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Ciencia y Tecnología

Biomimética: El diseño siguiendo las pautas de la naturaleza

Un Boeing 747, de Korean Air en el Aeropuerto Internacional de los Angeles. (Archivo).

Hasta hace algún tiempo los arquitectos aeronáuticos y navales diseñaban las naves aéreas y marítimas con formas lo más esbeltas posible, fabricando vehículos que cortaran el aire y el agua de la forma más eficiente, dando por resultado cascos de embarcaciones y fuselajes de aviones que se asemejaban a agujas marítimas o voladoras. Estos diseños obedecían a los más avanzados cálculos de la época.

Sin embargo, en los 1960s, buscando el matrimonio perfecto entre la función y la forma para lograr nuevas naves aéreas, los diseñadores tornaron su atención hacia esa gran maestra de todo, la naturaleza.

Los ingenieros de la empresa Boeing estaban siendo presionados por Juan Trippe, presidente de la línea aérea Pan American World Airways, para que crearan un avión de un tamaño sin precedentes, el que además de llevar un gran número de pasajeros, pudiera usarse para la carga de objetos de un tamaño no transportado anteriormente por vía aérea.

Para usar como carguero dicho avión había necesidad de abrir la nariz del mismo y tener una entrada lo suficientemente ancha y alta como para que cupieran las piezas de carga que se pretendían transportar. Esto era de vital importancia económica porque en los años 1960s se esperaba que la aviación de pasajeros por jets convencionales fuera suplantada en pocos años por los aviones supersónicos y estos grandes jets pasarían a dar servicio de carga exclusivamente.

No obstante, como sabemos los transportes supersónicos de pasajeros tuvieron una vida efímera y terminaron por el momento después del desastre del Concord en París.

Pero volvamos a nuestro avión grande y “narizón”. El que el fuselaje fuera mucho más voluminoso en la parte delantera atentaba contra la cultura aeronáutica del momento y el concepto de “aguja voladora” que les mencioné. Fue cuando el grupo de Boeing tornó su vista hacia la naturaleza y buscó la solución en el diseño que la evolución, poco a poco, había creado, el cachalote.

Este tipo de ballena tiene su parte delantera más voluminosa que el resto del cuerpo y sin embargo por su forma se mueve en el agua con máxima eficiencia y celeridad. Lo mismo podía hacer un avión en el aire y el grupo de Boeing, llamado “los increíbles” se dedicó a hacer el Boeing 747 con su fisonomía cabezona siguiendo el concepto del cachalote. Fue la primera aplicación de la Biomimética en gran escala.

La bulbosa proa de los navíos modernos sigue la misma filosofía de diseño biomimética cachalótica.

La biomimética (del original biomimetics) pudiéramos definirla como la aplicación de los diseños de la naturaleza para resolver problemas de ingeniería, la ciencia de los materiales, medicina y otros campos.

Siguiendo el mismo concepto biomimético, los diseñadores de aviones comenzaron a dotar las alas de los mismos con unas aletas adicionales en sus extremos siguiendo la forma de las alas de las grandes aves que suelen tener unas plumas largas y fuertes al extremo de las mismas. Dichas plumas le dan mayor estabilidad y maniobrabilidad en su vuelo. Lo mismo pasa con las naves aéreas y sus aletas.

El concepto de imitación al ala avícola dio otro paso en el diseño de uno de los últimos aeroplanos de Boeing, el Boeing 787 apodado el Dreamliner. En esta nueva nave las alas presentan una curvatura que amplía la forma y función de las aletas. Boeing entregó el primer Dreamliner a la empresa japonesa ANA (All Nipón Airlines). Desde entonces la mayoría de las líneas aéreas del mundo vuelan el Dreamliner.

La revista The Red Bulletin publicó un trabajo sobre biomimética y da varios ejemplos de reciente aplicación. Aquí reseñaremos algunos.

La empresa Mercedes-Benz estudió la forma y estructura del pez caja ó tamboril para diseñar un automóvil sumamente fuerte y aerodinámico que hasta este momento está en la fase conceptual.

Detrás de la forma cuadrada del pez caja hay una lección en diseño aerodinámico. El “drag” muy bajo de su forma permite al pez nadar una distancia igual a 6 veces su longitud en un segundo y las aristas afiladas de su contorno le permiten usarlas como quillas y obtener una gran estabilidad.

Mercedes-Benz copió la estructura hexagonal de su piel y logró un automóvil mucho más rígido que los modelos convencionales. El prototipo del carro probado en el túnel de viento mostró que puede alcanzar una eficiencia de 70 millas por galón. Todo imitando al humilde tamboril.

El ingeniero suizo George De Mestral después de una caminata por el campo en 1948 comenzó a quitarse los guisazos de los pantalones y con la curiosidad inherente a su profesión, se puso a examinar la estructura de las molestas semillas. Descubrió De Mestral que cada una de las espinas terminaba en un pequeño gancho que hacía que se fijaran en la tela pero que se soltaban cuando se tiraba de ellos. Esa fue la invención del velcro.

George De Mestral creyó que iba a revolucionar la moda pero al comienzo nadie se interesó por el velcro. Tuvo aplicaciones más importantes como en la primera cirugía de corazón artificial y fue a la luna en los trajes de los astronautas de Apollo en 1972. Hoy el velcro es tan común como el zipper.

Las aspas de las grandes turbinas de viento que generan energía eólica se diseñaban tratando de lograr que fueran lo mas aerodinámicas posible usando el concepto de cuanto más lisas y cortantes mejor, pero aquí entró de nuevo nuestro maestro el cachalote el cual tiene nódulos en su aletas principales. Esto despertó la curiosidad del ingeniero biomecánico Frank Fisher en cual comenzó a hacer pruebas en el túnel de viento del Instituto de Energía Eólica de Canadá comprobando que esos nódulos permiten al cachalote generar fuerza y velocidad cuando hace giros cerrados.

Hoy ya se están diseñando turbinas con aspas provistas de nódulos que permiten generar más energía que las aspas convencionales con menor velocidad del viento.

En 1982 el botánico Wilhelm Barthlott de la Universidad de Bonn en Alemania descubrió que la flor de loto tiene una superficie que se limpia a sí misma y es repelente al agua. El secreto consiste en microestructuras y nanoestructuras que por el ángulo de su contacto con el agua hace que ésta ruede sobre su encerada superficie y arrastre a su vez las partículas de suciedad que han caído sobre la flor.

Barthlott patentó su descubrimiento llamándole el “Efecto Loto”. Se encontró aplicación comercial en productos como la pintura biomimética Lotusan. La pintura tiene la reputación de ser repelente al agua y resistir manchas por décadas.

Quizás una de las aplicaciones más conocidas de la biomimética, aún sin conocerse el término, fue lo que llevó al diseño de los súper rápidos trajes de baño de competencia, la imitación de la piel de los tiburones.

La piel de los escualos está cubierta por pequeñas escamas dentadas llamadas dentículos dérmicos. El agua corre sobre esa superficie reduciendo la fricción. Se fabricó un tejido con características similares y con ese material se confeccionaron trajes de baño. La firma Speedo fue la pionera en la fabricación de esos trajes con los que los nadadores rompieron 22 récords mundiales en el Campeonato Mundial de Natación en el año 2009. Después de esa masacre de records dichos trajes fueron prohibidos.

Esos dentículos además hacen que sea difícil que los crustáceos y algas se adhieran a la piel del tiburón. Esa característica ha hecho que se estén haciendo recubrimientos sintéticos con esa estructura para aplicarlos a los cascos de las naves e impedir las incrustaciones que tanto dinero cuestan en mantenimiento de los barcos.

Usando la biomimética se está estudiando el mecanismo del movimiento en forma de U de las alas de la mosca tratando de conseguir un mecanismo lo suficientemente pequeño y eficiente como para usarlo en una diminuta nave voladora que pueda entrar en espacios angostos. Se piensa en su utilidad buscando víctimas en terremotos, edificios incendiados y otras catástrofes.

También está en estudio el lagarto del desierto australiano que tiene la habilidad de hacer que la escasa humedad del medio ambiente corra sobre las escamas de su piel hasta su boca y haga un uso óptimo de esa ínfima cantidad de agua. Se quiere aplicar esa tecnología “reptílica” [SIC] para capturar agua en regiones muy secas.

Cada día encontramos que usamos más la biomimetica en todos los campos del diseño y ya sabemos que si tenemos alguna duda podemos consultar a nuestro profesor, el cachalote.

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Telegram app reporta problemas en Cuba; usuarios denuncian a ETECSA

Telegram app. REUTERS/Thomas White

La aplicación de mensajería instantánea​ Telegram, similar a WhatsApp está reportando problemas para funcionar en Cuba.

"Nuestros usuarios en Cuba están reportando problemas de conexión que les impide usar nuestra app con normalidad. Estamos monitoreando la situación pero el problema no es nuestro. Esperamos que el proveedor responsable de este inconveniente pueda dar una solución lo antes posible", escribió la compañía en su cuenta en español en Twitter.

La aplicación es muy popular entre los cubanos porque permite conversar con una persona, crear grupos, realizar llamadas de audio o videollamadas y compartir revistas y otros documentos en formato .PDF para la descarga inmediata en un móvil, tablet u ordenador.

Los usuarios de la isla están denunciando en redes sociales que se trata de una decisión de ETECSA, la empresa que tiene el monopolio de las telecomunicaciones en Cuba.

"Buenos días! Aquí seguimos a pesar de los problemas de conectividad. Ayer se murió mi telegram, ni podía entrar a la web, y entré en pánico. Ya esto es adictivo. Al parecer persisten, sigo por una vpn. ¡Ay, ETECSA de mis amores!" escribió Dariana Valdés.

El usuario Edney Marin recuerda que los problemas con ETECSA son sistemáticos.

Algunos apuntan a la censura de ETECSA porque Telegram les permite acceder a medios informativos y también propicia los canjes de productos en el mercado negro.

Freedom House denuncia cierre de SNET, ciberclarias y censura a youtubers cubanos

Jóvenes cubanos han desarrollado campañas en las redes para pedir a ETECSA que baje los precios de Internet

El cierre de la popular red SNET, los bloqueos a youtubers, las amenazas de las llamadas "ciberclarias" y las nuevas legislaciones implementadas por La Habana que vigilan y castigan el uso de la Internet y las redes sociales de los cubanos aparecen en el más reciente informe Freedom on the Net 2020 publicado por Freedom House.

La isla comunista se mantiene en el escalón 22, de un máximo de 100, y es declarada “no libre” en el informe mundial elaborado por la ONG que promociona la democracia, la libertad política y los derechos humanos.

El informe publicado esta semana indica que el estado cubano manipula contenidos mientras bloquea a los sitios de noticias independientes y que la disidencia política es castigada con leyes, como el Decreto Ley 370.

Informe de Freedom House sobre Cuba.
Informe de Freedom House sobre Cuba.

Entre los hechos más sobresalientes ocurridos entre junio de 2019 y mayo de 2020 la organización denuncia:

- La estricta legislación implementada en julio de 2019 permitió a los residentes instalar enrutadores Wi-Fi en sus hogares y negocios, al tiempo que restringió muchos más tipos de conexiones de red. También ilegalizó efectivamente las redes comunitarias, incluida la más grande, SNET.

- Las conexiones de datos móviles de varios activistas, periodistas, disidentes y productores de contenido de YouTube se interrumpieron durante unos días, posiblemente para evitar que compartieran contenido, participaran en eventos en línea o informaran sobre otras interferencias que habían experimentado.

- Las cuentas de redes sociales falsas a favor del gobierno conocidas como ciberclarias acosaron a los disidentes.

- Twitter suspendió temporalmente las cuentas de los medios de comunicación oficiales y funcionarios del gobierno, incluido Raúl Castro, por manipular información en línea.

- Se llevaron a cabo numerosas movilizaciones de base a través de las redes sociales, incluida una demanda generalizada de precios más bajos de Internet y una protesta contra el cierre de SNET.

- Las autoridades aumentaron el uso del Decreto Ley 370, particularmente en medio de la pandemia COVID-19, para arrestar, multar y confiscar arbitrariamente los dispositivos de periodistas digitales independientes.

- En agosto, el periodista Roberto Quiñones fue condenado en virtud de una legislación separada a un año de trabajo penitenciario después de negarse a pagar una multa.

- La intimidación y el acoso en línea dirigido a activistas LGBT + y periodistas independientes a veces incluían amenazas de muerte.

"Hubo múltiples casos de amenazas e intimidación contra periodistas independientes, miembros de la comunidad SNET y activistas políticos en el contexto de interrogatorios por parte de agentes de seguridad del Estado. En uno de los casos más atroces, los agentes de seguridad mantuvieron múltiples reuniones amenazadoras con la periodista de 14ymedio Luz Escobar para disuadirla de continuar con su trabajo. También fueron notables las amenazas contra el miembro de SNET, Ernesto de Armas, que tenían como objetivo facilitar la ruptura y toma de control de la red. Los periodistas independientes Iliana Hernández, Boris González, Nancy Alfaya, Camila Acosta, Waldo Fernández Cuenca y Yoe Suárez fueron igualmente amenazados durante sus interrogatorios en el período 2019-2020", indica el reporte.

El informe menciona casos particulares de ciberacoso como las amenazas de muerte ocurridas en mayo de 2020 contra miembros de la comunidad LGBTI, que "se originaron en una cuenta falsa de Facebook e involucraron la exposición de información privada sobre las personas atacadas, lo que indica que las agencias de seguridad del estado cubano pueden haber estado detrás de ellas". Los objetivos incluían a Yosmany Mayeta, Maykel González Vivero, Nonardo Perea y el escritor Jorge Ángel Pérez.

"El periodista independiente Ezequiel Fuentes también fue acosado por una cuenta de Facebook que se cree que fue creada por funcionarios de seguridad del Estado. Después de que las autoridades arrestaron y confiscaron el teléfono del productor de contenido de YouTube Nelson Julio Álvarez Mairata (conocido como Nexy J Show) en octubre de 2019, su perfil de Facebook fue alterado para mostrar apoyo al régimen y criticar el trabajo independiente", agrega Freedom House.

La organización recordó que Cuba es un estado unipartidista y comunista que proscribe el pluralismo político, prohíbe los medios independientes, reprime la disidencia y restringe severamente las libertades civiles básicas.

Twitter desmantela 526 cuentas falsas gestionadas por la UJC y otras entidades cubanas

Logo de la empresa Twitter

La empresa Twitter informó en su blog oficial que desmanteló 526 cuentas falsas que estaban gestionadas por organizaciones juveniles vinculadas al Gobierno de Cuba, entre ellas la Unión de Jóvenes Comunistas (UJC) y la Federación Estudiantil Universitaria (FEU).

Las redes sociales Facebook y Twitter comunicaron que en los últimos días han desmantelado varias redes en todo el mundo que se hacían pasar por quienes no eran para influir en la opinión pública de varios países, entre ellos Estados Unidos y Cuba.

Al margen de Cuba y EE.UU., Twitter y Facebook también desmantelaron redes falsas con origen en Irán, Rusia, Tailandia, Arabia Saudí, Birmania (Myanmar), Azerbaiyán y Nigeria.

Twitter dijo que ha suspendido de forma permanente 1,594 cuentas vinculadas con cinco redes, "por varias violaciones a nuestras políticas sobre la manipulación de plataformas".

Las dos redes sociales eliminan de forma periódica redes de este tipo, al considerarlas "de comportamiento inauténtico" y contrarias a sus políticas comunitarias, aunque los esfuerzos se han redoblado en las últimas semanas dada la proximidad de la cita electoral en EE.UU.

Premio Nobel de Química 2020 a creadoras de las tijeras genéticas

Emmanuelle Charpentier (izq.) y Jennifer Doudna.

Las científicas Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna ganaron el Premio Nobel de Química 2020 por el desarrollo de un método para la edición del genoma, informó el miércoles el organismo a cargo de los galardones.

"Emmanuelle Charpentier y Jennifer A. Doudna descubrieron una de las herramientas más precisas de la tecnología genética: las tijeras genéticas CRISPR/Cas9", dijo la Real Academia de las Ciencias de Suecia en un comunicado sobre la concesión de los 10 millones de coronas suecas (1,1 millones de dólares) del premio.

"Esta tecnología ha tenido un impacto revolucionario en las ciencias humanas, está contribuyendo a nuevas terapias contra el cáncer y puede hacer realidad el sueño de curar enfermedades hereditarias", señaló.

"La capacidad de cortar el ADN donde uno quiera ha revolucionado las ciencias de la vida", dijo a los periodistas Pernilla Wittung Stafshede, miembro de la Academia de Ciencias.

Charpentier, francesa, y Doudna, estadounidense, se convierten en la sexta y séptima mujer en ganar un Nobel de Química, uniéndose a mujeres como Marie Curie, que lo ganó en 1911, y más recientemente, Frances Arnold, en 2018.

Siguiendo la tradición, el de química es el tercer premio anunciado cada año y se suma a los de medicina y física desvelados a principios de esta semana.

Los premios por logros en ciencia, literatura y paz fueron creados y financiados en el testamento del empresario sueco e inventor de la dinamita Alfred Nobel y han sido entregados desde 1901. Posteriormente se añadió el de economía.

La pandemia de COVID-19 redibujó la entrega de los Nobel, ya que muchos de los eventos tradicionales, como el gran banquete, se han cancelado o bien se han trasladado a internet, mientras la investigación de la enfermedad -sobre todo la búsqueda de una vacuna- sigue centrando el interés científico.

Descubrimientos sobre los agujeros negros ganan el Nobel de Física

ESA/Hubble, M. Kornmesser/Handout via REUTERS

El científico británico Roger Penrose, el alemán Reinhard Genzel y la estadounidense Andrea Ghez ganaron el Premio Nobel 2020 de Física por sus descubrimientos sobre los agujeros negros, uno de los fenómenos más exóticos en el universo, informó el martes el organismo a cargo de los galardones.

Penrose, profesor de la Universidad de Oxford, ganó la mitad del premio por su trabajo utilizando las matemáticas para demostrar que los agujeros negros son una consecuencia directa de la teoría general de la relatividad.

En tanto Genzel, del Instituto Max Planck y la Universidad de California, y Ghez, de la Universidad de California, compartieron la otra mitad por descubrir que un objeto invisible y extremadamente pesado gobierna las órbitas de las estrellas en el centro de nuestra galaxia.

El Premio Nobel de Física es el segundo que se otorga este año, después de que tres científicos ganaran el galardón de Medicina el lunes por su descubrimiento de la hepatitis C.

Entre los premios Nobel, la Física a menudo ha dominado la atención y los galardones pasados fueron para personalidades científicas como Albert Einstein por descubrimientos fundamentales sobre la composición del universo, incluida la teoría general de la relatividad.

"Los descubrimientos de los Laureados de este año han abierto nuevos caminos en el estudio de objetos compactos y supermasivos", declaró David Haviland, presidente del Comité Nobel para Física, sobre la elección para el premio de 10 millones de coronas suecas (1,1 millones de dólares).

"Pero estos objetos exóticos todavía plantean muchas preguntas que piden respuestas y motivan la investigación futura".

Ghez es la cuarta mujer que gana el Nobel de Física, después de Marie Curie en 1903, Maria Goeppert Mayer en 1963 y Donna Strickland en 2018.

Los premios Nobel se crearon como la última la voluntad de Alfred Nobel, empresario sueco e inventor de la dinamita, y se otorgan desde 1901.

Los premios de este año se dan bajo la sombra de la pandemia de COVID-19, que ha obligado a reducir gran parte de las festividades habituales y ha hecho que el mundo científico compita para desarrollar una vacuna y un tratamiento.

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