad el universo esta en una etapa de expansión acelerada. Esto quiere decir que las galaxias se alejan de nosotros más
y más rápido mientras el tiempo transcurre. Este gran estudio de supernovas los llevó a ganarse el Premio Nobel en el 2011 por su estudio de 1998 y con ello la expansión acelerada del universo pasó a ser una realidad. Esto fue un gran enigma para los científicos, ya que al parecer hay “algo” que hace que el universo se expanda aceleradamente y a ese “algo” los científicos le llamaron “energía oscura”.
que es la “energía oscura”, por tal motivo hay muchísimos modelos alternativos para tratar de describirla, aunque sin duda alguna, ninguno tiene la exactitud que tiene el modelo de la constante cosmológica al momento de compararlos con las observaciones. Se van a cumplir dos décadas desde el descubrimiento de la “energía oscura”, sin embargo al parecer aún estamos lejos de comprender las leyes físicas que la rigen. Por esta razón hay varios proyectos que la estudian con el fin de tratar de entenderla mejor. Sin duda quién pueda descifrar el gran misterio de la “energía oscura” será la próxima mente brillante de la humanidad.
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lo que puede la ciencia
Huesos artificiales impresos en 3D:
Medel José Pérez Quintana mjperezq17@gmail.com
Un futuro al doblar de la esquina
C
ientíficos de las universidades de Northwestern e Illinois (Estados Unidos) acaban de publicar un interesante y prometedor trabajo en la revista Science Translational Medicine. Se trata de reparar huesos fracturados mediante implantes con huesos artificiales personalizados que se desarrollan con impresoras 3D. Para ello se usan biomateriales que son fuertes, elásticos y regeneran el hueso dañado por sí mismos. En otras palabras, fabricar huesos artificiales a la medida del paciente. De momento, esta tecnología ha conseguido tratar con éxito daños en la columna vertebral de ratas y un defecto en el cráneo de un macaco Rhesus. Estos implantes “son fáciles de colocar durante la operación y son mejores que los actuales injertos óseos a la hora de regenerar el hueso porque su gran porosidad facilita la migración de las células y permite la infiltración de los vasos sanguíneos en este andamiaje”, cuenta Ramille N. Shah, profesora del Instituto Simpson. Los injertos óseos actuales, resultan demasiado frágiles para ser manejados por los cirujanos y caros o difíciles de fabricar de forma masiva. Sin embargo, estos huesos artificiales, opinan sus creadores, servirán para tratar problemas dentales, realizar cirugía plástica o reconstructiva y ayudar a atajar cánceres de hueso, entre otras aplicaciones. El material del que están hechos estos implantes, según la Dra. Shah, “es muy bioactivo e induce la diferenciación de células madre en células formadoras de hueso”. Esto es debido a que el 75 % de su volumen es hidroxiapatita, el principal mineral del hueso natural. Por eso no existen problemas de rechazo o reacción a cuerpo extraño, uno de los riesgos principales de los injertos de hueso natural. Gracias a las propiedades físicas y mecánicas de estos materiales, “podemos crear implantes específicos para cada paciente que se ajusten perfectamente a los defectos”, explica Shah. Los implantes lograron integrarse con el tejido circundante hasta sanar las vértebras de las ratas y el defecto craneal del macaco. Apenas tuvieron que transcurrir cuatro semanas después de la intervención, durante las que no hubo signos de infección ni otros efectos secundarios. Estos resultados nos indican claramente que la impresión personalizada en 3D de órganos como los huesos no es un sueño de un futuro lejano. Su materialización ya se encuentra en los laboratorios de los científicos.
lo que puede la ciencia
Fuente: Proyecto Salud
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Implante sin baterías permite conocer el estado de la presión intraocular
E
l Instituto de Computación y Ciencias de la Información de la Universidad Internacional de la Florida (FIU) acaba de patentar un pequeño y poco costoso dispositivo que al ser implantado en el ojo permitirá a las personas con glaucoma saber cómo está su presión intraocular en el momento que lo deseen. Ram Iyengar, director de dicho instituto, asegura que este dispositivo puede ser de gran ayuda sobre todo a personas que vivan alejadas de centros urbanos o que no puedan movilizarse. El glaucoma, es una enfermedad “silenciosa” que produce un aumento de la presión en el ojo dañando al nervio óptico. Este daño puede llegar a causar ceguera. En el año 2010 había más de ocho millones de personas ciegas en nuestro planeta por causa del glaucoma. Las personas que padecen esta enfermedad deben someterse a frecuentes chequeos con un oftalmólogo a fin de vigilar la mencionada presión. Ahora el dispositivo desarrollado en FIU permite que la propia persona pueda hacerse esos controles periódicos ella misma. El dispositivo, que tiene forma rectangular y el tamaño de un chip electrónico (1mm por 2 mm), no necesita baterías ni conexión eléctrica, y mediante una pequeña incisión se implanta quirúrgicamente en el ojo, entre el iris y la córnea. El paciente puede entonces saber el rango en que se halla su presión intraocular sólo con mirar a través de una especie de sencillos binoculares que le son entregados. Este invento permitirá el ahorro de millones de visitas cuyo único fin es que el oftalmólogo mida la presión ocular del paciente con glaucoma. La tecnología y la ciencia, cada día más entrelazadas, contribuyen con el desarrollo de nuevos dispositivos que permiten mejorar la calidad de vida de las personas.
Fuente: Proyecto Salud
Construyen una piel artificial que detecta diminutos cambios de temperatura
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quipos de científicos e ingenieros del Instituto Federal Suizo de Tecnología en Zúrich (también conocido como Escuela Politécnica Federal de Zúrich) y el Instituto Tecnológico de California (Caltech) en la ciudad estadounidense de Pasadena, han desarrollado una película que utiliza mecanismos similares a los que usan las víboras para detectar la temperatura de sus presas. El desarrollo consiste en una película delgada de pectina y agua de apenas unos 20 micrómetros de grosor. A medida que la temperatura aumenta este arreglo genera iones de calcio de manera que disminuye la resistencia de la película y este efecto puede ser detectado eléctricamente. Esta película de piel artificial percibe diferencias menores a una décima de grado centígrado, lo cual supera a las desarrolladas hasta ahora. La piel sintética tendría grandes aplicaciones industriales como sensores para predecir posibles fallas en equipos y en el desarrollo de pieles para robots, entre otras. Foto: Caltech
Fuente: Caltech
¿Por qué causa revuelo el descubrimiento de 7 planetas por la NASA?
E
l miércoles 22 de febrero la NASA anunció que encontró al menos 7 planetas orbitando una misma estrella a 40 años luz de distancia. La noticia ha causado especial interés porque se trata de planetas similares en tamaños al nuestro y de temperaturas que permiten la presencia del agua en sus superficies por lo que potencialmente podrían albergar vida. Todo parece indicar que se trata de planetas rocosos que orbitan alrededor de una estrella enana muy fría, la TRAPIPST-1 (Vea http//go.nasa.gov/2lw5eDZ). Tres de esos planetas están en la zona habitable de la estrella y se estima que podrían tener océanos en sus superficies.
Los investigadores creen que uno de esos planetas, algo más frío que la Tierra, es el mejor candidato para albergar vida. Con determinado tipo de atmósfera y suficientes gases de efecto invernadero tendría lo necesario para el desarrollo de la vida.
Fuente: NASA y CNN
Las tecnologías actuales y futuras nos permitirán contestar la pregunta que siempre ha cautivado nuestra imaginación, ¿estamos solos en el universo?
Nebulosa de
Orión
Jesús Iván Santamaría Nájar jisantamaria@cozcyt.gob.mx
S
ituada a unos 1,600 años luz de distancia, la nebulosa de Orión está considerada, casi por unanimidad, el objeto más bello del cielo. Visible a simple vista, su brillo como nebulosa de emisión, su elegante figura, sus centenares de estrellas, incluidas las famosas del Trapecio, y sus más de cien variables conocidas, la convierten en uno de los objetos más observados y estudiados del firmamento, siendo, junto con su satélite M 43, enormemente atractiva y gratificante con cualquier instrumento y cualquier abertura.
Te invitamos a participar en el
Primer
Concurso de Dibujo Festival Equinoccio de Primavera Consulta la convocatoria en:
Museo Arqueológico La Quemada
Es también uno de los objetos más brillantes del cielo profundo. El primer bosquejo conocido de la nebulosa de Orión, fue realizado por Giovanni Batista Hodierna. Como los dibujos efectuados posteriormente no eran muy fieles a la realidad, Charles Messier decidió hacer uno, ya que “ayudaría a los futuros observadores a reconocer mejor este objeto, puesto que no iba a cambiar con el tiempo”, como anotó en la introducción a su catálogo. Imágenes tomadas por: Jesús Iván Santamaría Nájar Instrumentación: Cámara Nikon D7100, telescopio refractor de 4.7 pulgadas, y una longitud focal de 1000 mm, con un tiempo de exposición de 60 segundos.