Los desiertos pueden parecer sin vida e inertes, pero están muy vivos. Las dunas de arena, en particular, crecen y se mueven, y según un proyecto de investigación de décadas, también respiran aire húmedo.
Los hallazgos muestran por primera vez cómo el vapor de agua penetra en polvos y granos, y podría tener una amplia gama de aplicaciones mucho más allá del desierto, en investigación farmacéutica, agricultura y procesamiento de alimentos, así como exploración planetaria.
El artículo del equipo publicado en el Revista de Investigación Geofísica-Superficie de la Tierra.
Queriendo medir la materia con mayor sensibilidad, el autor principal Michel Louge, profesor de ingeniería mecánica y aeroespacial en la Universidad de Cornell, desarrolló una nueva forma de instrumentación llamada sonda de capacitancia, que usa múltiples sensores para registrar todo, desde la concentración sólida hasta la velocidad y el contenido de agua, todo con una resolución espacial sin precedentes.
A principios de la década de 2000, Louge comenzó a colaborar con Ahmed Ould el-Moctar de la Universidad de Nantes, Francia, para usar las sondas para estudiar el contenido de humedad en las dunas de arena para comprender mejor el proceso por el cual las tierras agrícolas se convierten en desierto, uninterés que solo se ha vuelto más urgente con el aumento del cambio climático global.
La sonda finalmente reveló cuán porosa es la arena, con una pequeña cantidad de aire filtrándose a través de ella. Investigaciones anteriores insinuaron que este tipo de filtración existía en las dunas de arena, pero nadie había podido probarlo hasta ahora.
"El viento fluye sobre la duna y, como resultado, crea desequilibrios en la presión local, lo que literalmente obliga al aire a entrar en la arena y salir de la arena. Entonces, la arena respira, como respira un organismo", dijo Louge.
Esa "respiración" es lo que permite que los microbios persistan en lo profundo de las dunas de arena hiperáridas, a pesar de la alta temperatura. Durante gran parte de la última década, Louge ha estado colaborando con Anthony Hay, profesor asociado de microbiología en Cornell, para estudiar cómolos microbios pueden ayudar a estabilizar las dunas y evitar que invadan las carreteras y la infraestructura.
Louge y su equipo también determinaron que las superficies del desierto intercambian menos humedad con la atmósfera de lo esperado y que la evaporación del agua de los granos de arena individuales se comporta como una reacción química lenta.
La mayor parte de sus datos se recopilaron en 2011, pero a Louge y a sus colaboradores les llevó otra década dar sentido a algunos de los hallazgos, como identificar perturbaciones en el nivel de la superficie que obligan a ondas de humedad evanescentes o no lineales apropagarse hacia abajo a través de las dunas muy rápidamente.
Los investigadores anticipan que su sonda tendrá una serie de aplicaciones, desde estudiar la forma en que los suelos absorben o drenan el agua en la agricultura hasta calibrar las observaciones satelitales sobre los desiertos y explorar entornos extraterrestres que pueden contener pequeñas cantidades de agua. Eso no seríaser la primera vez que la investigación de Louge llega al espacio.
Pero quizás la aplicación más inmediata es la detección de contaminación por humedad en productos farmacéuticos. Desde 2018, Louge colabora con Merck para utilizar las sondas en la fabricación continua, que se considera un sistema más rápido, más eficiente y menos costoso que la fabricación por lotes..
La investigación fue apoyada por la Fundación Qatar.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Universidad de Cornell. Original escrito por David Nutt, cortesía de Cornell Chronicle. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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