Viviendas frente a terremotos

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Actualmente es impensable que Venus, el planeta más caliente del sistema solar, albergue vida. Sus temperaturas extremadamente elevadas, así como sus volcanes activos y una atmosfera que es principalmente de dióxido de carbono, hacen imposible que sea un lugar habitable.

Sin embargo, hubo una época en la que en este planeta pudieron darse lascondiciones necesarias para la vida. Un equipo internacional de investigadores, liderado por expertos de la NASA, ha creado una serie de simulaciones de Venus hace miles de millones de años que apuntan a que este planeta pudo ser habitable.

La capacidad de una vivienda para sobrevivir a un terremoto depende de su resistencia y ductilidad, o capacidad de deformación plástica, que es la habilidad de una estructura para adaptarse al temblor sin romperse.

El sistema estructural que se utiliza en Japón - cuya normativa sísmica es muy estricta y concreta - para que una vivienda sea lo más dúctil posible, es conocido como «viga débil, columna fuerte».

La mayor parte del trazado urbano de Amatrice se remonta a mediados del siglo XVI, algunos edificios son de construcción anterior como la Torre Cívica (s.XIII) y la iglesia de San Agustín (gótico). Este tipo de edificios tienen pocas posibilidades de sostenerse en pie frente a un terremoto de magnitud 6,2 en la escala de Richter.

Hallan un planeta parecido a la Tierra en la estrella más cercana al Sol

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El rumor era cierto. Próxima Centauri, la estrella más cercana al Sol, alberga un planeta. Un mundo que además, se parece a la Tierra y está situado a una distancia de su estrella que en teoría, le permitiría tener agua líquida, un requisito necesario aunque no suficiente para que pudiera albergar algún tipo de vida.Próxima b, como ha sido bautizado, se convierte por tanto en el planeta más cercano a la Tierra encontrado fuera del Sistema Solar. En el catálogo de exoplanetas (como se denominan los planetas fuera de nuestro sistema) hay más de 2.000 mundos de características y tamaños muy diversos, pero hasta ahora no se había encontrado ninguno tan cercano.

El trabajo, publicado esta semana en la revista Nature y desarrollado en el marco de la campaña de observación Pálido Punto Rojo,, está liderado por el investigador español Guillem Anglada Escudé, de la Queen Mary University of London, y en él participa un nutrido grupo de científicos de nuestro país, la mayoría del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC).

El descubrimiento de Próxima b ha estado rodeado de cierta polémica, pues para disgusto del equipo de investigadores que firma este trabajo, la noticia de su descubrimiento fue filtrada a un diario alemán hace unos días. Los rumores sobre el hallazgo de un planeta en nuestra estrella vecina y las especulaciones sobre si era habitable han circulado entre la comunidad científica y en las redes sociales.

"Fue desconcertante porque no sabemos de dónde procedió la filtración. Nos sentó muy mal porque estos estudios tienen unas políticas muy estrictas de embargo", relata a EL MUNDO Cristina Rodríguez López, investigadora del IAA y coautora del estudio.

La filtración, sin embargo, no ha empañado su alegría por este descubrimiento, en el que han invertido cuatro años: "Es un trabajo muy emocionante y muy sólido.Estamos muy seguros de que ese planeta existe", asegura. El descubrimiento de estos planetas se hace con métodos indirectos y en los últimos años ha habido algunos anuncios de nuevos planetas que luego resultaron ser erróneos. Así ocurrió con el supuesto descubrimiento de un planeta orbitando el sistema estelar Alfa Centauri AB, que está un poco más lejos que Próxima Centauri.

"Nosotros hemos encontrado una señal fortísima y hemos hecho tres campañas de observaciones para confirmar la existencia del planeta", señala. Esas observaciones se hicieron con el instrumento HARTS, en el observatorio chileno de La Silla, en 2013, 2014 y 2016. "Este año nuestro equipo hizo observaciones de la estrella Próxima Centauri durante 60 días seguidos, de enero a marzo de 2016. A los 15 días ya teníamos una señal clara. Está ahí y cualquier científico puede comprobarlo", asegura.

Para descubrir el planeta y confirmar su existencia han combinado dos técnicas de detección: la fotometría y el método de la velocidad radial.

"Lo maravilloso es que sabemos que ya hay 2.000 planetas y hemos encontrado el que está más cerca. Y, además, hemos tenido la suerte de que sea parecido a la Tierra y se encuentre en la zona habitable de su estrella", resume la científica.

Próxima b tiene una masa un poco mayor que la de la Tierra (1,3 veces la de nuestro planeta). Para determinar el tamaño y si tiene atmósfera, necesitarán hacer más estudios. "Sabemos por las estadísticas que lo más probable es que sea un planeta pequeño y rocoso. Pero para confirmarlo tenemos que ver si el planeta eclipsa a su estrella, si se produce un tránsito. Lo estamos intentando pero no es fácil. Si lo logramos, averiguaríamos el radio del planeta. Y si tenemos el radio y la masa, podemos obtener su densidad".

Asimismo, falta por averiguar la huella del planeta, que les permitirá determinar su composición, "si tiene metano, dióxido de carbono, agua..", enumera.

También hay notables diferencias, por ejemplo, en el periodo de rotación. Próxima b tarda sólo 11,2 días en orbitar su estrella frente a los 365 días que emplea la Tierra en dar la vuelta al Sol.

"Esta estrella va a ser ahora el objeto de deseo porque está muy cerca. Todos los telescopios, como el Hubble o el James Webb, que será lanzado en un par de años, van a apuntar hacia ella", señala Rodríguez.

Una enana roja

Próxima Centauri pertenece a un tipo de estrellas que se denominan enanas rojas: "Tienen una temperatura más templada que el Sol, unos 3.000 grados Kelvin, y una milésima de su luminosidad. De hecho, aunque el planeta Próxima b está mucho más cerca de Próxima Centauri (a siete millones de kilómetros de distancia) que la Tierra del Sol (a 150 millones de kilómetros), su superficie no está achicharrada por el calor", detalla. "La zona de habitabilidad en estas estrellas, es decir, la distancia que permite a los planetas que las orbitan tener teóricamente agua líquida, está más cerca porque emiten menos luz".

Aunque son más frías que los astros como el Sol, las estrellas enanas rojas son muy activas: "Emiten mucha radiación en ultravioleta y rayos X", señala. Esta intensa radiación, en principio, podría ser un obstáculo para que hubiera vida como la conocemos en la Tierra aunque, según recuerda la astrofísica, "hay algunos estudios que indican que una manera de desencadenar la vida en un planeta puede ser precisamente ese flujo de rayos X. La vida que pudiera albergar no tiene por qué ser como la que hay en la Tierra aunque en nuestro planeta hemos comprobado que la vida microbiana está por todas partes, incluso en sitios con condiciones muy extremas".

La astrofísica subraya que todavía queda mucho por averiguar sobre los nuevos mundos que están siendo descubiertos y cree que van a dar muchas sorpresas: «Si algo ha demostrado la búsqueda de planetas fuera del Sistema Solar es que todo es posible», asegura.

Un viaje de 75.000 años

Aunque Próxima Centauri es la estrella más cercana al Sol, 4,2 años luz sigue siendo una distancia extraordinaria para una nave espacial, que tendría que recorrer 40 billones de kilómetros. La tecnología actual no permite enviar una sonda para explorar este planeta y comprobar si alberga vida. "Si mandásemos una nave que viajara a 60.000 kilómetros por hora, que es la velocidad a la que va la sonda Voyager 1, la que más lejos ha llegado [ha salido ya del Sistema Solar],tardaría en llegar a Próxima b 75.000 años", calcula Rodríguez.

Sin embargo, existe una posibilidad de explorar este nuevo mundo en este siglo, al menos sobre el papel. Y es que, como recuerda Rodríguez, hace unos meses el astrofísico británico Stephen Hawking presentó un ambicioso proyecto, denominado Starshot, que planea desarrollar en los próximos 20 años un ejército de minúsculas naves espaciales (del tamaño de un chip) que viajarían al sistema estelar Alfa Centauri. Aunque admiten que la tecnología actual no permite fabricar estas futuras nanonaves ultrarrápidas que han imaginado, confían en que dentro de un par de décadas sí será posible. "Ellos prevén que necesitarán 20 años para desarrollar estas naves, que viajarían al 20% de la velocidad de la luz, por lo que tardarían unos 20 años en llegar a Alfa Centauri".

La científica cree que ahora que se sabe que hay un planeta en Próxima Centauri, los responsables de Starshot cambiarán su objetivo y pondrán a sus micronaves rumbo a Próxima b. "Lo bueno de este tipo de proyectos es que se consigue un desarrollo tecnológico brutal con aplicaciones en otros sectores como el de la medicina", señala.

Un material 'inteligente' regula la luz solar que entra por la ventana

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Persianas, estores, cortinas... Hay muchas formas de controlar la luz solar que entra en casa para mantenerla a la temperatura deseada. Lo último es hacerlo con un material flexible que se coloca sobre las ventanas y se oscurece de forma inteligente. El que han desarrollado en la Escuela Cockrell de Ingeniería de la Universidad de Texas (Estados Unidos) junto a la Fundación Vasca para la CienciaIkerbasque, entre otros, funciona con menos energía y resulta más barato de fabricar que otros sistemas similares. El objetivo es ahorrar en la factura de la luz.

Esta nueva tecnología, que se ha dado a conocer en la revista Nature Materials, funciona como los espejos retrovisores que en algunos coches se oscurecen cuando las luces del vehículo que circula justo detrás es demasiado intensa. En ambos casos se usan materiales electrocrómicos, es decir, aquéllos que modifican su nivel de transparencia cuando los atraviesa una corriente eléctrica..

"Este nuevo material se puede oscurecer de forma reversible a demanda y puedecontrolar de forma separada el calor y la luz del Sol para calentar o enfriar de forma óptima a medida que cambian el tiempo y las estaciones", explica a EL MUNDO Delia Milliron, profesora asociada del departamento McKetta de Ingeniería Química de esa institución académica americana y una de las autoras del artículo. En efecto, la lámina que se coloca sobre el cristal puede adoptar tres estados para dejar pasar la radiación solar en su totalidad, de forma parcial (la luz la atraviesa pero no el calor) o bloquearla por completo. Es posible, por ejemplo, iluminar una estancia con la luz del Sol y evitar que eso se traduzca en un aumento de la temperatura.

"El usuario puede modificar el grado de respuesta óptica del material de forma electrónica según sus necesidades y el confort deseado. Es, por tanto, una respuesta dinámica. Ésta es la gran diferencia con los materiales de respuesta estática, que están siempre en un estado fijo -transparente o bloqueador- y no se puede cambiar", explica Anna Llordés, investigadora Ikerbasque en el CIC Energigune en Álava y también autora del trabajo. "Esta funcionalidad es muy útil para días de verano que están nublados, cuando quieres que entre luz pero no el calor", apunta.

De tres dimensiones a una

"Las ventanas son las principales responsables de la ineficiencia energética de los edificios", cuenta Milliron. "En Estados Unidos, por ejemplo, los edificios consumen el 40% de la energía global", añade Llordés. De ahí la necesidad de hacer frente a este problema mediante una solución que no incremente el gasto. Las láminas que ha desarrollado su equipo trabajan con apenas cuatro voltios. Para lograrlo, los investigadores han tenido que echar mano de la lupa y trabajar a escala atómica.

Los óxidos de metal en estado amorfo son los mejores candidatos para fabricar este tipo de recubrimientos. Cuando se obtienen a altas temperaturas, adquieren una estructura tridimensional densa y desorganizada, como la de un cristal. En cambio, el nuevo material -a base de óxido de niobio- se trabaja a temperatura ambiente y presión atmosférica gracias al trabajo del equipo de Llordés. Así se consigue que sus átomos se reorganicen en filas hasta formar una capa de una única dimensión. ¿El resultado? El proceso de oscurecimiento duplica su eficiencia, se facilita el paso de la corriente eléctrica y se permite depositar el material electrocrómico en sustratos flexibles.

Con este material, además, es posible recubrir las superficies de plástico que después se instalan en las ventanas, en lugar de aplicarlo directamente sobre el cristal como se hacía hasta ahora. Para ello basta con revestir el plástico con una solución líquida de este material y después sumergir el conjunto en un compuesto con ácido, describe Milliron. Todo lo anterior -en particular el hecho de no necesitar elevadas temperaturas- facilita y abarata el proceso de fabricación.

El problema de la desorganización atómica

Un inconveniente de los materiales amorfos es que su estructura a escala atómica es más difícil de determinar, precisamente por desorganizada, que la de los materiales cristalinos, como asegura Graeme Henkelman, coautor del artículo y profesor de Química en la Universidad de Texas. Además, hay pocas técnicas experimentales específicas para ello. En consecuencia, no es fácil entender en detalle cómo la estructura determina sus propiedades y hacer ingeniería con ellos para modificar sus cualidades a capricho se convierte en una tarea compleja.

Los investigadores combinaron varias técnicas experimentales para saltar este obstáculo. "Fuimos capaces de caracterizar con suficiente especificidad qué organización atómica tenía, y eso arroja luz sobre las diferencias en las propiedades de una forma racional", dice Milliron. Esta investigadora está convencida de que, al margen de las aplicaciones prácticas para regular el flujo de calor a través de las ventanas, el conocimiento generado para su desarrollo podrá inspirar la ingeniería de otros materiales amorfos, como la creación de dispositivos que almacenen y liberen energía eléctrica rápida y eficientemente.

Venus pudo haber sido habitable mientras la vida se desarrollaba en la Tierra

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Actualmente es impensable que Venus, el planeta más caliente del sistema solar, albergue vida. Sus temperaturas extremadamente elevadas, así como sus volcanes activos y una atmosfera que es principalmente de dióxido de carbono, hacen imposible que sea un lugar habitable.

Sin embargo, hubo una época en la que en este planeta pudieron darse lascondiciones necesarias para la vida. Un equipo internacional de investigadores, liderado por expertos de la NASA, ha creado una serie de simulaciones de Venus hace miles de millones de años que apuntan a que este planeta pudo ser habitable.

El grupo liderado por Michael Way ha simulado hasta cuatro escenarios de Venus en el pasado, que varían según factores como la duración del día o la cantidad de luz solar recibida. En su evolución a lo largo de billones de años, el grupo de investigación comprobó cómo uno de los modelos no solo registraba temperaturas moderadas, sino hasta densas capas de nubes que podrían haber protegido al planeta de la agresiva radiación del sol, condiciones que se podrían haber dado hasta hace 715 millones de años.

La investigación comenzó a partir de la idea de que Venus y la Tierra fueron similares hace miles de millones de años, cuando la atmósfera de nuestro planeta también estaba formada, sobre todo, por dióxido de carbono. Ya en 2010, científicos habían señalado las similitudes de tamaño, densidad y composición entre ambos satélites.

«Ambos planetas probablemente disfrutaron de océanos de agua líquida caliente en contacto con rocas y con moléculas orgánicas que experimentaron una evolución química en esos océanos», comenta David Grinspoon, del Instituto de Ciencia Planetaria en Tucson, en Arizona, para el medio New Scientist. «Hasta donde entendemos en la actualidad, esos son los requisitos para el origen de la vida ».

«Es uno de los grandes misterios sobre Venus. ¿Cómo ha llegado tan diferente de la Tierra cuando parece probable que hayan originado de manera tan parecida?», añade.

El trabajo no ha podido avanzar hacia los motivos por los que Venus ha pasado de ser ese planeta que se ve en las simulaciones a lo que es actualmente. Según los expertos, la velocidad a la que el planeta giraba sobre su eje podría haber tenido algo que ver con ello. En este sentido, han seañalado que la aceleración de la rotación afectó levemente al aumento de las temperaturas, según destacan los patrones climáticos. Hoy en día, Venus tarda en girar sobre sí mismo 243 días terrestres, un periodo más largo que su órbita: 225 días.