Texto publicado por SUEÑOS;

Primera,
Química.

Ciencia: Un nuevo catalizador transforma el CO2 en metanol.

Miembros del grupo de investigación Química Teórica de la Universidad de
Sevilla (España) han descubierto un nuevo catalizador capaz de transformar
el dióxido de carbono (CO2) en combustible útil, concretamente en metanol.

El trabajo ha sido publicado por la revista Science y, según sus autores,
supone un avance no sólo en la lucha contra el efecto invernadero, la
contaminación y el calentamiento global por contribuir a eliminar un gas
tóxico, sino que además lo convierte en una fuente de energía.

“La principal dificultad es activar el CO2 porque es una molécula
tremendamente estable, pero este nuevo catalizador es capaz de atrapar este
gas en su superficie desestabilizando los enlaces de la molécula y
haciéndola más reactiva. Tras este proceso hacemos que el CO2 reaccione con
hidrógeno para formar metanol”, explica el autor principal del estudio, el
profesor Jesús Graciani.

Otra de las ventajas que presenta este estudio es que ambos reactivos son
tremendamente baratos ya que, por un lado, el dióxido de carbono lo toman
directamente de la atmósfera, y por otro, el hidrógeno además de estar
también en el aire es un subproducto de muchas reacciones industriales.

Un catalizador es una sustancia que al estar presente en una reacción
química acelera este proceso de modo que se puede obtener el producto
deseado en pocos minutos, mientras que sin presencia de estos catalizadores
se tardaría varios meses.

“Hemos comprobado que nuestro catalizador basado en óxido de cerio y cobre
es capaz de producir la síntesis de metanol 1.280 veces más rápido que solo
en presencia de cobre, y 87 veces más rápido que con el catalizador habitual
que se usa hoy día en el tejido industrial”, afirma el investigador.

Los expertos del grupo andaluz, que dirige el catedrático Javier Fernández,
han llevado a cabo este estudio en colaboración con otro equipo coordinado
por José A. Rodríguez en el Brookhaven National Laboratory (Nueva York) y el
grupo del profesor Jaime Evans en la Facultad de Ciencias de la Universidad
Central de Venezuela (Caracas). Una parte de los cálculos se han
desarrollado en el Centro Nacional de Supercomputación en Barcelona.

Aunque se ha comprobado ya la eficacia de este catalizador en un sistema
modelo, los investigadores siguen trabajando para corroborar este éxito en
mayores dimensiones y extrapolarlo posteriormente a escala industrial.

El profesor Graciani, que ha sido galardonado recientemente con el Premio
para Investigadores Jóvenes 2013 por la Real Maestranza de Sevilla, ha
centrado su actividad investigadora en el uso y desarrollo de técnicas
computacionales orientadas al estudio de las propiedades de la materia
mediante métodos químico-cuánticos y estadísticos.

Entre los procesos que ha analizado destaca la reacción de desplazamiento de
agua (water-gas-shift), que resulta esencial en la obtención de hidrógeno
con la pureza adecuada para su utilización en una pila de combustible.
(Fuente: US)

Segunda,
Astronáutica.

Ciencia: La máquina de fabricar oxígeno que viajará a Marte.

Cuando los primeros astronautas lleguen a Marte, necesitarán oxígeno para
respirar. Llevar a bordo el que precisarán para su estancia allí implicaría
un peso extra considerable. Lo mismo se puede decir del oxígeno que se
utilice para el sistema de propulsión en el trayecto de regreso a la Tierra.
Obtener todo ese oxígeno a partir del dióxido de carbono de la atmósfera
marciana es una opción más interesante. Una máquina que efectúa esta
operación ya ha sido ideada y viajará a Marte en un vuelo no tripulado
planeado para 2020.

Ese vuelo, que llevará al Planeta Rojo a un robot parecido al Curiosity (que
aterrizó en Marte en 2012), también incluirá la citada máquina, MOXIE (por
las siglas en inglés de Mars OXygen In situ resource utilization
Experiment), una creación del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT)
en Cambridge, Estados Unidos. Eso permitirá ponerla a prueba en condiciones
reales.

Si todo marcha como está previsto, el sistema MOXIE, cuyo investigador
principal es Michael Hecht, desempeñará un papel principal en abrir el
camino hacia la exploración humana de Marte.

El aparato es una célula de combustible invertida especializada, cuya
función primaria es consumir electricidad para poder producir oxígeno en
Marte, donde la atmósfera es en un 96 por ciento dióxido de carbono. Si se
demuestra que funciona en la misión a Marte de 2020, un sistema parecido al
MOXIE podría ser utilizado más tarde para producir oxígeno a gran escala,
tanto para sistemas de soporte vital con los que garantizar la vida de los
viajeros humanos como para proporcionar el oxígeno líquido que se necesite
para quemar el combustible del cohete que permitirá el viaje de retorno a la
Tierra.

Se puede describir a MOXIE como una “célula de combustible que funciona a la
inversa”. En una célula de combustible normal, el combustible es calentado
junto con un oxidante (a menudo oxígeno) para producir electricidad. En este
caso, sin embargo, la electricidad producida por una máquina separada se
combinaría con el dióxido de carbono del aire marciano para producir oxígeno
y monóxido de carbono.

En la Tierra, un sistema así no tendría sentido. Pero aplicado a Marte puede
hacer viable una misión que de otro modo sería poco factible.

Incorporar a una nave un sistema para crear oxígeno que los exploradores
humanos pudieran respirar sería extremadamente útil para una misión de
cualquier duración. Pero además se consigue un ahorro de peso aún mayor al
no tener que transportar a bordo en el trayecto de ida el oxígeno que el
sistema de propulsión necesitará para el de vuelta.

Un plan a largo plazo para llevar humanos a Marte (y traerlos de regreso a
la Tierra) se parecería a esta secuencia de operaciones: Primero, se
enviaría al Planeta Rojo un pequeño reactor nuclear junto con una versión a
mayor escala del instrumento MOXIE. A lo largo de un par de años, su tanque
de oxígeno se iría llenando, en preparación para los visitantes humanos. Una
vez llegasen los astronautas, tendrían ya esperándoles a punto su fuente de
energía, su oxígeno y la infraestructura para la misión.

En definitiva, producir oxígeno en la superficie de Marte es probablemente
la solución más sencilla por varias razones. Eliminaría, por ejemplo, la
dificultad y el coste de enviar reservas de oxígeno líquido a Marte.

Para desarrollar el sistema MOXIE, el MIT trabajará con el Laboratorio de
Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en Pasadena, California. El JPL
liderará el diseño y desarrollo de la carga útil, mientras que el MIT
establecerá la arquitectura de misión, supervisará el desarrollo, y planeará
las operaciones en la superficie de Marte.

El instrumento se beneficiará también de la experiencia de Jeffrey Hoffman,
un antiguo astronauta, con cinco vuelos espaciales en su haber, a quien
tuvimos el placer de entrevistar hace años, y que ahora es profesor en el
Departamento de Aeronáutica y Astronáutica del MIT. De sus cinco viajes al
espacio, quizá el más célebre fue el que realizó en 1993. Durante esa
misión, los astronautas restauraron el rendimiento óptico del Hubble
añadiendo instrumentos que corregían el problema de aberración esférica
inherente al espejo primario del telescopio cuando fue lanzado en 1990. A
esta operación de reparación en órbita se la sigue considerando como una de
las misiones más ambiciosas emprendidas por la NASA en toda su historia.
“Tuve la satisfacción de saber que probablemente aporté más a la astronomía
al arreglar el Telescopio Espacial Hubble que lo que podría haber hecho como
astrónomo en toda mi vida”, valora Hoffman. Durante su quinto vuelo,
Hoffman, que posee una amplia experiencia en actividades extravehiculares
(EVA), se convirtió en el primer astronauta en acumular más de 1.000 horas
en el espacio a bordo de la lanzadera espacial. Su actividad científica le
ha llevado a trabajar en investigaciones sobre trajes espaciales rígidos, y
también en el programa científico de los robots SPHERES de la NASA,
diseñados para operar en ingravidez dentro del interior de la Estación
Espacial Internacional, impulsados por pequeñas hélices alimentadas con
pilas eléctricas.

A todo esto, ¿cuándo un ser humano pisará Marte por vez primera? Es una
pregunta difícil de responder. Tanto Estados Unidos como Rusia tuvieron en
su día planes para hacerlo, pero las sucesivas fechas se han ido posponiendo
o incluso borrando definitivamente. Una misión independiente conocida como
Mars One pretende enviar humanos al Planeta Rojo en años futuros. Sin
embargo, y esto es importante, los voluntarios que se han presentado y han
sido aceptados saben que, si llegase a materializarse este proyecto, no
podrían regresar a la Tierra. Para toda misión tripulada a Marte financiada
por gobiernos es imperativo que el viaje sea de ida y vuelta, y eso exige
invertir mucho tiempo y dinero en hacer las cosas bien a fin de garantizar
al máximo la seguridad de los astronautas.

Tercera,
Medicina.

Ciencia: Base potencial para un nuevo tratamiento contra la enfermedad de
Parkinson.

El Mal de Parkinson afecta a las neuronas de la región cerebral conocida
como substantia nigra (sustancia negra); su actividad mitocondrial cesa y
las células mueren.

Unos investigadores han comprobado ahora que proporcionar D-lactato o
glicolato, dos productos del gen DJ-1, puede detener e incluso contrarrestar
este proceso.

En sus experimentos, el equipo de Teymuras Kurzchalia y Tony Hyman, del
Instituto Max Planck de Biología Celular Molecular y Genética en Alemania,
constató que añadir las sustancias a células humanas HeLa, cultivadas en el
laboratorio, y a células del gusano C. elegans, restauraba la actividad de
las mitocondrias e impedía la degeneración de neuronas.

Las HeLa son una línea de células muy usada desde 1951, porque tiene la
peculiaridad de que se reproduce constantemente, lo que permite un
abastecimiento ilimitado de células humanas para experimentos médicos. El
nombre de la línea, HeLa, deriva de las dos primeras letras del nombre de
pila de la donante, Henrietta, y las dos primeras de su apellido, Lacks. El
caso de Henrietta Lacks (http://noticiasdelaciencia.com/not/8060/), una
joven fallecida en 1951, es prácticamente único en la historia de la
medicina.

El equipo de Kurzchalia y Hyman también ha mostrado que las dos sustancias
permitieron una recuperación significativa tras sufrir los efectos tóxicos
del pesticida Paraquat. Las células que habían sido tratadas con esta
sustancia, que se usa como herbicida, y de la que se ha sabido que causa un
daño a las mitocondrias parecido al del Mal de Parkinson, se recuperaron
después de la adición de las dos sustancias. Ambas, en sus formas de ácido
glicólico y ácido D-láctico, están presentes de forma natural en fruta verde
y en ciertos tipos de yogur.

La inactivación del gen DJ-1 resulta en una disfunción de las mitocondrias
(izquierda), que puede ser revertida por glicolato o D-lactato (derecha).
Las mitocondrias activas se muestran en rojo. El ADN se muestra en azul.
(Foto: © MPI-CBG)

Los autores del estudio no entienden aún del todo cómo exactamente consiguen
el D-lactato y el glicolato este efecto curativo y preventivo, pero el
próximo paso que planean dar en esta línea de investigación será intentar
averiguar el mecanismo molecular subyacente en este proceso.

Además, tienen planes más concretos para el futuro: La posible creación de
un yogur enriquecido con D-lactato. Podría servir como protección contra la
enfermedad de Parkinson y ser tan agradable de tomar como cualquier otro
yogur.