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¿Por qué resintonizamos la tele? Para dejar sitio al 4G

En el último fin de semana del pasado mes de octubre, la mayoría de las emisoras de televisión digital comenzaron a dejar de emitir en sus canales o frecuencias habituales. Por ese motivo, los distintos medios de comunicación –y muy especialmente las emisoras de televisión– se encargaron de " bombardearnos" con continuos avisos para que sintonizáramos de nuevo nuestros televisores, con el fin de poder volver a ver nuestros canales favoritos, dando cumplimiento así a un mandato de la Comisión Europea que han venido en llamar "liberación del dividendo digital". Con esta expresión con tintes mercantiles, han querido expresar el proceso por el cual, algunas emisoras de televisión deben dejar su "sitio" o frecuencia de emisión a la cuarta generación (4G) de telefonía móvil.

A la vista de esta noticia, muchas personas se estarán preguntando qué tendrá que ver su teléfono móvil con que no pueda ver su programa de televisión habitual si no ha sintonizado de nuevo su televisor. Para poder responder a esta pregunta, debemos comprender el concepto de espectro electromagnético, el cual trataremos de explicar en este artículo de una forma simple.

Todos los sistemas de comunicaciones que transmiten la información de forma inalámbrica, es decir, sin cables, lo hacen a través de señales eléctricas que se propagan en forma de ondas electromagnéticas. Estas ondas pueden descomponerse a su vez en un conjunto de ondas más pequeñas, que repiten la información contenida en ellas de una forma cíclica o periódica. La longitud de esos ciclos de onda que se repiten de forma periódica se le denomina longitud de onda, y a su magnitud inversa, frecuencia de la onda, la cual se mide en ciclos por segundos o hercios (y se representa por Hz) en honor al físico alemán Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894), quien descubrió la propagación de las ondas electromagnéticas.

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El océano desde el espacio

Imagen DEIMOS del estuario del Guadalquivir donde se aprecia la pluma de turbidez

Como vemos a diario en los telediarios, la teledetección forma parte de nuestras vidas, ya que cotidianamente vemos las imágenes de nubosidad captadas por los satélites meteorológicos que aparecen en los telediarios y que nos ayudan a entender y predecir las condiciones meteorológicas. Estos sensores a bordo de satélites, se envían al espacio por las diferentes agencias espaciales como pueden ser la NASA, ESA, etc … desde hace decenas de años. De hecho, la carrera espacial empezó en plena guerra frían con el lanzamiento del satélite Sputnik en 1957 por parte de los soviéticos. Seguidamente, la NASA lanzó en 1960 el primer satélite meteorológico TIROS- 1 para observación de la atmosfera y la superficie terrestre.

Desde entonces, numerosos sensores se han desarrollado para infinidad de aplicaciones, gracias al desarrollo tecnológico y digital que se ha producido durante todos estos años. De hecho, cada vez los sensores que se envían al espacio son más compactos, precisos y capaces de recibir y almacenar mayor cantidad de información, tanto de la atmosfera, la superficie terrestre y del océano. Es en este campo de la teledetección marina donde desarrollamos la investigación el grupo de Oceanografía de Ecosistemas del Instituto de Ciencias Marinas de Andalucía.

Las grandes ventajas que presentan estos sensores frente a las observaciones convencionales, como pueden ser las campañas oceanográficas, son la perspectiva panorámica y el carácter sinóptico de las imágenes captadas desde el espacio, así como la posibilidad de adquirir información de zonas remotas o de difícil acceso de los océanos. Además, esta captura es instantánea por lo que nos permite trabajar en tiempo cuasi-real, siendo de vital importancia su uso en la toma de decisiones en catástrofes naturales. Otra de las grandes ventajas de la teledetección es la toma de información de forma continua y repetitiva, lo que gracias a mantener este sistema en el tiempo, nos permite estudiar procesos a gran escala temporal como pueden ser los relacionados con el cambio climático.

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El CSIC cumple 75 años

Trabajo de campo de investigadores de la Estación Biológica de Doñana.

El avance del conocimiento científico a lo largo de la Historia ha dado lugar a significativas innovaciones que han generado grandes cambios y beneficios para la Humanidad: comprender el origen y la evolución del planeta Tierra y del Universo, así como las funciones de la Naturaleza, nos ha proporcionado ideas y saberes que han ejercido una tremenda influencia en nuestra interacción con el medio natural, en la consolidación de nuestro pensamiento y en la organización de nuestra vida en sociedad.

Hoy, más que nunca y ante los grandes desafíos a los que nos enfrentamos, la Ciencia debe ser un bien común que tenga por fin último profundizar en el conocimiento de los fenómenos naturales y sociales y aportar sabiduría y soluciones en beneficio de todos. La conmemoración del 75 aniversario del Consejo Superior de Investigaciones Científicas es una magnífica ocasión para recordar la trascendencia de la Ciencia en el avance social. El CSIC, con más de 14.000 personas trabajando, es el principal organismo de investigación de España y el tercero de Europa en tamaño e impacto, siendo la primera entidad generadora de patentes nacionales.

En el origen del CSIC está la herencia de la Junta para Ampliación de Estudios e Investigaciones Científicas (JAE 1907-1939), que fue creada por el Ministerio de Instrucción Pública en 1907 como parte del proyecto modernizador impulsado por la Institución Libre de Enseñanza. La JAE estuvo presidida por Santiago Ramón y Cajal. En 1939 se crea formalmente el CSIC con la vocación de su implantación en todo el territorio español y con el mandato de establecer una estrecha relación con el sector económico.

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De los indígenas del Amazonas... al biochar

Imagen de un sustrato de biochar

Un grupo de investigadores del Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla, liderado por los doctores José María de la Rosa y Heike Knicker, han publicado recientemente un trabajo en la revista Science of the Total Environment, en el que describen las buenas expectativas de un material relativamente nuevo llamado " biochar" para su uso en agricultura.

El biochar es básicamente el producto de la alteración térmica de biomasa en ausencia de oxígeno, en un proceso conocido como pirólisis, en el que también se genera una mezcla de gases y aceites pesados que pueden ser utilizados como fuente de energía.

En realidad, los beneficios agronómicos de la aplicación de carbones vegetales como enmienda en suelos ya eran conocidos desde hace miles de años por los indígenas de la cuenca del Amazonas como parece indicar la existencia de grandes extensiones de terreno, llamadas " terra preta de Indio" en las que presumiblemente se utilizaban los restos de biomasa calcinada como medio de fertilización.

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La revolución de los sensores electrónicos de imagen

EFE

Hace ahora 39 años, allá por 1975, los Rolling Stones abrían sus conciertos del Tour of the Americas’75 a ritmo de su Honky Tonk Women. Si alguno de los asistentes a ese concierto hubiera tenido en sus manos el primer sensor electrónico de imagen, producido por Eastman Kodak ese mismo año –en base a un CCD desarrollado por Fairchild un par de años antes– hubiera podido “grabar” una fotografía electrónica del evento con una resolución de 100x100 píxeles en la cinta magnética que acompañaba a aquella cámara de 3.6 kg de peso.

Apenas 37 años después, en el año 2012, sus satánicas majestades celebraban sus 50 años en la música y las revistas on-line especializadas publicaban una foto de la banda frente al Marquee, el club londinense donde realizaron su primera actuación el 12 de julio de 1962. Esta imagen digital contenía 24 millones de píxeles. Si resulta asombroso que una banda de Rock siga llenando escenarios y colgando los no hay billetes tras 50 años de andadura, no lo es menos que en apenas 39 años, la cantidad de píxeles en ambas imágenes se haya multiplicado por más de dos mil trescientas veces, por no hablar de la calidad de las mismas.

Contar la historia de cómo ha evolucionado la tecnología de fabricación de sensores electrónicos de imagen llenaría cientos de páginas y es en realidad materia para escribir sesudos tratados de recopilación bibliográfica. Además, este relato iría, buena parte del camino, de la mano del relato que explica la evolución de las prestaciones de los circuitos integrados y de sus tecnologías de fabricación en general. Siendo ésta una historia imposible de contar en este foro, nos centraremos en algunos detalles interesantes de la misma.

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¿Creación de una retina sintética? Objetivo no muy lejano

Hoy en día estamos bastante habituados a usar cámaras y dispositivos de vídeo. Casi todo el mundo tiene un móvil con el que puede tomar fotos o grabar vídeo con una calidad aceptable. Al mismo tiempo, estamos expuestos a esta tecnología de manera inevitable: por ejemplo, cuando entramos en un aeropuerto o en un centro comercial somos grabados. Aunque no todo el mundo conoce al detalle cómo funciona una cámara, somos conscientes de sus limitaciones. Por ejemplo, evitamos tomar una foto con el sol de cara o activamos el flash para operar con baja iluminación.

En un sistema de visión convencional, las imágenes que vemos están formadas por píxeles. Si nos acercamos mucho al monitor de nuestro ordenador, podemos ver los píxeles, que no son más que puntos pequeños, que se iluminan con un color y una determinada iluminación, para formar una imagen estática. Un secuencia de vídeo es una sucesión de imágenes estáticas (frames) que se reproducen a una velocidad tal que nuestro ojo no perciba ningún tipo de discontinuidad temporal entre frames consecutivos.

Sin embargo, los sistemas biológicos de visión operan de una forma muy distinta a los sistemas artificiales de visión basados en frames, a los que estamos habituados, siendo capaces de ofrecer mejores prestaciones en la mayoría de situaciones y entornos en los que no hay condiciones controladas de iluminación. Por ejemplo, nuestra retina es capaz de operar en condiciones extremas de baja iluminación (podemos ver con la luz de las estrellas). Somos capaces de ver bien en situaciones de mucho contraste, por ejemplo, con el sol de cara.

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La Noche de los Investigadores (Researchers’ Night)

“Si la humanidad supiera qué profundo placer embarga a quienes escrutan el cielo (…), media Europa estaría cubierta con telescopios en lugar de bayonetas”.

Camille Flammarion (1842-1925)

La Noche de los Investigadores es un evento de ámbito europeo que reúne al público general y a los investigadores, y que tiene lugar el último viernes de septiembre de cada año. Es un proyecto de divulgación científica, promovido y financiado por la Comisión Europea dentro de las acciones Marie Sktodowska-Curie, acciones cuyo objetivo fundamental es garantizar el desarrollo óptimo y el uso dinámico del capital intelectual de Europa, con el fin de generar nuevas capacidades e innovación.

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"¿Cristaloqué?"

Para que nos vamos a engañar, la cristalografía es algo que suena a chino a la mayoría de los mortales. Y al paso que va la economía china, dentro de poco la cristalografía será algo aun más raro y desconocido que esa lengua. En estos días comentaba con el nuevo presidente de la Unión Internacional de Cristalografía, Marvin Hackert, una película de 1951 titulada "No Highway in the Sky", protagonizada por James Stewart, un atormentado ingeniero que cree que el avión en el que viaja va a estrellarse y por Marlene Dietrich, una elegante estrella de cine que también viaja en el avión. Hay una escena en la que él le dice que su hija de 12 años tiene un notable dominio de la cristalografía. Marlene Dietrich, descolocada pero impertérrita, le responde: ”Oh, eso está muy bien, por supuesto”. Y tras una breve pausa, le pregunta "¿y eso qué es?".

Algo hemos ganado en cincuenta años pero aún seguimos oyendo lo que el vecino o el concejal de cultura pregunta cuando le dices que te dedicas a la cristalografía ¿cristaloqué? Tomás de Arce, un profesor de enseñanza media, cuando hacía la tesis sobre la estructura de la quinina y le preguntaban a qué se dedicaba, respondía "a la cristaloqué". Era muy divertido escucharle lo que ocurría después.

Pero bueno, aquí estamos en este  Año Internacional de la Cristalografía para enmendar la plana y conseguir que, por fin, la cristalografía sea una ciencia conocida en los hogares españoles. El siempre atribulado Jimmy Stewart le explicaba a Marlene que "eso", la cristalografía, es una ciencia esencial que no se explica en los colegios. Quizás por ahí ande la solución, por enseñar algo de cristalografía en los colegios e institutos. Se hacía hace años, pero erraron en los contenidos. Se empeñaron en contar los sistemas cristalinos, las redes de Bravais, los elementos y grupos de simetría con unos tarugos de madera. Incluso la teoría de la difracción y el espacio recíproco, todo fuera de cualquier contexto utilitario o interdisciplinar.

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Ingeniería neuromórfica: imitando al cerebro

¿Alguna vez has analizado las operaciones que ejecutas al cruzar la calle? Primero buscas el paso de peatones más cercano y te aproximas a él, luego observas a izquierda y derecha para comprobar si se acerca algún vehículo. Entonces, calculas si te dará tiempo a pasar (en función de la velocidad a la que se aproximen, la distancia a la que se encuentren, tu velocidad y la longitud del cruce), y finalmente caminas hasta la acera opuesta.

Aunque la mayoría de las personas cruza la calle varias veces al día sin ningún esfuerzo aparente, estas simples operaciones requerirían una complejidad computacional inasumible para un sistema artificial. Sin embargo, los sistemas neuromórficos tratan de imitar el sistema de procesamiento del cerebro para poder llevar a cabo de forma eficiente actividades complejas que implican percepción, control motor e integración multisensorial a alta velocidad y con bajo consumo.

El concepto de ingeniería neuromórfica fue propuesto por Carver Mead a principios de los 80 en el Instituto Tecnológico de California (Caltech, Estados Unidos) como un modo de usar circuitos analógicos para imitar las arquitecturas biológicas del sistema nervioso. A lo largo de las últimas décadas, diferentes grupos de investigación han desarrollado la ingeniería neuromórfica en un ámbito ampliamente multidisciplinar que engloba conceptos de biología, matemáticas, física, informática e ingeniería electrónica con el fin de diseñar sistemas neuronales artificiales, con aplicaciones tan diversas como prótesis de retina para invidentes, implantes cocleares para personas con deficiencias auditivas, o sistemas robóticos de conducción automática.

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Plantas estresadas y vinos excelentes

Mis amigos acostumbran a llamarme “magiareta” por mi desbordante entusiasmo por Hungría, que se inició hace un par de décadas con mi asistencia a un congreso que reunió a un variopinto grupo de participantes: Fisiólogos, sicólogos, médicos, siquiatras, fitopatólogos. ¿Qué hacía una investigadora en bioquímica vegetal como yo en un foro como ese, que reunía desde aquellos que trabajábamos  en patógenos de plantas a los que lo hacían con niños traumatizados por contiendas bélicas?

Sello

Lo cierto es que Hungría es la cuna de Hans (János) Selye, un médico húngaro emigrado a Canadá en el periodo de entreguerras, creador del concepto de estrés allá por los años treinta,  y que ha demostrado ser válido para cualquier ser vivo, incluidas nuestras plantas domésticas y los cultivos que nos alimentan. De hecho, el vino húngaro más famoso, el dulce Tokaji, es un producto procedente de uvas estresadas.

¿Les sorprende que las plantas se estresen?. Cualquier ser vivo cuando se enfrenta a un medio ambiente hostil, que supera con creces su capacidad de adaptación, experimenta un síndrome de estrés común, pero adaptado a su nivel de complejidad. Así el mundo vegetal sufre de estrés por la acción de factores adversos que impiden su crecimiento y desarrollo, como son las temperaturas extremas, la sequía, la salinidad, el exceso y la falta de luz, la contaminación por metales pesados y una enorme variedad de infecciones por patógenos como virus, bacterias, hongos o insectos.

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