[UNL] ¿Cómo ayudó la ciencia a encontrar el vuelo de Malasia?
by Prensa Institucional UNL
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Señales y cálculos
¿Cómo ayudó la ciencia a encontrar el vuelo de Malasia?
En pleno siglo XXI, con la tecnología más sofisticada y cientos de radares y satélites disponibles, fueron los cálculos físicos y matemáticos los que ayudaron a determinar la ruta del avión desaparecido en el océano Indico. Un físico investigador del Instituto de Física del Litoral, UNL-CONICET, explica qué teorías usaron para encontrarlo.
El 8 de marzo, el vuelo MH370 de Malaysia Airlines desapareció con 239 personas a bordo sin dejar rastros. El avión había salido del aeropuerto de Kuala Lumpur, en Malasia, con destino a Pekín, la capital China. El trayecto original debía cubrir una distancia de 15.000 km, volando por una ruta en su mayoría continental.
A los 50 minutos de vuelo y sin que se diera ninguna señal de alarma, se perdió todo contacto con la aeronave, que en ese momento estaba sobrevolando el Mar de China Meridional, al sur de la península Ca Mau de Vietnam.
Lo que siguió fueron 17 días de misterio y especulaciones. Las tareas de rescate movilizaron a 26 países, incluidas potencias internacionales como China, Japón y Estados Unidos, que en una carrera contra reloj buscando posibles sobrevivientes, rastrearon las distintas rutas posibles.
A pesar del despliegue de tanta tecnología, no fueron ni los 29 aviones, 18 barcos o 6 helicópteros los que dieron con los restos del avión, sino uno de los 21 satélites a los que se pidieron informes. Específicamente, el de la compañía inglesa Inmarsat, en órbita desde 1990. Los créditos, sin embargo, no se los debe llevar la tecnología espacial sino la mente humana de los ingenieros que aplicaron teorías de la física y la matemática para decodificar las señales captadas satelitalmente.
Efecto Doppler y señales pings
¿Qué conceptos usaron? "Para estimar la posible posición final del avión se aplicó el efecto Doppler", explica el Dr. Nicolás Budini, investigador de CONICET que desarrolla sus actividades en el Instituto de Física del Litoral (IFIS), de la Universidad Nacional del Litoral (UNL) y el Conicet. Budini dice que todas las personas alguna vez experimentaron este efecto, que se percibe por ejemplo al escuchar la sirena de una ambulancia. "Si prestamos atención, vamos a notar que cambia el tono del sonido a medida que la sirena avanza hacia nosotros. Cuando se aleja, el sonido pasa a ser más grave. Este es el llamado efecto Doppler y se aplica, por ejemplo, en los radares que miden la velocidad de los automóviles. Estos radares emiten una señal de ultrasonido (de frecuencia definida) y reciben la señal que se refleja en el auto que se acerca a una velocidad dada. Como el auto está en movimiento, la frecuencia de la señal recibida (reflejada) es levemente diferente a la emitida por el radar. Esta diferencia permite calcular con muy buena precisión la velocidad del objeto en movimiento sobre el cual se reflejó la onda".
En el caso del avión, se utilizó una señal denominada "pings". Los pings se emiten automáticamente cada una hora si se corta el contacto con la estación en tierra. Si bien no indican velocidad, posición o rumbo, son importantes para saber que el avión sigue su marcha, por eso la operación se denomina "handshake" (apretón de manos). El vuelo MH370 emitió seis pings antes de desvanecerse.
Con las señales de los seis pings, lo que siguió fue un cálculo que Budini califica como bastante complicado por la cantidad de variables a tener en cuenta. "Lo que hicieron fue determinar el corrimiento de la frecuencia emitida por el avión debido al efecto Doppler total de la frecuencia de los pings recibidos en tierra". Calculando el alcance del avión desde el satélite, y el tiempo que le llevó a la señal ser mandada y recibida, se generaron dos arcos de posibles posiciones, un corredor norte y un corredor sur.
Pero llegar a ese punto fue complicado. "En primer lugar porque no se conocía la velocidad del avión ni el rumbo que tomó a partir de la última señal recibida; segundo, porque el satélite que recibió la señal fue puesto en órbita en la década del 90 y no está equipado con GPS, por lo que no se podía determinar la posición del avión a partir de la señal recibida y tercero, porque dada la posición del satélite (geoestacionario) los resultados obtenidos de los cálculos serían los mismos si el avión hubiera tenido rumbo hacia el norte o hacia el sur". Lo que hicieron entonces fue suponer que el avión mantuvo una velocidad dada constante desde el último contacto.
Más cálculos
"La novedad del método que se usó fue emplear el efecto Doppler medido en la única señal que el avión continuó emitiendo para intentar determinar su posición final", explica Budini. "Para verificar los resultados del método, los ingenieros que hicieron los cálculos aplicaron el mismo procedimiento para estimar la posición final de vuelos que se efectuaron en el mismo día y cuyo destino se conoció perfectamente. Los resultados coincidieron muy bien con los datos reales, y esto permitió comprobar la utilidad del procedimiento".
A falta de pruebas contundentes que permitan concluir que el avión cayó en algún punto de la ruta señalada por los ingenieros de Inmarsat, sólo resta esperar y confiar en la tecnología de radares, que permite literalmente "peinar" el fondo del océano en busca del avión. Pero la determinación de la ruta es en sí un gran paso y Budini destaca la relevancia de todo el proceso, ya que nunca antes se había tenido que recurrir a este tipo de cálculos porque es muy raro que se desconecten casi todos los sistemas de localización de un avión.
La pelota está ahora en el campo de los matemáticos y expertos en probabilidades, para que ayuden a comprimir el rango de búsqueda, que aún con los datos aportados por el satélite, es de 7.680.000 de kilómetros cuadrados, el 1.5% de la superficie total de la tierra.
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10 años
[UNL] Ríos de llanura, fuente de riqueza energética
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Agua y energía
Ríos de llanura, fuente de riqueza energética
Las principales centrales hidroeléctricas del país fueron construidas en ríos de montaña. Sin embargo, los cursos de agua interiores de la región Litoral también poseen un potencial energético que aún no ha sido aprovechado. Investigadores de la UNL analizan las posibilidades que brindan estos ríos para producir electricidad de manera sustentable.
El agua y la energía eléctrica son recursos esenciales para la vida. No obstante, según Naciones Unidas, más de 1.300 millones de personas no tienen acceso a la electricidad. Por otra parte, se estima que la demanda de energía renovable alcanzará un 60% de aumento en los próximos 16 años. "La hidroelectricidad es la fuente renovable más grande para la generación de energía eléctrica y se espera que su participación en la producción total de electricidad se mantenga en torno al 16% hasta el año 2035", sostiene la ONU.
En Argentina, entre 2009 y 2012, los aprovechamientos hidroeléctricos participaron en un promedio del 28 % de la potencia total disponible, frente al 59 % que alcanzaron las centrales térmicas.
La hidroelectricidad es una fuente renovable de energía que aprovecha los cursos de agua para generar electricidad, sin reducir los caudales. Esta producción se realiza en centrales hidroeléctricas que se construyen, generalmente, en zonas montañosas, tales como El Chocón, Piedra del Águila, Agua del Toro o Futaleufú. "Constituyen aprovechamientos tradicionales con grandes saltos y bajo caudal. Pero, actualmente, se está analizando la posibilidad de realizar obras ambientalmente sustentables que aprovechen mayores caudales y bajo salto, características que presentan los ríos de llanura interiores de nuestro país", comentó Roberto Gioria, docente e investigador de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Hídricas (FICH) de la Universidad Nacional del Litoral (UNL).
Producción sustentable
El agua y la energía eléctrica están estrechamente relacionados. Los recursos hídricos son utilizados para generar energía hidroeléctrica, y al mismo tiempo, la electricidad es necesaria -por ejemplo- para extraer, tratar y transportar agua para consumo humano y actividades productivas. En este sentido, el desarrollo económico y social del país dependerá en parte del aprovechamiento adecuado de estos recursos, abordados desde una mirada integral.
Con este enfoque, especialistas de la FICH-UNL analizan las posibilidades que brindan los ríos de llanura para producir electricidad de manera sustentable. "Nuestros estudios promueven acotar las obras solamente al cauce principal, tratando de no afectar ambientalmente el valle de inundación, el cual posee una rica biodiversidad", explicó Gioria, quien además integra un grupo de trabajo que está desarrollando prototipos de obras de bajo salto en el arroyo Feliciano, Entre Ríos, en el marco de un convenio con la Secretaría de Energía de la Nación.
En Argentina no existen antecedentes de este tipo de aprovechamiento hidroeléctrico. Por ello, insistió Gioria, "Santa Fe, poseedora de una gran riqueza fluvial, debería contemplar en su planificación energética aprovechamientos de bajo salto. En otras palabras, determinar el potencial hidroeléctrico de la provincia, para lo cual la Universidad puede ser un actor indicado".
Agua y energía fue el tema propuesto este año por la Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO) para celebrar el Día Mundial del Agua, el 22 de marzo. El objetivo es promover la reflexión acerca del cuidado y desarrollo sostenible de este recurso. Argentina adhiere a esta celebración y conmemora todos los 31 de marzo, desde 1970, el Día Nacional del Agua.
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10 años
[UNL] Determinan las especies de arsénico en agua subterránea
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En la región
Determinan las especies de arsénico en agua subterránea
Es posible conocer las especies o formas químicas del arsénico en muestras de agua de una manera relativamente económica y con equipamiento disponible a nivel local. La metodología analítica fue desarrollada por científicos de la UNL.
Además de conocer la cantidad total de arsénico presente en una muestra de agua subterránea, un grupo de investigadores de la Universidad Nacional del Litoral (UNL) se abocó a determinar qué formas químicas de arsénico contiene. En efecto, existen distintas especies --como se denominan en la disciplina-- y cada una tiene diferentes implicancias en la salud y el ambiente.
En particular, los especialistas se abocaron a desarrollar y optimizar una metodología analítica que permita en el laboratorio cuantificar la presencia de arsénico III y arsénico V.
Con esta técnica realizaron una evaluación sobre 59 muestras de agua subterránea tomadas de 27 localidades, todas correspondientes a pozos de zonas rurales o periurbanas del departamento Castellanos, en Santa Fe. El análisis de especiación mostró la prevalencia de las formas de arsénico V, que están vinculadas a un menor impacto toxicológico, en comparación con el arsénico III.
Estos resultados serían acordes con estudios epidemiológicos previos publicados por el Ente Regulador de Servicios Sanitarios (ENRESS) en 2005.
Desafío analítico
La aplicación de la metodología desarrollada se hizo sobre un tema de sumo interés social como es la carga de arsénico en agua subterránea en el centro-oeste santafesino. "Funcionó muy bien y pudimos hacer un screening de las aguas de la región", sintetizó Mirna Sigrist, docente e investigadora de la Facultad de Ingeniería Química (FIQ) de la UNL.
"Hay varias metodologías que utilizan diferentes técnicas que para llevar a cabo el análisis de especiación y las más usadas en el mundo son muy costosas. Nosotros desarrollamos una metodología alternativa, la optimizamos y pudimos realizar el análisis de especiación a un costo mucho más accesible", explicó Sigrist.
"Lo que desarrollamos se puede implementar como análisis de rutina, y de hecho lo estamos haciendo, para la especiación en compuestos inorgánicos que es lo que normalmente se encuentra en agua subterránea", comentó.
El análisis mostró valores muy bajos de arsénico III en las muestras inclusive por debajo de los niveles de detección. Ahora, los investigadores se proponen perfeccionar el desarrollo de manera de mejorar su desempeño ante muestras más salinas.
Este tipo de trabajos sobre arsénico se desarrollan desde 2006 en el marco del Programa de investigación y análisis de residuos y contaminantes químicos de la FIQ. Participan de estas acciones pasantes de investigación, tesistas de grado y posgrado de la UNL.
El problema
La contaminación del agua con arsénico es natural ya que es de origen geológico a partir de los constituyentes mismos del acuífero. "En este caso, no se trata de un contaminante antropogénico", aclaró la especialista.
Si bien el arsénico se puede encontrar en cuatro estados de oxidación, las especies inorgánicas de arsénico III y V son prevalentes en aguas subterráneas. Su presencia depende mayormente del pH, el potencial de óxido-reducción y la salinidad del agua.
Como ocurre con la mayoría de los elementos químicos, su forma química, el que esté en uno u otro estado de oxidación, formando una molécula orgánica o un compuesto inorgánico, determina su toxicidad y biodisponibilidad. "De ahí nuestro interés de diferenciar el arsénico III y V en el agua de nuestra región", subrayó.
El grado de toxicidad y la frecuencia de exposición al arsénico hizo que la Agencia para Sustancias Tóxicas y el Registro de Enfermedades de EEUU jerarquice el problema en el listado de prioridades ambientales a atender.
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10 años, 1 mes
[UNL] Estudian la dieta del Pato Cutirí para preservarlo
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Por primera vez
Estudian la dieta del Pato Cutirí para preservarlo
Se trata de un ave que se alimenta mayormente de vegetales y, en menor proporción, de insectos. La mano del hombre, que invade sus espacios y que lo considera una plaga, puede poner en peligro su supervivencia.
Investigadores de la Universidad Nacional del Litoral (UNL) y Conicet estudiaron por primera vez la dieta del Pato Cutirí, un ave característica de la provincia de Santa Fe, pero que también habita otras provincias y países limítrofes. En muchos lugares se lo caza porque es considerado una plaga, es por eso que saber de qué se alimenta puede contribuir a su conservación y manejo poblacional.
El estudio, encarado por investigadores del Instituto Nacional de Limnología (Inali - Conicet), permite ampliar la biología alimentaria de la especie, cuyo nombre científico es Amazonetta brasilensis, y brinda los primeros datos cuantificados de su espectro nutritivo. A la vez, permite conocer su ritmo de alimentación y de uso del hábitat. Se trata de un aporte muy importante para el adecuado manejo de la especie, ya que habita un área muy expuesta a proyectos como las hidrovías y las represas, que modifican irreversiblemente el ambiente.
Según contó Pamela Olguín, que trabajó en el proyecto junto a Adolfo Beltzer, Griselda Urich y Evelina León, estudiaron ejemplares cazados entre 1984 y 1992 en la isla Carabajal y en arroceras próximas a la localidad de San Javier cuando estaba permitido capturarlos con fines investigativos. "Ya había trabajos previos sobre el Pato Cutirí, pero no en el contexto de la zona. Por lo tanto, este trabajo contribuye a tener un mayor conocimiento de esta especie que se puede encontrar en Brasil, Paraguay, Bolivia y Uruguay, además de diversas zonas de Argentina", destacó.
Qué comen
Olguín apuntó que luego del examen del estómago de 11.295 presas, encontraron básicamente 17 tipos de alimentos, 14 de los cuales correspondieron a vegetales típicos del ambiente que habitan y tres a animales. Las especies vegetales más representativas fueron semillas de una maleza de los cultivos, llamada pasto niño, y las de arroz, que se cultiva en campos próximos a la ciudad de San Javier.
En cuanto a la fracción animal, estuvo representada por insectos acuáticos y gorgojos. Por otra parte, en todos los estómagos encontraron granos de arena. A la vez, observaron que la actividad alimentaria era constante durante las primeras horas de la mañana, decreciendo alrededor de las 18 y aumentando paulatinamente hacia las horas vespertinas mostrando una actividad máxima a las 19.20.
"Comparando los resultados obtenidos en las áreas en que se efectuaron las capturas se podría inferir que el ave tanto de áreas naturales como en los cultivos de arroz hace un aprovechamiento del recurso conforme a la oferta. Esta expresión se asocia al concepto de forrajeo óptimo en el que el gasto de energía en la búsqueda de alimento es casi nulo. Asimismo, la presencia de arroz en las capturas efectuadas en áreas naturales expresan los desplazamientos erráticos que realiza el Cutirí", expresa el trabajo del Inali.
Conservación
Olguín comentó que conocer la dieta de una especie sirve para su conservación y para el manejo poblacional. "Hoy existen varias especies de patos, más que nada en la ciudad de Santa Fe, que están expuestas al turismo de caza, por lo cual es importante conocer más de ellas. Además, muchas son consideradas plagas, ya que habitan zonas arroceras. Una de ellas es el Pato Cutirí, pero también están la especie Netta peposaca o Pato Picazo", manifestó.
Según añadió, el Cutirí corre cada vez más peligro debido a la acción del hombre y a la reducción de sus espacios naturales: "Corre el riesgo de no encontrar alimentos que le son propios y por eso recurren a los sembradíos", finalizó.
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