ciencia y técnica

10 al 16 de marzo de 2014
CIENCIA Y TÉCNICA
Patrocinado por:
ESA
Suplemento N.º 207
CIENCIA
Y TÉCNICA
La misión Plato hará hincapié en el descubrimiento y caracterización de planetas tipo Tierra y de ‘súper Tierras’ en zona habitable de su estrella, es decir, la
región alrededor de la estrella en la que, de haber planetas, éstos podrían albergar agua superficial en estado líquido.
¿Hay vida en otros planetas, más allá del Sistema Solar?
¿Se dan condiciones de habitabilidad en otros cuerpos
celestes, más allá de los límites explorados hasta el
momento? Es una pregunta recurrente en el campo de
la astronomía y la astrofísica, y que ha dado lugar a no
pocas obras literarias y cinematográficas. En la actualidad, la Agencia Espacial Europea (ESA) prepara una
misión espacial que tratará de responder a estos interrogantes. Su lanzamiento está previsto para 2024, pero
el trabajo comienza ahora para el ente europeo.
La misión Plato tratará de hallar planetas habitables fuera de nuestro
Sistema Solar
La ESA se lanza en busca de otras
‘Tierras’
lato (Planetary Transits and
P
Oscillations of Stars, es decir,
Tránsitos Planetarios y Oscilaciones de Estrellas), es la tercera
misión de tamaño medio de la ESA
y consiste en un observatorio espacial destinado a buscar planetas
extrasolares. La misión ha sido
seleccionada por el Comité del Programa de Ciencia de la agencia
para formar parte del programa
Visión Cósmica 2015-2025, que
define las prioridades científicas de
la entidad durante los próximos
años.
Esta misión intentará ir más allá
de lo conseguido por Kepler, una
iniciativa de la NASA en este mismo campo que estuvo operativa
hasta 2013 y localizó2.740 candidatos a exoplanetas, según AstroMadrid.
Para la ESA, el proyecto cubre
dos de los temas clave en este programa: qué condiciones deben darse para que se formen planetas y
emerja la vida y, por otro lado,
cómo funciona el Sistema Solar.
Para ello, Plato observará estrellas relativamente cercanas “en
busca de sutiles pero regulares disminuciones en su brillo”, que es el
efecto que se produce cuando un
planeta interpuesto entre la Tierra
y la estrella bloquea temporalmente el paso de la luz. Se denomina
‘tránsito planetario’.
Con este fin, la misión contará
con hasta 34 telescopios y más de
un centenar de cámaras individuales, que rastrearán alrededor de un
millón de estrellas. El trabajo también investigará la actividad sísmica de las estrellas y se podrá conocer el ‘Sol’ de cada planeta que se
descubra, determinando su masa,
radio, edad o estado evolutivo de
cada sistema planetario, así como
su densidad y composición combinando estos datos con observaciones de velocidad radial estelar
obtenidas desde la Tierra.
La novedad que aporta Plato es
que, en lugar de utilizar un gran
telescopio, empleará un conjunto
de 34 telescopios individuales de
12 centímetros de diámetro montados sobre una plataforma. La
posibilidad de combinarlos de diferentes formas proporcionará capacidades sin precedentes.
Además, el proyecto estará equipado con el sistema de cámaras
más grande enviado nunca al espacio: 136 CCDs de 20 millones de
píxeles cada uno, con un área combinada de 0,9 metros cuadrados.
La misión hará hincapié en el
descubrimiento y caracterización
de planetas tipo Tierra y de ‘superTierras’ en zona habitable de su
estrella, es decir, la región alrededor de la estrella en la que, de
haber planetas, estos podrían
albergar agua superficial en estado líquido.
“ Plato, con su habilidad única
para dar caza a sistemas análogos a nuestro Sol-Tierra, aprovechará la experiencia generada por
varias misiones europeas, entre
ellas CoRot y Cepos”, asegura
Álvaro Jiménez, director de Ciencia y Exploración Robótica de la
I
ESA. “Sus descubrimientos nos
ayudarán a situar la arquitectura
de nuestro propio Sistema Solar
en el contexto de otros sistemas
planetarios”.
Se espera que la misión pueda
localizar, confirmar y caracterizar
cientos de planetas ‘rocosos’ pero
también miles de planetas gigantes ‘gaseosos’. Además, sus herramientas permitirán incluso detectar las lunas y anillos de estos exoplanetas.
Seis años
Plato será lanzado al Espacio en
2024 en un cohete Soyuz desde el
Puerto Espacial Europeo en Kourou (Guayana francesa). La duración prevista inicialmente para la
misión será de seis años, en los
que orbitará en torno a Lagrange
L2, un punto virtual situado a 1,5
millones de kilómetros de la Tierra.
El próximo hito en el calendario
de Plato será 2015, cuando los distintos países participantes en el
proyecto hayan confirmado su
compromiso de financiación, y se
seleccione el consorcio industrial
que construya la nave espacial.
La ESA está compuesta por 20
estados miembros (Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España,
Finlandia, Francia, Grecia, Irlanda,
Italia, Luxemburgo, Noruega, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Rumanía, Suecia y Suiza), de los cuales
18 son miembros de la Unión Europea. Además, la agencia tiene
acuerdos de cooperación con otros
ocho Estados miembros de la UE
y con Canadá.
Plato será la tercera misión de
tamaño medio (M3) de la agencia
europea después de Solar Orbiter
y Euclid, que fueron seleccionadas
en 2011. El límite para que una
misión sea considerada de tamaño medio es que no cueste más de
600 millones de euros.
Solar Orbiter es un telescopio
espacial que será lanzado en 2017
para estudiar el Sol y el viento solar
‘de cerca’ en términos astronómicos, a una distancia inferior a 50
millones de kilómetros.
Por su parte, Euclid, cuyo lanzamiento está previsto para 2020,
investigará la energía y la materia
oscuras y la estructura del Universo.
Plato ha competido por ser
seleccionada como misión, durante la última fase de un proceso que
ha durado años, con otros cuatro
proyectos: EchO (Observatorio
para Caracterizar Exoplanetas),
LOFT (Gran Observatorio para
Medidas en Rayos-X), Marco PoloR (recogida de muestras de un
asteroide próximo a la Tierra), y
STE-Quest (Explorador del Espacio-Tiempo y Test Espacial del Principio de Equivalencia).
“Todas las misiones candidatas
M3 representaban excelentes
oportunidades para responder a
las principales cuestiones científicas que definen nuestro programa
de Visión Cósmica”, afirma Álvaro
Jiménez.
Participación española
Científicos del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) y AstroMadrid, coordinados por J.M.Mas
Hesse (CAB, CSIC-INTA) contribuyen al desarrollo de la instrumentación de la misión Plato. Este equipo español es el responsable del
diseño y fabicación de la estructura de las cámaras CCD que complementarán a los 34 telescopios del
proyecto, así como de los 16 ordenadores de a bordo que procesarán
las imágenes obtenidas.
Según las previsiones de la
misión, cada telescopio generará
una imagen de 80 millones de píxeles, con una cadencia de 25 segundos. En los trabajos de definición
de la misión también han participado, a lo largo de los últimos seis
años, empresas asociadas a AstroMadrid, como LIDAX y Thales Alenia Espacio.
La colaboración española incluye además la elaboración de más
de diez paquetes de trabajo para
la preparación científica de la
misión, el tratamiento, análisis e
interpretación de los futuros datos,
así como el apoyo y seguimiento
Pasa a página II
10 al 16 de marzo de 2014
II
CIENCIA Y TÉCNICA
Tribuna
Al terminar el Informe que todos
los años elaboramos para COSCE
sobre los fondos que los Presupuestos Generales del Estado, aprobados a final de año, dedican a Investigación, Desarrollo e Innovación, a
I+D+i, siempre se plantea la pregunta: ¿Los estamos aprovechando adecuadamente? ¿Los invertimos convirtiéndolos en innovación o son un
gasto más? No hablaremos de los
fondos de Innovación porque consideramos que en sí mismos éstos son
ya una inversión.
Aunque el informe no cubre todos
los fondos públicos dedicados a
investigación, pues hay que añadir lo
que grupos de investigación y empresas obtienen de la Unión Europea y
los que las Comunidades Autónomas
dedican de sus propios presupuestos, sí dan una visión de los recursos
públicos destinados en España a I+D.
A riesgo de perdernos en los números podemos ver algunos.
Retroceso
Mirando las grandes cifras vemos
que, aunque el descenso de los recursos se ha frenado, no recuperamos
ese retroceso que se viene produciendo desde 2010. Frente a los
9.673 M€ de 2009 se ha pasado a los
6.146 de 2014 (200 M€ más este año
que el año pasado). Si profundizamos, nos encontramos que alrededor del 60% de esos importes son
fondos para créditos, normalmente
para empresas. Y que ese porcentaje ha ido aumentando desde el 51,2%
de 2003 al 60,5% de 2011, y 60,75%
en 2014. ¿Y qué pasa con esos fondos? Una parte importante no se han
empleado y han vuelto al Tesoro
Público. Los informes de la Intervención General del Estado, disponibles
hasta 2012, dicen que desde 2007
las cantidades no gastadas han venido creciendo, especialmente en los
fondos financieros, para créditos. De
los 204M€ de Remanentes de Crédito en 2006 se pasó a 3.016,6 en 2011
y 2.285 en 2012. Y de éstos, más del
90% fueron fondos financieros, que
año tras año figuraban en los presupuestos pero no se gastaban.
Estos son los datos escuetos. No
puede negarse que ha habido una
reducción notable de los recursos
destinados desde la Administración
General del Estado a investigación
aunque para valorar su montante real,
los recursos realmente empleados,
es preciso un análisis más fino. Se
sigue afirmando, y con razón, que la
investigación es básica pasa salir de
la crisis económica, para generar una
economía de futuro, basada en el
conocimiento. Por ello, porque además el sistema de I+D+i es cada vez
mayor y más costoso y también porque la dependencia de la sociedad
y de su progreso respecto a la tecnología y al conocimiento crece de
forma exponencial, es imprescindible seguir aumentando la inversión
en ciencia y conocimiento.
Pero ahí está la pregunta: estos
recursos, que son importantes, ¿nos
están sirviendo para eso? ¿Estamos
invirtiendo en generar conocimiento
para lograr un país más próspero o es
un gasto necesario para mantener un
sistema de I+D+i imprescindible pero
al que no le sacamos partido? Porque no vale con gastar; hay que aprovechar los recursos gastados para
mejorar. Hay que pasar de gasto a
inversión. Y para eso necesitamos
hacerlo no solo con un objetivo, que
debe sobrepasar la propia ciencia,
sino con una estrategia y un plan. La
ciencia por la ciencia debe impulsar
a los científicos, pero el país, sus
gobernantes del signo que sean, la
sociedad como tal, deben organizarse para aprovechar ese conocimiento generado para crecer y progresar.
Hay que saber a dónde se quiere ir y
poner los recursos para ello, pero también tomar las medidas necesarias,
adaptar el sistema, afinarlo, para que
los recursos y el trabajo que se realiza apoyen para alcanzar el objetivo.
Mirando primero los fondos dedicados a I+D vemos que una parte
muy importante son créditos, que se
ha aumentado su cuantía a pesar de
que una proporción no pequeña se
ha quedado sin gastar. ¿Esos créditos son inversión o solo han engrosado las cifras globales del presupuesto? ¿Se piensa la dedicación de
recursos a I+D+i para realmente aprovechar el conocimiento que se genera? ¿Se facilita ese aprovechamiento o se dificulta?. Porque a veces tiene uno que escuchar que hay que
crear estructuras diferentes (fundaciones, por ejemplo) para poner en
explotación los conocimientos ¡porque desde las existentes no se puede hacer!
Tenemos científicos de muy alto
nivel que gozan de prestigio internacional, aunque deberíamos tener
más. Nuestros jóvenes científicos que
se marchan a otros países están
extraordinariamente valorados (lo
conozco de primera mano) y deben
salir, porque la ciencia es una aventura internacional. Pero todos los países que creen de verdad en la ciencia disponen de mecanismos para
mantenerse en contacto con los que
están fuera y para reintegrarlos y
aprovechar su conocimiento y su
experiencia al cabo de los años. Eso
sería invertir en ciencia.
Existen también muchos casos, en
general muy poco conocidos a pesar
de su valor, de profesores e investi-
gadores que después de hacer una
investigación de primer nivel mundial
y crear un grupo de excelencia son
capaces de poner en el mercado productos y equipos de tecnología avanzada que venden en todo el mundo.
Y otros que tras su doctorado convierten su investigación también en
productos o servicios que se hacen
un hueco en el mercado. El problema es que son más casos excepcionales que la situación habitual. Y que
para que esto suceda la gran mayoría de ellos han tenido que pasar
enormes dificultades y navegar contracorriente en lugar de que la sociedad lo facilite y lo apoye. Y si la sociedad no lo hace, no está pensada y
organizada para hacerlo, está gastando los recursos que dedica a la
investigación, a la ciencia, en lugar
de tratarlos como una inversión.
Investigaciones punteras
Hay muchas investigaciones punteras convertibles en productos en el
mercado pero pocas lo llevan a cabo.
¿Por qué resulta tan difícil? (sin hablar
de la cooperación entre investigadores y empresas para desarrollar tecnología a medida). Tenemos equipos
de radiología avanzada para detección de células malignas en estadios
iniciales; software que identifica el
potencial terapéutico de los compuestos antes de los ensayos clínicos; software de optimización del
control de máquinas-herramienta con
mejoras de productividad del 20%;
desarrollos para determinación de la
radiactividad en estructuras complejas para diseñar con máxima garantía las instalaciones nucleares más
avanzadas, como ITER. Tecnología
de fabricación y software aeroespaciales de destacadas empresas, o la
ferroviaria, líder mundial. Y tecnología de rehabilitación para discapacitados, donde existe un importante
esfuerzo investigador.
Necesitamos muchos más casos
de estos. No solo hay que dedicar
recursos a la ciencia, a la investigación, sino rehacer el sistema para que
el conocimiento se convierta en riqueza, para que sea fácil hacerlo, que el
sistema no frene la innovación sino
que la promueva. Hay que impulsar
el emprendimiento pero es necesario apoyar los esfuerzos de innovación y hay formas de hacerlo que
otros países emplean desde siempre. No se trata de proteger sino de
dar en muchos casos la primera
oportunidad de instalar sus desarrollos y ponerlos a punto con la primera compra de prototipos, que luego
puedan mostrar ante otros clientes
extranjeros. Y esto es una forma de
apoyar la innovación por parte de
entidades e instituciones públicas.
Tenemos que invertir en investigación y transformar el sistema para
que realmente sea una inversión.
QUÍMICA
Gasolina ‘plus’ a base de zeolitas
n equipo de investigadores del
U
Sincrotrón ALBA y el Instituto
de Tecnología Química (ITQ) han
logrado sintetizar la estructura de
una zeolita, un tipo de material
microporoso que puede tener aplicaciones industriales en el tratamiento de gases, la encapsulación
de moléculas o la obtención de
gasolinas de mayor calidad.
La zeolita sintetizada por los cien-
tíficos del ITQ, un centro mixto de la
Politécnica de Valencia (UPV) y el
CSIC, ha sido denominada ITQ-52 y
para averiguar su estructura se realizaron experimentos de difracción en
el Sincrotrón ALBA, una de las instalaciones científicas en el campo de
la luz más importantes de Europa,
ubicada en Cerdanyola del Vallés
(Barcelona).
Las zeolitas son materiales cristali-
nos, con una estructura de pequeños
poros regulares que permiten la entrada de moléculas en su interior. En función de la topología de estos poros,
se pueden desarrollar determinadas
reacciones químicas. “La estructura
de las zeolitas actúa como un tamiz”,
explica el investigador José Luis Jordá. “Podría aplicarse para obtener
gasolina de más calidad”, añade Fernando Rey, investigador del ITQ.
Plato será la tercera misión de tamaño medio de la Agencia Espacial Europea después de Solar Orbiter, cuyo lanzamiento está previsto para 2017, y
Euclid, que estará en el espacio en 2020.
Viene de página I
desde Tierra con instrumentos
como Cármenes 3.5, en el observatorio de Calar Alto (Almería) o
HARPS-N, en la isla canaria de La
Palma.
Estos compromisos son fruto de
la experiencia adquirida por la participación española en proyectos
anteriores como CoRoT y Kepler,
asegurando un retorno científico de
primer nivel para España.
Los datos de otra misión de la
Agencia Espacial Europea lanzada
recientemente, Gaia, ayudarán a Plato a medir con precisión los miles de
sistemas de exoplanetas que alcanzará a ver desde su posición.
Estos serán el objetivo natural de
próximas observaciones de seguimiento por los futuros grandes
telescopios espaciales con base en
la Tierra, como el E-ELT (European
Extremely Large Telescope) del
Observatorio Austral Europeo (ESO)
o el próximo telescopio espacial
JWST (James Webb Space Telescope), un proyecto conjunto de la
NASA y la ESA.
NANOTECNOLOGÍA
Fabrican músculos
con hilos de coser y pescar
rear músculos artificiales
C
manipulando hilo de coser y
de pescar realizados en polímero.
Es el objetivo de un trabajo impulsado por investigadores del Instituto de Nanotecnología de la Universidad de Texas (EEUU) y otros
centros internacionales de Australia, Canadá, China, Corea del Sur
y Turquía.
Estos músculos artificiales podrían hasta multiplicar por cien la
potencia de la musculatura humana. De hecho, se estima que pueden generar 7,1 caballos de fuerza
por kilogramo, una potencia similar a la de un motor a reacción,
según sus creadores.
Manipulación
La fabricación de los músculos no
puede emplear elementos más
comunes: hilo de pescar y de coser,
retorcido y enrollado. Posteriormente, los músculos son accionados
térmicamente mediante cambios de
temperatura que son producidos
eléctricamente, por absorción de la
luz o por la reacción química de
combustibles.
“Retorciendo la fibra de polímero, se convierte en un músculo de
torsión que puede girar un rotor
pesado a más de 10.000 revoluciones por minuto”, explica Ray
Baughman, director del Instituto de
Nanotecnología de la UT.
“Una torsión adicional provoca
que la fibra de polímero se com-
porte como una banda de goma
muy retorcida y produzca un músculo que se contrae de manera
espectacular a lo largo de su longitud cuando se calienta, y vuelve
a su longitud inicial cuando se
enfría. Por el contrario, si se enrolla en una dirección diferente a la
del giro inicial, los músculos se
expanden cuando se calientan”,
añade Baughman.
Aplicaciones
Si los músculos naturales se contraen únicamente un 20%, los artificiales creados en la UT pueden
hacerlo aproximadamente un 50%
de su longitud. Serían susceptibles de emplearse en prótesis artificiales, robots humanoides o exoesqueletos.
Desde la UT consideran que hasta ahora estos artefactos se han visto limitados por la necesidad de
emplear motores y sistemas hidráulicos que, por su peso y tamaño,
restringuen la capacidad de trabajo. Según la investigación, los músculos de polímeros podrían producir expresiones faciales realistas en
robots humanoides.
El equipo de la UT también ha
creado tejidos textiles con los músculos de polímeros, cuyos poros se
abren y cierran de forma reversible
con los cambios de temperatura.
Su aplicación podría ser la apertura o cierre de ventanas en función
de las condiciones meteorológicas.
UT
n Jose de No, Investigador
Científico, CAR-CSIC y miembro
del Foro de Empresas
Innovadoras
ESA
I+D: ¿invertimos o gastamos?
El proceso de manipulación se asemeja al enrollado de un cable telefónico.
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III
CIENCIA Y TÉCNICA
TELECOMUNICACIONES
CONSTRUCCIÓN
80 cumpleaños
del Instituto Eduardo
Torroja
l Instituto de Ciencias de la
E
Construcción Eduardo Torroja (IETcc), perteneciente al Con-
TICRA
sejo Superior de Investigaciones
Científicas (CSIC) en su área de
Ciencia y Tecnología de los Materiales, cumple 80 años y lo celebra a lo largo de 2014 con exposiciones, jornadas científico-técnicas y talleres experimentales,
entre otras actividades.
Entre las actos previstos, coincidiendo con el Día del Libro, el
próximo 23 de abril, se abrirá al
público una exposición bibliográfica con publicaciones científicas
y técnicas, libros especializados y
ediciones especiales, que recorrrerá los 80 años de actividad del centro, con especial hincapié en la vida
y obra del ingeniero Eduardo Torroja, quien fuera su director hasta su
muerte en 1961.
La exposición Quiénes somos,
de dónde venimos realizará un
recorrido por la trayectoria del instituto de la mano de personas que
han trabajado en él.
Además, a lo largo del año tendrá lugar un ciclo de conferencias,
congresos y talleres sobre diversas materias como los cementos
ecoeficientes, el control de hormigones, los aislamientos, la rehabilitación de edificios o un monográfico sobre la construcción del
Canal de Panamá, entre otros.
Las actividades conmemorativas se cerrarán en noviembre con
las Jornadas Internacionales Conservar, Rehabilitar e Innovar, organizadas en torno a cuatro ejes de
debate: edificación, obra civil,
patrimonio construido y materiales de construcción.
Las antenas Reflectarray son una alternativa más ligera y reducida a las tradicionales antenas parabólicas.
Tecnología española para antenas
de comunicaciones Reflectarray
a Universidad Politécnica de
L
Madrid (UPM) y la Universidad de Sevilla participan en un
proyecto de la ESA que tiene
como objetivo diseñar componentes para antenas del tipo
Reflectarray para radiodifusión
en castellano en América del Sur.
Las antenas Reflectarray son
una alternativa más ligera y reducida a las tradicionales antenas
parabólicas de satélites de comunicaciones. Según los investigadores, el reto en este tipo de antenas
es conseguir que la cobertura se
adapte al perfil de los continentes
sin perder ancho de banda, así
como reducir la polarización cruzada para evitar interferencias entre
dos señales distintas.
“Lo importante es ahorrar en
peso en el espacio y las antenas
que nosotros diseñamos son más
ligeras y menos voluminosas que
las convencionales parabólicas”,
explica Rafael Rodríguez Boix,
catedrático del Departamento de
Electrónica y Magnetismo de la
Univesidad de Sevilla (US).
“Además incorporan un sistema
de multicapa y parches que redirigen la señal en la dirección que nos
interesa, consiguiendo abarcar por
completo el espacio geográfico que
queramos”, añade.
El proyecto está coordinado por
José Antonio Encinar, catedrático
de telecomunicaciones de la UPM.
En las instalaciones de la US se lleva a cabo el diseño y medida de
las antenas, además de la fabricación de filtros de microondas en
tecnología plana.
Cámara anecoica
La Facultad de Física de la US
cuenta con una cámara anecoica,
un sístema diseñado para medir
antenas que trabajan a frecuencias
comprendidas entre 2 y 26 Giga-
hercios (GHz) y que suprime las
interferencias debidas a reflexiones en las paredes de la cámara.
Esta cámara anecoica tiene
implementado un sistema automático de adquisición de datos para
medida de antenas en campo próximo esférico, que los investigadores utilizan también para la medida de las antenas Reflectarray,
“No podemos fabricar aquí una
antena Reflectarray de las dimensiones requeridas para aplicaciones aeroespaciales pero sí somos
capaces de desarrollar el software de análisis electromagnético de
estructuras periódicas que permite que el diseño de estas antenas
sea más rápido, pasando de varios
meses a unos pocos días”, asegura Rodríguez Boix. “Aunque aún se
trabaja en prototipos, hay un gran
interés entre la comunidad científica y la industria de las telecos, ya
que abaratan costes”.
I+D+i
La función del Instituto Eduardo
Torroja desde su creación en 1934
ha sido la investigación científica y
el desarrollo tecnológico en el campo de la construcción y los materiales, a través de proyectos de
I+D+i financiados en la actualidad
por el Plan Nacional de Investiga-
ción, por la Unión Europea o por
las Comunidades Autónomas, así
como a través de contratos de
investigación con las empresas del
sector de la construcción.
El IETcc también da soporte
científico-técnico al sector a través
de sus servicios de asistencia técnica y sus trabajos de certificación
y acreditación de materiales, productos y sistemas para la construcción y la edificación. Otra de
las misiones del instituto es transferir los conocimientos adquiridos
al sector a través de publicaciones,
patentes o asesorías.
El Instituto Eduardo Torroja colabora, asimismo en el desarrollo del
Código Técnico de la Edificación,
reglamento de obligado cumplimiento, prestando apoyo técnico
permanente al Ministerio de
Fomento. También se desarrollan
actividades de cooperación científico-técnica con la industria de la
construcción relacionadas con la
evaluación de la idoneidad (DIT,
DITE y DIT Plus) al empleo de productos de construcción, así como
su proceso de certificación.
En el IETcc se editan dos revistas científicas internacionales,
Materiales de Construcción e Informes de la Construcción.
Eduardo Torroja
El instituto lleva el nombre del ingeniero Eduardo Torroja, nacido en
Madrid el 27 de agosto de 1899 y
fallecido mientras trabajaba en su
despacho del propio centro, del
que era director, el 15 de junio de
1961. Antes de esa fecha su denominación era Instituto Técnico de
la Construcción y del Cemento.
Torroja fue considerado en su
época como un creador e innovador en el campo de las estructuras. A lo largo de su brillante trayectoria fue además Consejero de
Obras Públicas, académico en
tres Reales Academias de las
Ciencias españolas o Doctor
Honoris Causa por cuatro universidades internacionales.
TECNOLOGÍA
iosensores para la detección
B
inmediata de tóxicos en fármacos o productos alimenticios,
de forma sencilla y a bajo coste,
que puedan ser producidos a escala industrial, es el objetivo de un
grupo de investigadores de la Universidad de Burgos.
Los biosensores desarrollados
detectan cuatro tóxicos: la ocratoxina A, el ácido glucónico, el arsénico y el formadehído. Se trata de
un trabajo desarrollado en forma
de tesis sobre la aplicación de biosensores electroquímicos por la
investigadora Lorena del Torno de
Román.
Los sensores desarrollados en
esta tesis se basan en la tecnología serigráfica, que emplea tintas
conductoras sobre un soporte inerte. El funcionamiento de los biosensores sigue tres etapas: la
inmovilización del componente biológico (“posiblemente la fase que
más influye en el funcionamiento
del biosensor”, según Del Torno);
la caracterización del biosensor a
través de parámetros como la
reproducibilidad, la repetibilidad o
la capacidad de detección; y, por
último, la comprobación de la viabilidad de los métodos puestos a
punto mediante su aplicación en
matrices más complejas.
Tóxicos
La detección de la ocratoxina A,
un contaminante alimentario de origen biótico, fue probada con éxito en muestras de cerveza. Por su
parte, el ácido glucónico (sustancia de origen microbiano relacionada con la podredumbre de la
uva) se detectó mediante dos tipos
de biosensores en diferentes mues-
tras de vino, “con buenos resultados en términos de precisión”.
Uno de estos dos biosensores,
basado en la enzima gluconato
deshidrogenasa, desarrollado en
colaboración con la empresa Biolan MicroBioSensores, ha dado
lugar a la solicitud de una patente.
Para la detección del arsénico,
contaminante alimentario abiótico
de origen ambiental, se ha empleado un dispositivo serigráfico que
distingue entre arsénico III y arsénico V en una misma muestra.
Agua de grifo y vino han sido las
muestras empleadas.
Por último, se han construido
biosensores basados en alcohol
oxidasa (AOX) para la detección de
formaldehído, un contaminante
abiótico de origen químico que
también es una materia prima para
la industria.
IETCC
La Universidad de Burgos crea
biosensores inmediatos y baratos
Sede del Instituto Eduardo Torroja, en la calle Serrano Galvache de Madrid.
IV
10 al 16 de marzo de 2014
MAGRAMA
CIENCIA Y TÉCNICA
La inmediatez en la detección de contaminantes en las aguas, en especial hidrocarburos, es de vital importancia para su correcto tratamiento y eliminación.
La presencia de combustibles, aceites industriales y
otros hidrocarburos en los ríos podría ser detectada y
tratada con rapidez gracias a una invención desarrollada en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería y Sistemas de Comunicación (EUITT) de la Universidad Poli-
técnica de Madrid (UPM). La fluorescencia y unos dispositivos LED ultravioleta son la base de un sistema
que permitiría la detección temprana de los hidrocarburos y ampliaría las posibilidades de evitar graves episodios de contaminación medioambiental.
La Politécnica de Madrid diseña sensores para detectar hidrocarburos
Fluorescencia contra
la contaminación de los ríos
sustancias contaminantes por el
método de fluorescencia. Entre las
ventajas de este método respecto a
los sistemas actuales destacan la
posibilidad de desarrollar sistemas
de detección más rápidos, robustos
y económicos.
“El proceso se basa en la fluorodetección, conocido desde hace
tiempo, pero estamos introduciendo hardware y algoritmos que, unidos a la velocidad de procesado
de los equipos actuales y los dispositivos de iluminación tipo LED
hacen viable nuestro objetivo”,
explica Francisco José Arqués,
Profesor Titular de la EUITT.
El trabajo es una derivada de un
anterior desarrollo en la detección
de fuel en aguas marinas mediante una fuente monocromática como
el láser de nitrógeno, mucho más
potente que cualquier LED y capaz
de detectar manchas de fuel a
grandes distancias. “Nuestro objetivo fue minimizar los costes de la
fuente y abaratar el proceso de
medida, a costa de un menor rango de detección”, señala Arqués.
LED
Entre las fuentes de luz disponibles, se han seleccionado los LED
por su reducido tamaño, rápida
respuesta y posibilidad de emitir
luz pulsada. Por contra se descartan algunas como las de xenón o
mercurio, ya que son costosas y
necesitan monocromadores.
Los dispositivos LED en ultravioleta están en permanente evolución,
en especial para las potencias que
necesita el proyecto, por lo que es
necesario estudiar la viabilidad de
su rendimiento en condiciones no
ideales, como las que se dan en las
estaciones de medición en continuo
que, por su naturaleza, implican funcionar las 24 horas del día.
Gracias a la evolución de las tecnologías para la medición en continuo, actualmente se miden parámetros en aguas de ríos y embalses como el carbono orgánico
disuelto, los nitratos, además del
oxígeno disuelto, el PH o la conductividad. Pero, paralelamente,
es necesario identificar los contaminantes que pueden encontrarse
de forma accidental u ocasional en
las aguas, dado que la detección
indirecta por medio de la alteración
de la medida de otros parámetros
es muy compleja e inexacta, según
la UPM.
“Existen en muchos de nuestros
ríos estaciones automáticas de
control en continuo de la calidad
de las aguas. Podemos incorporar
estos sensores a los ya existentes.
Para ello, tenemos acuerdos de
colaboración con los organismos
oficiales”, detalla el profesor de la
EUITT.
El trabajo de los investigadores
de la UPM pone de manifiesto la
viabilidad de la obtención de patro-
nes fiables de fluorescencia de
hidrocarburos comunes (gasoil,
gasolina, aceites), de manera que,
mediante algoritmos ponderados
se pueden identificar de forma precisa y rápida.
gaste de piezas por contacto, ni
hay que realizar cambio de filtros
ni procesos de autolimpieza en el
sensor”, indica F.J.Arqués.
De esta forma, resulta muy útil
en la detección de distintas sustancias. En el medio acuático pue-
Inmediatez
La inmediatez en la detección de
contaminantes en las aguas es de
vital importancia para su correcto
tratamiento y eliminación. En particular, los hidrocarburos son un
tipo de contaminante que altera de
forma muy dramática la flora y la
fauna si se produce un vertido en
aguas continentales, siendo muy
costosa su eliminación.
El proceso de análisis de esta
herramienta es inmediato, de forma que se puede realizar una medida cada pocos segundos, detectando e identificando la sustancia.
Según los investigadores de la
UPM, la fluorescencia es un método no invasivo, es decir, no hay
contacto entre el analizador y la
sustancia a analizar. “No hay des-
I+D+i en la EUITT de la UPM
n La actividad investigadora constituye uno de los pilares fundamentales en la evolución de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería y Sistemas de Comunicación de la Universidad Politécnica de Madrid, ubicada en la Crta de Valencia, km 7, de Madrid.
Esta actividad se ha venido materializando en numerosos resultados de
investigación y en la transferencia tecnológica a la industria a través de
convenios de colaboración en actividades de I+D+i con empresas del
ámbito de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC)
y la participación en proyectos de I+D+i subvencionados por diferentes
organismos oficiales, tanto de carácter nacional (programas CIYT, PROFIT, AVANZA, CAM, etc...) como supranacional (Programas Marco de la
Unión Europea).
La mayor parte de los grupos de investigación de la EUITT están ubicados en el edificio Torres Quevedo, inaugurado en el año 2005 y que lleva el nombre del ilustre investigador e inventor Leonardo Torres Quevedo (1852-1936), autor de brillantes soluciones en aerostática, radiocontrol o las máquinas analógicas de cálculo.
UPM
os dispositivos diseñados por
L
la UPM utilizan LEDs ultravioleta como fuente de luz para detectar
de servir para detectar e identificar
hidrocarburos. Hasta ahora, existían estudios a este respecto, pero
orientados al medio marino y con
fuentes luminosas muy potentes,
como láseres. Así, una vez recogida una muestra, su identificación
es posible en un laboratorio, pero
el factor tiempo es muy importante y desvirtúa este método.
El proyecto no cuenta con
financiación pública, salvo en sus
inicios gracias a una fundación de
la Xunta tras la crisis del Prestige. Hoy día se financia con recursos propios y las cada vez menores aportaciones de la empresa
privada en el contexto económico actual.
“Podemos tener un prototipo
funcional para medidas de campo
este mismo año”, asegura Arqués.
“El desarrollo para nuevas utilidades y abrir el abanico a otras sustancias puede llevar mucho más
tiempo. Queremos incluir circunstancias ambientales e ir haciendo
más preciso el sistema”.
La fluorescencia es un método no invasivo. No hay contacto entre el
analizador y la sustancia a analizar, por lo que no existe desgaste.
Coordinador del suplemento: Iván Rubio