Azote Ciencia3: De matemáticas y tiburones

En este micro espacio de divulgación de ciencia, comparto con vosotros, cada semana, una selección de cuatro destacadas noticias de ciencia en Twitter.

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Los cuatro tuits que he seleccionado la semana del 29 de junio al 5 de julio de 2015 son:

1) El efecto doppler, la expansión del universo y las multas por exceso de velocidad: en un solo vídeo de #Dateunvoltio: (@JaSantaolalla)

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¿Sabías que el efecto doppler se usa para explicar la expansión acelerada del universo, el inicio del universo o Big-Bang y el funcionamiento de los radares de velocidad? Pues así es y su descubridor fue el matemático y físico Christian Andreas Doppler.

Este efecto no es ni mas ni menos, entre otras cosas, que las variaciones del sonido de un objeto en movimiento (por ejemplo, el de la bocina de un coche), que al acercarse, se percibe más agudo y al alejarse más grave. Ello es debido a que el sonido no es otra cosa que ondas y depende de la posición y el movimiento relativo del receptor (o sea, del que lo escucha). Al acercarse aumenta su frecuencia (o sea los picos de la onda se aprietan) mientras que al alejarse disminuye la frecuencia (o sea los picos de la onda se separan).

La luz, que también es una onda (en este caso electromagnética) funciona igual. Las distintas frecuencias de vibración son las que definen el espectro electromagnético, que va desde microondas, pasando por infrarrojos, luz visible, ultra violeta, rayos gamma y rayos X. Los colores no son otra cosa que ondas de diferente frecuencia que forman el arco iris. Así el rojo seria el de menor frecuencia, luego iría el amarillo, luego el verde, luego el azul y por ultimo el violeta, que sería el de mayor frecuencia.

Por otro lado, cada átomo absorbe y emite luz a una frecuencia determinada. Este fenómeno se conoce como resonancia. Viene a ser algo así como su huella dactilar y se denomina “espectro de absorción” o “líneas de Fraunhofer”. Y gracias a este mecanismo se puede estudiar la composición del universo, fijaros que interesante, ya que solo hay una combinación de elementos químicos que encaja con cada línea concreta del espectro de la luz. Así, la composición del sol se puede estudiar a través de su propia luz y se sabe que incluye hidrógeno, helio y carbono. Las estrellas lejanas tienen un espectro muy semejante al del sol, aunque ligeramente desplazado por el efecto doppler causado por su movimiento. Si se desplazan hacia regiones de menor frecuencia (o sea, hacia el rojo) significa que se alejan mientras que si lo hacen hacia regiones de mayor frecuencia significa que se acercan.

El 1929 el astrónomo Edwin Hubble, estudiando la luz de las estrellas se encontró con que se desplazaban hacia el rojo, lo cual indica que las galaxias se alejan de la tierra y se sabe que lo hacen a una velocidad proporcional a lo lejos que están de nosotros. Esto nos confirma que el universo se está expandiendo y por tanto apoya la teoría del Big-Bang (esta teoría defiende el origen del universo debido a una gran explosión) frente a la teoría del estado estacionario (que defiende un universo infinito, eterno e inmutable).

El efecto doppler también tiene aplicación en medicina, para estudios del corazón mediante ultrasonidos y se emplea en los radares de velocidad que usa policía, denominados radares doppler, que también miden la velocidad de las pelotas durante un partido de tenis o de los atletas, así como en defensa aérea, control del tráfico aéreo, radiología, etc.

2)  Las matemáticas explican la perfección nadadora del tiburón: (@NewsCiencia)

Captura de pantalla 2015-07-13 a la(s) 20.23.59Esto que os voy a contar es un ejemplo curioso de como la ciencia se inspira en la naturaleza para  ser aplicado luego en la industria o en el campo de la salud, etc.

El matemático y experto en dinámica de fluidos Alessandro Veneziani, de la Universidad de Emory (Atlanta, Estado Unidos), está curiosamente fascinado con los tiburones. Dice que son unos seres fascinantes, muy evolucionados y casi perfectos. Concretamente está interesado en la piel de estos animales, que es irregular y rugosa, cuando lo esperado era que fuera suave dada su eficiencia nadadora y su aerodinámica. Parece que hay una razón matemática que explica que aún así sean tan rápidos en el agua y es el denominadoefecto extremo de costilla“, que consiste en que las crestas de su rugosa piel rompen los vórtices de agua que se forman, disminuyendo así la fricción.

Para poder aplicarlo a la industria, los matemáticos lo han expresado en forma de ecuaciones diferenciales. Así hay aviones pintados con un acabado especial que crea dicho efecto.

Veneziani participó en el diseño de la tela para trajes de baño de competición en una empresa europea y fue tal el resultado que fue prohibido su uso en las olimpiadas de 2008, debido a la drástica disminución de su fricción con el agua. Ahora estudia como fluye la sangre por las arterias  humanas usando simuladores por ordenador, para ayudar a los médicos con pacientes con enfermedades cardiovasculares.

Las matemáticas son el lenguaje común de la naturaleza. Las encontramos en la estructura hexagonal de los copos de nieve, en la espiral de los jóvenes brotes de helechos, en la curva helicoidal de los zarcillos de madreselva, en la predilección de 5 pétalos en las flores, en la sucesión Fibonacci tan recurrente en la naturaleza, etc.

3) Cuba es el primer país en eliminar la transmisión de madre a hijo de VIH: (retuit de @mbiotingUMH)

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Este es uno de los mayores logros en el campo de la salud, sobre todo teniendo en cuenta que llevamos décadas combatiendo el sida y que aun no hay una cura efectiva. Cada año, aproximadamente 1,4 millones de mujeres embarazadas son portadoras del virus VIH (virus de inmunodeficiencia humana causante del SIDA). Sin tratamiento, la probabilidad de transmitírselo al bebé durante la gestación, el parto o la lactancia, es del 15 al 45%. Cuba ha conseguido disminuirlo al 1% de probabilidad suministrando retrovirales tanto a la madre como al hijo durante todas las fases posibles de la transmisión.

La Organización Mundial de la Salud le ha otorgado a Cuba la primera certificación del mundo que avala que ha logrado eliminar la transmisión madre-hijo del VIH, al ser inferior a 2 bebes infectados cada 100 nacidos de madres portadoras y también de la sífilis, al ser inferior a 1 bebe infectado cada 2.000 nacimientos vivos.

Cada año se infectan con sífilis 1 millón de mujeres embarazadas, enfermedad provocada por una bacteria que provoca la muerte fetal o perinatal o infecciones neonatas graves, cuando existen opciones simples y rentables para su detección durante el embarazo y su tratamiento con penicilina.

La clave del éxito de Cuba es su servicio público de salud, gratuito y accesible a todos, basado en la atención primaria de la salud. De esta manera es mas fácil enfrentarse a desastres naturales o enfermedades contagiosas como la del ébola.

4) ¿Cuántas de estas aves eres capaz de reconocer?: (retuit de @mijza_science)

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Por increíble que te parezca en tu ciudad puedes ver hasta 100 especies de aves diferentes y algunas de ellas incluso sin salir de casa. Realmente son unos seres fascinantes. Quiero animarte a que cojas unos prismáticos y te pares a observarlas. Puedes ver vencejo común (curiosa e incansable ave que come, duerme y copula en vuelo),  halcón peregrino (que alcanza hasta los 300km/h y que está criando en ciudades como Madrid), colirrojo tizón, cotorra argentina, gorriones, palomas, mirlo común, etc. Y en según qué época del año incluso gaviotas, grullas, cigüeñas, buitres, milanos, abejarucos, jilgueros, verdecillos, etc.

Diego Gil, investigador del Museo Nacional de Ciencias Naturales (CSIC), estudia las adaptaciones de las aves a la cuidad y se ha encontrado con que a la larga puede condicionar la supervivencia de algunas especies por cambios de comportamiento que pueden resultar perjudiciales, como puede ser alimentarse o dormir en horas inadecuadas. Ha visto que el colirrojo tizón y el halcón peregrino, que de forma natural habitan en roquedos están adaptándose a la ciudad al encontrarse con edificios que son muy similares a aquellos. Por otro lado, en los aeropuertos los carboneros, verderones y mirlos comienzan a volar y a cantar muy pronto en la mañana para no tener que competir con el ruido provocado por los aviones.

El investigador Mario Diaz, también del Museo Nacional de Ciencias Naturales (CSIC) ha visto que el verdecillo emplea mas tiempo en cantar para competir con el ruido, que en estar atento a los depredadores y a otros verdecillos vecinos.

El CREAF y el CSIC han comprobado que el estrés urbano beneficia a especies oportunistas como son los córvidos (como las urracas), las palomas, los estorninos y las cotorras, disminuyendo por tanto la diversidad de aves en las ciudades.

Hay estudios que demuestran que en los últimos 30 años han disminuido un 20% las aves de Europa y el gorrión común ha desaparecido en Londres y está a punto de desaparecer en otras capitales europeas.

La Sociedad Española de Ornitología (SEO) tiene un programa de seguimiento de aves comunes reproductoras (programa SACRE). En 2014 eligieron ave del año la golondrina común y en 2015 a la tórtola europea. Ambas especies han pasado de ser habituales a disminuir drásticamente sus poblaciones. Esta primavera la SEO recordaba que es ilegal destruir nidos de golondrinas, aviones y vencejos. Entre 2004 y 2014 han desaparecido 10 millones de golondrinas comunes en España, de una población de 30 millones. Y el gorrión común, con sus 150 millones en España, no os vayáis a creer que está a salvo, por increíble que os parezca. El siglo pasado la paloma migratoria americana paso de 5.000 millones a cero, o sea, a extinguirse.

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La sintonía del podcast es:  CYMATICS: Science Vs. Music – Nigel Stanford

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Y la música que cierra el podcast “Azote Ciencia3″ es: Annie – Neon Indian

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Estaré unas semanitas inactiva por estos lares, pero pasadas las vacaciones estivales volveréis a tenerme por aquí.

¡Feliz verano a todos!

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Azote Ciencia2: Cómo convencer a los antivacunas

En este micro espacio de divulgación de ciencia, comparto con vosotros, cada semana, una selección de cuatro destacadas noticias de ciencia en Twitter.

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Los cuatro tuits que he seleccionado la semana del 22 al 29 de junio de 2015 son:

1) Cómo convencer a los antivacunas: (@portal_com)

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En el año 2010 un juez granadino autorizó la vacunación forzosa de un grupo de niños en el barrio de Albaicín, debido a un brote de sarampión que afectó a medio centenar de personas.

La semana del 4 de junio un niño se infectó de difteria en Olot y falleció el 27 de junio en el Hospital de Vall d’Hebron, en Barcelona. Es el caso más llamativo en el que miembros del colectivo antivacunas ponían en riesgo la salud pública y la vida de sus hijos.

Silvia Martínez-Diz, especialista en medicina preventiva, dice que la imposición no funciona y que además es contraproducente ya que refuerza la posición de los más radicales, que están convencidos de que no vacunar es lo mejor para sus hijos. Dice que darles un trato privilegiado si funciona y que hay que evitar que los hijos de los antivacunas se escolaricen en el mismo colegio, evitando así estas pequeñas “bombas de relojería”.

Brindan Nyhan, experto en dinámicas sociales y estadística, a raíz de un estudio que realizó en el año 2014, comprobó que los antivacunas son impermeables a mensajes como el número de muertes que las vacunas evitan cada año (de dos a tres millones), a las imágenes de niños sufriendo enfermedades por no vacunarse y a las advertencias sobre las terribles amenazas que se ciernen sobre su prole. Rechazar la falsa creencia de la relación entre las vacunas y el autismo en niños, disminuye la intención de vacunar entre los que tenían actitudes más desfavorables hacia las vacunas. En definitiva, tratar de asustar a los antivacunas provoca una reacción en el sentido opuesto.

Es importante recordar a la gente el amplísimo apoyo a las vacunas. En España la cobertura es del 95% y hay evidencia científica de que los brotes epidémicos surgen por problemas sociales y de integración.

Los brotes de enfermedades producen que el público dude de la seguridad de las vacunas. El argumento que mejor resultado ha obtenido es el del medico explicando su propia experiencia al vacunar a sus hijos. Lo que si funciona es el diálogo, la empatía, escuchar a los padres y aprovechar la confianza en los médicos de cabecera.

2) Llamativa “Ebolución”: (@MedicosPTY)

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El virus del ébola ha causado el peor brote de la historia de África occidental y está mutando de forma significativa.

El brote se originó en una zona boscosa al sur oeste de Guinea y esa cepa exacta sigue circulando por el país, junto con otras dos cepas mutantes que ha generado el virus, que también circulan por la zona. Una se ha re introducido en Guinea desde Sierra Leona y otra se ha propagado hacia Mali. Estos son los resultados de la secuenciación de los genomas de 85 virus aislados de pacientes infectados en el año 2014.

Según la Organización Mundial de la Salud hasta el momento el virus del ébola ha causado más de 27.000 infecciones y más de 11.000 muertos. La epidemia se ha moderado pero el virus sigue activo. La pasada semana ha habido 24 nuevos casos en Guinea y Sierra Leona.

Se ha publicado en la revista Nature los resultados del trabajo realizado por investigadores del Instituto Pasteur de París y Dakar, en colaboración con científicos de Conakry (Guinea), Sídney y del Instituto Broad, que muestra que el virus está evolucionando.

Con los genomas completos se han podido determinar las mutaciones y se ha visto que han sido en los lugares que pueden alterar la forma externa de la partícula y por tanto ser relevantes para su interacción con células humanas y el sistema inmune.

La gravedad del brote del año 2014 se ha debido a un cambio en la demografía humana, ya que las crisis anteriores han tenido lugar en zonas rurales de escasa población, mientras que la crisis actual ha afectado a núcleos urbanos como Conakry, que son importantes nodos de transportes en la región.

Nada indica que los nuevos linajes de ébola en Guinea sean más transmisibles ni más mortales, lo cual parece una buena noticia.

3) El satélite de vigilancia ambiental Sentinel-2A ya está en órbita: (@AcercaCiencia)

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El satélite Sentinel-2A de la Unión Europea, lanzado el martes 23 de junio, forma parte del sistema de vigilancia ambiental Copernicus, formado por 6 familias de satélites Sentinel. Tiene capacidad para obtener imágenes de gran resolución en la longitud de onda visible.

El Sentinel-2A monitorizará los cambios en la superficie terrestre, analizando los campos de cultivo, la cubierta vegetal y las aguas y aportando datos de gran utilidad para la conservación ambiental y el salvamento.

El segundo satélite Sentinel ha despegado a bordo de un lanzador Vega desde el Puerto Espacial Europeo en Kourou (Guayana Francesa). Copérnicus proporcionará información de utilidad para la toma de decisiones en política ambiental y de seguridad y para cubrir las necesidades de ciudadanos y proveedores de servicios.

Completará las imágenes de radar que proporciona el primer satélite Sentinel-1A, lanzado en abril de 2014, que dan servicio las 24 horas del día en cualquier condición atmosférica. Completará dichas imágenes con su cámara óptica, que será de utilidad en seguridad alimentaria y en vigilancia de selvas. Combina el amplio barrido con la alta frecuencia de paso, permitiendo observar cambios en el territorio y en el crecimiento de la vegetación, generando cartografía de cambios de la cubierta vegetal y de desastres, así como información sobre contenido en clorofila, índice de área foliar y demás variables biogeográficas.

Los datos obtenidos se proporcionan gratuitamente y serán analizados y procesados por proveedores de servicios públicos y privados.

Su satélite gemelo, el Sentinel-2B será lanzado a mediados de 2016.

4) Los corales ya se están adaptando al calentamiento global: (@LoveTechnologic)

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Se ha publicado en la revista Science que científicos de la Universidad de Texas en Austin, de la Universidad de Oregón (EEUU) y del Instituto Australiano de Ciencia Marina han descubierto que algunas poblaciones de coral ya tienen las variantes genéticas necesarias para tolerar las aguas cálidas de los océanos y el ser humano puede ayudar a difundir estos genes reubicando corales adultos.

Esto tiene implicaciones para muchos arrecifes amenazados por el calentamiento global, ya que mezclar y combinar corales de distintas latitudes puede aumentar la supervivencia de los arrecifes.

Los investigadores cruzaron corales naturales de zonas cálidas de la Gran Barrera de Coral en Australia, con corales de una latitud más fresca y vieron que las larvas de coral con progenitores del norte, con aguas 2ºC más calientes, tenían hasta 10 veces más probabilidades de sobrevivir al estrés del calor. Usando herramientas genómicas identificaron los procesos biológicos responsables de la tolerancia al calor y demostraron que podría evolucionar rápidamente en base a la variación genética existente, sin tener que esperar a que se produzcan nuevas mutaciones.

A nivel mundial los arrecifes de coral están gravemente dañados por el aumento de temperatura de la superficie del mar. El denominado “blanqueamiento” que es la perdida de algas simbióticas de las que dependen los corales para alimentarse y que puede causar la muerte generalizada del coral, se ha relacionado con el calentamiento de las aguas, aunque algunos corales se adaptan al aumento de la temperatura de manera diferente a los demás.

Hay por lo tanto motivos para el optimismo sobre los arrecifes de coral y la vida marina que en ellos prospera.

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La sintonía del podcast es:  CYMATICS: Science Vs. Music – Nigel Stanford

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Y la música que cierra el podcast “Azote Ciencia2” es: Nobody Knows – Misun

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