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miércoles, 19 de marzo de 2014

EL AMAZONAS Y SU PARTICIPACIÓN EN EVITAR EL CALENTAMIENTO GLOBAL

Copas de los árboles  en el Bosque Nacional de Tapajós, Brasil. Nuevo estudio de la NASA muestra que los árboles vivos en el bosque virgen del Amazonas, consumen más dióxido de carbono del aire, que los árboles muertos emiten. Crédito: NASA / JPL-Caltech
Un nuevo estudio dirigido durante siete años por la NASA ha confirmado que los bosques naturales de la Amazonía eliminan más dióxido de carbono de la atmósfera del que emiten,  colaborando en esta forma en la reducción del calentamiento global. Este hallazgo resuelve un debate de larga data acerca del componente clave que afecta la balanza global del carbono en la cuenca del Amazonas.
Un balance del comportamiento del carbono en la zona del Amazonas es una cuestión de vida o muerte: Los árboles vivos toman el dióxido de carbono del aire a medida que crecen; los árboles muertos lo ponen nuevamente en el aire  incrementando el efecto invernadero a medida que se descomponen. 
El nuevo estudio, publicado en Nature Communications el 18 de marzo, es el primero que ha logrado medir la muerte de árboles causadas por procesos naturales a lo largo de la selva amazónica, incluso en zonas remotas donde no hay datos, estos  han sido recopilados a nivel del suelo.
Fernando Espírito Santo-del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, principal autor del estudio, creó nuevas técnicas que permiten analizar estos y otros datos vía satélite. Él encontró que cada año, los árboles amazónicos muertos emiten un estimado de 1.900 millones de toneladas (1,7 mil millones de toneladas métricas) de carbono a la atmósfera. Para compararlo con la absorción de carbono del Amazonas, los investigadores utilizaron los censos de crecimiento de los bosques y los diferentes escenarios del modelo que representaron incertidumbres. En todos los escenarios, la absorción de carbono por los árboles vivos compensaba las emisiones procedentes de los árboles muertos, indicando en esta forma, que el efecto predominante de los bosques naturales de la Amazonía es la absorción.
Hasta ahora los científicos sólo habían sido capaces de una estimación  del balance total del carbono de la Amazonia, limitadas a partir de las observaciones de las zonas forestales en pequeñas parcelaciones. En estas parcelas, el bosque retira más carbono del que emite, pero la comunidad científica ha estado debatiendo vigorosamente lo bien que las parcelas representan todos los procesos naturales en la gran región del Amazonas. Ese debate comenzó con el descubrimiento en la década de 1990 en que grandes áreas de bosques estaban siendo exterminadas por las intensas  tormentas en eventos llamados purgas.
Espírito Santo - dijo que la idea del estudio surgió de un taller del año 2006 donde los científicos de varios países se reunieron para identificar mediante los instrumentos de los satélites de la NASA como podrían ayudar a comprender mejor el ciclo del carbono de la Amazonía. En los años transcurridos desde entonces, trabajó con 21 coautores de cinco países para medir el impacto de carbono debido a la muerte de árboles en el Amazonas por todas las causas naturales - desde purgas de gran superficie a los árboles individuales que mueren de viejos. Él utilizó los datos del aerotransporte LiDAR e imágenes de satélite, durante un lapso de 10 años de mediciones de las parcelas, y que fueron  recopilados por la Universidad de Leeds, Inglaterra, bajo la dirección de Emanuel Gloor y Oliver Phillips. Él estima que él mismo pasó una mitad de años haciendo trabajo de campo en la Amazonia.
"Fue un estudio difícil y audaz, y la dedicación única de Espírito Santo lo hizo posible", dijo Michael Keller, científico investigador en el Servicio Forestal de EE.UU. y coautor del estudio. La correlación de datos aire-tierra del  equipo, se obtuvieron con observaciones por satélite y, Espírito Santo y sus colegas, idearon métodos para identificar los árboles muertos en diferentes tipos de imágenes obtenidas por remotos sensores. Por ejemplo, los árboles caídos crean un hueco en el dosel del bosque que puede ser medido por el lidar en aviones de investigación, y la madera muerta cambia los colores de una imagen óptica por satélite. Luego, los investigadores redujeron sus técnicas para que pudieran ser aplicadas a datos aéreos de las partes de la Amazonía que no tienen antecedentes terrestre o vía satélite.
"Encontramos que las grandes perturbaciones naturales - el ordenar no capturado por parcelas - sólo tienen un efecto pequeño sobre el ciclo del carbono en toda la Amazonía", dijo Sassan Saatchi, del JPL, también co-autor. Cada año, alrededor de un dos por ciento de toda la selva amazónica muere de causas naturales. Los investigadores encontraron que sólo el 0,1 por ciento de esas muertes son causadas por las purgas. Este estudio se centró solamente en los procesos naturales de la Amazonía, no en los resultados de las actividades humanas, como la tala y la deforestación, las cuales varían ampliamente y rápidamente con los cambios de las condiciones políticas y sociales.
Las otras instituciones que participan en el estudio son la Universidad de New Hampshire, Durham, las Universidades de Leeds y Nottingham, Reino Unido, la Universidad de Oxford, Reino Unido, la Universidad James Cook, Cairns, Australia, del Servicio Forestal de EE.UU. Instituto Internacional de Dasonomía Tropical, Puerto Rico; EMBRAPA satélite Center, Campinas, Brasil Monitoreo; Instituto Nacional de Investigaciones de la Amazonía, Manaus, Brasil, EMBRAPA Amazonia oriental, Santarém, Brasil, el Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (INPE), São José dos Campos, Brasil, el Jardín Botánico de Missouri, Oxapampa , Perú y el Instituto Carnegie para la Ciencia, Stanford, California
NASA vigila los signos vitales de la Tierra, de su suelo, el aire y el espacio, con una flota de satélites y una ambiciosa campaña de observación desde el aire y también  en tierra. 
NASA esta desarrollando nuevas formas de observar y estudiar los sistemas naturales interconectados de la Tierra, con los registros de datos a en el largo plazo, con herramientas de análisis mediante computadoras que permiten una mejor observación de cómo está cambiando nuestro planeta.
Con este conocimiento, las acciones de la agencia son únicas para la comunidad mundial,  trabajando además,  con instituciones en los Estados Unidos y en todo el mundo, permitiendo que se contribuya a la comprensión y protección de nuestro planeta.
Para leer más sobre el tema, utilizar este enlace de NASA.
Fuente:JPL-Caltech / NASA


viernes, 14 de marzo de 2014

¿ES POSIBLE QUE ANALGÉSICOS CONVENCIONALES PUEDAN SUSTITUIR A LOS ANTIBIÓTICOS?


Imagen: Estructura cristalina de la unión de un fármaco anti-inflamatorio no esteroide [AINES] con la β-subunidad de la Polimerasa III de la Escherichia coli. Crédito:  Aaron Oakley, UOW

Fármacos Anti-inflamatorios no esteroides (AINES) parecieran tener efectos antibióticos, es la conclusión que han llegado, después de estudiar la lucha contra la resistencia de múltiples fármacos, Aaron Oakley de la Universidad de Wollngong y sus colegas.  Ellos examinaron los fármacos convencionales que ayudan contra el dolor, la fiebre y la inflamación; por cuanto se sospechaba que los fármacos antiinflamatorios (no esteroides) conocidos, también podrían matar las bacterias.

El término antiinflamatorio se aplica al medicamento o procedimiento médico usado para prevenir o disminuir la inflamación de los tejidos. Por su mecanismo  de acción se pueden agrupar en inhibidores no selectivos de la ciclooxigenasa e inhibidores selectivos de la ciclooxigenasa-2, es decir, según su acción frente a la síntesis de prostaglandinas y tromboxanos.
El AINE prototipo es el acido acetilsalicílico, más conocido por su nombre comercial de Aspirina, que químicamente es parte de los salicilatos y su mecanismo de acción es inhibir la actividad ciclooxigenasa de la PG sintetasa al acetilar irreversiblemente un residuo de serina. Aparte de ser antiinflamatorio, analgésico y antipirético,  tiene efectos antiagregantes plaquetarios antitrombótico, por lo cual es utilizado en la profilaxis del infarto de miocardio.

Los investigadores descubrieron que algunos de estos AINES son capaces de adherirse a una proteína bacteriana, que es el instrumento que permite ayudar a replicar el ADN del patógeno y su reparación. Específicamente se trata de la β-subunidad de la Polimerasa III del Escherichia coli. Si el funcionamiento de  esta proteína esta impedida específicamente por los AINES, ya no es posible que las bacterias se multipliquen.
Esta proteína es considerada evolutivamente antigua, y por lo tanto, probablemente muchas, si no todas, las bacterias serían vulnerables a los AINES.
El descubrimiento del equipo de investigación Australiano, podría ser utilizado para desarrollar nuevas estrategias que permitan combatir las cepas multi resistentes de bacterias; sin embargo, los científicos no creen que las preparaciones de los analgésicos tradicionales se puedan utilizar para éste propósito por cuanto la acción antibacteriana es más bien baja. Ellos prefieren proponer ocupar el mecanismo de acción de los AINES, en el desarrollo de nuevos fármacos.
Fuente: Spektrum.de (Sophia Guttenberger-Bióloga) / Wikipedia /

[Spektrum.de traducción libre del alemán]

VIERNES 14 DE MARZO EL DIA DE Pi Y DEL NACIMIENTO DE ALBERT EINSTEIN


Crédito: Wikipedia

Hoy viernes 14 de marzo, es el día de Pi, la ocasión para celebrar una de las constantes matemáticas más misteriosas y atractivas de la naturaleza por representar la relación de la circunferencia de un círculo y su diámetro.

Pi aparece en las ecuaciones que describen las órbitas de los planetas, en los colores de la aurora, en la estructura del ADN, en resumen, Pi es el valor en el cual se teje la vida, el universo, es todo nuestro cielo, ayuda alimentar las naves espaciales, mantiene el movimiento  de las ruedas de los rovers de Marte, permite mirar más allá de las nubes de Júpiter y nos da perspectivas sobre nuestro planeta Tierra, es un todo.
   
Los seres humanos han luchado por calcular  durante miles de años; nunca han logrado concretar  un valor definido para pi; aun cuando su valor es finito, tres [3], después de la coma, el número decimal diríamos que es infinito.

Las supercomputadoras no han logrado determinar el decimal definitivo, se ha llegado a 2.700 billones de dígitos más allá de su punto decimal y no logran alcanzar su valor final.

Es un número irracional y trascendental que continuará infinitamente sin repetición o patrón. Mientras que un puñado de dígitos se necesitan para los típicos cálculos, la naturaleza infinita de pi es un desafío de memorizar; y en la actualidad, si utilizamos las computadoras, ellas calcularan más, y más, y más dígitos.

3.1415926535897932384626433832795 
02884197169399375105820974944592307
81640628620899862803482534211706... more

Una de las formas más raras de calcular pi, es tirar agujas en una mesa, que se conoce como la  agujas de Buffon; quien logre determinar el valor final de  Pi, tiene su futuro asegurado.


Albert Einstein


 También hoy 14 de marzo, se cumplen 135 años del nacimiento de Albert Einstein, físico alemán de origen judío, posteriormente nacionalizado  suizo y estadounidense; es considerado como el científico más importante del siglo XX; nació en Ulm Alemania el 14 de marzo de 1879. Falleció a la edad de 76 años en Princeton, New Jersey, EE.UU., el 18 de abril de 1955.

¿Qué relación existe entre  Einstein y Pi?

Einstein nació el día  14  de marzo; Marzo = mes 3; 14 =  inicio de los decimales de Pi, he ahí la relación: 3,14… fascinante.

Hoy en Princeton,  celebran ambas fechas, el nacimiento de Einstein y el día de pi; en este enlace está el Programa de Celebraciones 2014.
Fuente: Pi Day Princeton / JPL-Caltech / Wikipedia / Space Weather et al.

“En la circunferencia, el comienzo y el fin coinciden”.
Heráclito 554 – 480 a.C. Filósofo Griego.
  
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domingo, 9 de marzo de 2014

IDEAN DISPOSITIVOS PARA CONVERTIR LA EMISIÓN INFRARROJA DE LA TIERRA EN UNA FUENTE DE ENERGÍA

Credito: SEAS / Steven J.Byrnes

Nuestro planeta, debido a la energía solar que recibe, es mucho más caliente que su gélido entorno.
Esta situación,  ha permitido que un equipo de físicos de la Harvard School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) de EEUU idear dispositivos con el cual se podría aprovechar la energía de las emisiones infrarrojas que la Tierra lanza al espacio, permitiendo generar así un flujo continuo de carga eléctrica o de corriente continua (CC).
Caroline Perry en un comunicado de la SEAS, dice que gracias a los avances tecnológicos recientes, este desequilibro de calor sería aprovechado como una fuente de vasta energía que por ahora es inexplotada.
Eso sí, que para poder “generar energía por emisión, y no por absorción de luz”, algo que parece contrario a la lógica, hay que hacer uso de una aplicación completamente nueva, basada en la física a nano  escala, explica el principal investigador y autor de la idea, el profesor Federico Capasso de SEAS.

Capasso es famoso a nivel mundial como experto en física de semiconductores, fotónicos y electrónicos. En 1994 co-inventó el láser ifrarrojo de cascada cuántica y en 2001 demostró que un fenómeno cuántico electrodinámico elusivo, conocido como “Fuerzas de Casimir”, funcionaba, ya que él y sus colaboradores consiguieron en concreto, poner en marcha un sistema microelectromecánico a MEMS con dichas fuerzas, las cuales eran mínimas.

Capasso y su equipo siempre han tratado de cuestionar las suposiciones establecidas sobre óptica y electrónica, de manera rigurosa. Ahora se han lanzado a cuestionar las ideas sobre uno de los rangos del espectro electromagnético (que es el conjunto de las ondas electromagnéticas que emite cualquier objeto): el infrarrojo medio, , a menudo también denominado infrarrojo térmico. 
Según el científico “el infrarrojo medio ha sido, en general, una parte descuidada del espectro”, por su dificultad para trabajar con él. Pero Capasso propone aprovecharlo fabricando un panel solar fotovoltaico que, en lugar de capturar la luz visible entrante, genere energía eléctrica a partir de la emisión de luz infrarroja. 
“La luz del Sol tiene energía, así que la fotovoltaica tiene sentido; simplemente se recoge esa energía. Pero eso no es tan simple realmente, y capturar energía de luz infrarroja emitida es incluso menos intuitivo”, señala Steven J. Byrnes, uno de los colaboradores de Capasso en el SEAS y principal autor de un artículo sobre la idea publicado aparecido en  PNAS. 
“No resulta obvia la cantidad de energía que podría generarse por esta vía (…) hasta que te sientas y haces cálculos”. Resulta que éstos han demostrado que la energía producida sería modesta pero real. De este modo, un dispositivo que aprovechase las emisiones infrarrojas podría, por ejemplo, acoplarse a una célula solar tradicional para obtener un extra de energía durante la noche, sin coste de instalación añadido.

Para demostrar las posibilidades del sistema, el grupo de Capasso sugiere fabricar dos tipos distintos de recolectores de la energía infrarroja emitida: uno análogo a un generador de energía solar térmica, y otro similar a una célula fotovoltaica. Aunque ambos funcionarían a la inversa. 
El primero de los sistemas sería un plato “calentado” a la temperatura de la Tierra y del aire, con otro plato “frío” situado sobre él. Los científicos han calculado que la diferencia de calor entre ambos platos generaría unos cuantos vatios por metro cuadrado, día y noche. 
El segundo dispositivo estaría basado también en las diferencias de temperatura, pero entre componentes electrónicos fabricados a nano escala (en concreto, diodos y antenas). 

Simplificando, los componentes de un circuito eléctrico pueden de manera espontánea impulsar una corriente en cualquier dirección. Si en un sistema un diodo se encuentra a una temperatura más alta que un resistor o resistencia eléctrica, el primero impulsará una corriente eléctrica en una dirección, produciendo un voltaje positivo. 
Capasso y su equipo sugieren que el papel de esa resistencia podría desempeñarlo una antena microscópica que emitiera de manera muy eficiente la radiación infrarroja natural de la Tierra hacia el cielo, enfriando los electrones presentes sólo en una parte del circuito. 
El resultado, asegura Byrnes, sería “conseguir una corriente eléctrica directamente del proceso de radiación, sin tener que pasar el paso intermedio de enfriar un objeto macroscópico”. Según el artículo, un solo dispositivo plano podría ser revestido con muchos de estos circuitos pequeños, dirigidos hacia el cielo, y así usado para generar energía.
 

El novedoso método sería factible gracias a desarrollos tecnológicos recientes, como los avances en plasmónica, en electrónica a pequeña escala, en nuevos materiales como el grafeno o en nanofabricación.
 
Sin embargo, incluso los mejores diodos de infrarrojo modernos presentan un problema. El voltaje que se produce a partir de emisiones infrarrojas es relativamente bajo y “es muy difícil crear un diodo de infrarrojo que funcione bien” con esos voltajes, afirma Byrnes.
 

Los ingenieros y los físicos del equipo de investigación están considerando nuevos tipos de diodos que puedan rendir bien con los voltajes más bajos, como
 diodos túnel‎ o diodos balísticos. También contemplan incrementar la impedancia de los componentes del circuito para aumentar el voltaje hasta un nivel más práctico. 
La velocidad supone otro desafío, pues para las señales infrarrojas se necesita un tipo de diodo que se pueda encender y apagar 30 trillones de veces por segundo. “Necesitamos atender los requisitos de velocidad al mismo tiempo que los requisitos de voltaje e impedancia”, explica Byrnes, y concluye: “Ahora que comprendemos las restricciones y necesidades, nos encontramos en una buena posición para trabajar en el diseño de una solución”.
El trabajo del Profesor Federico Capasso, Steven J. Byrnes y Romain Blanchard titulado Harvesting renewable energy from Earth's mid-infrared emissions se encuentra en PNAS (2014) DOI 10.1073/pnas 1402036111.

Fuente: Compilado de Tendencias 21 - 

jueves, 6 de marzo de 2014

MAPA - VARIABILIDAD DE LA PRESIÓN ARTERIAL [PA] DURANTE 24 HORAS


MAPA -Crédito: Medicina preventiva

Las mediciones de la Presión Arterial [PA] en el consultorio [BP] han reconocido limitaciones, que incluyen la incapacidad de recopilar información de BP durante un largo período de tiempo, y en especial, durante las actividades diarias habituales de una persona. Es importante por lo tanto, que se pueda utilizar tanto en el hogar como en el lugar en el cual se desempeñe, una vigilancia ambulatoria [MAPA], permitiendo una complementación de las mediciones efectuadas en los lugares convencionales, mejorando en esta forma,  el valor del pronóstico.

Mapa  o Monitoreo Ambulatorio de la Presión Arterial; también llamado Holter de Tensión Arterial para diferenciarlo del Holter de Arritmias, es un método técnico no invasivo que pretende obtener una medición de la PA durante un período de tiempo determinado, generalmente de 24 horas, en forma ambulatoria, de tal forma que los datos de tensión arterial recogidos, puedan ser posteriormente analizados por el médico tratante.
Es de particular relevancia la capacidad de MAPA para cuantificar en 24 horas el grado de variabilidad de la PA. que ha demostrado que es un factor de riesgo significativo e independiente para cardiovascular [CV] la morbilidad y la mortalidad.
Veinticuatro horas de variabilidad de la PA esta fuertemente asociada con los resultados clínicos y la capacidad de MAPA para proporcionar una cuantificación de la PA a lo largo de un período de 24 horas durante la rutina diaria normal de un individuo, es una de las razones de su alto valor de pronóstico.
El índice de uniformidad [SI - Smoothness Index] proporciona una medida útil de la eficacia del tratamiento hipertensivo sobre un período de dosificación de 24 horas, permitiendo evaluar sus valores por ser más alta con agentes hipertensivos, que tienen grandes y consistentes efectos a través de las 24 horas.
El Telmisartán y el Amlodipino son fármacos antihipertensivos de acción prolongada que, en combinación, no solo reducen las 24 horas del promedio de la PA en las respectivas monoterapias, pero también promocionan un significativo SI. La provisión homogénea de un control de 24 horas de la PA, tiene, por lo tanto, importantes implicaciones clínicas.
Mantener un suave BP, en especial, en el período de  dosificación en  24 horas, puede contribuir a una mejoría en los resultados CV y en la reducción de la variabilidad de la PA, pudiendo así disminuir el daño del órgano y reducir el riego CV.
El trabajo completo efectuado por el Profesor Gianfranco Parati del Departamento de Cardiología del Ospedale San Luca / Universidad de Milano, Italia y Helmut Schumacher de Boehringer Ingelhein GMBH y Co KG de Alemania, se encuentra en la Revista Nature –Hypertension Research (2014) 37,187-193;Doi 10.1038I
 Fuente: Nature / Medicina Preventiva.com
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sábado, 1 de marzo de 2014

SANDÍA: SU JUGO PODRÍA ALIVIAR EL DOLOR MUSCULAR


La fórmula H2NC(O)NH(CH2) 3CH(NH2)CO2H excentuando a los profesionales de la química, física, etc.,  para los neófitos científicos no nos dice mucho; ella corresponde a la fórmula química de la L-citrulina.
La L-citrulina es un compuesto orgánico, un aminoácido α-aminoácido perteneciente al grupo de los aminoácidos no proteicos; su nombre se deriva de citrullus, palabra en Latín para la Sandía [Watermelon en inglés], siendo aislada por primera vez por Koga y Odake en 1914 e identificada por Wada en 1930.

¿Porqué en la actualidad ha cobrado importancia? Se debe a que en el Journal of Agricultural and Food Chemistry fue publicado el resultado del estudio “Watermelon Juice: Potencial Functional Drink for Sore Muscle Relief in Athetes” [Jugo de Sandía: Bebida potencialmente funcional para el Alivio del Dolor Muscular en los Atletas – en español].

La L-citrulina es un excelente candidato para reducir el dolor muscular, y la sandía es una fruta rica en este aminoácido. Es la conclusión a la cual han llegado el equipo investigativo compuesto por Martha P. Tarazona-Díaz, Fernando Alacid, María Carrasco, Ignacio martínez y Encarna Aguayo que aparece en el Diario de Agricultura y Química Alimenticia. 
El estudio investigó el potencial que tiene el jugo de sandía como bebida funcional para los atletas, en el cual atribuyen el mencionado efecto a la L-citrulina, que en forma de suplemento, ha sido utilizada por años para mejorar el desempeño de los atletas.

Los investigadores creen que beber este jugo, ayudaría a que los músculos capten más oxígeno, permitiendo  así su rápida reparación.
Se requieren más estudios para lograr determinantes conclusiones, por cuanto se monitorearon atletas que habían ingerido el jugo de sandía, y también un placebo.
El estudio consistió en: Una hora antes de de ejercitarse, siete voluntarios de veintiuno tomaron 500 ml de jugo natural de sandía, otros siete tomaron jugo de sandía enriquecido con L-citrulina y los siete restantes tomaron 500 ml de un placebo que no contenía L-citrulina.
Los dos primeros grupos sintieron alivio del dolor muscular 24 horas después de haber realizado el ejercicio, sin embargo, los del primer grupo se sintieron más aliviado, lo cual puede significar que la L-citrulina en el jugo natural de sandía, sin pasteurizar,  “parecía estar más biodisponible en una forma en que el cuerpo podía utilizarla mejor”, incluso disminuyó el ritmo cardíaco mientras consumieron el jugo.
El trabajo investigativo  se encuentra en DOI: 10.1021/jf400964r Agric.Food Chem…2013

Paralelamente, podría ser una buena opción para aliviar los dolores musculares en las personas de mayor edad.

Fuente: Wikipedia / Salud UC Nº 29 / La Nación / Journal of Agricultural and Food Chemistry /soca

miércoles, 26 de febrero de 2014

PERSONAS AMENAZADAS CON LA CEGUERA PUEDEN SALVAR SU VISIÓN GRACIAS A TELESCOPIO CAZADOR DE EXOPLANETAS

Ojo humano-crédito ROTFLOLEB / Wikipedia

La Misión Darwin fue concebida como parte de una flotilla de 4 naves espaciales de vuelo libre, que buscarían exoplanetas similares a la Tierra y analizarían sus atmósferas con el propósito de encontrar la firma química de la vida.
La propuesta fue que captaran imágenes de alta resolución, utilizando síntesis de apertura a fin de que proporcionara imágenes de objetos celestes con detalles sin precedentes. Era como observar la luz de una vela junto a un faro a 1.000 kilómetros de distancia.
Para lograrlo, Darwin habría utilizado una técnica llamada “interferometría de anulación”. La luz que llega a algunos de los telescopios se habría demorado un poco antes de observarse de nuevo; lo que significaba que la luz de la estrella central disminuía un poco permitiendo deducir la existencia de un objeto orbitando la estrella.
La misión Darwin no prosperó más allá de la fase de estudio, en 2007 quedó  en suspenso.
Pero el equipo técnico que trabajó en ella y había creado revolucionarios sistemas, pensaron que estos podrían tener vida propia.

El 24 de febrero de 2014,  la Agencia Espacial Europea (ESA) ha informado que médicos de los Países Bajos, han recurrido a la experiencia de un telescopio buscador de exoplanetas de la misión Darwin, para mejorar el microscopio quirúrgico utilizado en salvar la visión de las personas amenazadas de ceguera.

Médicos de la  Clínica de la Universidad del Ojo de Maastricht,  se dieron cuenta que su microscopio temblaba, haciendo que uno de cada cinco operaciones a la vista, fuera imposible ejecutarla.
La respuesta a su problema, les llegó en la forma del revolucionario dispositivo Hummingbird (Colibrí), el cual había sido originalmente diseñado para probar Darwin, el posible observatorio espacial, que había quedado en suspenso en 2007 y que permitía a los ingenieros estabilizar el microscopio y desbloquear su potencial, con lo que se podría prevenir la pérdida de visión.

Cirugía de ojo con el microscopio-crédito Wikipedia / C.A. Bascom

Los cirujanos, para ampliar el ojo, utilizan un microscopio de gran alcance montado en el techo de la sala de operaciones: “Cuando se trabaja dentro de (un límite) menor a 1 mm, un microscopio tembloroso no es una opción”, dice el cirujano oftalmólogo Profesor Carrol Weber director del Centro Médico de la Clínica Oftalmológica de la Universidad   de Maastricht. “Si un paciente tiene un desprendimiento de retina, hay que operar dentro de un día o dos para que dejen de ir a ciegas. La retina  (tiene) apenas la mitad de un milímetro de espesor y, a veces tenemos que pelar una ‘membrana epirretiniana’, que es 10 veces más delgada. Es imposible llevar a cabo este delicado tipo de cirugía con una imagen oscilando”.

Este problema se debía  a diversas circunstancias que convergían al provocar vibraciones semejantes a un temblor que hacían oscilar el microscopio. Entre ellas se podía encontrar un badén de la concurrida carretera que pasaba por fuera  y que sacudía el microscopio cada vez que un autobús pasaba por encima al cual se agregaba el viento que sopla en el exterior del nuevo hospital, el que  hacía vibrar el techo en el cual se apoyaba el microscopio. 
Aún cuando el edificio era de cristal y acero, era sensible a las vibraciones de baja frecuencia, invisibles a simple vista, las vibraciones eran 100 veces más pequeñas que el diámetro de un cabello humano. El factor de aumento de 20 veces  del microscopio, a menudo ponía en riesgo las cirugías.
Imagen del nuevo edificio del Centro Médico Universitario de la Clínica de Ojos de la Universidad de Maastricht-Crédito: John Sondeyker Architectu urfotographie bfn

Un cirujano que constantemente tiene que utilizar a mano el microscopio, tuvo la idea de que se montara el Colibrí (Humminbird) entre el techo y el brazo del microscopio, con el fin de aislarlo de la fuente de perturbación. Así se creó el amortiguador, que activamente contrarrestaba las vibraciones de baja frecuencia en los microscopios quirúrgicos, todo se logró mediante la pionera labor de un equipo de ingenieros de prueba de elementos cruciales, del proyecto del Telescopio Darwin de la ESA..

Nacido en el interés de búsqueda de exoplanetas semejantes a la Tierra, prosperó  la idea de fabricar 4 o 5 telescopios espaciales de vuelo libre, para lo cual la organización de investigación holandesa TNO, desarrolló una “línea de retardo óptico” la cual combina la luz que se ve desde cada uno de los telescopios, creando una sóla y detallada imagen. “Pero existió un problema” dice Len van der Wal de TNO, “Hubieron vibraciones de la transitada calle fuera del laboratorio que estaba en el sótano; se tomaron todas las medidas imaginables, pero era imposible de probar completamente la línea de retardo; así que tuvimos que idear un ambiente totalmente nuevo el que podría cancelar esas vibraciones: un banco de pruebas sin vibraciones”.
 Ilustración de uno de los telescopios de la Misión Darwin-Crédito ESA/Medialab

 A menudo, las tecnologías desarrolladas para los programas espaciales, proporcionan inteligentes soluciones en los sistemas terrestres;  y considerando que la Misión Darwin no había progresado más allá de la fase de estudio,  el  equipo de TNO no se desanimó, especialmente al darse cuenta que de  aplicarlo, podrían dar vida propia a la revolucionaria plataforma que habían inventado. Al mismo tiempo, TNO es parte de la Red del Programa de Transferencia de Tecnología de la ESA para los spin-off de soluciones espaciales, por lo tanto, decidieron que el problema fuera llevado a la Empresa de Ingeniería Holandesa MECAL.

“Hay dos tipos de vibraciones”, explica Johan Van Seggelen, “Vibraciones de alta frecuencia (desde donde) provienen los movimientos rápidos como un motor; para amortiguarlos, utilizamos resortes o goma,  que es el aislamiento pasivo; y las vibraciones de baja frecuencia (que corresponden) al movimiento lento, como el tráfico, el viento, las olas en una playa o incluso, la gente que camina delante de un edificio, (que) son más difíciles de eliminar. No se pueden utilizar muelles para detener el vaivén  (de un) edificio (ocasionado por) el viento. Lo que se tiene que hacer es contrarrestar ese movimiento. A esto lo llamamos  aislamiento activo”.

El Hummingbird [Colibrí] detecta las pequeñas vibraciones y los pequeños actuadores  empujan el microscopio en la dirección opuesta, cancelando de manera efectiva la vibración; es como si se estuviera de pie en un acantilado con el viento empujando en una dirección y alguien te empuja en forma contraria con la misma fuerza. 
La lucha contra las vibraciones no es algo nuevo, pero el Hummingbird tiene una característica única: El equipo inventó y patentó el mecanismo de <<acoplamiento horizontal>>, el que mantiene el nivel horizontal de los sensores de vibración en todo momento;  por lo tanto, evita los errores que se producen normalmente cuando las vibraciones horizontales son contrarrestados en ultra-bajas frecuencias en un ciclo de dos segundos.
Los sistemas activos sin esta tecnología, por lo general sólo trabajan en no más de cinco ciclos por segundo. “Todo se mueve dentro de ‘seis grados de libertad: Arriba/abajo, adelante/atrás, derecha/izquierda, balance, cabeceo y guiñada”, explica Johan, “Gracias al acoplamiento horizontal, el Hummingbird, cuenta las vibraciones en los seis”.
Esto fue vital al montar el dispositivo en el techo de la sala de operaciones, la cual se movía horizontalmente.
Prueba del Colibrí en el banco de pruebas sin vibraciones- Crédito: TNO

“El Hummingbird ha cambiado nuestra vida profesional” dice el profesor Weber, “Nuestros pacientes pueden sentirse totalmente seguros que por fin llegamos a usar nuestro hermoso nuevo edificio con su teatro de operaciones al máximo”.
TNO está encantado de que su innovador trabajo esté dando frutos; “De algo creado para el espacio, nos preguntábamos como y donde podríamos aterrizar en la Tierra este proceso creativo” señala Len Van der Wal.

Entonces, ¿Qué será lo próximo para el amortiguador de vibraciones del microscopio quirúrgico?
“Puede ser útil para todo tipo de operaciones de precisión, tales como la cirugía del cerebro, neurosensor para los pequeños vasos sanguíneos, etc., ya tenemos el interés de Hospitales de Austria, Canadá y del Reino Unido”, dice Johan.


Colibrí - Hummingbird

Mientras tanto, el equipo  lanzará su última versión del Colibrí [Hummingbird] que, al igual que las alas de su homónimo – bate sus alas hasta 80 veces por segundo – es una hazaña de ingeniera de los seres humanos unida a una no menos impresionante hazaña de la naturaleza.
Fuente: ESA -  Programa De Trasferencia de Tecnología
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