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Área - Ciencias Comunicación Reportajes

Dos satélites precisan el alcance del daño de los incendios forestales

Dos satélites precisan el alcance del daño de los incendios forestales

Las universidades de Valladolid y León integran datos de los sensores a bordo de los satélites Landsat 8 y Sentinel 2 para mejorar políticas de reforestación

Cuatro ojos ven más que dos. La premisa es sencilla, pero a más de 700 kilómetros del objeto de observación, esos ojos, aunque sea por duplicado, tienen que ser muy precisos. A esa distancia orbitan los satélites Landsat 8 y Sentinel 2. A través de sus fotografías, ambos proveen de información valiosa en la gestión forestal de las zonas incendiadas. Las universidades de Valladolid y León han desarrollado un proyecto de investigación para tener una mejor visión de los sistemas forestales tras los fuegos e integran esta información gráfica satelital para ayudar a los gestores a tomar mejores decisiones en la evaluación del daño, la reforestación y otras acciones de recuperación.

La familia de satélites estadounidenses Landsat observan la Tierra desde 1972. En 2013 se lanzó la octava generación, un dipositivo que proporciona imágenes en las que cada píxel representa 30 metros cuadrados de la superficie terrestre. Es una precisión considerable si se tiene en cuenta que sobrevuela el suelo a 705 kilómetros de altura. El aparato revisita la misma zona del globo cada 16 días y capta información en diferentes longitudes de onda, desde el visible del ojo humano al infrarrojo cercano y medio del espectro electromagnético. Cuando se produce un incendio forestal, se puede comparar la situación previa con la posterior, y así establecer el grado de afectación del terreno. Por su veteranía, se ha convertido en un estándar en este tipo de operaciones.

“A pesar de su precisión, el sistema se puede mejorar. A veces, hay nubes u otras condiciones ambientales que reducen las posibilidades de comparar dos imágenes. Esperar dieciséis días a otra pasada del satélite reduce la información, puesto que la vegetación puede cambiar en ese tiempo. Se hacía necesario buscar una alternativa mejor”, explica Carmen Quintano, coautora de la investigación y profesora del Departamento de Tecnología Electrónica y del Instituto de Gestión Forestal Sostenible del campus de la UVa en Palencia.

El equipo investigador se fijó en el programa europeo Sentinel. Más reciente que el estadounidense, se considera uno de los programas de observación terrestre más importantes de la actualidad. El subprograma Sentinel 2 está basado en dos satélites gemelos, lanzados en 2015 y 2017. O uno u otro pasan por el mismo punto del globo terráqueo cada cinco días y su resolución espacial es de entre diez y veinte metros. Este subprograma trabaja en las mismas longitudes de onda que el programa Landsat, por lo que añade longitudes situadas en el límite del rojo, entre el visible y el infarrojo cercano, y por lo tanto, complementarias a las del satélite estadounidense.

 

Paisaje de Acebo (Cáceres), antes del incendio forestal de 2015

Incendio de Acebo

En un trabajo publicado en la revista internacional International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, el equipo castellano y leonés emplea datos de ambos satélites en un caso real, el incendio forestal de Acebo (Cáceres) de agosto de 2015. En esta zona de la sierra de Gata, el fuego arrasó aproximadamente 8000 hectáreas, en un paisaje dominado por pinos (Pinus pinaster) y rebollos (Quercus pirenaica). Al combinar las imágenes de ambos satélites, el equipo científico observó que, aunque la precisión final de la estimación de daños en la vegetación fuera un poco menor que la obtenida basadas exclusivamente en datos del satélite estadounidense, había más información para comparar la situación previa y la posterior a aquel desastre ambiental.

Este trabajo permite abrir nuevas perspectivas en la gestión del territorio, especialmente en situaciones como las de los incendios forestales. “A partir de mapas de severidad precisos, se pueden establecer políticas de recuperación del terreno que incluyan repoblaciones o evaluación del daño del suelo más adecuadas”, indica Quintano.

Además de esta línea de investigación, la Universidad de Valladolid también trabaja aplicando modelos de mezclas espectrales para evaluación del daño provocado por los incendios forestales. Esta técnica emplea todas las bandas del espectro electromagnético, y frente a las dos o tres bandas empleadas en las estimaciones basdas en índices espectrales.

Daños observados al combinar dos satélites sobre el incendio forestal de Acebo (Cáceres) en agosto de 2015

 

Bibliografía

C. Quintano, A. Fernández-Manso, O. Fernández-Manso, ‘Combination of Landsat and Sentinel-2 MSI data for initial assessing of burn severity’. Int J Appl Earth Obs Geoinformation 64 (2018), 221-225

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Área - Ciencias de la Salud Comunicación Reportajes

Un proceso sencillo y poco extendido permite nuevos nanomateriales de interés farmacéutico

Un proceso sencillo y poco extendido permite nuevos nanomateriales de interés farmacéutico

La UVa emplea una tecnología no muy implantada en la industria para encapsular nanopartículas de cobre

Las nanopartículas procedentes de metales nobles y de transición tienen cada vez mayor presencia en el campo de la biomedicina. Pueden ser empleadas como biosensores, en imagen molecular o en terapias específicas como las de hipertermia. Entre ellas, en las nanopartículas de cobre se ha observado un potencial antiproliferativo que podría ser útil para crear nuevos fármacos contra el cáncer. Una investigación de la Universidad de Valladolid (UVa) y el Instituto de Biología Experimental e Tecnológica de Portugal (iBET) ha encontrado el modo de desarrollar compuestos con nanopartículas de cobre a partir de una tecnología simple, aunque poco implantada a nivel industrial.

El trabajo se ha desarrollado en el marco de las investigaciones sobre síntesis de nanopartículas de óxidos metálicos desarrolladas por el Grupo de Procesos de Alta Presión de la UVa. Este equipo investigador trata de superar algunos de los problemas asociados a la creación de estos novedosos compuestos. “Desarrollar aplicaciones para nanopartículas tiene una dificultad: tienden a aglomerarse por distintas fuerzas de cohesión de distinta naturaleza, como la electrostática”, explica Soraya Rodríguez Rojo, codirectora junto a María José Cocero de la tesis doctoral del investigador Víctor Martín que aborda la síntesis y formulación de nanopartículas metálicas y de óxidos metálicos.

Contra esta fuerza de atracción molecular, el equipo científico emplea técnicas de alta presión. Existe un momento intermedio en el que la materia no está en forma  gaseosa, ni líquida. Es una situación denominada supercrítica en la que presenta propiedades intermedias. Esta situación la hace muy interesante para la ciencia.

El trabajo de investigación entre la UVa y organismos de investigación portugueses ha empleado dióxido de carbono (CO2) en estas condiciones supercríticas para mezclar lípidos y nanopartículas de cobre. De forma convencional, se emplean disolventes orgánicos para producir sistemas que combinen estos dos materiales, con los consiguientes problemas medioambientales y riesgos para la salud. Sin embargo, cuando el CO2 deja de ser líquido, pero todavía no es gas, se consigue mejorar la dispersión del metal en el lípido. El resultado fue unas micropartículas de lípido que llevaban insertas nanopartículas de cobre, del mismo modo que un cupcake lleva granitos de chocolate. El resultado ha sido publicado en la revista The Journal of Supercritical Fluids.

 

La investigadora Vanessa Gonçalves trabaja en la experimentación con nanopartículas de cobre en el iBET

La investigadora Vanessa Gonçalves trabaja en la experimentación con nanopartículas de cobre en el iBET

Tecnología simple

Para la consecución de estos suportes de lípido con nanomateriales, el equipo ha empleado una tecnología “simple, pero poco implantada a nivel industrial”, indica Rodríguez Rojo. Se trata de un proceso denominado en inglés PGSS (Particles from Gas Saturated Solutions). Además, aunque la técnica emplea CO2, un gas de efecto invernadero, es de poca cantidad y podría ser encauzado para su reutilización o captura, evitando sus emisiones a la atmósfera, explica la investigadora del Departamento de Ingeniería Química y Tecnología del Medio Ambiente.

Las nanopartículas de cobre son útiles en sectores industriales, pero también farmacéuticos. Esta versatilidad la hace muy interesante desde el punto de vista productivo.

 

Equipo PGSS en las instalaciones de iBET

 

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Área - Ingeniería y Arquitectura Comunicación Reportajes

Los suelos de los sabinares absorben importantes cantidades de CO2

Los suelos de los sabinares absorben importantes cantidades de CO2

Una investigación de la UVa, realizada en Soria, describe el papel de estos bosques al retirar de la atmósfera estos gases de efecto invernadero

Los suelos de los bosques de sabinas tienen una mayor capacidad de retención de dióxido de carbono (CO2) que los propios árboles. Esta característica está derivada, según un estudio desarrollado por la Universidad de Valladolid en la provincia de Soria, por la materia orgánica en descomposición que queda bajo la copa de estas cupresáceas. Los sabinares pueden actuar como reservorios para retirar de la atmósfera este tipo de gas de efecto invernadero.

La historia de la agricultura está asociada al uso por parte del ser humano de los suelos más ricos en nutrientes para su propio provecho. Los suelos que soportan los cultivos necesitan una profundidad de suelo grande que provea de nutrientes a estas especies vegetales domesticadas. En esta lucha contra la naturaleza, se ha producido una retirada de los bosques que ocupaban estos suelos profundos. Así, durante centurias han desaparecido de la península Ibérica encinares, pinares u otros bosques autóctonos para ampliar los campos de cultivo.

Algunas especies han podido sobrevivir en suelos menos profundos; una de ellas, la sabina (Juniperus thurifera). En terrenos con horizontes poco potentes, a veces inferiores a treinta centímetros hasta la roca madre, este árbol de hoja perenne y tamaño no mayor de diez metros, crece de una forma tortuosa, retorciendo su tronco. Bajo sus ramas, la especie deja un terreno rico en materia orgánica, generalmente con su propia hojarasca.

 

Sabinar en Soria. Fotos: Amelia Moyano

Suelos pobres, pero con capacidad

El grupo de investigación Suelo, Vegetación y Modelización (Suvemo) de la Universidad de Valladolid, ha medido la capacidad de los sabinares en la captura de CO2, tanto en la masa forestal como en el suelo. En sus observaciones, realizadas en parcelas situadas en la provincia de Soria, han registrado que el suelo dispone de más carbono que el almacenado en las copas. El trabajo ha sido publicado recientemente en la revista Forests. Estos suelos son generalmente calcáreos, pobres para la agricultura pero con características medioambientales muy interesantes desde el punto de vista de la gestión forestal.

El estudio tuvo en cuenta diámetros de los ejemplares, sexos de los árboles y los suelos de las proyecciones de las copas y así como el fraccionamiento de las formas orgánicas, entre otros parámetros. Las investigaciones demostraron que en los suelos de los sabinares dominan formas orgánicas estables a la biodegradación, como son las denominadas huminas.

Quedan sabinares como bosques aislados en la península Ibérica y el norte de África, generalmente en terrenos abruptos. La mayor parte de estos reductos se localizan en el entorno del sistema Ibérico, como en las provincias de Soria y Teruel.

 

Bibliografía

Elena Charro, Amelia Moyano, Raquel Cabezón. ‘The Potential of Juniperus thurifera to Sequester Carbon in Semi-Arid Forest Soil in Spain’. Forest (2017). DOI: 10.3390/f8090330

 

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El pan candeal exhibe las mejores propiedades en la digestión del almidón en su corteza

El pan candeal exhibe las mejores propiedades en la digestión del almidón en su corteza

La Universidad de Valladolid desarrolla el primer estudio sobre corteza y en la miga de varios tipos de pan y rompe algún mito sobre estos alimentos

De miga más compacta, el pan candeal ha perdido protagonismo en los hogares en las últimas décadas en favor de otras variedades de este alimento básico. Un grupo de investigación de la Universidad de Valladolid en el campus de la Yutera, Palencia, ha comparado este producto típico de Castilla con otras variedades comerciales, como la barra y la chapata, y ha observado que la digestión del almidón, el compuesto mayoritario en la harina, es más prolongada en la corteza de este pan clásico.

“La velocidad de la digestibilidad del almidón es clave, ya permite que la liberación de energía sea más extendida”, explica el catedrático del Área de Tecnología de los Alimentos en la Escuela Técnica Superior de Palencia Manuel Gómez Pallarés. El almidón es aproximadamente el 80 por ciento de la harina de trigo. Básicamente, el pan es un alimento compuesto por dos ingredientes, harina y agua, con sal y levadura que actúan de ligazones. En la digestión, el almidón es degradado por enzimas liberando glucosas. Según sea de rápida la degradación de este almidón, el incremento de la glucosa en la sangre será más o menos rápido.

 

La investigadora Laura Román trabaja con una muestra en un laboratorio de la Universidad de Valladolid en Palencia

La investigadora Laura Román trabaja con una muestra en un laboratorio de la Universidad de Valladolid en Palencia

Tres tipos de almidones

“Según su comportamiento en esta degradación, se puede considerar que existen tres tipos de almidones, de rápida digestión, de lenta digestión y resistente”, explica Laura Román, investigadora del área de Tecnología de los Alimentos. “El de lenta digestión está asociado con una baja respuesta glucémica y con el control y la prevención de enfermedades relacionadas con la hiperglucemia, como la diabetes o las enfermedades vasculares”, añade. No en vano, existen ya productos en el mercado, como galletas, que se promocionan con el argumento de que su aporte energético dura más tiempo que su competencia.

En un estudio publicado en la revista Food Chemistry, se analizaron tres tipos de pan (candeal, barra y chapata) según el porcentaje de agua empleado en la producción del pan. El pan candeal emplea un 45% de agua en su base de harina, en la barra alcanza el 60% y en la chapata llega al 75%. Esto es observable en su corte: después de cocer, la miga del candeal es más compacta, mientras que en la chapata se ven más huecos. En la corteza, en todos los casos, en el horneado se evapora más rápidamente el agua, lo que reduce su presencia en el producto final y el mantenimiento de la estructura del almidón menos accesible a las enzimas digestivas.

 

Simulación de la digestión

A partir de una simulación en laboratorio de la digestión humana, el equipo investigador analizó características tanto de la corteza como de la miga de los tres tipos de pan. El tipo de almidón rápidamente digerible era el más habitual en todo caso, tanto en la parte externa como interna de los panes. Sin embargo, el almidón de lenta digestión tenía una presencia mayor de forma significativa en el pan candeal, por el menor aporte de agua en su amasado y por esa estructura más cerrada.

El modelo de digestibilidad fue desarrollado en la Universidad Purdue (West Lafayette, Estados Unidos) por Mario Martínez, doctor por la Universidad de Valladolid. Este trabajo es el primero que se realiza tanto de la digestibilidad del almidón en la corteza y la miga por separado como el efecto del aporte del agua en la fórmula de la masa. Los autores son cautos a la hora de extraer conclusiones para el consumidor. “Faltan estudios en personas que confirmen las conclusiones a las que hemos llegado”, señalan.

En el caso de las cortezas, la degradación del almidón se realiza más prolongadamente que en la miga en los tres tipos proporcionando una energía más extendida.

Por ello, el estudio permite poner en valor un producto que ha visto reducida su presencia en panaderías y tahonas. Otrora alimento esencial en el ámbito rural, el pan candeal ha ido perdiendo presencia por un menor interés comercial tanto por parte del consumidor, como del panadero. “De paso, rompemos el mito de que la corteza engorda más que la miga, ya que no es así, al contrario, sacia más”, concluye Gómez Pallarés. El consumo de pan en España se sitúa en torno a los 170 gramos por persona en la actualidad y se ha reducido en las últimas décadas por el cambio de hábitos alimentarios y de vida

 

 

Premio

El grupo de investigación ha sido galardonado recientemente en el congreso
de la American Association of Cereal Chemistry, en San Diego (Estados
Unidos). La investigadora Laura Román recibió en octubre el premio en
una de las categorías por sus trabajos en torno a harinas extrusionadas

 

Bibliografía

M.M. Martínez, L. Román, M. Gómez, ‘Implications of hydration depletion in the in vitro starch digestibility of White bread crumb and crust’. Food Chemistry (2017). Volumen 239. Páginas 295-303, DOI: 10.1016/j.foodchem.2017.06.122