martes, 31 de marzo de 2009

CONTRIBUYE CIENTÍFICO DE LA UNAM A EXPLICAR EL ORIGEN DEL UNIVERSO


· Con un modelo matemático, resultado de 30 años de estudio, Alejandro Raga Rasmussen del ICN estudia el espacio interestelar, los vientos desatados por las estrellas y su interacción con esa región

· También puede aplicarse en otros problemas no astrofísicos, como la prevención de desastres explosivos y el desarrollo de la aeronáutica

Con un sistema de ecuaciones matemáticas, el investigador del Instituto de Ciencias Nucleares (ICN) de la UNAM, Alejandro Raga Rasmussen, ha contribuido a explicar el nacimiento, el comportamiento de las estrellas y los planetas, y el origen del universo.

El sistema, resultado de un estudio de tres décadas, ha sido citado en investigaciones astronómicas teóricas realizadas en el mundo. Hasta enero de este año, la base de datos sobre astronomía que, junto con la NASA administra la Universidad de Harvard, registró cinco mil 254 citas y 355 publicaciones del universitario.

También puede aplicarse a otros problemas no astrofísicos como la prevención de desastres y el desarrollo de la aeronáutica. “Ha servido para calcular los efectos de explosiones en plantas petroquímicas y para estimar la catástrofe en el túnel que atraviesa el Canal de La Mancha”, señaló Raga Rasmussen.

El astrofísico y sus colaboradores analizan el espacio interestelar –zona compuesta por gas ionizado (o plasma astrofísico) localizada entre los cuerpos celestes–, las corrientes desatadas por los astros y su interacción con ese medio. Sus métodos caen en el campo de la teoría de la dinámica de gases.

“Las estrellas generan vientos y explosiones que producen ondas de choque que viajan en esa región y lo comprimen. Con ello, provocan la formación de nuevas estrellas y planetas”, explicó.

Por lo general, arrojan gas ionizado y cuando son supernovas, la cantidad expedida es mayor; el fluido forma masas densas con atracción gravitacional propia que se polariza y se compacta hasta crear los nuevos cuerpos, abundó el científico.

Mira y su cauda

En noviembre de 2007, el telescopio del satélite Galaxy Evolution Explorer (Galex) de la NASA, descubrió que la estrella variable Mira (Maravillosa), también denominada Omicron Ceti, perteneciente a la constelación de la Ballena o Cetus, tiene una cauda enorme (de unos 13 años luz), parecida a la de un cometa. Su cola no había sido observada antes, porque los instrumentos con posibilidades de captar la emisión ultravioleta eran limitados.

“No obstante, el astro puede verse a simple vista cuando está en su fase resplandeciente. Mira cambia de brillo, algunas veces se ve y otras es invisible, de ahí que se le conozca también como la Miracolosa (Milagrosa)”. Se mueve a 130 kilómetros por segundo y el material de su cauda equivale a tres mil veces la masa de la Tierra, señaló Raga Rasmussen.

Hace miles de millones de años era similar al Sol y ahora se ha convertido en una estrella gigante roja creciente de baja temperatura superficial, que lanza material de sus capas externas al espacio interestelar. A esta gigante roja (Mira A), la acompaña una enana blanca (Mira B), con la que forma un sistema binario.

Atraviesa el disco de la Vía Láctea a alta velocidad y el viento que genera actúa con el medio interestelar, igual que una persona que corre y fuma a la vez, dejando tras de sí una estela de humo, ejemplificó.

Según fuentes de la NASA, la cauda de Mira ofrece la oportunidad de estudiar cómo las estrellas mueren y cómo, en última instancia, pueden sembrar un nuevo sistema solar, pues de su cola se desprende carbono, oxígeno y otros elementos necesarios para el surgimiento de vida y de nuevos astros.

“Fenómenos como la cauda de Mira son los que se intentan describir, entender y explicar con los modelos matemáticos del medio interestelar”, apuntó el investigador.

Registro de vida estelar

El elemento central del estudio de Raga Rasmussen y sus colaboradores es el gas ionizado interestelar en interacción con el viento generado por una estrella.

Ese fluido caliente emite luz que puede ser registrada por los astrónomos, pero el medio interestelar tarda en evolucionar decenas de miles de años, proceso sólo captable por el cálculo teórico que se realiza con las ecuaciones, apuntó.

Con la teoría de la dinámica de gases, acotó, se pueden explicar los fenómenos en que participan fluidos a altas velocidades. Así, al analizar los modelos de chorros variables, se pretende demostrar que el material arrojado por un astro joven es un registro de su vida.

En astrofísica, los científicos no saben a bien cuál será el rumbo que tomarán sus investigaciones. Hace ocho años fue descubierto el primer planeta extrasolar, el hallazgo fue accidental pues se observaba el movimiento de una estrella, dijo el universitario.

De su desplazamiento se dedujo que alrededor de ella orbitaba un cuerpo de la masa de Júpiter, pero a una distancia menor que el tamaño de la órbita de Mercurio. A este tipo de planetas se les ha llamado “Júpiter calientes” y hasta la fecha se han descubierto unos 300.

Los astrónomos hacen modelos matemáticos que permitan detectar planetas o entender la interacción con el viento de una estrella. “Estas ecuaciones ayudan a interpretar fenómenos, quizá a predecirlos, aunque en astrofísica se deben revisar varias veces cuando las pronósticos no concuerdan con futuras observaciones, pues el camino está lleno de sorpresas, concluyó.

Créditos de la nota: Dirección General de Comunicación Social de la Universidad Nacional Autónoma de México.

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sábado, 28 de marzo de 2009

DESARROLLA ACADÉMICO DE LA UAM SOFTWARES PARA SISTEMAS ELÉCTRICOS INDUSTRIALES

Les compartimos el siguiente boletín de la Dirección General de Comunicación Social de la UAM:

DESARROLLA ACADÉMICO DE LA UAM SOFTWARE PARA SISTEMAS ELÉCTRICOS INDUSTRIALES

* Los programas creados por el maestro Fernando Toledo Toledo son utilizados por dependencias y paraestatales

* En el país hay un déficit de ingenieros eléctricos, especializados en sistemas de potencia

El maestro Fernando Toledo Toledo, profesor-investigador de la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM), desarrolló softwares que garantizan el correcto funcionamiento de los sistemas eléctricos industriales y permiten tener una respuesta inmediata ante contingencias.

Los programas creados por el académico del Departamento de Energía de la Unidad Azcapotzalco son utilizados por Petróleos Mexicanos (Pemex), así como por la Secretaría de la Defensa Nacional (Sedena).

Por el desarrollo de estos softwares y sus contribuciones en el área de la ingeniería eléctrica, Toledo Toledo recibió un reconocimiento del Instituto de Ingenieros en Electricidad y Electrónica.

Desde hace 15 años, el ingeniero trabaja en la creación de softwares, cuya función es servir de herramienta para analizar y determinar las soluciones que deben aplicarse en caso de alguna falla en grandes sistemas eléctricos.

Estos programas desarrollados en la UAM son hasta diez veces más baratos que los productos comerciales, además de que son personalizados de acuerdo con los requerimientos de cada empresa.

En entrevista el investigador explica que los sistemas eléctricos tienen más de cien años de operación; sin embargo, fue a mediados del siglo pasado cuando comenzó una rápida evolución al existir nuevas tecnologías, entre ellas la computación.

En la actualidad, los sistemas eléctricos de potencia representan los “más grandes en complejidad, tamaño y extensión geográfica que el hombre pretende tener bajo su control”.

Garantizar la seguridad de un sistema de este tipo no es cuestión menor, sobre todo cuando se piensa que la sociedad actual depende casi totalmente de la energía eléctrica.

“Si falla la energía eléctrica, falla un país”, destacó el maestro Toledo Toledo. Por ello la importancia de contar con sistemas que permitan diseñar, en forma inmediata, soluciones a cualquier problema que se presente en un sistema eléctrico de potencia.

Los softwares que diseña el profesor-investigador de la UAM tienen esa función: ayudar a responder en forma automática a cualquier contingencia.

Toledo Toledo resaltó que pese a la importancia de la ingeniería eléctrica en la actualidad, en México existe un déficit de estos especialistas.

Incluso son pocos los alumnos que se interesan por especializarse en el área de sistemas de potencia, pese a que el mercado laboral es amplio y bien remunerado.

“En nuestro país hay grandes empresas que tienen sus propios sistemas eléctricos y enfrentan problemas de interconexión, por lo que necesitan a especialistas que puedan solventar y definir estrategias de operación”, sostuvo.

Ante ello el académico universitario invitó a los estudiantes interesados en las áreas relacionadas con la ingeniería computacional a voltear su mirada a la ingeniería eléctrica, en la que hay un gran campo laboral y de investigación.

Actualmente el profesor-investigador de la Unidad Azcapotzalco trabaja, en colaboración con académicos del Instituto Politécnico Nacional, en un proyecto de redes de distribución para la Comisión Federal de Electricidad.

El ingeniero eléctrico resaltó que los softwares que ha desarrollado están disponibles, en forma gratuita, para quien los solicite con fines educativos.

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jueves, 26 de marzo de 2009

BUSCAN PRODUCIR MEJORES VARIEDADES DE MAÍZ


· Investigadores de la Facultad de Química de la UNAM experimentan con el péptido ZmIGF; la meta es obtener granos más grandes y nutritivos

· De resultar exitoso, el proceso permitiría crear plantas más resistentes a los insectos, enfermedades y a la diversidad climática que prevalece en México

· El objetivo es transformar callos no embriogénicos en embriogénicos y acelerar así el crecimiento de este cereal, explicó la académica Estela Sánchez Quintanar

El péptido (molécula formada por la unión de varios aminoácidos) del maíz –conocido como ZmIGF y descubierto por un equipo de investigación encabezado por Estela Sánchez Quintanar, de la Facultad de Química de la UNAM–, sería clave para obtener granos más grandes y nutritivos, así como ejemplares más resistentes a los insectos, a las enfermedades y a la diversidad de climas.

Al estudiar la regulación de la síntesis de proteínas en plantas, los investigadores universitarios encontraron que algunos de sus mecanismos de regulación de traducción genética son semejantes a los de los animales.

En el maíz hay un péptido llamado IGF (Insulin-Like Growth Factor), que realiza una función semejante a la de la insulina en la transducción de señales en animales.

“Si bien no tiene la misma secuencia genómica que la insulina, este péptido induce la síntesis de proteínas y del ADN que se requiere para controlar el crecimiento y la división celular. En el caso del maíz, su péptido se llama ZmIGF (Zm por Zea mays, nombre científico de este cereal, e IGF por Insulin-Like Growth Factor).”

Sánchez Quintanar y sus colaboradores saben que el péptido ZmIGF, a través de la Vía TOR (común a plantas y animales), hace crecer y dividir las células de maíz, particularmente el Tuxpeño, una de las variedades más importantes de México.

Callos

Muchas plantas pueden propagarse o regenerarse completamente mediante la producción de callos embriogénicos, a partir de un pedazo de hoja, tallo o raíz (embriogénesis somática).

El maíz elabora estas formaciones sólo a partir de embriones inmaduros de 14 días contados después de la polinización. Tras ese lapso ya no las produce y sólo genera callos no embriogénicos, masas celulares de color amarillo pálido que crecen lentamente, pero cuando se les añade el péptido ZmIGF maduran rápido, tanto como los callos embriogénicos que darán origen a nuevas plantas.

Aunque evolucionan de manera acelerada y se parecen a los callos embriogénicos, Sánchez Quintanar y sus colaboradores aún no saben si a los que se les añade el péptido ZmIGF, adquirirán la capacidad para formar tejidos y dar origen a un vegetal.

“El equipo se dedica a probar si realmente se transformaron en callos embriogénicos o si aún les falta dar ese salto epigenético para originar nuevas plantas”, apunta Sánchez Quintanar.

Conocimiento del proceso

Mediante microarreglos hechos en colaboración con investigadores del Instituto de Medicina Genómica (Inmegen), los universitarios realizan estudios a nivel de ADN y de la estructura de la cromatina, para saber qué falta en esos callos para producir nuevas plantas (los microarreglos permiten analizar simultáneamente miles de genes; e implica tomar los ARN —ácido ribonucleico— mensajeros —copias de ADN— de cada tipo de callo y ver qué genes expresan).

Los investigadores tomaron el patrón de mensajes de un callo embriogénico y lo compararon informáticamente con el de uno no embriogénico. Posteriormente, confrontaron los datos con otro callo no embriogénico, pero ahora estimulado con ZmIGF y los científicos hallaron que hay una expresión diferencial de algunos genes.

En el no embriogénico, unas proteínas conocidas como histonas tienen enrollado el ADN en la cromatina de manera diferente al embriogénico, lo impide la expresión de ciertas secuencias de nucleótidos.

Entre las cadenas que se manifiestan diferencialmente, Sánchez Quintanar y sus colaboradores investigan las enzimas que pueden hacer que las histonas se modifiquen y permitan cambios en la estructura de la cromatina para que el ADN exhiba los genes adecuados (proceso epigenético).

“Además de lograr la transformación de callos no embriogénicos en embriogénicos —señala la investigadora—, lo que tiene más relevancia es el conocimiento sobre este proceso, porque permitiría entender por qué el ADN está enrollado de diferente manera y saber cómo se puede inducir la expresión de aquellas partes que permanecen ‘cerradas’. Este conocimiento tendría aplicaciones importantes porque, en el fondo, se refiere al mismo problema que presentan las células madre en los mamíferos.”

Se puede decir que los callos embriogénicos son a las plantas lo que las células pluripotenciales al ser humano. Grupos de investigación en todo el mundo trabajan con células madres en cultivos in vitro, para lograr su diferenciación, y hacer tejidos y órganos que podrían aprovecharse en transplantes.

“En este caso, lo que se busca es valerse de callos no embriogénicos para convertirlos, con la ayuda del péptido ZmIGF, en embriogénicos y así acelerar el crecimiento del maíz. Asimismo, con este material se puede producir cereal transgénico de razas mexicanas, con mejores características, más ricas en proteínas o más resistentes a los insectos, a las enfermedades y a la diversidad de climas del territorio mexicano”, concluyó Sánchez Quintanar.

Créditos de la nota: Dirección General de Comunicación Social de la Universidad Nacional Autónoma de México.

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martes, 24 de marzo de 2009

COLABORA LA UNAM EN MISIÓN ESPACIAL PARA OBSERVAR RAYOS CÓSMICOS


  • El proyecto prevé colocar un telescopio en la Estación Espacial Internacional para analizar los rayos cósmicos ultraenergéticos que entran en la atmósfera terrestre
  • En el Instituto de Ciencias Nucleares se realizarán las pruebas de algunos de los dispositivos desarrollados
  • Se trata de un esfuerzo de la Universidad Nacional por mantenerse a la vanguardia en el campo de la astrofísica de partículas, afirmó el investigador Gustavo Medina Tanco

La Universidad Nacional colabora en la misión Módulo Experimental Japonés-Observatorio Espacial del Universo Extremo (JEM-EUSO, por sus siglas en inglés), que instalará un telescopio en la Estación Espacial Internacional (EEI) para analizar los rayos cósmicos ultraenergéticos que entran en la atmósfera terrestre.

Así lo informó Gustavo Medina Tanco, investigador del Instituto de Ciencias Nucleares (ICN) de la UNAM, quien destacó que el proyecto incluye a más de 160 científicos de 55 instituciones pertenecientes a 12 países. “Será el primer observatorio en su tipo y abrirá una nueva era en la astrofísica de altas energías y superará en dos órdenes de magnitud la exposición de sus antecesores en la superficie terrestre”, subrayó.

Actualmente, la UNAM, junto con el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional, la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla y la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, participan en el Observatorio Pierre Auger, que estudia, desde la Tierra, la radiación cósmica de las más altas energías. No hay otro experimento similar en el mundo, explicó el científico.

“Así como se ha realizado este esfuerzo para estar a la vanguardia en investigación astrofísica de partículas, se pretende mantener esa posición en el futuro; por ello, se desarrolla lo que será la nueva generación de detectores en el área. En el Instituto de Ciencias Nucleares, se caracterizarán algunos componentes del telescopio que se enviarán a la EEI y se construirán dispositivos de prueba”, destacó.

Cuando los rayos cósmicos entran en la atmósfera desatan una cascada de partículas cargadas que excitan átomos de nitrógeno y que emiten luz de fluorescencia; el objetivo de JEM-EUSO es observarla desde el espacio, donde se puede abarcar un área 100 veces mayor que la cubierta por el Observatorio Pierre Auger sobre la superficie terrestre.

Se piensa que con tecnología más avanzada será posible ubicar un detector en la termosfera y aún así registrar el curso de esas estelas tenues. Por ello, se pretende colocar un telescopio a aproximadamente 400 kilómetros de altura, pero apuntando a la Tierra para así abarcar un área de hasta un millón de metros cuadrados.

“De este modo, se apreciarán más eventos por unidad de tiempo de los que se perciben desde la superficie del planeta”, precisó. Nunca se ha realizado nada parecido y esta misión, que podría concretarse en el año 2015, será la primera en su tipo.

En el proyecto colaborarán, a través de distintas universidades y laboratorios, una docena de países: Alemania, Corea, Eslovaquia, España, Francia, Italia, Japón, México, Polonia, Rusia, Suiza y Estados Unidos. La principal responsabilidad del proyecto recae en la agencia espacial japonesa JAXA y el Instituto RIKEN, con el que el ICN contribuirá haciendo pruebas sobre un prototipo de la superficie focal, que será armado en esa organización oriental.

El detector será un telescopio refractor de dos metros de diámetro y casi dos toneladas de peso que escudriñará la Tierra desde la EEI, explicó Juan Carlos D'Olivo Sáenz, investigador del ICN.

Se espera que esta iniciativa contribuya al estudio de fenómenos de plasma en la atmósfera superior, así como a un mejor entendimiento de la distribución de aerosoles sobre el planeta, agregó.

Sobre el papel de la UNAM en esta misión, Medina Tanco señaló que el ICN desempeña un papel importante en la justificación científica del experimento y participa en aspectos como la simulación del detector de rayos cósmicos, la creación y mantenimiento de una base de datos para simulaciones e intercambio electrónico, el diseño de técnicas de análisis de datos, la construcción de un sistema optomecánico para simulación física de chubascos sobre el detector, y la caracterización de las fotomultiplicadoras usadas en la construcción de la superficie focal.

Para construir los equipos necesarios y realizar las pruebas correspondientes, se utilizará el laboratorio de detectores del ICN y se contará con la colaboración del Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico y del Instituto de Geofísica de esta casa de estudios.

Aunque estos experimentos en física de altas energías pertenecen al campo de la ciencia básica, de ellos se derivan aplicaciones prácticas, conocimientos útiles para otras disciplinas y se abren espacios para la formación de recursos humanos, concluyó D'Olivo Sáenz.

Créditos de la nota: Dirección General de Comunicación Social de la Universidad Nacional Autónoma de México.

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