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Contenedores inteligentes y drones: el futuro ya es una realidad en el reciclaje

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Contenedores inteligentes y drones: el futuro ya es una realidad en el reciclaje

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Durante esta pandemia, la tecnología ha llegado a todos los rincones de nuestra casa: desde las videollamadas con familiares y amigos, hasta las plataformas que ofrecían formación online en abierto y online y los profesores que enseñaban a sus alumnos a través de la Tablet. Sin duda, las ventajas que hoy día nos ofrece la tecnología, como un servicio puesto a disposición del ciudadano, son muchas y muy amplias.

¿Y qué pasa cuando esa tecnología se aplica también a hábitos tan cotidianos como el reciclaje? Para dar respuesta a esta pregunta trabajan emprendedores, estudiantes y startups desde TheCircularLab, el centro de innovación sobre economía circular de Ecoembes. Desde este centro pionero en Europa investigan fórmulas para desarrollar y utilizar la tecnología más puntera -inteligencia artificial, visión 3D o 'data learning'- a lo largo del ciclo del reciclaje para sacarle el máximo partido: desde la separación en casa hasta la nueva vida de un producto elaborado, por ejemplo, con plástico reciclado.

Tecnología para que el ciudadano recicle más... y mejor

Utilizamos herramientas digitales es nuestro día a día para prácticamente todas nuestras actividades: pedir un taxi, comida a domicilio, mirar el tiempo que va a hacer ... y, ahora, también, podremos reciclar haciendo uso del teléfono móvil. Es lo que promueve RECICLOS, un Sistema de Devolución y Recompensa (SDR) que se sirve de la tecnología móvil para digitalizar el hábito del reciclaje y, al mismo tiempo, premiar a los ciudadanos por hacerlo bien. Esta iniciativa, que nació en TheCircularLab, da recompensas para mejorar el entorno más cercano de los ciudadanos -movilidad sostenible, rehabilitación de espacios públicos, apoyo a causas sociales locales...- a cambio del reciclaje de latas y botellas de plástico de bebidas en los contenedores amarillos de la calle, a los que se les incorpora tecnología. RECICLOS ya está en municipios de Cataluña, Islas Baleares y La Rioja y, en 2021, llegará a todas las Comunidades Autónomas. Además, se instalarán máquinas en puntos como estaciones de transporte para que también se puedan reciclar esos envases fuera de casa.

Pero, en el paso anterior al de ir al contenedor, cuando separamos, a veces pueden surgir dudas sobre algunos residuos que presentan materiales más complejos de identificar. Para ello, Pixelabs, empresa dedicada a desarrollar soluciones digitales basándose en la inteligencia artificial, ha colaborado en el desarrollo de la parte de imagen y voz de A.I.R.-e, un asistente inteligente que soluciona dudas de manera interactiva. "Se trata de una aplicación que reconoce imágenes para ayudar a los usuarios a reciclar", explica Alma Pérez, del equipo de Pixelabs, "a través de una foto puede clasificar un envase, pero también cuenta con chat voz al que puedes hacerle preguntas". "Los usuarios están muy contentos porque se trata de una herramienta muy usable, sencilla e inmediata". A.I.R-e es gratuita y está disponible para Apple, Android, Twitter y chat de Facebook.

Cómo saber cuándo un contenedor está lleno: 'SmartWaste'

SmartWaste utiliza desde sensores hasta tecnología GPS con el objetivo de digitalizar la recogida y traslado de residuos y recoger datos de calidad para poder implementar mejoras en ese proceso. "Recogemos información y la introducimos en un sistema centralizado. A esa información le sumamos otras capas de información, relativas a la composición de la población, variables sociodemográficas...", describe Miguel Ángel González, director de infraestructuras, ciudades y productos conectados de Minsait, la empresa que colabora en su desarrollo.

Todo este cóctel de datos permite entender, por ejemplo, por qué en un cubo de una misma localidad se depositan más residuos que en otros y, así, poder adaptar las rutas de recogidas. Posibilita, en definitiva, que todos los agentes implicados en el proceso, especialmente ayuntamientos, cuenten con información de calidad y datos ricos para desempeñar mejor su labor. "Se trata de una iniciativa muy avanzada a nivel europeo", señala González.

Vartel, selección 3D en planta

La ingeniería geomática y la visión artificial han permitido recopilar datos hasta ahora inimaginables, como la calidad de los residuos que llegan a una planta de selección. Un ejemplo de ello es Vartel, un proyecto permite medir el volumen, el peso y la densidad de los materiales agrupados para establecer, entre otras cosas, los ritmos de trabajo de las máquinas. A través de sensores colocados en puntos estratégicos se genera una imagen tridimensional que ofrece una fiabilidad del 95%. "Hasta ahora no había manera de conocer la densidad, un dato que permite saber si el material que llega a una planta tiene impropios, es decir, residuos que no deberían haber llegado allí", resume Carlos Tarragona, director de SpectralGeo, que ha puesto en marcha esta iniciativa. "El hecho de poder tener una información sobre la densidad ayuda a procesar todos esos residuos de una forma más ágil y, por tanto, eficiente".

Plástico que se convierte en plástico: buscando una segunda vida para los envases

Una de las máximas del reciclaje es conseguir que todos los envases que se echen en el contenedor amarillo o azul tengan una segunda vida para, de esta forma, ahorrar materias primas como agua o electricidad. En el proceso de dar nuevas oportunidades a los envases trabajan también desde TheCircularLab, aplicando, para ello, la innovación. Así, desde este centro han desarrollado una serie de proyectos para que materiales como el plástico film, presente en muchos de los envases flexibles del mercado (bolsas de patatas, film de envolver, tapas de bandejas), tenga nuevas aplicaciones. "Tradicionalmente este material se utilizaba para hacer tuberías de riego y bolsas de basura y, ahora, las opciones son mucho mayores: desde espumas con propiedades aislantes, que podrían utilizarse para automoción, construcción o incluso plantillas para el calzado, hasta láminas de cartelería, material textil con diferentes usos o nuevos films", señala Jorge García, del departamento de Innovación de Ecoembes. "Se están dando todos los condicionantes para que cada vez más usemos material reciclado", subraya García.

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Contenedores inteligentes y drones: el futuro ya es una realidad en el reciclaje

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Durante esta pandemia, la tecnología ha llegado a todos los rincones de nuestra casa: desde las videollamadas con familiares y amigos, hasta las plataformas que ofrecían formación online en abierto y online y los profesores que enseñaban a sus alumnos a través de la Tablet.

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Cáscaras de arroz para descontaminar el aire de las ciudades

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Cáscaras de arroz para descontaminar el aire de las ciudades

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Los óxidos de nitrógeno son algunos de los principales gases responsables de la elevada contaminación de las ciudades y su emisión genera graves problemas en la salud. Aunque parte de ellos se producen debido a causas naturales, como descomposiciones bacterianas, incendios o tormentas, la mayoría se generan debido al uso de combustibles fósiles. Ahora, un trabajo de investigación realizado en la Universidad de Córdoba (UCO) de España ha desarrollado una metodología para preparar materiales que descontaminan estas sustancias y en la que se emplean residuos de cáscara de arroz.

La mayoría de estos materiales descontaminantes se aplican sobre pavimentos y edificios y su eficacia se basa en la fotocatálisis, un mecanismo por el cual se eliminan contaminantes de la atmósfera mediante un proceso de oxidación activado por la energía solar. Estos materiales están formados porcompuestos con cualidades semiconductoras que actúan como catalizadores de la reacción y que por tanto son los que realmente permiten limpiar los contaminantes atmosféricos.

El grupo de investigación FQM 175, adscrito al Instituto Universitario de Nanoquímica (IUNAN) de la UCO y liderado por el profesor Luís Sánchez, ha desarrollado estos compuestos fotocatalizadores, basándose en óxido de cinc soportado sobre óxido de silicio, responsables de la descontaminación del aire. La novedad es que para ello se han empleado residuos de cáscaras de arroz que "modulan el crecimiento de las partículas de óxido de cinc a escala nanométrica y su sensibilidad hacia el dióxido de nitrógeno", un gas contaminante y con un alto grado de toxicidad.

La contaminación del aire es un problema tristemente común en las ciudades. (Imagen: Pxhere)

Los compuestos, obtenidos por un proceso de molienda y calcinación, "han ofrecido la mayor eficiencia y selectividad en la eliminación fotoquímica de estos gases descrita hasta la fecha y de una forma barata, sencilla y sostenible", según señalan responsables del estudio.

Los resultados de la investigación, además, han demostrado a escala de laboratorio que estos fotocatalizadores pueden hacer desaparecer en las ciudades la elevada concentración de estos gases contaminantes en las horas de máximo tráfico. Además, la actividad de estos compuestos es totalmente recuperable con un simple lavado de agua, por lo que el estudio "permitirá implementar el uso real de estos materiales descontaminantes en las grandes ciudades".

El trabajo de investigación, publicado en la revista Chemical EngineeringJournal, ha sido financiado con cargo al proyecto del MINECO MAT2017-88284-P, "Sistemas 2D y 3D Basados en Hidrotalcitas como Fotocatalizadores para la Eliminación de Gases NOX". (Fuente: UCO)

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Cáscaras de arroz para descontaminar el aire de las ciudades

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Los óxidos de nitrógeno son algunos de los principales gases responsables de la elevada contaminación de las ciudades y su emisión genera graves problemas en la salud. Aunque parte de ellos se producen debido a causas naturales, como descomposiciones bacterianas, incendios o tormentas, la mayoría se generan debido al uso de combustibles fósiles.

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Conchas de mejillón para depurar aguas residuales de manera sostenible

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Conchas de mejillón para depurar aguas residuales de manera sostenible

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El aumento de la demanda de pescado y el estancamiento de la producción pesquera han incrementado la responsabilidad de la acuicultura como fuente de productos marinos. En este sentido, ante la necesidad de desarrollar estrategias de producción acuícola sostenible, para minimizar su impacto sobre el medio, evitando así la sobreexplotación de los recursos, surge el proyecto BIOSHELL, cuyo fin es el diseño y la instalación de un biofiltro para la depuración de agua de acuicultura con relleno de material residual acuícola, como es la concha de mejillón. El objetivo final es reducir el consumo de agua en este sector.

La Universidad de Valladolid (UVa), a través del Instituto de Procesos Sostenibles, y la Asociación Nacional de Fabricantes de Conservas de Pescados (ANFACO-CECOPESCA), todas estas entidades en España, se han unido en el proyecto BIOSHELL.

Este proyecto, coordinado por ANFACO-CECOPESCA, con la colaboración del Instituto de Procesos Sostenibles, se enmarca en la convocatoria para el fomento e impulso de la sostenibilidad pesquera y acuícola, dentro del Programa pleamar, cofinanciado por el Fondo Europeo Marítimo y de Pesca (FEMP), con el apoyo del Ministerio para la Transición Ecológica, a través de la Fundación Biodiversidad.

En el desarrollo del proyecto, se estudiará el funcionamiento del sistema de biofiltro sostenible con conchas, a escala laboratorio, analizando las diferencias respecto a un filtro control como los que se emplean en sistemas convencionales. Con los resultados obtenidos de este primer estudio, la Universidad de Valladolid realizará el diseño del equipo a escala piloto, que se implementará in situ en las instalaciones del Grupo Tres Mares para estudiarlo en condiciones reales.

Mejillones. (Foto: Pixabay / Pexels)

Estos sistemas de biofiltros de bajo coste son de especial interés en épocas en las que las necesidades de agua de la planta no se pueden ver satisfechas por problemas de suministro, lo que obliga a trabajar en recirculación, tratando para ello el agua de salida de manera eficiente. Los filtros biológicos se utilizan para eliminar el amoniaco y/o los nitratos producidos por el metabolismo de los peces, que en condiciones de circuito cerrado se acumularían hasta alcanzar concentraciones dañinas para la supervivencia de los individuos.

Los resultados de campo que se obtengan de la operación a escala piloto se evaluarán, no solo desde el punto de vista ambiental, sino también económico, para tener en cuenta todos los aspectos que afecten a una potencial integración de estos sistemas de bajo coste en plantas reales de acuicultura en España.

Los resultados del proyecto BIOSHELL serán públicos y se difundirán en el sector de la acuicultura española, para incentivar a las empresas a implantar estos procesos de depuración más sostenibles y en línea con los principios de economía circular. (Fuente: UVA / DICYT)

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Conchas de mejillón para depurar aguas residuales de manera sostenible

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El aumento de la demanda de pescado y el estancamiento de la producción pesquera han incrementado la responsabilidad de la acuicultura como fuente de productos marinos.

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Purificar agua usando el poder de la luz del sol

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Purificar agua usando el poder de la luz del sol

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Un equipo de investigación internacional ha sido capaz de transformar agua salobre y agua de mar en agua potable segura y limpia en menos de 30 minutos utilizando MOFs (metal-organic frameworks) y luz solar.

En un descubrimiento que podría proporcionar agua potable a millones de personas en todo el mundo, los investigadores no solo pudieron filtrar las partículas nocivas del agua y generar 139,5 litros de agua limpia por kilogramo de MOF al día, sino que también realizaron esta tarea de manera más eficiente desde el punto de vista energético que las prácticas actuales de desalinización.

La Organización Mundial de la Salud sugiere que el agua potable de buena calidad debe tener un total de sólidos disueltos (TDS) de <600 partes por millón (ppm). Los investigadores pudieron lograr un TDS de <500 ppm en solo 30 minutos y regenerar el MOF para su reutilización en cuatro minutos bajo la luz del sol.

Esta primera investigación mundial fue publicada en la prestigiosa revista Nature Sustainability .

El autor principal, el profesor Huanting Wang, del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Monash (Australia), dijo que esta labor abría una nueva dirección para el diseño de materiales que respondan a estímulos para la desalinización y la purificación del agua de manera eficiente y sostenible.

"La desalinización se ha utilizado para hacer frente a la creciente escasez de agua en todo el mundo. Debido a la disponibilidad de agua salobre y agua de mar, y porque los procesos de desalinización son fiables, el agua tratada puede integrarse en los sistemas acuáticos existentes con un mínimo de riesgos para la salud", dijo el Profesor Wang.

Huanting Wang. (Foto: Monash University)

"Pero los procesos de desalinización térmica por evaporación son intensivos en energía, y otras tecnologías, como la ósmosis inversa, tienen una serie de inconvenientes, entre ellos el alto consumo de energía y el uso de productos químicos en la limpieza de las membranas y la descloración.

"La luz solar es la fuente de energía más abundante y renovable de la Tierra. Nuestro desarrollo de un nuevo proceso de desalinización por adsorción mediante el uso de la luz solar para la regeneración proporciona una solución de desalinización eficiente en cuanto a la energía y sostenible desde el punto de vista ambiental".

Los MOF (materiales metal-orgánico estructurados) son una clase de compuestos formados por iones metálicos que forman un material cristalino con la mayor área de superficie que se conoce. De hecho, los MOF son tan porosos que pueden encajar toda la superficie de un campo de fútbol en una cucharilla.

El equipo de investigación creó un MOF dedicado llamado PSP-MIL-53. Los investigadores demostraron que el PSP-MIL-53 era capaz de producir 139,5 litros de agua dulce por kilogramo de MOF al día, con un bajo consumo de energía. Esto fue a partir de la desalinización de 2.233 ppm de agua procedente de un río, lago o acuífero.

El profesor Wang dijo que esto pone de relieve la durabilidad y la sostenibilidad de la utilización de este MOF para futuras soluciones de agua limpia.

"Este estudio ha demostrado con éxito que los MOF fotorresistentes son un adsorbente prometedor, energéticamente eficiente y sostenible para la desalinización", dijo el Profesor Wang.

"Nuestro trabajo proporciona una nueva y emocionante ruta para el diseño de materiales funcionales para el uso de energía solar con el fin de reducir la demanda de energía y mejorar la sostenibilidad de la desalinización del agua". (Fuente: NCYT Amazings )

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Purificar agua usando el poder de la luz del sol

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Un equipo de investigación internacional ha sido capaz de transformar agua salobre y agua de mar en agua potable segura y limpia en menos de 30 minutos utilizando MOFs (metal-organic frameworks) y luz solar. En un descubrimiento que podría proporci

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Emplean material volcánico para cemento sustentable

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Emplean material volcánico para cemento sustentable

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En México existen volcanes activos que, además de representar un peligro para las personas que viven en sus cercanías (de acuerdo con su nivel de actividad), pueden también ser un nicho de oportunidad para la industria de la construcción.

Una nueva propuesta del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados, Unidad Saltillo, propone emplear cenizas volcánicas para obtener un cemento ecológico con características similares a las del cemento tipo portland, para preparar concretos.

El proyecto, a cargo de José Iván Escalante García y financiado por el Programa Fronteras del la Ciencia del Conacyt, forma parte de una serie de alternativas que se han creado en el Cinvestav Unidad Saltillo que emplea materiales reciclados, desechos y materias primas naturales alternativas para obtener nuevos cementos, cuyo proceso de fabricación tiene menor impacto ambiental.

"El concreto es el material más comercializado en el mundo después del agua, y por lo general está basado en el cemento portland. La producción y consumo de ese cemento genera cerca del 8 o 10 por ciento del CO2 antropogénico a nivel mundial. Si consideramos que la industria de la construcción va de la mano con el constante crecimiento de la población en zonas urbanas, estamos hablando que la producción del cemento tendrá un impacto ambiental cada vez mayor en los próximos años, lo que demanda urgentemente alternativas de solución sustentables", mencionó Escalante García.

Por ello, durante los últimos cuatro años el grupo de investigación ha desarrollado alrededor de 15 alternativas al cemento portland, la mayoría cuenta con solicitud de patente nacional. La idea es obtener cementos sustentables, que reciclen desechos urbanos e industriales o incorporen nuevas materias primas abundantes en muchas partes del planeta, que además de ser baratas, su proceso de manufactura no requiera del uso de hornos que alcanzan los mil 500 grados centígrados, como ocurre con la opción comercial.

Lava procedente de un volcán. (Foto: DICYT)

En el caso del uso de ceniza volcánica, el investigador del Cinvestav señaló que se consideró ese material debido a la abundancia, bajo costo, composición química y carácter amorfo de su estructura atómica.

"La ceniza se pasa por un molino y se agregan agentes activantes alcalinos y sulfáticos disponibles comercialmente; el proceso resultante es una activación química con el agua, que resulta en la formación de compuestos químicos cementantes, los cuales muestran excelentes propiedades ingenieriles. Las formulaciones de los nuevos cementos contienen hasta 80 por ciento de material volcánico, sin que sea necesario emplear hornos de altos grados durante el proceso.

"Prácticamente donde haya ceniza volcánica hay potencial de producir estos cementos, ya que existe una cadena de proveedores de ese material y de los aditivos necesarios; adicionalmente, la producción no requiere de equipos especiales ni una inversión muy alta, solo se necesita un molino y un mezclador para hacerlo", señaló el investigador.

En cuanto a las características, el cemento basado en cenizas volcánicas no sólo es más barato en términos de producción, sino que en las pruebas realizadas en el Cinvestav Unidad Saltillo, se ha verificado que su funcionalidad es semejante a la del cemento portland, incluso visualmente son idénticos.

De acuerdo con Escalante García, al menos siete de los más de 13 cementos sustentables realizados en su laboratorio no los desarrolla algún otro grupo de investigación, por lo que el Cinvestav Unidad Saltillo es pionero en el uso de materiales reciclados para la síntesis de nuevos cementos sustentables de uso en construcción y otras industrias. De forma que el impacto de las investigaciones es de alcance mundial. (Fuente: Cinvestav/DICYT)

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Emplean material volcánico para cemento sustentable

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En México existen volcanes activos que, además de representar un peligro para las personas que viven en sus cercanías (de acuerdo con su nivel de actividad), pueden también ser un nicho de oportunidad para la industria de la construcción. Una nu

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Desarrollo de materiales para aumentar la resiliencia de edificios durante terremotos

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Desarrollo de materiales para aumentar la resiliencia de edificios durante terremotos

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Más de 80.000 terremotos secudarios fueron detectados a raíz de los dos seísmos que ocurrieron en California alrededor del 4 de julio. Los californianos, aunque acostumbrados a los terremotos, se llevaron una gran y desagradable sorpresa al presenciar dos temblores con las más grandes magnitudes que se han registrado en la última década. Y aunque no hubo perdida de vidas humanas, la organización nacional geológica de EE.UU. estimó que las pérdidas económicas se aproximaron a casi mil millones de dólares. Ahora, unos investigadores en la Universidad de Texas en San Antonio (UTSA) han recibido fondos para estudiar materiales arquitectónicos que puedan reducir los movimientos laterales causados por seísmos sin que su uso implique alterar mucho la vida cotidiana de los residentes.

La idea es lograr un material que pueda sostener el peso de una estructura pero también disipar la energía de un terremoto, tal como señala David Restrepo, profesor adjunto en el departamento de ingenería mecánica de la Universidad de Texas en San Antonio (UTSA), Estados Unidos.

Arquitectos e ingenieros suelen usar amortiguadores de metal o de materia viscosa y elástica para mitigar el movimiento de estructuras durante terremotos. Pero, estos mismos amortiguadores se deforman al recibir un impacto o se derriten en temperaturas altas como las alcanzadas durante incendios. Estas limitaciones conducen a esfuerzos costosos de reconstrucción.

"Estamos trabajando en obtener nuevos materiales manufacturados con el diseño correcto para que puedan deformarse durante un temblor, atrapar la energía, disiparla, y luego recuperar su forma original sin necesitar reparación alguna," explicó Restrepo. "Deseamos crear un material que se base en la deformación elástica."

Durante un terremoto, las paredes de un edificio pueden agrietarse y causar separación de componentes. Restrepo propone introducir entre las paredes materiales celulares periódicos, basados en modelos que se repiten, para prevenir esta deformación irreversible.

El objetivo de esta línea de investigación es lograr nuevos materiales que permitan a los edificios donde se les use soportar mejor los terremotos. (Imagen: UTSA)

Su solución tiene tres beneficios. Primero, reduce la cantidad necesaria de acero estructural y también los costos económicos que se requieren para la construcción. Segundo, el material es más liviano, lo que también aporta ventajas. Y por último, absorbe altos niveles de energía.

Actualmente, en la UTSA el investigador está estudiando el diseño que debería tener el material arquitectónico y trabajando en fórmulas matemáticas a fin de calcular la fuerza necesaria para obtener el producto óptimo. Él colaborará con ingenieros civiles colombianos de la Universidad EAFIT. Restrepo cree que se ontendrán resultados preliminares a finales de año.

Esta línea de investigación no solo puede traer mejoras para los edificios. En un futuro es muy posible que los nuevos materiales que se desarrollen puedan ser incorporados en vehículos, como pronostica Restrepo. (Fuente: UTSA)

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Desarrollo de materiales para aumentar la resiliencia de edificios durante terremotos

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Más de 80.000 terremotos secudarios fueron detectados a raíz de los dos seísmos que ocurrieron en California alrededor del 4 de julio. Los californianos, aunque acostumbrados a los terremotos, se llevaron una gran y desagradable sorpresa al presenciar dos temblores con las más grandes magnitudes que se han registrado en la última década.

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Un nuevo material catalizador para los motores diésel

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Un nuevo material catalizador para los motores diésel

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El principal inconveniente de los motores diésel son las emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx) a la atmosfera. Un estudio de la UPV/EHU (España) estudia sustituir parcialmente los costosos catalizadores basados en metales nobles por las perovskitas para combatir la contaminación del aire que producen los óxidos de nitrógeno provenientes de motores diesel.

El control de las emisiones de los óxidos de nitrógeno (NOx) sigue siendo una de las principales problemáticas de los vehículos diésel y es un reto tecnológico aún por resolver. De hecho, esta cuestión ha sido un punto de gran controversia durante los últimos años, hasta el punto de fijarse grandes limitaciones tanto para el uso como la compra de ese tipo de vehículos.

Los óxidos de nitrógeno, genéricamente NOx, son producidos por las elevadas temperaturas y presiones a las que se trabaja en los motores. Específicamente lo motores diesel al trabajar con relaciones aire/combustible altas favorecen una mayor proporción de NOx en los gases de escape del vehículo. Los óxidos de nitrógeno emitidos por los sistemas de escape están entre los principales causantes de smog o la niebla contaminante que se forma sobre las grandes ciudades o núcleos industriales.

Los esfuerzos de las empresas automovilísticas se han centrado en el desarrollo de sistemas catalíticos eficientes para el control de las emisiones de NOx en los motores diésel. Como consecuencia, "este trabajo se ha centrado en desarrollar tecnologías que sean capaces de cumplir la normativa cada vez más restrictiva que se está imponiendo y, a su vez, abaratar el coste del sistema y alargar su durabilidad", señala Jon Ander Onrubia Calvo, investigador de la UPV/EHU.

Los NOx emitidos por los sistemas de escape están entre los principales causantes de smog. (Foto: Pixabay)

"La principal función de los catalizadores en los vehículos diésel es convertir el contaminante principal NOx en un compuesto inerte que no conlleve ninguna consecuencia en cuanto a problemas de salud o contaminación ambiental. En este caso, intentamos convertir los NOx en nitrógeno, compuesto mayoritario en el aire atmosférico", explica Onrubia.

"Las perovskitas a priori -apunta Jon Ander Onrubia- se presentan como una buena aproximación para reducir el coste y aumentar la durabilidad de los catalizadores basados en metales nobles como el platino, paladio o el rodio. El principal inconveniente de esos metales nobles es que son muy caros y además presentan una baja estabilidad térmica. Por lo tanto, si conseguimos sustituir parcialmente esos metales por las perovskitas, conseguiremos abaratar el coste del sistema y alargar su durabilidad".

El investigador ha destacado que "los resultados obtenidos en este trabajo abren un nuevo horizonte en el desarrollo de nuevos materiales para la eliminación de NOx de los gases de escape de los motores diésel". Sin embargo, "los resultados reportados son solo un punto de partida y queda aún un amplio margen de mejora tanto en el diseño de los materiales como del sistema. Un mayor conocimiento de los mecanismos de reacción y la cinética química del proceso permitirán hacer un rediseño más exacto tanto de las formulaciones como del convertidor catalítico. De ese modo, se podrán desarrollar alternativas mejoradas que permitan que los vehículos diésel puedan ajustarse a los estrictos estándares de emisión regulados por la normativa", indica Jon Ander Onrubia. (Fuente: UPV/EHU)

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Un nuevo material catalizador para los motores diésel

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El principal inconveniente de los motores diésel son las emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx) a la atmosfera. Un estudio de la UPV/EHU (España) estudia sustituir parcialmente los costosos catalizadores basados en metales nobles por las perovskitas para combatir la contaminación del aire que producen los óxidos de nitrógeno provenientes de motores diesel.

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Patentan un nuevo desinfectante que evita la diseminación de bacterias multirresistentes

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Patentan un nuevo desinfectante que evita la diseminación de bacterias multirresistentes

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Un equipo de investigación de la Universidad de Jaén (España) ha patentado una nueva fórmula desinfectante que no sólo elimina a las bacterias patógenas, sino que también acaba con su capacidad de evolucionar genéticamente y adquirir resistencia ante agentes antimicrobianos. La composición utiliza agentes sostenibles, que se degradan fácilmente en el ambiente sin dañarlo.

Los desinfectantes usuales presentan algunos problemas que la nueva patente 'Composición desinfectante' resuelve: su alta toxicidad y la capacidad de los microorganismos de volverse resistentes a ellos. Por un lado, productos como la lejía, pueden provocar efectos adversos en los seres vivos tras una alta exposición, lo que la convierte en un producto altamente contaminante. Por otro lado, el nuevo bactericida inhibe las denominadas bombas de eflujo, un mecanismo inespecífico por el que los microbios expulsan los desinfectantes y antibióticos sin que actúen sobre su diana y de este modo se favorece el desarrollo de resistencia a ellos. De esta manera, las bacterias se hacen cada vez más fuertes y los desinfectantes menos eficaces.

Los expertos han confirmado que el desinfectante elimina por completo diversas cepas bacterianas patógenas comunes en el ámbito alimentario y sanitario con tan solo cinco minutos de exposición.

En investigaciones previas, habían detectado bacterias de origen alimentario que han adquirido mecanismos de resistencia, modificando sus genes por mutación y adquiriendo nuevos genes que se incluyen en su ADN, aumentando así el reservorio de resistencia a ciertos compuestos. "En estos estudios, hemos localizado hasta 14 genes que propician esa resistencia a agentes antimicrobianos de uso en terapia y en procesos de desinfección. Ahí es donde la nueva generación de desinfectantes debe incidir", indica a la Fundación Descubre la investigadora de la Universidad de Jaén Hikmate Abriouel, inventora de la solución.

Esta misma respuesta la producen los microorganismos en el ser humano al exponerse a antimicrobianos. Así, los inventores indican que este nuevo compuesto podría hacer que los antibióticos recuperaran su eficacia terapéutica en el tratamiento de infecciones graves causadas por ciertas bacterias resistentes a algunos medicamentos utilizados en la actualidad.

Las bacterias no suelen encontrarse solas y aisladas, sino que se unen entre ellas formando una comunidad que se adhiere a cualquier superficie. Son los denominados biofilms. Los microorganismos excretan una matriz extracelular que les sirve de cimiento y como medio para compartir recursos. Es aquí, en este soporte, donde se produce el rechazo a los compuestos que les puede afectar y donde resisten ante un nuevo ataque similar.

La composición de la invención evita el desarrollo de estas biopelículas y también las elimina, una vez creadas. Además, disuelve la matriz y permite la difusión del compuesto para llegar a todos los individuos de la comunidad.

Concretamente, los expertos han unificado en el invento dos agentes, el ácido láctico y el peróxido de hidrógeno. El ácido láctico es un antimicrobiano muy usado en alimentación. Por otra parte, el peróxido de hidrógeno es un potente oxidante y un bactericida que permite debilitar la integridad de la biopelícula para así ejercer su acción sobre los microorganismos contenidos en esta estructura. Ambos actúan conjuntamente para eliminarlos todos.

Biopelícula de la mezcla de bacterias tratadas. Izquierda (control, células vivas), centro (tratamiento durante 5 minutos, gran cantidad de células muertas) y derecha (tratamiento durante 10 minutos, totalidad de células muertas). (Foto: F. Descubre)

Además, incluyen un agente quelante, un compuesto que se diseña para 'secuestrar' metales pesados y evitar sus efectos tóxicos, llamado EDTA. Este se encarga de inhibir las bombas de eflujo para que el bactericida llegue y actúe directamente sobre su diana.

Los expertos han demostrado tras repetidas aplicaciones que no crean resistencia como sí ocurre con otros biocidas confirmando su eficiencia en distintos tipos de bacterias. Han tenido en cuenta las más frecuentes y nocivas en la actualidad como Staphylococcus aureus, causante de infecciones cutáneas e intoxicaciones alimentarias, Listeria monocytogenes, que provoca listeriosis, Enterococcus faecalis, presente en las heces, Salmonella Enteritidis, culpable de la salmonelosis y Escherichia coli o Bacillus cereus, que provocan trastornos intestinales. "La eliminación de esta última ha sido siempre un reto para la industria alimentaria debido a la resistencia de sus esporas, tanto a tratamientos físicos como químicos", concluye la investigadora.

La patente ya se encuentra disponible para ser aplicada por empresas que quieran explotar el producto. (Fuente: F. Descubre)

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Patentan un nuevo desinfectante que evita la diseminación de bacterias multirresistentes

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Un equipo de investigación de la Universidad de Jaén (España) ha patentado una nueva fórmula desinfectante que no sólo elimina a las bacterias patógenas, sino que también acaba con su capacidad de evolucionar genéticamente y adquirir resistencia ante agentes antimicrobianos. La composición utiliza agentes sostenibles, que se degradan fácilmente en el ambiente sin dañarlo.

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China diseña un robot médico para luchar contra el COVID-19 

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China diseña un robot médico para luchar contra el COVID-19 

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La industria de los robots médicos especializados está en pleno crecimiento e investigadores de una de las principales universidades de China han diseñado uno específico que, según dicen, podría ayudar a salvar vidas en la primera línea de batalla contra el COVID-19.

Dada la naturaleza extremadamente contagiosa del nuevo coronavirus es muy difícil atender directamente a pacientes o casos potenciales sin protección, mascarillas, gafas, guantes o batas que no sobran en situaciones de emergencia como las actuales. Además, en países como España, las estadísticas muestran que un 12% de los contagiados son personal sanitario.

Muchas de estas tareas requieren esfuerzo humano y como decíamos, abundante material de protección. El robot no reemplaza a un médico o enfermero. Sin embargo, una de las principales ventajas del nuevo robot es que se puede controlar de forma remota. Esto permite a los médicos supervisar su trabajo desde una distancia segura sin poner en peligro su propia salud y sin tener que dejar de trabajar cuando más se necesite durante un periodo mínimo de cuarentena de 14 días.

Robots médicos contra el COVID-19

Con esto en mente, los investigadores de la Universidad de Tsinghua en China afirman haber creado un robot que puede ayudar a los médicos en tales escenarios. La máquina consiste en un brazo robótico móvil que puede realizar una amplia gama de tareas, incluidas pruebas de ultrasonidos, toma de muestras de la boca o escuchar los sonidos producidos por los órganos de un paciente. También puede auto desinfectarse cuando sea necesario.

El brazo mecanizado está basado en la misma tecnología que se usa hoy en las estaciones espaciales y los exploradores lunares. Originalmente, el equipo universitario chino dirigido por el professor Zheng Gangtie, tenía la intención de que la máquina estuviera completamente automatizada, pero los médicos lo desaconsejaron alegando que la atención personal de los médicos puede contribuir a la recuperación del afectado.

Hay que recordar que China envió a decenas de miles de sanitarios al epicentro del brote, en la provincia de Hubei. A pesar de las protecciones más de 3.000 de ellos habían sido infectados a finales de marzo. El director médico de la zona comentó que el mayor problema del coronavirus era la infección de los trabajadores de primera línea de batalla. Su comentario fue escuchado.

Hasta ahora el equipo ha fabricado dos robots. Uno de ellos está en el laboratorio, pero otro ya trabaja en el Hospital Wuhan Union donde los médicos han comenzado a entrenarlo. Si se cumplen los plazos previstos, los robots podrían comenzar a atender a los pacientes con coronavirus tan pronto como el próximo domingo. El equipo no planea comercializar el diseño del robot, pero espera que otras empresas estén dispuestas a hacerlo. "Todos los médicos son muy valientes, pero este virus es demasiado contagioso... Podemos usar robots para realizar las tareas más peligrosas", explican.

La robótica y la inteligencia artificial "amenazan" con automatizar una buena parte de tareas que hasta ahora realizan los seres humanos y será un gran problema social y económico a resolver, pero en casos como este de grandes pandemias serán una buena ayuda. De presente y de futuro para las que desgraciadamente están por llegar.

Por supuesto, no es la única nueva tecnología que puede emplearse contra estas emergencias. Ya vimos cómo la Inteligencia Artificial puede ayudar a derrotar al COVID-19 y en temas más cercanos y prácticos, cómo la impresión 3D está ya siendo utilizada en España para fabricar respiradores 3D de campaña.

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Robots médicos, otra arma de batalla contra el COVID-19

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La industria de los robots médicos especializados está en pleno crecimiento e investigadores de una de las principales universidades de China han diseñado uno específico que, según dicen, podría ayudar a salvar vidas en la primera línea de batalla contra el COVID-19.

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Coca-Cola muestra su primer prototipo de botella de papeL

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Coca-Cola muestra su primer prototipo de botella de papeL

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Coca-Cola, que hace unos meses se unió a la start-up danesa Paboco (The Paper Bottle Company) para crear botellas a partir de materiales renovables, reciclables y biodegradables, ha presentado un primer prototipo de botella hecha de papel que permite avanzar hacia un mundo sin residuos.

" Nuestro objetivo es crear una botella de papel que pueda reciclarse como cualquier otro tipo de papel. Este modelo es el primer paso para lograrlo. Una botella enteramente de papel abre todo un mundo de posibilidades y estamos convencidos de que los envases en este material jugarán un rol importante en el futuro", ha señalado Stijn Franssen, EMEA R&D Packaging Innovation Manager de Coca-Cola, que forma parte del proyecto.

La iniciativa se enmarca dentro de World Without Waste (Un Mundo sin Residuos), la estrategia global de Coca-Cola en materia de envases por la que se compromete a recoger y reciclar el equivalente al 100% de las latas y botellas que comercialice para 2030, aunque en Europa Occidental este objetivo se ha fijado para 2025. También contempla, entre otras cuestiones, reducir sustancialmente la utilización de materia prima virgen en la fabricación de los envases y que estos sean 100% reciclables. Para ello, desde hace años Coca-Cola invierte continuamente en ecoinnovación, explora las tecnologías más punteras y, lo que es más importante, busca asociaciones y colaboraciones que impulsen una mayor sostenibilidad de sus envases.

Tal y como explica la compañía, este prototipo de botella es un primer paso, pero queda camino por recorrer, pues su fabricación aún no es posible sin la utilización de una pequeña cantidad de plástico. " Consta de una carcasa de papel con un tapón de plástico y un fino revestimiento de este material también en el interior. Se trata de plástico 100% reciclado y que se puede procesar nuevamente, pero nuestro propósito es crear una botella de papel que se pueda reciclar como cualquier otro papel. Lo próximo será encontrar una solución que permita generar una botella sin ese revestimiento plástico", ha apuntado Stijn Franssen.

Igualmente, se están realizando pruebas exhaustivas para que esta futura botella sostenible cumpla con todos los estándares actuales en cuanto a calidad y seguridad alimentaria. Sin olvidar, como cuenta el propio Stijn Franssen, el debido debate sobre cómo reaccionarán los consumidores a una innovación de tal calibre, o sobre cuándo y dónde se podría vender y cómo se puede reciclar. "Esta innovación debe explorarse desde todos los ángulos para asegurarnos de que ofrecemos la mejor botella posible", asegura.

Stijn Franssen confía en que las nuevas tecnologías permitan el desarrollo de esta botella de papel que se recicle como tal, y también que pueda emplearse para una gran cantidad de bebidas del portafolio de la compañía. "Todo esto es parte de nuestro viaje para encontrar soluciones de envases más sostenibles con el fin de que los consumidores disfruten de nuestras bebidas cómodamente sin perjuicio para el planeta".

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Coca-Cola muestra su primer prototipo de botella de papel

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Coca-Cola, que hace unos meses se unió a la start-up danesa Paboco (The Paper Bottle Company) para crear botellas a partir de materiales renovables, reciclables y biodegradables, ha presentado un primer prototipo de botella hecha de papel que permite avanzar hacia un mundo sin residuos.

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Nuevo material para implantes capaces de conectar el tejido humano con ordenadores

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Nuevo material para implantes capaces de conectar el tejido humano con ordenadores

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Saltarse la evolución natural de la naturaleza y mejorar la especie humana a golpe de tecnología es uno de los sueños más recurrentes en cierto espectro del mundo científico. La inyección de chips NFC subcutáneos o implantes electrónicos de todo tipo para remediar problemas de salud están ya a la orden del día. Pero todavía se puede ir mucho más allá.

La transhumanización, como se denomina a esta corriente filosófica y científica, lleva varias décadas trabajando en la misma dirección y poco a poco estos esfuerzos van tornándose en resultados positivos. Disyuntivas y discusiones morales aparte, una de las barreras que se les planteaban a los científicos es qué material emplear. El tejido vivo no se lleva bien algunos compuestos y menos todavía cuando hablamos de implantes cerebrales.

La última revolución en este campo acaba de salir a la luz en la exposición virtual American Chemical Society correspondiente a la edición de otoño de 2020. Científicos han estado investigando y probando un polímero que permita interconectar el tejido humano con la tecnología.

El polímero 'humano'

"Tuvimos la idea de este proyecto porque estábamos tratando de interconectar microelectrodos orgánicos rígido con el cerebro, pero los cerebros están hechos de materiales orgánicos, salados y vivos", ha declarado el David Matin, profesor de materiales de la Universidad de Delaware y director del proyecto. Comprobaron que la conexión no funcionaba como se esperaba, así que intentaron dar una vuelta de tuerca al proyecto en busca de una mejor forma de llevarlo a cabo.

"Comenzamos a buscar materiales electrónicos orgánicos como los polímeros conjugados que se usan en dispositivos no biológicos. Encontramos un ejemplo químicamente estable que se vendió como recubrimiento antiestático para pantallas electrónicas".

Pedot, como se denomina el polímero posee las propiedad físicas y químicas perfectas para integrarse con el tejido humano. Esto es, conectar un dispositivo de hardware electrónico directamente a una persona. Además, lo hace sin causar cicatrices.

El polímero mejora notablemente la conectividad de los implantes actuales y se traduce en un mejor rendimiento y autonomía de las baterías. El polímero puede emplearse, según los propios investigadores, en la detección y tratamiento de trastornos cerebrales y del sistema nervioso. Martin, en la misma conferencia, ha puesto sobre la mesa la posibilidad de que este tejido permita fusionar la inteligencia artificial con el cerebro humano.

Neuralink, la apuesta de Musk

Además de Tesla y SpaceX, el multimillonario sudafricano Elon Musk cuenta en su cartera de negocios con Neuralink. Una compañía que se encuentra en pleno proceso de investigación científica para unir, tal y como planteaba David Martin, el humano con la máquina.

En relación con su compañía, Elon Musk declaró que el objetivo es " establecer una simbiosis [entre máquina y cerebro]. La IA es solo inteligencia digital. Y a medida que los algoritmos y el hardware mejores, la inteligencia digital superará la inteligencia biológica por un amplio margen, eso es obvio".

Uno de los 'temores' de Elon Musk es que, como apuntó en su día, la máquina consiga superar algún día al humano. Y la solución sería hacer que el humano se sirviera de la inteligencia artificial -o cualquier otro tipo de software- para que eso no ocurra.

Neuralink está trabajando en una interfaz humano-ordenador que permitiera la completa comunicación entre ambas partes. "Un chip y un montón de diminutos cables en tu cráneo. Creo que esto puede hacerse... Probablemente dentro de una década". Elon Musk siempre se ha mostrado demasiado optimista en los plazos, aunque el estado concreto en el que se encuentra el proyecto es, a día de hoy, un misterio.

Neuralink está desarrollando la maquinaria y la tecnología necesaria para implantar estas interfaces electrónicas en el cerebro. Una de las posibilidad que plantea es la de poder reproducir música dentro de nuestro cerebro. Sin necesidad de auriculares ni hardware extra que no sea el implante.

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Humanos conectados con ordenadores: el material que lo hará posible

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Saltarse la evolución natural de la naturaleza y mejorar la especie humana a golpe de tecnología es uno de los sueños más recurrentes en cierto espectro del mundo científico. La inyección de chips NFC subcutáneos o implantes electrónicos de todo tipo para remediar problemas de salud están ya a la orden del día.

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Siendo el calzado más popular del mundo, las chanclas representan un porcentaje preocupante de residuos plásticos que terminan en los vertederos, en las costas y en nuestros océanos. Unos científicos de la Universidad de California en San Diego han pasado años trabajando para resolver este problema, y ahora han dado un paso más hacia el cumplimiento de esta misión.

Manteniendo su química, el equipo de investigadores formuló espumas de poliuretano , hechas de aceite de algas, para cumplir con las especificaciones comerciales de las suelas de zapatos y la base para los pies de las chanclas. Los resultados de su estudio, que se publicarán en la revista Bioresource Technology Reports , se pueden consultar en línea y describen el exitoso desarrollo por parte del equipo de estos materiales sostenibles, listos para el consumo y biodegradables.

La investigación fue una colaboración entre la Universidad de California en San Diego y la compañía Algenesis Materials, una empresa de ciencia y tecnología de materiales. El proyecto fue codirigido por la estudiante de posgrado Natasha Gunawan de los laboratorios de los profesores Michael Burkart (División de Ciencias Físicas) y Stephen Mayfield (División de Ciencias Biológicas), y por Marissa Tessman de Algenesis. Es la más reciente de una serie de publicaciones de investigación que colectivamente, según Burkart, ofrecen una solución completa al problema de los plásticos, al menos para los poliuretanos.

"El documento muestra que tenemos espumas de calidad comercial que se biodegradan en el ambiente natural", dijo Mayfield. "Después de cientos de formulaciones, finalmente logramos una que cumplía con las especificaciones comerciales. Estas espumas tienen un 52 por ciento de biocontenido, y acabaremos llegando al 100 por ciento".

Además de idear la formulación adecuada para las espumas de calidad comercial, los investigadores trabajaron con Algenesis no solo para fabricar el calzado, sino también para degradarlos. Mayfield señaló que los científicos han demostrado que los productos comerciales como los poliésteres, los bioplásticos (PLA) y los plásticos de combustibles fósiles (PET) pueden biodegradarse, pero solo en el contexto de pruebas de laboratorio o de compostaje industrial.

Chanclas con materiales biodegradables. (Foto: Stephen Mayfield, UC San Diego)

"Volvimos a desarrollar poliuretanos con monómeros de base biológica desde cero para cumplir las altas especificaciones del material para calzado, manteniendo al mismo tiempo la química adecuada, en teoría, para que sean capaces de biodegradarse", explicó Mayfield.

Poniendo a prueba sus espumas personalizadas sumergiéndolas en abono y tierra de suelo tradicionales, el equipo descubrió que se habían degradado después de solo 16 semanas. Durante el período de descomposición, para tener en cuenta cualquier toxicidad, un equipo de científicos dirigidos por Skip Pomeroy de la Universidad de San Diego midió cada molécula desprendida de los materiales biodegradables. También identificaron los organismos que degradaron las espumas.

"Tomamos las enzimas de los organismos que degradan las espumas y demostramos que podíamos usarlas para despolimerizar estos productos de poliuretano, y luego identificamos los pasos intermedios que tienen lugar en el proceso", dijo Mayfield. "Luego demostramos que podíamos aislar los productos despolimerizados y usarlos para sintetizar nuevos monómeros de poliuretano".

Esta completa reciclabilidad de los productos comerciales es el siguiente paso en la misión en curso de los científicos para abordar los actuales problemas de producción y gestión de desechos que enfrentamos con los plásticos, los cuales, si no se abordan, darán lugar a 12 mil millones de toneladas métricas de plástico en los vertederos o en el medio ambiente natural para el año 2050. Según Pomeroy, esta práctica poco respetuosa con el medio ambiente comenzó hace unos 60 años con el desarrollo de los plásticos.

"Si pudieras hacer retroceder el reloj y volver a imaginar cómo hacer la industria de los polímeros procedentes del petróleo, ¿lo harías hoy igual que lo hicimos hace años? Hay un montón de plástico flotando en todos los océanos de este planeta que sugiere que no deberíamos haberlo hecho de esa manera", señaló Pomeroy.

Si bien comercialmente está en vías de producción, hacerlo económicamente es una cuestión de escala que los científicos están trabajando con sus socios fabricantes.

"La gente se está dando cuenta de la contaminación de los océanos por el plástico y está empezando a demandar productos que puedan hacer frente a lo que se ha convertido en un desastre ambiental", dijo Tom Cooke, presidente de Algenesis. "Resulta que estamos en el lugar correcto en el momento adecuado".

"La vida del material debe ser proporcional a la vida del producto", dijo Mayfield. "No necesitamos material que se quede sentado durante 500 años en un producto que solo se usará durante un año o dos". (Fuente: NCYT Amazings )

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Siendo el calzado más popular del mundo, las chanclas representan un porcentaje preocupante de residuos plásticos que terminan en los vertederos, en las costas y en nuestros océanos. Unos científicos de la Universidad de California en San Diego han pa

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Desarrollan un envase con extracto de remolacha que mejora la conservación de alimentos

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Desarrollan un envase con extracto de remolacha que mejora la conservación de alimentos

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Investigadores de las universidades de Cádiz, Sevilla (España) y Victoria de Melbourne (Australia) han diseñado un nuevo envase con un tipo de plástico alimentario al que han agregado extracto de remolacha, rico en compuestos con actividad antioxidante. De esta manera, en este ensayo preliminar, se logra un producto que pretende mejorar las características de los utilizados actualmente al dotar de una mayor durabilidad al alimento contenido sin que pierda sus propiedades.

En los últimos años, la comunidad científica ha centrado sus esfuerzos en la creación de plásticos activos que intervienen en la conservación de las propiedades de los alimentos. Así, en el artículo 'Optical, structural, mechanical and thermal characterization of antioxidant ethylene vinyl alcohol copolymer films containing betalain-rich beetroot', publicado en la revista Food Packaging and Shelf Life, los expertos han confirmado que la remolacha roja añadida a la composición del envase suma propiedades antioxidantes al producto.

El uso de extractos de esta raíz mejora la acción del polímero EVOH (Etilen-Vinil-Alcohol), un plástico muy usado en el envasado alimentario debido a sus propiedades barrera que evitan que el oxígeno entre en el envase y retrasan las reacciones de degradación, ofreciendo mayor vida útil al producto.

Concretamente, han logrado que las películas fabricadas sean más resistentes a la luz ultravioleta respecto al plástico sin aditivar y con propiedades antioxidantes adquiridas. "Se han fabricado con éxito los films EVOH adicionando tanto polvo como extracto de remolacha en diferentes proporciones. La remolacha roja se dispersó adecuadamente en el polímero sin perjudicar su estabilidad térmica ni las propiedades mecánicas y le aportó nuevas características que podrían conferir al envase un mayor poder de conservación", afirma a la Fundación Descubre la investigadora de la Universidad de Cádiz Cristina Cejudo Bastante, coautora del artículo.

La remolacha es rica en compuestos con actividad antioxidante. (Foto: F. Descubre)

Los resultados demostraron que se confiere un tono más rojizo al plástico, lo que produce que sean mejores protectores frente a la luz ultravioleta y se limite en mayor medida la degradación del alimento por la incidencia de la luz. Además, las películas compuestas de extracto de remolacha aportaron una mayor actividad antioxidante que las creadas con polvo del tubérculo o las que no tenían remolacha.

El compuesto de la remolacha responsable de su actividad antioxidante es la betalaína, que provoca ese color rojo intenso típico de esta raíz, usándose como colorante y conservante alimentario. Estos pigmentos incluyen las llamadas betacianinas que dan un color rojo-violeta y las betaxantinas que confieren un tono amarillo-naranja.

Para la realización de los envases, los autores utilizaron el procedimiento de fundición o "casting" que consiste en la preparación de las películas de EVOH adicionando las diversas concentraciones de polvo o extracto de remolacha de forma que el plástico queda impregnado de estas sustancias de una manera homogénea.

Los análisis comparativos demostraron que la permeabilidad al agua se mantuvo con respecto al EVOH convencional, aunque aumentó con concentraciones crecientes de remolacha roja añadida. Además, la adición del extracto en concentraciones de hasta el 2% mantuvo la estabilidad térmica del plástico. Es decir, la descomposición del polímero por los cambios de temperatura no varía con la adición de polvo o extracto de remolacha respecto del control.

Los autores de este estudio plantean continuar las investigaciones con alimentos reales y confirmar si existen posibles migraciones al interior del envase o pudieran darse alteraciones sensoriales en el sabor u olor del alimento.

El trabajo se ha desarrollado con financiación del Ministerio de Educación y Formación Profesional. (Fuente: F. Descubre)

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Desarrollan un envase con extracto de remolacha que mejora la conservación de alimentos

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Investigadores de las universidades de Cádiz, Sevilla (España) y Victoria de Melbourne (Australia) han diseñado un nuevo envase con un tipo de plástico alimentario al que han agregado extracto de remolacha, rico en compuestos con actividad antioxidante.

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Material autorreparable bajo el agua o fuera de ella

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Material autorreparable bajo el agua o fuera de ella

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Unos investigadores han desarrollado un nuevo material que puede repararse a sí mismo tanto si está expuesto al aire como si está sumergido en el agua. Además de permitir que los objetos hechos de él sean autorreparables, el material podría permitir metamorfosis en buena parte de la estructura de tales objetos.

es obra del Ejército de Estados Unidos y la Universidad A&M de Texas en el mismo país.

Se espera que los materiales poliméricos imprimibles en 3-D y capaces de reaccionar a ciertos estímulos, que constituyen un nuevo capítulo de la ciencia de materiales en general, permitan no solo la autorreparación sino también una reconfiguración masiva, en vehículos y otros sistemas robóticos militares.

Con dicho poder de autorreparación y reconfiguración masiva, tales máquinas podrán cambiar radicalmente su forma, tal como aventura Frank Gardea, ingeniero aeroespacial e investigador principal en este proyecto para el Laboratorio de Investigación del Comando de Desarrollo de Capacidades de Combate del Ejército Estadounidense.

Según Gardea, los investigadores del Ejército sueñan con una futura plataforma, adecuada para misiones aéreas y terrestres, que posea la capacidad de autorreparación y autorreconfiguración del robot T-1000 de la película "Terminator 2". El modelo T-1000, un ejemplar del cual es interpretado por Robert Patrick, es un robot metamórfico, capaz de adoptar infinidad de formas.

Los investigadores esperan incorporar los materiales desarrollados en sistemas inteligentes, permitiendo que el material se adapte de forma autónoma a su entorno sin control externo. (Foto: Texas A&M University)

A medida que se avance en esta línea de investigación y desarrollo, se espera que el material autorreparable, de tipo epoxídico, tenga la capacidad de ejecutar reconfiguraciones masivas y que, bien equipado con una inteligencia artificial que guíe las operaciones, pueda adaptarse autónomamente a su entorno sin ningún control externo.

El nuevo material autorreparable se caracteriza por un enlace dinámico que le permite pasar de líquido a sólido múltiples veces. Esto hace posible imprimirlo en 3-D y reciclarlo. Además, los enlaces dinámicos introducen un comportamiento único de memoria de forma, en el que el material puede ser programado y activado para volver a una forma recordada. (Fuente: NCYT de Amazings )

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materiales poliméricos imprimibles en 3-d

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Material autorreparable bajo el agua o fuera de ella

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Unos investigadores han desarrollado un nuevo material que puede repararse a sí mismo tanto si está expuesto al aire como si está sumergido en el agua. Además de permitir que los objetos hechos de él sean autorreparables, el material podría permitir

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Una investigación analiza cómo se fracturan los metales impresos en 3D

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Una investigación analiza cómo se fracturan los metales impresos en 3D

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La impresión 3D en metales se emplea desde los años 80 para crear una gran diversidad de piezas para diversos sectores industriales. Debido al proceso de fabricación, estos materiales suelen tener minúsculos poros en su interior (del orden de decenas de micrómetros) que pueden crecer cuando se aplica una carga. Este equipo de investigadores ha analizado lo que ocurre con estos "microvacíos" al aplicarse una carga para entender cómo se fracturan estos metales dúctiles (con capacidad para absorber energía).

"La mayoría de los elementos estructurales de los automóviles, por ejemplo, están fabricados con metales dúctiles para ser capaces de absorber energía en un posible choque, lo que mejora la seguridad en los accidentes de tráfico. Por tanto, conocer y predecir la fractura de materiales dúctiles, equivale a optimizar el diseño de las estructuras de absorción de energía frente a impacto en sectores industriales críticos", explica una de las autoras del estudio, Guadalupe Vadillo, del grupo de investigación Nonlinear Solid Mechanics del Departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras de la UC3M (España).

Su trabajo, publicado recientemente en la revista International Journal of Plasticity, ha identificado dos mecanismos que producen el fallo del material: en primer lugar, la aparición y crecimiento de microporos que producen un ablandamiento del material hasta que se rompe; y, en segundo lugar, la coalescencia, que ocurre cuando varios microporos en el interior del material se unen e interaccionan entre ellos acelerando la fractura.

"Lo que hemos identificado en este trabajo es cómo, dependiendo de la viscosidad del material (lo rápido que se deforme ante carga), de la velocidad de carga aplicada sobre el material y del camino de carga (la dirección y otros factores), los microvacíos o microporos intrínsecos del material crecen, decrecen e interaccionan entre ellos acelerando o retrasando la fractura de dicho material", resume Guadalupe Vadillo.

Reconstrucción de la tomografía de una aleación de aluminio fabricada por técnicas de impresión 3D (microvacíos en color naranja). (Foto: UC3M)

Los avances en este campo mejoran el conocimiento sobre el comportamiento de los metales dúctiles fabricados mediante impresión 3D y permitirán diseñar y construir piezas y componentes más resistentes en diversos sectores. Estos materiales pueden ser aplicados en procesos donde es importante la absorción de energía, como en la fabricación de nuevos fuselajes en la industria aeronáutica, diferentes componentes de los automóviles en la industria automovilística o el desarrollo de implantes en el ámbito biomédico.

Esta investigación se enmarca en el proyecto QUANTIFY, una acción Marie Skłodowska-Curie Research and Innovation Staff Exchange (RISE) creada para promover estancias de formación e investigación entre personal académico de diferentes instituciones en todo el mundo. Este proyecto de investigación europeo del programa Horizonte 2020 (GA777896), está liderado por la UC3M y participan en él 8 instituciones (4 europeas y 4 americanas) con el objeto de compartir conocimiento para entender el efecto de la anisotropía y la porosidad en el comportamiento a fallo de estructuras ligeras. (Fuente: UC3M)

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Una investigación analiza cómo se fracturan los metales impresos en 3D

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Nuevo material para evitar el aumento de dióxido de carbono en la atmósfera

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Nuevo material para evitar el aumento de dióxido de carbono en la atmósfera

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Unos químicos de la Universidad de Bayreuth en Alemania han desarrollado un material para capturar y retener dióxido de carbono. El nuevo material podría hacer una importante contribución a la protección del clima y a lograr una producción industrial sostenible.

El " Acuerdo Verde Europeo", presentado por la Comisión Europea en 2019, pide que las emisiones netas de gases con efecto invernadero dentro de la Unión Europea se reduzcan a cero para 2050. Esto requiere poner en marcha procesos innovadores que puedan separar y retener el dióxido de carbono (CO2) de entre los gases de desecho y otras mezclas de gases para que no se libere a la atmósfera.

El material desarrollado en la Universidad de Bayreuth por el equipo de Martin Riess tiene una ventaja fundamental sobre los que son la base de procesos de separación anteriores: el nuevo material permite eliminar completamente el dióxido de carbono de las mezclas de gases sin que el dióxido de carbono se enlace químicamente. Estas mezclas de gas pueden ser gases residuales de plantas industriales, pero también gas natural o biogás. En todos estos casos, el dióxido de carbono se acumula en las cavidades del nuevo material únicamente debido a la interacción física. Desde allí, puede ser liberado donde convenga, y sin un gran gasto de energía, para volver a estar disponible como una materia prima para la producción industrial de bienes.

Teniendo en cuenta todas sus características, el proceso de separación funciona, químicamente hablando, según el principio de adsorción física. Como si fuese un espacioso tanque de almacenamiento, bloques del nuevo material pueden ser llenados y vaciados de dióxido de carbono de una manera eficiente en términos de energía. En los laboratorios de la Universidad de Bayreuth, se diseñó el material de tal manera que solo se separara el dióxido de carbono, ningún otro gas presente en las variadas mezclas de gases.

Martin Riess en uno de los laboratorios de la Universidad de Bayreuth. (Foto: Christian Wissler)

El nuevo material es un híbrido inorgánico-orgánico. La base química la constituyen minerales de arcilla. El bloque típico de material consta de cientos de placas de vidrio individuales. Estas tienen solo un nanómetro de grosor cada una, y están dispuestas con precisión una encima de la otra. Entre las placas de vidrio individuales hay moléculas orgánicas que actúan como espaciadores. Su forma y propiedades químicas han sido seleccionadas para que los espacios porosos creados estén adaptados de forma óptima para acumular dióxido de carbono. Solo las moléculas de dióxido de carbono son capaces de penetrar en el sistema de poros del material y ser retenidas allí. Por el contrario, el metano, el nitrógeno y otros componentes habituales de los gases de escape permanecen fuera debido al tamaño de sus moléculas. (Fuente: NCYT de Amazings )

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Nuevo material para evitar el aumento de dióxido de carbono en la atmósfera

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Unos químicos de la Universidad de Bayreuth en Alemania han desarrollado un material para capturar y retener dióxido de carbono. El nuevo material podría hacer una importante contribución a la protección del clima y a lograr una producción industrial sostenible.