viernes, 17 de noviembre de 2017

El agua caliente puede congelarse antes que el agua fría. ¿Por qué?

En el siglo IV a.C., Aristóteles ya observó que bajo ciertas circunstancias el agua caliente se congelaba antes que la fría. A Francis Bacon y René Descartes también les fascinó descubrirlo. En algunos lugares se trata de un hecho conocido también por cuestiones prácticas: en Canadá, por ejemplo, vierten agua caliente sobre las pistas de patinaje para engrosarlas. Bastante más extendido está que las cañerías de agua caliente revientan con más facilidad que las de agua fría durante las heladas.

Pero aunque este fenómeno se conozca desde hace más de 2000 años, no fue hasta 1960 que el tanzano Erasto Mpemba lo redescubrió en la escuela al elaborar un helado para un trabajo práctico de física, razón por la que desde entonces se conoce por este nombre. El efecto Mpemba ha sido protagonista de varios trabajos de divulgación como curiosidad física. Sin embargo, sus causas y explicación científica aún no se han aclarado por completo.

Ahora, investigadores de la Universidad Carlos III de Madrid, la Universidad de Extremadura y la de Sevilla han comprobado que el mismo fenómeno no solo se da en el agua, sino también en fluidos granulares; es decir, aquellos compuestos por pequeñas partículas que, al interaccionar, pierden parte de su energía cinética debido a la fricción.

Los investigadores no solo comprobaron que lo más caliente puede enfriarse más rápido, sino también que lo más frío puede calentarse antes: el efecto Mpemba inverso. Uno de los factores determinantes que parece explicar ambos fenómenos es la distribución de velocidades de las partículas antes del enfriamiento.

Esta caracterización permite simular el fenómeno en un ordenador y realizar cálculos analíticos para saber cómo y cuándo va a ocurrir el efecto, así como estudiarlo en un sistema con los ingredientes mínimos para poder controlar y entender bien su comportamiento. El supuesto en el que es más fácil que aparezca el efecto, indican los investigadores, es aquel en el que las velocidades de las partículas antes del calentamiento o del enfriamiento tengan una distribución determinada; por ejemplo, con una gran dispersión alrededor del valor medio. «De este modo, la evolución de la temperatura del fluido podría verse significativamente afectada si se prepara el estado de las partículas antes del enfriamiento», explican los autores del trabajo.

Aparte de haber encontrado una caracterización simple y que podría explicar el curioso efecto Mpemba, a largo plazo la investigación puede tener aplicaciones prácticas.

 

martes, 14 de noviembre de 2017

Alerta para salvar el planeta

Más de 15.000 científicos lanzan una alerta para salvar el planeta
Un grupo de 15.000 científicos de 184 países han alertado, por segunda vez en 25 años, de las negativas tendencias ambientales que amenazan "seriamente" el bienestar humano y causan daños "sustanciales" e "irreversibles" a la Tierra. 
En los últimos 25 años, la disminución global de las sustancias que perjudican la capa de ozono muestra que podemos hacer cambios positivos cuando actuamos de forma decisiva. Pero el bienestar humano sigue "seriamente amenazado" por tendencias negativas como el cambio climático, la deforestación, la falta de acceso agua dulce, la extinción de las especies y el crecimiento de la población humana, escriben los expertos.
Sin embargo, la Humanidad no está tomando las medidas urgentes necesarias para proteger nuestra biosfera en peligro,  ya que la abrumadora mayoría de las amenazas que ya se habían descrito persisten y, de manera alarmante, la mayoría están empeorando. Por ello, los científicos sugieren 13 áreas en las que actuar y piden una corriente de presión pública para convencer a los líderes políticos de que adopten las medidas correctivas.
Crear más reservas terrestres y marinas, fortalecer la aplicación de las leyes contra la caza furtiva y las restricciones al comercio de especies silvestres, ampliar los programas de planificación familiar y de educación para las mujeres, promover un cambio de dieta basada en las plantas y la adopción de energías renovables y tecnologías "verdes" son algunas de sus propuestas.
Algunas personas, podrían tener la tentación de ignorar estas evidencias y pensar que estamos siendo alarmistas, pero los científicos saben interpretar datos y mirar a las consecuencias a largo plazo. Los que han firmado esta segunda advertencia no están solo lanzando una falsa alarma. Al contrario, están reconociendo las señales obvias de que vamos por un camino insostenible. 
Aunque el panorama parece sombrío, los científicos señalan que se han hecho progresos en algunas áreas como la reducción de los productos químicos que dañan la capa de ozono y el aumento de la energía generada con fuentes renovables. Además, en algunas regiones se ha producido un rápido descenso en las tasas de natalidad y también se ha registrado una ralentización de las tasa de deforestación en algunos lugares.
Entre los principales peligros, la Alianza destaca el aumento del 35% de la población humanamientras se produce una reducción colectiva del 29% en el número de mamíferos, reptiles, anfibios, aves y peces, desencadenado un evento de extinción masiva. Otras tendencias negativas son la reducción del 26% en la cantidad de agua dulce disponible, el descenso en las capturas de pescado salvaje, a pesar del aumento de los esfuerzos pesqueros, o un incremento del 75% en las zonas muertas de los océanos.
También causa preocupación la pérdida de unos 300 millones de acres de bosque, muchos de ellos convertidos en agrícolas, el continuo incremento de las emisiones globales de carbono y el aumento de las temperaturas. "Pronto será demasiado tarde para cambiar el rumbo de nuestra fallida trayectoria, y el tiempo se agota", advierten los científicos, que llaman al resto de la comunidad a respaldar el manifiesto. 

lunes, 13 de noviembre de 2017

Los últimos abetos del Mediterráneo, amenazados por el cambio climático



 Ahora, un estudio muestra que otro de sus efectos será la mengua, cuando no desaparición, de los últimos bosques de abetos que quedan en la cuenca mediterránea.
Son reliquias del pasado. Aguantaron como pocas especies el frío de la última glaciación hasta hace unos 10.000 años. Se refugiaron en zonas que, por su ubicación geográfica, orientación o su orografía, permitieron la subsistencia de los abetos y otras muchas especies. Con la retirada del hielo, mientras que otros muchos seres vivos medraron por toda Europa, los abetos se quedaron en estas islas biológicas. Son la sierra de Grazalema o la de las Nieves en España, el Rif en Marruecos, los montes más altos de Líbano o las montañas del Atlas argelino. Algunas especies, como el Abies alba, cuentan por millares sus hectáreas de bosque. De otras, como el Abies nebrodensis, no quedan más de 20 árboles en Sicilia. A todas, el cambio climático las está sometiendo a una nueva prueba.
Investigadores de varios países europeos, liderados por ecólogos españoles, han echado la mirada atrás para ver el futuro de siete de las especies de abetos presentes en la región mediterránea. Leyeron la anchura de los anillos de troncos de ejemplares de 30 bosques diferentes, desde España hasta Turquía, pasando por Italia o Grecia. En condiciones normales, el crecimiento anual queda reflejado en la regularidad del ancho de cada anillo. Pero los eventos climáticos extremos, como las olas de calor o las sequías, también dejan su rastro en los troncos.
Según los resultados de su trabajo, publicados en PNAS, buena parte de abetales mediterráneos sufrirán contracciones del crecimiento de sus árboles de entre el 20% y el 50% para la segunda mitad de este siglo. Al cronificarse lo que antes era excepcional (sequía y olas de calor), los bosques de abetos situados más al sur, como los de Andalucía, Marruecos, Turquía, Siria o Grecia podrían desaparecer. Mientras, los abetales situados en el norte de Italia, los Pirineos o más allá, en general formados por abeto común, prosperarán. "Seguirán teniendo lluvia y suelos húmedos, pero con unas temperaturas más suaves", recuerda Camarero.

Mapa con los bosques y especies de abetos incluidos en el estudio.

Para sus autores, esta investigación permitirá determinar la vulnerabilidad climática de cada bosque, generando mapas globales o continentales y estableciendo el posible impacto de futuras sequías y otros eventos extremos climáticos sobre los bosques. "El objetivo futuro será mejorar estos modelos empíricos de vulnerabilidad para ampliar el análisis a otras especies de árboles y otros tipos de bosques en la cuenca mediterránea y Europa", indica Sánchez-Salguero.
Para el ecólogo de la Universidad Pablo de Olavide (Sevilla) y también coautor del estudio, Juan Carlos Linares, si desaparecen los bosques de abetos, con ellos podrían desaparecer los ecosistemas que sustentan. "Estas zonas han servido de refugio para infinidad de especies, no solo para los abetos. Buena parte de la biodiversidad europea tiene ahora distribuciones geográficas mucho mayores, pero se refugió aquí durante las glaciaciones", recuerda.
A pesar de los peligros que se ciernen sobre los bosques de abetos del Mediterráneo, Linares es, sin embargo, optimista: "Todas estas especies viven al límite. Habrá extinciones locales, pero no podemos subestimar su capacidad de adaptación. El pasado nos muestra que si estas especies de abetos han subsistido durante cientos de miles de años, seguirán haciéndolo".

domingo, 12 de noviembre de 2017

El mar Rojo se calienta más rápido que la media mundial de los océanos


El mar Rojo, el más cálido de la Tierra, se está calentando más rápido que la media mundial de los océanos, lo que podría afectar a los organismos que viven en esa masa de agua, según un estudio realizado por cinco investigadores de la Universidad de Ciencias y Tecnología Rey Abdalá (Arabia Saudí).

«La tasa global de calentamiento oceánico tiene  consecuencias para la vida. Ahora estamos aprendiendo que el mar Rojo se está calentando más rápido que el promedio mundial», señala la doctorada en ciencias marinas de la Universidad de Ciencias y Tecnología y autora principal del artículo, publicado en la revista Scientific Reports.

El análisis proporciona datos que pueden ayudar a predecir el futuro de la biodiversidad del mar Rojo cuando se completen con pruebas sobre los límites térmicos de los organismos locales.

El estudio se basa en datos de detección recogidos por satélites entre 1982 y 2015 y muestran que las temperaturas superficiales máximas del mar Rojo han aumentado unos 0,17ºC por década, lo que, supera la tasa decenal de calentamiento global de los océanos, que es de 0,11ºC.

Las temperaturas máximas de ese mar aumentan de norte a sur a lo largo de toda la cuenca, con las más frías ubicadas en los golfos de Suez y Aqaba, en el norte.
Sin embargo, estos golfos muestran las mayores tasas de cambio en comparación con el resto de la cuenca, a razón de entre 0,40 y 0,45ºC por década, es decir,  cuatro veces más rápido que la media global.

El norte del mar Rojo experimenta temperaturas máximas durante el mes de julio, mientras que el sur entre julio y agosto. Curiosamente, la superficie del mar alcanza su punto álgido en un área de la costa del mar Rojo (a unos 200 kilómetros al sur de Yeda) desde agosto hasta principios de septiembre. Esa anomalía puede ser causada por patrones de viento únicos en esa región.

Chaidez indica que se necesitan esfuerzos de seguimiento para evaluar los impactos de esas tasas de calentamiento rápido sobre el blanqueamiento de corales y los episodios de mortalidad masiva de organismos marinos.

La evidencia sugiere que las temperaturas en el mar Rojo están afectando a la capacidad de sus organismos marinos para adaptarse y sobrevivir. Las especies marinas generalmente se adaptan al aumento de temperaturas migrando hacia los polos, pero esto no es fácil en el mar Rojo, ya que se trata de un espacio semicerrado que hace que sus organismos sean vulnerables.

sábado, 11 de noviembre de 2017

Sanción inédita de 1,1 millones a Ascó por extraviar residuos radiactivos

La central nuclear de Ascó actuó con “negligencia” en la gestión de fuentes radiactivas en desuso, lo que le acaba de costar una sanción de 1,1 millones de euros. Así lo ha decidido la Audiencia nacional en una sentencia, a la que ha tenido acceso EL PAÍS, que confirma lo que dos inspectoras del Consejo de Seguridad Nuclear descubrieron en 2011: que la central había perdido o traspapelado 233 residuos radiactivos. El suceso obligó a activar el primer y hasta ahora único “hallazgo blanco” en materia de protección radiológica al público en España.

Complejo nuclear de Ascó con la torre de refrigeración en primer plano.

Las funcionarias del Consejo de Seguridad Nuclear (CSN) acudieron a Ascó a inspeccionar el inventario total de fuentes utilizadas hasta entonces en la central, en el que figuraban 275 fuentes aún operativas y 518 dadas de baja. De estas últimas, los responsables no fueron capaces de precisar dónde se almacenaban 233, es decir, casi la mitad.
Los gestores de la central aseguraron que algunas se habrían enviado a El Cabril dentro de bidones con otros materiales residuales de distinta naturaleza, desde 1992 y hasta 2004, y que otras estarían en bidones que todavía no habían sido expedidos y que se almacenaban en el Almacén Temporal de Residuos Sólidos de la propia central. En otro grupo de fuentes se indicaba directamente “desconocimiento del paradero, pérdida o extravío”.
La propiedad de Ascó (ANAV, participada por Endesa e Iberdrola con el 15% del segundo reactor) recurrió la sanción a la Audiencia Nacional, que acaba de confirmarla. “Las numerosas discrepancias y fallos en los registros, archivos y bases de datos, acerca del destino y ubicación de las fuentes, han tenido un impacto negativo importante en el control de esos materiales radiactivos”, recoge el fallo.

La extrema temporada de huracanes de 2017, ¿se debió al cambio climático?

El verano y el otoño de 2017 han visto una inusual sucesión de huracanes, de intensidad sin precedentes, en la costa del Golfo de México, la costa este de Estados Unidos, Puerto Rico y el Caribe. El huracán Harvey causó unas inundaciones increíbles en Houston. Irma, uno de los dos huracanes más intensos jamás registrados en el Atlántico Norte, sembró la devastación en Florida y en muchas islas del Caribe. María arrasó Puerto Rico y las islas Vírgenes. Tanta destrucción hace preguntarse si el cambio climático no habrá influido en acontecimientos tan extremos. Puede resultar difícil descifrar los huracanes, pero los expertos van teniendo más claro cuáles serán las consecuencias que un mundo más cálido tendrá en las tormentas gigantes que azotarán a unas y otras partes del mundo.

Intensidad de las tormentas

Muchos expertos están seguros de que un mundo más cálido creará tormentas más fuertes; más aún: de que ya está haciéndolo. Desde 1981, la velocidad máxima del viento de los huracanes más potentes ha aumentado, según las investigaciones de Jim Elsner, climatólogo de la Universidad del Estado de Florida. La razón de ello está en que unos mares más claientes proporcionan más energía a las tormentas y las hacen así más intensas. El huracán Patricia, de 2015, estableció un récord de velocidad máxima del viento en el Atlántico Norte: 346 kilómetros por hora. Al año siguiente, Winston pulverizaba los récords como ciclón más intenso del hemisferio austral.
La dinámica entre las tormentas y el calentamiento de los mares se produce en parte por el papel que los huracanes desempeñan en nuestro sistema climático. Reequilibran el calor de la Tierra: las tormentas retiran calor de los mares tropicales en forma de humedad atmosférica y bombean el calor hacia la atmósfera, donde se redistribuye y se radia hacia el espacio. «En cierto sentido, los huracanes son una válvula de escape», explica Kevin Trenberth, científico de la Sección de Análisis Climático del Centro Nacional para la Investigación Atmosférica de Estados Unidos. «Desde el punto de vista climático, se necesita que haya algunos huracanes para que enfríen el océano, para mantenerlo a una temperatura razonable. Ningún otro fenómeno puede desempeñar ese papel».

Frecuencia

Se sabe peor cómo afectará el cambio climático a la frecuencia de los huracanes. Algunos expertos predicen una posible disminución de los números totales. En lo que se refiere a reequilibrar el calor de la Tierra, dice Trenberth, «un gran huracán puede desempeñar el papel de cuatro más pequeños». Tom Knutson, climatólogo del Laboratorio de Dinámica Geofísica de Fluidos, de la Administración Nacional Océanica y Atmosférica de Estados Unidos, dice que casi todos los modelos predicen ese efecto: muestran  una disminución del número total de huracanes en un clima más cálido. Elsner señala, sin embargo, que «hay todavía mucha incertidumbre sobre este punto».
Tanto Trenberth como Knutson creen que el número de tormentas muy intensas podría en realidad subir. Algunos estudios arrojan que, globalmente, «vamos a terminar con más tormentas en el extremo superior, las categorías 4 y 5», dice Trenberth. Esa tendencia se podría experimentar en particular en el Atlántico Norte. Elsner es más dubitativo: dice que la frecuencia de los huracanes más fuertes está controlada también por la presencia de circunstancias ideales: que no haya cizalladura de los vientos a gran altura en la altmósfera que disgregue las tormentas desde arriba, que no haya tierra en su camino que los rompa desde abajo y que no haya un aire seco que absorba parte de su humedad. «Se desconoce cómo cambiarán estas condiciones, o siquiera si cambiarán», afirma.

Tamaño y duración

Los científicos no están seguros todavía de la influencia que el cambio climático tendrá en la amplitud espacial y la duración de los huracanes. Los modelos de Knutson y su equipo arrojan que el número de días de tormentas de categoría 4 y 5 podría incrementarse ligeramente para finales del siglo XXI. Trenberth piensa que unas temperaturas más altas del océano significan que quizá las tormentas serán mayores tanto en su tamaño espacial como en su duración. Observa, sin embargo, que esas características dependen de cómo se definan los detalles de una tormenta: en lo que toca a su extensión sobre el océano, ¿dónde se trazan las fronteras? La «duración», ¿se refiere al tiempo durante el cual es un huracán de categorías 4 o 5, o a su existencia como tormenta tropical en general?

Subida del nivel del mar

 Los científicos coinciden en que el cambio climático implica que las subidas del nivel del mar en las costas durante las tormentas van a ser mayores. Sería así incluso aunque los huracanes no se intensificasen. «Una vez que se tiene un nivel del mar base mayor», explica Knutson, «se sumará al ascenso del nivel del agua debido a la tormenta». Si el nivel ordinario del mar es medio metro más alto, por ejemplo, el aumento en una tormenta será medio metro mayor de lo que habría sido si no.

Precipitaciones

Los  expertos esperan también que el cambio climático pueda incrementar la intensidad de las precipitaciones durante un huracán. Las profundas inundaciones, sin precedentes, de la zona de Houston testifican sin duda a favor de esa idea. Un aire más cálido contiene más vapor de agua. En el caso de los huracanes, «podría conducir a una mayor eficiencia: el ritmo al que la lluvia cae de las nubes crece», dice Elsner. «Lo estamos viendo en algunas de esas tormentas». Knutson  da un número para este fenómeno: se prevé que  el ritmo de la precipitación en los huracanes aumente en un 7 por ciento por cada grado centígrado que suba la temperatura de la superficie de los martes tropicales.

Expansión de sus dominios

Las regiones del mundo que no tienen huracanes podrían tenerlos. A medida que los océanos se vayan calentando, el territorio de las tormentas ciclónicas podría extenderse. «Si una tormenta sigue sobre agua caliente, podrá mantener una gran intensidad», dice Elsner. «Si esas aguas calientes se expanden, será posible encontrase con esas fuertes tormentas en lugares [nuevos]». Trenberth está de acuerdo: «hay que fijarse en Ofelia», que sorprendió a Irlanda y al Reino Unido en octubre.

Pese a que los científicos investigan esos factores potencialmente cambiantes, advierten de que muchos de ellos siguen siendo inciertos. Los huracanes presentan particulares dificultades porque son sucesos complejos y hasta cierto punto raros. «No solo hay una gran variabilidad, sino que el registro fiable es corto: [su seguimiento] por satélite empezó alrededor de 1970», como dice Trenberth. Además, muchas otras fuerzas, como la débil cizalladura del viento y la baja presión en la superficie del mar, afectan también a este tipo de tormenta.

Knutson no está tan seguro como otros de que sea ya posible ver en el registro el influjo del calentamiento global sobre cualquiera de esos factores (salvo por lo que se refiere a las mayores subidas del nivel del mar durante las tormentas como consecuencia de un mayor nivel de base). Es demasiado pronto «para decir que ya podemos detectar este cambio en los datos, que percibimos que se trata de algo claramente distinto de la variabilidad natural», sostiene Knutson. «Ello limita nuestra confianza en las predicciones de lo que ocurrirá en el futuro».

Pero Elsner defiende que la creciente intensidad de los huracanes se manifiesta ya en el registro de los huracanes. «En estos momentos se ve ya que los huracanes más fuertes son en todo el mundo cada vez más fuertes», le escribía en un mensaje de correo electrónico a Scientific American. Trenberth va más lejos: «el entorno en que todas esas tormentas se producen es más cálido y húmedo, y sabemos que eso tiene su efecto», señala. «Las pruebas apuntan a que el cambio climático está ya con nosotros».


http://www.investigacionyciencia.es/noticias/la-extrema-temporada-de-huracanes-de-2017-se-debi-al-cambio-climtico-15799

Una nueva forma de producir plásticos biodegradables.

Con luz solar y la ayuda de un microorganismo ancestral (una cianobacteria), investigadores de la Universidad Estatal de Michigan proponen una nueva forma de producir económicamente plásticos biodegradables.

Las cianobacterias emplean luz solar para producir azúcar de forma natural, y los investigadores las modificaron genéticamente para filtrar constantemente ese azúcar a un medio circundante de agua salada.

Un nuevo enfoque

El enfoque, según explica Taylor Weiss, investigador postdoctoral en el laboratorio Ducat en el Laboratorio de Investigación de Plantas del Departamento de Energía de la Michigan State, evita los combustibles fósiles para la producción y tiene como objetivo reducir el impacto del plástico en el medio ambiente:
Un problema importante es que la mayoría del plástico sintético actual no es completamente biodegradable, por lo que dura cientos de años después de ser descartado, en vertederos y en ecosistemas acuáticos.
Con todo, si bien los investigadores han desarrollado plásticos 100% biodegradables, el proceso todavía es muy costoso.