El roble andino también es víctima de la contaminación en Bogotá

 La capital produce 20 toneladas diarias de material particulado, diminutas moléculas que se quedan en el aire por la contaminación producida por automóviles y fábricas, entre otras razones. El roble andino, uno de los árboles más comunes en Bogotá, es una de sus víctimas ya que pierde color, nutrientes, polinizadores y agua a causa de este daño ambiental. Después de un primer acercamiento al problema se propone mejorar los planes de reforestación y conservación.

Con seguridad alguna vez usted ha visto o ha escuchado comentarios sobre el roble andino(Quercus humboldtii) por su firmeza o importancia en la construcción; de hecho esta es una de las principales razones por las que es considerado como una especie vulnerable. Pero tener corteza firme no le ha bastado a este gigante –que puede llegar a los 25 m– para salvarse de la contaminación.

El material particulado se clasifica según su tamaño, y en el caso de estudio se evaluó el que mide 10 micras o menos. En 2022 Bogotá registró niveles superiores hasta en tres veces lo recomendado por la Organización Mundial de la Salud (OMS). 

Ante esta problemática, el biólogo Miguel Ángel Camargo, de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), realizó un diagnóstico pionero sobre este árbol para analizar el impacto de la contaminación en el Parque Timiza (Kennedy, al sur de Bogotá), el Jardín Infantil de la UNAL y la Reserva Natural El silencio (San Francisco, Cundinamarca), en el marco del Semillero de Investigación en Ecología Funcional dirigido por la profesora Beatriz Salgado, del Departamento de Biología.

“En el Parque Timiza las hojas del roble andino se encuentran deshidratadas, lo que obedecería a las “islas de calor”, fenómeno generado por la alta radiación solar que absorbe el asfalto y los contaminantes del aire, lo que hace aumentar la temperatura, y esto a su vez promueve la desecación de la vegetación, que se agudiza por ubicarse en una zona densamente poblada y con una acelerada urbanización”, asegura el investigador.

Para la evaluación se utilizó el índice de tolerancia a la contaminación del aire (APTI), que se basa en 4 rasgos principales: (i) contenido relativo de agua, que indica la capacidad de retención, (ii) pH foliar, crucial para el buen funcionamiento de proteínas y otras moléculas importantes para la planta, (iii) ácido ascórbico o vitamina C, que protege a la planta de sustancias tóxicas, y (iv) clorofilas totales, pigmentos que otorgan el verdor a las hojas y que son propensos a degradarse por moléculas dañinas.

Para considerar que el roble es tolerante a la contaminación el índice debería estar en un valor de 30; sin embargo en Bogotá está lejos de llegar a ese registro, pues ni siquiera la Reserva Natural lo logra, ya que esta se encuentra en un valor máximo de 10,28, mientras que el Parque Timiza en 10,11 y el Jardín de la UNAL en 9,90, por lo que la especie se puede catalogar como “sensible a la contaminación atmosférica” y se ve más afectada a medida que dicha amenaza se intensifica. 

En el estudio se hallaron mayores niveles de pH foliar en los robles del Jardín Infantil de la UNAL, lo cual sería una estrategia para producir más vitamina C; asimismo se considera la consecuencia del impacto que tiene el polvo que se desprende del cemento de los alrededores, o de un cierre más rápido de los estomas de la planta, que son aberturas que regulan el intercambio de gases y que a su vez inciden en este rasgo de las hojas.

“En cuanto al ácido ascórbico se encontraron niveles más altos a medida que aumentaba la contaminación, lo que hace que las hojas de los árboles tengan menos protección frente a los radicales libres, una serie de moléculas altamente tóxicas que se pueden producir en concentraciones elevadas de contaminantes atmosféricos, con lo cual poco a poco se va deteriorando la salud de las plantas”, indica el biólogo Camargo.

En cuanto a las clorofilas, aunque no se encontraron diferencias significativas, posiblemente por la acción protectora de la vitamina C, el investigador señala que “es importante ampliar la muestra y robustecer el panorama del roble andino en Bogotá”.

Algunos polinizadores posiblemente afectados por la contaminación en esta especie de roble son las abejas nativas, entre ellas Thygater aethiops, especies del género Caenohalictus, e incluso la abeja invasora Apis mellifera.

Según la Secretaría Distrital de Ambiente de Bogotá, alrededor del 60 % de la contaminación del aire es causada por camiones o buses viejos, a lo que se suma la expansión urbana, que hace urgente tener en la ciudad mejores planes de reforestación y conservación de árboles como el roble andino; por eso esta investigación del biólogo Camargo sienta un precedente y emerge como un insumo importante para disminuir la problemática.

Combinación de métodos incrementaría recuperación de oro contaminado con arsénico

 Los minerales que contienen arsénico pueden concentrar hasta 1 millón de veces más oro que el que se encuentra en aguas termales como las del río Cauca, por ejemplo. En esa presentación el metal precioso no se ve a simple vista, por lo que para recuperarlo es necesario aplicar procesos químicos que, por lo general, son ineficaces y contaminantes. Para que este proceso sea exitoso, métodos como moler finamente el mineral y oxidar el arsénico con permanganato de sodio son alternativas económica y ambientalmente viables.

Aunque el oro presente en la cordillera de los Andes −uno de los cinturones orogénicos más importantes del mundo− se emplea en la elaboración de monedas, joyas y aparatos tecnológicos, los grandes depósitos de este metal suelen estar asociados con el arsénico, un contaminante que lo mantiene en una especie de encapsulamiento.

Fernanda Karina Enderica Ortega, magíster en Ingeniería - Recursos Minerales de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín, explica que “para recuperar ese oro suelen emplearse métodos convencionales como la cianuración (agregar una solución de cianuro de potasio o sodio al mineral para recuperar el oro), que dejan a su paso sustancias tóxicas en el ambiente, como el ácido sulfúrico y el ácido trioxoarsénico”.

Para su trabajo de maestría, la investigadora sistematizó la literatura existente sobre el tema, y al respecto señala: “encontramos que el metal atrapado por el arsénico está presente especialmente en grandes menas, es decir sitios en los que se realiza minería a mediana y gran escala”.

“También constatamos que tratamientos como la cianuración convencional son poco viables porque implican un alto consumo de reactivos y muy poca recuperación de metal”.

Con base en la literatura, la magíster comparó la viabilidad de cada método y determinó que procesos como someter a flotación el oro (porque el oro libre flota) antes de la cianuración incrementa los índices metalúrgicos, pues en los relaves (o sobrantes) queda apenas un 10 % de mineral que sí debe ser recuperado por cianuración, lo que bajaría el gasto en reactivos.

Para la investigadora, “los procesos de recuperación de oro contaminado con arsénico se deben complementar entre sí y no usarse de forma individual”.

Teniendo esto en cuenta propone un circuito para el aprovechamiento del metal que, aunque no ha sido probado de manera experimental, sí está validado en estudios realizados en otras latitudes.

El circuito propuesto consiste en que el mineral llegue a la planta con un proceso previo de reducción del tamaño de sus partículas –o conminución–, para después ingresarlo a una fase de pretratamiento que incluye pasarlo por una molienda fina-ultrafina, para luego llevar las partículas más pequeñas a una fase de oxidación del arsénico (el oxígeno se mezcla con las demás moléculas), bien sea a partir de permanganato de sodio, de potasio, o mediante oxidación bacteriana.

“En seguida se pasa a la fase de tratamientos, en la que el mineral se debe concentrar más mediante flotación, usando además reactivos de biológicos que permiten mayor adhesión en la superficie del oro. Por último se procede a la cianuración con oxigenación para generar oxidación en las partículas que, en fases anteriores, no reaccionaron totalmente, logrando así que todo el proceso sea más rentable y eficiente”.

“Con la remolienda se puede lograr un incremento de hasta el 75 % en la recuperación del oro en concentrado de arsénico, por eso proponemos hacerlo como pretratamiento dentro del circuito”, explica la magíster.

Para futuras investigaciones recomienda ahondar en las propiedades químicas y termodinámicas de las reacciones que se generan a partir de la oxidación del arsénico y hacer experimentos en condiciones ambiente, pues en estas es más difícil controlar variables como la presión y la temperatura.

Algoritmo sería clave para resolver uno de los desafíos de la transición energética

 Pese a que paneles solares, pequeñas centrales hidroeléctricas o parques eólicos son formas de generación energética más sostenibles y con óptimos beneficios económicos, su implementación trae retos como la oportuna detección de fallas en la red y la atención de estas sin que implique un riesgo para los operarios y el sistema en general. Para hallar de manera automática las fallas y aislar la corriente para su posterior reparación se diseñó un algoritmo.

Por ser aún novedosa, la transición energética trae consigo importantes retos en lo que respecta a su regulación, equilibrio, distribución y mantenimiento. Uno de ellos es el ocasionado por la denominada “generación distribuida” que, mediante la instalación de paneles solares, por ejemplo, descentraliza la producción y distribución de energía en el país.

Óscar David Alzate Avellaneda, magíster en Ingeniería Eléctrica de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín, explica que “en Colombia la generación de energía eléctrica se ha centrado en las centrales hidroeléctricas y en combustión de carbón, petróleo o gas. Esta energía se transporta luego largas distancias por cables hasta que llega al punto de consumo final”.

Con la generación distribuida esto ha cambiado. “Las pequeñas fuentes de energía –como por ejemplo los paneles solares de particulares– también se unen al sistema interconectado local haciendo que cuando este falle pueda ser solventado con la energía que le ‘sobra’ a esas pequeñas fuentes, lo que ocasiona, entre otras cosas, que sea difícil detectar el daño, porque el servicio se mantiene. A estos eventos se les llama Zonas de No Detección”, agrega.

La generación distribuida también puede acarrear riesgos en el equilibrio y funcionamiento general del sistema, además de que puede representar un peligro para el operario que hace la reparación. “Esta persona aísla la corriente de la zona para hacer los ajustes, sin embargo, si no sabe que hay una fuente pequeña cercana que sigue proveyendo energía, puede ocurrir un accidente. Esa otra fuente también debe aislarse”, anota.

A partir de este contexto, el magíster Alzate desarrolló un algoritmo que aplicó al software Digsilent Power Factory para detectar los tramos que siguen funcionando bien aunque haya una falla y sea la generación distribuida la que la está manteniendo el servicio.

Destaca que “con el sistema creado logramos que cuando haya un daño en la red interconectada se envíe una señal, bien sea a partir de cambios en el voltaje o la frecuencia, para que los dispositivos de protección, que están justo en el punto de acople de una corriente de energía y otra, se activen y aíslen de inmediato la generación distribuida del sistema general de distribución”.

Aunque para montar el algoritmo se utilizó un software de uso restringido, este también se puede aplicar en uno de uso libre como Matlab.

En el desarrollo se utilizaron métodos tanto pasivos –que tienen que ver con el monitoreo de las variables en la red– como activos, que son los que inyectan las perturbaciones para que se activen los sistemas de protección.

Todo esto se programa mediante formulaciones matemáticas que luego se simulan, es decir, se recrean a escala, con el fin de comprobar que el algoritmo funciona. Así se comprobó que, en efecto, el software se activa cuando la frecuencia toca un umbral preestablecido, confirmando que no se darán falsas alarmas.

Para su funcionamiento, el programa informático estaría acoplado en el control, a la salida del inversor o pequeño generador (ejemplificado para este caso con paneles solares). “Este regula la potencia e inyecta una perturbación cuando detecta cambios en el sistema general. A partir de esa inyección se activa o desactiva un ‘interruptor’ en el punto de acople, de manera que permite o bloquea el paso de la corriente según la necesidad”, señala.

El investigador aclara que “aunque es lícito que el dueño de un inversor (o panel solar) decida venderle la energía que le ‘sobra’ al operador de la red (que en el caso de Medellín sería, por ejemplo, Empresas Públicas de Medellín), es riesgoso cuando esa transferencia se hace de forma descoordinada y sin premeditación”.

Cuando hay coordinación entre el operador de la red y el encargado de la generación distribuida a esto se le llama “isla intencional”, y cuando no, se le llama “isla’ no intencional”. Para este último caso es que se necesita un algoritmo que monitoree, de manera que se eviten contraflujos de energía y posibles daños adicionales en la red.

Como reto a futuro está la aplicación del modelo, ya no en una red de prueba sino en un circuito de distribución de energía en media tensión, más cercano a la realidad.

Deforestación y minería amenazan existencia del mono araña

 Factores como los potreros destinados a la ganadería extensiva, la minería a cielo abierto –cuyos residuos como el mercurio contaminan ríos y quebradas– y la cacería para el consumo humano han generado que la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN) considere al mono araña del Magdalena (Ateles hybridus) como una especie en “peligro crítico de extinción”.

Según el Instituto Humboldt, Colombia cuenta con cerca de 38 especies de primates, 10 de las cuales son autóctonas, lo que ubica al país como el tercero con mayor diversidad de estos animales en Latinoamérica, después de Brasil y Perú.

Considerando que las dinámicas poblacionales y de las comunidades se ven afectadas por los disturbios en los paisajes locales, la supervivencia de estas especies es un reto. Por eso el veterinario Néstor Roncancio Duque, estudiante del Doctorado en Ciencias Agrarias en la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira, ha centrado su atención en el estudio de estos primates.

El objetivo de su investigación fue medir el efecto de reducir y fragmentar el hábitat del capuchino de frente blanca (Cebus versicolor), del tití gris (Saguinus leucopus), del mono aullador rojo (Alouatta seniculus) y del mono araña del Magdalena (A. hybridus).

“Los estudios satelitales muestran que las dinámicas poblacionales y de las comunidades se afectan por los disturbios en los paisajes locales y las respuestas de cada especie a esos cambios podrían afectar de manera diferencial su supervivencia. De hecho, la cobertura vegetal natural en el valle del río Magdalena se ha reducido casi en un 70 % y está muy fragmentada”, afirma.

Bosques maduros indican óptimas poblaciones

Para evaluar el efecto de la fragmentación de los bosques se tuvieron en cuenta variables como la relación de la altitud, las métricas de paisaje (tipo de área o de cobertura) y la clase, estructura y diversidad de plantas con la densidad poblacional de los cuatro primates en 20 localidades de la cuenca del Magdalena, entre ellas Fresno, Mariquita y Guamo.

También se estimó la relación entre la densidad del mono araña de Magdalena, asumiéndolo como mejor competidor, con la de los otros primates.

El “índice medio de forma” fue la variable más relacionada con la densidad, y afectó de manera positiva al capuchino de frente blanca, al mono araña y al tití gris, y de manera negativa al mono aullador rojo.

El “índice ponderado de coberturas”, que hace referencia a los años, fue la segunda variable: cuanto más madura fue la cobertura vegetal, más aumentó la densidad poblacional los cuatro primates.

Al borde de la extinción

Las poblaciones de los monos araña están reducidas y aisladas. “Para su supervivencia esta especie demanda áreas grandes y en muy buen estado de conservación; sin embargo, ahora son como muertos vivientes, es decir que no tienen posibilidades de interactuar con otras poblaciones”, señala el investigador.

Los atributos ecológicos –como escala de movimiento, historia de vida, longevidad y lo que constituye su hábitat– determinan el nicho y la capacidad de sobrevivir de estos animales en un paisaje modificado. Por lo tanto, algunas especies pueden volverse más abundantes o expandir su rango, mientras que otras pueden disminuir e incluso extinguirse localmente.

Así, el aislamiento se convierte en su peor amenaza, pues se vuelven más susceptibles a sufrir enfermedades como la fiebre amarilla o una parasitosis; como se trata de poblaciones pequeñas, no habría suficientes individuos que ofrezcan resistencia, por lo que un brote podría llevar su desaparición.

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Urgen zonas protegidas

Según el investigador, “aunque existen áreas protegidas que pueden tener un impacto significativo en términos de ganancia neta de biodiversidad, la mayoría de ellas pertenecen a distritos de manejo integrado donde es muy difícil respetarlas. Además las corporaciones encargadas de su seguimiento y control tienen capacidades muy limitadas”.

Al respecto destaca que “observar mejoras en el hábitat del mono araña podría tardar hasta tres décadas, lo que implica procesos de restauración muy ambiciosos; sin embargo, pese a que hay iniciativas puntuales, estas no compensan lo que se está perdiendo”.

Para el investigador, además de las políticas gubernamentales, el papel de la sociedad es muy relevante: “es importante que las comunidades rurales entiendan los beneficios de establecer cercas vivas, respetar las rondas hídricas y darles un buen manejo a los residuos sólidos, entre otras herramientas del paisaje”.

“También es necesario aplicarlas para estimular la conectividad de los bosques. El mono araña es una especie única en el país, de modo que si desaparece se extingue algo muy valioso para nuestra biodiversidad y sus efectos son enormes para los ecosistemas”, sentencia.

Como dice un refrán, “no se aprecia lo que no se conoce”, por eso, para que las personas que vivimos en las ciudades entendamos la importancia de los primates debemos aproximarnos más a ellos, y una forma es a través de la exposición “Salvando primates”, una experiencia inmersiva que trae el Planetario de Bogotá en colaboración con la National Geographic Society y que permanecerá abierta hasta el 16 de julio. En ella, los asistentes tienen la oportunidad de aprender más sobre el mono araña y otros primates, así de cómo su forma de vida.

 

¿Qué debe hacer si encuentra un coatí, un búho o una zarigüeya?

 Polluelos de búhos que cayeron de algún nido mientras aprendían a volar, zarigüeyas atropelladas cuando intentaban cruzar la carretera, y tigrillos o primates rescatados del tráfico ilegal son algunas de las especies que han tenido una segunda oportunidad de existir gracias al trabajo realizado desde hace 28 años por la Unidad de Rescate y Rehabilitación de Animales Silvestres (Urras) de la Facultad de Medicina Veterinaria y de Zootecnia de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL).

Este centro de atención especializado en fauna silvestre realiza un ingente trabajo por recuperar y rehabilitar a las especies. Para ello cuenta con laboratorios clínico, de parasitología, microbiología y patología. Además realiza interconsultas con cirujanos, rayos X, tomógrafos y ecógrafos, para brindar una atención especializada a los animales que lo requieren, y como si fuera poco, sirve como espacio para la formación de futuros profesionales en temas relacionados con el manejo, la nutrición y el comportamiento de animales silvestres colombianos.

Por su importante labor, en 2019 el Ministerio de Ambiente reconoció a la Urras como “Centro de atención, valoración y rehabilitación de fauna silvestre”.

Press and News El Índice de Agrobiodiversidad de la Alianza gana el Premio Food Planet 2023

 

Una herramienta desarrollada por nuestros científicos ha sido galardonada con el premio de 2 millones de dólares que otorga la Fundación Curt Bergfors.

"El Agrobiodiversity Index (Índice de Agrobiodiversidad) ha hecho algo que nunca antes se había intentado", dice el anuncio de nuestros investigadores al haber ganado el Premio Food Planet, uno de los galardones medioambientales más importantes del mundo. La noticia ha sido dada a conocer hoy, 9 de junio, en Estocolmo (Suecia) por la Fundación Curt Bergfors, tras un proceso de selección y preselección de más de 1.000 nominaciones, que ha durado un año. El Índice de Agrobiodiversidad (ABDI) es una herramienta desarrollada por científicos que trabajan para la Alianza de Bioversity International y el CIAT.

"Tiene la visión de utilizar la ciencia y la evidencia empírica para cuantificar y medir la sostenibilidad del sistema alimentario, y traducir esto en un índice cuantitativo para los agricultores, las empresas y la política, con el fin de acelerar la adopción de sistemas alimentarios sostenibles y saludables", detalla la noticia en la web del Premio Food Planet. De hecho, el Índice de Agrobiodiversidad brinda los medios para medir la brecha entre la biodiversidad agrícola que tenemos en nuestro sistema alimentario, y las miles de especies y variedades de plantas y alimentos que podríamos tener, para ayudar a mantener dietas saludables y sistemas de producción resilientes ahora y en el futuro.

"Ganar el Premio Food Planet 2023 significa que podemos llevar nuestro trabajo al siguiente nivel. El cambio es un proceso, y esto nos permitirá catalizar el proceso para que se traduzca en políticas y prácticas", ha comentado Sarah Jones, que codirige la iniciativa.

El equipo

Arwen Bailey y Sarah Jones recibiendo el Premio Food Planet en nombre de la Alianza (Crédito: Premio Food Planet).

Roseline Remans

Honorary Research Fellow

Sarah K. Jones

Scientist

Marie-Angelique Laporte
Prishnee Bissessur
Jai Rana
Marleni Ramirez

Natalia Estrada Carmona

Scientist – Landscape ecologist

Francesca Grazioli

Associate Scientist

Marie-Angelique Laporte
Prishnee Bissessur
Jai Rana
Marleni Ramirez

La ciencia del Índice de Agrobiodiversidad

A pesar de su importancia, poco se sabe sobre el estado actual de la agrobiodiversidad (la riqueza de plantas, animales y microorganismos utilizados para la alimentación y la agricultura) en todo el mundo. Como consecuencia, a menudo quedan por fuera de las directrices sobre las dietas, las políticas agrícolas y medioambientales, las estrategias empresariales y otras áreas que influyen en nuestros sistemas alimentarios.

El Índice de Agrobiodiversidad se propone corregir esta situación recopilando datos sobre biodiversidad en los ámbitos, a menudo desconectados, de la nutrición, la agricultura y los recursos genéticos. Además de medir el estado de la agrobiodiversidad, el Índice identifica acciones, riesgos y oportunidades para aumentar su uso y conservación.

Esta innovación, desarrollada por un equipo de investigación de la Alianza que incluye a Rosaline Remans, Sarah Jones, Natalia Carmona, y Francesca Grazioli, ha sido adoptada como un indicador de agricultura sostenible en el Marco Global de Biodiversidad de las Naciones Unidas.

Su más reciente reconocimiento llega con el Premio Food Planet de la Fundación Curt Bergfors, tras un proceso de selección que comenzó el año pasado y terminó con una lista de diez posibles candidatos. Estos fueron sometidos a un riguroso proceso de evaluación académica y práctica, visitas in situ de un periodista investigativo y un fotógrafo encargados por la Fundación, y un informe completo de cumplimiento y debida diligencia. A continuación, se eligieron ocho finalistas, que fueron presentados al jurado y tuvieron la oportunidad de dirigirse a ellos en persona, explicándoles por qué debían ganar el premio de este año y respondiendo a sus preguntas.

Nuestras colegas Sarah Jones y Arwen Bailey, en representación de la Alianza, estuvieron presentes en la ceremonia de entrega de premios en Estocolmo para presentar el Índice, y aceptar el Premio Food Planet.

 

Redes neuronales monitorean resistencia de materiales ante un sismo

 El uso de dicha herramienta de aprendizaje de máquina o machine learning, inspirada en el funcionamiento del cerebro humano, permitió el diseño de tres modelos computacionales, que con un 90 % de eficacia, analizan la tendencia de los materiales de construcción para conservar sus propiedades ante un estímulo, en este caso, un sismo (histéresis). El aporte optimiza el funcionamiento de modelos existentes y se puede utilizar en el estudio de viviendas, puentes, suelos y edificios.

Un país como Colombia, ubicado en una zona de alta sismicidad, por ejemplo, en el primer semestre del año se han presentado más de 5.000 temblores de mediana y baja intensidad, necesita que desde la ingeniería civil se evalúe permanentemente la “memora estructural” o resistencia de los materiales de construcción ante los fenómenos naturales.

Juan Sebastián Delgado Trujillo, magíster en Ingeniería – Estructuras, de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Manizales, explica que, “la resistencia de los materiales, busca explicar el comportamiento interno de los mismos cuando se someten a un esfuerzo o carga”.

En el caso de los sismos, tales movimientos hacen que las vigas o cimientos se expongan a más peso, debido a que la estructura se desplaza y su linealidad se pierde, que es cuando suceden los daños en las construcciones.

Dicha situación da paso a un fenómeno conocido como “histéresis” o la tendencia del material para conservar sus propiedades ante un estímulo, pero el cual no puede identificarse de forma detallada a través de modelos matemáticos. Ahí, en este punto es donde el aporte del magíster es valioso, pues diseñó tres modelos computacionales de prueba mejorados para la lectura de estos casos.

“Se trata de un mecanismo natural de los materiales, como un proceso memorístico, donde existen fuerzas restauradoras ante los movimientos para disipar la energía”, explica.

Es por eso, que existen modelos matemáticos que describen el comportamiento de un edificio, pero es más fácil dividirlo entre, poligonales y suaves; el primero considera que los comportamientos cambian de forma discreta, es decir que hay un proceso de daño por niveles y que aumenta poco a poco, y el segundo, contempla que no existen cambios notorios, sino que son aspectos leves, no transitorios.

Según el ingeniero Delgado, todos los modelos posibles para estudiar esta técnica se hacen a través de fórmulas y se describen a través de ecuaciones, pero su propuesta, determina que la histéresis es tan compleja que no puede reducirse en tan solo una formula, ya que los modelos no son 100 % exacto; ahí es donde entran en escena las redes neuronales.

Las redes neuronales son una forma de inteligencia artificial, donde a un sistema, se le enseña a procesar una secuencia de datos, para que luego identifique características únicas de la lectura de los materiales seleccionados para el estudio.

Redes a prueba

Para comprobar la eficacia de redes diseñadas, elaboró dos maquetas:  una de ferrocemento con mortero y malla de alambre (de un metro de ancho, dos de alto, anclada a una viga fija al suelo y con un peso de  456 kg), otra de pared madero - plástica, con una densidad de 821 Kg/m³ formada por una sección transversal, en medio de 50 milímetros.

“Con el muro madero - plástico el ensayo fue más lento y abarcó una carga mayor, en un tiempo estimado de 1 hora y el de ferrocemento tan tardó 6 segundos para la recolección de la información, esto debido, a que el primer material presentó una mayor resistencia que el concreto permitiendo aplicar mayor carga de sismo”, explica el investigador.

El proceso se dividió en tres fases. Primero se escogió la ecuación de movimiento; luego se definió la parte donde irá la red neuronal -en este caso va: en la dinámica de fuerza restauradora-, y después se entrenó con datos reales de movimientos estándar de la norma norteamericana ASTM 2126.

Dicha normativa indica que: “si el investigador quiere desarrollar nuevos modelos estructurales, debe estudiarlos bajo ciertas fuerzas dinámicas, es decir, que varíen en el tiempo, para validar la resistencia de un material”.

Según el investigador, “los datos no son lo único importante, es necesario integrar a la red neuronal una red física, basada en la mecánica de Newton, que tiene en cuenta la fuerza del movimiento generada a los cuerpos en el espacio, en este caso, las partículas del material ‘lo interno’ tanto del concreto, como del madero – plástico”.

Este aporte facilitará los estudios matemáticos de los materiales, para conocer cuáles son las limitaciones, el aprovechamiento, el rango, lugar y cantidad a usar, antes de empezar a construir.

Antártida: disminución del hielo afecta aguas del Pacífico y Caribe colombianos

 En febrero de 2023 el hielo antártico registró su menor proporción en 45 años, al llegar a un 34 % menos de la media habitual. La problemática, que se agudiza cada vez más, ha motivado a investigadores de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) a evaluar factores como temperatura, intensidad de los vientos y cobertura de hielo marino en estas zonas, por las cuales fluyen las corrientes de agua que llegan no solo al Pacífico y al Caribe colombiano, sino a todo el mundo.

El alto precio de los rayos de Sol lo están pagando de manera inmediata los polos de la Tierra, y en especial lugares como la Antártida, que alberga no solo el 90 % del hielo terrestre sino también el 77 % del agua dulce del planeta, por lo que no es de extrañar que su importancia sea de grandes dimensiones para la vida en la Tierra.

Sin embargo, el iceberg de calor que se está formando tiene en jaque a estas zonas –hogar de pingüinos, focas y gaviotas, entre especies marinas– y que son el punto de partida para que el agua calentada, que empieza a comportarse como una sopa, se impulse con los intensos vientos hacia otras zonas marinas.

La geóloga Valentina Sandoval Pinilla, integrante del grupo de Investigación en Oceanología (CENIT) de la UNAL, se interesó por evaluar el oeste de la península Antártica, que, según los reportes de los últimos años, es una de las más afectadas por el calor inminente que viene de los rayos solares y que se ha intensificado con el debilitamiento de las capas atmosféricas que protegen la Tierra.

“Encontramos que entre 2012 y 2021 el aumento de la temperatura de las aguas superficiales del mar ha sido muy alto en esta zona, y ha dependido de las estaciones: en febrero y marzo, cuando termina el verano y empieza el otoño, el calor es mayor, mientras que en agosto y septiembre ocurre lo contrario”, asegura.

Añade que, “esto es importante porque la intensidad del viento, que de su valor esperado ha aumentado entre 0,7 y 0,8 m/s, arrastra las aguas superficiales y las lleva más hacia el fondo, concentrando el calor en otras zonas marinas e intensificando con su velocidad y fuerza la disminución de la cobertura de hielo marina”.

Según la oceanóloga Nancy Liliana Villegas, profesora de la Facultad de Ciencias de la UNAL, “lo que ocurre en el Pacífico y Caribe colombiano tiene un impacto en la Antártica y viceversa: los sistemas de agua están directamente relacionados, y el aumento de la temperatura en esos lugares que parecen lejanos está más cerca de lo que parece”.

Estos análisis ayudan a entender las teleconexiones, que son los vínculos climáticos entre distintas regiones geográficas y tienen distintos tipos de rutas de circulación de anomalías climáticas como aumentos del calor en aguas marinas por el globo terráqueo, por ejemplo, la oscilación del sur (SO), que se da por la zona del Pacífico occidental y oriental, o la oscilación antártica (OAA), que se mueve desde la Antártica hacia el norte o sur según la época.

En 2018 el informe del Grupo Intergubernamental de Expertos Sobre el Cambio Climático (IPCC) alertó sobre las consecuencias de un posible aumento de 1,5 °C en la temperatura de la Antártida, señalando que el oeste de la región se está calentando más rápidamente que el este, y además que el oeste tiene una mayor productividad ambiental, ya que alberga especies marinas de animales y plantas esenciales para los ecosistemas.

“El permafrost, que es la cobertura polar o de hielo marino, está disminuyendo debido a que el flujo de aire frío, que debería estar llegando desde los casquetes polares y neutraliza el calor, ya no es el mismo y su consecuencia directa es la concentración de altas temperaturas en aguas superficiales, que luego serán empujadas a otras profundidades y circularán por zonas como el Pacífico o el Caribe”, indica la profesora Villegas.

Para la investigación se usó la base de datos Copernicus Climate Change Service, que es de acceso libre y gratuito y que desde hace más de 80 años reúne información sobre los cambios en temperatura, vientos y cobertura marina del mundo.

Con la información de cada mes desde 2012 hasta 2021, que era el intervalo que le interesaba a la geóloga por la expansión del calentamiento global, y sobre todo en el deshielo del oeste de la península Antártica, puso a prueba algunos softwares de análisis y visualización como NOAA-PMEL/ Ferret, especializado para oceanógrafos y meteorólogos.

“Se tuvieron en cuenta 4 puntos de interés de esta zona de la Antártica, que están en latitudes desde los 77° oeste con 71° sur, hasta los 59° oeste con 61° sur, luego el mapa de estas zonas de la Antártica se dividía en transectos, que son pequeñas partes, para ver cómo evolucionaba el fenómeno de aumento de temperatura desde 2012 hasta el 2021, intensidad de vientos y cobertura de hielo”, señala la investigadora Sandoval.