Ciencia

En Chile, una científica está probando bacterias “devoradoras de metales” que espera puedan ayudar a limpiar la industria minera altamente contaminante del país.

En su laboratorio en Antofagasta, una ciudad industrial a 1.100 kilómetros al norte de Santiago, la biotecnóloga Nadac Reales, de 33 años, ha estado realizando pruebas con extremófilos, organismos que viven en ambientes extremos.

A Reales se le ocurrió su idea cuando aún estaba en la universidad mientras realizaba pruebas en una planta minera utilizando microorganismos para mejorar la extracción de cobre.

“Me di cuenta de que había varias necesidades en la industria minera, por ejemplo lo que pasaba con los desechos metálicos”, dijo a la AFP.

Algunos metales se pueden reciclar en plantas de fundición, pero otros, como las tolvas de camiones HGV que pueden contener 50 toneladas de roca, no pueden y a menudo se desechan en el desierto de Atacama de Chile, hogar de la mayor parte de la industria minera del país.

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Chile es el mayor productor mundial de cobre, que representa hasta el 15 por ciento del PIB del país, lo que genera una gran cantidad de desechos mineros que contaminan el medio ambiente.

En su investigación, Reales, que ahora dirige su propia empresa Rudanac Biotec, se concentró en las bacterias oxidantes del hierro llamadas Leptospirillum.

Extrajo la bacteria de los géiseres del Tatio ubicados a 4.200 metros sobre el nivel del mar, a unos 350 kilómetros de Antofagasta.

Las bacterias “viven en un ambiente ácido que prácticamente no se ve afectado por concentraciones relativamente altas de la mayoría de los metales”, dijo.

“Al principio, las bacterias tardaron dos meses en desintegrar una uña”. Pero cuando pasaban hambre, tenían que adaptarse y encontrar una forma de alimentarse. Después de dos años de pruebas, el resultado fue un marcado aumento en la velocidad a la que las bacterias “comían”, devorando una uña en solo tres días.

Beneficio sorprendente

Reales dice que “pruebas químicas y microbiológicas” han demostrado que las bacterias no son dañinas para los seres humanos o el medio ambiente.

“Siempre hemos visto mucho potencial en este proyecto que ya pasó una prueba importante en el laboratorio”, dijo Drina Vejar, microbióloga que forma parte de un equipo de cuatro personas que trabaja con Reales.

“Es realmente necesario en este momento en el que tenemos que planificar un desarrollo más sostenible , especialmente en todas estas ciudades con tantas industrias contaminantes”.

Las empresas mineras han mostrado interés en la investigación, pero si bien Rudanac Biotec se benefició anteriormente de un fondo estatal para la creación de empresas, la empresa necesita inversión para pasar a su siguiente etapa de pruebas.

Reales dice que necesita dinero para ver si su método “comerá una viga de tamaño mediano o una tolva”.

Cuando se completa el proceso de desintegración, lo que queda es un residuo líquido rojizo, una solución conocida como lixiviante que en sí misma posee una calidad sorprendente.

“Después de la biodesintegración, el producto generado (el líquido) puede mejorar la recuperación del cobre en un proceso llamado hidrometalurgia”, dijo Reales.

Esencialmente, el residuo líquido se puede utilizar para extraer cobre de la roca de una manera más sostenible que el uso actual de productos químicos en la lixiviación.

Reales dice que significa que la minería verde es “totalmente factible“.

Eso es de gran interés para las empresas mineras que podrían utilizarlo para mejorar su extracción a gran escala de cobre u otros minerales, al mismo tiempo que reducen su contaminación, algo que deben hacer por ley.

La científica presentó recientemente una solicitud de patente internacional para su tecnología, pero lo que es más importante, espera que ayude a reducir los desechos metálicos que manchan el paisaje en las regiones mineras de Chile.

Por| Enzo De la Hoz | Fuente AFP| Foto C.P

Al menos una de cada cuatro enanas blancas (WD) terminará su vida como estrella magnética y, por lo tanto, los campos magnéticos son un componente esencial de la física de WD. Los nuevos conocimientos sobre el magnetismo de las estrellas degeneradas a partir de un análisis reciente de una muestra de WD de volumen limitado han proporcionado la mejor evidencia obtenida hasta ahora de cómo la frecuencia del magnetismo en WD se correlaciona con la edad. Esto podría ayudar a explicar el origen y la evolución de los campos magnéticos en los WD.

Más del 90% de las estrellas de nuestra galaxia terminan su vida como WD (enanas blancas). Aunque muchas tienen un campo magnético, aún se desconoce cuándo aparece en la superficie, si evoluciona durante la fase de enfriamiento del WD y, sobre todo, cuáles son los mecanismos que lo generan.

Las observaciones astronómicas están frecuentemente sujetas a fuertes sesgos. Debido a que las WD son estrellas moribundas, se vuelven más frías y, por lo tanto, más y más débiles con el tiempo. Como consecuencia, las observaciones tienden a favorecer el estudio de las WD más brillantes, que son calientes y jóvenes. También hay un efecto más sutil y contradictorio. Debido a su estado degenerado, los WD más masivos son más pequeños que los menos masivos (imagine una serie de esferas donde las más pequeñas son las más pesadas). Debido a que las WD más pequeñas también son más débiles, las observaciones tienden a favorecer también a las estrellas menos masivas.

En resumen, las observaciones de objetivos seleccionados de acuerdo con su brillo (por ejemplo, observar todas las WD más brillantes que una cierta magnitud) tienden a concentrarse en estrellas jóvenes y menos masivas , descuidando totalmente las WD más antiguas.

Otro problema es que la mayoría de las observaciones de WD se realizan con técnicas espectroscópicas que son sensibles solo a los campos magnéticos más fuertes, por lo que no logran identificar una fracción sustancial de WD magnéticos. La sensibilidad de la espectropolarimetría a los campos magnéticos puede ser más de dos órdenes de magnitud mejor que la espectroscopia. La espectropolarimetría ha demostrado que los campos débiles, que escapan a la detección mediante técnicas espectroscópicas, son bastante comunes en las WD.

Para llevar a cabo un estudio espectropolarimétrico completo, los astrónomos del Observatorio Armagh y la Universidad de Western Ontario seleccionaron todos los WD del catálogo de Gaia en un volumen a 20 parsecs del Sol. Aproximadamente dos tercios de esta muestra, o aproximadamente 100 WD, no se habían observado antes y, por lo tanto, no había datos disponibles en la literatura. En consecuencia, el equipo los observó usando el espectrógrafo y polarímetro ISIS en el Telescopio William Herschel (WHT), junto con instrumentos similares en otros telescopios.

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Descubrieron que los campos magnéticos son raros al comienzo de la vida de un WD, cuando la estrella ya no produce energía en su interior y comienza su fase de enfriamiento. Por lo tanto, un campo magnético no parece ser una característica de un WD desde su “nacimiento”. Con mayor frecuencia, se genera o se lleva a la superficie estelar durante la fase de enfriamiento del WD.

También encontraron que los campos magnéticos de los WD no muestran signos obvios de desintegración óhmica, nuevamente una indicación de que estos campos se generan durante la fase de enfriamiento, o al menos continúan emergiendo en la superficie estelar a medida que envejece el WD.

Esta imagen es totalmente diferente de lo que se observa, por ejemplo, en las estrellas magnéticas Ap y Bp de la secuencia principal superior, donde se encuentra que no solo están presentes campos magnéticos tan pronto como la estrella alcanza la secuencia principal de edad cero, sino también que la intensidad del campo disminuye rápidamente con el tiempo. Por tanto, el magnetismo en las WD parece ser un fenómeno totalmente diferente al magnetismo de las estrellas Ap y Bp.

La frecuencia del campo magnético no solo aumenta con la edad de WD, sino que se sabe que la frecuencia está correlacionada con la masa estelar y que los campos aparecen con mayor frecuencia después de que el núcleo de carbono-oxígeno de la estrella ha comenzado a cristalizar. Un mecanismo de dinamo puede explicar los campos más débiles entre los observados en WD, y un trabajo reciente sugiere que el mismo mecanismo podría ser capaz de producir campos más fuertes de lo que se predijo originalmente.

A modo de comparación, la fuerza del campo magnético de la Tierra, producido por un mecanismo de dínamo, es de aproximadamente un Gauss. Un mecanismo de dinamo puede explicar campos de hasta 0,1 millones de Gauss de fuerza, pero en WD se han observado campos de hasta varios cientos de millones de Gauss. Además, un mecanismo de dínamo necesita una rotación rápida, pero esto generalmente no se observa en los WD. Se necesita más investigación teórica y observacional para distanciar esta situación.

Por |Enzo De la Hoz| Fuente Isaac Newton Grupo de Telescopios.

Un estudio del ICTA-UAB analiza diferentes propuestas de implantación del teletrabajo basadas en datos de movilidad y calidad del aire obtenidos en Barcelona durante el encierro.

Implementar el teletrabajo dos, tres o cuatro días a la semana reduciría los niveles de dióxido de nitrógeno (NO ₂ ), el principal contaminante relacionado con las emisiones del tráfico, respectivamente en un 4%, 8% y 10%. Ésta es la principal conclusión de un estudio realizado por el Instituto de Ciencia y Tecnología Ambientales de la Universitad Autónoma de Barcelona (ICTA-UAB). El estudio analiza los datos obtenidos de un modelo de calidad del aire, junto con las mediciones de las estaciones XVPCA registradas en el Área Metropolitana de Barcelona (AMB), durante el período de restricciones obligatorias de movilidad durante al encierro de COVID-19.

Las restricciones de movilidad debidas a la pandemia obligaron a muchas personas a trabajar desde casa, aumentando así el teletrabajo y mejorando la calidad del aire en las ciudades. Partiendo de esta situación excepcional, los investigadores del proyecto URBAG del ICTA-UAB han llevado a cabo un estudio piloto a gran escala que permite reflexionar sobre las lecciones aprendidas durante el encierro en términos de disminución de la contaminación atmosférica.

Teniendo en cuenta que el 85% de la fuerza laboral de la AMB se dedica al sector servicios, y aproximadamente el 40% de todo el tránsito de vehículos personales está relacionado con el trabajo, los investigadores definieron tres escenarios sociolaborales diferentes basados ​​en una semana de dos, tres o cuatro días de teletrabajo, y estudiaron los cambios en la contaminación con un modelo de calidad del aire para cada uno.

El primer escenario considera un aumento del teletrabajo dos días a la semana, lo que reduciría en un 5% las emisiones relacionadas con el tráfico y, por tanto, los niveles de NO ₂ en un 4%. Este escenario supone una disminución del 12,5% en los viajes relacionados con el trabajo, si el 20% de los trabajadores del sector servicios optaran por esta opción. Un segundo escenario consistente en tres días de teletrabajo reduciría las emisiones en un 10% y los niveles de NO ₂ en un 8%, reduciendo los viajes relacionados con el trabajo en un 25%. Para ello, el 30% de la población activa del sector servicios tendría que aprovechar esta opción. Un tercer escenario reduciría las emisiones del tráfico en un 15% y, en consecuencia, los niveles de NO ₂ en un 10%, si el 40% de los empleados del sector servicios teletrabajaran cuatro días a la semana, reduciendo sus viajes en un 37,5%.

La investigación se diseñó en colaboración con el equipo de Anthesis Lavola, empresa con una dilatada experiencia en la planificación de la movilidad urbana y sostenible, y se basó en los informes de movilidad publicados por la Autoridad de Transporte Metropolitano de Barcelona.

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También se definieron escenarios adicionales combinando la reducción de la movilidad personal y ocupacional además del teletrabajo, para replicar los comportamientos observados durante las etapas de encierros severos del COVID-19. Los investigadores concluyen que una situación de “confinamiento ligero” con una reducción del 45% en los vehículos privados utilizados para viajes relacionados con el trabajo reduciría las emisiones del tráfico en un 25%. Este escenario se lograría con una semana laboral remota de cuatro días y una reducción del 15% en otros viajes relacionados con el trabajo. Además, la educación en línea evitaría el 20% del uso de vehículos privados y la conducción a las tiendas se reduciría en un 30%.

Durante los últimos cinco años, las concentraciones medias anuales de NO ₂ han superado repetidamente los valores máximos permisibles en algunas de las estaciones de monitoreo de AMB, provocando en consecuencia miles de muertes prematuras asociadas. Por ello, la investigadora del ICTA-UAB y autora principal del estudio, Alba Badia, recuerda que “la aplicación de este último escenario podría ser viable y realista en periodos de alta contaminación, ya que se basa simplemente en la maximización del teletrabajo y la reducción de otros viajes y compras relacionados con el trabajo “.

Por | Equipo prensa RDS | Fuente la Universidad Autónoma de Barcelona.