Vida de Galileo
Quien no conoce la verdad, es sólo un zoquete. Pero quién la conoce y la llama mentira, ¡es un criminal!
Vida de Galileo, Bertold Brecht
Vida de Galileo es una obra de teatro de Bertold Brecht (1898-1956) escrita entre 1938 y 1939, durante su exilio en Dinamarca. El dramaturgo escribió otras dos versiones, una entre 1945 y 1947 –adaptada a los gustos del público estadounidense–, y la última en 1955 –la llamada «versión berlinesa»–.
Esta pieza –una biografía novelada de Galileo–se centra en los últimos años de vida del investigador. Simboliza la lucha de la verdad contra el oscurantismo; defiende el racionalismo y el espíritu científico.
SINOPSIS: En su hogar en Florencia, Galileo transmite parte de sus conocimientos a Andrea, el hijo de su casera. Cuando el científico anuncia sus descubrimientos sobre el Sistema Solar, recibe la condena de la Inquisición. Galileo debe retractarse de sus ideas temiendo la tortura y la pérdida de sus privilegios. Pero, al mismo tiempo, difunde en secreto sus descubrimientos entre sus colaboradores.
Galileo, por Justus Sustermans. Imagen: Wikimedia Commons.
Recorremos brevemente la obra a través de algunas citas extraídas de la traducción de Miguel Sáenz.
La obra comienza en 1609, en el gabinete de estudio de Galileo, que comenta a Andrea sus descubrimientos:
GALILEO. Yo predigo que, antes de que hayamos muerto, se hablará de astronomía en los mercados. Hasta los hijos de las pescaderas irán a las escuelas. Porque a los hombres de nuestras ciudades, ansiosos de novedades, les gustará que una nueva astronomía empiece a moverse sobre la Tierra. Siempre se ha dicho que los astros estaban fijos en una bóveda de cristal para que no pudieran caerse. […] Y la Tierra gira alegremente alrededor del Sol, y las pescaderas, mercaderes, príncipes y cardenales, y hasta el mismo Papa, giran con ella.
Galileo presenta su telescopio en Venecia:
GALILEO. ¡Excelencia, señorías! Como profesor de matemáticas de vuestra Universidad de Padua y director de vuestro Gran Arsenal, aquí en Venecia, siempre he considerado mi deber, no sólo el cumplir con mi alta labor docente, sino también procurar beneficios excepcionales a la República de Venecia por medio de útiles inventos. […] Hoy puedo presentaros y entregaros un instrumento totalmente nuevo, mi anteojo de larga vista o telescopio, construido en vuestro Gran Arsenal, famoso en el mundo entero, de acuerdo con los más altos principios científicos y cristianos y fruto de diecisiete años de paciente investigación de este vuestro devoto servidor. […] Ésos creen haber recibido una baratija lucrativa, pero es mucho más. Ayer enfoqué el tubo hacia la Luna.
Galileo enseñando al dux de Venecia el uso del telescopio, por Giuseppe Bertini. Imagen: Wikimedia Commons.
Junto a su amigo Sagredo, Galileo observa la Luna:
GALILEO. ¡No hay soportes en el Cielo, no hay nada fijo en el Universo! ¡Júpiter es otro sol! […] Lo ves no lo había visto nadie. ¡Tenían razón!
SAGREDO. ¿Quiénes? ¿Los copernicanos?
GALILEO. ¡Y el otro también!i ¡El mundo entero estaba contra ellos y ellos tenían razón! […] Sí, ¡y no que todo el gigantesco Universo, con todos sus astros, gira en torno a nuestra minúscula Tierra, como piensan todos!
SAGREDO. ¡Es decir, que sólo hay astros!… ¿Y dónde está Dios? […]
GALILEO. ¿Soy teólogo acaso? Soy matemático. […] ¡Tengo fe en los hombres, lo que quiere decir que tengo fe en su razón!
En la corte de Florencia, Galileo no consigue convencer a los científicos de la utilidad de las observaciones realizadas con su telescopio:
EL FILÓSOFO. […] Señor Galilei, antes de utilizar su famoso tubo quisiéramos tener el placer de una discusión. Tema: ¿pueden existir esos planetas?
EL MATEMÁTICO. Una discusión en regla.
GALILEO. Yo había pensado que miraran simplemente por el anteojo y se convencieran. […]
EL MATEMÁTICO. Claro, claro… Naturalmente, usted sabe que, según la opinión de los antiguos, no es posible que existan estrellas que giren en torno a otro centro que no sea la Tierra, ni que no su apoyo en el Cielo. […] Se sentiría la tentación de responder que su anteojo, al mostrar lo que no puede ser, no es muy de fiar, ¿no? […] Sería mucho más provechoso, señor Galilei, que nos diera las razones que le inducen a suponer que, en las más altas esferas del Cielo inmutables, los astros pueden moverse libremente.
EL FILÓSOFO. ¡Razones, señor Galilei, razones!
GALILEO. ¿Razones? ¿Cuándo una ojeada a las propias estrellas y a mis anotaciones demuestran el fenómeno? Señor mío, la discusión me parece de mal gusto.
En 1616 el colegio romano confirma los descubrimientos de Galileo:
EL PEQUEÑO MONJE. Señor Galilei, el padre Clavius dijo antes de irse: ¡ahora tendrán que ver los teólogos cómo recomponen las esferas celestes! Usted ha vencido.
GALILEO. ¡Ha vencido! ¡No yo, sino la razón!
Pero la Inquisición rechaza sus teorías:
PRIMER SECRETARIO. El Santo Oficio ha decidido la pasada noche que la teoría de Copérnico, según la cual el Sol es el centro del Universo y está inmóvil, y la Tierra no es el centro del Universo y se mueve, es demencial, absurda y herética. Se me ha encargado que le exhorte a renunciar a esa opinión.
GALILEO. […] ¿Y los hechos? Creí entender que los astrónomos del Collegium Romanum reconocieron la exactitud de mis anotaciones. […] Pero los satélites de Júpiter, las fases de Venus…
BELLARMINO. La Santa Congregación ha tomado su decisión sin tener en cuenta esos detalles.
GALILEO. Eso significa que toda investigación científica ulterior…
Galileo ante el Santo Oficio, por Cristiano Banti. Imagen: Wikimedia Commons.
Galileo conversa con un monje, que explica los motivos por los que ha abandonado el estudio de la Astronomía:
EL PEQUEÑO MONJE. He conseguido penetrar en la sabiduría de ese decreto. Me ha descubierto los peligros que encierra para la Humanidad una investigación sin freno, y he decidido renunciar a la Astronomía. […] ¿Qué dirían los míos si yo les dijera que se encuentran en un pequeño conglomerado rocoso, que gira incesantemente en el espacio vacío y se mueve en torno a otro astro, uno de muchos, bastante insignificante? […]
GALILEO: ¡Cómo puede suponer nadie que la suma de los ángulos de un triángulo pueda contradecir sus necesidades! Pero si no se movilizan y aprenden a pensar, ni los más hermosos sistemas de riego les servirán para nada.
La llegada de un nuevo Papa, Urbano VIII, anima a Galileo a volver a investigar:
GALILEO. Empecemos a observar por nuestra cuenta y riesgo esas manchas solares que nos interesan. […] Mi intención no es demostrar que he tenido razón hasta ahora, sino saber si realmente la he tenido. […] Quizá sean vapores, quizá sean manchas, pero antes de suponer que son manchas, lo que nos vendría muy bien, supondremos que son colas de pez. Efectivamente, lo pondremos en duda todo, todo otra vez. […]. Y lo que hoy encontremos, lo borraremos mañana de la pizarra y sólo volveremos a anotarlo cuando lo encontremos de nuevo. […]. ¡Quitad el paño al anteojo y apuntadlo a Sol!
Molestos por los panfletos contra la Biblia difundidos por el pueblo, los inquisidores culpan a Galileo. El Papa es un hombre ilustrado, pero no tiene poder contra la Inquisición:
EL PAPA. ¡No haré que se rompan las tablas de cálculo! ¡No!
EL INQUISIDOR. […] Es la inquietud de sus propios cerebros la que aplican a la Tierra, a esta Tierra inmóvil. Y gritan: ¡Los números hablan! ¿Pero de dónde vienen esos números? Todo el mundo sabe que vienen de la duda. […] Y entonces van esos gusanos de matemáticos y apuntan sus anteojos al cielo y comunican al mundo que también allí, en el único lugar que no se os discutía, la posición es difícil.
El 22 de junio de 1633, Galileo se retracta de su teoría sobre el movimiento de la Tierra, ante la desilusión, entre otros, de Andrea:
ANDREA. Lo matarán. No terminará de escribir los “Discorsi” […] Porque no se retractará jamás. […] ¡No se atreverán! Y aunque lo hicieran, no se retractará. “Quien no conoce la verdad, es sólo un zoquete. Pero quién la conoce y la llama mentira, ¡es un criminal! […]
VOZ DEL PREGONERO. “Yo Galileo Galilei, profesor de Matemáticas y de Física en Florencia, abjuro de lo que he enseñado: que el Sol es el centro del mundo y que está inmóvil en su lugar, y que la Tierra no es el centro y no está inmóvil. Abjuro, maldigo y abomino, con corazón sincero y fe no fingida, de todos esos errores y herejías, así como de cualquier otro error y cualquier otra opinión contrarios a la Santa Iglesia”. […]
ANDREA: ¡Pobre del país que no tiene héroes! […] ¡Tonel de vino! ¡Devorador de caracoles! ¿Has salvado tu querido pellejo? […]
GALILEO. No. Pobre del país que necesita héroes.
Portada de los Discorsi. Imagen: Wikimedia Commons.
Desde 1633 hasta su muerte en 1642, Galileo vive en una casa cerca de Florencia, prisionero de la Inquisición. Recibe la visita de Andrea, que ya es un hombre de mediana edad, y se dirige a Holanda para trabajar en ciencia:
GALILEO. He terminado los “Discorsi”.
ANDREA. ¿Qué? ¿Los “Discursos sobre dos nuevas ciencias: la Mecánica y las leyes de la gravitación”? […] “Mi propósito es presentar una ciencia muy nueva sobre un tema muy viejo: el movimiento. Por medio de experimentos he descubierto algunas de sus propiedades, que son dignas de ser conocidas.” […] ¡Y nosotros que pensábamos que había desertado! ¡Mi voz fue la que más alto se alzó contra usted!
GALILEO. […] Yo sostengo que el único objetivo de la Ciencia es aliviar las fatigas de la existencia humana. Si los científicos, intimidados por los poderosos egoístas, se contentan por acumular Ciencia por la Ciencia misma, se la mutilará, y vuestras nuevas máquinas significarán sólo nuevos sufrimientos. […] Si yo hubiera resistido, los hombres dedicados a las ciencias naturales hubieran podido desarrollar algo así como el juramento de Hipócrates de los médicos: ¡la promesa de utilizar la Ciencia únicamente en beneficio de la Humanidad! […]
Andrea sale de Italia en 1937, con el manuscrito de Galileo:
EL GUARDIA. ¿Por qué deja usted Italia?
ANDREA. Soy científico.
Nota:
i Se refiere a Giordano Bruno.
Sobre la autora: Marta Macho Stadler es profesora de Topología en el Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU, y colaboradora asidua en ZTFNews, el blog de la Facultad de Ciencia y Tecnología de esta universidad.
El artículo Vida de Galileo se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Itxialdian, ogia eta glutena
Irudia: Konfinamenduan zehar ogia egiteko zaletasuna asko handitu du eta sarritan zaila da lehengaiak erostea. (Argazkia: domeinu publikoko irudia (Argazkia: Rudy and Peter Skitterians – domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)
Konfinamendu garaian askoz elikagai gehiago kontsumitu ditugu etxean eta gozogintzari eta okintzari ekin diogu. Antza, postreak, bizkotxoa edo ogia egitea oso gozagarria da guretzat. Sentimendu onak ekartzen dizkigu labean hazten ari den horrek eta, are gehiago, eskuz egindako zerbait bada. Alabaina, ogi gozo eta samurrak lortzeko osagairik erabiliena irina da; gari-irina, hain zuzen ere. Gari-irina oso berezia da. Ehotako edozein osagai urarekin nahasten bada, ore neutroa lortzen da, neutroa, ezaugarri berezirik gabekoa. Gauza bera gari-irinarekin egiten badugu, aldiz, oreak ezaugarri bereizgarri batzuk dituela ikusten da. Horretarako nahikoa da ogi-irina eta ura nahastea -uraren masa irinaren masaren erdia izanik, gutxi gorabehera-. Orea nahasten hasitakoan, hasiera batean forma aldatzea kostatzen zaion orea lortzen da, baina, lantzen jarraitzen bada, erantzun elastikoa duen orea osatzen da, pixkanaka. Gari-irinaren -edo ogi-irinaren- ezaugarri berezi horrek desberdintzen du irin hori eta beste zerealekin egindako irinak. Horri esker, bestalde, egin daitezke ogi arinak eta bigunak eta bestelako ore samurrak.
Irinez eta urez osatutako nahasteak oreak edo irabiakiak izan daitezke. Oro har, oreak irin gehiago dauka ura baino eta eskuz lantzeko moduko trinkotasuna du. Irabiakiek, aldiz, ur gehiago daukate -oreek baino 3-4 aldiz ur gehiago- eta errazago jariatzen dira. Oreen kasuan, irinaren proteinek eta almidoiak ur gehiena xurgatzen du eta, hortaz, fase erdisolido nahiko trinkoa osatzen da. Irabiakien kasuan, berriz, nahastean dagoen irina ez da gai ur guztia xurgatzeko eta ur kantitate handia modu askean dago. Irinaren proteinak eta almidoia ur-fasean sakabanatuta daude.
Ogiaren kasuan, lortzen den nahastea orea da, eta ez irabiakia. Edozein kasutan, nahaste horiek hiru egituraz osatuta daude: ura, irinaren proteinak eta almidoi pikorrak. Hiru horiek nahaste homogeneoa osatzen dute eta, ogien kasuan, esaterako, proteinek eta almidoiak osatutako sarean milioika burbuila mikroskopiko harrapatuta daudelako lortzen dira ore samurrak. Oreak berotzen direnean egitura aldaketa gertatzen da. Almidoi pikorrek ura xurgatzen dute, puztu egiten dira eta egitura solido iraunkorra osatzen dute, hasierako egitura likido edo erdisolidoaren ordez. Horretarako ezinbestekoa da legamiak erabiliz oreak zein irabiakiak airezko burbuila txikiz betetzen dira eta horrela bolumen unitateko dagoen materia solido kantitatea murrizten da. Horren ondorioz, ogiak, pastelak eta bestelako postreak askoz arinagoak, bigunagoak eta dentsitate txikiagokoak izango dira. Hala ere, ogiaren kasuan, atseginak diren testura eta zaporeak lortzeko gakoa gari-irinaren proteinen egitura berezia da: glutena.
Zer da glutena?Merkatuan dauden gari-irin desberdinak -arrunta, gozogintzakoa, indar-irina, eta abar- gluten edukiarekin lotuta daude. Glutena, azken batean, irinean dauden proteina jakin batzuk dira eta proteina horiek egitura berezi bat osatzen dute. Gozogintzan, adibidez, oreak harroagoak izaten dira eta, hortaz, gluten gutxiagoa izatea gomendagarria da, ogiaren kasuan, aldiz, ez. Glutenaren proteinek kate luzeak osatzen dituzte, elkarren artean lotzen direnak. Glutenaren proteinak lehorrak daudenean inerteak dira, baina, hezetasuna dutenean -ura xurgatzeko gai dira- itxura aldatzen dute eta glutenaren egitura osatzen hasten dira.
Proteinak molekula luzeak dira, kate modukoak, aminoazidoz osatuta daudenak. Glutenaren proteinak –gliadinak eta gluteninak– 1.000 aminoazidoz osatuta daude, gutxi gorabehera. Gliadina kateak tolestu egiten dira eta modu ahulean lotzen dira haien artean edo gluteninekin. Gluteninak, era berean, haien artean hainbat lotura osatzen dituzte eta kate-egitura luzeak agertzen dira. Glutenina proteinaren mutur bakoitzean sufrea duten aminoazidoak daude eta, hortaz, sufre-sufre loturak osatu daitezke kate baten amaieraren eta beste kate baten hasieraren artean, horrela kate luzeagoak osatuz.
Sare eta kate egitura hor osatzeko, agente oxidatzaileak behar dira, alegia, airean dagoen oxigenoa. Horrela, orea eskuekin lantzen denean, pixkanaka glutenaren kate-egitura osatzen da. Horregatik, eskuz oratu ahala, oreak plastikotasuna eta elastikotasuna hartzen du. Orearen itxura aldatu egiten da indarra egiten denean, baina, indarra egiteari uzten zaionean, bere hasierako formara itzultzen da. Ezaugarri esker, legamiak karbono dioxidoa askatzen duen bitartean orea lantzen jarraitu daiteke milioika burbuila orean harrapatuta gelditzen direlarik.
Hemen gako bat aipatu behar da. Glutenaren eraketa kontrolatzea oso garrantzitsua da lortu nahi den azken emaitzaren arabera. Txikle egiturak nahi badira, alegia, presioa egiterakoan zanpatuko dena, baina, gero bere hasierako formara itzuliko dena, gluten asko garatzea beharrezkoa da. Hauxe da, oro har, ogiaren kasua. Horretarako, orea asko landu behar da eta proteina eduki altuko irinak erabili behar dira egitura elastikoak lortzeko. Krepe leunak, erraz birrintzen diren tartak, edo madalena harroak lortu nahi badira, orduan glutenaren eraketa saihestu behar da. Horretarako, proteina eduki baxuko irinak erabili behar dira, orea ez da gehiegi irabiatu behar eta glutenaren eraketa saihesten duten osagaiak gehitu behar dira: gurina, azukrea eta gorringoak, adibidez.
Informazio gehiago:
- La cocina y los alimentos, Harold McGee, Debate, 2017.
- Glutenarekiko intolerantzia: populazioaren %1i eragiten dion gaixotasuna, Francisco Javier Eizaguirre Arocena, zientziakaiera.com, 2014.
- La locura por hacer pan en casa dispara la venta de levadura un 200%: estas son las mejores recetas, David Palomo, elespanol.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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Impurezas dopantes
Es equivalente decir que las burbujas de aire suben como que el agua baja. Foto: Martin Str / PixabayEl uso más importante de los semiconductores, como el silicio o el germanio, incluido su uso como transistores, surge de su comportamiento cuando, después de estar suficientemente purificados de átomos distintos del elemento básico (esto es, silicio o germanio), se introducen cantidades muy pequeñas de impurezas muy concretas.
Si bien los métodos para purificar primero y agregar pequeñas cantidades de impurezas después al germanio estuvieron disponibles tras la Segunda Guerra Mundial, la investigación sobre la purificación y la introducción controlada de impurezas para el silicio no tuvo éxito hasta finales de la década de 1950. Como el silicio es más abundante que el germanio y otros semiconductores, pronto reemplazó al germanio como el semiconductor preferido.
El germanio (elemento 32) y el silicio (elemento 14) tienen ambos cuatro electrones de valencia, que llenan la banda de valencia cuando estos metales forman un cristal. El elemento 33, el arsénico, tiene cinco electrones de valencia, al igual que el elemento 15, el fósforo. Si se agrega una cantidad muy pequeña de arsénico al germanio a medida que se forma el cristal de germanio, los átomos de arsénico sustituirán a varios átomos de germanio en la red. Lo mismo sucede cuando se agrega una pequeña cantidad de fósforo al silicio. Las pequeñas cantidades se controlan cuidadosamente en el proceso de producción y son solo alrededor del 0,0001% del total de átomos.
Fuente: Wikimedia CommonsEste proceso se llama dopaje, y las impurezas se llaman dopantes. Cuando el dopante correspondiente se introduce en la red de germanio o silicio, cuatro de sus electrones de valencia se unen a los otros átomos en la red, dejando el quinto electrón ”suelto”. Estos electrones de valencia extra de los dopantes están tan ligeramente unidos a sus átomos que con muy poca energía de vibración saltan a la banda de conducción del semiconductor. Tanto es así que, a temperatura ambiente, todos se encuentran en la banda de conducción, lo que significa que el semiconductor dopado ahora actúa como un conductor. Dado que los electrones, que tienen carga negativa, donados por las impurezas permiten que el material conduzca, estos tipos de semiconductores se denominan semiconductores de tipo n.
Una situación similar ocurre cuando los semiconductores se dopan con impurezas de elementos que están un peldaño más abajo en la tabla periódica, es decir, cuando el silicio (14) se dopa con el elemento 13, aluminio, y el germanio (32) se dopa con el elemento 31, galio. Los dopantes tienen solo tres electrones de valencia. Eso hace que, cuando están incorporados a la red de silicio o germanio, generen un espacio en la banda de valencia, un espacio que puede aceptar un electrón de un átomo de silicio o germanio vecino. Este espacio es lo que se conoce como hueco [1]. El hueco se comporta de manera similar a una burbuja de aire en un vaso de agua con gas [2].
Fuente: Wikimedia CommonsCuando se activa un campo eléctrico externo, los electrones de los átomos vecinos, que normalmente no tienen lugar al que moverse, ahora pueden cambiar de átomo para llenar el hueco. Pero esto deja un hueco en el átomo que han dejado, que puede ser llenado por su vecino, y así sucesivamente. Del mismo modo, el movimiento ascendente de la burbuja de aire en un vaso de agua con gas en realidad implica el flujo descendente del agua hacia el espacio ocupado por la burbuja, que es la que a simple vista parece la única en moverse. En el semiconductor, si el campo mueve los electrones a la izquierda, por ejemplo, el hueco parecerá migrar a la derecha. Al moverse hacia la derecha, se comporta como lo haría una carga positiva, aunque solo sea un espacio.
Es decir, debido al movimiento de carga negativa hacia la izquierda, el efecto físico es el mismo que si hubiese cargas positivas fluyendo hacia la derecha (en nuestro ejemplo) en la banda de valencia, por debajo de la banda de conducción, donde anteriormente no podían fluir cargas. Una vez más, la introducción muy cuidadosa de pequeñas cantidades de impurezas ha convertido el semiconductor en un conductor. Como las cargas conductoras parecen ser positivas, estos semiconductores se conocen como semiconductores de tipo p.
Estos semiconductores dopados podrían usarse como cualquier otro conductor, pero no merece la pena, ya que podemos producir conductores como los cables de cobre de manera mucho más fácil y económica. En cambio, se reconoció durante y después de la Segunda Guerra Mundial que las aplicaciones realmente útiles de este tipo de semiconductores aparecen cuando se colocan físicamente uno al lado del otro dentro de dispositivos electrónicos.
Notas:
[1] Podría llamarse hueco, boquete, bujero u oquedad, pero no, se llama hueco de electrón.
[2] O de refresco, o de cerveza, o de champán. Captas la idea. Elegimos agua porque las alternativas no son buenas para la salud en comparación.
Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance
El artículo Impurezas dopantes se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Grafikoak eta eskala logaritmikoa
1. irudia: Funtzio esponentziala (gorria), lineala (berdea) eta
logaritmikoa (urdina). (Grafikoa: Wikimedia Commons – Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unporte lizentziapean)
Aipatzen ari garen grafikoak planoan egiten dira eta ardatz bi dituzte. Ardatz horizontalean aldagai bat hartzen da, denbora adibidez, eta bertikalean, neurtzen ari garen balioak. Koronabirusaren kasuan, ardatz horizontalean egunak joaten dira eta bertikalean, grafikoaren arabera, positiboak, hildakoak, sendatuak, ospitaleratuak eta abar.
Ardatz bertikalean eskala arrunta hartuz gero, eskala lineala alegia, 3tik 5era dagoen aldea eta 60tik 62ra dagoena berdinak dira. Aldiz, eskala logaritmikoan 3tik 5era dagoen aldea eta 60tik 100era dagoena dira berdinak. Alde bera egoteko, eskala logaritmikoan zenbaki bien arteko erlazioa (zatidura) berdina izan behar da (5/3=100/60). Eskala linealean kendurak dira berdinak (5-3=62-60).
2. irudia: Irudi honetan grafiko bi batera ematen dira. Positiboen grafikoa logaritmikoa da (eskuineko eskala) eta hildakoena lineala (ezkerreko eskala). Baliteke irudi berean eskala biak elkartzea nahasgarri gertatzea. (Iturria: Berria egunkaria)
Zergatik erabili eskala logaritmikoa?Datuen tamainaren eta azaldu nahi dugun zehaztasunaren arabera, zentzuzkoa izango da eskala logaritmikoa erabiltzea. Adibide bat jarriko dut: demagun Bizkaiko udalerrien populazioa ematen duen grafiko bat egin nahi dugula. Ardatz horizontalean herriak joango dira, bertikalean biztanle kopurua. Herriak populazioaren arabera ordenatu ditugu.
Eskala lineala erabili dugu 3. irudian eta urrats bakoitzak 5000 biztanle adierazten ditu. Bilbo kendu dugu, grafikoaren zehaztasuna are txikiagoa izango baitzen bestela. 111 udalerri daude eta handiena (Barakaldo), txikiena (Arakaldo) halako 650 da, gutxi gorabehera. Udalerri erdiak ia ikusezinak dira. Bilbo sartuz gero, grafikoko lerroen luzera heren batera txikituko litzateke, eta, ondorioz, are ikusezinago izango lirateke herri horiek eta gehiago.
3. irudia: Bizkaiko udalerrien biztanleria eskala linealean (Bilbo kenduta). (Irudia: Javier Duoandikoetxea)
Eskala logaritmikoa erabiliz, udalerri guztiak ikusiko genituzke, 4. irudiko grafikoan bezala. Hor goranzko urrats bakoitzak aurrekoaren bikoitza adierazten du.
4. irudia: Bizkaiko udalerrien biztanleria eskala logaritmikoan (Bilbo kenduta). Ardatz bertikaleko zenbakiak 2ren berreturak dira, 20=1-etik 217=131072-raino. (Irudia: Javier Duoandikoetxea)
Bada beste zerbait kontuan hartzekoa: 200 biztanleko aldea garrantzitsua da herri txikietan, baina ez 10 000 biztanletik gora duen batean. Hori ere erlatibizatzen du eskala logaritmikoak. Irudian, ezkerreko herri bati 200 biztanle gehituz gero, maila bat igoko litzateke; eskuineko batek, ordea, ez luke nabarituko igoera.
Grafiko horietan barrak erabili ditugu, baina nahikoa da bakoitzean goiko puntua erabiltzea gauza bera adierazteko. Puntu horiek eratzen duten kurba eginda ere eman genezakeen grafikoa.
Zenbait propietateren portaera grafiko linealetan eta logaritmikoetanLogaritmoa funtzio monotonoa da. Horrek esan nahi du kantitate batek gora edo behera egiten badu, berdin egingo duela gora edo behera haren logaritmoak. Horregatik ere maximo bat edo minimo bat dauden tokiak (aldagaiaren balioak) berdin mantenduko ditu grafiko logaritmikoak.
Kurba batean, maldak adierazten du hazkundearen abiadura. Horretan desberdin jokatzen dute grafikoek eskala linealean eta logaritmikoan. Koronabirusaren grafikoekin azaltzeko, egun batetik bestera 100 kutsatu gehiago gertatu badira malda bera erakutsiko luke eskala linealak bosgarren egunean gertatuta edo hogeigarren egunean gertatuta. Eskala logaritmikoan, aldiz, 100 gehiago izatea 2000 kutsatu daudenean edo 20 000 daudenean ez da berdin ikusten, bigarrenean malda hamar aldiz txikiagoa (gutxi gorabehera) izango litzateke. Hori bat dator informazio honekin: kutsatu berriak % 5 dira kasu batean eta % 0.5 bestean. (Ikus behean hirugarren ohar matematikoa.)
Adibide horrek berak balio digu ulertzeko grafikoa eman nahi dugun informazioaren arabera egokitu behar dugula. Datu metatuak ematean (kutsatu guztien eboluzioa, esaterako) grafiko logaritmikoak beharrezkoak izan daitezke, zenbaki txikiekin hasi eta handietara heldu behar dugulako (3. irudian bezala, nolabait). Kutsatu berrien kopurua jaitsi ahala, eguneko aldaketa ez da nabarituko grafiko logaritmikoan. Datu hori erakusteko, hobe litzateke datu ez-metatuak ematea eta eskala linealeko grafikoa ematea (3. irudiko grafikoko hildakoak ematen diren moduan).
Eskala logaritmikoak bizitza errealeanMusikako notak. Musikako noten ezaugarri fisikoa bibrazio-maiztasuna da. Horrela, do zentralaren maiztasuna 261.62 Hz da. Hurrengo do notaren maiztasuna bikoitza da eta aurrekoarena erdia. Zortzidun batetik hurrengora igotzea maiztasuna bikoiztea da. Eskala logaritmikoa da, beraz. Ikus azalpen gehiago Josu Lopez-Gazpioren Musikaren zientzia (II): Musika notak eta bibrazio maiztasunak artikuluan Zientzia Kaieran.
Lurrikarak. Lurrikaren intentsitatea neurtzeko, Richter eskala erabiltzen dugu. “Bertizaranen 3.7ko lurrikara bat izan da” zioen Berriak duela urtebete inguru. Aurtengo urtarrilean 7.7ko lurrikara batek astindu zuen Karibea. Bigarrena lehenengoaren bikoitza baino zertxobait gehiago bada ere (Richter eskalan), eragin dezakeen kaltea ez da bikoitza… Puntu bateko aldeak Richter eskalan 10 bider indar handiagoa adierazten du. Hau da, Karibeko lurrikara Bertizarangoa baino 10 000 aldiz indartsuagoa izan zen. Richter eskala logaritmikoa da. Beste eskala bat ere erabiltzen da lurrikaretarako, momentu magnitude eskala, hori ere logaritmikoa.
Denbora-lerro logaritmikoa. Unibertsoa sortu zenetik 13 800 milioi urte inguru joan direla esaten digute adituek. Unibertsoaren hasieran gertatu ziren aldaketak grafikoki adierazteko, denbora-lerro logaritmikoa erabiltzen da (ikus Big Bang artikulua Wikipedian).
Alderantziz ere, gaurko egunetik atzeranzko gertaerak erakusteko denbora-lerro logaritmikoa erabil daiteke, eta horrela pisu gehiago ematen diegu gugandik hurbil dauden gertaerei. Ikus irudi hau.
Adibide gehiago. Ikus Eskala logaritmiko artikulua Wikipedian.
Zenbait ohar matematiko1. Logaritmoak definitzeko, oinarri bat behar da. Ohiko oinarriak 2 edo 10 dira, e zenbakia oinarri duen logaritmoak matematikan garrantzi berezia badu ere (logaritmo natural edo nepertar deritzo). Har dezagun 2 oinarria, adibidez. Zenbaki baten 2 oinarriko logaritmoa da 2ri jarri behar zaion berretzailea zenbakia lortzeko. Horrela, 23 = 8 denez, 8ren logaritmoa 3 da, eta 27 = 128 denez, 7 da 128ren logaritmoa. Berretzailea osoa ez bada ere defini daiteke berretura eta, horrela, edozein zenbaki positibok logaritmoa du. Hurrengo taulan zenbait zenbakiren 2 oinarriko logaritmoa agertzen da.
2. Aldagaiaren t baliorako datua u(t) idazten badugu, grafiko linealean altuera u(t)-ren proportzionala da eta logaritmikoan, aldiz, log(u(t))-ren proportzionala. Logaritmoak propietate hau du: log(a/b) = log a – log b. Horregatik, log a – log b konstantea bada, a/b da konstantea. (Logaritmoaren oinarria edozein izanda betetzen da propietatea, horregatik ez dugu adierazi.)
3. Funtzioetan (kurbetan) malda deribatua da. Baldin u(t)-ren deribatua u’(t) bada, log(u(t))-ren deribatua ku’(t)/u(t) da (k konstantea logaritmoaren oinarriaren araberakoa da). Ikusten denez, t uneko grafiko linealaren u’(t) malda u(t) balioarekin zatitzen du grafiko logaritmikoak. Zenbat eta u(t) handiagoa izan, gehiago apalduko da grafikoa.
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Egileaz: Javier Duoandikoetxea Analisi Matematikoko Katedraduna da UPV/EHUn.
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Geología, industrialización y transporte del mineral de hierro en el entorno de la Ría de Bilbao
Imagen 1: la ría de Bilbao entre Portugalete y Getxo. (Fotografía: LBM1948 – bajo licencia Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International. Fuente: Wikimedia Commons)
El desarrollo económico, tecnológico y social de Bizkaia, surgido en la segunda mitad del siglo XIX y que alcanzó su máximo esplendor a finales del mismo y principios del XX, tuvo lugar como consecuencia de la suma de una serie de factores:
- Unas características geológicas muy favorables. La existencia de una importante mineralización de hierro aflorante, muy próxima a una geomorfología facilitadora de la explotación y transporte de los minerales.
- La creación de unas condiciones económicas y legislativas que impulsaron la explotación y exportación de grandes cantidades de mineral.
- La existencia de una mano de obra abundante y barata, procedente del entorno local y de regiones cercanas, que si bien trabajaron a destajo y bajo condiciones, en algunos casos infrahumanas, tuvieron también la valentía y el orgullo de organizarse en movimientos asociativos de gran valor y trascendencia social. En 1910 había unas 13.000 personas trabajando en las minas.
- El desarrollo empresarial minero, que tuvo la facilidad, oportunidad y visión de crear negocios locales, pero de ámbito económico más amplio, que a su vez generaron el desarrollo de otros sectores (bancos, compañías de seguros, siderúrgicas, de ferrocarriles, astilleros, navieras, etc…).
Ilustración 1: características de la geología de la ría del Nervión y sus inmediaciones. (Ilustración: NorArte Studio)Vamos a centrarnos en uno de estos factores, las características geológicas, tanto desde su vertiente de contener los yacimientos de hierro como desde la de facilitar la creación de una geomorfología adecuada para el desarrollo de los medios de transporte que sirvieron para el traslado de los minerales tanto a nivel interno como para su exportación.
El subsuelo del área que rodea la ría de Bilbao se halla compuesto mayoritariamente por rocas sedimentarias. Son el resultado de la acumulación, litificación, plegamiento y erosión de materiales detríticos y biogénicos (areniscas, lutitas, calizas, margas y margocalizas principalmente) en una cuenca sedimentaria, Cuenca Vasco-Cantábrica, que tuvo su origen en la apertura del Océano Atlántico Norte y del Golfo de Bizkaia.
Dicha cuenca ha evolucionado desde momentos con una elevada tasa de acumulación de sedimentos marinos, pasando por situaciones de erosión o de sedimentación continental, hasta terminar por recibir presiones laterales (debidas al choque y ligera rotación de las placas ibérica y euroasiática durante la Orogenia Alpina), que provocaron el plegamiento, fracturación y posterior erosión de las rocas preexistentes, hasta llegar a la situación actual.
Ilustración 2: bajo el suelo del entorno de la ría de Bilbao existe una gran variedad de materiales y estructuras. Calizas, areniscas, volcánicas, lutitas y margas, así como una falla normal y otra inversa. (Ilustración: NorArte Studio)Durante este largo proceso de evolución de la Cuenca Vasco-Cantábrica se han registrado multitud de eventos geológicos superpuestos, si bien son dos los que adquieren mayor relevancia para el tema que nos ocupa:
- La formación de los yacimientos de hierro y su enriquecimiento por oxidación.
- La creación de una geomorfología adecuada para el desarrollo del transporte fluvial.
Las mayores mineralizaciones de hierro del entorno de Bilbao se encuentran encajadas en calizas de edad Cretácico inferior (Aptiense y Albiense, entre 125 y 90 millones de años de antigüedad). Se agrupan en dos franjas más o menos paralelas que corresponden con los flancos norte y sur de una estructura anticlinal de entidad regional, el Anticlinal de Bilbao. La zona mineralizada se extiende entre las localidades de Basauri y Mioño (Cantabria).
Su génesis está sometida a diferentes interpretaciones. No todos los yacimientos pertenecen a la misma tipología, pero podrían clasificarse en dos grupos, las masivas y las filonianas.
Las masivas corresponden a reemplazamientos de las calizas. Son masas de siderita (FeCO3) albergadas en las calizas (CaCO3), con ankerita, calcita y algunos sulfuros. Los volúmenes involucrados en el reemplazamiento pueden ser muy variables. La Mina Bodovalle, en Gallarta, cerrada en 1993 tenía cubicadas 50 Mt de reservas.
Ilustración 3: las calizas del Cretácico inferior (~125-90 millones de años), presentes en ambos flancos del Anticlinal de Bilbao, fueron enriquecidas con hierro mediante diferentes procesos de mineralización. (Ilustración: NorArte Studio)Las filonianas son también muy abundantes. Los filones presentan orientación preferente NO-SE. Se asocian a fracturas de escala regional. Pueden presentar potencias (grosores) desde centimétricas a métricas (filones explotables). La mineralogía es similar a la que presentan las mineralizaciones masivas: siderita, cuarzo, ankerita y como minerales accesorios sulfuros.
En algún momento, cuando las calizas estaban ya sedimentadas y compactadas, o en vías de estarlo, pero no deformadas por las fases compresivas Alpinas, a favor de fracturas y planos de estratificación se introdujeron soluciones hidrotermales (calientes), salinas, clorurado-sódicas, capaces de transportar los cationes disueltos. Suministraron el hierro, produciéndose el reemplazamiento del catión Ca++ por el catión Fe++, formando siderita y ankerita. La mayor parte de los filones con mineralización representan el relleno de las propias fracturas por las que ascendieron los fluidos hidrotermales.
Durante el proceso de plegamiento, y asociado al ascenso y erosión de los sedimentos suprayacentes, las rocas mineralizadas entraron en contacto con el oxígeno ambiental generando una alteración en las zonas superficiales, lo que provocó la transformación de los minerales carbonatados (siderita principalmente), en óxidos e hidróxidos de hierro (hematites, goethita y limonita), cuyo contenido en hierro y la facilidad de su tratamiento metalúrgico es muy superior.
Durante los primeros años de explotación se produjo una doble ventaja competitiva. Por una parte los minerales más ricos en hierro (óxidos e hidróxidos) se explotaron a cielo abierto y por otra no era necesario un tratamiento previo para su incorporación a los hornos altos. En años posteriores, ya bien entrado el siglo XX, empezaron a explotarse los carbonatos, cuya extracción se producía a mayor profundidad, en muchos casos mediante minería subterránea, y además era necesario su tratamiento previo mediante hornos de calcinación para poder enriquecer su contenido en hierro y evitar problemas metalúrgicos.
El segundo de los factores decisivos para el desarrollo económico de Bizkaia, desde el punto de vista geológico, ha sido la evolución geomorfológica del subsuelo, con la creación del estuario de Bilbao, que ha actuado y sigue funcionando como puerto natural. Ya desde la Edad Media y hasta el siglo XIX, la ría actuó como eje vertebrador y comercial de los productos procedentes de Castilla, y es a mediados del siglo XIX y durante el siglo XX cuando se desarrolló la actividad económica minera y su industria asociada.
Ilustración 4: trazado de las grandes estructuras cartográficas del estuario de Bilbao, coincidentes con la dirección general del cauce fluvial. (Ilustración: NorArte Studio)Basta con observar desde una cierta distancia la morfología rectilínea y la orientación NW-SE del estuario de Bilbao para percatarse de que esta disposición no es casual. La dirección de los plegamientos principales (anticlinorio y sinclinorio) es totalmente coincidente con la dirección general del cauce fluvial. La alternancia de materiales competentes, calizas y areniscas principalmente, con sedimentos mucho más blandos, lutitas y margas, facilitó que por éstos últimos, y a favor de los accidentes estructurales principales, fallas, planos de debilidad, diaclasas, contactos estratigráficos, fluyeran las aguas que originaron el encauzamiento y redireccionaron los flujos procedentes de los cauces afluentes (Cadagua, Nervión, Ibaizabal).
Todo ello configuró un estuario que, en la zona cercana a su desembocadura, donde los ríos pierden su capacidad erosiva y el sistema se hallaba muy influenciado por los cambios mareales, se produjeron grandes acúmulos de sedimentos que originaron ecosistemas de marismas en los que los cauces fluviales pasaron de una disposición rectilínea a una meandriforme.
Ilustración 5: ubicación de los cargaderos de mineral que existían a lo largo de la orilla de la ría de Bilbao. (Ilustración: NorArte Studio)Pese a existir una magnífica red de transporte a través de los cauces fluviales, éstos tenían en muchos casos un calado insuficiente y variable en función de cada temporada o incluso eran estacionales. Fue necesario actuar para encauzar los ríos de forma artificial, asegurar su calado y permitir la construcción de cargaderos estables. Llegaron a existir decenas de cargaderos de mineral a lo largo de la margen izquierda del estuario, que representa las vías de ferrocarril que transportaban el mineral hasta los cargaderos.
Sobre el autor: Alex Franco San Sebastián es geólogo y Responsable del Área de Geología y Minería del Ente Vasco de la Energía – EVE
El proyecto «Ibaizabal Itsasadarra zientziak eta teknologiak ikusita / La Ría del Nervión a vista de ciencia y tecnología» comenzó con una serie de infografías que presentan la Ría del Nervión y su entorno metropolitano vistos con los ojos de la ciencia y la tecnología. De ese proyecto han surgido una serie de vídeos y artículos con el objetivo no solo de conocer cosas interesantes sobre la ría de Bilbao y su entorno, sino también de ilustrar como la cultura científica permite alcanzar una comprensión más completa del entorno.
El artículo Geología, industrialización y transporte del mineral de hierro en el entorno de la Ría de Bilbao se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Kakalardoekiko neurrigabeko zaletasuna
Zenbaki horrek zer esan nahi duen jakiteko, nahikoa da honakoa azaltzea: protisto, landare, onddo eta animalia espezie guztien erdiak baino gehiago intsektuak dira, hau da, intsektuak dira organismo eukariotikoen erdiak baino gehiago (nukleodun zelulak dituzten organismoak dira eukariotikoak). Oraindik ere gizakiak ez ditu ezagutzen existitzen diren intsektu espezie gehienak eta kalkulatzen da guztira sei eta hamar miloi artean izan daitezkeela, agian, animalia espezie guztien % 90 baino gehiago.
Irudia: Intsektu bilduma bat. (Argazkia: Domianick – domeinu publikoko argazkia. Iturria: Pixabay.com)
Orain arte ezagututako intsektuak 35 ordenatan sailkatzen dira, eta horietako 28 ordenaren ordezkari bizidunak daude. Bada, espezie mota gehien dituen intsektua, kakalardoa (Coleoptera) da, 400.000 ingururekin. Hori bai, urtero-urtero 2.000 espezie berri deskribatzen dira, eta, egindako estimazioen arabera, litekeena da errealitatean hiru milioitik gora kakalardo espezie izatea.
Orain dela 300 milioi urte inguru sortu ziren koleopteroak. Hori bai, orain dela 120 eta 100 milioi urte inguru izan zen benetako eztanda, loredun landareak agertzean: garai horretan koleoptero espezie kopurua seiehun aldiz handiagoa zen. 50 miloi urte lehenago sortutako Phytophaga taldea izan zen batik bat onura atera zuena; gaur egun, talde horretako 135.000 espezie inguru daude, hau da, kakalardo belarjaleen % 80 baino gehiago eta intsektu belarjaleen erdiak baino gehiago –loredun landareak janez elikatzen dira gehien-gehienak–.
Belarjaleen artean barietatea handia da; landareak jaten dituzten antofagoak daude, fruituak jaten dituzten frugiboroak, hostoak jaten dituzten filofagoak, polena jaten duten polinifagoak, sustraiak jaten dituzten errizofagoak… Baina landareak ez dira talde horretako kakalardoen elikagai bakarra: koleoptero predatzaileak daude (ehizakiak harrapatzen dituzte), koprofagoak (beste animalia batzuen gorozkiak jaten dituzte), saprofagoak (deskonposizioan dauden hondakin begetalak jaten dituzte), nekrofagoak (gorpuzkiak jaten dituzte)… Hain zuzen ere, dibertsitate hori zuzenean lotuta dago jaten dituzten elikagaien barietate handiarekin.
Ordezkarietako batzuk ezagunak dira zenbait arrazoi tarteko, adibidez pipia (egurrean kalteak eragiten ditu), gurgurioa (izurriteak eragiten ditu landutako landareetan), sakratu edo pilotagilea (gorozki-pilotetan barnean jartzen ditu arrautzak) edo marigorringoa (kolorazio patroi ikusgarria du). Beste batzuk, berriz, ez dira hain ezagunak, adibidez, kakalardo bonbaketaria. Guztira, bostehun espezie baino gehiago daude, guztiak ere Carabidae familiakoak. Defentsa sistema izugarri sofistikatua dute, bi substantziaren konbinazioan oinarritzen dena: hidrogeno peroxidoa eta hidroxikinona. Kakalardoak bere burua arriskuan ikusten duenean, bi substantziok nahastu egiten dira eta katalasa eta peroxidasa entzimekin kontaktuan sartzen dira. Hidrogeno peroxidoaren hidrolisiak eta hidrokinonaren oxidazioak bat-batean bero handia askatzea eragiten dute, eta, sortutako eztandak, kakalardoak spray motako nahaste erasotzaile leun bat kanporatzea eragiten du, 100 ºC-ko tenperaturan.
Ziurrenik anekdota apokrifoa baldin bada ere, kontatzen denez, aurreko mendeko 40ko hamarkadan, teologo batek J.B.S. Haldane biologo ezagunari galdetu zion ea zer ondorio ateratzen zuen berak Jaungoikoaren izatearen inguruan haren sorkuntza aztertu ostean, eta Haldanek honakoa erantzun omen zion: “Kakalardoekiko neurrigabeko zaletasuna du, antza”.
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Egileaz: Juan Ignacio Pérez Iglesias (@Uhandrea) UPV/EHUko Fisiologiako katedraduna da eta Kultura Zientifikoko Katedraren arduraduna.
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¿De qué se muere la gente en el mundo?
Foto: Davide Ragusa / UnsplashEn el mundo mueren cada año unas 56 millones (en adelante, M) de personas. La principal causa de muerte son las enfermedades cardiovasculares; por su culpa mueren casi 18 M, cerca de la tercera parte del total. Y si se agrupan en una única categoría, los cánceres son los responsables de casi 10 M de muertes. En conjunto, el 73% fallece a causa de enfermedades no contagiosas.
Los fallecimientos debidos a enfermedades infecciosas representan hoy el 19%. En ese grupo entran, sobre todo, afecciones del aparato respiratorio (2,56 M) y del digestivo (2,38 M), incluidas las diarreas (1,6 M). Hace un cuarto de siglo el porcentaje de muertes debidas a enfermedades infecciosas era del 33% y, en general, es más alto en los países pobres. La bajada del 33% al 19% es consecuencia del progreso. Cuanto más pobre es un país mayor es el porcentaje de muertes debidas a enfermedades infecciosas. Lo contrario ocurre con las no infecciosas. La otra gran categoría de muertes corresponde a las producidas por golpes o heridas, pero estas apenas varían con el tiempo y representan un 8% (9% 25 años antes).
Casi un 4% de los niños y niñas mueren antes de cumplir cinco años. En otras palabras: cada año fallecen 5,5 M. La principal causa de muerte de esas criaturas son las infecciones respiratorias (unas 800.000). De hecho, una de cada tres personas muertas por ese motivo es menor de 5 años. 650.000 bebés (menores de un mes) fallecen por patologías o complicaciones neonatales. Y las diarreas son también una causa de muerte infantil importante; aunque ha bajado mucho su número, alrededor de medio millón de niños y niñas mueren por esa razón. En conjunto estas afecciones son responsables de una gran pérdida de años de vida. También lo son los accidentes de tráfico (1,2 M de muertes, muchos de ellos de adolescentes y jóvenes), y el síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA), a causa del cual pierden la vida casi 1 M de personas (el 84% menores de 50 años). De las 800.000 personas que se quitan la vida cada año, 460.000 son menores de 50 años.
En el extremo opuesto están las distintas formas de demencia, que son responsables de 2,5 M de muertes anuales. Esa cifra ha subido mucho y seguirá subiendo conforme siga aumentando la esperanza de vida por la disminución, sobre todo, de las muertes debidas a enfermedades infecciosas. Pero precisamente por esa razón, no provoca la pérdida de muchos años de vida.
Hay tres causas de muerte que no tienen la relevancia cuantitativa de las anteriores pero que, sin embargo, reciben una gran atención mediática; son los homicidios, los atentados terroristas y las catástrofes naturales. Fallecen por homicidio unas 400.000 personas al año, y 26.000 por actos terroristas. Las catástrofes naturales solo provocan 9.600 muertes.
Cuando hablamos de causas de muerte nos referimos a las causas próximas o inmediatas, a las enfermedades que las provocan, pero como es sabido, hay hábitos o modos de vida que aumentan o disminuyen la probabilidad de contraer enfermedades que pueden resultar fatales. Cada año 8 M de personas mueren a causa del tabaco, y la obesidad es responsable de casi 5 M de muertes; en ambos casos, la mitad son menores de 70 años. Por culpa del alcohol fallecen 2,8 M (2 M son menores de 70).
Están, por último, los factores ambientales: la contaminación atmosférica provoca la muerte de 3,4 M, y la del hogar, de 1,6 M. Y es que la contaminación sí mata, la atmosférica también.
Nota: En las cifras anteriores no están incluidas las muertes debidas a Covid19. A fecha 9 de mayo, se habían producido 274.290 muertes confirmadas por esa causa, aunque la cifra real es seguramente muy superior. A modo de ejemplo, en España, los fallecimientos que constan en los registros civiles son, desde la llegada de la pandemia, del orden de un 56% más que en el mismo periodo de otros años. Es de suponer que ese exceso de muertes se debe a los efectos de Covid19, por lo que las muertes reales por esa causa representan del orden de un 30% más de las reportadas oficialmente.
Fuente: Our World in Data
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 ¿De qué se muere la gente en el mundo? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Asteon zientzia begi-bistan #301
little boy girl walking path
OsasunaBartzelonak Clinic ospitalean egindako ikerketa batek aditzera eman du PCR-proba zein azterketa serologikoa egin zaien osasun-langileen %11,2 dagoela kutsatuta edo kutsatu dela SARS-CoV-2 birusarekin. Emaitza hori uste zena baino kopuru txikiagoa erakusten du, hain zuzen. Elhuyar aldizkariak eman dizkigu xehetasunak.
Oraindik ez dugu botikarik koronabirus berria tratatzeko. Hori dela eta, orain merkatuan dauden botikak baliagarriak ote diren probatu behar dira. Medikamentu horien artean, ziur entzun duzuela egunotan Remdivisir izenekoa. RNA birusen kontrako eremu zabaleko antibirala da, eta beste koronabirusak tratazeko erabili dute jada. Botika hori aztertu dute berriki bi ikerketek eta horien emaitzak jaso dira: lehenengoa, Txinan egin da, eta bigarrenean, Ameriketako, Europako eta Asiako hainbat ospitalek parte hartu dute. Azterlan horien xehetasunak Berriako testu honetan irakurgai dituzue.
Munduan zehar ari dira botikak probatzen, Covid-19aren aurka eraginkorrak ote diren ikusteko. Halere, kontuan izan behar dugu guztiek gainditu behar dituztela saio klinikoak. Egun, ezagunak diren 600 botika inguru probatzen ari dira eta lehen aipatu moduan, emaitza onak eman dituen bakarra Remdevisir antibirala da. Informazioa Berrian.
Ildo horri jarraiki, Gorka Oribe UPV/EHUko farmazia irakasleak Berriako elkarrizketa honetan dio txertorik ez dagoela oraindik baina “izugarrizko ahalegina” egiten ari direla. Horrez gain, koronabirusa hondakin uretan atzemateko proiektu berria martxan jarri berri duelakontatu du eta egitasmoari buruz ere mintzatu da. Halaber, immunitatea eta historian izandako pandemiez hitz egin du. Ez galdu!
Historian zehar, garatu izan diren txertoen inguruan irakurtzeko parada duzue Berriako artikulu honetan. COVID-19aren aurkako txertoa lortzen dugun bitartean, irakurketa interesgarria da: baztanga, errubeola, poliomielitisa, elgorria… Ez galdu!
Miren Basarasen eskutik jakin dugu Berrian birusaren hedapena mozteko asmoz, Euskal Autonomia Erkidegoan Go.Data plataforma erabiliko duela Osakidetzak. Tresna horrekin, osasun publikoko larrialdi egoera batean kontaktuen bilaketa egitea lortu nahi da, COVID-19aren agerraldiak kontrolatu ahal izateko. Tresna hau hainbat lurraldetan erabiltzen hasi dira jada, Frantzian eta Bartzelonako Clinic ospitalean kasu.
Dendak eta negozio txikiak irekitzen ari dira. Baina nola egiten dute desinfekzioa? Biozidak behar dira horretarako, Basarasek Berrian azaltzen digun moduan, gizakiarentzako kaltegarriak diren mikroorganismoak kontrolatzeko beharrezko produktuak, alegia. Baina kontuan izan behar dugu produktu horiek arriskutsuak izan daitezkeela gizakiarentzat. Hortaz, arduraz jokatu behar dugu.
Konfinamenduaren ondorioz, hasi gara zenbait arazo pairatzen gure gorputzean: giharretako mina, hortzetako gaitzak, azalaren narritadura, azkura begi eta betazaletan, lo hartzeko zailtasunak… Horien aurrean, zer egin dezakegu? fisioterapeutek, dentistek eta dermatologoek hartu dute hitza Berriako artikulu honetan. Euren hausnarketak eta gomendioak irakurri nahi? Ez galdu!
Jakina denez, jarduera fisikoa egitea onuragarria da. Ildo honi jarraiki, ikerketa berri batean, zortzi ikerlanetako informazioa uztartuz, 40 urteko 36.383 pertsona hartu zituzten eta sei urtez (batez beste) egin zuten jarduera neurtu zitzaien. Lortutako emaitzen arabera, jarduera fisikoaren intentsitatea edozein dela ere, hiltzeko arriskua nabarmen murrizten dela egiaztatu zen. Horrez gain, zenbat eta jarduera gehiago egin, orduan eta hiltzeko arrisku txikiagoa zegoela ikusi zuten. Beraz, ez ahaztu: jarduera fisikoa egiteak onurak dakartza.
PsikologiaKonfinamendua hasi zinetik, ikusi dugu hainbat produkturen kontsumoak gora egin duela nabarmen. Egoera honi hasiera eman aurretik, lehenengo erosketak “bunker-erosketak” izan ziren nagusi, hau da, kontserba-latak, arroza, pasta, etab. Ondoren, garagardoaren salmenta %20 igo zen eta etxean isolatu ostean, %80 igo zen. Hurrengo fasean, okintzarekin lotutako produktuen salmentak egin zuen gora. Eta zer gertatu zen komuneko paperarekin? Testuan azaltzen digute ikara uneetan produktu berezi batzuen salmenta asko handitzen dela.
KimikaBa al dakizue zerez eginda dauden lentillak? Badirudi duela gutxiko asmakizuna dela baina harrigarria bada ere, lehenengo lentillak sortu zirenetik bi mende igaro dira. 1801ean Thomas Youngek ukipen-lenteak garatu zituen. Hauek oso deserosoak ziren eta ez zuten arrakastarik izan. 1930ean, William Feinbloom estatubatuarrak egun lente gogor gisa ezagutzen direnak sortu zituen. Lentilla malguak, berriz, 1950ean sortu ziren. Ikertzaile txekiarrek polihidroxiethil metakrilatoa erabili zuten hidrogelezko lentillak egiteko.
MikrobiologiaMassachusettseko Institutu Teknologikoko (AEB) ikertzaileek egindako esperimentu batek erakutsi du Escherichia coli bakterioa eta Saccharomyces cerevisiae legamia gai direla hidrogeno hutsezko atmosfera batean bizitzeko. Elhuyar aldizkariak eman digu ikerketa honen berri.
Horretaz gain, eredu teorikoek diote hidrogenozko atmosfera duten planetak egon behar direla. Lurra baino handiagoak diren arrokazko planetek hidrogeno kopuru handia mantendu dezakete haien atmosferetan, eta horregatik uste da halako atmosferak nahiko zabalduta egongo direla unibertsoan. Zientzia Kaieran ere topa dezakezue informazioa.
GenetikaAsteon Koldo Garciak gai ugari proposatu dizkigu bere Itxialdirako Genetika atalean. Hasteko, zientzian ere plot twist-ak gertatzen direla erakutsi digu. Adibidez, gerta daiteke momentu baterako gene-aldaera batek genearen funtzioa hobetzea baina beranduago, baldintzak aldatzen direnean, funtzio hori kaltetzea. Adibide batzuk utzi dizkigu hemen.
COVID-19a agertu zenetik, pertsona batzuek arazo gastrointestinalak izan dituzte. Zein da gaitz honek tripekin duen harremana? Garciak azaltzen digu SARS-CoV-2ak ACE2 hartzailea erabiltzen duela zelulak infektatzeko eta hori hesteetako zeluletan aurkitzen da batez ere.
Beste artikulu honetan, (gene)-dibertsitateaz eta honen garrantziaz aritu zaigu, izan ere, gero eta anitzagoa bada, aldaketei aurre egiteko eta moldatzeko gaitasuna handiagoa izango da.
Azkenik, bi proposamen. Alde batetik, mingain urdin gaixotasunari buruzko testu interesgarri bat. Bertan, gaixotasun honen bigarren agerraldia nola gertatu zen azaltzen duen ikerketaz mintzatu zaigu.
Bestetik, sexu-kromosomak izan ditu aztergai. Bizi-luzeran, kromosomen morfologiak eraginik al du? Erantzuna testu honetan topatuko duzue.
Emakumeak zientzianNerea Irigoyen Vergara birologoa Zika birusa ikertzen duen laborategi baten burua da, Cambridgeko Unibertsitatean. Ia 10 urte daramatza bertan. Orain pandemiak sortu duen egoeraren kariaz, SARS-CoV-2 birusa ikertzea dagokio: “Ikuspegi zientifikotik, koronabirus bat da, eta lehendik ere ikertu izan ditut koronabirusak. Askoz ere kitzikagarriagoa zait zikaren birusa, bai berezko ezaugarriengatik bai sozialki duen inpaktuagatik”.
ArkeologiaEuropako isurialde atlantikoko Neolotiko garaiko 24 aztarnategitako 246 ontzitako arrasto organikoak ikertu dituzte jakiteko zer prestatzen zuten zeramikazko ontzi horietan. Ondorioztatu dute, alde batetik, esnea uste baino lehenago kontsumitzen zela Iberiar penintsulan, eta bestetik, Europan zenbat eta iparralderago, orduan eta esne gehiago hartzen zutela. Halaber, ikertzaileak harrituta daude ez baitute arrain aztarnarik topatu, itsaso inguruko ontziak izanda ere. Xehetasunak Berriako artikuluan.
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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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Francisco Villatoro – Naukas Bilbao 2019: El abrazo de la plata
Tras dejar claro que es mejor integrar que derivar, esta charla «presenta el problema del año [2019]: la discrepancia a más de cinco sigmas entre la constante de Hubble calculada integrando el modelo cosmológico y extrapolando la pendiente de la escalera de distancias usando supernovas Ia y cefeidas. En la charla explico las razones que me llevan a desconfiar de la estimación astrofísica, que creo está dominada por errores sistemáticos no considerados, y preferir la estimación cosmológica, aunque esté basada en un modelo teórico.» en palabras del propio Francis Villatoro.
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Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por eitb.eus
El artículo Francisco Villatoro – Naukas Bilbao 2019: El abrazo de la plata se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Ezjakintasunaren kartografia #305
Ideologia erabilgarria izan daiteke pentsatzea bezalako aktibitateetan zenbateko energia gastatuko dugun erabakitzeko. Eta erabilgarritasunik handiena, hobeto datorkiguna faboratzen debateei aurre egitea da. Epe motzean, behintzat. Jesús Zamoraren A minimal theory of ideology for the post-COVID world (2)
Errezeptore neuronal bakar baten errua izan daiteke horrenbeste edatea? High alcohol consumption linked to single brain receptor…in mice Rosa García-Verdugorena.
Nanopartikula esferiko metalikoek, esferikoak izateagatik, argiaren inzidentziarengatik segundu armonikoak ez lituzkete sortu behar, baina alboan emisore kuantikoa jarrita, egin egiten du. DIPCkoek azaltzen dute. Second-harmonic generation in a quantum emitter – metallic nanoparticle hybrid
–—–
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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Generada en plataformas eólicas marinas, desembarcada como hidrógeno
Investigadores de la Escuela de Ingeniería de Vitoria-Gasteiz de la UPV/EHU han propuesto utilizar la energía generada en las plataformas eólicas marinas para producir hidrógeno in situ en lugar de transportarla por cable a tierra. Han demostrado que es técnicamente posible y económicamente viable. Además, han comprobado que la incorporación de ciertos elementos de muy bajo coste mejora notablemente la eficiencia de los aerogeneradores.
En las plataformas eólicas marinas, o parques eólicos offshore, la generación de energía es muy elevada, ya que se instalan aerogeneradores de gran potencia y los regímenes de viento son mucho más estables que en tierra. “Toda esta energía generada puede ser transportada a tierra mediante dos vías: la creación de una infraestructura enorme, para hacer llegar la red de potencia eléctrica hasta ella, y transportar por cable la electricidad generada, o la generación de hidrógeno allí mismo, mediante hidrólisis, utilizando la energía generada en el terreno, y el transporte de ese hidrógeno a tierra para ser utilizado como combustible. Nosotros hemos apostado por la segunda opción y el objetivo de esta investigación ha sido buscar una forma de mejorar ese proceso”, explica Ekaitz Zulueta Guerrero, investigador del Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática de la Escuela de Ingeniería de Vitoria-Gasteiz de la UPV/EHU.
Al poner en marcha la investigación, los investigadores, del Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática y del Departamento de Ingeniería Nuclear y Mecánica de Fluidos de la Escuela de Ingeniería de Vitoria-Gasteiz, buscaban reducir el coste energético del proceso de generación de hidrógeno. “Con el fin de mejorar la aerodinámica de los aerogeneradores, quisimos probar el efecto de dos componentes utilizados para controlar el flujo de la turbina. Uno es un generador de vórtices y, el otro, unas láminas (conocidas como Gurney Flaps) que se colocan en la pala, que mejoran mucho la fuerza de sustentación y, por tanto, la aerodinámica”, explica Unai Fernández-Gámiz, miembro del Departamento de Ingeniería Nuclear y Mecánica de Fluidos. Además, “son muy baratos y se colocan fácilmente en los aerogeneradores”.
En un segundo paso, quisieron ver si “es viable, tanto técnica como económicamente, la generación de hidrógeno en las propias plataformas eólicas offshore, a partir de esa energía generada, mediante hidrólisis, y así poderlo transportar a tierra para que pueda ser utilizado como combustible —añade Fernández-Gámiz—. De hecho, la generación de hidrógeno permitiría su transporte a tierra en barco y, además, la energía acumulada ofrecería una gran flexibilidad al sistema eléctrico, teniendo en cuenta que en la actualidad la producción de electricidad debe ser acorde con la demanda”.
Las pruebas se llevaron a cabo en el laboratorio nacional de energías renovables de Estados Unidos (NREL), en una turbina de 5 MW, cuyas características técnicas, geometrías y demás parámetros son públicos. “Se ha comprobado que la producción anual de energía de las turbinas es alrededor de un 2,5 % superior. No es un incremento muy elevado, pero teniendo en cuenta la gran potencia de los aerogeneradores que se instalan en el mar, se genera una gran cantidad de energía adicional”, ha explicado Zulueta. Los investigadores también han calculado la cantidad de hidrógeno que se podría producir con esta generación adicional de energía: más de 130.000 Nm3. Es decir, “la cantidad de combustible que necesitarían un millón de coches impulsados por hidrógeno para recorrer 100 kilómetros —detallan los investigadores en el artículo—. Y esto gracias a los elementos de control de flujo añadidos, que apenas implican costes adicionales”.
Una vez comprobado que técnicamente es posible y económicamente viable, el siguiente paso sería, según los investigadores, “que algún desarrollador de plataformas eólicas se pusiera en contacto con nosotros para probar, medir y adaptar en sus sistemas lo conseguido en la planta de Estados Unidos”.
Referencia:
Aitor Saenz-Aguirre, Unai Fernández-Gámiz, Ekaitz Zulueta, Iñigo Aramendia, Daniel Teso-Fz-Betoño (2020) Flow control based 5 MW wind turbine enhanced energy production for hydrogen generation cost reduction International Journal of Hydrogen Energy doi: 10.1016/j.ijhydene.2020.01.022
Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por UPV/EHU Komunikazioa
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Hidrogenoa besterik ez duen atmosfera batean ere, bizia garaile
Aitortu beharra dago. Lurretik kanpoko bizia bilatzerakoan, itsu-itsuan gabiltza. Edo, gutxienez, alborapen erraldoi bat daukagu gainean. Bizi bat baino ez dugu ezagutzen. Zinez konplexua eta askotarikoa; baina, finean, bakarra. DNAn oinarritutakoa da, eta karbonoak ematen dituen egonkortasuna eta moldakortasunean abiatzen da, hein handi batean. Horregatik, izarretara begira gaudenean, halakoa den bizia irudikatu ohi dugu. Batek daki Flatland eleberrian kontatzen dena gertatzen ote zaigun: bi dimentsiotan bizi den karratu bati ezinezkoa egiten zaiola esfera bat irudikatzea. Dena dela, gutxienez, jakitun gara Lurretik kanpoko bizia egotekotan agian guztiz bestelakoa izan litekeela.
1. irudia: Eraikuntzan dauden teleskopio berriekin exoplaneten katalogoa handituko da, eta horien atmosferen azterketa egitea ere errazagoa izango da. (Irudia: IAU/L. Calçada)
Gertutasuna dela eta, batez ere Eguzki sistemaren barruan dauden hainbat ilargitan daude jarrita itxaropenak, baina, bizia nonbaiten egotekotan, argi dago exoplanetaren batean izango dela. Alabaina, oraingoz aurkitzen diren exoplaneta gehienak oso handiak dira. Horrek ez du esan nahi ezinbestean hor kanpoan mundu erraldoiak baino ez daudenik. Kontua da, momentuz, gizakiok gaur egun dugun teknologia planeta erraldoiak ikusteko aproposa dela. Eguzki sistematik kanpoko planetak atzemateko teknikak hobetuz doazen arren, momentuz planeta urrun horiek haien izarrean sortzen duten grabitazio eraginagatik ondorioztatzen ditugu, horrek dakarren izarraren mugimendu ñimiñoa hautemanda. Gurekiko posizio egokian egonez gero, izarren aurrean igarotzean sortzen den eklipse txikia ikustean ere jakin daiteke hor planeta bat dagoela.
Hortaz, exoplanetak aurkitzean tamainarekiko alborapen hori daukagu, eta logikak dio Lurraren tamainako munduak ere barra-barra egongo direla. Baina, esan bezala, planeta erraldoiekin konformatu behar dugu. Halako munduak gasezko planetak izan ohi dira, eta, horiek ikustean, berehalakoan alboratzen dugu hor bizia egon daitekeen susmoa, inolaz ere ez dugulako irudikatzen bizia hidrogenoan murgilduta. Egia esanda, bestelakoak dira hor egon daitezkeen eragozpenak; bereziki, bertan dauden presio itzelak.
Baina hidrogenoa ere arrokazko planetetan ere egon daiteke. Oraindik horrelakorik aurkitu ez den arren, eredu teorikoek diote hidrogenozko atmosfera duten planetak egon behar direla. Lurra baino handiagoak diren arrokazko planetek hidrogeno kopuru handia mantendu dezakete haien atmosferetan, eta horregatik uste da halako atmosferak nahiko zabalduta egongo direla unibertsoan.
Eredu horien arabera, Lurraren erradioa halako 1,7 baino txikiagoak diren arrokazko planetetan posible da atmosfera horiek mantentzea. Horren jatorria, planetaren jaiotzan bertan legoke: planetaren eraketaren garaian urak burdinarekin erreakzionatzen du, hidrogenoa askatuz. Osagai horiek, gainera, ez dira urriak, gure inguruko asteroideei erreparatzen badiegu, bederen. Ikertzaileen ustez, hidrogeno horietako asko espazioan galtzeko arriskua egon arren –tartean, izarraren erradiazio ultramorearen ondorioz–, ereduek aurreikusten dute atmosfera hori mantentzeko aukera. Hotzagoak diren superlurren kasuan, gainera, presio handiek eta tenperatura baxuek hidrogenoaren sorrera mantenduko lukete, metanoan abiatuta, etano, butano edo oinarrizko karbonoa sortzen dituztelako, etengabean hidrogenoa askatuz. Ez dira, ordea, faktore bakarrak. Adibidez, izarrarekiko distantzia zein den edota planetak eremu magnetikoa duen edo ez, horren araberakoa ere izan daiteke atmosfera mantentzeko aukera.
Halako egoera batean biziak izan lezakeen egoera aztertu nahi izan dute Massachusettseko Institutu Teknologikoko (AEB) ikertzaileek. Bi mikroorganismorekin esperimentua egin dute, eta ikusi dute %100 hidrogenoa duen atmosfera baten barruan bizitzeko eta aurrera egiteko gai direla. Nature Astronomy aldizkarian argitaratutako zientzia artikulu batean eman dituzte azalpenak.
Escherichia coli bakterioa eta Saccharomyces cerevisiae legamia dira azterketa honetan erabili dituzten mikroorganismoak. Argitu dutenez, aukeratzeko orduan ez dute jo bereziki hidrogeno inguruetan bizitzeagatik ezagunak diren bizidunetara, zientzia komunitatean sarri erabili ohi diren organismo ereduetara baizik. Gainera, bi domeinuren erakusle diren mikroorganismoak dira: prokariota da E. coli bakterioa, eta eukariota S. cerevisiae legamia.
2. irudia: E. coli bakterioa eta S. cerevisiae legamia –irudian– erabili dituzte hidrogenoz osatutako atmosfera batean duten garapena aztertzeko. (Argazkia: Materialscientist – CC-BY-3.0 lizentziapean. Iturria: Wikimedia Commons)
Mikroorganismoak elementu kopuru desberdinez osatutako atmosferetan hazi dituzte: aire normala, hidrogenoa eta helioa; eta baita ere nitrogenoz eta karbono dioxidoz osatutako nahasketa batean. Argi ikusi dute biak ala biak ondo moldatzen direla %100 hidrogenoz osatutako atmosferetan ere. Hasieran hazkundea moteldu duten arren, denborarekin egokitu dira. Bakterioaren kasuan, 2,5 aldiz mantsoago hazi da, eta bi aldiz mantsoagoa izan da legamiaren hazkundea. Halere, aurrera egin dute, erraztasun osoz. E. coli-ren kasuan, zortzi ordu besterik ez dira behar izan hazte-tasa egonkortzeko. S. cerevisiae-k berriz, 80 ordu behar izan ditu. Bestalde, oxigenoaren eskuragarritasuna baxua bada, E. coli bakterioak arnasketa aerobikoa utzi eta anaerobikoari ekiten diola azaldu dute, horren efizientea ez den metabolismo batera, hain zuzen.
Modu berean, ikusi dute hidrogenozko atmosferetan bakterioak gas zehatz batzuk isurtzen dituela. Oxido nitrosoa edo amoniakoa dira horietako batzuk. Bakterio baten metabolismoa nahiko xumea dela kontuan izanda, ikertzaileak harritu egin dira hainbeste konposatu sortu izanagatik –”aniztasun ikaragarria” aipatu dute zientzia artikuluan–. Horregatik, proposatu dute Lurretik kanpo bakterioen moduko organismo sinpleak egotekotan, agian horiek ere antzeko gasak sortuko lituzketela, eta gas horien metaketa ikusteko gai izan litezkeela astronomoak.
Hortaz, laborategian bai, baina… ba al dago Lurrean hidrogenoan hazteko gai den mikroorganismorik? Metanogenoak eta azetogenoak dira egoera horretara gehien hurbiltzen direnak, horiek gai direlako bizitzeko %80 hidrogeno eta %20 karbono dioxido dituen inguru batean.
Dena dela, agerikoa da galdera. Hidrogeno hutsezko inguru batean bizia agertzeko modurik egongo ote zen? Ez dakiten arren, baiezkoan daude ikertzaile hauek, zientzia artikuluan babestu dutenaren arabera: “gas erreduzituen nahastura duen eta nagusiki H2 den atmosfera bat bizia sortzeko aproposa da, ez kaltegarria. Izan ere, uste da biziaren sorrerarako beharrezkoak direla erreduzitutako molekula aitzindariak”.
Alabaina, kontuan hartu behar da gutxi direla orain arte aurkitu diren exoatmosferak, eta horien ikerketa izugarri zaila dela. Baina sinetsita daude atzemateko errazenak izango direla hidrogenozko atmosfera horiek, elementu honen dentsitate baxua dela eta, espazioan gehiago zabaltzen direlako. Adibidez, hidrogenozko atmosfera bat nitrogenozko atmosfera bat baino 14 aldiz handiagoa da. Eraikuntzan dauden teleskopio berriek atmosfera horiek sikiera zehaztasun pixka batekin ikertzeko bidea irekiko dutela espero dute ikertzaileek.
Atmosfera horien azterketan abiatuz, hainbat faktore ondorioztatu ahal izango dira. Adibidez, berotegi efektuko gasak egonez gero, planetaren azalaren tenperatura igartzeko modua egongo da; eta, ur lurruna aurkituz gero, azalean ur likidoa dagoen seinale izan daiteke. Eta exoatmosfera horietan dauden gasen arabera, planetan nolabaiteko bizia ote dagoen ere ondoriozta liteke, kontu handiz bada ere. Jakin badakigu hau ez dela batere zehatza noski, gas askok jatorri biotikoa edo abiotikoa izan dezaketelako. Baina erronka, dudarik gabe, zinez zirraragarria izango da, eta orain horretarako tresna berriak izango ditugu.
Erreferentzia bibliografikoa:
Seager, S., Huang, J., Petkowski, J.J. et al. (2020). Laboratory studies on the viability of life in H2-dominated exoplanet atmospheres. Nature Astronomy. DOI: 10.1038/s41550-020-1069-4
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El océano en una caracola
Voluta musica, llamada así por los adornos de su concha similares a una partitura.Ilustración de Charles Kiener, Louis Charles (1835). Fuente Wikimedia Commons
“Me han traído una caracola.
Dentro le canta
un mar de mapa.
Mi corazón
se llena de agua
con pececillos
de sombra y plata.
Me han traído una caracola”.
Caracola, Canciones para niños de Federico García Lorca.
En el océano hay una caracola que contiene un océano entero.
Durante generaciones, la gente creyó que al presionar una concha marina contra su oído, lo que oía era el rugido del mar. Pocos relatos de la cultura popular resultan tan evocadores y, al mismo tiempo, tan erróneos. No existe ninguna relación entre el mar y ese sonido característico, más allá de la asociación mental entre la caracola y su lugar de origen que probablemente dio lugar a este relato popular. Sin embargo, como las mejores metáforas, esta nos puede servir de excusa para explicar una historia real.
El hecho es que vivimos rodeados de olas. Son olas de aire, eso sí, pequeñas variaciones en la densidad de ese fluido en el que inadvertidamente vivimos sumergidos. Normalmente resultan inaudibles, su constante presencia hace que las ignoremos. Pero cuando acercamos una caracola a nuestro oído, estas olas empiezan a rebotar contra sus paredes rígidas y algunas de sus frecuencias llegan a nuestro tímpano amplificadas. El cambio de color nos hace reparar en un sonido que hasta entonces había pasado desapercibido. La caracola nos revela la rugosidad de nuestro ambiente, los terremotos del mundo mosquito, el rugido de las polillas salvajes.
Cualquier cavidad resonante produce el mismo efecto, en realidad. Si uno se coloca un vaso o una tetera en la oreja (cualquier tipo de envase rígido en realidad), se oye el mismo sonido. Sin embargo, sugerir que se oye el mar dentro de un bote de garbanzos probablemente resulta mucho menos evocador, así que ese relato no trascendió. En cambio, en un entorno totalmente silencioso, el mismo experimento quedaría sin ningún efecto. No oiríamos nada porque no habría nada que amplificar.
El parecido entre el sonido de la caracola y el del mar, se debe a que ambos son sonidos amplios, con un gran ancho de banda, una especie de ruido blanco indefinido. En ellos conviven todo tipo de frecuencias, graves y agudas, más o menos en igual proporción. Sin embargo, dentro de la caracola no todas las frecuencias están igualmente representadas. Cuando el sonido atraviesa su cavidad resonante, esta refuerza solo algunas frecuencias: aquellas que coinciden con sus propios modos normales de vibración, que vienen dados por sus dimensiones, su forma y, sobre todo, por su longitud. Puede que una caracola no parezca a priori un objeto muy alargado, pero se puede pensar en ella como una especie de tubo cónico y enrollado, cerrado por uno de sus extremos. En ese sentido, sus modos de vibración son equiparables a los de una cuerda, un tubo, o a los de cualquier otro instrumento de viento. La caracola tiene una frecuencia fundamental característica y otras más agudas, correspondientes a su serie armónica. El resultado de todas ellas combinadas es un tono musical. Gracias a su forma alargada y enrollada, la caracola está afinada en una determinada nota. Por eso, distintas caracolas dan lugar a océanos sonoros ligeramente distintos según su tamaño (océano en do, océano en la bemol…).
Grabado atribuido a Giorgio Ghisi (1520–1582). Fuente: MET MuseumEsta peculiaridad convirtió a las caracolas en uno de los instrumentos musicales más antiguos y también en uno de los más universales. Probablemente, el primer instrumento de viento metal de la historia: basta hacer vibrar labios contra su punta un poco rota, como haciendo una pedorreta, para producir un sonido sorprendentemente poderoso, brillante, rotundo. Desde hace miles de años, las caracolas se han utilizado en culturas de todo el mundo como un tipo de trompeta, un símbolo de poder y un instrumento vinculado a los dioses. El ejemplo que nos pilla más cerca quizás es el de Tritón, que utilizaba el sonido de una concha para controlar las olas y el viento. Ese mismo viento que agita y hace llegar a nuestros oídos el sonido del mar.
Sobre la autora: Almudena M. Castro es pianista, licenciada en bellas artes, graduada en física y divulgadora científica
El artículo El océano en una caracola se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Nerea Irigoyen, birologoa: “Birologia maskulinoegia da oraindik”
Grinaz hitz egiten du bere lanari buruz, eta, denboran atzera eginda ere, aitortu du betitik izan dituela gogoko biologia eta esperimentuak. “Gurasoek asko bultzatzen gintuzten anaia eta biok jolastera eta esperimentatzera. Adibidez, babarrunak eta haziak ereiten genituen kotoian eta nola hazten ziren marrazten genuen, eta mineralak edo zerua aztertzera jolasten ginen”.
Horrez gain, gogora ekarri du 1980ko hamarkadan GIBak eta hiesak sekulako eragina zutela, eta uste du horrek ere, neurri batean, eraman zuela birusak ikertzera. “Gustatuko litzaidake jakitea,orain haurrak diren horietatik, zenbatek bukatzen duten birologia ikasten, pandemia bizi izanaren ondorioz”.
Irudia: Nerea Irigoyen Vergara birologoa Cambridgeko Unibertsitateko Birologia Saileko laborategian.
Nola nahi ere, farmazia ikasten hasi zen, eta oso gustura aritu zen, oso zabala baita: botanika, anatomia, biokimika, fisiopatologia, mikrobiologia, bioteknologia… Horren ondotik, Madrilera joan zen, Espainiako Bioteknologia Zentrora, tesia egitera. Hor bete-betean sartu zen birusak ikertzera; hasieran birusen egituran, eta, gero, birologia molekularrean.
Tesia bukatutakoan Ingalaterrara joan zen, eta dagoeneko ia 10 urte daramatza han: “Urte asko dira, eta itzultzea edo beste norabait joatea pentsatzen hasia naiz, ez baitakit, gainera, zer gertatuko den Brexitarekin”, dio Irigoyenek.
Dibertsitatea, sarien bidezEz du ukatu, dena den, alde on asko aurkitu dituela han, esaterako, finantziaziorako erraztasunak eta ingurunea: “Europako Batasunetik, beste leku batzuek baino askoz ere gehiago jasotzen du ikerketarako. Eta masa kritikoa; hori ere nabarmena da. Leku gutxitan egongo da hemen adinako ikertzaile-dentsitatea: Oxforden, Cambridgen eta halako beste tokiren batean… Makrolaborategi bat bezala da. Batzuetan gehiegizkoa ere izan daiteke, zure inguruko guztiak doktoreak edo maila handiko ikertzaileak baitira, eta, nahitaez, beren lanari buruz hitz egiten dute, laborategitik kanpo daudenean ere”.
Brexitarekin, baina, uste du finantziazioa asko jaitsiko dela, eta ikertzaileen artean ere aldaketak egongo direlakoan dago, asko eta asko atzerritarrak baitira. Horrekin lotuta, onartu du giroa oso hierarkizatua eta maskulinoegia dela oraindik: “Laborategi bateko buru izatera iritsi den lehen emakumea izan naiz, eta, gainera, Europako hegoaldekoa naiz. Pixka bat arraroa da gizon zuri eta goi-mailakoen tartean egotea, baina uste dut horra iritsi izna garrantzitsua dela etorriko direnenek eredu bat izan dezaten”.
Dena den, pixkanaka egoera aldatzen ari dela nabarmendu du Irigoyenek. Hain zuzen, dibertsitatea bultzatzeko sari batzuk sortu zituzten, Athena SWAN (Scientific Women’s Academic Network), jakinik erakundeei gustatu egiten zaiela lehia eta sariak jasotzea. Genero-bereizketa murrizteko hartzen dituzten neurrien arabera banatzen dituzte urrezko, zilarrezko eta brontzezko sariak, eta, adibidez, ikerketa medikoko laborategi batek ezin du diru-laguntza publikorik jaso, ez badu, gutxienez, zilarrezko sari bat.
Britainia Handian hainbeste urte igaro ondoren, hegoalderako mugitzeko gogoa du, Espainiara, adibidez. “Hala ere, Pasteur Institutuak ere (Paris) asko erakartzen nau, gaixotasun tropikaletan espezializatuta baitago”, esan du.
Orain ahalegin guztia SARS-CoV-2 birusa ikertzera bideratzen ari badira ere, berak nahiagoko luke zikarekin jarraitu: “SARS-CoV-2a oso da garrantzitsua, nola ez, bizitzen ari garen pandemiaren eragilea delako, baina, ikuspegi zientifikotik, koronabirus bat da, eta lehendik ere ikertu izan ditut koronabirusak. Askoz ere kitzikagarriagoa zait zikaren birusa, bai berezko ezaugarriengatik bai sozialki duen inpaktuagatik. Azken finean, populazioaren zati zaurgarrienari eragiten dio: emakumeak, leku pobreetan bizi direnak… 2016ko Brasilgo izurritean, emakumeen heriotza-arrazoi nagusia abortu ilegalak izan ziren. Gustatuko litzaidake zerbait egitea haien alde”.
Fitxa biografikoa:Nerea Irigoyen Vergara Zaragozan jaio zen, 1981an. Farmazian lizentziatu zen Nafarroako Unibertsitatean, eta Madrilgo Unibertsitate Autonomoan doktoratu zen, Biologia Molekularrean, Birologia espezialitatean. Espainiako Bioteknologia Zentroan egin zuen tesia (CNB-CSIC), eta Cambridgeko Unibertsitatean, berriz, doktoretza-ondorengoa. 2018ko irailetik bere ikerketa-taldea zuzentzen du, Cambridgeko Birologia Sailean.
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Egileaz: Ana Galarraga Aiestaran (@Anagalarraga1) zientzia-komunikatzailea da eta Elhuyar Zientzia eta Teknologia aldizkariko erredaktorea.
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Elhuyar Zientzia eta Teknologia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.
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Cancelaciones anómalas
No hace mucho tiempo escribí una entrada para esta sección del Cuaderno de Cultura Científica titulada Números errores de impresión en la cual estuvimos hablando de ciertos números que, aunque se produzca un cierto error tipográfico, siguen manteniendo su valor. Recordemos un ejemplo. Supongamos que queremos escribir en un artículo o una entrada de un blog el número “2 elevado a 5 multiplicado por 9 elevado a 2”, es decir, 25 92, pero se produce un error tipográfico y no quedan reflejadas las potencias, es decir, se queda escrito 2592. En general, esto produciría un error, ya que el valor de la expresión matemática no coincidiría con el valor del número, sin embargo, en este caso el resultado de 25 92 es, si realizamos las operaciones, 2592, luego sorprendentemente se mantiene inalterado. A estos números se les llama números errores de impresión.
En esta entrada vamos a centrar nuestra atención en una serie de fracciones tales que, a pesar de producirse un error que podríamos calificar de matemático, en concreto, una cancelación anómala, el valor de la fracción se mantiene correcto. Veamos en qué consisten exactamente.
Empecemos con una sencilla fracción como es 12/15 (cuyo valor es 0,8). Como nos han enseñado cuando estudiábamos fracciones en la escuela, las fracciones como esta se pueden simplificar si tenemos en cuenta que 12 = 3 x 4 y 15 = 3 x 5, dividiendo el numerador y el denominador por un divisor común, en este caso, el 3. Es decir, “cancelamos” arriba y abajo el divisor común, luego 12/15 se transforma en 4 / 5 (cuyo valor sigue siendo 0,8).
En las llamadas cancelaciones anómalas lo que ocurre es que se cancelan dígitos del numerador y del denominador como si fuesen divisores de los mismos. Esa cancelación que a priori daría lugar a un resultado completamente diferente, sin embargo, en el caso de las llamadas cancelaciones anómalas, lo que ocurre es que el resultado sorprendentemente no varía. Vamos a mostrar dos casos en los que se cancela un dígito del numerador y del denominador, viendo que en el primero el resultado es distinto, mientras que en el segundo el resultado es el mismo, obteniendo así un ejemplo de cancelación anómala.
Una vez que hemos entendido cuando una fracción (consideraremos las fracciones propias, es decir, aquellas cuyo valor es menor que 1, lo cual se produce si el numerador es menor que el denominador) es una cancelación anómala, podemos buscar más ejemplos de las mismas. Así, nos planteamos el siguiente problema: encontrar las cancelaciones anómalas en las que numerador y denominador tengan solo dos dígitos.
Veamos cómo se puede resolver este problema. Buscamos una fracción cuyo numerador tenga dos dígitos, luego sea de la forma ac, por lo que su valor es (a.10 + c), y cuyo denominador, con dos dígitos, tiene que ser de la forma cb, luego su calor es (c.10 + d), para que se produzca la cancelación, por tanto, ac / cb = a / b (como es una fracción propia a es menor que b). Es decir,
La solución del problema consiste, por lo tanto, en averiguar para qué valores de a, b y c, entre 0 y 9, se satisface la anterior igualdad.
Para empezar, de la igualdad (la segunda) de la expresión matemática anterior, se puede expresar el número que se cancela c en función de los otros dos, a y b.
En consecuencia, dados a y b, esa expresión 9 a b / 10 a – b, es un número natural. Más aún, a partir de esa expresión, teniendo en cuenta que c es menor o igual que 9, se puede derivar la siguiente desigualdad.
Por lo tanto, se trata de ver para qué números a y b (el primero más pequeño, a b), tales que verifican la desigualdad anterior, se satisface que el valor calculado anteriormente para c, es decir, 9 a b / 10 a – b, es un número natural. Puede verse fácilmente que las únicas soluciones posibles para el par de número (a, b) son (1, 4), (1, 5), (2,5) y (4,8), que se corresponden con las únicas cancelaciones anómalas con números de dos dígitos.
Más aún, a partir de esos cuatro ejemplos sencillos se derivan fácilmente cuatro cadenas de cancelaciones anómalas.
Las primeras menciones, según la literatura matemática, a las cancelaciones anómalas son dos artículos del matemático Alfred Moessner publicados en la revista de la Universidad Yeshiva (Nueva York) Scripta Mathematica, alrededor del año 1950. La siguiente referencia es el artículo Anomalous Cancellation del matemático estadounidense R. P. Boas, publicado en el libro Mathematical Plums (Ross Honsberger (editor). MAA, 1979), en el que se abordaba el problema para números con dos dígitos, pero en una base de numeración arbitraria b. Expliquemos un segundo esto. Teniendo en cuenta que en las cancelaciones anómalas, se “cancelan” dígitos de los números, entonces esta propiedad no depende de los números en sí mismo, sino de su representación en la base de numeración (normalmente la decimal, como hemos estudiado, pero podrían considerarse otras bases).
Pero existen más ejemplos de fracciones propias que son cancelaciones anómalas, con números con más dígitos. Por ejemplo, en el artículo sobre cancelaciones anómalas de la página Wolfram MathWorld se muestran algunas, con números de tres y cuatro dígitos.
En este último ejemplo se “cancelaban” dos dígitos del numerador y del denominador. Veamos algunos ejemplos más con diferentes características.
En el libro The Penguin Dictionary of Curious and Interesting Numbers, del matemático y divulgador británico David Wells, se muestra un ejemplo de una cadena con números inicialmente más grandes.
Más aún, en este libro se muestran dos variantes curiosas de cancelaciones, cuando los dígitos que se cancelan son los de las potencias.
Para terminar, como en otras ocasiones acabaremos con una obra de arte relacionada con los números.
Counter painting on Kimono (2013), del artista japonés Tatsuo Miyajima. Imagen de la página del artista.Bibliografía
1.- David Wells, The Penguin Dictionary of Curious and Interesting Numbers, Penguin Press, 1998.
2.- Wolfram MathWorld: Anomalous Cancellation
3.- N. J. A. Sloane, The On-line Encyclopedia of Integer Sequences
4.- Proof Wiki: Anomalous Cancellation on 2-Digit Numbers
5.- Fun with Numbers: Fractions, Anomalous Cancellation
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 Cancelaciones anómalas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Krisialdiko erosketak
Irudia: Okintzarekiko zaletasuna izugarri handitu da konfinamendu garaian eta askotan kosta egiten da zenbait produktu dendatan aurkitzea. (Argazkia: Pexels – domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)
Konfinamendu garaian askoz elikagai gehiago kontsumitu ditugu etxean eta erosketa horiek fase desberdinak izan dituzte. Konfinamendua hasi baino lehen bunker-erosketak deiturikoak nagusitu ziren, alegia, galkorrak ez diren produktuen erosketa: kontserba-latak, arroza, pasta, esne-hautsa eta antzeko produktuak. Esaterako, esne-hautsaren salmenta %160 igo zen konfinamenduaren hasieran. Hasierako fase arrazional hori pasata, fase irrazionalago bat hasi zen. Garagardoaren salmenta %20 igo zen konfinamendua hasi baino lehen, eta etxean isolatu ostean %80 ingurura igo zen. Oliben eta zorroko pataten salmenta ere ia bikoiztu egin ez eta txokolatea, adibidez, %80 gehiago saldu zen. Hurrengo etapan, produktu kuttunenak gozogintzarekin eta okintzarekin lotutakoak izan dira, bestalde.
Hasieran esan bezala, gizakiak izaki irrazionalak ere bagara eta oso fenomeno berezia gertatu zen konfinamenduaren lehen zatian komuneko paperaren erosketa zentzugabearekin. Oso gai xelebrea da, gainera, komuneko paperarena. Bat batean, komuneko papera inoiz baino beharrezkoagoa bihurtu zen eta bazirudien hori zela gauzarik garrantzitsuena. Sare sozialak hutsik zeuden apalategiez eta komuneko paperez betetako orgez bete ziren. Hori fenomeno berria izan da, nahiz eta ikara uneetan produktu berezi batzuen salmenta asko handitu ohi den. Esaterako, Ameriketako Estatu Batuetako kostan, urakanen garaia iristen denean kakahuete-gurinaren salmenta asko handitzen da. Dirudienez, efektu horrek eta komuneko paperarenak azalpen psikologikoa dauka. Urduri gauden egoeretan zerbait kontrolpean eduki nahi dugu, horrek segurtasuna ematen digulako. Erosketak egitea segurtasun nahi horren adierazlea besterik ez da.
Kasu honetan ez dago oso argi zergatik gertatu den hori justu komuneko paperarekin, baina, baliteke produktuaren bolumen handiarekin lotuta egotea. Dendetako apaletan leku asko betetzen du komuneko paperak eta nahiko deigarria da. Hau da, supermerkatuko apal batean hogei komuneko paper poltsa falta badira, apala ia hutsik dagoela dirudi, baina, hogei lata zainzuri falta badira, ez da hain deigarria. Sare sozialek ere sekulako eragina izan dute efektu horren eragina indartzen.
Sukaldearekin lotutako produktuen kasuan, berriz, irinaren eta legamiaren kontsumoak gora egin du nabarmen. Supermerkatuetan gari-irinaren salmenta eta legamiarena %200 inguru igo da eta zenbaitetan zaila bihurtu da produktu horiek eskuratzea. Antza, postreak, bizkotxoa edo ogia egitea oso gozagarria da guretzat. Sentimendu positiboak ekartzen dizkigu hazten ari den zerbait ikusteak eta, are gehiago, guk geuk eskuz egindako zerbait bada. Familian egin daiteke eta elkartu egiten gaitu. Konfinamendu garaiaren bakardadean, gainera, gozogintzari eta okintzari esker luxu edo kapritxoren bat izatea lortzen da.
Erosketa irrazional horien ondorioz, legamia lortzea zaila bihurtu da eta zenbait lekutan legamia lortzeko beste modu batzuk jarri dituzte idatzita hutsik dauden apaletan. Horren atzean, jakina, kimika dago -biologoen baimenarekin-. Etxean egindako legamia lortzeko nahikoa da 100 mL garagardo, irina eta azukre pixka bat jartzea. Horrela, garagardoan berez dauden legamiak -arruntena Saccharomyces cerevisiae- hazi egiten dira eta hauxe bera erabili daiteke ogia egiteko. Bide batez, beti erabiltzen dira legamia horiek; izan ere, ogia, garagardoa -eta ardoa, bide batez- egiteko legamia bera erabiltzen da. Beno, egia esan hori ez da guztiz egia; izan ere, garagardoa egiteko hainbat legamia mota erabiltzen dira eta, oro har, Ale motako garagardoa da Saccharomyces cerevisiae legamiarekin egiten dena. Ohar garrantzitsu bat, hori bai, ogia egiteko legamiak hazi nahi badira, artisau-motako garagardoa erabili behar da. Merkaturatzen diren beste garagardo gehienak pasteurizatu egiten dira -egonkorragoak izateko- eta hortaz, legamiak hilda daude jada. Etxean legamia egiteko modu gehiago ere badaude, baina, horietan ere kimika eta biologia pixka bat ezagutu behar dugu. Harritzekoa!
Informazio gehiago:
- This is why everyone is hoarding toilet paper, Kiona N. Smith, arstechnica.com, 2020.
- What everyone’s getting wrong about the toilet paper shortage, Will Oremus, marker.medium.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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Semiconductores
foto: Luis Quintero / UnsplashEl uso más frecuente hoy en día de los semiconductores es en forma de transistores, los componentes básicos electrónicos de todos los «componentes electrónicos de estado sólido» y los microchips de ordenador. Los semiconductores son los materiales más importantes en la revolución digital y en el desarrollo de otros dispositivos electrónicos. Estas aplicaciones que disfrutamos hoy surgieron hace casi un siglo, a partir de la década de 1930, a partir de la mecánica cuántica de la estructura en bandas de los sólidos.
Los semiconductores más comunes están hechos de silicio o germanio, los elementos 14 y 32 en la tabla periódica. A pesar de que forman estructuras cristalinas muy estables que deberían ser aislantes, en realidad son conductores débiles de la electricidad. ¿Cómo es esto posible?
En ambos elementos el número de electrones es suficiente para llenar completamente una banda de energía. Esta es la razón por la que deberían ser aislantes y, de hecho, cerca del cero absoluto, 0 K, son aislantes (no superconductores). A muy baja temperatura, las vibraciones de la red en el silicio y el germanio son mínimas, y los electrones en la parte superior de la banda de valencia no pueden obtener suficiente energía de las vibraciones de la red como para saltar la brecha de energía a la siguiente banda y convertirse en conductor. Sin embargo, la brecha con la siguiente banda es muy pequeña, de solo 0,7 eV en el germanio y 1,1 eV en el silicio. Debido a que estas brechas son tan pequeñas, a temperaturas algo superiores al cero absoluto los electrones pueden captar suficiente energía de las vibraciones de la red cristalina como para saltar a la banda de conducción vacía. A temperatura ambiente, estos elementos, que por su estructura deberían ser aislantes, en realidad son conductores débiles.
Como aislantes fallidos y conductores pobres, el silicio y el germanio no encontraron mucha utilidad en la electrónica hasta la década de 1950, cuando se hicieron avances en la introducción controlada de ciertas impurezas en la estructura reticular [1]. El uso masivo de estos dos elementos no comenzaría, sin embargo, hasta la década de 1980 con la introducción de métodos de producción a escala industrial de capas de silicio súper delgadas estructuradas microscópicamente, y (en menor medida) cristales de germanio, que, cuando se disponen adecuadamente pueden actuar como transistores. Hoy en día, las obleas de silicio, cuando se convierten en microtransistores mediante la introducción de impurezas y se descomponen en «chips», son la base de las industrias de la informática y la electrónica. [2]
El germanio puro se usó al principio en células fotoeléctricas. Un fotón externo puede golpear un electrón en la banda de valencia del germanio [3], proporcionando al electrón suficiente energía para alcanzar la banda de conducción. Si nos fijamos esto no es más que un “efecto fotoeléctrico interno”. Para que esto ocurra, la energía del fotón debe ser de, al menos, 0,7 eV para el germanio y 1,1 eV para el silicio. Como la energía de un fotón es E = hf, resulta que estas energías se corresponden con fotones que poseen frecuencias en el rango infrarrojo de las ondas electromagnéticas. Cualquier fotón con frecuencia en el rango infrarrojo o superior, lo que incluye luz visible, hará que los electrones salten a la banda de conducción y produzcan una corriente.
Notas:
[1] Curiosamente, dado que el germanio y el silicio son tan sensibles a las impurezas, su uso a gran escala como semiconductores no se produjo hasta que se desarrollaron métodos para producir grafito ultra puro para los reactores nucleares y germanio ultra puro para los circuitos electrónicos durante la Segunda Guerra Mundial. De las impurezas hablamos en la siguiente entrega de esta serie.
[2] Toda esta revolución social digital y las empresas mayores del mundo hoy día dependen de unos pequeños saltos de energía. Como los huracanes y el batir de alas de una mariposa, solo que facturable. Esta es una reflexión que te podrá ser útil en tu próxima charla con amigos.
[3] Esto también aplica al silicio, pero su uso fue más tardío.
[4] Este tipo de conductividad inducida por la luz tiene aplicaciones evidentes. Se puede usar, por ejemplo, para detectores de movimiento. Un haz de luz que incide sobre una fotocélula integrada en un circuito generará una corriente constante. Si alguien atraviesa el haz interrumpirá la corriente, lo que puede o activar una alarma o abrir una puerta automática para que la persona salga o entre sin usar sus manos. Los controles automáticos de las luces de los coches o de las farolas de las calles pueden utilizar el mismo principio. Dado que las fotocélulas son sensibles incluso a los rayos infrarrojos, siempre que haya suficiente luz natural la célula producirá una corriente. Cuando se pone el sol, la corriente se detiene, lo que proporciona la señal para encender las luces.
Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance
El artículo Semiconductores se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Lentillak, zientziaz jantzitako ukipen-lenteak
Lehenik ikusmena zertan datzan zehaztu behar da. Argia begi-ninitik sartzen da kristalinoa zeharkatuz eta erretinan proiektatzen da. Erretina begiaren atzeko aldean dago. Bertan dauden zelulek bulkada elektriko bihurtzen dute proiektatu den irudia eta bulkada horiek burmuinera iristen dira nerbio optikoaren bidez.
Irudiak erretinaren gainean doi-doi proiektatu behar dira, eta horretarako aldatu egiten da kristalinoaren forma muskulu ziliarraren bidez. Zenbaitetan begia ez da gai irudia erretinan enfokatzeko; zenbait kasu daude. Esaterako, irudia erretinaren atzean proiektatu daiteke; gertaera honi hipermetropia deitzen zaio. Aurkakoa ere gertatu daiteke, irudia erretinara iritsi aurretik enfokatzea; kasu honi miopia deritzo. Ikusmen arazo hauek lenteen erabilerarekin konpondu daitezke, bai kontaktu-lentillen bidez, bai betaurrekoen bitartez. Horiek argia errefraktatu eta erretinan enfokatzen dute.
Irudia: Ukipen-lente bat. (Argazkia: Gedesby1989 – Pixabay lizentzia. Iturria: pixabay.com)
Lentillak orain dela gutxi asmatu zirela dirudien arren lentillen kontzeptua orain dela zenbait mende sortu zen. Leonardo Da Vincik zenbait ideia teoriko garatu zituen; horien artean burua urez betetako ontzi batean sartuz ikusmena eraldatu zitekeela iradoki zuen. Mende bat geroago Descartesek beste ideia bat proposatu zuen: likidoz betetako beirazko hodi bat kornearekin kontaktu zuzenean jartzea. Hodiaren amaierak forma egokia izan behar zuen ikusmena zuzentzeko. Ideia hau ere ez zen bideragarria, besteak beste, ez baitzen posible begia ixtea.
1801ean Thomas Youngek, Descartesen ideian oinarrituz, ukipen-lenteak garatu zituen. Urez betetako lente hauek begietara itsasteko argizaria erabili zuen eta, ondorioz, beren ahalmen errefraktiboa galdu egiten zen. Lehenengo lenteak XIX. mendean sortu ziren, baina esan beharra dago nahiko deserosoak zirela: beiraz eginda zeuden, forma emateko moldeak untxien edo hildakoen begiak erabiliz lortzen zituzten eta pare bat orduz bakarrik erabil zitezkeen. Hasiera batean 2 cm inguruko lodiera zeukaten eta, nahiz eta denborarekin lodiera murriztuz joan zen, ezerosoak izaten jarraitzen zuten; ondorioz, ez zuten arrakasta handia izan.
Benetako aldaketa 1930ean etorri zen, polimeroen garapenarekin. William Feinbloom estatubatuarrak gaur egun lente gogor gisa ezagutzen diren lenteak sortu zituen. Lente hauek PMMA (plexiglas) polimeroaz eginak zeuden, eta material horrek zenbait abantaila zituen beirarekin alderatuz: lenteak argiagoak ziren, arinagoak eta erosoagoak. Hala ere, zenbait arazo zituzten oraindik: ez zuten oxigenoa pasatzen uzten (kontuan izan behar da begiak, gainontzeko organoek ez bezala, oxigenoa airetik hartzen duela eta ez odoletik) eta horrek arazoak sortzen ditu begietan.
1950ean, ordea, aurrerapauso garrantzitsu bat eman zen ikertzaile txekiarrek polihidroxiethil metakrilatoa erabili zutenean hidrogelezko lentilla malguak lortzeko. Horretarako, polimero kateak beren artean erreakzionarazten zituzten sare modukoak osatuz, eta sare hauek ur kantitate handia xurgatu zezaketen (beren pisuaren %40 inguru). Kontuan izan behar da polimero hauek ura xurgatzeaz gain inerteak izan behar zutela eta oxigenoarekiko eta askotariko disoluzioekiko iragazkorrak. Hala ere, esan beharra dago lehenengo emaitzak ez zirela oso onak izan, erosoak izan arren hasierako forma galtzen zutelako eta irudia distortsionatzen zutelako.
Lente hauek hobetzeko saiakera ugari egin ziren beste polimero batzuk erabiliz eta iragazkortasuna aldatuz. Hala ere, artean ez zen posible lentillak denbora luzez erabiltzea, begietara ez baitzen iristen oxigeno maila egokia.
Hori dela eta, silikonak erabiltzen hasi ziren lenteak egiteko. Silikonak silizio eta oxigeno atomoak ditu bere egituran eta iragazkortasun altua du. Material horren ezaugarriei esker posible da lenteak denbora luzez erabiltzea; baita gauez ere, begietara oxigeno maila egokia iristen delarik. Baina material honek beste desabantaila bat dauka: hidrofobikoa da, hau da, ura aldaratzen du. Hori dela eta, zenbait hobekuntza egin behar izan dira bere hidrofilizitatea hobetzeko, beste osagai batzuk gehituz edo gainazaleko tratamenduak eginez.
Beraz, argi dago material berrien lorpenak eragin garrantzitsua izan duela gaur egun hain ohikoak diren lentillen garapenean.
Iturriak:
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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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Virus en el sistema de publicaciones científicas
Joaquín Sevilla, Alberto Nájera López y Juan Ignacio Pérez Iglesias
Unsplash/Vlad Kutepov, CC BY-SAEl sistema de publicaciones científicas afronta una situación tan comprometida a causa de la COVID-19 que podría acabar desembocando en su transformación. No sería prudente hacer predicciones acerca de la forma en que se comunicarán los resultados científicos cuando la pandemia haya pasado, pero no cabe descartar ninguna posible evolución. La situación que atraviesa el sistema es de verdadera crisis.
El camino habitual para comunicar resultados científicos consiste en publicarlos en revistas especializadas. Para ello, una propuesta de artículo ha de pasar un proceso, generalmente lento, de revisión por pares. Durante este, otros especialistas en el campo, ajenos a los autores y anónimos para ellos, juzgan su calidad y lo aceptan, rechazan o proponen cambios.
Este proceso ganó peso a lo largo del siglo XX (aunque a Einstein no le gustaba nada) y hoy es un elemento inexcusable de una revista científica de calidad.
Publica o perece
En los últimos años el sistema de publicaciones científicas está sufriendo unas tensiones enormes. Por un lado, el progreso en la carrera científica se basa cada vez más en las publicaciones. Esto ha generado una práctica, condensada en la máxima “publica o perece”, que revela una preocupante confusión entre fines y medios.
Por otro, la irrupción de internet ha transformado el sistema de acceso y manejo de la información científica. La presión generada por las redes ha modificado drásticamente el mercado de todos los productos susceptibles de digitalizarse (música, cine, series y periódicos). A pesar de los cambios, el sistema de publicaciones científicas mantiene una estructura análoga a la que vivió Einstein.
Este contraste entre la transformación del sistema de acceso a los contenidos y el mantenimiento de la estructura editorial genera fuertes tensiones, hasta el punto de que se habla incluso de que “la máquina de hacer ciencia está rota”.
Las tensiones afloran por muchos sitios, lo que da lugar a problemas preocupantes y a diversos “males de la ciencia”. Hay una crisis de revisores, pues cada vez menos científicos están dispuestos a dedicar su tiempo a una labor ingrata, que no reporta ningún beneficio directo (ni económico ni de reconocimiento). Ante esto, muchos editores han optado por pedir a los propios autores que sugieran revisores, cosa que ha dado lugar a comportamientos fraudulentos.
Los conflictos de intereses entre autores y revisores son un problema intrínseco del sistema, pero que se ve agravado por las presiones. La importancia que para el sistema de ciencia tienen las editoriales de las revistas consideradas de prestigio hace que se comporten como un cartel, manteniendo unos precios y sistemas de tarificación que están provocando la cancelación de la suscripción a revistas por países enteros.
Éramos pocos y llegó el SARS-CoV-2
La pandemia de COVID-19 bien pudiera ser el elemento que abra la grieta definitiva en un sistema de publicaciones científicas ya tensionado y aquejado, como hemos visto, de diversos problemas serios.
Una de las características más obvias de la revisión por pares es que es lenta. Por rápido que se quiera hacer, desde que se envía un trabajo, es aceptado para su revisión, tres especialistas lo leen y consensuan su juicio para, finalmente ser aceptado (o rechazado), es difícil que pase menos de un mes. Ese tiempo, que puede ser razonable en condiciones normales, es una eternidad en tiempos de pandemia. La investigación, en estado de frenética actividad, no puede esperar semanas para conocer lo que otros equipos están haciendo, máxime cuando el valor que en realidad aporta la revisión al producto final tampoco es esencial.
No solo se retrasan los artículos científicos que podríamos denominar “estándar” con resultados experimentales, sino también otro tipo de contribuciones que permiten enriquecer el desarrollo científico, como son las cartas, comentarios, editoriales y perspectivas. Muchas revistas, ante la imposibilidad de atender todas las propuestas, han limitado su número o no los aceptan. Alguna, incluso, indica que este tipo de contribuciones se harán por iniciativa propia de la revista o consejo editorial, limitando mucho el acceso a ese tipo de formatos a la comunidad científica.
Esta situación conduce a que la comunidad científica que investiga el SARS-CoV-2, en todos sus ámbitos, genere conocimiento mucho más rápido de lo que el sistema editorial puede asimilar. Por eso se ha visto obligado a buscar alternativas.
El papel ¿mojado? de la prepublicación
En una sociedad donde la comunicación no tiene límites, la científica no puede verse encorsetada por un mundo editorial incapaz de dar respuesta en tiempo y forma. Así que muchos autores se han visto obligados a acudir a plataformas de prepublicaciones (preprints) como ArXiv, medRxiv, bioRxiv, Queios y OSFpreprints para dar a conocer los resultados de sus investigaciones.
Son sitios web donde los autores publican sus artículos para que se puedan leer mientras son revisados en las revistas. Esos sitios existen desde hace décadas y se crearon originalmente para mitigar el problema de posibles robos de ideas por parte de revisores poco éticos. Algunos ponen algunas limitaciones y un consejo “editorial” hace de filtro, otros son mucho más flexibles. Casi todos ofrecen la asignación de un DOI (Digital Object Identifier) que permite identificar el contenido, de forma similar al ISBN.
Algunos de estos espacios permiten que otros científicos, previa acreditación con su ORCID (Open Researcher and Contributor ID“ o «Identificador Abierto de Investigador y Colaborador” en español) discutan y revisen públicamente el contenido de la contribución. El número de científicos que pueden “revisar” un artículo será muchísimo mayor que el ofrecido por un sistema de revisión por pares. ¿Estamos ante un cambio de paradigma hacia una verdadera y plena Open Science?
Quizás lo estemos, pero hay que ser cautelosos. En estos días de ciencia frenética, la gran demanda social de conocimiento hace que estudios de bajísima credibilidad adquieran una importante relevancia pública. Por esa razón, en cualquier caso, cualquier alternativa a la revisión por pares a priori deberá garantizar una mínima calidad de lo que se publique.
Situaciones desesperadas requieren medidas desesperadas
El poner una prepublicación en un repositorio público antes de su aceptación formal no implica que la publicación tenga la misma validez de un artículo en una revista de prestigio. Pero ¿acaso la comunidad científica necesita el dictamen de consejos editoriales y revisores para decidir qué es científicamente aceptable o no? Son unas normas y manera de funcionar tradicionales que, por diversas razones, parecen hacer aguas en una situación de emergencia como la que vivimos.
Una prepublicación solo reconoce, de alguna manera, la autoría de una idea. Algo así como colocar el trabajo en la “pole” en una carrera, pero que, al final, podrá ganar otro si se publica antes. Algunos científicos están prefiriendo compartir sus resultados o ideas para que contribuyan al conocimiento lo antes posible, antes que recibir ese reconocimiento de un “aceptado” editorial porque saben que, por encima del curriculum vitae, estamos hablando de vidas.
La pregunta de si nos encontramos ante un nuevo paradigma no tiene una respuesta fácil. Pero no debemos descartar que la situación actual alumbre un nuevo modelo de comunicación de los resultados de la investigación. Más de una vez ha ocurrido a lo largo de la historia que un sistema débil ha perdurado en el tiempo, por inercia, en tanto no ha habido amenazas exteriores que forzasen su transformación o sustitución. Podemos estar en una coyuntura similar. Es posible que la gran cantidad de información generada con motivo de la pandemia sea la amenaza que acabe propiciando la transformación del sistema de publicaciones científicas. Su crisis sería por tanto, la antesala de un nuevo sistema.
Sobre los autores:Joaquín Sevilla responsable de divulgación del conocimiento y profesor de tecnología electrónica en la Universidad Pública de Navarra; Alberto Nájera López es profesor contratado doctor de radiología y medicina física en la Universidad de Castilla-La Mancha; Juan Ignacio Pérez Iglesias es catedrático de fisiología en la Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Artículo original.
El artículo Virus en el sistema de publicaciones científicas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Ematen dugun pauso orok onurak dakartza
Irudia: Jarduera fisikoaren intentsitatea, hiltzeko arriskua nabarmen murriztearekin lotzen da. Hala ere, jarduera fisikoa zenbat eta handiagoa izan, orduan eta txikiagoa da hiltzeko arriskua. (Argazkia: Pixabay.com – domeinu publikoko argazkia)
Muga horiek gainditzeko xedez, ikerketa berri batek zortzi ikerlanetako informazioa uztartu du; guztira, 40 urteko 36.383 pertsona hartu zituzten azterlanok, eta sei urtez (batez beste) egin zuten jarduera neurtu zitzaien. Hala da; ikerketa horietan, jarduera fisikoaren maila ez zen parte hartzaileen informazioaren arabera ezarri, azelerometroak erabiliz neurtu baitzen. Horrela baztertu ziren lehengo ikerketen berezko subjektibotasuna eta akatsak. Partaide guztietatik 2.149 (% 5,9) ikerketan zehar hil ziren. Hain zuzen ere segimendu aldian hiltzeko probabilitatea izan zen jarduera fisikoak osasun egoera orokorrean duen eragina ezartzeko erabili zen aldagaia.
Metaanalisi honen emaitzek –hala deitzen zaie, ondorio sendoagoak lortzearren, hainbat ikerketaren datuak konbinatzen dituzten ikerlanei– jada jakindakoa berretsi zuten hein batean, baina informazio osagarri baliotsua eman zuten.
Hasteko, azterketa honetan ezarri den bezala, jarduera fisikoak heriotza arriskuan duen efektuaren magnitudea (tamaina) lehen ikerketan zehaztutakoaren bikoitza zen –horietan, partaideei zenbat jarduera egin zuten lehenago galdetzen zitzaien–.
Emaitzei dagokienez, jarduera fisikoaren intentsitatea edozein dela ere, hiltzeko arriskua nabarmen murrizten dela egiaztatu zen. Ikusi zen, halaber, zenbat eta jarduera gehiago egin, orduan eta hiltzeko arrisku txikiagoa zegoela. Bestela esanda: onura handiagoak ematen ditu jarduera asko egiteak gutxi egiteak baino. Heriotza-tasaren eta jardueraren arteko harremana bereziki nabaria da jarduera intentsitate txikikoa denean; jarduera fisikoaren denbora eta intentsitate jakin batzuen gainetik, ia-ia konstante mantentzen da hiltzeko arriskua. Areago, heriotza arriskua gehien murrizten da egunean sei ordutik gora oso intentsitate txikiko jarduera fisikoa eginez, bost bat orduz intentsitatea txiki samarra bada, ordu eta erdiz intentsitate nahiko handia bada; eta ordu erdiz, ariketa fisikoa oso bizia bada.
Azkenik, ezbairik gabe, bizitza ohitura sedentarioek ere heriotza arrisku handiagoa eragiten dute, eta arriskua nabarmen handitzen da egunean bederatzi ordu eta erdi baino gehiago eserlekutik oso gutxitan altxatzen bagara.
Ikerketa honen helburua ez da heriotzaren kausak zehaztea; aitzitik, heriotza-tasaren eta jarduera fisikorik ez egitearen artean lotura hertsia dagoela baieztatzera mugatu da. Eta ondorioak garbiak dira: oso garrantzitsua da denbora gehiegi ez ematea eserita (lanean edo telebista ikusten), eta ahalik eta aktiboen mantentzea. Jarduera asko egin ezin izateak ez du izan behar batere ez egiteko arrazoia; ematen dugun pauso orok, gutxi batzuk badira ere, onurak dakartza.
Erreferentzia bibliografikoa:
Ekelund, U. et al, (2019). Dose-response associations between accelerometry measured physical activity and sedentary time and all cause mortality: systematic review and harmonised meta-analysis. British Medical Journal, DOI: 10.1136/bmj.l4570 366: I4570
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Egileaz: Juan Ignacio Pérez Iglesias (@Uhandrea) UPV/EHUko Fisiologiako katedraduna da eta Kultura Zientifikoko Katedraren arduraduna.
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