(NC&T) En tan sólo unos segundos se puede derrumbar un gran edificio cuando sufre los devastadores efectos de un terremoto intenso. El conocer con precisión lo que ocurre en esos segundos antes del colapso puede ayudar a los ingenieros a diseñar edificios que sean menos propensos a experimentar tal desastre o daños relacionados.
Sin embargo, la naturaleza del colapso presenta todavía bastantes lagunas para los científicos. No se han realizado todavía suficientes experimentos detallados porque probar edificios de tamaño real sobre plataformas que se mueven imitando el efecto de un terremoto en el terreno es una tarea aparatosa, cara y peligrosa.
Es por eso que unos investigadores de la Universidad de Buffalo, EE.UU., y la Universidad de Kioto, Japón, comenzaron a colaborar recientemente para poner a prueba un novedoso método "híbrido" de realizar los experimentos. Este método puede proporcionar una vía más segura y económica de averiguar cómo y por qué se vienen abajo los edificios de tamaño real.
"Una de las principales cuestiones en la ingeniería contra terremotos es cuánto daño pueden soportar las estructuras antes de que se colapsen, para poder evacuar las personas de forma segura", explica Gilberto Mosqueda, investigador principal y profesor de ingeniería civil, estructural y ambiental en la Universidad de Buffalo. "En realidad, no conocemos la respuesta porque poner a prueba edificios es muy difícil. Parece que con este método híbrido tenemos una vía segura y económica de poner a prueba edificios realistas de gran tamaño para que se derrumben".
Los resultados positivos obtenidos por el equipo conjunto podrían permitir que los ingenieros mejoren significativamente su comprensión de los mecanismos que conducen al colapso sin las limitaciones de costo, escala reducida y modelos simplificados que afrontan las pruebas convencionales.
domingo, 12 de septiembre de 2010
La importancia de promover edificios avanzados con menor necesidad de energía para climatización
NC&T) El autor de dicho informe es Doug King, Profesor en Física Aplicada a la Ingeniería de las Construcciones, que se encuentra como Profesor Invitado en la Universidad de Bath.
Los edificios actualmente representan un 45 por ciento de las emisiones de carbono en países como el Reino Unido, y se estima que el 80 por ciento de los edificios que la población estará ocupando en el 2050 ya están construidos.
Muchos edificios del siglo XX dependen totalmente de los combustibles fósiles para ser habitables. Los edificios del siglo XXI deben ser diseñados para funcionar con niveles de dependencia energética mucho más bajos. La magnitud de este desafío es inmensa y requerirá tanto una política eficaz de los gobiernos como un aumento espectacular en las habilidades y concienciación del sector de la construcción.
De ahí que sea tan importante la Física Aplicada a la Ingeniería de las Construcciones, una especialidad científica en auge que investiga las áreas de las ciencias naturales que tienen relación con el balance de energía de los edificios, su ambiente interior y su entorno exterior. La comprensión y aplicación de este tipo de física para edificios permite diseñar y construir edificios que sean cómodos y funcionales, pero que al mismo tiempo usen los recursos naturales de manera eficiente y minimicen los impactos medioambientales de su construcción y funcionamiento.
Antes de considerar el uso generalizado de energías renovables es vital asegurarse de que los edificios sean tan eficientes energéticamente como resulte posible.
Antes de considerar el uso generalizado de energías renovables es vital asegurarse de que los edificios sean tan eficientes energéticamente como resulte posible, de lo contrario los beneficios potenciales de las energías limpias simplemente se malgastarán en compensar consumos innecesarios.
Las soluciones para brindar esta eficiencia energética a los edificios incluyen técnicas básicas conocidas desde hace miles de años, como por ejemplo potenciar el uso de la luz del día, el de la ventilación natural, y el de masas térmicas, donde la mampostería sirve para almacenar el calor y suavizar las variaciones de la temperatura.
Sin embargo, con la aplicación del análisis científico mediante la física aplicada a la ingeniería de las construcciones, estos aspectos del diseño de edificios pueden ayudar de manera sustancial a satisfacer las necesidades de habitabilidad y comodidad de sus moradores sin tener que recurrir a instalaciones con un alto consumo de energía.
http://www.solociencia.com/ingenieria/10030102.htm
Los edificios actualmente representan un 45 por ciento de las emisiones de carbono en países como el Reino Unido, y se estima que el 80 por ciento de los edificios que la población estará ocupando en el 2050 ya están construidos.
Muchos edificios del siglo XX dependen totalmente de los combustibles fósiles para ser habitables. Los edificios del siglo XXI deben ser diseñados para funcionar con niveles de dependencia energética mucho más bajos. La magnitud de este desafío es inmensa y requerirá tanto una política eficaz de los gobiernos como un aumento espectacular en las habilidades y concienciación del sector de la construcción.
De ahí que sea tan importante la Física Aplicada a la Ingeniería de las Construcciones, una especialidad científica en auge que investiga las áreas de las ciencias naturales que tienen relación con el balance de energía de los edificios, su ambiente interior y su entorno exterior. La comprensión y aplicación de este tipo de física para edificios permite diseñar y construir edificios que sean cómodos y funcionales, pero que al mismo tiempo usen los recursos naturales de manera eficiente y minimicen los impactos medioambientales de su construcción y funcionamiento.
Antes de considerar el uso generalizado de energías renovables es vital asegurarse de que los edificios sean tan eficientes energéticamente como resulte posible.
Antes de considerar el uso generalizado de energías renovables es vital asegurarse de que los edificios sean tan eficientes energéticamente como resulte posible, de lo contrario los beneficios potenciales de las energías limpias simplemente se malgastarán en compensar consumos innecesarios.
Las soluciones para brindar esta eficiencia energética a los edificios incluyen técnicas básicas conocidas desde hace miles de años, como por ejemplo potenciar el uso de la luz del día, el de la ventilación natural, y el de masas térmicas, donde la mampostería sirve para almacenar el calor y suavizar las variaciones de la temperatura.
Sin embargo, con la aplicación del análisis científico mediante la física aplicada a la ingeniería de las construcciones, estos aspectos del diseño de edificios pueden ayudar de manera sustancial a satisfacer las necesidades de habitabilidad y comodidad de sus moradores sin tener que recurrir a instalaciones con un alto consumo de energía.
http://www.solociencia.com/ingenieria/10030102.htm
miércoles, 8 de septiembre de 2010
Seismos en aguas profundas podrían advertir de la inminencia de otros mayores
NC&T) Los científicos de la Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) y la Universidad de California del Sur (USC), informan que algunos tipos de terremotos submarinos grandes pueden ser predecibles en escalas de tiempo de horas o menos.
Los terremotos en tierra generalmente no son precedidos por preámbulos sistemáticos y por tanto no pueden predecirse fácilmente con los mismos métodos. El equipo de investigación, dirigido por Jeffrey McGuire de la WHOI, estudió terremotos ocurridos a lo largo de cinco fallas de transformación en la Dorsal del Pacífico Oriental, donde las placas tectónicas se separan a una velocidad de más de diez centímetros al año. El equipo usó datos provenientes de sensores desplegados por el Pacific Marine Environmental Laboratory de la National Oceanic and Atmospheric Administration que precisaron el tiempo y el lugar de los preámbulos y de los terremotos más grandes.
Los investigadores definieron un preámbulo como cualquier temblor de por lo menos una magnitud 2,5 en la escala de Richter, y un terremoto principal como un temblor de magnitud 5,4 o mayor. Usando como caso de prueba terremotos ocurridos en los últimos diez años, fijaron una "alarma" hipotética para una hora dentro de un radio de 15 kilómetros alrededor del epicentro de cada preámbulo potencial. Este "sistema de alerta temprana" habría predicho con éxito seis de los nueve terremotos más grandes ocurridos a lo largo de dos de las fallas de transformación, la Discovery y la Gofar, entre 1996 y 2001, a pesar de emitir alarmas en un tanto por ciento muy pequeño del periodo total de tiempo.
Un sismómetro submarino como éste fue desplegado en 2007. Los hallazgos del equipo sugieren que la predicción a corto plazo (la habilidad de prever un terremoto horas o minutos antes de que golpee) puede ser factible bajo ciertas circunstancias. Aunque las cordilleras oceánicas y las fallas de transformación asociadas están lejos de los principales centros de población en tierra, el hecho de que exista un grado de previsibilidad a corto plazo en aguas profundas debe ayudar a los sismólogos a entender mejor el proceso de un terremoto en general.
Una nueva generación de instrumentos para el estudio del fondo oceánico (un gran desafío técnico) ayudará a los científicos a comprender mejor el proceso de un terremoto. Si los preámbulos y los terremotos principales son activados por un evento anterior, tal como un deslizamiento gradual a lo largo de una línea de falla, conocido técnicamente como oscilación transitoria de deslizamiento lento que no crea ondas sísmicas, entonces éste podría detectarse con los instrumentos adecuados.
Tales eventos lentos pueden detectarse en tierra en lugares como la Falla de San Andrés, donde el movimiento es grabado por una extensa colección de sensores. En aguas profundas se han detectado oscilaciones transitorias de deslizamiento lento en zonas de subducción, donde una placa tectónica es empujada bajo la otra. Se han detectado tales eventos cerca del Japón y a lo largo de la Falla de Cascadia en el noroeste del Pacífico. Sin embargo, los eventos detectados no activaron terremotos mayores.
Los investigadores advierten que las zonas de subducción tienen mayores tasas de preámbulos que las regiones continentales, así que la capacidad de detectar preámbulos, incluso a corto plazo, es significativa para la predicción de terremotos. Es más, una oscilación transitoria de deslizamiento lento fue detectada 15 minutos antes del terremoto chileno de 1960, de magnitud 9,5, el más grande registrado en la historia.
La mayoría de los grandes terremotos ocurren a lo largo de las zonas de subducción, pero si pueden o no predecirse sistemáticamente los terremotos en estas zonas permanece bajo debate, y requerirá mejores observaciones del suelo oceánico.
Los investigadores creen que si un conjunto extenso de sensores como el de la Falla de San Andrés se situara en el suelo oceánico, los sismólogos probablemente podrían predecir la llegada de un terremoto. McGuire guiará una expedición en el 2007 para desplegar sensores a lo largo de la Dorsal del Pacífico Oriental y empezar a probar esa idea.
http://www.solociencia.com/geologia/05042804.htm
Los terremotos en tierra generalmente no son precedidos por preámbulos sistemáticos y por tanto no pueden predecirse fácilmente con los mismos métodos. El equipo de investigación, dirigido por Jeffrey McGuire de la WHOI, estudió terremotos ocurridos a lo largo de cinco fallas de transformación en la Dorsal del Pacífico Oriental, donde las placas tectónicas se separan a una velocidad de más de diez centímetros al año. El equipo usó datos provenientes de sensores desplegados por el Pacific Marine Environmental Laboratory de la National Oceanic and Atmospheric Administration que precisaron el tiempo y el lugar de los preámbulos y de los terremotos más grandes.
Los investigadores definieron un preámbulo como cualquier temblor de por lo menos una magnitud 2,5 en la escala de Richter, y un terremoto principal como un temblor de magnitud 5,4 o mayor. Usando como caso de prueba terremotos ocurridos en los últimos diez años, fijaron una "alarma" hipotética para una hora dentro de un radio de 15 kilómetros alrededor del epicentro de cada preámbulo potencial. Este "sistema de alerta temprana" habría predicho con éxito seis de los nueve terremotos más grandes ocurridos a lo largo de dos de las fallas de transformación, la Discovery y la Gofar, entre 1996 y 2001, a pesar de emitir alarmas en un tanto por ciento muy pequeño del periodo total de tiempo.
Un sismómetro submarino como éste fue desplegado en 2007. Los hallazgos del equipo sugieren que la predicción a corto plazo (la habilidad de prever un terremoto horas o minutos antes de que golpee) puede ser factible bajo ciertas circunstancias. Aunque las cordilleras oceánicas y las fallas de transformación asociadas están lejos de los principales centros de población en tierra, el hecho de que exista un grado de previsibilidad a corto plazo en aguas profundas debe ayudar a los sismólogos a entender mejor el proceso de un terremoto en general.
Una nueva generación de instrumentos para el estudio del fondo oceánico (un gran desafío técnico) ayudará a los científicos a comprender mejor el proceso de un terremoto. Si los preámbulos y los terremotos principales son activados por un evento anterior, tal como un deslizamiento gradual a lo largo de una línea de falla, conocido técnicamente como oscilación transitoria de deslizamiento lento que no crea ondas sísmicas, entonces éste podría detectarse con los instrumentos adecuados.
Tales eventos lentos pueden detectarse en tierra en lugares como la Falla de San Andrés, donde el movimiento es grabado por una extensa colección de sensores. En aguas profundas se han detectado oscilaciones transitorias de deslizamiento lento en zonas de subducción, donde una placa tectónica es empujada bajo la otra. Se han detectado tales eventos cerca del Japón y a lo largo de la Falla de Cascadia en el noroeste del Pacífico. Sin embargo, los eventos detectados no activaron terremotos mayores.
Los investigadores advierten que las zonas de subducción tienen mayores tasas de preámbulos que las regiones continentales, así que la capacidad de detectar preámbulos, incluso a corto plazo, es significativa para la predicción de terremotos. Es más, una oscilación transitoria de deslizamiento lento fue detectada 15 minutos antes del terremoto chileno de 1960, de magnitud 9,5, el más grande registrado en la historia.
La mayoría de los grandes terremotos ocurren a lo largo de las zonas de subducción, pero si pueden o no predecirse sistemáticamente los terremotos en estas zonas permanece bajo debate, y requerirá mejores observaciones del suelo oceánico.
Los investigadores creen que si un conjunto extenso de sensores como el de la Falla de San Andrés se situara en el suelo oceánico, los sismólogos probablemente podrían predecir la llegada de un terremoto. McGuire guiará una expedición en el 2007 para desplegar sensores a lo largo de la Dorsal del Pacífico Oriental y empezar a probar esa idea.
http://www.solociencia.com/geologia/05042804.htm
Zona de subducción y poca profuncidad, mezcla letal para el tsunami asiático
(NC&T) Los terremotos como éste ocurren sólo una vez cada 50 a 100 años en lugares muy específicos. Así lo cree un amplio sector de científicos, entre ellos Anne Meltzer, sismóloga de renombre mundial de la Universidad Lehigh, quien supervisó dos grandes proyectos internacionales de investigación sismológica en el Himalaya, y cuya atención se ha dirigido ahora hacia la catástrofe asiática.
De siete a nueve placas tectónicas principales cubren la superficie de la Tierra. A ellas hay que añadir diversas placas menores. Las placas losas enormes de roca semisólida bajo los continentes y océanos varían en tamaño desde varios centenares hasta miles de kilómetros de extensión, y de 15 a 200 kilómetros de espesor.
Los terremotos, volcanes y corrimientos de tierra se producen cuando las placas tectónicas colisionan, van a la deriva o se deslizan entre ellas. Las zonas de subducción, producidas cuando las placas tectónicas chocan, producen los terremotos más poderosos, porque tienen grandes líneas continuas de falla. El terremoto de Sumatra causó una ruptura que se extendió mil kilómetros a lo largo de la línea de falla que separa las placas india y birmana.
En cambio, la Falla de San Andrés, que se extiende desde la frontera de California con México hasta California Septentrional, está quebrada en segmentos, lo que disminuye la magnitud de sus terremotos. El Terremoto de San Francisco de 1906 fisuró los 430 kilómetros más septentrionales de la línea de falla de San Andrés y su intensidad estimada fue de 8,0 en la escala de Richter, que es logarítmica. Esto significa que un terremoto de magnitud 9,0, como el de Sumatra, es 10 veces mayor que uno de 8,0.
El efecto del terremoto de Sumatra fue exacerbado por el hecho de que la ruptura de la falla ocurrió a sólo 10 km debajo de la superficie de la Tierra, explica Anne Meltzer. Si el terremoto hubiera ocurrido a una profundidad de entre 100 y 300 kilómetros, entonces su energía habría sido atenuada. Por otro lado, la falta de un sistema de advertencia (boyas, indicadores de mareas, imágenes por satélite de la superficie oceánica) impidió que se alertase a la gente del peligro inminente.
El terremoto de Alaska de 1964 desató un tsunami que alcanzó Hawai y California. El tsunami provocado por el terremoto de Sumatra se registró en Nueva Zelanda y tan lejos como la costa occidental de América.
"Un sistema de alerta temprana no puede prevenir un tsunami", -comenta Meltzer- "pero ciertamente habría reducido la pérdida de vidas".
http://www.solociencia.com/geologia/10072903.htm
De siete a nueve placas tectónicas principales cubren la superficie de la Tierra. A ellas hay que añadir diversas placas menores. Las placas losas enormes de roca semisólida bajo los continentes y océanos varían en tamaño desde varios centenares hasta miles de kilómetros de extensión, y de 15 a 200 kilómetros de espesor.
Los terremotos, volcanes y corrimientos de tierra se producen cuando las placas tectónicas colisionan, van a la deriva o se deslizan entre ellas. Las zonas de subducción, producidas cuando las placas tectónicas chocan, producen los terremotos más poderosos, porque tienen grandes líneas continuas de falla. El terremoto de Sumatra causó una ruptura que se extendió mil kilómetros a lo largo de la línea de falla que separa las placas india y birmana.
En cambio, la Falla de San Andrés, que se extiende desde la frontera de California con México hasta California Septentrional, está quebrada en segmentos, lo que disminuye la magnitud de sus terremotos. El Terremoto de San Francisco de 1906 fisuró los 430 kilómetros más septentrionales de la línea de falla de San Andrés y su intensidad estimada fue de 8,0 en la escala de Richter, que es logarítmica. Esto significa que un terremoto de magnitud 9,0, como el de Sumatra, es 10 veces mayor que uno de 8,0.
El efecto del terremoto de Sumatra fue exacerbado por el hecho de que la ruptura de la falla ocurrió a sólo 10 km debajo de la superficie de la Tierra, explica Anne Meltzer. Si el terremoto hubiera ocurrido a una profundidad de entre 100 y 300 kilómetros, entonces su energía habría sido atenuada. Por otro lado, la falta de un sistema de advertencia (boyas, indicadores de mareas, imágenes por satélite de la superficie oceánica) impidió que se alertase a la gente del peligro inminente.
El terremoto de Alaska de 1964 desató un tsunami que alcanzó Hawai y California. El tsunami provocado por el terremoto de Sumatra se registró en Nueva Zelanda y tan lejos como la costa occidental de América.
"Un sistema de alerta temprana no puede prevenir un tsunami", -comenta Meltzer- "pero ciertamente habría reducido la pérdida de vidas".
http://www.solociencia.com/geologia/10072903.htm
sábado, 4 de septiembre de 2010
Mayor movilidad de ciertos microorganismos por culpa del cambio climático global
(NC&T) Louis Pasteur demostró en 1861 que los microbios pueden moverse por el aire, pero sólo recientemente se descubrió que bacterias, hongos y virus pueden recorrer miles de kilómetros atrapados en partículas de polvo. Las imágenes satelitales muestran nubes de partículas de polvo de esa clase con tamaños parecidos al de la propia Península Ibérica.
Por primera vez, el equipo internacional del proyecto Ecosensor ha analizado estos microorganismos viajeros usando técnicas de biología molecular. Además de identificar las especies, los investigadores han descubierto que esos microorganismos colonizan lagos en zonas de montaña a gran altitud, como por ejemplo en Sierra Nevada y los Pirineos. También han averiguado que el fenómeno está aumentando por culpa del cambio climático global.
La "emigración" de estos microorganismos atrapados en el polvo africano es más intensa en primavera y en verano, y a veces hay picos migratorios diez veces mayores que los valores normales. Esto se debe, según alertan los investigadores, a la sequía que ha afligido a la región del Sahel durante los últimos treinta años, una sequía propiciada por el cambio climático.
Un factor agravante adicional es la pérdida de cobertura vegetal en África, impulsada en buena parte por cambios en las prácticas de cultivo.
Nube de polvo vista por satélite y equipo de investigación.
Se ha calculado que entre 60 y 200 millones de toneladas de polvo se elevan del Sahara cada año. Ese polvo es un material rico en nitrógeno, fósforo y hierro, con un importante papel en el crecimiento del plancton marino, e incluso en la fertilización de bosques tropicales.
El proyecto Ecosensor agrupa a biólogos y físicos atmosféricos de diversos países, bajo la dirección de Isabel Reche, de la Universidad de Granada, y Emilio O. Casamayor, del Centro de Estudios Avanzados de Blanes. Las técnicas de biología molecular que estos investigadores usan les permiten detectar casi todos los organismos presentes en una muestra dada, en contraste con métodos anteriores.
Los resultados de la investigación indican, entre otras cosas, que en lagos de Sierra Nevada y los Pirineos hay microorganismos que los científicos también han encontrado en los suelos de Mauritania.
El aumento de la carga de polvo en ecosistemas esencialmente prístinos, como es el caso de los lagos de alta montaña, tiene importantes repercusiones para los ecosistemas locales, porque este polvo lleva nutrientes que fertilizan los lagos y alteran sus comunidades microbianas. Algunos de estos cambios tienen efectos dañinos. Es indudable, por tanto, que el polvo puede estar dañando la flora y la fauna de algunos ecosistemas. Los corales caribeños, por ejemplo, están sufriendo un declive debido en parte al exceso de deposición de polvo.
Por primera vez, el equipo internacional del proyecto Ecosensor ha analizado estos microorganismos viajeros usando técnicas de biología molecular. Además de identificar las especies, los investigadores han descubierto que esos microorganismos colonizan lagos en zonas de montaña a gran altitud, como por ejemplo en Sierra Nevada y los Pirineos. También han averiguado que el fenómeno está aumentando por culpa del cambio climático global.
La "emigración" de estos microorganismos atrapados en el polvo africano es más intensa en primavera y en verano, y a veces hay picos migratorios diez veces mayores que los valores normales. Esto se debe, según alertan los investigadores, a la sequía que ha afligido a la región del Sahel durante los últimos treinta años, una sequía propiciada por el cambio climático.
Un factor agravante adicional es la pérdida de cobertura vegetal en África, impulsada en buena parte por cambios en las prácticas de cultivo.
Nube de polvo vista por satélite y equipo de investigación.
Se ha calculado que entre 60 y 200 millones de toneladas de polvo se elevan del Sahara cada año. Ese polvo es un material rico en nitrógeno, fósforo y hierro, con un importante papel en el crecimiento del plancton marino, e incluso en la fertilización de bosques tropicales.
El proyecto Ecosensor agrupa a biólogos y físicos atmosféricos de diversos países, bajo la dirección de Isabel Reche, de la Universidad de Granada, y Emilio O. Casamayor, del Centro de Estudios Avanzados de Blanes. Las técnicas de biología molecular que estos investigadores usan les permiten detectar casi todos los organismos presentes en una muestra dada, en contraste con métodos anteriores.
Los resultados de la investigación indican, entre otras cosas, que en lagos de Sierra Nevada y los Pirineos hay microorganismos que los científicos también han encontrado en los suelos de Mauritania.
El aumento de la carga de polvo en ecosistemas esencialmente prístinos, como es el caso de los lagos de alta montaña, tiene importantes repercusiones para los ecosistemas locales, porque este polvo lleva nutrientes que fertilizan los lagos y alteran sus comunidades microbianas. Algunos de estos cambios tienen efectos dañinos. Es indudable, por tanto, que el polvo puede estar dañando la flora y la fauna de algunos ecosistemas. Los corales caribeños, por ejemplo, están sufriendo un declive debido en parte al exceso de deposición de polvo.
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