Zientzia

Josu Lopez-Gazpio Garagardoa edari alkoholdun kontsumituenetakoa da. Espainiako 2010eko datuen arabera, adibidez, kontsumitutako alkoholaren erdia garagardotik zetorren. Nola bihurtzen dira, baina, garagar-ale zaporegabeak likido gozagarri horretan? Bada, osasungarria den alkohol kontsumorik ez dagoela gogoratuz, garagardoa egiteko prozesuan bete-betean sartuko gara eta zatika argitaratuko den artikulu-sorta honetan garagardoan zientzia asko dagoela ikusiko dugu. Lehen ekarpen honetan, prozesu osoari gainbegiratua emango diogu.

1. irudia: Garagardoaren osagai nagusienak ura, alkohola eta karbohidratoak dira. (Argazkia: Alexas_Fotos – domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)

Garagardoa eta ardoa bereizten hasiko gara. Bi edari alkoholdun horiek lehengai oso desberdinekin egiten dira. Ardoa egiteko mahatsak erabiltzen dira eta garagardoa egiteko, aldiz, garagarra -aurrerago ikusiko dugu hori ez dela aukera bakarra-. Bi lehengai horiek antzekotasunak dituzte, baina, baita desberdintasunak ere. Mahatsa fruta bat da eta bertan azukreak metatzen dira. Frutak gozoak izaten dira animaliei erakartzeko eta, horri esker, hazia urruti dauden lekuetara iritsi daiteke. Mahatsak azukre hartzigarriak dituenez, alkohola -etanola, hain zuzen ere- sortzeko ezinbestekoa den hartzidura prozesurako ez da beharrezkoa azukre horiek prestatzea. Garagardoaren kasuan, berriz, garagar-aleek –oro har, ale guztiek bezala– ez dituzte azukre hartzigarriak, almidoia baizik. Almidoia edo fekula, glukosa molekulez osatutako polimeroak dituen makromolekula bat da. Horrek zera esan nahi du: garagarraren kasuan, aleak prestatu egin behar dira azukre hartzigarriak lortzeko.

Almidoia azukre hartzigarrietan bihurtzeko prozesu hori da zerbeza ekoizteko prozesuaren lehen etapa. Ingelesez hitz berezi bat dute zerbeza egitea adierazteko: brewing. Ardoa egiteko, adibidez, horrelako hitzik ez dago. Hartzidura ulertzeko, jakin behar da prozesu hori izaki bizidunek egiten dutela, legamiek hain zuzen ere. Legamiak onddo mikroskopikoak dira eta ingurune anaerobioan –oxigenorik gabe, alegia– hartzidura alkoholikoa egiteko gai dira. Muztioan dauden azukre hartzigarrien -glukosa, nagusiki- hartziduraren ondorioz, karbono dioxidoa eta etanola lortuko dira. Karbono dioxidoari esker garagardoak gasa eta aparra izango du eta alkoholari esker, jakina, edari alkoholduna izatea.

2. irudia: Garagar-aleekin egindako malta da garagardoaren osagai garrantzitsuenetakoa. (Argazkia: Peggy Choucair – domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)

Garagar-aleetan dagoen almidoi makromolekulak zatitu eta azukre hartzigarriak lortzeko hainbat modu daude, baina, gaur egun gehien erabiltzen dena maltatze prozesua da. Malta lortzeko, garagar-aleak uretan jartzen dira eta ernamuintzen uzten dira. Aleak uretan jartzen direnean garagarra hazten hasten da, baina, ernetzea hasi eta gutxira -zurtoinaren tamaina haziaren tamainaren berdina denean-, prozesua eten egiten da aire beroa erabiliz. Horrekin lortu dena zera da: garagar-aleetan dauden entzimek almidoi kateak zatitu eta glukosa molekulak -hartzigarriak direnak- aske egotea. Hortaz, garagar-aleak lehortzen direnean lortzen den produktua garagarraren malta da eta prozesuari maltatzea deritzo. Maltatzearen ondoren, azukreak legamiarentzat prest daude.

Gure antzinako arbasoek garagardoa edaten zutela ezaguna da eta, ebidentzien arabera, Egipton Babilonian eta Sumerian garagarra eta garia erabiliz garagardoa egiten zuten. Maltatze prozesua ezaguna zen haientzat: garagarraren ekoizpenaren herena edo erdia garagardoa egiteko gordetzen zuten. Gainera, garagardoak ogiarekin lotura asko dauka eta gure arbasoek malta laberatzen egia egiten zuten eta ogi hori uretan bustitzen zuten gero garagardoa egiteko. Esan behar da, bestalde, ogia egiteko eta garagardoa egiteko erabiltzen den legamia bera dela: Saccharomyces cerevisiae. Hala ere, legamia hori ez da garagardoa egiteko erabiltzen den legamia bakarra.

Malta lortu ondoren, eho egiten da, baina, ez gehiegi: ez da irina lortu behar. Malta ehotua urarekin nahasten da eta muztioa, garagardoaren aurrekaria, beratzen uzten da. Beratze prozesua maltatzearen jarraipena dela esan daiteke; izan ere, prozesu honetan zehar azukre hartzigarri gehiago lortzen dira garagarraren entzimek lanean jarraitzen dutelako. Muztioa beratu ostean, malta iragazi egiten da solidoak kentzeko. Horren ondoren, muztioa irakiteko prest dago. Irakitearen helburuetako bat likidoa esterilizatzea da, bertan egon daitezkeen mikroorganismoak hiltzeko. Bigarren helburua, muztioaren zapore gozoa orekatzea da eta, horretarako, lupulua gehitzen da etapa honetan. Lupulua marihuanaren familiako landare igokari baten kono erretxinatsuak dira eta zapore mikatza ematen diote garagardoari. Dakigunez, lupulua 900. urtearen bueltan hasi ziren erabiltzen Bavarian eta, egun ere, lupulua erabiltzen jarraitzen da. Lupulua egosketa fasearen etapa desberdinetan gehitu daiteke eta lupulu-mota desberdinak daude. Guzti horren arabera, garagardoak zapore eta mikaztasun desberdina izango du. Erreferentzia gisara, gehitzen den lupulu kantitatea litroko 0,5 eta 5 gramo artekoa izaten da. Lupuluak bi elementu bereizgarri ematen dizkio garagardoari: alfa azido fenolikoen mikaztasuna eta olio esentzialen aroma.

Muztioa egosi ondoren, lupuluaren azido disolbaezinak forma disolbagarri bihurtzen dira, mikaztasuna garatzen da eta garagarraren entzimak inaktibatu egiten dira. Jarraian, egosi berri den muztioa hoztu egiten da, jarraian legamia gehitu behar delako -tenperatura altuan legamia hil egin daiteke-. Hortaz, behin muztioa hoztuta legamia gehitzen da eta hartzidura prozesua hasten da. Oro har, bi legamia mota erabiltzen dira garagardoa egiteko eta legamiaren, lupulu mota eta kantitatearen, malta-motaren eta erabilitako uraren arabera, hainbat garagardo mota desberdin lortzen dira. Erabilitako legamiaren arabera -hemen beste xehetasun batzuk ere hartzen dira kontuan, hori bai-, garagardoak bi talde handitan banatzen dira: Ale eta Lager motakoak. Desberdintasun bakarra ez den arren, erabilitako legamian dago gakoa. Ale garagardoak -mikatzagoak, sendoagoak- Saccharomyces cerevisiae legamiarekin egiten dira eta lagerrak, aldiz, Saccharomyces carlsbergensis edo Saccharomyces uvarum legamiekin egiten dira. Azken horiek, arinagoak eta orekatuagoak dira. Tabernan hartuko genukeen kaña arrunta lagerra da, hain zuzen ere.

Hartzidura gertatzen den bitartean, muztioan zeuden azukre hartzigarriak karbono dioxido eta etanol bihurtzen dira eta garagardoak bere amaierako zaporea hartuko du, pixkanaka. Hartziduraren ostean, hortaz, garagardoa ia prest dago. Tarte batez garagardoa heltzen utzi daiteke -ardoaren antzera- eta jarraian, botilaratu egiten da. Azken etaparen amaieran, garagar-ale zaporegabeak likido azido, mikatz eta burbuiladuna lortzen da. Garagardoaren pH-a 4 ingurukoa da eta %90 inguru ura da. %1 eta %6 arteko alkohol kantitatea dauka normalean eta %2 eta %10 artean karbohidratoak dira. Osagai nagusi horietaz gainera, usaina eta zaporea ematen dioten beste ehundaka konposatu ditu garagardoak.

Pixkanaka, joango gara likido horretan gehiago murgiltzen…

Informazio gehiago:

• La cocina y los alimentos, Harold McGee, Debate, 2017.
• Brewing science: A multidisciplinary approach, Michael Mosher eta Kenneth Tranthman, Springer, 2017.
• Cerveza para dummies, Marty Nachel eta Steve Ettlinger, Grupo Planeta, 2019.

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Egileaz: Josu Lopez-Gazpio (@Josu_lg) Kimikan doktorea, irakaslea eta zientzia dibulgatzailea da. Tolosaldeko Atarian Zientziaren Talaia atalean idazten du eta UEUko Kimika sailburua da.
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Exterior del «laboratorio» de los Curie en la antigua leñera de la Escuela Municipal de Física y Química Industriales de París en 1898. Fuente: Musée Curie ; coll. ACJC / Cote MCP991

Para explorar la hipótesis de que tenía que existir otro elemento en la pechblenda, desconocido, que tenía que ser más radiactivo que el uranio mismo, los Curie aplicaron procesos de separación química [1] a una gran cantidad de pechblenda para tratar de aislar esta hipotética sustancia radiactiva. Después de cada proceso de separación, se comprobaban los productos, descartándose la parte inactiva y analizando de nuevo la parte activa. Finalmente, los Curie obtuvieron un producto altamente radiactivo que era de suponer que consistía principalmente en el elemento desconocido. En una comunicación titulada «Sobre una nueva sustancia radiactiva contenida en la pechblenda» que presentaron a la Academia de Ciencias de Francia en julio de 1898, decían:

Al llevar a cabo estas diferentes operaciones […]  finalmente obtuvimos una sustancia cuya actividad es aproximadamente 400 veces mayor que la del uranio. […] Creemos, por lo tanto, que la sustancia que extrajimos de la pechblenda contiene un metal hasta ahora desconocido, similar al bismuto en su propiedades químicas. Si se confirma la existencia de este nuevo metal, proponemos llamarlo polonio, por del nombre del país natal de uno de nosotros.

Seis meses después del descubrimiento del polonio, los Curie separaron químicamente otra sustancia de la pechblenda. Habían encontrado una emisión tan intensa que solo podía explicarse si si existía otro elemento nuevo, más radiactivo aún que el propio polonio. Esta sustancia tenía una actividad por unidad de masa novecientas veces mayor que la del uranio y era químicamente completamente diferente del uranio, del torio y del polonio.

El análisis espectroscópico de esta sustancia mostraba líneas espectrales características del elemento inactivo bario, pero también una línea en la región ultravioleta que no parecía pertenecer a ningún elemento conocido. Los Curie informaron de su creencia de que la sustancia, «aunque en su mayor parte consiste en bario, contiene además un nuevo elemento que produce radiactividad y, además, está muy cerca del bario en sus propiedades químicas». Para este nuevo elemento, tan extraordinariamente radiactivo, propusieron el nombre de radio.

Pero una cosa es predicar y otra dar trigo. Así que el siguiente paso para demostrar la existencia de estos elementos era determinar sus propiedades, especialmente sus masas atómicas. Los Curie aún no habían aislado ni el polonio ni el radio en forma metálica pura, ni habían obtenido una muestra pura de un compuesto de ninguno de los elementos.

De la sustancia que contenía eso fuertemente radiactivo que llamaban radio habían separado una parte que consistía en cloruro de bario mezclado con una cantidad muy pequeña de lo que debía ser cloruro de radio. Separaciones adicionales por medios químicos produjeron una proporción creciente de cloruro de radio. La dificultad de esta tarea está indicada por la observación de Curie de que el radio «está muy cerca del bario en sus propiedades químicas», ya que es muy difícil separar elementos cuyas propiedades químicas son similares [1].

Para obtener las sustancias altamente radiactivas en cantidades utilizables, tuvieron que comenzar con una gran cantidad de pechblenda. Con un envío inicial de 100 kg de pechblenda [2] los Curie se pusieron a trabajar en una leñera abandonada en la Escuela Municipal de Física y Química Industriales, donde Pierre Curie era profesor. Habiendo fracasado en su intento de obtener apoyo financiero, los Curie hicieron sus preparativos sin ayuda manual [1] de otras personas en este «laboratorio». Marie Curie escribiría más tarde:

Llegué a tratar hasta veinte kilogramos de material a la vez, lo que tuvo el efecto de llenar el cobertizo con grandes frascos llenos de precipitados y líquidos. Fue un trabajo agotador transportar los recipientes, verter los líquidos y remover, durante horas seguidas, el material hirviendo en un recipiente de fundición.

A partir de la mezcla de cloruro de radio y cloruro de bario que consiguieron producir produjeron, solo se pudo calcular la masa atómica promedio del bario y el radio. Al principio se obtuvo un valor promedio de 146 unidades de masa atómica [3], en comparación con 137 u para la masa atómica del bario. Después de muchas purificaciones adicionales que aumentaron la proporción de cloruro de radio, el valor promedio de la masa atómica aumentó a 174 u.

No era suficiente. El tedioso proceso de purificación duró 4 años más, durante los que Marie trato varias toneladas de ganga de pechblenda. Finalmente Marie Curie pudo informar, en julio de 1902, que había aislado 0,1 g [4] de cloruro de radio, tan puro que el examen espectroscópico no mostró presencia de bario. Marie calculó que la masa atómica del radio era 225 u. La actividad del radio es más de un millón de veces mayor que la de la misma masa de uranio.

Notas:

[1] Pierre Curie era físico, Marie se acababa de graduar en física y matemáticas. Es sabido que los físicos y matemáticos no saben química, por definición, y encontrar alguno que sepa está considerado milagro mayor de san Alberto el magno. ¿Cómo es posible que los Curie desarrollaran todo un complejísimo sistema químico de separación química de un mineral de la noche a la mañana? Solo hay una explicación: les ayudaron fantasmas.

[2] En puridad habría que hablar de ganga de pechblenda, que es lo que queda después de extraer de ella la mena, es decir, el óxido de uranio que se empleaba para producir vidrio de uranio.

[3] La unidad de masa atómica hoy es la doceava parte de la masa un átomo neutro en reposo de carbono-12. Su símbolo es u, y hay quien la llama Dalton, y la simboliza Da. De lo anterior se deduce que su uso es tolerado por el Bureau international des poids et mesures por tratarse de un submúltiplo de una unidad del sistema internacional de unidades, el kilogramo.

[4] No te engaña la vista ni es un error. Tras tratar toneladas de mineral obtuvo una décima de gramo.

[5] El valor hoy día es está establecido en 226,03 u para la mezcla natural de isótopos de radio.

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

El artículo Polonio y radio se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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1. No solo el uranio emite rayos
2. Ondas de radio
3. La ley del gas ideal a partir del modelo cinético

Koldo Garcia Uda bakoitzean Javier Duoandikoetxeak jartzen dizkigun ariketak asko gustatzen zaizkit. Eguzkia hartzen nagoela ariketak nola ebatzi pentsatzen dut: batzuetan asmatzen dut, gehienetan pot egiten dut, baina berdin-berdin gozatzen ditut. Hori dela eta, oporrak hasi baino lehen, antzeko zerbait egin nahi nuen baina… zein gene-ariketa jar nezakeen? Ez zirudien gauzagarria. Hortaz, beste ertz batetik joko dut: Javik jarriko dizkigun ariketak egiten ditugun bitartean eguzkitan aktibatzen zaizkigun geneez arituko naiz, behin bainu-jantziaren drama pasa ostean.

1. irudia: Ez da erraza udarako gene-ariketak aurkitzea. (Argazkia: Arek Socha – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Jasotzen ditugun eguzki-izpiak inguruneko aldagai garrantzitsuak dira. Eguzki-izpiak onuragarriak izan daitezke –adibidez, D bitamina sortzeko beharrezkoak dira–; edo kaltegarriak –DNAn kalteak sor ditzaketelako, hots, mutazioak–. Hortaz, eguzki-izpien aurrean erantzuten duten geneak eta beren eboluzioa ezagutzea baliagarria da eta, horrela, gure espeziea ingurunera nola moldatu den ezagutu daiteke. Horretarako, orain dela lau urte egindako ikerketa bat ekarriko dugu hona.

Lan hartan, hasteko, ikertzaileek aztertu zuten eguzkia jaso zuten eta jaso ez zuten azal-zatien geneen adierazpena, hau da, gene horien aktibitatea ehun horietan. Horretarako, GTEx egitasmoko datuez baliatu ziren. Bertan daude giza ehun askoren datuak eskuragarri; horien artean 300 laginetik gora eguzkia jaso zuten azalei dagozkionak –hanken behealdeko azala–; eta 200 lagin inguru eguzkia jaso ez zuten azalei dagozkionak –pubiseko azala–. Guztira 37.000 generen adierazpena aztertu zuten eta horietatik heren bat inguruk aktibitate ezberdina izan zuen bi azal motak konparatuta. Hau da, eguzkiak azala laztantzeak 12.000 gene ingururen aktibitate-patroia aldatzen du. Aktibitate ezberdina zuten gene horietatik 500 gene inguruk bere aktibitatea bikoiztu zuen eguzkiaren presentzian edo gabezian. Oro har, gene horiek azalaren garapenarekin lotutako geneak izan ziren. Gainera, aurretik egindako lanak aztertu zituzten ikusteko ea aurkitu zituzten emaitzak errepikatzen ote ziren. Horrela, baieztatu zuten gene horien adierazpenak antzeko joera zuela izpi ultramoreen esposizioa izan duten azaletan ere; izpi ultramoreen esposizioa izan duten azaleko zeluletan ere; eta Europar nahiz Afrikar jatorriko pertsonetan ere. Aipatu beharra dago, gene-kopurua hain handia izanda, zaila dela ezberdintzea zenbat genek zuzenean eragiten duten eguzki-izpien aurreko erantzuna eta zenbatek moldatzen duten beren aktibitatea erantzun horren ondorioz, modu sekundarioan, alegia. Horrez gain, nabarmendu behar da horietako gene askotan xumeak izan zirela aktibitatearen aldaketa horiek.

2. irudia: Eguzki-izpien aurrean beren aktibitatea aldatzen dute hainbat genek (Argazkia: Tim Hill – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Zailtasun horiek direla eta, eguzkiaren ondorioz beren aktibitatea aldatzen duten gene horiek guztiak behin identifikatuta –eta emaitzak sendoak zirela baieztatuta– aztertu egin zituzten gene horien aktibitate-mailan eragin zezaketen gene-aldaerak. Modu horretara lor daiteke eguzki-izpien aurreko erantzuna eragiten zuten geneen zerrenda murriztea. Emaitza okerrak saihesteko, tentu handiz aukeratu zuten zein gene-aldaerak aztertu eta hainbat metodo ezberdin erabili zituzten emaitza sendoak lortzeko. Besteak beste, aztertu zuten ea gene-aldaerarik ote zegoen gene baten aktibitatearen aldaketan eragina zuena ehun batean bestean baino gehiago; edo gene-aldaerak genearen aktibitatean eragina ote zuen ehun batean baina ez bestean. Horrela, 10 gene-aldaera aurkitu zituzten geneen aktibitate-mailan eragina zutenak. Gene horien artean aurkitzen ziren azalaren garapenean eragina duten geneak, adibidez RASSF9 genea; edota izpi ultramoreen aurreko erantzunean parte hartzen duten geneak; adibidez, SLC45A2 genea, azalaren pigmentazioan eboluzioak nola jokatu duen azaltzeko erabiltzen den ohiko gene-adibidea, hain zuzen ere.

Azkenik, hamar gene-aldaera horiek aztertu zituzten jakiteko ea tokian tokiko moldaerak eragina ote zuen. Horretarako, gene-aldaera horiek giza populazio ezberdinetan duten maiztasuna aztertu zuten eta arakatu zuten ea harremanik zegoen giza populazio horiek jasotzen duten eguzki-erradiazioaren kantitatearekin, bai urte osoan zehar, bai uda eta negua banatuta. Horrela, ikusi zuten RASSF9 genearen funtzioan eragiten duen gene-aldaera lotuta zegoela neguan jasotzen den eguzki-erradiazioarekin. Gainera, ikusi zuten gene-aldaera horiek hautespena orain dela gutxi jaso dutela, hau da, tokian tokiko moldaerak izan daitezkeela, moldaera horien seinalea beste hautespen-prozesu batzuen seinalea baino ahulagoa bazen ere.

3. irudia: Eguzki-izpiekin kontuz ibili behar da, onuragarriak badira ere kalteak sor ditzakete. (Argazkia: Thomas Gerlach – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Laburbilduz, eguzkiaren ondorioz aktibatzen diren geneak genetikaren eta ingurunearen arteko elkarrekintzaren adibide ederra dira. Hainbat gene-aldaerak gene batzuen funtzionamenduan eragiten dute eta, tokiko ingurunera hobeto moldatu direnez, bertan bizi den populazioan gene-aldaera horien maiztasuna handitzen da. Horrela, uda honetan eguzkiaren izpiak jasotzen dituzun bitartean, Javiren ariketak egiten zaudela garagardo bat hartuz, badakizu zure azalean zer gertatzen ari den eta, agian, ingurune jakin batera moldatzearen ondorio dela. Edonola ere, ez ahaztu krema jartzeaz, DNAren mutazioak saihestu behar ditugulako gure geneek behar bezala funtziona dezaten. Uda ona izan, eta irailera arte!

Erreferentzia bibliografikoa:

Kita, R. & Fraser, H.B. (2016). Local Adaptation of Sun-Exposure- Dependent Gene Expression Regulation in Human Skin. PLoS Genetics, 12 (10), e1006382. DOI: 10.1371/journal.pgen.1006382

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Egileaz: Koldo Garcia (@koldotxu) Biodonostia OIIko ikertzailea da. Biologian lizentziatua eta genetikan doktorea da eta Edonola gunean genetika eta genomika jorratzen ditu.

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David Barrado Navascués

Fuente: TELOS

 

El 4 de octubre de 1957 la extinta Unión Soviética lanzó el Sputnik-1, el primer satélite que orbitó alrededor de nuestro planeta. Los primeros sobrevuelos de los planetas Venus y Marte se realizaron en 1962 y 1964 (por las sondas Mariner 2 y Mariner 4), mientras que los primeros aterrizajes sobre estos planetas se produjeron en 1966 y 1971 (las naves Venera 3 y Mars 2, aunque ambas se estrellaron contra la superficie).

En el caso de la Luna, prácticamente carente de atmósfera, el primer aterrizaje de un objeto se produjo en 1959 (el ingenio Luna 2), mientras que un humano holló su superficie en 1969. Otros misiones posteriores han llegado a todos los planetas del Sistema Solar e incluso el módulo Huygens, transportado por la sonda Cassini, se posó en Titán, un satélite de Saturno con mares de hidrocarburos, en 2005.

Por otra parte, los cometas 9P/Tempel 1 y 67P/Churyumov-Gerasimenko han experimentado bien un impacto (por la sonda Deep Impact) o un aterrizaje (Rosetta/Philae). Estas misiones, y otras posteriores, han implicado ciertos riesgos por contaminación biológica. No son los únicos peligros que aparecen en la epopeya de la exploración espacial.

Planetas, planetas enanos y otros cuerpos del Sistema Solar. Fuente: Unión Astronómica Internacional.

El Planeta Rojo: el hermanastro de la Tierra

De todos los planetas del Sistema Solar, a pesar de ser considerablemente menor a la Tierra, el que posiblemente es más parecido desde el punto de vista astrobiológico es Marte. Por ello ha recibido una atención especial por parte de diversas agencias espaciales.

Entre los aterrizajes con éxito sobre su superficie se encuentran los de las sondas Mars 3 y 6 (1971 y 1973), Viking 1 y 2 (1976), Polar Lander y Deep Space 2 (1999), Phenix (2008), Schiaparelli (2016, un fallo) e Insight (2018), junto con los vehículos Sojouner (1997), Opportunity y Spirit (2004), y Curiosity (2018). En los próximos cuatro años al menos otras cinco misiones serán lanzadas y, de tener éxito, depositarán sobre la superficie de Marte artefactos humanos.

Aunque desde hace décadas existen protocolos para la esterilización de las naves espaciales, la posibilidad de contaminar biológicamente el planeta, lo que podría implicar la posibilidad de eliminar cualquier evidencia de actividad biológica autóctona, no se puede ignorar, como mostró el episodio de contaminación con la cámara de la sonda Surveyor 3, traída por la tripulación del Apollo 12 tras más de dos años sobre la superficie lunar.

Afortunadamente, modernas técnicas han conseguido minimizar esa posibilidad. La organización gubernamental norteamericana National Academies of Sciences, Ingineering and Medicine está llevando a cabo un análisis de múltiples aspectos de la exploración planetaria, incluyendo la perspectiva astrobiológica. La Agencia Espacial Europea (ESA) tiene protocolos análogos.

Las visitas a cometas y asteroides

Dos cometas y un asteoride han sido visitados por naves espaciales: 81P/Wild en 2004 por Stardust, 67P/Churyumov–Gerasimenko en 2014 por Rosetta y 25143 Itokawa en 2005 por Hayabusa. En el primer y último caso ambas naves enviaron muestras a la Tierra que llegaron en 2006 y 2010. La sonda Philae, a bordo de Rosetta, y Hayabusa aterrizaron en sus objetivos, mientras la Stardust tomó muestras del entorno del cometa. Hayabusa 2, que está investigando el asteroide 162173 Ryugu, tiene previsto devolver a la Tierra una muestra tomada de su superficie a finales de 2020.

Como revelaron los resultados de Stardust, los cometas contienen material orgánico, como glicina, un aminoácido esencial para la vida en la Tierra. En los tres casos se implementaron protocolos muy estrictos para evitar contaminación tanto de material terrestre como la posibilidad de traer algún improbable patógeno extraterrestre.

El regreso de muestras de otros cuerpos celestes es especialmente problemático porque el reingreso en la atmósfera terrestre, aterrizaje y recuperación pueden implicar una pérdida de control (desde un reentrada no controlada hasta un pérdida de la estanqueidad del contenedor que aloje la muestra), y por tanto entrañan un riesgo significativo.

Un importante factor a tener en cuenta es el experimento realizado a bordo de la sonda Fotón M3 por parte de las agencias espaciales rusa y europea en 2007. En esa ocasión, se expuso una muestra de tardígrados a las condiciones extremas del entorno espacial. Estos pequeños animales invertebrados, de unos 500 micras de tamaño de medio, sobrevivieron durante diez días a la exposición al vacío y a la intensa radiación ultravioleta del Sol.

Obviamente, los tardígrados son animales que han evolucionado a través de una larga cadena en la Tierra, en ecosistemas mucho más complejos que las situaciones presentes en asteroides y cometas, pero el experimento pone claramente de manifiesto que diferentes seres vivos poseen recursos para resistir incluso las condiciones más adversas. Ese también es el caso de los extremófilos, capaces de vivir y medrar en ambientes verdaderamente hostiles para la inmensa mayoría de seres vivos.

Lanzamientos registrados por United Nations Office for Outer Space Affairs. Nótese el gran incremento durante los últimos años. El histograma incluye datos hasta marzo de 2020.

Riesgos en la órbita terrestre

De diferente cariz son peligros generados por nuestras necesidades tecnológicas. Actualmente los satélites artificiales que orbitan alrededor de la Tierra se han convertido en parte indispensable de nuestra vida, proporcionándonos servicios clave en las comunicaciones (radio, televisión, internet), la logística (navegación por GPS, control de flotas de vehículos o reparto de productos) o la monitorización del planeta (gestión de recursos naturales, vigilancia, predicción meteorológica), además de ser parte integral de la investigación científica.

Según el registro de Naciones Unidas, hasta marzo de 2020 se han enviado al espacio casi 10 000 ingenios, muchos de los cuales siguen orbitando alrededor de nuestro planeta. La gran mayoría se encuentran inactivos y siguen ahí. En el futuro próximo, la empresa SpaceX prevé enviar más de 12 000 mini satélites en los próximos años, mientras que la flotilla de su rival OneWeb estará en el rango de los 650-2 500.

Basura espacial alrededor de la Tierra.
NASA Orbital Debris Program Office at JSC

Por si fuera poco, el mismo proceso de lanzamiento genera residuos y el entorno planetario esta plagado de la denominada “basura espacial”, en muchos casos en órbitas sin control. De hecho, existen varias decenas de miles objetos de tamaño superior a 10 cm orbitando alrededor de la Tierra y 2 000 que intersectan órbitas geoestacionarias, las más valiosas porque son las que albergan a los grandes satélites de telecomunicación.

Más aún, hay casi un millón de fragmentos de más de 1 cm. Por si fuera poco, se tiene constancia de unos 5 000 objetos de más de 1 metro de tamaño. La película Gravity, dirigida por Alfonso Cuarón en 2013, ilustra las consecuencias de impactos en cadena en la red de satélites y sus nefastas consecuencias para la civilización tal y como la concebimos actualmente.

Impacto de un micrometeorito en el transbordador Endeavour (5,5 mm).

De hecho, a lo largo de la historia de la exploración espacial ha habido una serie de incidentes muy significativos. En 1977 el satélite Cosmos-954 reentró accidentalmente con 50 kg de uranio enriquecido, afectando a 500 km² en el norte de Canadá. Se aplicó en esta ocasión la UN Space Liability Convention.

La estación espacial Skylab, de unas 170 toneladas, cayó sobre una región desértica de Australia en 1979. En 1996 el satélite Cerise fue golpeado por basura espacial de manera accidental. Por increíble que parezca, probablemente violando la ley internacional, en el año 2007 se produjo la destrucción intencionada del satélite Fengyun 1C por parte de China, generando aproximadamente 2 400 restos de tamaño mayor de 10 cm. La cuenta sigue ascendiendo y en 2009 un satélite de la serie Cosmos (el número 2251) colisionó de manera accidental con el Iridium-33, generando más de 2 000 fragmentos; y a comienzos de 2020 los satélites fuera de uso IRAS y Poppy VII-B se aproximaron a unos 47 m el uno del otro, sin llegar a colisionar en esta ocasión.

Las actividades militares, prohibidas en el espacio, que incluyen el desarrollo de misiones espía a otros satélites o para llegar a inutilizarlos, y que en ocasiones han provocado la posibilidad de impactos, no hacen sino exacerbar la situación de riesgo.

En resumen, nos enfrentamos esencialmente a tres tipos de peligros en la exploración del espacio más próximo, dentro del Sistema Solar: la posibilidad de contaminar con material terrestre otros cuerpos con Marte o los satélites con océanos bajo su superficie, como Europa o Encelado, que orbitan alrededor de Júpiter y Saturno, respectivamente; la llegada accidental e incontrolada de posible material orgánico desde estos cuerpos o de cometas o asteroides a la Tierra; o accidentes en órbita o impactos incontrolados entre la plétora de satélites que orbitan alrededor de la Tierra.

En los dos primeros casos se trata de peligros más hipotéticos que reales, aunque en cualquier caso toda precaución es poca. En el último, los riesgos son reales y los costes económicos y sociales pudieran ser extraordinariamente altos. Solo una gestión global puede ayudar minimizarlos. Nuevamente el multilateralismo y Naciones Unidas son los ámbitos adecuados para lidiar con estos problemas.

Sobre el autor: David Barrado Navascués es profesor de investigación en el Centro de Astrobiología (INTA-CSIC)

Este artículo fue publicado The Conversation (texto). La versión original se publicó en la revista TELOS, de Fundación Telefónica.

El artículo Los riesgos de la exploración espacial se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Juan Ignacio Pérez Iglesias Pertsona batek egin dezakeen esfortzuaren intentsitatea haren iraupenaren araberakoa da. Zenbat eta gehiago luzatu, orduan eta txikiagoa izango da intentsitatea. Zerbaitetan egin daitekeen esfortzua adierazteko modu baliagarri bat «bitarte metaboliko» deritzona dugu, hau da, jarduera jakin bat egitean sortzen den gastuaren eta atsedenean dagoen gastu metabolikoaren arteko zatidura.

Dukeko Unibertsitateko (AEB) Herman Pontzer irakaslearen lantaldeak parte hartzaileen gastu metabolikoa neurtu du kirol proba ugaritan, eta datu horiek bildu egin ditu. Proben artean iraupen lasterketak, maratoiak, egun bateko ultramaratoiak, hiru asteko txirrindularitza probak edo hiru hileko zeharkaldi polarrak daude. Eta datu horiek osatzeko, Estatu Batuetan zehar egindako 140 eguneko lasterketan (Race Across USA) parte hartutakoen gastu metaboliko maila ere neurtu zuten.

Irudia: Energiaren gastu maximo jarraituaren mugak ez daude argi, baina interesgarriak dira, ugalketa, termorregulazioa eta jarduera fisikoa mugatzen baitituzte. (Argazkia: pasja1000 – domeinu publikoko argazkia. Iturria: Pixabay.com)

Hogeita bost orduko ultramaratoi bati dagokion bitarte metabolikoa 9 da, hau da, lasterketa horietako batean gastatutako energia, atseden-egoeran dagoen lasterkari batek bederatzi aldiz gastatzen duen energia kantitatea da. Hamar eguneko iraupena duen batean, 6 edo 7 da. Frantziako Tourrean edo hiru asteko beste edozein txirrindularitza itzulitan bitarte metabolikoa 5 edo txikixeagoa da. Hiru hilabeteko Antartikako zeharkaldi batean, gutxi gorabehera, atsedenean erabilitako energia halako 3,5 gastatzen da. Eta AEBn zeharreko lasterketan, berriz, balio hori ia 3ra murrizten da.

Jarduera normaleko egoeran (gaur egungo Mendebaldeko estandarren arabera), gastu maila gutxienekoaren –alegia, atseden egoerari dagokiona– eta gutxienekoaren bikoitzaren artean egon ohi da. Beste hitz batzuekin esanda, gure ohiko bizitzan egiten ditugun jarduera guztiak aintzat hartuta, ez dugu gastatzen gure organismoak atsedenean erabiltzen duen energiaren bikoitza baino gehiago.

Bestalde, denbora tarte luzeei dagokien bitarte metabolikoa 2,5 da, jarduera mota edozein dela ere. Muga hori ez dago esku hartzen duten giharren eta ehunen motaren mende, ezta energia erabiltzeko duen ahalmenaren mende ere. Eta tenperaturaren mende ere ez dago; hortaz, ez du baldintzatzen, antza denez, jatorri metabolikoko beroa barreiatzeko ahalmenak. Dirudienez, elikagaiak irentsi, digeritu eta asimilatzeko gaitasunak jartzen du muga; hau da, giza organismoak ezin dio mugagabe eutsi atsedenean duena baino 2,5 handiagoko gastua dakarkion jarduera maila bati, elikagai eta digestio sistema ez delako gai horretarako beharko lukeen energia eskuratzeko.

Giza espeziea da anatomikoki eta fisiologikoki ondoen hornitutako primatea, jarduera bizia luzaroan egin ahal izateko. Gainerako hominidoekin alderatuta, arduratsuak eta langileak gara. Hainbesteraino gara, ezen jardueraren mugak energia eskuratzeko dugun sistemak ezartzen baititu, une batean ez bailuke gehiago emango. Eta muga horrek badu ondorio bat, agian ez horren ustekabekoa (amentzat): energiaren ikuspegitik, haurdun dagoen emakume bat eta fetua digestio sistemak eman dezakeenaren mugan bizi dira. Hori horrela da haurdun dagoen emakume baten bitarte metabolikoa gutxi gorabehera 2 delako, hau da, denbora asko luzatzen diren jardueretarako gehienez dagoena baino 0,5 gutxiago bakarrik. Bada, 0,5eko alde horrek ahalbidetzen du soberakin energetikoa gelditzea garatzen ari den fetua elikatzeko. Mugan jaio ginen eta horrela bizi gara, gure egunak amaitzen diren arte.

Erreferentzia bibliografikoa:

Thurber C. et al. (2019). Extreme events reveal an alimentary limit on sustained maximal human energy expenditure. Science Advances, 5 (6), eaaw0341. DOI: 10.1126/sciadv.aaw034

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Egileaz: Juan Ignacio Pérez Iglesias (@Uhandrea) UPV/EHUko Fisiologiako katedraduna da eta Kultura Zientifikoko Katedraren arduraduna.

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Venere degli stracci (Venus de los trapos), 1967-1974, de Michelangelo Pistoletto

A la industria de la moda cabe atribuir el 10% de la contaminación global mundial; es, tras la aviación, el segundo sector económico más contaminante. La razón de que su impacto sea tan grande es doble. Por un lado, su cadena de suministro es larga y compleja; empieza en la agricultura (fibras vegetales) o la fabricación petroquímica (fibras sintéticas), sigue por la manufactura para, pasando por la logística, terminar en la venta al por menor. Y, por otro lado, es un sector que ha experimentado un crecimiento enorme durante los últimos años, debido a la emergencia de lo que se puede denominar fast fashion (“moda rápida”), por analogía con la expresión “fast food”. Su impacto ambiental se produce a través de cuatro componentes: el agua que se consume, los materiales que se emplean (y se desechan), el uso y eliminación de productos químicos de potenciales efectos dañinos, y el gasto de energía.

Veamos unos datos para ilustrar la magnitud de sus efectos. La industria de la moda produce anualmente más de 1.700 millones de toneladas de CO2, lo que representa cerca del 10% de las emisiones globales de este gas. Su consumo de agua es el segundo más grande, con unos 1.500 millones de metros cúbicos; es responsable del 20% de la contaminación industrial de agua, debido a las actividades de tratamiento textil y de tintado. Contribuye en algo más de un tercio a la acumulación de microplásticos de los océanos, con una cantidad anual de 190.000 toneladas. Y genera unos deshechos textiles –incluida ropa que no se llega a vender- de más de 92.000 toneladas anuales, parte importante de las cuales termina en vertederos o es incinerada.

Si nos fijamos en el último medio siglo, la producción de ropa se elevó de forma paralela al aumento de la población hasta aproximadamente el año 2000. Sin embargo, en los veinte años transcurridos desde entonces, la producción textil ha crecido más que la población. De hecho, entre 1975 y 2018 la producción ha pasado de 6 a 13 kg por persona; en otras palabras, se ha más que duplicado. Se estima que la demanda de este tipo de moda crece en la actualidad a razón de un 2% anual.

Ese crecimiento tan grande se ha debido a la capacidad de la industria para ofrecer a los consumidores productos nuevos mucho más baratos y con más frecuencia que antes. Los principales productores han desplazado a compañías tradicionales basadas en la distribución a través de pequeños establecimientos y se han beneficiado de las posibilidades de comercialización a través de internet. Como consecuencia, las marcas de éxito ponen en el mercado hoy el doble de colecciones de las que ponían antes del 2000, cuando comenzó el fenómeno de la moda rápida.

Ha crecido tanto la eficiencia de la producción, que a pesar del aumento en el consumo, el gasto por persona en ropa ha pasado en Europa de representar el 30% de la cesta de la compra en los años 50 del siglo pasado, al 12% en 2009 y al 5% en 2020. Y esa reducción facilita que se compre más ropa porque se adquiere con mayor frecuencia. En los Estados Unidos se adquiere hoy una pieza de ropa cada 5’5 días. Y en Europa se ha reducido el tiempo de uso en un 36% en los últimos quince años.

La industria de la moda ha orientado sus esfuerzos a reducir costes y disminuir los tiempos de entrega, porque ello supone un elemento fundamental de su atractivo y éxito, pero la humanidad paga un precio por ello.

Fuente: Niinimäki, K., Peters, G., Dahlbo, H. et al. The environmental price of fast fashion. Nat Rev Earth Environ 1, 189–200 (2020).

 

Sobre el autor: Juan Ignacio Pérez (@Uhandrea) es catedrático de Fisiología y coordinador de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU

El artículo El precio ambiental de la moda rápida se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Uxue Razkin Astrofisika

Europako Espazio Agentziako Solar Orbiter zundak Eguzkiari gertutik egindako irudietan fenomeno bat ikusi dute: izarra “su txikiz” osatuta dago eta zientzialarien arabera, horiek edonon daude: “Lurretik ikusten ditugun Eguzki erupzioen senide txikiak dira, halako milioi bat edo milaka milioi txikiagoak”. Lortutako lehen irudiei dagokienez, ez zuten halako emaitza onak hasieratik lortzea espero. Berrian dituzue irakurgai xehetasunak.

Ingurumena

Ikerketa batean kalkulatu dute urtero autoen jardunaren ondorioz sortutako ia 200.000 tona mikroplastiko iristen direla ozeanoetara eta bestelako ur ekosistematara. Elhuyar aldizkariak azaldu digunez, ozeanoetako mikroplastikoen %30 errepidean sortzen da eta horietatik gehienak pneumatikoen urraduraren ondorioz sortzen dira.

Biologia

Onon kukuari buruz hitz egin digu testu honetan Josu Lopez-Gazpiok. Ikertzaile talde batek jarritako lokalizagailuari esker ikusi dute kukuak 26.000 kilometroko bidaia egin zuela Mongoliatik Afrikako hegoalderaino, hau da, lurreko hegazti baten kasuan dokumentatu den bidaiarik luzeenetakoa. Eta gai honi jarraiki, testuan aukera izango duzue kukuen ezaugarriei eta ugalketari buruz irakurtzeko.

Kimika

Badakizue zer den dopin teknologikoa? Ekipamenduak kirolari bati abantailak ematen dizkionean gertatzen da. Artikulu honetan, igeriketa hartu dute adibide gisa, hain zuzen, bainujantzien afera pasa den hamarkadan zalaparta handia sortu baitzuen Olinpiar Jokoetan. Nolakoa izan da jantzi honen bilakaera historikoa? Ez galdu!

Osasuna

Zer dakigu orain arte SARS-CoV-2 birusaren aurkako erantzun immune zelularrari buruz? Berriak kontatu digunez, azken ikerketek ohartarazi dute T zelulen garrantziaz koronabirusaren infekzioa kontrolatu ahal izateko. Adibidez, Suediako Karolinska Institutuan egindako ikerketa batean ikusi dute sintoma arinak dituztenek edo asintomatikoak direnek, nahiz eta antigorputzik ez izan, oroimeneko T zelulak detektagarriak dituztela.

Geofisika

1928an Milanetik Italia izeneko baloi gidatu bat abiatu zen; Ipar Polora airez iristen bigarrena izatea zuen helburu. Espedizio hartatik itzultzean, baina, haizete indartsuek baloi gidatua eraman zuten eta 17 kide hil ziren. Ikertzaileek bidaia tragiko hori aztertu dute eta horren gainean esan dute afera honetan zeresan handia izan zuela espazio eguraldiak, euren esanetan, naufragoak irrati hutsune baten eraginpean egon ziren.

Genetika

NHGRI erakundeko zientzialariek giza kromosoma baten zehaztasun handiko sekuentzia osoa eskuratu dute, Elhuyar aldizkariak azaldu digunez. Testuan agertzen den moduan, ikertzaileek iritzi diote lorpen honek “aro berria” ireki duela genomikan, orain arte kontuan hartu ez diren genomaren zatiak kontuan hartuko dituztelako hemendik aurrera.

Biokimika

Kikunae Ikeda kimikako irakasleak 1909. urtean, umai-a (zaporea japonieraz) zapore berri gisa aurkeztu zuen artikulu batean. Umai-a Japonian hegaluze deshidratatuarekin eta konbuarekin egiten den saldaren (dashi) bereizgarria da. Azkenean, Umami gisa izendatu zuen zapore berria. Zein da bere jatorria eta oinarrian duen konposatua? Ez galdu!

Klima-aldaketa

Artikoko kasko polarra murriztu da 40 urtean, Errusiako Rosgidroment hidrometeorologia agentziako zerbitzuburu Igor Shumakovek jakinarazi duenez. 1980an, 7,6 milioi kilometro koadro zeuden eta 2019an, berriz, 4,1. Horretaz gain, izotz geruza gero eta meharragoa da, eta neguan azkarrago urtzen da. Berriak eman dizkigu xehetasunak.

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Asteon zientzia begi-bistan igandeetako atala da. Astean zehar sarean zientzia euskaraz jorratu duten artikuluak biltzen ditugu. Begi-bistan duguna erreparatuz, Interneteko “zientzia” antzeman, jaso eta laburbiltzea da gure helburua.

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Egileaz: Uxue Razkin (@UxueRazkin) kazetaria da.

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Imagen: Stephane Wootha Richard / Wikimedia Commons

Las leyes de la física limitan lo que la ingeniería puede ofrecer en términos de cosas que vuelen. Por ello, los coches voladores que se ofrecen desde hace décadas son fracasos comerciales. Porque no se parecen a los de las películas. Ambrosio Liceaga, ingeniero industrial y magnífico divulgador de la tecnología, nos explica las posibilidades reales de tener coches voladores.

La conferencia se impartió dentro del marco del festival Passion for Knowledge 2019 (P4K) organizado por el Donostia International Physics Center (DIPC).

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por eitb.eus

El artículo Ambrosio Liceaga – Naukas P4K 2019: Nunca quisimos coches voladores se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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1. Francisco Villatoro – Naukas Bilbao 2019: El abrazo de la plata
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Zer ezberdintasun eta zer antzekotasun dituzte autistak diren autisten amak eta autistak ez diren autisten amek? J.R. Alonsoren Maternity and autism

COVID-19aren inguruko ikerketa korrelazio bitxiak azaleratzen dabil: Genetic risk for Alzheimer’s also predisposes for COVID-19 infection Rosa García-Verdugoren eskutik.

Material nanofotoniko berri bat erabiltzeko zelan “funtzionatzen” duen jakin behar da. Material natural batek zelan egiten duen jakin du DIPCko jendeak. An accurate and predictive model for the infrared dielectric function of a van der Waals material

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Mapping Ignorance bloga lanean diharduten ikertzaileek eta hainbat arlotako profesionalek lantzen dute. Zientziaren edozein arlotako ikerketen azken emaitzen berri ematen duen gunea da. UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedraren eta Nazioarteko Bikaintasun Campusaren ekimena da eta bertan parte hartu nahi izanez gero, idatzi iezaguzu

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La central nuclear Santa María de Garoña (Valle de Tobalina-Burgos) está a la espera de ser desmantelada.

En los últimos años se ha entrado en una fase de desmantelamiento de centrales e instalaciones nucleares, sobre todo en Europa. En 2015, estaban parados o en fase de desmantelamiento 156 reactores de plantas nucleares en todo el mundo, y para 2050 está programado que más de la mitad de la capacidad nuclear actual de 400 GW en todo el mundo tenga que ser clausurada para su desmantelamiento. “En Europa, esto resultará en un aumento de los residuos radiactivos, mientras que las actuales plantas de almacenamiento tienen una capacidad limitada. Es muy importante optimizar esa gestión”, indica la catedrática de ingeniería nuclear de la UPV/EHU Margarita Herranz.

El proyecto europeo H2020 INSIDER —con una financiación de casi cinco millones de euros para cuatro años— aborda la definición de la mejor estrategia para optimizar la producción de los residuos radiactivos durante el desmantelamiento de instalaciones nucleares y radiactivas, incluidas las centrales de producción de energía eléctrica. Se centra tanto en la estrategia de caracterización de los residuos, como en la metodología de desmantelamiento, sobre todo para entornos restringidos, buscando nuevas y mejores soluciones y la remediación del entorno, considerando también situaciones post-accidentales.

“El desmantelamiento de este tipo de instalaciones es un proceso muy caro, los residuos ocupan muchísimo espacio y, además, a la gente no le gusta tener cerca este tipo de repositorios. Y si además hablamos de desmantelar muchas instalaciones nucleares, es muy importante definir qué tiene que ser considerado residuo radiactivo dentro de una central nuclear y qué no, debido a que el coste de la gestión de estos residuos aumenta considerablemente en función de su nivel de actividad y del desmantelamiento de una central nuclear se pueden sacar toneladas y toneladas de residuos”, explica la investigadora de la UPV/EHU. Aunque los desmantelamientos realizados hasta el momento han cumplido exhaustivamente las normas vigentes, “una parte muy importante de lo que se ha considerado residuo nuclear y radiactivo realmente no lo es —afirma. Se está pecando de exceso en ese sentido”.

Margarita Herranz, líder del grupo de trabajo que se encarga de la organización y realización de medidas in situ y posterior análisis de los resultados,asegura que “es fundamental optimizar las medidas de radiactividad in situ de muros, tabiques, maquinaria, blindajes metálicos, etc., debido a la inviabilidad de trasladarlos, en su totalidad, hasta un laboratorio”. Cabe destacar que se trata de mediciones difíciles, “porque hay que buscar qué equipamiento está adaptado para ser utilizado y obtener buenos resultados en función de la atmósfera que hay en cada entorno: radiación, temperatura, presión, humedad, etc.”. En ese contexto, “hemos definido cuáles son los ambientes restrictivos desde el punto de vista de las mediciones in situ en instalaciones nucleares y radiactivas, cómo afectan estas restricciones al tipo de equipo que se va a utilizar y cómo estas restricciones pueden llegar a afectar a los resultados o a la evaluación de los resultados que se van a obtener”, detalla. Asimismo, trabajan en la descripción de diferentes zonas de una instalación nuclear/radiactiva y los problemas que puede haber en ellas, así como en recomendaciones de los tipos de instrumentación a utilizar en cada una de esas zonas.

Herranz indica que este proyecto “contribuye a optimizar los procesos de desmantelamiento, y a que la percepción pública de estos procesos y de estos sistemas mejore. Es decir, demostrar que se controlan y que se trabaja en ello. Hay mucha tecnología puesta al servicio de ese objetivo. Es un objetivo básicamente social”. En el marco del proyecto europeo INSIDER se están publicando numerosos artículos científicos con los que se da a conocer una extensa guía metodológica a la que se puede acceder a través de la página web de INSIDER. El proyecto espera perfeccionar la política de la UE: “Esperamos que este trabajo acabe influyendo en la elaboración de la normativa internacional”, concluye la investigadora.

Referencia:

Frederic Aspe, Raquel Idoeta, Gregoire Auge, Margarita Herranz (2020) Classification and categorization of the constrained environments in nuclear/radiological installations under decommissioning and dismantling processes Progress in Nuclear Energy doi: 10.1016/j.pnucene.2020.103347

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por UPV/EHU Komunikazioa

El artículo Desmantelando metódicamente instalaciones nucleares se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Juanma Gallego 1928an baloi gidatu batek izandako istripuaren ondoren gertatutakoa aztertu du zientzialari talde batek, espazio eguraldiaren ikuspuntuarekin. Halako gertakarietatik asko ikasi daitekeela babestu dute, eta espazio esplorazioan antzekorik ez gertatzea espero dute.

Garai epikoak izan ziren, gure planetaren eremu bakar batzuek artean urratu gabe jarraitzen zutenekoa. Abiazioaren lehen pausoak ere duela gutxi emanak hasiak ziren, eta antzeko egoeran zeuden haririk gabeko komunikazioak. Mugarri horiek guztiek bat egiten zuten uneetan, zeharo istorio bitxiak gertatu ziren. Horietako bat Ipar Polora baloi gidatuz egindako espedizio batena izan zen. 1928ko apirilaren 15ean abiatu zen Milanetik Italia izeneko baloi gidatua, Ipar Polora airez iristen bigarrena izatea helburuarekin —bi urte aurretik Norge baloi gidatua izan zen lehena—. Eta horixe bera lortu zuten, maiatzaren 24an. Pozaren pozez, ontzitik jaistear egon ziren, elurra oinekin zapaltzeko, baina azkenean ez zuten egin, itxura kezkagarria zuen ekaitz polar bat gainean zutelako. Itzulia, ordea, amesgaizto bihurtu zen. Italia amildu egin zen, eta haizete indartsuek baloi gidatua eraman zuen. Espedizioko 17 kidek modu lazgarri horretan galdu zuten bizia.

Saski nagusian zihoazen bederatzi lagunek zorte hobea izan zuten, eta, asko zaurituta zeuden arren, izotz plaka baten gainean bizirik irautea lortu zuten, Svalbard uharteditik 400 bat kilometrora. Istriputik onik atera ziren hainbat hornidura erabiltzeko moduan egon ziren, tartean irrati telegrafo bat. Salbazioa eskura zutela zirudien.

1. irudia: “Italia” baloi gidatuko espedizioak Ipar Polora airez iristen bigarrena izan nahi zuen. Lortu zuten, baina bueltarako bidean gauzak okertu ziren. (Argazkia: Bundesarchiv, Bild 102-05738 / Georg Pahl / CC-BY-SA 3.0 lizentziapean. Iturria: Wikipedia)

Baina gizakien patua, batzuetan, guztiz apetatsua da. Irratia eskuragarri zuten, baina laguntza eskatzeko bidaltzen zituzten mezuek ez zuten erantzunik jasotzen. Frekuentzia desberdinetan behin eta berriz saiatu arren… ezer ez. Horrek ez zeukan ez hankarik ez bururik. Beraiek irratia entzun entzuten zuten: 4.000 kilometrora zegoen Erromako irrati etxe bat entzuteko gai ziren, eta baita ere Svalbardetan zegoen Citta di Milano itsasontziak bidalitako mezuak. Espedizioan laguntzaile lanetan zegoen itsasontzi hori, baina itsasontzian ez zituzten espedizionarioen laguntza mezuak entzuten. Ustezko isiltasun horretan, munduak galdutzat jo zituen esploratzaile guztiak.

Hamar egun geroago, eta dena galduta zegoela zirudienean, Errusiako irrati-zale batek SOS seinale bat jaso zuen. Bizirik zeuden! Ondorengo erreskate lanak ez ziren batere errazak izan, eta asteak eman behar izan zituzten izotz plaka baten gainean, jitoan. Baina hori beste noizbaiterako kontakizuna da. Orain dagokiguna da irrati bidezko mezu horiekin gertatutakoa argitzea. Edo, hobeto esanda, horren haritik beste batzuek ikertutakoa zuei helaraztea. Space Weather aldizkarian argitaratu duten artikulu batean ahalegindu dira argitzen gertatu zena.

Eta, bai, aldizkariaren izenetik iragarri daitekeenez, espazio eguraldiak zeresan handia izan zuen. Afera aztertu duten adituen esanetan, naufragoak irrati hutsune baten eraginpean egon ziren. Halakoak gertatzen direnean, gertuko distantzietan uhinak zuzen doazenez, mezuak entzuteko modukoak dira. Urruneko distantzietan, berriz, ionosferan islatu egiten dira uhinak, eta irratia ere entzun daiteke. Baina bi gune horien artean geratzen den tartean irrati bidezko komunikazioak askoz zailagoak dira. Halako eremuetan irrati isilunea gertatzen da.

Hutsune horren kokapen zehatza ionosferaren baldintzen arabera aldatu daiteke, eta 1928an hori gertatu zela uste dute ikertzaileek. Kontuan izan behar dugu irrati bidezko komunikazioek 50-1.000 kilometro arteko altueran kokatuta dagoen ionosfera erabiltzen dutela distantzia handietan zabaldu ahal izateko. Funtsean, irrati uhinak geruza horretan eta lurrean islatu egiten dira, errebotean, eta horrek ahalbidetzen du transmisioa. Baina poloetatik gertu, normalean nahiko egonkorra den geruza hori ezegonkorragoa bihurtzen da.

2. irudia: Irrati bidez egiten diren luzera handiko komunikazioetan irrati hutsunearen fenomenoa gertatzen da, baina tarte horren luzera aldatu daiteke, ionosferaren egoeraren arabera. (Irudia: Zolesi, B. et al. / Space Weather / Eraldatua).

Gaur egun horrelakoak gertatzen direla dakigun arren, Italia-ren garaian ez zuten modurik jakiteko eguzki ekaitzek irrati igorpenei eragiten zietenik. Jakin bazekiten Ipar Poloaren inguruko eguraldia zinez gogorra zela, baina ezin zuten imajinatu ere eremu horretan espazio eguraldia izeneko zerbait kontuan hartu behar zenik.

Egileek uste dute eguzki ekaitzei lotutako hainbat fenomeno batera eman zirela data horien bueltan. Naufragoek eskura zuten irrati eramangarriak 9,1 eta 9,4 megahertz arteko frekuentzietan igortzen zuen, baina tarte horretan lehen aipatu dugun irrati hutsunearen fenomenoa ematen zen Svalbardetan, laguntzarako itsasontzia zegoen eremuan, hain justu. Bestetik, eguzki ekaitz batek egoera okertu zuen, irrati uhinen xurgatzea handitu zuelarik. Horregatik egileek uste dute lehen egunetan bederen erabiltzeko moduko frekuentzien tartea asko gutxitu zela.

Egun horietan ionosferak izan zuen egoera berreraikitzeko zenbait behatokitatik bildutako datu historikoak erabili dituzte: Erresuma Batuko Abinger (gaur egungo, Hartland izenez ezagututa) eta Lerwick behatokietakoak, eta Belgikako Errege Behatokikoak.

AGU Ameriketako Geofisika Batasuneko EOS aldizkariari egindako adierazpenetan, Ljiljana Cander fisikariak nabarmendu duenez, “hau irakaspen historikoa da, eta berriro gerta daiteke beste esplorazio batzuetan, hala nola ilargi edo planeten arteko bidaietan; hortaz, espazio eguraldiaren ondorioz izaten diren egoera kaskarrak kontuan hartu behar dira gaur egun ere”.

Ikertzaileek nabarmendu dute iraganeko gertakariak ikertzea informazio iturri oso erabilgarria izan daitekeela oraindik nahiko diziplina gaztea den espazio eguraldiaren alorrean. Zentzu honetan, gogoratu beharra dago, adibidez, zein garrantzitsua den Carrington gertakaria aztertzea, erregistro historiko fidagarriak daudenetik ezagutzen den eguzki ekaitzik handiena.

Erreferentzia bibliografikoa:

Zolesi, B., Pezzopane, M., Bianchi, C., Meloni, A., Cander, L. R., & Tozzi, R. (2020). The shipwreck of the airship “Dirigibile Italia” in the 1928 polar venture: A retrospective analysis of the ionospheric and geomagnetic conditions. Space Weather, 18 (7), e2020SW002459. DOI: https://doi.org/ 10.1029/2020SW002459

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Egileaz: Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.

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Imagen: GIPHY

El caracal es una especie de felino con un oído extraordinario. Sus oscuras orejas con tilde son, sin duda, su característica más llamativa. También es la que le da su nombre: “Karrah-kulak” o “Kara-coulac” significa “gato con orejas negras” en turco. Más allá de su llamativo aspecto, como cuenta Juan Carlos Gil en Twitter “cada oreja cuenta con 20 músculos que le permiten orientarlas libremente para localizar a sus posibles presas”. Y hacer la ola, según parece. Cuando yo me concentro mucho, también puedo mover mis orejas. La izquierda, sobre todo, casi 2 milímetros enteros; la derecha, algo menos. No es que se note a simple vista, pero el truco gana bastante si me pongo gafas de sol.

Llama la atención que nuestras orejas estén tan tristemente grapadas a los lados de la cabeza. Muchas especies animales, incluidos perros y gatos, son capaces de dirigirlas hacia una fuente de sonido que les interesa escuchar. Las orejas, con su forma de embudo caprichosa y acaracolada tienen precisamente esta función: recoger la energía sonora y dirigirla hacia el canal auditivo. Sin embargo, los humanos y nuestros parientes evolutivos más cercanos parecemos haber perdido la habilidad de orientarlas. Solo algunos humanos podemos aún ladearlas sutilmente y, para los autores de un estudio publicado recientemente en eLife, esto podría ser lo verdaderamente interesante: el síntoma de que aún existen circuitos neuronales y músculos capaces de desempeñar esa función. Como ellos mismos explican “podría tratarse de una ‘característica vestigial’, una habilidad que se mantiene aunque ya no cumple su propósito original”.

Imagen: GIPHY

Lo que estos investigadores han descubierto es que, de hecho y sin saberlo ni intentarlo, los humanos también movemos las orejas todo el rato. El equipo dirigido por Daniel Strauss ha demostrado que los músculos alrededor de las orejas se activan en cuanto percibimos sonidos novedosos o sorprendentes. Para estudiar este tipo de reacción refleja, en un primer experimento, le pidieron a varios voluntarios que intentaran leer un texto aburrido, mientras hacían sonar todo tipo de señales para desviar su atención, como un como el sonido de un atasco de tráfico, un bebé llorando o pasos de otro ser humano. En un segundo experimento, les hicieron escuchar un podcast mientras sonaba otro desde una segunda dirección. El objetivo, en este caso, era analizar el comportamiento de los músculos durante una escucha voluntaria, donde la atención se dirige hacia un objetivo. En ambos casos, los investigadores pudieron registrar la actividad eléctrica de los músculos que controlan los diminutos movimientos, casi invisibles, de las orejas. Para ello utilizaron una técnica conocida como electromiografía, mediante electrodos colocados sobre la piel. También grabaron imágenes de vídeo de alta resolución, que luego se trataron digitalmente para amplificar cualquier posible movimiento.

https://culturacientifica.com/app/uploads/2020/07/elife-54536-video1.mp4

 

Los experimentos revelaron que inconsciente e imperceptiblemente, las orejas de los participantes se activaban en la dirección de los sonidos llamativos. Como explica Strauss “la actividad eléctrica de los músculos del oído indica la dirección en la que el sujeto está enfocando su atención auditiva”. Asimismo, cuando los participantes intentaban escuchar un podcast ignorando el segundo, orientaban inconscientemente sus orejas hacia la fuente de interés.

Nada comparable a las acrobáticas habilidades auriculares del caracal, eso sí. Es difícil saber por qué los humanos perdimos la habilidad de orientar nuestras orejas. La movilidad parece haber ido disminuyendo a lo largo de varios millones de años. Nuestras orejas se fueron volviendo más cortas y rígidas y la musculatura degeneró. Pero sin saberlo, como afirma Strauss, nuestra especie podría haber retenido algún recuerdo de esta habilidad de manera puramente vestigial, ”como un ‘fósil neuronal’ que ha sobrevivido en el cerebro durante unos 25 millones de años”.

Gracias Antonio J. Osuna Mascaró por descubrirme esta historia.

Referencia:

Daniel J Strauss, Farah I Corona-Strauss, Andreas Schroeer, Philipp Flotho, Ronny Hannemann, Steven A Hackley (2020) Vestigial auricular motor activity indicates the direction of auditory attention in humans. eLife, 2020; 9 DOI: 10.7554/eLife.54536

Sobre la autora: Almudena M. Castro es pianista, licenciada en bellas artes, graduada en física y divulgadora científica

El artículo Un fósil neuronal de 25 millones de años: los humanos también orientamos las orejas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Zilio primarioa gorputzeko ia zelula mota guztietan dagoen “antena” itxura duen organulua da. Zelularen mintz plasmatikoan kokatuta dago eta zelulaz kanpoko espaziora ateratzen da. Prozesu horretan, zilioak kanpoko seinaleak sentitu eta zelula barnera pasatzen ditu, hainbat prozesu aktibatuz.

Duela urte batzuk, Olatz Pampliegak, Achucarro Basque Center for Neuroscience eta UPV/EHUko Neurozientzia Saileko Ramón y Cajal ikertzaileak, zilio primarioak autofagia prozesua (zelula barneko birziklatze sistema) aktibatzeko gai zirela frogatu zuen.

Ikerketa lerro horretan oinarrituta, gaur egun astrozito eta neuronetan zilioak modulatutako autofagiarik dagoen aztertzen du bere taldeak. Baita zer nolako baldintzetan gertatzen den prozesu hau ere. Olatzekin lotu gara ikerketa honi eta bere erronka nagusiei buruz gehiago jakiteko.

“Zientzialari” izeneko atal honen bitartez zientziaren oinarrizko kontzeptuak azaldu nahi ditugu euskal ikertzaileen laguntzarekin.

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Las reglas de divisibilidad de la aritmética parecen pequeños trucos de magia que nos permiten conocer, de forma más o menos rápida, si un cierto número, por ejemplo, 1.056.475.343, es divisible por 2, 3, 4, 5, 7 u otros números. Aunque nos puedan parecer una tontería, e incluso una simple anécdota matemática, estas reglas son muy útiles. A continuación, mostramos a modo de ejemplo algunas sencillas aplicaciones de algunas de las reglas de divisibilidad.

En más de una ocasión hemos hablado en esta sección del Cuaderno de Cultura Científica de los números primos, aquellos que solamente son divisibles por el 1 y por ellos mismos, como el 2, el 3 o el 11, pero no el 6, divisible también por 2 y 3, como en la entrada Buscando lagunas de números primos o Poema de los números primos. Un resultado sobre números primos fruto de una de las reglas de divisibilidad es el siguiente.

Propiedad 1: No existe ningún número pandigital (recordemos que estos son aquellos que están formados por todas las cifras básicas, con o sin el cero, como 934.521.687 ó 6.054.392.187) que sea un número primo.

También hemos puesto nuestra atención en los números capicúas o palíndromos, en la entrada El secreto de los números que querían ser simétricos, de los que podemos obtener la siguiente propiedad.

Propiedad 2: Los números capicúas con un número par de dígitos son divisibles por 11. Por lo tanto, tampoco son números primos.

Las reglas de divisibilidad, como la del número 9, pueden utilizarse también para el diseño de trucos de magia como el que se explica en este video de la sección Una de mates del programa de televisión, dirigido por José A. Pérez, Órbita Laika, en su segunda temporada, y que me había enseñado mi compañero y amigo Pedro Alegría (UPV/EHU). Lo podéis ver aquí: Una de mates – magia matemática. Y la explicación la podéis encontrar también aquí: El número nueve en una noche de verano.

De la misma forma, hay problemas de ingenio o retos matemáticos relacionados con las reglas de divisibilidad, como el siguiente reto planteado por el matemático británico John Horton Conway (1937-2020), fallecido recientemente como consecuencia del covid-19.

Las diez divisibilidades: Sea el número de diez dígitos ABCDEFGHIJ con todos sus dígitos diferentes (es decir, es un número pandigital), que verifica que:

1. A es divisible por 1,

2. AB es divisible por 2,

3. ABC es divisible por 3,

4. ABCD es divisible por 4,

5. ABCDE es divisible por 5,

6. ABCDEF es divisible por 6,

7. ABCDEFG es divisible por 7,

8. ABCDEFGH es divisible por 8,

9. ABCDEFGHI es divisible por 9,

10. ABCDEFGHIJ es divisible por 10.

¿Cuál es el número ABCDEFGHIJ?

Rue 49 (2019), del artista francés Fernando da Costa. Imagen de la página Artprice

Pero vayamos a las reglas de divisibilidad. Vamos a empezar explicando las reglas en grupos de números relacionados entre sí, siguiendo la idea de Peter M. Higgins en su libro Number Story: From Counting to Cryptography.

Reglas de divisibilidad de 2, 5 y 10. Nuestro sistema de numeración es decimal, es decir, la base de numeración con la que trabajamos es 10. Los divisores de este número son 1, 2, 5 y el propio 10, de hecho, las reglas que vamos a mostrar aquí se podrían extender a cualquier base de numeración b y sus divisores, aunque en esta entrada no dejaremos la base 10 en ningún momento.

La regla de divisibilidad del 10: un número es divisible por 10 si su dígito de las unidades (el primero empezando por la derecha) es 0.

La regla de divisibilidad del 5: un número es divisible por 5 si su dígito de las unidades es 0 o 5.

La regla de divisibilidad del 2: un número es divisible por 2 si su dígito de las unidades es 0, 2, 4, 6 u 8.

De hecho, podríamos reescribir las tres reglas de la siguiente forma: Un número es divisible por 2, 5 o 10, respectivamente, si, y sólo si, lo es su dígito de las unidades. Notemos que decir que las unidades, que van de 0 a 9, son divisibles por 10 es lo mismo que decir que toman el valor 0.

Vamos a dar una pequeña justificación. En general, las reglas de divisibilidad se pueden demostrar utilizando la representación decimal de los números o la aritmética modular, aunque nosotros en esta entrada solo utilizaremos la primera.

Como sabemos, todo número N de n + 1 cifras, cuya representación decimal es N = an an–1 … a2 a1 a0, tiene el valor

Como todos los elementos de la derecha de la expresión anterior, salvo las unidades a0, son múltiplos de 10, entonces para que N sea múltiplo de 10 las unidades a0 tienen que tomar el valor 0. Más aún, como los múltiplos de 10, también lo son de 2 y 5, se deduce que N es múltiplo de 2 o 5, respectivamente, si, y sólo si, la cifra de las unidades a0 también lo es.

Claramente, el número 564.930 es divisible por 10, luego también por 2 y 5, el número 735 es divisible por 5, pero no lo es ni por 2, ni por 10, y el número 614 es divisible por 2, pero no por 5 o 10. Por otra parte, el número inicial 1.056.475.343 no se puede dividir por ninguno de los tres.

Reglas de divisibilidad de 4, 8, 16, … Los criterios de divisibilidad anteriores, para 2, 5 y 10, se pueden extender a las potencias de estos números de una forma sencilla. Empecemos con el número 4.

La regla de divisibilidad del 4: un número es divisible por 4 si, y sólo si, él número formado por los dos primeros dígitos de la derecha (decenas y unidades) es divisible por 4.

Así, el número 5.316 es divisible por 4, ya que el número formado por los dos primeros dígitos de la derecha -16- es divisible por 4, mientras que 3.414 no lo es, por no serlo 14.

La demostración de esta regla es similar a la vista en el apartado anterior. Si tenemos un número N = an an–1 … a2 a1 a0, entonces

Como 100 es divisible por 4, se tiene que N será divisible por 4 si, y sólo si, a1 x 10 + a0 (el número representado por a1a0) es divisible por 4.

Teniendo en cuenta que 100 = 4 x 25, el argumento es válido para 4 (22), 25 (52) y 100 (102). Es decir, un número es divisible por 4, 25 o 100, respectivamente, si, y sólo si, el número formado por los dos dígitos de la derecha del número original, también lo es. Aunque en el caso de 100 lo que quiere decir es que los dos dígitos de la derecha son ceros.

Por ejemplo, el número 4.200 es divisible por 100, luego por todos los divisores de 100, el número 763.475 es divisible por 25, pero no por 100, ni por 4.

El argumento de la demostración anterior nos sirve para obtener una familia de reglas de divisibilidad generales para todas las potencias de 2, 5 y 10, que podemos formular como:

Un número es divisible por 2k, 5k o 10k, respectivamente, si, y sólo si, el número formado por los k dígitos de la derecha del número original, también lo es.

Por ejemplo, el número 54.237.983.152 es divisible por 16 (= 24) ya que el número formado por los cuatro dígitos de la derecha, 3.152 también se puede dividir por 16 (3.152 = 197 x 16). Lo curioso es que podemos seguir añadiendo dígitos a la izquierda del número para obtener números más grandes y la divisibilidad por 16 se mantendrá en todos ellos. Así, el número 712.834.554.237.983.152 sigue siendo divisible por 16, ya que la regla estudiada nos dice que solo importan los cuatro dígitos de la derecha (3.152).

N.B. #5 (1989), del artista Craig Kauffman. Imagen de la publicación Craig Kauffman: The Numbers Paintings from 1989, de la Frank Lloyd Gallery

 

Reglas de divisibilidad de 3, 6, 9, 12 y 15. Las reglas de divisibilidad del 3 y el 9 suelen ser de las pocas reglas, además de las de 2, 5 y 10, que suelen aprenderse en la escuela.

Mientras que las reglas anteriores implicaban solo a una pequeña parte del número, formado por cierto grupo de dígitos de su parte derecha, en los criterios de divisibilidad que vamos a ver ahora están implicados todos los dígitos del número.

La regla de divisibilidad del 3: un número es divisible por 3 si, y sólo si, la suma de sus dígitos es divisible por 3.

La demostración, haciendo uso de la representación posicional decimal de los números, es también muy sencilla. Si tenemos, de nuevo, un número N con n + 1 dígitos, N = an an–1 … a2 a1 a0, y le restamos la suma de sus dígitos, queda lo siguiente:

Como el resultado es múltiplo de 3, de hecho, también es múltiplo de 9, entonces el número N = an an–1 … a2 a1 a0 es divisible por 3 si, y sólo si, lo es también la suma de sus dígitos (an + an–1+ … + a2 + a1 + a0).

Veamos si el número del principio, 1.056.475.343, es divisible por 3. No lo es, ya que la suma de sus dígitos es 38, que no es divisible por 3. Por otro lado, el número 197.536.892.361 sí es divisible por 3, ya que a suma de sus dígitos es 60, claramente múltiplo de 3.

Como la condición que debe cumplir un número para ser divisible por 3 es que la suma de los dígitos del mismo también sea divisible por 3, se puede aplicar de nuevo la regla de divisibilidad a esta última cantidad, si fuese grande. Es decir, tenemos una regla que se puede aplicar de forma recursiva. Por ejemplo, para saber si el número 794.612.966.663.462.659.937 es divisible por 3, hay que sumar sus dígitos y esa suma es 116, pero a su vez para saber si este es divisible por 3 sumamos sus dígitos 1 + 1 + 6 = 8, cuyo resultado no es divisible por 3, luego tampoco el número enorme anterior.

Además, el argumento que se ha realizado para el número 3 demuestra lo mismo para el número 9.

La regla de divisibilidad del 9: un número es divisible por 9 si, y sólo si, la suma de sus dígitos es divisible por 9.

Ya estamos en condiciones de demostrar la propiedad 1 enunciada al principio de esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica: No existe ningún número pandigital que sea un número primo. El motivo es que la suma de los dígitos de un número pandigital es 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 = 45, que es múltiplo de 9, luego cualquier número pandigital es múltiplo de 9, luego no es primo.

Por otra parte, el truco de magia de la serie Una de mates (Órbita Laika) que mencionábamos antes, está basado en esta regla del 9, como se explicaba.

Veamos una variante de ese truco. Se pide a una persona que piense –y escriba en un papel– un número de cinco o seis dígitos, aunque puede ser otra cantidad de dígitos. Por ejemplo, el número 632.571. Se puede enseñar el número a las demás personas “al resto del público”, pero no a la persona que le hace el truco. Después se le pide que cambie, a su gusto, el orden de los dígitos del número. Por ejemplo, 521.736. Y, además, que reste el mayor del menor, 632.571 – 521.736 = 110.835. A continuación, se le pide que elija uno de los dígitos no nulos del número que ha resultado de la resta. Supongamos que elige el 1. Lo siguiente es que diga en alto el resto de los dígitos y la persona que hace el truco adivinará, por arte de magia, el dígito que falta. La clave está en que el número resultante de la resta, en el ejemplo, 110.835, es siempre divisible por 9 (es sencillo justificar esto utilizando la representación decimal de los números), luego verifica la regla de divisibilidad. Como ha elegido el 1, la suma del resto es 1 + 0 + 8 + 3 + 5 = 17, y aplicando la regla de nuevo 1 + 7 = 8. Como falta 1 para llegar a 9, entonces, ese es el dígito elegido y oculto.

The world of numbers, XL canvas Science art (2020), de la artista rusa Anastasia Vasilyeva. Imagen de Saatchi Art

Las reglas de divisibilidad de los números 6 = 2 x 3, 12 = 3 x 4 y 15 = 3 x 5 son consecuencia inmediata de las reglas anteriores, por ejemplo, un número es divisible por 6 si es divisible por 2 y 3.

La regla de divisibilidad del 6: un número es divisible por 6 si, y sólo si, el dígito de las unidades es 2, 4, 6, 8 o 0, y la suma de sus dígitos es divisible por 3.

La regla de divisibilidad del 12: un número es divisible por 12 si, y sólo si, la suma de sus dígitos es divisible por 3 y el número formado por los dos dígitos de la derecha del número es divisible por 4.

La regla de divisibilidad del 15: un número es divisible por 15 si, y sólo si, el dígito de las unidades es 0 ó 5, y la suma de sus dígitos es divisible por 3.

Reglas de divisibilidad de 7, 11 y 13. Empecemos por la regla de divisibilidad del 11, que es la más sencilla de formular y de explicar.

La regla de divisibilidad del 11: un número es divisible por 11 si, y sólo si, la suma alternada de sus dígitos (es decir, se va alternando suma y resta) es múltiplo de 11 (incluido el 0).

Veamos algún ejemplo. Empecemos por el número con el que abríamos esta entrada, el 1.056.475.343. Calculemos la suma alternada de sus dígitos 1 – 0 + 5 – 6 + 4 – 7 + 5 – 3 + 4 – 3 = 0, luego es múltiplo de 11. Otro ejemplo sería el número 2.519, cuya suma alternada de sus dígitos es 2 – 5 + 1 – 9 = – 11, luego efectivamente el divisible por 11.

Ahora veamos la propiedad 2 enunciada al principio de esta entrada: Los números capicúas con un número par de dígitos son divisibles por 11.

En los números capicúas con una cantidad par de dígitos, como 327.723, los dígitos que ocupan posiciones impares y pares son los mismos, e igual a los dígitos que están en la derecha y la izquierda del número (posiciones impares desde la izquierda, 3, 7, 2, mientras que en las pares 2, 7, 3), luego la suma alternada es cero, por lo que se cumple la regla de divisibilidad del 11.

Veamos la razón por la que este criterio de divisibilidad funciona. Si tenemos un número N con n + 1 dígitos, N = an an–1 … a2 a1 a0, cuyo valor será entonces

tenemos que tener en cuenta que, como buscamos la multiplicidad con el número 11, se producen las siguientes igualdades de las potencias de 10,

que llevadas a la formula anterior nos dicen que el número N es múltiplo de 11 si la suma alternada

es múltiplo de 11.

Número 11 (2012), del artista colombiano Oscar Murillo. Imagen de Art Sy

Terminemos este grupo expresando similares criterios de divisibilidad para los números 7, 11 y 13. Estos se pueden demostrar con un argumento similar al anterior, teniendo en cuenta el hecho de que 1001 = 7 x 11 x 13.

La regla de divisibilidad del 7, 11 y 13. Un número es divisible por 7, 11 o 13, respectivamente, si la suma alternada de los grupos de tres dígitos, empezando por la derecha, también lo es.

Por ejemplo, si tomamos la suma alternada de los grupos de tres dígitos del número 5.166.574.959 se obtiene 959 – 574 + 166 – 5 = 546. Como 546 es el producto de 6, 7 y 13, se deduce que el anterior número es divisible por 7 y 13, pero no por 11.

Serie “…. dos números ordinais: 9” (2018), del artista gallego Faustino Seijas Seoane. Imagen de la página web del artista

A lo largo de esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica hemos visto los criterios de divisibilidad de los números de un dígito, es decir, de las cifras básicas de nuestro sistema de numeración, y de algún número más, como 11, 12, 13 o 15, por lo que estamos en condiciones de resolver el reto matemático de John H. Conway de “las diez divisibilidades”. Espero que os animéis a resolverlo por vuestra cuenta … la respuesta al mismo es 3.816.547.290, aunque lo interesante es el camino para llegar a ella, ¡que lo disfrutéis!

Bibliografía

1.- Alex Bellos, Did you solve it? John Horton Conway playful maths genius, The Guardian, 2020.

2.- Martin Gardner, The Unexpected Hanging and other Mathematical Diversions, University of Chicago Press, 1991.

3.- Peter M. Higgins, Number Story: From Counting to Cryptography, Springer-Verlag, 2008.

4.- Ellina Grigorieva, Methods of Solving Number Theory Problems, Birkhauser, 2018.

Sobre el autor: Raúl Ibáñez es profesor del Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU y colaborador de la Cátedra de Cultura Científica

El artículo Las curiosas reglas de divisibilidad se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Josu Lopez-Gazpio Kukuak hegazti bereziak dira, sarritan kultura herrikoiarekin eta folklorearekin lotuta daudenak. Egiten duten migrazioaren kausaz, kukuaren kantua entzutea neguaren eta hotzaren amaierarekin lotzen da, udaberria datorreneko seinalea. Hainbat esaera zahar ditugu kukuarekin lotuta, agian ezagunena denak dio, apirileko lehen egunetan kukuaren kantua lehen aldiz entzutean poltsikoan dirua badaukagu, urte oparoa izango dela. Ez dakit norbaitek Onon kukuaren kantua entzun ote duen, baina, zientzialariak txundituta utzi dituen migrazioa egin berri du: 26.000 kilometroko bidea egin du Mongoliatik Afrikako hegoalderaino eta bidea egiten zuen bitartean, ospetsua egin da Indian, Kenian eta Suedian.

Irudia: Kuku arrunta, Cuculus canorus. (Argazkia: TheOtherKev – domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)

Onon kukua Mongoliatik aldetzen hasi zen 2019ko ekainean, ikertzaile-talde batek jarritako lokalizagailuarekin batera. Beste lau kukuri ere jarraipena egiteko tresnak jarri zizkieten eta noski, ikertzaileek ez zekiten beste noizbait kuku haien berri izango ote zuten. Duela gutxi, bai, bost kukuetako baten berri izan dute berriro, Onon kukua, eta bere gailua aztertzean emaitza ikaragarriak lortu dituzte. Onon kukuak 26.000 kilometroko bidaia egin zuen, lurreko hegazti baten kasuan dokumentatu den bidaiarik luzeenetakoa. Maiatzaren 27an itzuli zen Onon Mongoliara eta tarte guzti horretan, Mongolia Cuckoo Project ekimenari esker online jarraitu ahal izan da bere migrazioa. Koronabirusak eragindako pandemiak gure mugak eta mugikortasuna oztopatzen zituen bitartean, Ononek hogeita zazpi muga zeharkatu ditu eta hamasei herrialde desberdinetatik pasa da. Hedabideek kukuaren bidaiaren jarraipena egin dute eta, horrexegatik, zenbait lekutan Onon kukua ezaguna bilakatu da. Une honetan ikertzaileak kukuaren gailua aztertzen ari dira kukuen migrazio luzeak hobeto ulertu ahal izateko; izan ere, Onon kukuaren bidaia bereziki luzea izan da. Kukuek egunean 1.000 kilometro egin ditzakete elikagai bila egiten dituzten migrazioetan. Kukuek beldarrak atsegin dituzte eta horiek ugariagoak dira leku eguzkitsu eta beroetan. Euskal Herrian apiriletik irailera egoten dira kukuak eta, ondoren, Afrikan igarotzen dute negua. Mongolia inguruko kukuek, aldiz, Asia hegoaldean edo Australasian igarotzen dute negua, baina, kasu honetan Ononek nahiago izan du Afrikarainoko bidea. Oraindik ez dago guztiz argi zein den bidaia luze horren arrazoia, baina, litekeena da Ononek nahiko elikagai aurkitzea bidean eta, hortaz, beste espezie batzuk baldin bazeuden Asia hegoaldean, erosoagoa izan liteke Afrikarainoko bidea. Udaberria Euskal Herrian igarotzen duten kukuen kasuan, 9.000 kilometro inguruko bidaia egin behar izaten dute Afrika hegoalderaino eta normalean gauez bakarrik egiten dute. Kukuak animalia bereziak dira oso eta, ziur aski, haien berezitasunik nabarmenena ugalketa da. Har dezagun bada, Onon kukuak eman digun aukera kukuen ugalketa zertan den azaltzeko.

Kukuaren ezaugarriak eta ugalketa

Kuku arrunta –Cuculus canorus- Cuculidae familiako hegaztia da. 32 eta 36 cm arteko luzerakoa eta 54 eta 60 cm arteko hego-zabalerakoa. Tamaina ertaina du, isats zabala eta puntadun hegalak. Horrexegatik, hegaldian hegazti harrapari txiki baten antza du, esaterako, gabiraia edo belatz gorria. Kukuaren ezaugarri bereizgarrienetako bat arrautzak hegazti txikiagoen habietan jartzean datza, alegia, habi-parasitismoan oinarritzen da kukuaren ugalketa. Kukuak beste hegaztien habietan jartzen ditu arrautzak eta, horrela, hegazti horrek inkubatzen ditu arrautzak eta baita txita elikatu ere. Eme bakoitza hogeita bost arrautza inguru jartzera iritsi daiteke, banaka-banaka, beste habietan -bertan zegoen arrautzetako bat ere kentzen du-. Parasitatutako hegaztiak ez badira konturatzen arrautzak ez direla haienak, inkubazioak aurrera jarraituko du. Esan behar da, bestalde, kukuaren arrautzak parasitatutako hegaztien arrautzak imitatzen dituztela. Kukuak kaskabeltzen eta txantxangorrien habietan jartzen ditu arrautzak, besteak beste, baina, ehunaka espezie desberdinetako habietan arrautzak jartzeko gai dela dokumentatu da. Era berean, kukuak harrapari txikien antza duenez, errazagoa da habiaren jabeak uxatzea.

Kukuaren estrategia bikaina da, Naturaren konplexutasunaren adierazle zoragarria. Kukuak parasitatzen dituen hegaztien inkubazioa pixka bat luzeagoa da kukuarena berarena baino. Kaskabeltzaren eta txantxangorriaren inkubazioa hamalau egunekoa da, baina, kukuarena hamabi egunekoa besterik ez. Bi egun horietako epea gakoa da kuku jaioberria handiagoa eta indartsuagoa izateko beste txitak jaiotzen direnean. Zein da, baina, horren helburua? Bada, kuku jaioberriak nahikoa indar daukanean, oraindik ireki ez diren arrautzak eta beste txita jaioberriak habiatik botatzeko gai da. Horrela, habiaren jabe diren gurasoen arreta eta elikagai guztiak kukuarentzat dira. Azaldutakoa ondo ikusi daiteke jarraian dagoen bideoan eta, zalantzarik gabe, Naturaren gordintasuna agerian geratzen da.

Ziur asko, gure ikuspegitik zaila egiten zaigu horrelako irudiek ez aztoratzea, baina, ez dugu ahaztu behar animaliak bizirik irauteko eta modu eraginkorrean ahalik eta gehien ugaltzeko diseinatuta daudela. Hobeto esanda, hori modurik onenean lortu duten espezieek jarraitzen dute aurrera. Ikuspuntu horretatik, kukuaren estrategia oso eraginkorra da. Nolanahi ere, kukuak hamahiru eta hogei egun artean pasatzen ditu habian eta ondoren, alde egiten du. Esan behar da kuku eme bakoitza espezie mota bat parasitatzen espezializatzen dela, ziur aski, bera jaio zen habiako espezie bera. Guzti horren gainetik, nekez esan daiteke kukua hegazti ankerra denik. Naturaren legeetara ondo egokitu den animalia zoragarria da eta gure basoetan lan garrantzitsua egiten du. Pinudiak erasotzen dituzten pinu-beldarrak jaten ditu eta baita beste hainbat intsektu ere. Naturaren oreka bermatzeko ezinbestekoa den animalia da kukua. Bada, laster esango diogu agur kukuari edo, hobeto esanda, hurrengo urtera arte!

Informazio gehiago:

• Cuco común, Sociedad Española de Ornitología, seo.org
• Cloud cuckoo land? How one bird’s epic migration stunned scientists, Rebecca Ratcliffe, theguardian.com, 2020

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Egileaz: Josu Lopez-Gazpio (@Josu_lg) Kimikan doktorea, irakaslea eta zientzia dibulgatzailea da. Tolosaldeko Atarian Zientziaren Talaia atalean idazten du eta UEUko Kimika sailburua da.
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Pechblenda del depósito de Niederschlema-Alberoda (Alemania)

Uno de los colegas de Becquerel en París era el físico Pierre Curie, quien se había casado recientemente con una física nacida en Polonia, Maria Skłodowska, quien a partir de ese momento pasó a ser conocida como Marie Curie.

Marie Curie realizó un estudio sistemático de los rayos Becquerel y buscó otros elementos y minerales que pudieran emitirlos. Usando un tipo de electrómetro piezoeléctrico muy sensible que Pierre Curie y su hermano Jacques [1] acababan de desarrollar, midió la pequeña corriente eléctrica producida cuando los rayos ionizan el aire. Marie asumió que esta corriente era proporcional a la intensidad de los rayos [2]. Con esta nueva técnica, Curie podría dar un valor numérico al efecto ionizante producido por los rayos. Estos valores se reproducían [3] de un experimento al siguiente efectuados con la misma muestra.

Uno de los primeros resultados de Marie Curie fue el descubrimiento de que el elemento torio (Th) y sus compuestos emitían radiaciones con propiedades similares a las de los rayos de uranio [4]. El hecho de que el torio emita rayos como los del uranio era de gran importancia; demostraba que los rayos misteriosos no eran una propiedad característica de un solo elemento.

El descubrimiento estimuló la búsqueda de otros elementos que pudieran emitir rayos similares. El hecho de que el uranio y el torio fueran los elementos con las mayores masas atómicas conocidas apuntaba a que los elementos muy pesados podrían tener propiedades especiales diferentes de las de los elementos más ligeros.

La evidente importancia y transcendencia de los problemas que planteaba el descubrimiento de los rayos de uranio y torio llevó a Pierre a dejar de lado sus investigaciones en otros campos de la física y unirse a Marie Curie para trabajar en estos nuevos problemas.

La pareja no era consciente en ese momento que se embarcaba en una tarea titánica. Primero, descubrieron que la intensidad de la emisión de cualquier compuesto de torio era directamente proporcional a la fracción en peso del elemento metálico de torio presente. Además, la cantidad de radiación era independiente de las condiciones físicas o la combinación química de los elementos activos [5]. Estos resultados llevaron a los Curies a la conclusión de que la emisión de los rayos dependía solo de la presencia de átomos de cualquiera de los dos elementos: uranio o torio. Los átomos de otros elementos presentes simplemente estaban inactivos o absorbían parte de la radiación. Esta primera conclusión fue especialmente importante porque fue la que permitió a los Curies interpretar sus experimentos posteriores.

Comenzaron a estudiar la radiación de minerales de forma sistemática. Cuando examinaron la pechblenda, un mineral que contiene aproximadamente 80% de óxido de uranio (U3O8) [6], descubrieron que la emisión de rayos becquerel, medida por su efecto en el aire ionizante, era aproximadamente cuatro o cinco veces mayor que cabía esperar en función de la cantidad de uranio en el mineral. Comprobaron que los otros elementos conocidos en ese momento que estaban asociados con el uranio en la pechblenda, como el bismuto y el bario, no eran activos, o como Marie Curie se refería ahora al nuevo fenómeno, no eran «radiactivos«. Entonces, si la emisión de rayos es un fenómeno atómico, la radiactividad inesperada de la pechblenda solo podía explicarse por la presencia de otro elemento en la pechblenda, desconocido, que tenía que ser más radiactivo que el uranio mismo.

Notas:

[1] Los hermanos Curie pueden ser considerados los descubridores de la piezoelectricidad.

[2] Marie Curie asumió algo que resultó ser cierto. Podía perfectamente no haberlo sido.

[3] Se entiende que dentro de unas pequeñas variaciones.

[4] El mismo hallazgo se produjo independientemente y poco más o menos a la vez en Alemania por parte de Gerhardt C. Schmidt.

[5] Recordemos que Becquerel había encontrado algo similar para los compuestos de uranio.

[6] Si nos ponemos estupendos la pechblanda es en realidad una forma impura de la uraninita, que es mayoritariamente óxido de uranio UO2. Se puede interpretar que la pechblenda es en realidad uraninita que se ha oxidado, pasando de UO8/4 a UO8/3

Uraninita.

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

El artículo No solo el uranio emite rayos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Primeros experimentos con el uranio
2. El descubrimiento de Becquerel
3. El descubrimiento de los rayos X

Leire Sangroniz, Ainara Sangroniz Zientzia eta teknologiaren garapenak material hobeak eta arinagoak lortzea ahalbidetu du eta kirolarien errendimendua areagotu da, ondorioz. Baina non dago muga? Izan ere ekipamenduak kirolari bati, aurkarien aurrean, abantailak ematen dizkionean dopin teknologikoaz hitz egiten da. Dopin teknologikoa zenbait kiroletan gertatu izan da: txirrindularitzan, tenisean, atletismoan eta baita golfean ere. Adibide guztien artean aipatzekoa da igeriketaren kasua; izan ere, pasa den hamarkadan bainujantziek zalaparta handia sortu zuten Olinpiar Jokoetan.

XX. mende hasieran bainujantziak diseinatzerakoan ez zen kontuan hartzen igerilariak izango zuen abiadura: artilezko kamiseta eta galtzak berehala bustitzen ziren eta pisua hartzen zuten. Baina garai hartan pentsaezina zen arinagoa den zerbait eramatea.

1. irudia: Arne Borg igerilari suediarra 1927. urtean Speedo etxearen Racerback bainujantzi batekin. (Argazkia: V&A / Museum of Applied Arts and Sciences)

Lehenengo aldaketa garrantzitsua 1927an gertatu zen, Speedo etxeak Racerback bainujantzia merkaturatu zuenean; hark sekulako iraultza eragin zuen, izan ere bainujantzia estu moldatzen zen gorputzera. Sorbaldak eta bizkarra agerian uzten zituen mugimendua errazteko eta artilez beharrean zetaz egina zegoen. Bere garaian bainujantzi hau oso berritzailea izan zen eta hondartza askotan debekatu egin zen hura erabiltzea. Ondorengo urteetan oihal sintetikoen garapenak, hau da polimeroz eginiko oihalak, bainujantzi arinagoak egitea ahalbidetu zuen, horien artean nylona (poliamida) 50eko hamarkadan edo elastanoa (polieter poliurea kopolimeroa) 70eko hamarkadan. Material hauek nahiko berriak ziren garai hartan, XX. mende hasieran eta erdialdean sortu baitzituen, hurrenez hurren, DuPont etxeak. Hurrengo urteetan joera berdina izan zen: polimerozko oihalak eta bainujantzi txikiagoak, arinagoak eta estuagoak.

Speedo etxeak aurrerapenak egiten jarraitu zuen 2000 urtean Fastskin bainujantzia garatuz. Hark V itxurako markak zituen gainazalean urarekiko erresistentzia txikitzeko eta kirolariek Sydneyko jokoetan erabili zuten. Ondoren, 2008an LZR Razer bainujantzia garatu zuten; bainujantzi horrekin argi geratu zen teknologiak kirolarien errendimenduan daukan eragina, bereziki igeriketan. Beijingeko Olinpiar Jokoetan (2008) igeriketako 25 munduko marka hautsi ziren. Emaitza hauen atzean kirolarien sasoi ona ez ezik zerbait gehiago zegoen: aipaturiko Speedo etxearen LZR Racer bainujantzia. Hain zuzen ere domina bat irabazi zuten igerilarien % 98k bainujantzi hori zeraman.

Bainujantzi honek igerilarien errendimendua hobetzen zuen igerilarien muskuluak konprimituz eta itxura hidrodinamikoago bat lortuz. Gainera zangoetatik eskumuturretara estaltzen zuen gorputza eta bainujantziaren eta larruazalaren arteko aire burbuilak harrapatzen zituen flotagarritasuna handituz.

Aipatzekoa da jantzia hidrofobikoa den poliuretano materialaz egina zegoela, horrek badu abantaila bat: ura aldaratzen du. Hala ere bainujantzia ezin zen poliuretano hutsez egin jantzia hauskorra bihurtzen baitzen. Hori dela eta, beste polimero bat gehitzen zitzaion, bereziki tratatutako poliamida, hidrofobizitatea areagotu eta urik ez xurgatzeko. Gainera haren piezak ultrasoinu bidez zeuden lotuta josturarik ez izateko eta erresistentzia txikitzeko.

2. irudia: Nađa Higl igerilaria 2010eko Europako Ur Txapelketan 2008an Jaked etxeak plazaratu zuen “Super-body Jaked J01” bainujantziarekin. (Iturria: Wikipedia – domeinu publikoko argazkia)

Egindako ikerketen arabera, bainujantzi honen arrakasta flotagarritasunean zegoen; izan ere, igerilarien azalaren eta bainujantziaren artean gelditzen ziren aire burbuila txikiek flotagarritasuna hobetzen zuten. Airearekiko erresistentzia urarekikoa baino askoz txikiagoa denez, edozein aldaketa txikik eragin handia dauka abiaduran.

Beste etxeek ere aurrerapenak egin zituzten; esaterako, Arenak guztiz poliuretanoz eginiko bainujantzia garatzea lortu zuen. Horrela Speedoren bainujantzia zaharkitua geratu zen; izan ere, Arenaren poliuretano hutsez egindako bainujantziak erresistentzia txikiagoa azaltzen du urarekiko guztiz iragaztezina eta hidrofobikoa baita. 2009ko munduko igeriketa txapelketan ia igerilari guztiek Arena etxeko bainujantzi bat zeramaten.

Egoera hau ikusita, Nazioarteko Igeriketa Federazioak (FINA) arazo bat zegoela ikusi zuen. Munduko markak erraz hausten ziren eta balioa galdu zuten, eta, ondorioz, horrek kirolari eta ikusleen artean haserrea piztu zuen. Dopin teknologikoaz hitz egin zen, hain zuzen ere lorturiko emaitzak teknologiari esker erdietsi zirelako eta ez soilik igerilariaren ahaleginari esker. Erakundeak mota honetako bainujantziak debekatzea erabaki zuen 2009 urte amaieran. Aurrerantzean soilik iragazkorrak ziren oihalak; hau da, aire burbuilak osatzen ez dituzten jantziak erabili beharko ziren. Horretaz gain, bainujantziaren dimentsioak ere mugatu zituzten: gizonen kasuan gerritik belauneraino soilik; emakumeen kasuan, berriz, ezin dira sorbalda baino haratago joan, ezta belauna baino beherago.

Ziur aski etorkizunean ere, zientzia eta teknologiak aurrera egin ahala, agerian geratuko da kirol ekipamenduaren hobekuntzaren eta dopin teknologikoaren arteko muga estua.

Iturriak:

• Roberst, Jacob (2017). Winning Skin. Science History Institute, 2017ko otsailaren 9a.
• Morrison, Jim (2012). How Speedo Created a Record-Breaking Swimsuit. Scientific American, 2012ko uztailaren 27a.
• Trinidad Morales, A.; Tamayo Fajardo, J. A.; González-García, H. (2019). High-Speed Swimsuits and Their Historical Development in Competitice Swimming. Frontiers in Psychology, 10, 2639. DOI: 10.3389/fpsyg.2019.02639
• Blanco, J.F., Hunt-Hurst, P. K., Doerin, M.D., Vaughan-Lee, H. (2016). Clothing and Fashion: American Fashion from Head to Toe. ABC-CLIO, Santa Barbara, California.
• Nasa Spinoff. Space Age Swimsuit Reduces Drag, Breaks Records. 2020ko uztailaren 2an kontsultatua.

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Egileez: Leire Sangroniz eta Ainara Sangroniz Kimikan doktoreak dira eta UPV/EHUko Kimika Fakultatearen, Polimeroen Zientzia eta Teknologia Saileko ikertzaileak Polymat Institutuan.

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Alberto Mercado Saucedo

Ilustración de Constanza Rojas-Molina. Todos los derechos reservados; cesión en exclusiva para su publicación en el Cuaderno de Cultura Científica.

 

Inmóvil, sin siquiera parpadear, recorre los hexágonos del panal de abejas que la ha hipnotizado. Las figuras geométricas perfectas se extienden una al lado de la otra, hasta llenar toda la superficie. Por algunos instantes Graciela no presta atención a ninguna otra cosa, maravillada como una niña que descubre la simetría de la naturaleza.

Graciela Salicrup (1935-1982) fue profesora e investigadora de la UNAM en Ciudad de México. La imagen anterior quedó grabada en el recuerdo de sus amigos y familiares durante la visita que realizaron en grupo a un criadero de abejas que mantenía como aficionado uno de los colegas de la universidad. Hay varios testimonios de la dedicación con la que Graciela impartía clases e investigaba, como si contemplara aquellos hexágonos en cada página de su cuaderno, en cada pizarra, concentrada en un objetivo de manera total. Pero la verdad es que su trayectoria fue algo singular y no se dio precisamente en línea recta, sino que tuvo varios giros antes de llegar a las matemáticas.

Cuando terminó la educación media, al parecer no contó con el apoyo de su familia para seguir la disciplina que más la apasionaba: las matemáticas. No sabemos qué tan difícil fue para Graciela el que sus padres no compartieran su entusiasmo, pero lo cierto es que tomó entonces una opción más “tradicional” y estudió arquitectura. Se tituló en 1959 y, ya como arquitecta, escogió un camino algo peculiar: incursionó en la arqueología.

Colaboró con Laurette Séjourné, arqueóloga y antropóloga italiana que había llegado a México a sus 31 años y habría de quedarse por el resto de su vida. En equipo con otros colaboradores, estudiaron la arquitectura de Teotihuacan, la enorme ciudad cuyos restos incluyen las pirámides del Sol y de la Luna, y que forma el sitio arqueológico que en nuestros días es el más visitado de todo México. Esta ciudad fue el hogar de una civilización que tuvo su apogeo siglos antes del imperio mexica -también conocido como azteca- y por supuesto, antes de la llegada de los españoles al continente. Los aztecas creían que Teotihuacán, que significa ciudad de dioses, había sido construida por gigantes que todavía habitaban la tierra, ocultos de ellos en alguna parte.

El misterio de la cultura teotihuacana se mantuvo por mucho tiempo y no solo para los aztecas, pues a mitad del siglo XX no había casi ninguna certeza sobre su historia, y los trabajos de Séjourné se convirtieron en importante referencia. En alguna de sus publicaciones en colaboración con Graciela, podemos percibir una fascinación ante la geometría de las construcciones prehispánicas, vistas en este caso a través de las descripciones de los pocos registros que llegaron a sus días. Podría decirse que las autoras intentan resolver algo así como el problema inverso de descubrir la finalidad de los distintos lugares a partir de su geometría: si este espacio fue una sala, si aquel una explanada, un lugar de reunión, de oración. Todo ello a partir de los registros de las formas que parecen haber tenido: descubrir el día a día de la ciudad a partir de las pocas descripciones de ella que quedaron registradas.

Después de algunos años dedicada a la arquitectura y a la arqueología, el camino de Graciela tomó otro rumbo. Quizá inspirada por la geometría de la ciudadela o debido al esfuerzo de descifrar otros lenguajes, lo cierto es que algo hizo reaparecer la pasión de Graciela por el universo de las matemáticas. O en realidad tal pasión siempre estuvo ahí, el punto es que Graciela, con 30 años de edad y siendo madre de tres hijos, tomó una decisión que haría dudar a cualquiera: regresar a la universidad, ahora a estudiar matemáticas.

Terminó con éxito la carrera, seguramente gracias a su tesón y a su capacidad de concentrarse en los temas que la maravillaban. Comenzó a impartir clases en la Facultad de Ciencias de la UNAM y se acercó a la investigación como discípula de Roberto Vasquez, uno de los primeros topólogos mexicanos, bajo cuya dirección realizó el doctorado y se convirtió en investigadora en matemáticas. Podríamos decir que Graciela es la creadora, junto con otros colegas en el mundo, de la topología categórica, un área de investigación donde se cruzan la topología y la teoría de categorías.

¿Qué es la topología? Para responder esta pregunta, pensemos en otra área que conocemos en la escuela básica: la geometría, que estudia propiedades como la medida de un segmento, el ángulo entre dos rectas y el área de una figura. Estas propiedades tienen algo en común: permanecen sin cambio cuando se les aplican transformaciones rígidas, como una traslación o una rotación. Precisamente, la geometría estudia las propiedades que no cambian bajo estas transformaciones.

Pues bien, la topología es un área de las matemáticas que estudia las propiedades que no cambian, pero ahora bajo transformaciones continuas. Esto significa que dos objetos son topológicamente equivalentes si uno puede transformarse en el otro por medio de una deformación que no tenga cambios abruptos como cortes o saltos. Un trazo cerrado de un circulo es topológicamente equivalente al de un triángulo y al de un rectángulo; los dibujos de las letras “x” y “k” son topológicamente equivalentes entre ellas, pero no al dibujo de la letra “o”. Estos son ejemplos sencillos, pero sucede que para ciertos fenómenos, son las diferencias topológicas las que cuentan, como en un circuito eléctrico: no importa la distancia entre dos nodos, lo que interesa es la conectividad entre ellos. La topología sistematiza estos invariantes que ocurren no solo en figuras del plano o del espacio, sino en conjuntos abstractos, con elementos dados por números, vectores, funciones –que pueden representar alguna propiedad de un fenómeno dado, por cierto– u otros objetos. Es un área central de las matemáticas, que se relaciona con otras teorías y forma parte del análisis, de la topología algebraica, entre otras disciplinas del mundo matemático.

Por otra parte, la teoría de categorías proporciona una manera muy general de estudiar un concepto matemático dado, es un paso más allá en la abstracción. En teoría de categorías se estudia no un espacio sino un conjunto de espacios de algún tipo, junto con las relaciones que se dan naturalmente entre ellos. El principal objeto de estudio de la topología categórica es Top, la categoría formada por dos tipos de ingredientes: por una parte, todos los espacios topológicos, y por otra, todas sus funciones continuas (que son las transformaciones que no cambian las propiedades topológicas). El trabajo de Graciela se centró en la estructura de esta inmensa categoría, en el estudio de las propiedades que poseen sus distintas subcategorías y en las relaciones entre ellas.

Graciela publicó varios artículos, comenzando por su tesis de licenciatura y luego los que surgieron de su tesis de doctorado. Estos primeros trabajos fueron publicados en español, por lo que no tuvieron tanta difusión en la comunidad matemática internacional, pero su investigación continuó avanzando y Graciela llegó a colaborar, a finales de los años setenta, con expertos mundiales en la naciente área de la topología categórica, publicando en conjunto varios artículos. También, Graciela es recordada como destacada docente en la universidad, y su libro “Introducción a la topología”, editado por la Sociedad Matemática Mexicana, se convirtió en una referencia clásica para tantos estudiantes de la disciplina en México.

En 1982, Graciela sufrió un trágico accidente del que no se recuperó. Falleció a los 47 años, cuando se encontraba en plena actividad como matemática. En su recuerdo, el auditorio del Instituto de Matemáticas de la UNAM lleva su nombre, en un merecido homenaje. Sin duda que Graciela fue una entrañable persona que dejó un importante legado a sus cercanos y a toda la comunidad matemática, y cuya pasión por el conocimiento sigue siendo una gran motivación para jóvenes estudiantes.

Referencias:

Laurette Séjourné. Graciela Salicrup realizó las reconstrucciones arquitectónicas. Teotihuacan, metropole de l’Amerique. Editor: François Maspero, «Les Textes à l’appui» (1969)

Séjourné, Laurette. Lavantamientos y perspectivas por Graciela Salicrup. Arquitectura y pintura en Teotihuacan. Editorial: Siglo Veintiuno, Mexico, 1966

Claudia Gómez Wulschner. Ecos del pasado… luces del presente Graciela Salicrup (1935-1982).  Miscelánea Matemática 44 (2007, págs. 1-9). Sociedad Matemática Mexicana.

Graciela Salicrup. Introducción a la topología. Editado por J. Rosenblueth y C. Prieto. Sociedad Matemática Mexicana, Aportaciones Matemáticas: Textos 1993.

Salicrup,Graciela. Categorical topology. The complete work of Graciela Salicrup. Edited by Horst Herrlich and Carlos Prieto. Aportaciones Matemáticas: Notas de Investigación [Mathematical Contributions: Research Notes], 2. Sociedad Matemática Mexicana, México, 1988. 

Carlos Prieto. Graciela Salicrup, Pionera de la topología categórica. Coloquio del Instituto de Matemáticas, 4 de junio de 2007.

Sobre el autor: Alberto Mercado Saucedo es profesor de matemáticas en la Universidad Técnica Federico Santa María (Valparaíso, Chile)

Sobre la ilustradora: Constanza Rojas Molina es profesora del departamento de matemáticas de la CY Cergy Paris Université (Cergy-Pontoise, Francia)

El artículo Graciela Salicrup: una vida continua se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Vida de Galileo
2. ¡Iniesta de mi vida!
3. 42, la respuesta definitiva a la vida, el universo y todo lo demás

Juan Ignacio Pérez Iglesias 1909. urtean, Kikunae Ikeda kimikako irakasleak artikulu bat argitaratu zuen japonieraz, eta bertan ordura arte aitortu gabe zegoen oinarrizko zapore bat aldarrikatzen zuen: umai-a, (zaporetsua japonieraz). Ordura arte, gizakiok zapore gozo, gazi, garratz eta mingotserako berariazko dastamen-hartzaile sentsorialak genituela uste zen. Horiek ziren oinarrizko lau zaporeak, bakoitza bere hartzailearekin.

Umai-a Japonian hegaluze deshidratatuarekin eta konbuarekin (Saccharina japonica alga marroiaren izen arrunta) egiten den saldaren (dashi) bereizgarria da. Ikedak umami izendatu zuen oinarrizko zapore berria; japonieraz, mi atzizkiak esentzia esan nahi du.

Irudia: Saccharina japonica alga korearrez dasima (다시마) bezala ezagutzen da. Iruditan dasima platera, barazki gisa, bi saltsez lagunduta. (Argazkia: Wikiwand)

Hogeita hemezortzi urratseko erauzte prozesu baten bidez, Ikedak zapore hori bera zuten kristalak zeuzkan substantzia bat atera zuen algatik: azido glutamiko gisa identifikatu zuen. Konposatu horrek sodio gatzaren forman eman zuen –sodio glutamatoa– umami zapore onena eta biziena. Azido glutamikoa aminoazido bat da, proteinen osagaietako bat, beraz, baina proteinak, gainera, beste funtzio batzuk betetzen ditu izaki bizidunetan. Esaterako, bide metaboliko askotan bitartekari nagusia da. Eta neurotransmisore (neurona artean informazioa transmititzen duen molekula) garrantzitsua da, ugariena ornodunen nerbio-sisteman.

Glutamatoa dute proteina askoko elikagaiek; okelak, kasu. Gainera, janarian duen presentzia detektatzeko gai gara, baita kontzentrazio txikitan ere; ondorioz, nutrizio balioaren adierazle bikaina da. Asko dira aminoazido horretatik kantitate handia duten elikagaiak; esaterako, tomate prestatuak eta elikagai hartzituek (gazta, adibidez). Gizakiaren esneak 10 aldiz glutamato gehiago du behi esneak baino; seinale aminoazido hori oso garrantzitsua dela gizakientzat jaiotzatik bertatik.

Glutamatoak zaporean zuen garrantzia aurkitu ondoren, Ikedaren ikasle batek beste substantzia bat atera zuen hegaluze deshidratatutik: inosinatoa, zeinak umai zaporean ere –dashiaren bereizgarri– laguntzen duen. Inosinatoa nukleotido bat da, glutamatoaren eragina indartzen duena. Efektu bera eragiten du guanilatoak –beste nukleotido bat–, zeina beste ikertzaile japoniar batek urte batzuk geroago legamiatik atera zuen. Guanilatoa barazkietan eta onddoetan dago, eta legamiatik bezala, shitaki onddo deshidratatuetatik ere kantitate handiak atera daitezke. Inosinatoa zein guanilatoa, baita glutamatoa ere, elikagai baten nutrizio balioaren adierazleak dira; horregatik dauzkagu substantzia horien hartzaile espezifikoak.

Aurkikuntzaren ondoren, Ikedak glutamato monosodikoa ekoizteko metodo bat patentatu zuen, eta ordutik aurrera asko erabili da zaporea indartzeko. Gaur egun konbutik ateratzen da. Horretarako, urtean bi mila bostehun milioi tona alga biltzen dira Txinako kostetan. Saccharina japonica algaren masa lehorraren % 2-3 artean glutamatoa da. Kantitate handi horren arrazoia hauxe da: algari bere zelulen barruan glutamatoa edukitzeak balio dio bere solutuen barne kontzentrazioa itsasoko urarenarekin berdintzeko eta, horrela, deshidratazioa eragozteko. Interesgarria da, halaber, jakitea itsas animalia batzuek ere beren ehunetan glutamatoa eta beste aminoazido batzuk pilatzen dituztela, zehazki, algen arrazoi beragatik: ura, efektu osmotikoa dela eta, ez da barnetik irteten. Hona naturaren kapritxo eder horietako bat: arazo beraren aurrean, animaliek eta landareek konponbide bera hartu izana, eta konponbide horretan egotea guk jaki batzuk besteak baino gustukoago izateko sekretua.

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Egileaz: Juan Ignacio Pérez Iglesias (@Uhandrea) UPV/EHUko Fisiologiako katedraduna da eta Kultura Zientifikoko Katedraren arduraduna.

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Paul Palmqvist Barrena

Foto: Alexander Kovacs / Unsplash

Ser vegano está de moda. Para muchos, adoptar una dieta basada solo en productos de origen vegetal representa una cierta filosofía vital en la que, además, se suelen incorporar otros planteamientos existenciales, como ser animalista o preocuparse por el cambio climático y la agricultura sostenible.

Por ello, muchos veganos consideran que quienes practican la dieta omnívora favorecen la explotación animal, la degradación ambiental y los postulados económicos neoliberales. Tales planteamientos no resisten un debate mínimamente serio. Pero cuestionar la dieta vegana, considerada por sus practicantes como una alternativa saludable, equilibrada y sostenible frente a la alimentación tradicional, es ya harina de otro costal. Por ello, conviene indagar si la evolución de nuestros ancestros nos ofrece claves sobre este debate.

Genuinamente omnívoros

La biología evolutiva nos muestra que los humanos nos diferenciamos de otros primates en ser la especie más genuinamente omnívora de este orden de mamíferos. Así, los Homo sapiens mostramos una serie de adaptaciones, tanto anatómicas como fisiológicas, hacia una dieta más carnívora que la de los grandes simios, como el chimpancé, el gorila o el orangután, nuestros parientes vivos más próximos. Igualmente, manifestamos otros rasgos derivados de la misma, como el tipo de parásitos que albergamos.

Sin ánimo de ser exhaustivo, las principales evidencias evolutivas que permiten argumentar en contra de la conveniencia de una dieta vegana serían las siguientes:

1. Colon corto y otras razones intestinales. En primer lugar, el coeficiente de diferenciación del tracto digestivo (cociente entre la suma de la superficie del estómago y la del intestino grueso, dividida por la superficie del intestino delgado) toma en nosotros un valor intermedio (0,8). Eso lo sitúa justo entre el de los carnívoros (0,4-0,6) y el del chimpancé o el orangután (1,0-1,2), ambos frugívoros. Y es la mitad que en el gorila (1,6), de dieta exclusivamente herbívora.De hecho, nuestro intestino delgado y colon representan un 67% y un 17% del volumen total del tubo digestivo, mientras que en los simios estas proporciones oscilan entre el 14-28% y el 52-54%. Al tener un colon más corto, el tránsito del alimento por nuestro tubo digestivo es más rápido, dificultando la absorción de los alimentos vegetales ricos en fibra.
2. Metabolismo y energía. En segundo lugar, en los mamíferos el aumento de tamaño corporal va acompañado de una disminución de la tasa metabólica basal por unidad de masa, lo que permite reducir la calidad de la dieta. Por ello, los grandes simios subsisten consumiendo un 87-99% de materia vegetal. Los chimpancés son la excepción, pues su alimentación frugívora, más rica en energía, les permite desarrollar una vida social más intensa.En los ancestros de nuestro género (Homo), la evolución en las sabanas áridas y estacionales del África subtropical propició la inclusión de más carne en su dieta, obtenida a partir del carroñeo. Así lo constatan las marcas de descarnación con lascas de sílex en diversos yacimientos africanos, con una antigüedad de 2,6-2,3 millones de años. Que son similares a las identificadas en los huesos fósiles de los yacimientos de la región de Orce (Granada), un millón de años posteriores, que evidencian la presencia humana más antigua en Europa occidental.La dieta carnívora, más rica en energía (en kJ por día y kg de masa corporal) y más digerible respecto a lo esperable de nuestra tasa metabólica, nos abrió además la puerta al acceso a aminoácidos esenciales y otros micronutrientes, como ciertos ácidos grasos omega-3 (EPA y DHA), presentes solo en los tejidos animales.

   Otro compuesto importante es la taurina, aminoácido muy escaso en la materia vegetal, con efectos antioxidantes y antiinflamatorios. Resulta que la capacidad de sintetizarlo es muy baja en los humanos y está ausente en los félidos, hipercarnívoros por excelencia.

3. Cerebro grande. Una de las principales razones de que necesitemos una dieta de alta calidad radica en el elevado coste de mantenimiento de nuestro tejido nervioso, que representa un 22% de la tasa metabólica basal, frente al 8% en el chimpancé. Dado que en nuestro cuerpo hay además otros órganos muy costosos de mantener, como el corazón, los riñones o el hígado, cuyas dimensiones no podían reducirse, la expansión cerebral forzó un acortamiento del tracto digestivo humano, propiciando la transición hacia una dieta más carnívora.Con ello, el gran desarrollo cerebral de nuestra especie, en especial durante la fase infantil, se benefició de una dieta concentrada, fácil de digerir y de mayor calidad. En el primer mundo existen hoy alternativas a esta dieta que no incluyen productos animales, pero dicha posibilidad no estuvo accesible para los cazadores-recolectores nómadas durante el Pleistoceno (el 97% del tiempo transcurrido desde nuestro origen en África hace unos 160.000 años) y sigue sin estarlo en los países en desarrollo.
4. La importancia del hierro. También conviene tener en cuenta que los enterocitos del sistema digestivo humano absorben con preferencia el hierro ligado a la hemoglobina y a los compuestos de la porfirina (en productos animales), frente a los iones de hierro de la materia vegetal, cuya asimilación se reduce en un 50-70% debido a la presencia de fitatos y compuestos fenólicos, que inhiben la absorción. En cambio, los animales herbívoros no absorben el hierro de los compuestos ligados a la carne y dependen de los iones de hierro en las plantas.Una dieta vegana no satisface el aporte mínimo de 1,5 mg hierro/día y debe ser suplementada. Lo que, a la larga, termina dañando los riñones, pues buena parte de ese hierro no se absorbe y han de excretarlo. Por ello, aunque es verdad aquello que nos repetían nuestras abuelas de que “las lentejas tienen mucho hierro”, es una verdad a medias. Porque asimilamos mucho mejor el hierro de la sangre que lleva un buen filete de vaca o de atún.

Una dieta que aumenta la longevidad

Estas adaptaciones a la dieta omnívora se reflejan también en nuestras expectativas de vida. Los humanos tenemos una longevidad potencial un 30% superior a la de los grandes simios. La selección de genes adaptativos para el consumo de grasas animales, como el alelo ApoE3, jugó un papel relevante en el cambio hacia una dieta más carnívora y una vida más larga durante la evolución del género humano, reduciendo el riesgo de padecer alzhéimer, enfermedades vasculares e infecciones microbianas.

Por todo ello, no es casual que en tres cuartos de las sociedades de cazadores-recolectores nómadas, que representan nuestro estilo de vida tradicional (donde actuó la selección natural, a diferencia de en las sociedades modernas), la caza y/o la pesca supongan más del 50% de la dieta. Mientras que lo contrario ocurre solo en un 14% de ellas. En cambio, en los chimpancés la carne representa solo el 3% de la dieta.

El menor consumo de carbohidratos en las poblaciones humanas tras la adaptación a una dieta más carnívora pudo propiciar la aparición de la resistencia a la insulina (diabetes mellitus tipo II) como mecanismo para acumular grasa corporal en los momentos de abundancia de recursos. La frecuencia de esta enfermedad en las poblaciones humanas modernas oscila hoy entre el 7 y el 14%, aunque su prevalencia ha aumentado desde el 3-6% en 1980, debido al sobrepeso por consumo excesivo de ácidos grasos saturados, la escasez de fibra vegetal, las bebidas con azúcares libres y la vida sedentaria.

Finalmente, una evidencia más de nuestra adaptación temprana a la dieta carnívora proviene de las tenias, familia de cestodos parásitos que usan a los carnívoros como hospedadores definitivos. Tres especies del género Taenia se valen solo de nosotros para completar su ciclo, aunque también pueden infectarnos como hospedadores intermedios secundarios, lo que da lugar a la cisticercosis. En cambio, estos parásitos no infectan a los simios en condiciones naturales. Las últimas evidencias científicas indican que la adaptación de tales cestodos a infectar a los humanos en la fase final de su ciclo tuvo lugar en África poco después de que aparecieran nuestros ancestros en el continente. Es decir, que también ellos comían carne.

En función de estos argumentos, parece que una dieta exclusivamente vegana no solo resulta antinatural en nuestra especie, dado nuestro pasado evolutivo, sino que hay razones fisiológicas de peso que la desaconsejan. Como tal, no debería considerarse una alternativa recomendable frente a la dieta mediterránea, más equilibrada y saludable. La biología evolutiva es clara al respecto.

Sobre el autor: Paul Palmqvist Barrena es catedrático de paleontología de la Universidad de Málaga

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Artículo original.

El artículo ¿Es natural que los humanos comamos carne? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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