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Investigaciones desde el IFUNAM para mejorar el medio ambiente

Evelyn C. Ayala
5/jun/2019

“El ser humano es a la vez obra y artífice del medio que lo rodea, el cual le da el sustento material y le brinda la oportunidad de desarrollarse intelectual, moral, social y espiritualmente”. Con esa frase, la Organización de las Naciones Unidas (ONU) celebra hoy el Día Mundial del Medio Ambiente que, este año en especial, recuerda el trabajo que queda para proteger al aire de la contaminación.

La ONU dice que la humanidad llegó a una etapa en la que “gracias a la rápida aceleración de la ciencia y la tecnología, las personas han adquirido el poder de transformar, de innumerables maneras y en una escala sin precedentes, cuanto las rodea”.

En ese contexto, en el Instituto de Física se desarrollan diversas investigaciones que buscan contribuir al mejoramiento del medio ambiente y la sociedad. Estas son algunas de ellas:

Analizan presencia de aerosoles en el aire de la Ciudad de México

En una investigación del 2016, investigadores que trabajan en el Laboratorio Nacional de Espectrometría de Masas con Aceleradores (LEMA) analizaron muestras de aire proveniente de diversas partes de la Ciudad de México para evaluar, a partir de Carbono 14, la concentración de material particulado, es decir, los aerosoles atmosféricos, que provienen en su mayoría de la quema de combustibles fósiles y tienen un efecto negativo en la salud del ser humano.

Tras el análisis, los investigadores encontraron que la concentración de las partículas conocidas como PM10 fue más baja que el límite máximo establecido por la norma mexicana. Sin embargo, hallaron también que el carbono fósil y biogénico se incrementó drásticamente a fines de noviembre.

Aplicar estos estudios a megaciudades con altos índices de contaminación atmosférica como la nuestra permitirá conocer más sobre las fuentes de contaminación del aire, ya sea naturales o antropogénicas.

Ver artículo original: 14C content in aerosols in Mexico City

En el LEMA, se dedican a analizar diferentes muestras a través de la técnica de carbono 14. Imagen: UCIF.

Logran una forma de reducir tiempo y costos en análisis del aire

Analizar aerosoles atmosféricos tiene sus retos. Especialmente para procesar la información. Por eso, una línea de investigación emergente es la búsqueda de técnicas que permitan análisis más rápidos y eficientes. A eso se ha dedicado el investigador Javier Miranda.

En 2016, Miranda participó en una investigación en la que, a partir de 38 muestras de Santiago de Chile y 172 de México, analizó aerosoles atmosféricos para conocer su composición química con la técnica “Emisión de Rayos Inducida por Partículas (PIXE)”.

Primero sometieron las muestras a un filtro cuyos pequeños agujeros atraparon a los aerosoles que, luego, irradiaron con rayos X con el fin de provocar interacciones entre sus átomos para, finalmente, leer esa información con medios computacionales.

Propusieron un sistema neuronal artificial programado para hacer cálculos de cada elemento encontrado en la muestra en lugar de que sean los investigadores quienes lo hagan de manera manual. Con ello, Miranda y sus colegas lograron reducir los costos y el tiempo del análisis de los aerosoles. Lo cual puede ayudar a comprender de manera más eficiente el estado y la calidad del clima en un determinado tiempo y espacio.

Ver artículo: Noticias IFUNAM: Logran una forma de reducir tiempo y costos en análisis del aire

Miranda participó en una propuesta para mejorar los tiempos y la eficiencia en el análisis del aire. Imagen: Giphy.

Analizan movilidad urbana sobre dos ruedas

Otra forma de contribuir a la mejora de las condiciones ambientales desde el área de los sistemas complejos es analizar formas de movilidad para propiciar mayor eficiencia. A inicios de este año, el investigador Alejandro Pérez Riascos analizó la movilidad urbana de Nueva York y Chicago a partir de una fórmula conocida como vuelos de Lévy para entender estadísticamente los movimientos de los usuarios de sistemas de bicicletas compartidas y caracterizar sus desplazamientos.

Dado que son cada vez son más los usuarios de bicicletas que pueden colocarlas y recogerlas en esas estaciones, es necesario entender el comportamiento y desplazamiento de los usuarios para hacer más eficiente el servicio, de modo que el sistema sea más cómodo, económico, práctico y sustentable. El siguiente paso es hacer estos análisis en la Ciudad de México para propiciar una planeación urbana basada más en ciencia que en decisiones únicamente políticas.

Ver artículo: Noticias IFUNAM: Analizan movilidad urbana sobre dos ruedas

La idea es contribuir para generar energía eléctrica sin contaminar. Imagen: CitiBike.

Modelos computacionales para propiciar energías limpias

El investigador Lauro Paz Oliver realizó estudios computacionales de celdas de combustible, artefactos diseñados para generar energía eléctrica con la ventaja de que no producen emisiones contaminantes.

En estas celdas de combustible hay dos electrodos, uno negativo denominado ánodo donde el hidrógeno se disocia, y uno positivo llamado cátodo donde el oxígeno se reduce. Estos dos procesos ocurren sumergidos en un electrolito y constantemente pasan partículas cargadas de un electrolito a otro. Dentro, también hay un catalizador de platino puro que acelera las reacciones de los electrodos y hacen funcionar las celdas.

Paz Oliver se propuso hacer un modelo computacional para entender la nano-aleación y la reactividad de la reducción de oxígeno molecular, es decir la adsorción del oxígeno y así proponer la aleación de platino con otro metal más barato como el níquel y que al mismo tiempo tenga las mismas propiedades que el catalizador de platino puro.

Ver artículo: Noticias IFUNAM Modelos computacionales para propiciar energías limpias

De acuerdo con datos de la ONU, “9 de cada 10 personas están expuestas a nivel de contaminación que superan los niveles de seguridad señalados por la OMS”. Por ello, parte de la investigación en México y del Instituto de Física de la UNAM se enfoca en la contaminación del aire con el objetivo de contribuir a mitigar sus efectos en la salud humana y en los ecosistemas.