Café con Ciencia en la Universidad de Granada / Semana de la Ciencia 2021

Los fósiles son restos de organismos que vivieron en el pasado, ocupando los océanos y continentes de otras épocas.

Sin embargo, en la actualidad, fósiles marinos nos los podemos encontrar cerca de nosotros, en las rocas de nuestro alrededor como consecuencia de la tectónica de placas y los cambios de nivel del mar.

Estos fósiles nos permiten conocer cómo era la vida en el pasado, los organismos de hace millones de años, la edad de las rocas e incluso nos dan información sobre el clima de otras épocas. Por este motivo los fósiles poseen un gran interés en la Sociedad. Sin embargo, son unos grandes desconocidos para la mayoría de las personas. En este sentido, los paleontólogos (científicos que estudiamos fósiles) queremos acercaros a ellos.

En este taller charlaremos un rato sobre fósiles, veremos cómo se forman, por qué los estudiamos y podremos observar algunos ejemplares que permitan hacernos una idea de los organismos que habitaron la Tierra hace millones de años.

La importancia de los minerales en nuestra vida cotidiana, la necesidad de obtener recursos minerales para la sociedad en la vivimos, su encuadre en el desarrollo sostenible, el papel de la química verde en los procesos de obtención y procesado de metales, el papel de los recursos minerales y de la química verde en la transición energética y en la lucha contra el cambio climático, etc.

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La preocupación social hacia temas medioambientales como el cambio climático y/o el impacto de las actividades humanas, han hecho que se desarrollen disciplinas científicas que ayuden a entender la respuesta del sistema Tierra frente a estas alteraciones.

Desgraciadamente, los datos datos instrumentales y/o documentales de parámetros climáticos como la precipitación o la temperatura raramente abarcan los dos últimos siglos, lo cual, teniendo en cuenta todos los cambios climáticos experimentados por el planeta Tierra, es claramente insufiente. Pero ¿cómo se pueden reconstruir las condiciones climáticas y/o ambientales del pasado y emplazarlas en un contexto temporal más amplio?

El análisis de espeleotermas, anillos de árboles, corales o sedimentos de los lagos proporcionan información sobre las condiciones ambientales pasadas. El papel de los científicos y en concreto, de los paleoecólogos, es descifrarlo correctamente. En el caso de los sedimentos de los lagos, se utilizan una serie de indicadores que se denominan proxies, que se toman como sustitutos de las medidas directas. Las proxies pueden ser de carácter físico, químico o biológico.

En nuestro caso, hablaremos de un indicador biológico: los subfósiles de cladóceros. Los cladóceros (comúnmente llamados “pulgas de agua”) son microcrustaceos que forman parte del zooplankton de muchos cuerpos de agua dulce. Cuando los cladóceros mueren, las principales partes de su cuerpo (escudo cefálico, caparazón y postabdomen) se desarticulan y quedan depositadas en el sedimento. Como cada especie tiene diferentes requerimientos ecológicos (profundidad, sustrato, nutrientes, temperatura, etc), el análisis e identificación de los restos (o sub-fósiles) de cladóceros en el sedimento permite reconstruir las condiciones ambientales en el momento de su deposición.

La Física Médica es una rama de la Física que se encarga del estudio de las aplicaciones de la Física a la Medicina. Sobre todo, aunque no de forma exclusiva, se ocupa del uso de las radiaciones ionizantes en el diagnóstico y el tratamiento de enfermedades.

Gracias a los avances en el campo de la Física Atómica y Nuclear durante el siglo XX, ha sido posible el desarrollo de teorías y técnicas que se aplican en este campo, además de la instrumentación necesaria para poder llevarlas a cabo.

Para diagnóstico se usan por ejemplo rayos X de baja energía (Radiología diagnóstica) y también fotones (Medicina Nuclear). En procedimientos terapéuticos también pueden usarse rayos X, fotones, electrones y, más recientemente, protones e iones pesados.

Con respecto al diagnóstico, también ha supuesto un gran avance la obtención de imágenes por resonancia magnética nuclear, otra gran aportación de la Física Nuclear al campo de la Medicina.

La concienciación social hacia un desarrollo sostenible queda reflejada en la Ingeniería Civil en diversas áreas, entre las que cabe destacar el diseño de materiales de construcción más respetuosos con el medioambiente a través de la reutilización de materiales, así como el desarrollo de técnicas constructivas que permitan descender el consumo de energía y las emisiones a la atmósfera. Asimismo, la gran evolución tecnológica de las últimas décadas está permitiendo el diseño de materiales inteligentes para las infraestructuras del transporte, incorporando, por ejemplo, sensores capaces de monitorizar la respuesta de la infraestructura ante el paso de vehículos.

En este contexto, desde el Laboratorio de Ingeniería de la Construcción de la Escuela de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos de la Universidad de Granada, se están llevando a cabo diversos proyectos de investigación centrados en el diseño y desarrollo de materiales sostenibles e inteligentes para su uso en infraestructuras del transporte, particularmente para firmes de carreteras y para vías ferroviarias. Como ejemplos, caben citar mezclas bituminosas para pavimentos de carreteras, siendo fabricadas a baja temperatura e incorporando material reciclado de firmes deteriorados y polvo de neumáticos fuera de uso; así como elementos elásticos para la vía del ferrocarril fabricados a partir de plásticos reciclados e incorporando sensores capaces de monitorizar las cargas transmitidas por los trenes.

En ciecia e ingeniería, la necesidad de conocer y anticipar el comportamiento de procesos naturales o incluso artificiales (como por ejemplo, cómo se deforma un puente o un edificio ante el peso, o cómo se comportan los mercados ante un determinado evento social) ha llevado a los investigadores a desarrollar y usar modelos matemáticos, físicos y químicos complejos.

Hoy en día, disponemos de tecnología de sensores y adquisición de datos que permiten nutrir los modelos con información de la vida real, ya que los modelos, por complejos y precisos que sean, nunca coinciden con la realidad observada. En ese sentido nace el concepto de “Gemelo Digital”, como una tecnología que permite disponer de una réplica (gemelo) digital de un objeto, artefacto o estructura de ingeniería.

En la charla, veremos cómo el gemelo digital responde en tiempo real a los cambios que ocurren en su gemelo físico (o real), mediante algoritmos inteligentes, sensores y modelos de comportamiento. Se usará una estructura de laboratorio simulando un edificio a escala reducida como ejemplo y los estudiantes visualizarán en tiempo real la tecnología de Gemelo Digital, sus usos, sus aplicaciones, las preguntas que responde y los campos que abre para el futuro de la ingeniería, construcción y gestión.

“Y lo mejor de todo, es que esta charla-café la van a impartir dos gemelos”.

El potencial del recurso energético del Océano y la sostenibilidad, el uso de recursos limpios y su renovabilidad, aplicación a otras tecnologías (producción de hidrógeno, etc.). En realidad unos temas conducen a otros…