Virus y geometría.

En biología, un virus (del latín virus, «toxina» o «veneno») es un agente infeccioso microscópico acelular que solo puede multiplicarse dentro de las células de otros organismos.

Imagen del virus de la inmunodeficiencia humana VIH, al microscopio electrónico.
 

Los virus infectan todos los tipos de organismos, desde animales y plantas, hasta bacterias y arqueas. También infectan a otros virus; en ese caso reciben el nombre de virófagos. Los virus son demasiado pequeños para poder ser observados con la ayuda de un microscopio óptico, por lo que se dice que son submicroscópicos; aunque existen excepciones.

El primer virus conocido, el virus del mosaico del tabaco fue descubierto 1899, y actualmente se han descrito más de 5.000, si bien algunos autores opinan que podrían existir millones de tipos diferentes.

Los virus se hallan en casi todos los ecosistemas de la Tierra y son el tipo de entidad biológica más abundante. Muchos investigadores no los consideran seres vivos, su origen evolutivo es aún incierto, algunos podrían haber evolucionado a partir de plásmidos (fragmentos de ADN que se mueven entre las células), mientras que otros podrían haberse originado desde bacterias. Además, desde el punto de vista de la evolución de otras especies, los virus son un medio importante de transferencia horizontal de genes, la cual incrementa la diversidad genética

La forma geométrica de las cápsides de virus se obtienen mediante reconstrucciones con diversos métodos, uno de las más usuales es la criomicroscopía electrónica en la que los virus se congelan y se fotografían para formar modelos tridimensionales con ayuda de programas matemáticos computacionales.

Los virus son capaces de diseminarse de muchas maneras diferentes y cada tipo de virus tiene un método distinto de transmisión. Entre estos métodos se encuentran los vectores de transmisión, que son otros organismos que los transmiten entre portadores. Los virus vegetales se propagan frecuentemente por insectos que se alimentan de su savia, como los áfidos, mientras que los virus animales se suelen propagar por medio de insectos hematófagos. Por otro lado, otros virus no precisan de vectores: el virus de la gripe (rinovirus) se propaga por el aire a través de los estornudos y la tos y los norovirus son transmitidos por vía fecal-oral, o a través de las manos, alimentos y agua contaminados. El VIH es uno de los muchos virus que se transmiten por contacto sexual o por exposición con sangre infectada.

No todos los virus provocan enfermedades, ya que muchos se reproducen sin causar ningún daño al organismo infectado. En los animales, sin embargo, es frecuente que las infecciones víricas produzcan una respuesta inmunitaria que confiere una inmunidad permanente a la infección. Los microorganismos como las bacterias también tienen defensas contra las infecciones víricas, conocidas como sistemas de restricción-modificación.

Los virus varían en su forma, desde simples helicoides o icosaedros hasta estructuras más complejas. A diferencia de los priones y viroides, los virus se componen de dos o tres partes: su material genético, que porta la información hereditaria, que puede ser ADN o de ARN; una cubierta proteica que protege a estos genes llamada cápside, y en algunos también se puede encontrar una bicapa lipídica que los rodea cuando se encuentran fuera de la célula denominada envoltura vírica.

Pues bien, en las vistas de alzado y planta que siguen, se representa la cápside de un virus de reciente descubrimiento, acotada en función de un valor genérico a.

Hallar en función de a, el área y el volumen del sólido definido por las proyecciones diédricas acotadas de esta cápside viral, detalladas a continuación y que se han dibujado acorde a las normas europeas.

Fachada ventilada y ahorro energético en edificios.

La fachada ventilada es un sistema constructivo que permite la fijación de un revestimiento (no estanco) independiente a la hoja de cerramiento mediante una estructura fijada al cerramiento original y/o a los cantos de forjado, según el sistema elegido. La separación del revestimiento respecto al cerramiento permite alojar una capa de aislamiento térmico y admite la libre circulación de aire por su cámara, con las ventajas que esto supone en términos de ahorro energético.

Las placas de revestimiento se colocan con una junta perimetral (en función del material), que evita cualquier tipo de patología derivada de la propia dilatación del material, garantizando que éste preserve su buen aspecto (sin aparición de grietas o fisuras por tensiones). Por otro lado el revestimiento ofrece una protección frente a la incidencia directa del sol sobre el resto de capas (aislamiento y cerramiento) amortiguando los cambios bruscos de temperatura, y prolongando de esta manera su vida útil.

Es un sistema constructivo que admite la colocación de diversos materiales de revestimiento, tales como la piedra natural, porcelánicos, laminados de alta presión, fibrocementos, fenólicos, etc.

Ventajas e Inconvenientes

Ventajas:

- En verano ofrece protección de la incidencia directa del sol sobre el cerramiento, que al calentar la cámara genera un “efecto chimenea” por convección que evita la acumulación de calor.

- En invierno la radiación solar no es suficiente para generar la circulación del aire, por lo que actúa como acumulador de calor.

- Es muy indicado para climas con fuertes contrastes día-noche e invierno-verano por su aporte de estabilidad térmica a la envolvente del edificio.

- Soporta perfectamente los cambios de temperatura, debido a que las uniones del sistema permiten pequeños movimientos originados por las dilataciones térmicas normales del edificio, empujes del viento, etc.

- Se realiza por el exterior del inmueble, por lo que no se interfiere apenas en la actividad normal de los inquilinos.

- Al realizarse por el exterior, no supone una merma en la superficie útil de las viviendas y por consiguiente no disminuye su precio unitario (€/m² útil).

- Permite subsanar puentes térmicos (cantos de forjados, pilares, capialzados de persianas…) ya que el aislamiento térmico es continuo.

- Mejora mucho la apariencia estética del edificio y le aporta un aspecto renovado.

- Debe realizarse por mano de obra especializada, lo que aporta garantía de calidad en la ejecución.

- Se trata de un sistema constructivo, por lo que todas las partes integrantes trabajan como un conjunto.

- Es un sistema de ejecución en seco, con lo que le afecta menos las condiciones del entorno en su realización.

- Es la solución que más incrementa el valor de las viviendas debido a su gran mejora estética.

Inconvenientes:

- Inversión inicial elevada, ya que es necesario el montaje de una subestructura que transmita el peso de las piezas y el empuje del viento al edificio. Además las placas de revestimiento incrementan el precio del sistema, dado que se realizan en materiales nobles y durables al paso del tiempo tales como piedra, gres, madera tratada, polímeros u otros.

- Debe realizarse un replanteo detallado del revestimiento para optimizar el uso de las placas y adecuar sus dimensiones a los condicionantes del cerramiento existente en cuanto a volumetría, huecos e instalaciones.

- Conlleva el problema de cargar las fachadas con bastante peso, sobretodo en edificios con cerramientos muy ligeros o cimentaciones poco resistentes. Aunque los nuevos materiales utilizados como revestimiento son cada vez más ligeros.

- Requiere andamiaje y medios auxiliares en fachada, siendo recomendado un andamio móvil tipo cremallera.

CÁLCULO COMPARATIVO DE LA GANANCIA DE CALOR DE UNA FACHADA VENTILADA RESPECTO A UNA FACHADA CONVENCIONAL (DE TRES TIPOS: CON CÁMARA DE AIRE, CON AISLAMIENTO DE LANA DE ROCA Y CON AISLAMIENTO DE POLIURETANO)

Ejemplos de imágenes de fachadas ventiladas, según el material del revestimiento:

Cerámica extrusionada

Cerámica extrusionada

Cerámica extrusionada

Porcelánico gres

Porcelánico gres

Panel composite

Panel composite

Panel composite

Panel de fibrocemento

Panel de fibrocemento

Panel de fibrocemento

Panel de fibrocemento

Panel fenólico

Panel fenólico

Panel fenólico

Panel fenólico

Panel de hormigón con polímeros

Panel de hormigón con polímeros

Placa de piedra

Placa de piedra

Presas de materiales sueltos. Burgos y la Rioja.

PRESA DE UZQUIZA (BURGOS)

El embalse de Úzquiza es uno de los embalses más modernos de la cuenca del Duero y presenta, además, una peculiaridad que le hace distinto de otros embalses: su presa. 

Se trata de una presa de las llamadas "de materiales sueltos", lo que significa que se ha construido con tierras seleccionadas, sin utilizar apenas hormigón. Este hecho, que no le resta seguridad a la presa, ha conseguido que la vegetación nacida en el paramento de aguas abajo, haya servido para integrar sin dificultades la presa en el entorno en el que se encuentra ubicada. Tan integrado está el embalse en el paisaje que podría llegar a confundirse con un lago de montaña.

La presa de Úzquiza, al igual que la del Arlanzón situada a menos de 10 Kilómetros aguas arriba, sirve para regular el río Arlanzón, y dado que ambos embalses forman entre ellos una unidad funcional, comparten la importante tarea de garantizar el abastecimiento de agua potable a la ciudad de Burgos y a otras poblaciones. También se posibilita el riego de 3.500 Ha., todas ellas en la provincia de Burgos, así como el atender diversos usos industriales.

Entró en explotación en el año 1989 y tiene una altura sobre cimientos de 65 metros, con lo que se ha logrado cerrar un embalse con una capacidad de 75 Hm³ (millones de metros cúbicos). En sus aguas están permitidos casi la totalidad de los deportes náuticos, a excepción de la navegación a motor, prohibida por utilizarse el para el abastecimiento de la capital burgalesa. La presa de Úzquiza tiene una longitud de 460 metros.

Las presas de materiales sueltos comprenden a todas las presas capaces de resistir los empujes del agua con materiales con cohesión pequeña o nula, sin aglomerantes de ningún tipo, sin apenas uso de hormigón. Emplean para ello, tierras de cualquier tipo, gravas, escolleras, etc, que a modo de muro de contención retienen el agua del embalse. En la imagen, la presa de Uzquiza (Burgos).

Imagen de la coronación de la presa, a la izquierda el talud aguas abajo, recubierto de vegetación lo que la permite integrarse perfectamente en el paisaje. Si el paramento de aguas abajo es de tierra, deberá protegerse de la acción erosiva de la lluvia por medio de implantaciones de césped u otros vegetales cuyas raíces no puedan poner en peligro la impermeabilidad de la presa.

La presa de Uzquiza es una presa para abastecimiento de agua, regulación de caudales y riego. A la izquierda, se aprecian las conducciones de abastecimiento y a su derecha los desagües de fondo e intermedios y la ataguía de desagüe al río Arlanzón. Aunque no sea vea en la foto, hay también un cuenco amortiguador.  

El gran problema de las presas de materiales sueltos es que si el agua vierte sobre ellas, puede arrastrar los materiales que las conforman y llegar a destruirlas. Por ello, lo normal es disponer de grandes aliviaderos laterales, independientes del cuerpo de presa, o bien sobre el cuerpo, pero con obras de hormigón para protegerlo, como en el caso de Úzquiza que cuenta con un aliviadero lateral de labio fijo. 

Imagen del aliviadero de hormigón de la presa de Úzquiza, en un lateral del cuerpo de presa y revestido de hormigón. En este tipo de presas es fundamental, evitar cualquier riesgo de vertido sobre la coronación. 

Imagen de la rampa del aliviadero aguas abajo.  El aliviadero es la obra más hidráulica de la presa, su misión es transportar y derivar el agua sobrante en el embalse y amortiguar su energía al reintegrarla al cauce para evitar perjuicios a la propia presa y a los bienes y personas aguas abajo.

Imagen de la embocadura o toma de agua del aliviadero. Ha de tener la forma y dimensiones adecuadas para derivar el caudal de proyecto. Si se calcula incorrectamente se podría provocar el desbordamiento del embalse por encima de la presa. Se trata de no sobredimensionar en exceso el aliviadero pero sí lo suficientemente para hacer frente a crecidas catastróficas, caudales de avenida.

Todas las presas deben cumplir tres condiciones fundamentales: ser estables, ser resistentes, ser impermeables. El paramento de aguas arriba, está protegido contra los efectos del oleaje por un manto de escollera, mampostería en seco, piezas de hormigón, etc. En la parte superior, cerca del nivel máximo, el revestimiento deberá ser rugoso, para evitar que la ola suba hacia la coronación y salte por encima de ella.

Las escolleras a emplear deberán tener resistencia mecánica a la acción del agua y a los agentes atmosféricos. Para presas de materiales sueltos superiores a los 6 metros es conveniente la utilización de drenes para controlar la línea de saturación y los efectos de las filtraciones.

En las presas en que la impermeabilidad esté confiada a zonas compuestas de tierra, se evita la construcción de conducciones a través de ellas. Por lo tanto, las tomas de agua y desagües se sitúan preferentemente fuera de ellas, y las conducciones de suministro contornean la ladera dirección aguas abajo para suministrar agua a la potabilizadora de Burgos. Al fondo de la imagen, se puede observar la torre de captación del embalse. 

Imagen de la torre de control, desde el vial que conduce a la misma. En su interior se encuentra la maquinaria hidráulica necesaria, llaves y válvulas de cierre de las conducciones de abastecimiento. Está prohibido el nado y navegación en sus proximidades debido a la succión de aguas en la toma de captación.

CÁLCULO DEL VOLUMEN OCUPADO POR LA PRESA DE UZQUIZA Y DEL TAMAÑO DE ESCOLLERA NECESARIO EN EL PARAMENTO DE AGUAS ARRIBA.

PRESA DE PAJARES (SORIA)

El embalse de Pajares se halla situado  en la provincia de Logroño. Es un pantano pensado para cubrir las necesidades de consumo humano y agua potable de la capital riojana y de los municipios situados en la cuenca del río Piqueras, además de permitir dedicar el agua sobrante para regadío.  

La presa de materiales sueltos existente, soluciona los problemas de regulación de caudales y avenidas en la Rioja, encontrándose ubicada al pie mismo del puerto de Piqueras.

Imagen del cuerpo de la presa de Pajares aguas abajo. Se trata de una presa de materiales sueltos seleccionados.

Imagen de la coronación, foto tomada en el acceso al vial que conduce a la torre de control.  

Imagen de la presa aguas arriba, al fondo la torre de control y sobre estas líneas la embocadura del aliviadero existente. 

Imagen de la entrada al aliviadero. En realidad se trata de dos aliviaderos de tipo vertedero y de labio fijo. Se encuentra al lado de la presa construido de manera independiente, su misión es evacuar excedentes de caudales.  

Otra imagen del aliviadero. Construído en hormigón, permite desagüar unos 265 m³/día (ver cálculo de más abajo).  No obstante, la presa posee también un desagüe de fondo que no se aprecia en estas imágenes. 

 

La embocadura del aliviadero tiene unos salientes diseñados para encauzar el agua en momentos de crecidas y asegurar una correcta regulación del caudal.



En la imagen, la torre de captación y control. En ella se encuentra la maquinaria hidráulica necesaria para la toma del agua y su conducción a través de tuberías hacia aguas abajo.

Imagen de la pasarela que comunica el vial de la coronación de la presa con la torre de toma. Una pasarela articulada en estructura metálica.

Imagen del paramento aguas arriba de la presa de Pajares. Los materiales sueltos que constituyen el talud son tierras mezcladas con materiales arcillosos que aseguran la impermeabilidad de la presa.

Imagen de la entrada al aliviadero. El nivel de agua del embalse es tan reducido en esta época del año, que las tierras a pie de la embocadura quedan emergidas. 

Imagen del vial que discurre por la presa. A la izquierda al fondo, la rampa del vertedero del aliviadero.

Imagen del aliviadero de labio fijo aguas abajo. Encauza el agua sobrante y amortigua su energía para su adecuada restitución al río.  

A la derecha de la imagen, lanzamiento de agua desde el desagüe de fondo de la presa y a la derecha el aliviadero de la misma. La presa pese a su bajo nivel, desagüa agua para asegurar un caudal mínimo aguas abajo, en el río.

Otra imagen del desagüe de fondo de la presa evacuando agua, y del aliviadero sobre estas líneas.

CÁLCULO DEL CAUDAL MÁXIMO DE AGUA EVACUADO POR EL VERTEDERO DEL ALIVIADERO DE LA PRESA DE PAJARES.