Bañadores y dopaje tecnológico.

Bañadores y dopaje tecnológico — Cuaderno de Cultura Científica
Arne Borg en 1927 con el bañador Racerback de la casa Speedo

Leire Sangroniz y Ainara Sangroniz. Bañadores y dopaje tecnológico.  Zientzia Kaiera (blog).

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Leire Sangroniz y Ainara Sangroniz son doctoras en Química e investigadores del Departamento de Ciencia y Tecnología de Polímeros de la Facultad de Química de la UPV/EHU y del Instituto Polymat.

El desarrollo de la ciencia y la tecnología nos ha dado la oportunidad de obtener más y mejores materiales deportivos, y, por lo tanto, el rendimiento de los y las deportistas ha aumentado. Pero, ¿dónde está el límite? Cuando un equipamiento concreto ofrece a las personas deportistas ciertas ventaja sobre sus adversarios, hablamos de dopaje tecnológico. El dopaje tecnológico se ha dado en varios deportes: ciclismo, tenis, atletismo, y también en el golf. Pero puede que el ejemplo más destacable sea el de la natación. En la pasada década surgió una gran polémica en los Juegos Olímpicos, en torno a los bañadores.

A principios del siglo XX no se tenía en cuenta la velocidad de los nadadores a la hora de diseñar los trajes de baño. Eran unas camisetas y pantalones de lana que se mojaban enseguida y cogían mucho peso. Pero en aquella época era impensable diseñar algo más ligero. El primer cambio importante ocurrió en 1927, cuando la casa Speedo comercializó el bañador Racerback; fue toda una revolución, ya que el bañador se ajustaba mucho al cuerpo. La espalda y los hombros quedaban al descubierto para facilitar el movimiento, y en vez de lana, se utilizó seda.

Los siguientes años, el desarrollo de la tela sintética, es decir, la tela realizada con polímeros permitió realizar bañadores más ligeros, entre ellos los de nylon (poliamida), en la década de los 50, o los de elastano (copolímero de poliurea poliéster), en los 70. Estos materiales eran bastante nuevos en aquella época, ya que fueron creados a principios y a mediados del siglo XX, respectivamente, por la casa DuPont. Durante los años siguientes la tendencia fue la misma: telas de polímero y bañadores más pequeños, ligeros y ajustados.

La empresa Speedo continuó con sus avances y en el año 2000 desarrolló el bañador Fastskin. Tenía marcas en forma de V en la superficie, para reducir la resistencia al agua, y muchos deportistas lo usaron en los juegos de Sydney. Después, desarrollaron el bañador LZR Razer; con ese bañador quedó claro el impacto que tiene la tecnología en el rendimiento de los deportistas, sobre todo en natación. En los Juegos Olímpicos de Beijing (2008) se batieron 25 marcas mundiales de natación. Detrás de esos resultados había algo más que la buena forma física de los deportistas: El bañador LZR Racer de Speedo. El 98 % de las personas nadadoras que ganaron una medalla llevaban ese bañador.

El traje en cuestión mejoraba el rendimiento de los nadadores y nadadoras, comprimiendo sus músculos y obteniendo un aspecto más hidrodinámico. Además, cubría el cuerpo desde las pantorrillas hasta las muñecas y atrapaba las burbujas de aire entre el cuerpo y el bañador, aumentando la flotabilidad.

Cabe destacar que el traje estaba realizado en poliuretano, material hidrofóbico, y eso tiene una ventaja: repele el agua. De todas formas, el bañador no podría hacerse solamente de poliuretano, ya que se rompía facilmente. Siendo así, se le añadió otro polímero, una poliamida especialmente tratada, para aumentar la hidrofobicidad y no absorber agua. Asimismo, las piezas estaban unidas mediante ultrasonidos, para evitar las costuras y reducir la resistencia.

Según los estudios realizados, las pequeñas burbujas de aire que se alojaban entre la piel y el bañador mejoraban la flotabilidad. Como la resistencia al aire es más pequeña que la resistencia al agua, cualquier pequeño detalle puede influir mucho en la velocidad.

Bañadores y dopaje tecnológico — Cuaderno de Cultura Científica
Nađa Higl en el Campeonato Europeo de Natación de 2010 con el bañador «Super-body Jaked J01» .

El resto de marcas también realizaron avances; Arena, por ejemplo, consiguió desarrollar un bañador enteramente realizado en poliuretano con una menor resistencia al agua, puesto que era completamente impermeable e hidrofóbico. En 2009, en el XIII Campeonato Mundial de Natación, casi todos los nadadores y nadadoras llevaron el bañador de Arena y este uso hizo que la Federación Internacional de Natación (FINA) se encontrara con un problema. Las marcas mundiales se superaban fácilmente y esto hizo que algunos deportistas y parte del público se incomodaran y cuestionaran los resultados, perdiendo su valor.

Se empezó a hablar de dopaje tecnológico, ya que los logros fueron gracias a un desarrollo tecnológico importante, no solo al esfuerzo de los y las nadadoras. Así que la Federación Internacional de Natación decidió prohibir este tipo de bañadores a partir de 2009. Desde ese momento solamente se permitirían los tejidos permeables; es decir, trajes que no formaran burbujas de aire. Además, se limitaron las dimensiones de los trajes. En el caso de los hombres, podrían abarcar solamente desde la cintura hasta la rodilla; en el caso de las mujeres, no podrían cubrir más allá de los hombros, ni por debajo de las rodillas.

Probablemente, en el futuro, a medida que la ciencia y la tecnología avancen volverá a hacerse evidente la delgada línea existente entre la mejora de los equipamientos deportivos y el dopaje tecnológico.

FUENTE: CULTURA CIENTÍFICA.COM

La edad del núcleo interno de la Tierra a revisión.

nucleo interno solido de la tierra - Búsqueda de Google

Youjun Zhang, Mingqiang Hou, Guangtao Liu, Chengwei Zhang, Vitali B. Prakapenka, Eran Greenberg, Yingwei Fei, R. E. Cohen, Jung-Fu Lin. Reconciliation of Experiments and Theory on Transport Properties of Iron and the GeodynamoPhysical Review Letters, 2020; 125 (7) DOI: 10.1103/PhysRevLett.125.078501

A lo largo de los años, las estimaciones sobre la edad y la conductividad del núcleo han pasado de ser muy antiguas y relativamente bajas, a muy jóvenes y relativamente altas. Pero estas estimaciones más jóvenes también han creado una paradoja, en la que el núcleo habría tenido que alcanzar temperaturas irrealmente altas para mantener la geodinamo durante miles de millones de años antes de la formación del núcleo interno.

Al crear condiciones similares a las del centro de la Tierra dentro de una cámara de laboratorio, los investigadores han mejorado la estimación de la edad del núcleo interno sólido de nuestro planeta, situándolo entre 1.000 y 1.300 millones de años.

Los resultados sitúan al núcleo en el extremo más joven de un espectro de edad que normalmente va de unos 1.300 a 4.500 millones de años, pero también lo hacen un poco más viejo que una estimación reciente de sólo 565 millones de años.

Lo que es más, los experimentos y las teorías que los acompañan ayudan a precisar la magnitud de cómo el núcleo conduce el calor, y las fuentes de energía que alimentan la geodinámica del planeta – el mecanismo que sostiene el campo magnético de la Tierra, que mantiene las brújulas apuntando al norte y ayuda a proteger la vida de los dañinos rayos cósmicos.


University of Texas at Austin. “The age of Earth’s inner core revised.” ScienceDaily. ScienceDaily, 21 August 2020. VER NOTICIA COMPLETA.

Crean materia cuántica en la Estación Espacial Internacional

Los físicos logran producir un condensado de Bose-Einstein en un laboratorio en órbita, en la Estación Espacial Internacional, lo que les permitirá explorar diversos misterios de la física fundamental.

Desde hace 25 años, los físicos utilizan un estado de la materia que surge en átomos ultrafríos para investigar el comportamiento cuántico a escala macroscópica. Y ahora pueden hacerlo en el espacio.

La hazaña (la creación de un condensado de Bose-Einstein) la han protagonizado físicos del Laboratorio de Átomos Fríos de la NASA (CAL, por sus siglas en inglés), que entró en funcionamiento a bordo de la Estación Espacial Internacional en junio de 2018. Los resultados constituyen una prueba de concepto que muestra que el laboratorio puede explotar satisfactoriamente la microgravedad del espacio para generar fenómenos que serían imposibles en la Tierra.

Los hallazgos se publicaron el 11 de junio en la revista Nature

«Observation of Bose–Einstein condensates in an Earth-orbiting research lab», David C. Aveline et al. en Nature, vol. 582, págs. 193-197, 11 de junio de 2020.


Creados por primera vez en 1995, los condensados de Bose-Einstein se originan al enfriar nubes de átomos hasta rozar el cero absoluto. A esta temperatura, prevalece la naturaleza cuántica ondulatoria de las partículas, que se funden en un único objeto cuántico macroscópico que los físicos pueden emplear para investigar comportamientos exóticos.

En la Tierra, la gravedad limita el estudio de estas nubes, puesto que se dispersan rápidamente a menos que los efectos gravitatorios se contrarresten con fuertes campos magnéticos. Sin embargo, en microgravedad, los condensados persisten durante más tiempo, lo que permite realizar investigaciones más precisas. Y dado que en el espacio pueden usarse trampas magnéticas débiles para atrapar los átomos, es posible reducir su temperatura aún más, en parte gracias a una técnica que enfría los condensados dejando que se expandan. «La mayoría de los físicos cuánticos dirían que los experimentos con átomos fríos son geniales, pero para mejorarlos hay que trasladarlos al espacio», asegura Kamal Oudrhiri, director de la misión del CAL en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de Pasadena, California.

Los investigadores emplearon los precisos láseres del CAL en condiciones de alto vacío para producir condensados que sobrevivieron más de un segundo a 200 billonésimas de grado sobre el cero absoluto, al nivel de algunos de los experimentos más exitosos llevados a cabo en la Tierra. En futuras pruebas, el equipo planea bajar hasta una temperatura récord de 20 billonésimas de grado y crear condensados que perduren 5 segundos, afirma Oudrhiri. Eso lo convertiría en el lugar más frío del universo conocido.


FUENTE: Investigación y Ciencia. 

El guante que traduce en tiempo real la lengua de signos

Desarrollan un guante que traduce el lenguaje de signos al habla en tiempo real.

Así es el guante que traduce en tiempo real la lengua de signos

Bioingenieros de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA) han diseñado un dispositivo similar a un guante que puede traducir la lengua de signos en tiempo real. De momento, el experimento se ha llevado a cabo para la lengua de signos que se utiliza en Estados Unidos y su correspondiente traducción al inglés, pero los investigadores, que se encuentran ya gestionando la patente, no descartan emplear el sistema con otras lenguas. Los resultados se acaban de publicar en la revista « Nature Electronics».

«Esperamos que esto abra una vía fácil para que las personas que usan la lengua de signos se comuniquen directamente con aquellos que no la dominan sin necesidad de que alguien más les traduzca», explica en un comunicado Jun Chen, profesor asistente de bioingeniería en la Facultad de Ingeniería Samueli de UCLA e investigador principal del estudio. «Además, esperamos que pueda ayudar a más personas a aprender la lengua de signos».

Cómo funcionan

En concreto, el sistema se compone de un par de guantes con sensores muy delgados y elásticos que se extienden a lo largo de todos los dedos. Estos receptores están construidos por hilos conductores de electricidad, y recogen los movimientos de las manos y las colocaciones de dedos mientras representan letras, números, palabras y frases individuales.

Después, el dispositivo convierte los movimientos en señales eléctricas, que se envían a una placa de circuito del tamaño de una moneda que está situada en el dorso de la mano, justo encima de la muñeca. La placa transmite esas señales de forma inalámbrica a un teléfono inteligente, que las traduce en palabras habladas a una velocidad de aproximadamente una palabra por segundo.

En las pruebas, el equipo trabajó con cuatro personas sordas que utilizan la lengua de signos estadounidense. Los usuarios repitieron cada gesto de la mano 15 veces. Un algoritmo de aprendizaje automático personalizado convirtió estos gestos en letras, números y palabras que representaban. El sistema reconoció 660 signos, incluidas cada letra del alfabeto y los números del 0 al 9.

Además, los investigadores también agregaron sensores adhesivos en los rostros de los usuarios de lengua de signos que participaron e el experimento, concretamente con electrodos situados entre las cejas y al lado de la boca con el fin de capturar también las expresiones faciales.

 

Una técnica de microscopía consigue ver átomos individuales

La microscopia crioelectrónica rompe una barrera clave, gracias a lo cual se podrá explorar la actividad de las proteínas con un detalle sin precedentes.

Criomicroscopia electrónica | Actualidad | Investigación y Ciencia
Mapa criomicroscópico electrónico de la proteína apoferritina [Paul Emsley/Laboratorio de Biología Molecular MRC].
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La criomicroscopia de electrones, una técnica de creación de imágenes que ha supuesto un cambio radical, acaba de producir las más detalladas que haya ofrecido hasta ahora: en ellas se disciernen individualmente los átomos de una proteína.

Gracias a haber logrado la resolución atómica por medio de la criomicroscopía electrónica (crio-ME), los investigadores van a poder conocer con una precisión sin precedentes el funcionamiento de proteínas que no se pueden examinar con facilidad por medio de otras técnicas de creación de imágenes, como la cristalografía de rayos X.

Este logro, del que informaron dos laboratorios a finales de mayo, consolida la posición de la crio-ME como herramienta dominante en el cartografiado de las conformaciones tridimensionales de las proteínas, dicen los científicos. En última instancia, estas estructuras les valdrán a los investigadores para averiguar cómo actúan las proteínas en la enfermedad y en la salud, y poder así encontrar mejores fármacos con menos efectos secundarios.

«Es un verdadero hito, no cabe la menor duda. Ya no queda nada que romper. Para la resolución, era la última barrera », dice Holger Stark, bioquímico y microscopista electrónico del Instituto Max Planck de Química Biofísica, en Gotinga, Alemania; dirigió uno de los estudios. El otro lo dirigieron Sjors Scheres y Radu Aricescu, biólogos estructurales del Laboratorio de Biología Molecular del Consejo de Investigación Médica (MRC-LMB), en Cambridge, Reino Unido. Uno y otro artículos se prepublicaron en el servidor bioRxiv el día 22 de mayo.

«La ‘resolución atómica’ de verdad es un auténtico hito», añade John Rubinstein, biólogo estructural de la Universidad de Toronto, en Canadá. «Obtener estructuras con resolución atómica de muchas proteínas segurá siendo una tarea que arredra porque hay otras dificultades, como la flexibilidad de la proteína», añade.

 


Artículo traducido y adaptado por Investigación y Ciencia con permiso de Nature Research Group.

Referencias: «Breaking the next Cryo-EM resolution barrier – Atomic resolution determination of proteins!», de Ka Man Yip et al., en bioRxiv (2020); «Single-particle cryo-EM at atomic resolutio», de Takanori Nakane et al., en bioRxiv (2020).