Estudian una tecnología que podría ahorrar un 12% de la energía en sistemas de riego a presión

La agricultura de regadío no solo exige una gran demanda de agua sino también un importante consumo energético que, además de afectar al medio ambiente, supone una importante carga económica para el sector agrícola.  Según un estudio en el que participa el equipo de investigación de Hidráulica y Riegos de la Universidad de Córdoba (España) y el Trinity College de Dublín, la recuperación de energía en las redes de distribución de agua de riego podría suponer un ahorro energético anual del 12,8%.

Estos han sido los datos obtenidos a partir de un modelo de predicción que ha analizado el potencial que podría tener en las provincias de Córdoba y Sevilla esta tecnología incipiente, un sistema que obtiene energía gracias a los excesos de presión en las redes de distribución de agua y que emplea bombas como turbinas para generar electricidad.

El equipo ha realizado 177 observaciones en 18 redes de riego y ha estudiado distintas variables como la configuración hidráulica del sistema de distribución, la superficie de tierra regada, requerimientos de agua de los cultivos, la lluvia o la pendiente topográfica. A partir de ahí, y mediante técnicas de inteligencia artificial, el trabajo, que es parte de los resultados de investigación de la tesis doctoral del investigador Miguel Crespo y está codirigido por los Profesores Juan Antonio Rodríguez y Jorge García, ha podido extrapolar los resultados a más de 164.000 hectáreas de superficie regada.

Según los datos obtenidos, el empleo de la energía recuperada durante la campaña de 2018 habría supuesto un ahorro en estas provincias de 21,05 de GWh (Gigavatio-hora), lo que equivale a un 12,8% de la energía consumida por estas instalaciones de riego en la campaña de estudio. Este tipo de tecnología, por lo tanto, podría suponer un alivio importante para los bolsillos de las comunidades de regantes ya que, según los datos que maneja el equipo de investigación, el coste energético supone por término medio el 40 % del coste total del agua.

Imagen del grupo internacional de investigadores del proyecto Redawn, en una reunión a finales de 2019 en Córdoba. (Foto: UCO)

Además del ahorro energético, este sistema podría suponer una ventaja competitiva al reducir la huella de carbono en los productos agrícolas, algo cada vez más valorado en los mercados. Aun así, según señala el investigador Juan Antonio Rodríguez, la mayor ventaja de esta tecnología es que “podría obtenerse energía para el riego en lugares en los que no llega la red eléctrica”, y en los que suelen usarse generadores diésel como suministro energético.

No obstante, este nuevo sistema de riego, cuya amortización por ahorro energético podría oscilar entre los 5 y 6 años -bastante menor que para las turbinas tradicionales-, presenta ciertas desventajas: Las bombas que funcionan como turbinas y que aprovechan los excesos de presión del agua para generar energía, conocidas comúnmente como PATs por sus siglas en inglés (Pump as Turbine) “son eficientes en un rango de caudales bastante estrecho, por lo que las oscilaciones típicas de las redes de riego podrían bajar su rendimiento”, aunque “esto se puede resolver mediante elementos de regulación hidráulica que hagan trabajar a la PAT cerca de su punto de funcionamiento óptimo”, explica el profesor Juan Antonio Rodríguez.

Con el objetivo de sacar el máximo partido a este sistema, el grupo de investigación continúa trabajando en esta línea en el marco del proyecto internacional Redawn (Reducing the energy dependency in Atlantic water networks, http://www.redawn.eu), una iniciativa sobre eficiencia energética y aprovechamiento del agua que tiene como objetivo fomentar la adopción de esta tecnología de recuperación de energía hidroeléctrica en redes de distribución de agua en la zona atlántica. El proyecto, que forma parte del programa ‘Interreg Atlantic Area’, contempla la instalación de una planta piloto en redes de distribución de agua para industria en Portugal, otra para el suministro urbano en Francia y otra para redes de riego que se ha instalado en una Comunidad de Regantes en Palma del Río (Córdoba), que entró en funcionamiento en Abril de 2019 y ha permitido eliminar un generador diésel de forma permanente. (Fuente: UCO)

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Estudian cómo obtener la síntesis en una única etapa de nuevos nanomateriales con una actividad superior anti SARS-CoV-2

El grupo de investigación de Química Teórica y Computacional de la Universitat Jaume I de Castelló (España), dirigido por el profesor Juan Andrés Bort en colaboración con un equipo investigador del Centro para el Desarrollo de Materiales Funcionales (CDMF) del Brasil, liderado por el profesor Elson Longo, trabaja actualmente en la síntesis, en una única etapa, de nuevos nanomateriales basados en compuestos formados por nanopartículas (NPs) de plata y wolframato de plata, a-Ag2WO4, con una actividad superior anti SARS-CoV-2.

La pandemia causada por este virus se ha convertido en un problema crítico y la obtención de nuevos materiales para eliminar y prevenir el contagio es una prioridad para los centros de I+D+i de todas partes del mundo. Las nanopartículas de metales combinadas con semiconductores ganan cada vez más atención como agentes antivirus de amplio espectro para proteger las superficies y los embalajes, al evitar la propagación del virus y las infecciones en los humanos. Las propiedades de los nanomateriales están ligadas a los métodos de síntesis.

Los laboratorios de la universidad pública de Castelló y el CDMF cuentan con una larga trayectoria investigadora y colaborativa en este campo de más de treinta años y han desarrollado procesos de fabricación que permiten conseguir nanomateriales con una respuesta biológica mejorada.

El objetivo es utilizar rutas de síntesis verdes, respetuosas con el medio ambiente, y en una sola etapa, de nuevos nanomateriales basados en Ag NPs/a-Ag2WO4 con actividad anti SARS-CoV-2. Además, también está prevista la creación de una planta piloto para el desarrollo de estos nuevos nanomateriales funcionales y una empresa spin-off que sería la responsable del diseño de nuevas tecnologías en la minimización del impacto del coronavirus.

El trabajo realizado en este campo por los científicos y científicas de los dos centros de investigación les ha permitido sintetizar y desarrollar nanomateriales más avanzados, formados por NPs de plata y semiconductores que desactivan microorganismos, como los empleados en la fabricación de máscaras que están siendo distribuidas de manera gratuita en diferentes centros hospitalarios del área metropolitana de São Paulo.

(Fuente: UJI)

La empresa productora de las máscaras, Nanox Tecnología, comercializa desde hace más de una década productos y equipamiento basado en los resultados y desarrollos obtenidos en las investigaciones del personal investigador de la UJI y el CDMF. En el caso de la máscara, las capacidades diferenciales de este producto son la prevención de la infección cruzada provocada por patógenos, como bacterias y hongos oportunistas, responsables del empeoramiento por COVID-19 y otros tipos de virus.

Actualmente se investiga su posible aplicación en las superficies de materiales y esmaltes cerámicos y en los embalajes de frutas y verduras para evitar el contagio, la propagación y las infecciones en los humanos provocadas por las bacterias, hongos y virus. El descubrimiento de estos nuevos materiales ha posibilitado que el Laboratorio QTC-UJI, junto al CDMF, realice proyectos de innovación y transferencia de tecnología con varias empresas de los sectores cerámico, textil y del plástico de la provincia en Castellón y con otras españolas y europeas.

El Laboratorio de Química Teórica y Computacional cuenta con una larga trayectoria investigadora que le ha permitido posicionarse como centro de reconocido prestigio internacional para la generación de nuevas tecnologías. Su director, el catedrático Juan Andrés, ha establecido un novedoso campo multi e interdisciplinar de I+D+i, en un vasto marco de actuación en el que convergen la química, la física, la mecánica cuántica, la ciencia de materiales y superficies, la catálisis y la nanotecnología.

Los proyectos impulsados desde el QTC han generado más de 14 patentes y han conseguido resultados demostrables y situados en la frontera del conocimiento científico y tecnológico, publicándose en revistas científicas de primer nivel como Applied Catalysis B: Environmental, ACS Applied Materials & Interfaces, ACS Applied Bio Materials, y Scientific Reports del grupo Nature. Han obtenido nuevos materiales y modulado sus propiedades para aplicaciones tecnológicas, como sensores de gases, fotocatalizadores, y materiales que contenían nanopartículas de plata, sintetizados por irradiación de electrones y/o láser, con propiedades bactericidas y antifúngicas muy potentes.

El trabajo de investigación y desarrollo científico y tecnológico realizado en los laboratorios de Química Teórica y Computacional de la UJI y en el CDMF de Brasil es un ejemplo claro de cómo desde la investigación básica, fundamental y orientada se puede conseguir un alto impacto científico, tecnológico y socioeconómico que pueda, en este caso, contribuir a la obtención y aplicación de materiales para el diseño y obtención de nuevas tecnologías que minimizan el impacto de la pandemia.

El proyecto se ha presentado a la convocatoria competitiva de Caixa impulse «COVID-19 Express Call: Soluciones innovadoras para la lucha contra la pandemia COVID-19» que está pendiente de resolución y forma parte de la iniciativa de declaraciones de interés para la busca de colaboradores para el desarrollo de proyectos y soluciones innovadoras en torno al SARS-CoV2 y la enfermedad de la COVID-19 de FISABIO, UPV, UJI e Instituto de Investigación Sanitaria La Fe. (Fuente: UJI)

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Estudian los sistemas inmunitarios de personas de edad avanzada para identificar factores de riesgo en la COVID-19

Un grupo de 18 investigadores dirigido por Alberto Orfao, catedrático de la Universidad de Salamanca e investigador del Centro de Investigación del Cáncer (CIC, centro mixto USAL-CSIC) y del Instituto de Investigación Biomédica de Salamanca (IBSAL) (España), ha recibido financiación del Fondo COVID-19 del Instituto de Salud Carlos III para desarrollar un proyecto que tratará de lograr avances frente al coronavirus. Su objetivo es identificar factores relacionados con una respuesta deficiente del sistema inmunitario ante al virus SARS-CoV-2, especialmente, en adultos de edad avanzada. El trabajo, que tendrá una duración máxima de 12 meses, se centra en el impacto de la linfocitosis B monoclonal en el desarrollo y evolución de la infección en adultos.

Uno de los factores más preocupantes desde el punto de vista médico así como de gestión es conocer de forma temprana qué pacientes infectados por el virus SARS-CoV-2 están en riesgo de sufrir una forma grave de la enfermedad que haga incluso necesario su ingreso en la UCI o si, por el contrario, pueden superar la enfermedad en su domicilio, aspectos de especial relevancia en una posible segunda oleada de esta pandemia.
Por eso, esta iniciativa pretende contribuir a mejorar el diagnóstico y el manejo clínico de pacientes infectados por el coronavirus a través de la identificación temprana de factores de riesgo relacionados con una respuesta deficiente del sistema inmune frente a este virus, sobre todo en adultos mayores.

El proyecto parte de la hipótesis de que la respuesta deficiente del sistema inmune podría estar relacionada con la presencia de células B clonales en su sangre periférica asociada a una inmunodeficiencia secundaria (subclínica hasta el momento de padecer una infección por un patógeno nuevo).

La idea es identificar, a través de un análisis sencillo de sangre periférica, aquellos pacientes con linfocitosis B monoclonal (un tipo específico de linfocitosis, que es un aumento linfocitos, glóbulos blancos que ayudan a combatir las infecciones) y una distribución anormal de numerosas poblaciones celulares circulantes del sistema inmune. Estos factores serían biomarcadores de una respuesta deficiente del sistema inmune frente al virus SARS-CoV-2. Por lo tanto, podrían contribuir a mejorar la estratificación pronóstica temprana de estos pacientes, ya que serían los que presumiblemente tendrían una evolución a formas más graves de la enfermedad.

Alberto Orfao. (Foto: CIC)

Un avance así permitiría plantear nuevas estrategias de intervención precoz y hacer una selección más eficiente de aquellos pacientes que requerirán medidas especiales de protección (incluida la vacunación en un futuro próximo) o la hospitalización con intervención terapéutica más temprana. Además, el proyecto realizará una monitorización de la respuesta inmune de los pacientes cuando se produzca un cambio en su situación clínica que contribuirá a definir mejor el impacto de los tratamientos sobre el sistema inmune.

El trabajo de investigación se ha iniciado ya hace unas semanas, en las que se han estudiado ya alrededor de 100 pacientes. El equipo de Orfao espera tener los primeros resultados en este mismo mes de mayo. (Fuente: IBSAL/DICYT)

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Estudian el efecto del confinamiento en la salud de los universitarios

La Universidad de Granada (UGR) (España), junto con otras 15 universidades españolas, participa en un proyecto de investigación cuyo objetivo es evaluar los determinantes y las consecuencias sobre el estado de salud del confinamiento por COVID19 en los estudiantes universitarios.

El proyecto se va a desarrollar en el marco de EXERNET, una red de investigación que integra a grupos de investigación españoles en actividad física y salud, con el objetivo de coordinar, armonizar y divulgar la investigación en esta área (https://redexernet.com/). En el proyecto, van a participar 20 grupos de investigación de 16 universidades en las que estudian 500.000 alumnos y alumnas. Es decir, más del 30% de la población universitaria española.

La pandemia causada por el SARS-COV-2 ha provocado que se adopten medidas extraordinarias para evitar la extensión de la enfermedad. Entre ellas se encuentra el confinamiento de la población en sus domicilios (cuarentena). En consecuencia, todas las actividades físicas y deportivas comunitarias han quedado suspendidas.

Existen indicios que apuntan que durante esta pandemia se está produciendo un descenso alarmante en la actividad física en casi todo el mundo. España, uno de los países que ha aprobado normas de restricción de salidas al aire libre más duras, es el país que más ha reducido su actividad física según los datos recogidos por la plataforma fitbit. Las citadas estimaciones, a pesar de su gran alcance, tienen la limitación de reportar la actividad física derivada del desplazamiento de las personas, pero no monitorizan algunas de las actividades que se pueden realizar en el domicilio, tales como circuitos de ejercicios o bicicleta estática.

En España, más de un millón y medio de personas cursa estudios universitarios. En concreto, en la franja de edad entre 18 y 24 años, el 33% de la población está matriculado en la universidad. Los estudios universitarios son de vital importancia para el país, ya que durante los mismos se forman profesionales que serán pilares para nuestro desarrollo económico y social.

Ejercicio en casa. (Foto: DICYT)

Es evidente que la situación de confinamiento actual está afectando a la cotidianeidad de la vida de los estudiantes. A las restricciones de movilidad, se suma un cambio en la docencia que se realiza “on line”. El proceso de adaptación a esta nueva situación, junto a la incertidumbre respecto a la evaluación, puede estar generando un aumento de la carga de trabajo asociada a los estudios y en consecuencia una mayor ansiedad y estrés. Este aspecto puede influir en el rendimiento educativo, así como en la salud física y mental.

La reducción de oportunidades para realizar actividad física durante el confinamiento puede tener efectos adversos a corto, medio y largo plazo en la población, y esto incluye al alumnado universitario. Es necesario conocer la adaptación en los hábitos de vida que se está produciendo en esta población, en la medida en que puede impactar en su salud y su rendimiento académico actuales, pero también en el riesgo cardiovascular y de discapacidad futuros.

El proyecto “Actividad física en la población universitaria durante el confinamiento por CoViD19: determinantes y consecuencias sobre el estado de salud y la calidad de vida” pretende conocer cómo está adaptando el alumnado universitario sus hábitos de actividad física y de estilo de vida a la situación de confinamiento, así como los determinantes y las consecuencias del cambio de los mismos. Los resultados permitirán diseñar estrategias para hacer frente a las consecuencias negativas tanto para el periodo posterior al confinamiento, como para situaciones similares que puedan ocurrir en el futuro.

Los 20 grupos de investigación participantes en el proyecto han diseñado y consensuado un cuestionario en el que se preguntará acerca de la actividad física, peso y talla, calidad de vida, características del hogar y de la unidad familiar, y datos sociodemográficos y socioeconómicos (https://covid19.ehu.es/). Este cuestionario se difundirá mediante el correo electrónico corporativo de cada universidad y se cumplimentará “on line” de manera anónima durante el confinamiento, al mes y a los seis meses.

El grupo de investigación PROFITH (http://profith.ugr.es/) que dirigen Jonatan Ruiz y Francisco Ortega, profesores del departamento de Educación Física y Deportiva en la Facultad de Ciencias del Deporte de la UGR, es el responsable del proyecto en la UGR. El estudio cuenta con la colaboración del Vicerrectorado de Investigación y el Vicerrectorado de Estudiantes y Empleabilidad de la UPNA.

Además de la UGR, en el proyecto participan la Universidad del País Vasco (coordinadora del proyecto), Universidad de Zaragoza, Universidad de Granada, Universidad de Castilla la Mancha, Universidad de Cádiz, Universidad de León, Universidad de Sevilla, Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, Universidad de Les Illes Balears, Universidad Miguel Hernández de Elche, Universidad Politécnica de Madrid, Universidad de Extremadura, Universidad de Jaime I de Castellón, Universidad de Valencia,Universidad Pública de Navarra y la Universidad de Cantabria. (Fuente: UGR/DICYT)

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Investigadores estudian cómo afecta el confinamiento al dolor crónico y recurrente

«Queremos recopilar datos sobre cómo afecta el confinamiento al dolor, ya que no tenemos constancia de que haya ningún estudio al respecto en nuestro entorno», apunta Rubén Nieto, investigador del grupo eHealth Lab y profesor de los Estudios de Ciencias de la Salud de la Universitat Oberta de Catalunya (UOC) (España). Los investigadores quieren analizar qué consecuencias tiene el hecho de no poder salir para las personas que sufren algún tipo de dolor de manera habitual. Los expertos consideran que factores que se pueden producir durante el confinamiento, como el estrés, el miedo o el sedentarismo, pueden influir en el dolor crónico.

Aunque los investigadores quieren analizar las impresiones de personas que sufran cualquier tipo de dolor físico, algunos de los más comunes son el dolor cervical y el lumbar, que se calcula que afectan a un 25 % de los europeos. Además, este tipo de dolor de espalda lo sufre por lo menos el 40 % de las personas en algún momento de su vida.

Una realidad que puede agravarse con el teletrabajo, ya que puede que no dispongamos de un espacio con las condiciones óptimas de la oficina, como puede ser una silla y una mesa con una buena ergonomía. «Pero no solo la ergonomía puede afectar, sino también la situación en la que se desarrolla el trabajo. Hay domicilios con niños, que no van a la escuela, y hay que compaginar la vida laboral, familiar y social. Esta realidad combinada, con un nivel de carga de trabajo elevado, puede incrementar el estrés y aumentar el malestar de las personas con dolor», describe Nieto.  

Los investigadores de la UOC indican que muchos dolores físicos, como los de espalda, tienen orígenes que van más allá de los fisiológicos, ya que es una realidad en la que influye cómo nos sentimos en cada momento. Además, las interacciones con personas de nuestro entorno también pueden condicionar nuestro dolor.

Para afrontar esta realidad, apuntan los investigadores, existen las denominadas «intervenciones psicosociales». Estas terapias incorporan técnicas como la reestructuración cognitiva, es decir, ser conscientes de que nuestra forma de pensar afecta cómo nos sentimos y el dolor, y que tenemos que cambiar los pensamientos negativos por otros más adaptativos; o la distracción, que consiste en hacer alguna acción para distraer la atención, ya que, si no estamos tan pendientes del dolor, no nos afecta tanto.

Para conocer cómo el confinamiento en España afecta a las personas que tienen algún dolor físico habitual, los investigadores han lanzado esta encuesta, que está abierta a la participación de adultos hasta el 9 de mayo. El cuestionario tiene una duración de 15 minutos.

Los investigadores quieren obtener información para entender los efectos durante el confinamiento de diferentes desencadenantes de los problemas de dolor para las personas con dolor. La encuesta tiene el objetivo de contrastar hipótesis científicas que pueden servir para la mejora de los tratamientos biopsicosociales para personas con dolor crónico. «Tener esta información es importante, ya que si el confinamiento afecta a los problemas de dolor crónico, debemos diseñar y pensar estrategias para futuras situaciones similares», indica Rubén Nieto.

Junto con Rubén Nieto, participan en este estudio Beatriz Sora, investigadora también del grupo de investigación eHealth Lab y profesora de los Estudios de Psicología y Ciencias de la Educación, la psicóloga clínica Rebeca Pardo, investigadora y profesora de la UNIR, así como Juan Vicente Luciano Devis y Albert Feliu Soler, investigadores del Instituto de Investigación Sant Joan de Déu. (Fuente: UCO)

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