Cuaderno de Cultura Científica

 

Imagen 1: la ría de Bilbao en su desembocadura en 1976. (Fotografía: El correo.com)

En 1979, el Consorcio de Aguas Bilbao Bizkaia puso en marcha el Plan Integral de Saneamiento del Bilbao Metropolitano, el proyecto medioambiental más importante llevado a cabo en Euskadi, que ha supuesto una inversión superior a los 1.200 millones de euros.

Además de cumplir las exigencias de la Unión Europea en materia de tratamiento de las aguas residuales, el plan ha permitido la recuperación medioambiental de nuestros ríos, Ría y playas del entorno. El trabajo no ha concluido, queda todavía trabajo por hacer porque en materia de saneamiento siempre hay margen de mejora, pero estos 40 años han dejado para la historia una estampa que seguramente las personas más jóvenes ni recuerden, pero que formaba parte del ADN de nuestro Bilbao, surcado entonces por una Ría marrón, pestilente y sin posibilidad de vida animal o vegetal.

Ilustración 1: entre 1900 y 1975 la Ría se convirtió en un colector de residuos donde la vida era imposible, llegando a recibir 2.000 toneladas diarias de residuos. (Ilustración: NorArte Studio)

El Plan Integral de Saneamiento ha transformado la imagen de la Ría y la han convertido en un nuevo espacio vertebrador de la Villa para el disfrute de toda la ciudadanía. En total, unos 280 kilómetros de colectores e interceptores recogen las aguas residuales domésticas e industriales, y varios cruces subfluviales trasladan las aguas sucias –también desde la margen derecha– hasta la Estación Depuradora de Aguas Residuales – EDAR de Galindo (Sestao), la gran obra por excelencia en saneamiento ejecutada por el Consorcio de Aguas. Desde 1990, año en que comenzó a operar la planta, se depuran al día las aguas fecales de 850.000 bizkainas y bizkainos, unos 350.000.000 litros al día. Es la depuradora principal, pero no la única, ya que las aguas se depuran en otras 31 plantas repartidas por el territorio histórico.

Pero echemos un poco la vista atrás a aquel Bilbao en blanco y negro. A mediados del siglo XIX, el entorno de la Ría inició un fuerte proceso de industrialización basado, principalmente, en la explotación y exportación del mineral de hierro y de la industria siderúrgica. De ser un pequeño puerto, la Ría de Bilbao se convirtió en uno de los principales focos industriales y comerciales, no solo del Estado, sino también de Europa.

En pocos años, la fisonomía y el paisaje del cauce sufrieron una profunda transformación. Sus márgenes se poblaron de fábricas e infraestructuras portuarias y el fuerte movimiento migratorio, propiciado por la necesidad creciente de mano de obra, provocó un rápido crecimiento poblacional del área. Entre 1900 y 1975 la población se cuadruplicó.

Ilustración 2: características de la red de estructuras construidas para desarrollar el plan de saneamiento del Bilbao Metropolitano. (Ilustración: NorArte Studio)

A la vez que se producía este desarrollo, las aguas de la Ría empezaban a mostrar una contaminación alarmante. El crecimiento urbano desordenado y la falta de conciencia medioambiental propiciaron el vertido de las aguas residuales –domésticas e industriales– directamente en el estuario, sin ningún tipo de tratamiento previo. La Ría se convirtió en un colector de residuos donde la vida era imposible.

La Ría recibía diariamente 900 toneladas de residuos sólidos procedentes, principalmente, de las explotaciones mineras, 400 toneladas de vertidos ácidos, 80 toneladas de metales, además de compuestos cianurados o compuestos nitrogenados; en definitiva, casi 2.000 toneladas diarias de residuos que la convirtieron en una cloaca sin oxígeno.

Por este motivo, uno de los principales objetivos del Plan Integral de Saneamiento fue precisamente la recuperación ambiental de la Ría de Bilbao, para lo cual se fijó un 60% de oxigenación como estándar de calidad de las aguas. Kilómetros de colectores empezaron a recoger las aguas residuales de hogares e industrias, que ya no van al cauce, sino a las plantas depuradoras, siendo la de Galindo pieza clave del sistema, el riñón que desde los años 90 depura las aguas residuales de Bizkaia. El resultado es una Ría ahora sí, viva y cada vez más apta para el desarrollo de nuevos usos deportivos y náuticos.

Paralelamente a todas estas obras hidráulicas, en 1989 comenzaron a realizarse estudios de seguimiento en el medio acuático receptor para evaluar la eficacia de las medidas adoptadas por el Plan Integral de Saneamiento, financiados por el Consorcio de Aguas y URA – Agencia Vasca del Agua. Personas expertas del centro tecnológico AZTI, en colaboración con la UPV/EHU, se encargan de llevar a cabo esta labor de vigilancia ambiental. Todos los años se realizan campañas y muestreos para evaluar el estado de la Ría y su evolución, analizando la calidad del agua, los sedimentos, la fauna y la flora.

Ilustración 3: sistema de colectores para el saneamiento del Bilbao Metropolitano, a través del cual se depuran diariamente 350.000.000 litros de agua. (Ilustración: NorArte Studio)

El efecto más importante del Plan Integral de Saneamiento en la Ría ha sido la recuperación de los niveles normales de oxígeno. De valores cercanos o inferiores al 40% de saturación a comienzos de los años 90, a valores del 90% de saturación actualmente. Hoy en día no hay ninguna zona del estuario con problemas de oxigenación. Todo esto ha permitido la presencia de comunidades biológicas en todo el sistema, desde la zona interior de Bilbao hasta el Abra, con más de 60 especies de peces asentadas (lenguado, cabuxino, mojarra, platija, muble, lubina, salmonete, chicharro, anguila…), además de algas y otros organismos que viven en los sedimentos y en los sustratos rocosos.

Y esta es la historia de Cuando la vida volvió a la Ría. Ahora nos corresponde a todas y todos, conservar las masas de agua y hacer un buen uso de los sistemas de saneamiento porque son una pieza clave para asegurar la sostenibilidad del planeta, devolviendo al medio limpia el agua que utilizamos, para que siga su ciclo natural.

Sobre el autor: Pedro María Barreiro es ingeniero industrial y Gerente del Consorcio de Aguas Bilbao Bizkaia.

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 40 años del Plan Integral de Saneamiento del Bilbao Metropolitano se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. La recuperación de la fauna en la ría de Bilbao
2. ¿Qué esconden los sedimentos de la Ría?
3. Naukas Bilbao está en marcha

 

Ser reconocido mundialmente por crear una obra maestra es un hecho notable. Que un único detalle de una de tus pinturas sea trascendental para la historia del arte es algo solo al alcance de un puñado de elegidos. Hablamos del espejo más fascinante jamás pintado, hablamos del espejo de Jan van Eyck en El matrimonio Arnolfini.

Imagen 1. El Matrimonio Arnolfini (82×60 cm), de Jan van Eyck (1434)

 

El Matrimonio Arnolfini es un perfecto ejemplo de la maestría que había alcanzado su autor con la pintura al óleo: los pliegues de las ropas, los detalles del candelabro, la talla de los muebles… Es una de las obras más estudiadas de la historia y, sin embargo, todavía no está claro su significado. El prestigioso historiador del arte Erwin Panofsky sostenía que representaba el enlace entre Giovanni Arnolfini y su esposa Giovanna Cenami. El sacerdote y el testigo indispensables para celebrar la ceremonia aparecerían en… el espejo. Pero, hoy por hoy, ni la propia National Gallery, museo donde se encuentra el cuadro, mantiene esa teoría. De todos modos, no hemos venido aquí a hablar de algo sobre lo que ya han vertido ríos de tinta. El protagonista de este artículo será exclusivamente el objeto circular que se alza entre los brazos que unen el hombre y la mujer.

Comencemos por decir que el espejo que van Eyck pintó difiere un tanto de la idea originaria que tenía. La reflectografía infrarroja nos permite saber que en una primera instancia el artista dibujó un espejo ligeramente más grande, por lo menos en cuanto al marco se refiere. Gracias a esta técnica analítica podemos contemplar la silueta del aspecto que pudo haber tenido (Imagen 2). Cabe destacar que, además de un tamaño mayor, el marco iba a tener tan solo ocho segmentos en lugar de los diez que ahora tiene y que sirvieron al pintor para dibujar escenas del Vía Crucis.

Imagen 2. Macrofotografía y reflectografía infrarroja del espejo. Fuente:  © KIK-IRPA, Brussels.

Pero la parte más fascinante del espejo no es su marco, sino su reflejo. Gracias a ese recurso van Eyck introdujo en la pintura a otros dos personajes que se encuentran fuera de la escena principal. Quizás esto os recuerde a algo que hizo un tal Velázquez 222 años después. ¿De dónde tomaría la inspiración? Yo solo digo que El Matrimonio Arnolfini estaba en poder de la Corte española cuando don Diego era pintor de cámara. Aunque tampoco tenemos que realizar viajes tan largos en el tiempo: otros pintores flamencos explotaron el recurso del espejo pocos años después de que van Eyck lo hiciese (Imagen 3).

Imagen 3. Espejos en las obras San Juan Bautista y el maestro franciscano Enrique de Werl (Robert Campin, 1438), Un orfebre en su taller (Petrus Christus, 1449), Las bodas de Caná (Juan de Flandes, ca. 1500) y El cambista y su mujer (Quinten Massys, 1514).

Como podéis ver, los espejos sirven para completar la composición, bien sea mostrando elementos nuevos, bien sea mostrando una perspectiva diferente. Y ahí es donde sobresale la creación de van Eyck. Dentro de esa circunferencia de apenas cinco centímetros de diámetro el pintor recrea la lujosa habitación en la que se hallan los protagonistas. ¡Aparecen hasta las naranjas! Si os fijáis detenidamente veréis que los objetos reflejados sufren una distorsión y las líneas rectas se curvan. Esto es un fenómeno comprensible si tenemos en cuenta que nos encontramos ante un espejo convexo. La pregunta que nos podríamos hacer es si esta distorsión obedece a los principios de la óptica. Como suele suceder en estos casos, hay gente que se lo ha preguntado antes que nosotros. Lo bueno es que así conocemos la respuesta.

Imagen 4. Detalle del espejo de El Matrimonio Arnolfini.

En el año 2004 se publicó un artículo titulado Reflections of Reality in Jan van Eyck and Robert Campin (Reflejos de la realidad en Jan van Eyck y Robert Campin). En este trabajo los autores pretendían indagar en el realismo de los artistas flamencos a través del estudio de los espejos convexos. Para ello se valieron de herramientas informáticas (uno de los firmantes trabajaba para Microsoft) y emplearon un algoritmo para estudiar la “exactitud geométrica” de las imágenes reflejadas.

Para simplificar las cosas diremos que el proceso consiste en tomar la imagen distorsionada del espejo y transformarla mediante diferentes modelos matemáticos para obtener una nueva imagen corregida. Cuanto más se acerque la imagen corregida en su totalidad a la “perspectiva correcta” más exacta se considera la recreación. Estas transformaciones se hicieron siguiendo tres modelos para cubrir diferentes posibilidades: que el espejo fuese parabólico, que fuese esférico o que provocase una distorsión radial.

Al aplicar esta metodología en El retrato Arnolfini las diferencias entre los tres modelos fueron mínimas, pero podemos ver que en ningún caso se puede obtener una imagen “correcta” de la realidad (Imagen 5). El lugar más fácil para observar ese hecho es la ventana. Mientras casi todas las distorsiones del espejo se corrigen y se obtienen objetos más o menos rectos, la parte izquierda del marco de la ventana sigue teniendo un aspecto curvado. Por lo tanto, ahí van Eyck se alejó un tanto de la imagen que en realidad hubiese proyectado el espejo. Teniendo en cuenta que lo pintó hace casi seiscientos años, se lo podemos perdonar.

Imagen 5. De izquierda a derecha: Imagen original, corregida para espejo parabólico, corregida para espejo esférico y corregida mediante modelo radial. Fuente: Criminisi et al (2004)

 

Ahora bien, la ciencia es implacable y, si se encuentra un fallo, hay que intentar arreglarlo. Los investigadores tomaron el espejo una vez transformado y retocaron aquellas zonas que todavía mostraban distorsión: el borde izquierdo de la ventana y de la mesa y la parte inferior del vestido de la mujer. Una vez hecho estos cambios, hicieron el proceso inverso: revirtieron la transformación y obtuvieron el espejo más realista posible. O, por lo menos, el que mejor obedece las leyes de la óptica. Como podéis ver en la Imagen 6, no difiere en exceso de lo que pintó van Eyck. Quizás lo más destacable, además de la mencionada ventana, es que la mesa original no toma la forma curvada que le correspondería por estar en el borde del espejo.

Imagen 6. Proceso de corrección del espejo: (1) La imagen se transforma según el modelo esférico, (2) se introducen correcciones en aquellos puntos que todavía muestran distorsión (las zonas marcadas son las más evidentes) y (3) se invierte la transformación. Fuente:  Criminisi et al (2004)

Para concluir el artículo, solo me queda parafrasear a los autores de este interesantísimo trabajo, ya que comparten la visión de este blog: “esta investigación representa un nuevo intento de construir un diálogo entre dos disciplinas diferentes: las ciencias de la computación y la historia del arte. A pesar de sus diferencias fundamentales, pueden aprender una de la otra y enriquecerse mutuamente”.

Para saber más:

A. Criminisi et al. (2004) Reflections of Reality in Jan van Eyck and Robert Campin, Historical Methods: A Journal of Quantitative and Interdisciplinary History, 37(3), 109-122, doi: 10.3200/HMTS.37.3.109-122.

Rachel Billinge y Lorne Campbell (1995) The infra-red Reflectograms of Jan van Eyck’s Portrait of Giovanni (?) Arnolfini and his Wife Giovanna Cenami, National Gallery Technical Bulletin, 16, 47-60.

Sobre el autor: Oskar González es profesor en la facultad de Ciencia y Tecnología y en la facultad de Bellas Artes de la UPV/EHU.

El artículo Los reflejos del espejo más famoso del arte se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. La tabla periódica en el arte: Cobre
2. El fondo cósmico de microondas y el espejo de feria
3. Van Eyck al descubierto

Catástrofe Ultravioleta #26 VOZ 1

Hablamos de la voz, la importancia que tiene en nuestra identidad y de las funcionalidades, algunas buenas y otras no tanto, de la introducción de las tecnologías. ¿Puedes terminar en la cárcel por tu voz?, ¿te pueden robar la voz?, ¿qué implicaciones tendrá en un futuro cercano que alguien consiga usurpar tu voz?

Agradecimientos a Michele Catanzaro y Nuria Gabaldá

** Catástrofe Ultravioleta es un proyecto realizado por Javier Peláez (@Irreductible) y Antonio Martínez Ron (@aberron) para Podium Podcast con el patrocinio parcial de la Cátedra de Cultura Científica de la Universidad del País Vasco y la Fundación Euskampus. La edición, música y ambientación obra de Javi Álvarez y han sido compuestas expresamente para cada capítulo.

El artículo Catástrofe Ultravioleta #26 VOZ 1 se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Preparados para una Catástrofe Ultravioleta
2. Catástrofe Ultravioleta #14 VULCANO
3. Catástrofe Ultravioleta #10 – Hipnosis

Análisis de BRAF-V600E mediante inmunohistoquímica (A-C) y PCR Digital (D-H) en tres muestras representativas de melanoma.

El melanoma es un tumor maligno que se origina a partir de la transformación de los melanocitos. Los melanocitos son las células de la piel encargadas de la síntesis de melanina, un polímero complejo que nos protege de los efectos negativos de la radiación solar y nos broncea la piel. Aunque el melanoma es el menos común entre los cánceres de piel, es el que presenta mayor tasa de mortalidad, en gran medida por su elevado potencial de metástasis.

Una vez que un paciente es diagnosticado con melanoma, en estadios avanzados, se estima si se beneficiará de la terapia adyuvante con inhibidores de BRAF. Para ello los laboratorios clínicos analizan si el paciente tiene o no una mutación concreta en el gen BRAF, en concreto la mutación BRAF-V600E, que es una de las más comunes en melanoma y es considerada una mutación “conductora”, es decir, una mutación que confiere una ventaja para la iniciación de la trasformación y crecimiento tumoral.

Sin embargo, cada vez es más evidente que los tumores son muy heterogéneos y existen subpoblaciones de células con mutaciones y comportamientos distintos dentro del mismo tumor. “Por eso, creemos que cuantificar la mutación es mucho más informativo que sólo tratar de detectarla (positivo o negativo). Esta cuantificación es posible realizarla a partir de biopsias mediante una técnica novedosa denominada PCR-digital”, explica Arrate Sevilla, del Departamento de Genética, Antropología Física y Fisiología Animal de la UPV/EHU.

En el estudio se analizó la carga mutacional en biopsias de 78 pacientes y se observó que la carga de la mutación BRAF-V600E se correlacionaba inversamente con el estadio de los pacientes, lo que sugiere que podría ser útil como marcador de pronóstico. Pero, además, lo más interesante es que en pacientes de estadio II se correlacionaba inversamente con el desarrollo de metástasis. Esto es, los pacientes que habían desarrollado metástasis tenían en general menor porcentaje de la mutación en sus tumores primarios. Así, mediante análisis predictivos basados en aprendizaje automatizado (machine learning), se vio que la carga mutacional de BRAF-V600E era capaz de catalogar a los pacientes de estadio II en metastásicos o no-metastásicos, de forma ligeramente más precisa que el marcador comúnmente utilizado: la profundidad de Breslow.

Según los análisis de este grupo la carga de esta mutación parece estar relacionada con el pronóstico. “Al menos en pacientes en estadio II, podría ser un predictor de la evolución a metástasis”, indica Sevilla.

Estos resultados son preliminares y precisan que este posible marcador sea validado en un conjunto mucho más amplio de pacientes. “Sin embargo, creemos que nuestro descubrimiento va por el buen camino, es novedoso y abre la puerta a estudios adicionales sobre los mecanismos de evolución de este tumor”, añade la investigadora.

Referencia:

Arrate Sevilla, M. Celia Morales, Pilar A. Ezkurra, Javier Rasero, Verónica Velasco, Goikoane Cancho-Galan, Ana Sánchez-Diez, Karmele Mujika, Cristina Penas, Isabel Smith, Aintzane Asumendi, Jesús M. Cortés, Maria Dolores Boyano, Santos Alonso (2020) BRAF V600E mutational load as a prognosis biomarker in malignant melanoma PLoS ONE doi: 10.1371/journal.pone.0230136

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

El artículo Un predictor de la evolución a metástasis del melanoma se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Biomarcadores para la detección precoz del melanoma
2. Nanopartículas para reducir la metástasis hepática del cáncer de colon
3. Día de Darwin 2020: Evolución del Sistema Solar + Teoría evolutiva y medicina

Fernando Valladares y Emiliano Bruner

Foto: Natalya Letunova / Unsplash

Las catástrofes y amenazas ambientales causadas o agravadas por la humanidad crecen en frecuencia e intensidad. Estamos muy preocupados por las pandemias y por el cambio climático, pero no hace tanto que las toneladas de plástico que vertemos al mar o los miles de seísmos que generamos anualmente ocupaban las portadas de los periódicos.

Amparados en nuestra sociedad altamente tecnificada, parece que vamos contrarrestando los impactos. Pero crece la sensación de que estos problemas ambientales que generamos y que sufrimos nos quedan cada vez más grandes. ¿Tenemos la capacidad de resistir los embates venideros? ¿Crecerán más rápido los problemas que las soluciones?

La dinámica exponencial en los procesos de degradación ambiental que hemos iniciado hace poco probable que todas las soluciones lleguen a tiempo. Basta con representar la evolución temporal de la temperatura de la atmósfera, del número de zoonosis o de la extinción de especies para ver que hace falta algo más que tecnología para mantenernos a salvo.

La magnitud y velocidad de los cambios ambientales que generamos requieren de avances igual de rápidos en una gobernanza colaborativa y global para los que no estamos bien preparados. Podría darse que ese intelecto nuestro que nos ha traído hasta aquí no sea suficiente ahora para sacarnos del embrollo. ¿O sí?

El escaso éxito biológico del ser humano

Los humanos presumimos a menudo de nuestros supuestos logros evolutivos, incluso a la hora de etiquetar nuestra propia especie como “sabia”. Pero a veces olvidamos que los criterios de la evolución biológica no son precisamente los mismos que los de nuestras sociedades.

Hay, además, diferencias importantes en la valoración del éxito. En biología, se puede medir el éxito de un grupo zoológico, por ejemplo, considerando el tiempo que ha aguantado en este planeta, el número de individuos que lo representa o la variabilidad biológica que aquel grupo ha generado. Los humanos no nos lucimos en ninguno de estos parámetros.

• Como grupo zoológico, los homínidos cuentan con muy pocas especies en comparación con otros animales.
• A nivel de individuos no vamos mal. Somos ahora alrededor de siete mil setecientos millones, pero también en este caso no es un número particularmente grande, considerando por ejemplo lo que logran muchos insectos.
• La cuestión cronológica, finalmente, coloca a los humanos modernos en una escala casi ridícula. 200 000 años de historia no son nada en una perspectiva filogenética. Incluso Homo erectus, tachado de ser una criatura primitiva y sencillona, aguantó casi dos millones de años, algo que no es seguro que nosotros podamos lograr.

Con estos parámetros, parece que el ser humano no está como para exigir medallas. Unas medallas que más bien habría que entregar a seres realmente exitosos en este planeta como las cucarachas o las medusas, de las que quizá tengamos algunas cosas que aprender.

¿Podríamos extinguirnos en el futuro?

Una vez aclarado de dónde venimos y dónde estamos, resulta patente que tampoco es muy importante saber hacia dónde vamos. Millones de especies se han extinguidos en el pasado, y nosotros no seremos ni los primeros ni los últimos en hacerlo.

Especies eternas, sencillamente, no existen. Así que podemos estar tranquilos: tarde o temprano, tendremos que dejar el turno a quien le toque.

Mientras tanto, a la espera del final, podemos preguntarnos cómo ocupar el tiempo que nos queda y cómo podemos aprovechar nuestra transitoria presencia.

Pero también en este caso, si queremos arrojar luz con la linterna de la evolución, habrá que hacerlo según sus cánones y sus pautas. Por ejemplo, recordando que el único verdadero valor de la selección natural no es la fuerza, la belleza, la astucia o la simpatía, sino el carnal y bruto éxito reproductivo. Quien hace más hijos aumentará sus representantes en el parlamento genético de las generaciones siguientes. Tan sencillo como eso.

Para que haya evolución, alguien tiene que tener una ventaja reproductiva tan patente que desplace, genealógicamente, a todos los demás, a corto o a largo plazo. Esto es algo que, en la naturaleza, puede ocurrir con relativa facilidad en pequeñas poblaciones (más sensibles a la trasmisión de una combinación genética ventajosa), cuando hay repentinas colonizaciones de territorios lejanos por parte de unos pocos valientes (efecto del fundador) o cuando unos pocos sobreviven a algún desastre colosal (efecto del cuello de botella). La probabilidad de que un cambio evolutivo se propague es mucho más alta cuando hay grupos reducidos.

Nuestra amplia y globalizada especie sufre, actualmente, de una inercia genética bastante potente que diluye cualquier intento de variación evolutiva. La posibilidad de algún tipo de evolución biológica solo tendrá lugar si de repente algo muy serio redimensionara terriblemente la población mundial, dejando pocos representantes, quizás portadores de alguna ventaja que haya garantizado su supervivencia.

¿Qué papel pueden jugar la tecnología y la cultura?

Ahora bien, no hay que olvidar que los humanos tenemos un factor que los otros grupos zoológicos no tienen: la cultura. Las relaciones íntimas entre genética y cultura todavía están por descubrir. No hay por qué pensar que no habrá sorpresas.

A pesar de la increíble diversidad humana, a estas alturas, todos –empleados de oficina, cazadores-recolectores o campesinos– compartimos ciertas garantías médicas y de salud. Y ahora también el uso del móvil. Así que no podemos descartar que, donde no llegan las moléculas, puedan llegar potentes partículas de información, con consecuencias totalmente imprevisibles.

Además, nuestra capacidad tecnológica y cultural nos ha colocado en una posición evolutivamente muy peculiar. Probablemente hemos alcanzado un tope entre el éxito reproductivo y la disponibilidad de recursos. Esto conlleva una larga serie de problemas energéticos, ecológicos y sociales que, a estas alturas, ya no se pueden obviar. En otras palabras: estamos muriendo de éxito.

Para incrementar la probabilidad de nuestra supervivencia, en lugar de aumentar nuestra capacidad reproductiva, tendremos que reducirla. En lugar de lograr procesar más energía, tendremos que buscar la forma de procesar menos. Porque si hay algo que nos enseña la evolución es que no siempre más es mejor. Nos extinguiremos, no cabe duda, pero tampoco hay que tener prisa.

Sobre los autores: Fernando Valladares es Profesor de Investigación en el Departamento de Biogeografía y Cambio Global del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC) y Emiliano Bruner, es Responsable del Grupo de Paleoneurobiología del Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH)

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

El artículo La humanidad ante su propia extinción se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Ondas gravitacionales: una nueva era para la humanidad
2. El ferrocarril metropolitano ante la COVID-19
3. Polinizadores en extinción

Pensemos en un suceso con dos posibles resultados, por ejemplo el de lanzar una moneda al aire. Si la moneda no está trucada, la probabilidad de que caiga cara o cruz es la misma, de 1/2. Si estudiamos la sucesión de resultados obtenidos al repetir sucesivamente este experimento –y que son estadísticamente independientes– obtenemos un camino o paseo aleatorio, en este caso, de dimensión 1. El paseo consistiría en dar un paso a la izquierda o a la derecha, dependiendo de que la moneda mostrara cara o cruz.

Todos los posibles resultados de un paseo aleatorio tras 5 lanzamientos de una moneda no trucada. Imagen: Wikimedia Commons.

 

Añadamos ahora una dimensión más. Pensemos en Juan López, que intenta llegar a su casa tras una noche de fiesta en la que no ha moderado su consumo de alcohol. Debe recorrer la distancia entre el lugar en el que se encuentra y su casa, pero está bastante aturdido y va dando algún que otro traspiés, cambiando a veces la dirección de su marcha. Podemos imaginar que Juan está caminando aleatoriamente por su ciudad, cuyas calles forman un retículo de dimensión 2. En cada cruce, Juan decide –en realidad, con lo desorientado que está, es el azar el que decide por él– una de las cuatro posibles direcciones en cada cruce. Por supuesto, puede elegir también aquella dirección por la que ha venido; cualquier elección –norte, sur, este y oeste– tiene la misma probabilidad de 1/4. Este sería un paseo aleatorio bidimensional. La pregunta es: ¿conseguirá Juan a su casa?

Paseo aleatorio de Juan López. Imagen: Marta Macho Stadler.

 

Imaginemos una última situación. Unas semanas más tarde Superlópez –el alter ego de Juan López– vuelve de una fiesta provisto con su traje de superhéroe. Tampoco ha sido capaz de moderarse. Intenta regresar a su casa para descansar. Pero esta vez, al poder volar, su recorrido es aún más complejo. Podemos imaginar a Superlópez volando aleatoriamente por un retículo de tres dimensiones; en cada cruce de cada cubo de vértices con coordenadas enteras, Superlópez tiene seis posibles caminos equiprobables a seguir. ¿Llegará el superhéroe ebrio y desorientado hasta su casa?

Tres posibles paseos aleatorios de Superlópez. Imagen: Marta Macho Stadler a partir de figuras de Wikimedia Commons.

 

Obviamente, la noción de paseo aleatorio se puede generalizar a retículos de cualquier dimensión. En 1921, el matemático George Pólya demostró el siguiente resultado:

Sea p(d) la probabilidad de que un paseo aleatorio sobre un retículo de dimensión d regrese a su punto de partida. Se verifica que:

p(1) = p(2) = 1 y p(d) &lt 1 si d &gt 2.

Además, Watson (1939), McCrea y Whipple (1940), Domb (1954) y Glasser y Zucker (1977) demostraron que:

p(3) = 0,34053732955099914282627318443…

Al aumentar el número de dimensiones d del retículo, p(d) va disminuyendo, se hace más difícil regresar al punto de partida (Ver Sloane).

¿Qué enseñanza puede obtener Juan López de estos resultados? En primer lugar, que debe moderar su ingesta de alcohol. En el caso de que la fiesta se “desmadre” y sus facultades se vean afectadas, más vale que no saque su disfraz de Superlópez. ¿Por qué? Porque la probabilidad de llegar a su casa caminando –aunque sea con dificultad– como Juan López es de 1. Sin embargo, cuando cambia a su personalidad de Superlópez e intenta regresar volando, todo se complica. Realizando sus desplazamientos aleatorios en dimensión 3, la probabilidad de llegar a casa es menor de 0,35. Volando con su personalidad de superhéroe se arriesgaría a vagar al azar sin encontrar su añorada morada…

Referencias

Bruno Winckler, Recueil de blagues mathématiques et autres curiosités, Ellipses, 2011 (leído y adaptado de este libro)

Eric W Weisstein, Pólya’s Random Walk Constants, From MathWorld–A Wolfram Web Resource

N. J. A. Sloane, Decimal expansion of probability that a random walk on a 3-D lattice returns to the origin, The On-line Encyclopedia of Integer Sequences

G. Pólya, Über eine Aufgabe der Wahrscheinlichkeitsrechnung betreffend die Irrfahrt im Straßennetz, Mathematische Annalen 84 (1921) 149-160

G. N. Watson, Three Triple Integrals, Quart. J. Math. 2 10 (1939) 266-276

W. H. McCrea and F. J. W. Whipple, Random Paths in Two and Three Dimensions, Proc. Roy. Soc. Edinburgh 60 (1940) 281-298

C. Domb, On Multiple Returns in the Random-Walk Problem, Proc. Cambridge Philos. Soc. 50 (1954) 586-591

M. L. Glasser and I. J. Zucker, Extended Watson Integrals for the Cubic Lattices, Proc. Nat. Acad. Sci. 74 (1977) 1800-1801

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 Superlópez no debería beber alcohol se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Beber alcohol produce cáncer
2. ¿Debería el sándwich simple llamarse doble?
3. Visualizando la hiperesfera a través de la fibración de Hopf

Foto: silviasuin13 / Pixabay

Una fotocélula formada a partir de un diodo n-p trabajando en sentido inverso es una cosa muy útil.

Si un electrón de conducción en un diodo n-p cae dentro de un hueco, emitirá el exceso de energía en forma de fotón, como lo haría un electrón en un átomo cuando salta a un estado cuántico más bajo. Si diseñamos el diodo de tal manera que emita fotones en el rango visible, podremos ver el efecto. Un diodo emisor de luz es lo que probablemente conozcas por las siglas de su nombre en inglés, light emitting diode, LED.

Estas luces LED, que generalmente son rojas, verdes o naranjas, y hasta azules [1], tiene muchas aplicaciones, desde indicarte con una lucecita en tu teléfono móvil que te ha llegado una notificación de tu aplicación favorita, hasta iluminar salas o decoraciones navideñas con un consumo energético muy bajo, pasando por monitores [2].

Sin embargo, uno de los mayores usos de los diodos n-p es en circuitos donde queremos que la corriente fluya solo en una dirección, pero en ningún caso en la dirección opuesta [3]. Esto se usa, por ejemplo, en los circuitos lógicos de los ordenadores, en los que una respuesta de «verdadero» o «falso», «sí» o «no», 0 o 1, se puede decidir permitiendo o no que la corriente fluya a través del dispositivo.

Un dispositivo que permite que una corriente fluya solo en una dirección también se puede usar para convertir una corriente alterna (AC), por ejemplo, la corriente de un enchufe de pared, en corriente continua (DC) para usar en dispositivos electrónicos pequeños. [4]

La corriente eléctrica comercial es alterna en un patrón ondulatorio a una velocidad o frecuencia de 60 ciclos por segundo (60 Hz). Si creamos un circuito cerrado que incluya el enchufe de pared de AC, un dispositivo para medir la corriente (un amperímetro) y un diodo n-p, la corriente en el cable irá en una sola dirección, lo que ocurre solo cuando el voltaje es positivo en el lado de tipo p y negativo en el lado de tipo n. Esta conversión de corriente AC a DC se llama rectificación, y los dispositivos quelo hacen son rectificadores. Son imprescindibles para usar dispositivos que aceptan solo corriente continua y solo tenemos acceso a electricidad comercial.

Rectificación de una corriente alterna trifásica (arriba) a una corriente continua (abajo, en negro). Fuente: Wikimedia Commons

Pero hay un inconveniente. El voltaje producido por el diodo n-p es solo positivo, pero su valor cambia constantemente y es cero durante un largo intervalo. Estos efectos se pueden reducir enviando la corriente a través de dispositivos electrónicos adicionales, conocidos como filtros, que ayudan a suavizar el voltaje a un valor constante, produciendo una corriente continua constante que luego puede alimentarse a un dispositivo electrónico de DC: un juego electrónico, una calculadora, una ordenador portátil, etc.

Estas propiedades de los semiconductores se vuelven aún más interesantes cuando agregamos un tercer semiconductor a nuestro diodo n-p y creamos un transistor.

Notas:

[1] Lo escribimos de esta forma porque un LED azul no es en absoluto algo trivial. Tanto es así que por conseguirlo los japoneses Isamu Akasaki, Hiroshi Amano y Shuji Nakamura recibieron el Premio Nobel de Física, ¡en 2014!

[2] El último grito son las pantallas OLED, donde los diodos son moléculas orgánicas (en el sentido químico del término).

[3] Si vemos como funciona el diodo n-p, aquí, lo que sigue debería ser, si no obvio, sí relativamente fácil de entender.

[4] Los efectos de AC/DC pueden provocar ondas sísmicas mensurables. Aquí un espectacular vídeo ilustrativo.

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

El artículo Juntando semiconductores: LEDs y rectificadores se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Juntando semiconductores: el diodo n-p
2. Semiconductores
3. Tipos de comportamiento conductor

Imagen 1: la ría de Bilbao bajo el marco del Puente Bizkaia (coloquialmente conocido como el puente colgante) y al fondo el puerto. (Fotografía: Jose Castanedo – bajo licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.0 Genérica. Fuente: Flickr)La degradación del estuario

La ría de Bilbao, zona donde las aguas dulces de la cuenca del Nervión-Ibaizabal se encuentran con el agua marina del mar Cantábrico, es un estuario relativamente grande. Actualmente el estado del sistema dista mucho del natural; se ha perdido buena parte de la superficie original y de los principales ambientes, especialmente en las zonas intermareales, que hoy en día son muy escasas.

La ría de Bilbao y sus márgenes constituyen el área más industrializada y de mayor densidad poblacional de toda la cornisa Cantábrica. Por su situación geográfica y por la riqueza natural en recursos minerales la zona experimentó, sobre todo desde el siglo XIX, un intenso desarrollo industrial y crecimiento poblacional. Esto supuso una gran presión humana y durante muchos años los efluentes urbanos e industriales que se generaban eran vertidos a la Ría sin ningún tipo de tratamiento. Durante décadas las zonas media e interior del estuario presentaban graves problemas de oxigenación. Además, el sistema presentaba elevados niveles de contaminación, tanto en las aguas como en los sedimentos. Por eso, en la zona interior del estuario los fondos quedaron desprovistos de vida animal y en el resto de la Ría las poblaciones de fauna eran muy pobres, con pocas especies, estando presentes solo las más resistentes a la contaminación.

El Plan de Saneamiento

En 1979 se aprobó el Plan Integral de Saneamiento de la Comarca del Gran Bilbao, un ambicioso proyecto que tenía por objeto recuperar el sistema desde el punto de vista medioambiental; como estándar de calidad se fijó un 60% de oxigenación de las aguas. El oxígeno disuelto es, sin lugar a dudas, el factor que en mayor medida limitaba la entrada y mantenimiento de la fauna.

En 1989 el Consorcio de Aguas Bilbao Bizkaia puso en marcha un seguimiento del estado del sistema tanto desde una perspectiva fisicoquímica, como biológica y, por extensión, ecológica. Dicho seguimiento contempla el estudio tanto del medio físico como de sus características químicas y de diversas comunidades biológicas.

Ilustración 1: en la época de la industrialización la ría de Bilbao presentaba una comunidad faunística pobre. En esta época solo estaban presentes poblaciones que toleraban la contaminación.  (Ilustración: NorArte Studio)La recuperación del estuario y de su fauna

La calidad fisicoquímica del agua ha experimentado una gran mejoría. Hoy en día el oxígeno no es un factor limitante para la vida acuática. El estándar de calidad se cumple en todo el estuario. Esta mejoría se debe al tratamiento de las aguas en la depuradora de Galindo, que comenzó en 1990. En 2001 entró en funcionamiento el tratamiento biológico, que ha tenido un gran efecto en la mejora de la calidad del agua. Las concentraciones de nitrógeno y de bacterias fecales han disminuido de manera muy significativa (40 veces menos y 200 veces menos, respectivamente, que hace 30 años) y la transparencia de las aguas ha aumentado. Los sedimentos de la Ría presentan unas concentraciones de contaminantes muy inferiores a las de hace treinta años.

Por todo lo anterior, pero especialmente por la mejoría en las condiciones de oxigenación, los organismos que viven en los sedimentos, la denominada comunidad bentónica, han experimentado una gran recuperación. Cientos de especies de invertebrados viven actualmente en los sedimentos de la Ría, siendo los grupos más importantes los anélidos (gusanos), los moluscos (como los caracolillos y los berberechos), los crustáceos (como los cangrejos y las quisquillas) y los equinodermos (como los erizos y las estrellas de mar). Esto es especialmente relevante en la zona más interior, que antes del año 2000 era azoica (sin vida). Actualmente las comunidades bentónicas en el estuario son diversas y permanentes.

Ilustración 2: con el comienzo del tratamiento biológico mejoraron los niveles de oxígeno del agua y las comunidades biológicas fueron recuperándose. (Ilustración: NorArte Studio)

Además de los animales que viven en los sedimentos, también resulta de gran interés analizar el estado de las comunidades que viven por encima del fondo, la llamada fauna demersal, que incluye a animales como peces y crustáceos. Hasta el momento se han registrado en todo el estuario 57 especies de peces y 33 de crustáceos y se ha registrado un incremento progresivo del número de organismos. Entre las especies más comunes de peces se pueden citar el cabuxino (un pez de pequeño tamaño que vive cerca del fondo), el lenguado, la muxarra, la platija, la lubina, la anguila y el salmonete, y no resulta rara la presencia de especies típicamente marinas, como el txitxarro y la antxoa. También son abundantes varias especies de quisquillas y cangrejos.

Se deben destacar los cambios ocurridos en la zona más interior del estuario, entre Olabeaga y Euskalduna, donde la mejoría ha sido especialmente significativa: en esta zona, hasta el año 2002 no se habían encontrado peces ni crustáceos. En 2002 se encontraron varias especies y desde entonces cada año se ha ido encontrando una mayor variedad. En las últimas campañas han aparecido, además de diversas quisquillas y cangrejos, numerosas especies de peces: cabuxino, chaparrudo, anguila, lubina, muxarra, raspallón, aguja, muble, chopa, platija, solla, lenguado, etc. La presencia de numerosas especies de peces y crustáceos es ya regular en esta zona.

Ilustración 3: los buenos niveles de oxigenación del agua y el descenso de la contaminación permiten hoy en día la presencia de una comunidad faunística de gran diversidad. (Ilustración: NorArte Studio)

Además, en los últimos años se viene constatando un claro incremento en el número de especies y en los efectivos de aves que utilizan el estuario como zona de invernada, descanso y alimentación. Esta mejoría se debe a que, por un lado, la calidad del agua ofrece condiciones adecuadas para estas especies, algunas de ellas nadadoras y buceadoras y, por otro, a que disponen de alimento -por la presencia de peces e invertebrados- en toda la Ría.

Mirando al futuro

La recuperación de los sistemas naturales fuertemente contaminados es un proceso normalmente largo, difícil y generalmente caro. Es imposible, además, conseguir que tales sistemas vuelvan a sus condiciones originales. Sin embargo, tal y como hemos visto, es posible recuperar parte de la naturalidad perdida. La recuperación progresiva del estuario del Nervión es un ejemplo de ello. La puesta en marcha y progresivo desarrollo del Plan de Saneamiento ha permitido revertir la situación, que ha pasado de una tendencia al deterioro hace unas décadas a una de mejoría en los últimos tiempos. Aún queda trabajo por hacer y margen de mejora; actualmente se están implantando medidas para recoger aguas aún sin depurar, para mejorar el tratamiento de las aguas en la parte media y alta de la cuenca y para incrementar la capacidad del sistema de saneamiento. Sin duda, todo ello tendrá un efecto positivo en la fauna de la Ría.

Sobre el autor: Javier Franco San Sebastián es doctor en biología e investigador del Área de Gestión Ambiental de Mares y Costas de AZTI

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 La recuperación de la fauna en la ría de Bilbao se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. ¿Qué esconden los sedimentos de la Ría?
2. Geología, industrialización y transporte del mineral de hierro en el entorno de la Ría de Bilbao
3. Naukas Bilbao está en marcha

Foto: Kiran kichu / Unsplash

La gran mayoría de virus y bacterias que infectan a otros animales no suponen una amenaza para los seres humanos. Pero unos pocos, sí. Son una pequeñísima parte, pero son un peligro, porque nos pueden infectar y provocar, de esa forma, enfermedades a las que denominamos zoonosis, algunas de ellas potencialmente graves.

Las zoonosis pueden ser causadas por todo tipo de agentes patógenos, desde priones hasta protozoos parásitos, pasando por virus, bacterias y hongos. La transmisión se puede producir en contextos variados. Puede ocurrir desde una mascota, desde animales que se crían o sacrifican para su consumo, o desde los que se cazan. Y la gravedad de la enfermedad es también variable; algunas zoonosis no causan víctimas mortales, mientras otras, como el ébola, matan a la mayor parte de quienes la contraen. En la actualidad, del orden de dos mil quinientos millones de personas enferman cada año, de los que mueren alrededor de dos millones setecientas mil.

SARS-CoV-2 es el último virus zoonótico que hemos conocido hasta la fecha. Es un coronavirus (un tipo concreto de virus cuya cubierta, al microscopio electrónico, asemeja una corona solar). Su origen se desconoce aún, pero es posible que proceda directa o indirectamente de murciélagos, aunque en la transición a seres humanos también pudo estar implicado el pangolín. Otros coronavirus han pasado a los seres humanos no hace mucho. El SARS-CoV-1 pasó de murciélagos a civetas de las palmeras y de ahí, en 2002, a seres humanos; acabó con la vida de ocho mil cuatrocientas personas. Otro coronavirus, el MERS-CoV, procede posiblemente de murciélagos, pero es transmitido a las personas a través de dromedarios; desde 2012, cuando se produjo el primer brote, se han registrado 2.500 casos, de los que un 35% han resultado fatales.

Algunos virus de la gripe también son de origen zoonótico reciente, como el que provocó la pérdida de cuatrocientas mil vidas humanas en 2009 y 2010. El virus responsable procedía del cerdo y se cree que, a su vez, era descendiente del que provocó la pandemia de la mal llamada “gripe española” de 1918; procedía de aves y causó la muerte de cerca de cincuenta millones de personas. De hecho, los virus de la gripe se consideran candidatos a provocar alguna pandemia grave, lo que ocurriría si alguna cepa adquiriese una virulencia especial. Otras zoonosis víricas potencialmente peligrosas son la fiebre Lassa, la fiebre del Valle del Rift y la enfermedad del virus de Marburgo.

Muchas enfermedades víricas de origen zoonótico pierden ese carácter y pasan a ser enfermedades humanas. Es lo que probablemente ocurrió con los coronavirus responsables de algunos catarros o resfriados, de los que se piensa que pasaron a los seres humanos hace miles de años. También el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) saltó a las personas desde los chimpancés, pero esa transición se produjo hace mucho menos tiempo -cerca de noventa años- y en la actualidad se considera un virus humano.

Los virus zoonóticos pueden ser muy peligrosos porque, al ser de reciente llegada a nuestra especie, carecemos de la inmunidad adecuada para hacerles frente. Por otro lado, un virus bien adaptado a su hospedador no le produce un daño tal que provoque su muerte, pues eso detiene la expansión del virus. En parte eso limita, por ejemplo, la capacidad del virus del ébola para expandirse; al ser tan letal, no da tiempo a sus hospedadores a que contagien a mucha gente. Sin embargo, los virus que llevan miles de años con nosotros, como los de los catarros, están adaptados, no acabamos del todo con ellos y, a cambio, ellos nos dejan vivir.

Fuentes:

Le Page, Michael (2020) Coronavirus: Why infections from animals are such a deadly problem. New Scientist

López-Goñi, Ignacio (2015) Virus y pandemias. Glyphos.

Wikipedia: Zoonosis

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 Zoonosis se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Sí con mis impuestos
2. Las epidemias del pasado… y del futuro
3. El coronavirus de Wuhan, ¿qué sabemos hasta ahora?

Las grafías de los números son la forma básica y reconocible que tienen los números que usamos hoy, independientemente de la tipografía que empleemos para escribirlos. Es lo que hace que identifiquemos a un cinco como un cinco y a un siete como un siete. Su historia es un recorrido espacio-temporal por la historia de las matemáticas. Y, sin embargo, en webs, libros de divulgación e incluso libros de texto aparecen explicaciones de su origen que nos hablan más del éxito de las fake news y de la falta de rigor a la hora de incorporar información, que de la realidad sobre esa historia misma, ya fascinante de por sí. Raúl Ibáñez pone las cosas en su sitio en este vídeo. Para más detalle puede leerse Teorías fantásticas sobre el origen de la grafía de las cifras.

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

El artículo Raúl Ibáñez – Naukas Bilbao 2019: Teorías fantásticas sobre las grafías de los números se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Naukas Bilbao 2017 – Raúl Gay: Todo sobre mi órtesis
2. Teorías fantásticas sobre el origen de la grafía de las cifras
3. Zientziateka: Raúl Ibáñez – El teorema de la rosa

Foto: Hush Naidoo / Unsplash

Un grupo de investigadores de la Universidad del País Vasco, el Hospital de Cruces,  la clínica IVI Bilbao y Biocruces Bizkaia ha descubierto que los ovocitos —óvulos inmaduros— de las mujeres obesas y de las mujeres con sobrepeso tienen menores concentraciones de ácidos grasos omega-3.

En un estudio de la composición lipídica de 922 óvulos de fertilización in vitro de 205 mujeres de complexión normal, con sobrepeso y con obesidad, dirigido por el catedrático de la Facultad de Medicina y Enfermería de la UPV/EHU Roberto Matorras Weinig, se ha encontrado que los ovocitos tanto de las mujeres obesas como con sobrepeso tienen una composición lipídica muy diferente.

Los ácidos grasos omega-3 son esenciales en la dieta humana, es decir, deben ser ingeridos porque el organismo no los sintetiza.  Su ingesta es en general escasa en la dieta occidental. Por otra parte, señala el Dr. Matorras, “los ácidos grasos omega-3 compiten metabólicamente con los omega-6, cuya ingesta en general es demasiado alta en la dieta occidental. Así, elevadas ingestas de omega-6 contribuyen a que haya bajos niveles de omega-3. Presumiblemente este sea el mecanismo de sus bajos niveles en los óvulos”.

La obesidad es un conocido problema de salud pública con numerosas repercusiones en diferentes órganos. “Una de sus implicaciones en el embarazo es el nacimiento de niños macrosómicos (de peso elevado), y con posterior riesgo de obesidad infantil y adulta. Hasta la fecha esto era atribuido al efecto de la obesidad materna durante el embarazo, así como a las dietas inadecuadas en la vida infantil. Pero con estos hallazgos se plantea la posibilidad de que los problemas de estos niños puedan iniciarse incluso antes de su concepción, debido a una peor composición lipídica de los óvulos que los han generado”, indica Matorras.

El investigador añade que “las pacientes obesas tienen peores resultados en fertilización in vitro, los cuales han sido atribuidos a numerosos motivos. Con este descubrimiento se pone de manifiesto otra posible causa de estos resultados inferiores”.

Referencia:

Roberto Matorras, Antonia Exposito, Marcos Ferrando, Rosario Mendoza, Zaloa Larreategui, Lucía Laínz, Larraitz Aranburu, Fernando Andrade, Luis Aldámiz-Echevarria, Maria Begoña Ruiz-Larrea, Jose Ignacio Ruiz-Sanz (2020) Oocytes of women who are obese or overweight have lower levels of n-3 polyunsaturated fatty acids compared with oocytes of women with normal weight Fertility and Sterility doi: 10.1016/j.fertnstert.2019.08.059

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

El artículo La obesidad infantil podría iniciarse antes de la concepción se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. La ausencia de un supresor tumoral podría producir esterilidad en ratones.
2. El pteroestilbeno como posible tratamiento de la obesidad
3. Resveratrol y pteroestilbeno en el control epigenético de la acumulación de grasa corporal

Germán Orizaola

Manada de caballos de Przewalski en la Zona de Exclusión de Chernóbil (Ucrania). Septiembre 2016. Foto: Luke Massey

Se cumplen 34 años del accidente en la central nuclear de Chernóbil (Ucrania). Este accidente, el mayor de la historia en una instalación nuclear, llevó a la creación de una Zona de Exclusión de 4 700 km² entre Ucrania y Bielorrusia. Un total de 350 000 personas fueron evacuadas de ese área.

Las predicciones iniciales señalaban que, debido a la contaminación radiactiva, la zona iba a ser inhabitable durante más de 20 000 años. Se pensaba que Chernóbil se convertiría en un desierto para la vida.

Tres décadas más tarde numerosos estudios han señalado que en Chernóbil vive una diversa y abundante comunidad animal. Un gran número de especies amenazadas a nivel nacional y europeo tienen hoy su refugio en la Zona de Exclusión de Chernóbil.

Un ejemplo claro de cuál es la situación de la fauna en Chernóbil es el de los caballos de Przewalski.

¿El último caballo salvaje?

La existencia de caballos salvajes en las estepas de Asia se conocía en occidente desde el siglo XV. Pero no fue hasta 1881 cuando la especie se describió formalmente para la ciencia a partir de un cráneo y una piel recolectados por el coronel ruso Nikolái Przewalski. Así fue como los caballos conocidos como takhi (“sagrados”) en Mongolia pasaron a llamarse caballos de Przewalski (Equus ferus przewalski).

Caballo de Przewalski, Zona de Exclusión de Chernobyl (Ucrania). Septiembre 2015. Foto: Nick Beresford

Durante mucho tiempo se consideraron como el único caballo salvaje del mundo. Sin embargo, estudios recientes han indicado que son formas asilvestradas descendientes de los primeros caballos domesticados por el pueblo Botai en el norte de Kazajistán hace 5 500 años.

En tiempos del coronel Przewalski estos caballos salvajes ya eran escasos en las estepas de Mongolia y China. El sobrepastoreo y la caza para su consumo por las poblaciones humanas provocaron su declive final. El último ejemplar salvaje fue observado en el desierto del Gobi en 1969.

La población en cautividad tampoco pasó por una situación muy positiva. En los años 50 solo 12 individuos sobrevivían en zoos europeos. No obstante, a partir de ellos se comenzó un programa de cría en cautividad que ha conseguido rescatar a la especie de la extinción.

Hoy la población llega a los 2 000 individuos. Varios centenares viven en libertad en las estepas de Asia y distintas zonas de Europa. Entre ellas, para sorpresa de muchos, en Chernóbil.

Grupo de caballos de Przewalski en la Zona de Exclusión de Chernóbil (Ucrania). Septiembre 2016. Foto: Luke Massey

Los caballos de Chernóbil

En el momento del accidente en la central nuclear no existían caballos de Przewalski en Chernóbil. No fue hasta 1998 cuando los primeros 31 individuos llegaron a la Zona de Exclusión. Eran 10 machos y 18 hembras procedentes de la reserva natural de Askania Nova, en el sur de Ucrania, y 3 machos de un zoo local.

Tras una alta mortalidad asociada al traslado y suelta, la elevada tasa de nacimientos hizo que la población llegase a 65 individuos en solo cinco años. La intensa caza furtiva entre 2004 y 2006 diezmó a la población. Solo 50 individuos sobrevivían en 2007.

Macho de caballo de Przewalski fotografiado por cámaras de fototrampeo en el bosque rojo, Zona de Exclusión de Chernóbil (Ucrania). Abril 2017.
Foto: RED FIRE Project / UK Centre for Ecology and Hydrology

Las intensas medidas de protección han hecho que solo 20 años después de su llegada a Chernóbil su número se haya multiplicado por cinco. El censo más actual, realizado por científicos locales en 2018, reveló que en la parte ucraniana de la Zona de Exclusión viven unos 150 animales. Los caballos se agrupan en entre 10 y 12 manadas familiares, además de dos grupos de machos y algunos individuos solitarios. En 2018 al menos 22 potros nacieron en la Zona de Exclusión. Algunos se han movido más al norte y se han asentado ya en Bielorrusia.

Dos caballos de Przewalski fotografiados por cámaras de fototrampeo dentro de un pinar de la Zona de Exclusión de Chernóbil (Ucrania). Enero 2015.
Foto: TREE Project / UK Centre for Ecology and Hydrology

Las cámaras de fototrampeo instaladas por toda la Zona de Exclusión han demostrado que, a pesar de ser una especie asociada a las estepas, en Chernóbil estos caballos usan el bosque con gran frecuencia. Esto incluye el famoso “bosque rojo”, una de las zonas más radiactivas del planeta.

Los recientes incendios en Chernóbil han afectado severamente a algunas de las localidades usadas por los caballos en la Zona de Exclusión. Será necesario ahora evaluar el efecto que estos fuegos tendrán sobre la conservación de la especie en la zona.

Las lecciones de los caballos de Chernóbil

La introducción de los caballos de Przewalski en Chernóbil ha sido un éxito. De este éxito se pueden extraer varias lecciones.

El caso de los caballos de Przewalski refleja una vez más que, en ausencia de humanos, Chernóbil se ha convertido en un refugio para la fauna salvaje. Esto nos debería llevar a reflexionar sobre el impacto de la presencia humana sobre los ecosistemas naturales. Sin actividad humana alrededor, incluso con contaminación radiactiva, la gran fauna prospera.

Otras zonas afectadas por contaminación radiactiva como la derivada del accidente en la central de Fukushima (Japón) y de las pruebas de bombas atómicas en los atolones del Pacífico, mantienen igualmente una alta diversidad de fauna. Quizás debamos reconsiderar nuestra visión sobre el impacto a medio y largo de plazo de la radiactividad sobre el medio ambiente.

En todo caso, necesitamos entender mejor los mecanismos que permiten a la fauna vivir en zonas con contaminación radiactiva. Son muchas las preguntas que quedan por responder. ¿Están los organismos vivos de Chernóbil expuestos a menos radiación de la prevista?, ¿causa esta exposición menos daño?, ¿tienen los organismos mecanismos de reparación del daño celular causado por la radiación más eficaces de lo esperado?

Para responder a estas preguntas necesitamos más ciencia. En septiembre, esperamos empezar a trabajar con los caballos de Przewalski en Chernóbil, intentando desvelar los misterios que hacen que esta especie y muchas otras prosperen en la Zona de Exclusión.

Sobre el autor: Germán Orizaola es investigador del Programa Ramón y Cajal en la Universidad de Oviedo

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

El artículo El misterio de los caballos salvajes de Chernóbil se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Los supermicrobios amenazan con ser más letales que el cáncer
2. Epigenética, desigualdad y cambio climático
3. La oreja de oso, una joya del Pirineo que guarda el secreto de la resurrección

La imaginación de las personas es increíble. En anteriores entradas del Cuaderno de Cultura Científica, como Los números enamorados o ¿Pueden los números enamorarse de su propia imagen?, hemos visto curiosas e interesantes familias de números naturales, sin embargo, la imaginación matemática no deja de crear, o descubrir si uno cree en el platonismo matemático, fascinantes grupos de números. En esta entrada os hablaré de los números llamados harshad o de Niven.

Symmetry, acrílico sobre lienzo, 60 x 60 cm, del artista suizo Eugen Jost. Obra perteneciente a la exposición Everything is number

Un número natural se dice que es un número harshad, o también, de Niven, si es divisible por la suma de sus dígitos. Por ejemplo, el número 18 es harshad porque es divisible por 1 + 8 = 9, como también lo es el número de la bestia, el 666 (véanse las entradas 666, el número de la bestia (1) y (2)), divisible por 6 + 6 + 6 = 18, o el número de Hardy-Ramanujan 1729 (véase la entrada Las matemáticas del taxi ), divisible por 1 + 7 + 2 + 9 = 19. Sin embargo, el 25 no es un número de Niven ya que no es divisible por 2 + 5 = 7, ni tampoco lo son todos los números primos con más de un dígito.

El concepto de número harshad fue introducido por el matemático recreativo indio Dattatreya Ramchandra Kaprekar (1905-1986), a quien le debemos algunos descubrimientos de teoría de números como la constante de Kaprekar, los números de Kaprekar, los autonúmeros o los números harshad, en su artículo Multidigital numbers, publicado en la revista Scripta Mathematica en 1955. El nombre harshad viene de la unión de las dos palabras del sánscrito “harsa”, que significa alegría o felicidad, y “da”, que significa “dar”, por lo que sería algo así como “que da, o proporciona, alegría”.

El concepto fue introducido de nuevo por el matemático canadiense-estadounidense Ivan M. Niven (1915-1999), que fue presidente de la Mathematical Association of America, en una charla que impartió en un congreso de teoría de números en 1977. Por este motivo, se les conoce también como números de Niven.

Fotografías de los matemáticos D. R. Krapekar (abajo), de Wikimedia Commons, e Ivan M. Niven (arriba), tomada por Konrad Jacobs y perteneciente a la colección de fofografías de Oberwolfach.

Una de las ventajas de una familia como esta es que es sencillo calcular por uno mismo, a mano o con calculadora, los primeros números de la misma, por ejemplo, los menores que 1.000, que se muestran más abajo, o hasta la cantidad que cada cual decida. Los números harshad se corresponden con la sucesión A005349 de la Enciclopedia online de sucesiones de números enteros, del matemático británico-estadounidense N. J. A. Sloane. Los menores de 1.000 son:

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 18, 20, 21, 24, 27, 30, 36, 40, 42, 45, 48, 50, 54, 60, 63, 70, 72, 80, 81, 84, 90, 100, 102, 108, 110, 111, 112, 114, 117, 120, 126, 132, 133, 135, 140, 144, 150, 152, 153, 156, 162, 171, 180, 190, 192, 195, 198, 200, 201, 204, 207, 209, 210, 216, 220, 222, 224, 225, 228, 230, 234, 240, 243, 247, 252, 261, 264, 266, 270, 280, 285, 288, 300, 306, 308, 312, 315, 320, 322, 324, 330, 333, 336, 342, 351, 360, 364, 370, 372, 375, 378, 392, 396, 399, 400, 402, 405, 407, 408, 410, 414, 420, 423, 432, 440, 441, 444, 448, 450, 460, 465, 468, 476, 480, 481, 486, 500, 504, 506, 510, 511, 512, 513, 516, 518, 522, 531, 540, 550, 552, 555, 558, 576, 588, 592, 594, 600, 603, 605, 612, 621, 624, 629, 630, 640, 644, 645, 648, 660, 666, 684, 690, 700, 702, 704, 711, 715, 720, 730, 732, 735, 736, 738, 756, 770, 774, 777, 780, 782, 792, 800, 801, 803, 804, 810, 820, 825, 828, 832, 840, 846, 864, 870, 874, 880, 882, 888, 900, 902, 910, 912, 915, 918, 935, 936, 954, 960, 966, 972, 990, 999, 1.000.

Como podemos observar hay muchos números de Niven entre los mil primeros números, en concreto, 213. Sin embargo, como demostraron en 1985 los matemáticos estadounidenses Robert E. Kennedy y Curtis N. Cooper la densidad de estos números es cero, es decir, que cuanto más grandes sean los números naturales considerados menos números que proporcionan alegría habrá. En otras palabras, si N(n) es la cantidad de números de Niven menores, o iguales, que n, entonces el límite del cociente N(n) / n es cero.

Una curiosidad de estos números está relacionada con los números factoriales. Recordemos que el factorial de un número m es el número igual a la multiplicación de todos los números naturales menores, o iguales, que el mismo, es decir, m! = m x (m – 1) x (m – 2) x … x 3 x 2 x 1. Así, para los primeros números naturales sus factoriales son 1! = 1, 2! = 2, 3! = 6, 4! =24, 5! = 120, 6! = 720, 7! = 5040, y podríamos continuar. Si nos fijamos, todos esos números son de Niven, incluso si continuamos con algunos más, 40.320, 362.880, 3.628.800, 39.916.800, … descubriremos que lo siguen siendo. Por este motivo, algunas personas interesadas en el estudio de esta familia se preguntaron si todos los números factoriales serían de los que proporcionan alegría. La respuesta es negativa, ya que la suma de los dígitos del factorial del número 432, es 3.897, cuya descomposición en factores primos es 32 x 433, pero el número primo 433 no puede dividir a 432!. En consecuencia, el factorial 432! no es harshad.

El año 2.020 es un año harshad, o un año que proporciona alegría, ya que 2.020 es divisible por 4, que es la suma de sus dígitos. La imagen ha sido compuesta con los números de una tipografía de números creada por el diseñador barcelonés DAQ

Otra propiedad que se ha estudiado ha sido la existencia de números harshad consecutivos, más allá de los diez primeros números. La primera pareja es, como puede verse arriba, 20 – 21, aunque hay muchas más, como 80 – 81. El primer trio de números de Niven es 110 – 111 – 112. Los cuatro primeros números consecutivos que producen alegría son 510 – 511 – 512 – 513. Mientras que para obtener cinco números consecutivos ya nos tenemos que desplazar a números más grandes, en concreto al sexteto que empieza en 131.052.

En 1982 el matemático Robert E. Kennedy demostró que no es posible construir una sucesión de 21 números harshad consecutivos, pero como probaría después con su colega Curtis Cooper, sí se pueden construir 20 números de Niven consecutivos, de hecho, existen infinitos ejemplos de tales sucesiones. Aunque la más pequeña de esas familias tiene más de 44.363.342.786 dígitos.

La ceramista estadounidense Laura C. Hewitt crea cerámicas con números binarios, con tipografías de máquinas de escribir, como este hermoso jarrón. La imagen pertenece a su tienda de Etsy.

La propiedad definitoria de los números harshad está dada en función de los dígitos de la representación del número, luego no es una propiedad del número en sí mismo, sino que depende de la base de numeración en la que lo representemos.

Empecemos considerando el sistema binario, es decir, la representación de los números en base dos (véase por ejemplo el video de la serie Una de mates dedicado a los números binarios). Por ejemplo, los números 20, 21, 27 y 34 se representan en el sistema binario como:

Recordemos que los unos y ceros de la representación binaria nos están diciendo qué potencias de 2 se utilizan para expresar el número como sumas de potencias de 2. Como los tres primeros números binarios anteriores tienen 5 dígitos las potencias de 2 implicadas son 16, 8, 4, 2 y 1. Además, 20 = 16 + 4 (16 sí, 8 no, 4 sí, 2 no y 1 no), 21 = 16 + 4 + 1 y 27 = 16 + 8 + 2 + 1. El último número tiene 6 dígitos, luego implica también a la potencia 32, de hecho, 34 = 32 + 2 (32 sí, 16 no, 8 no, 4 no, 2 sí y 1 no).

La suma de los dígitos binarios del número 20 es 2 (véase la imagen anterior), que divide a 20, luego el número 20 es un número 2-harshad (donde el prefijo indica en la base en la que tiene esa propiedad, luego en los casos normales, cuando no lo hemos indicado, habría sido 10-harshad). Y la suma de los dígitos binarios de 21 es 3, que divide a 21, luego también es 2-harshad. Por lo tanto, 20 y 21 son 2-harshad y 10-harshad.

Por otra parte, 27 que es 10-harshad, no es 2-harshad, ya que la suma de sus dígitos es 4, que no divide a 27. Mientras que para el 34, que no es 10-harshad, la suma de sus dígitos es 2, que divide a 34, luego sí es 2-harshad.

Al igual que hemos comentado antes para la base decimal, podríamos calcular los primeros números (hasta la cantidad que deseemos) que son harshad en la base binaria, es decir, que son 2-harshad. En general, podemos calcular los números b-harshad para cualquier base de numeración b, no solo 2 o 10.

Para un sistema de numeración en base b, los primeros b números naturales –que se corresponden con las b – 1 cifras básicas no nulas y el número de la base b, son trivialmente números b-harshad.

Los únicos números primos que pueden ser b-harshad son aquellos que son menores, o iguales, que la base. Por eso los únicos primos de Niven en la base decimal son 2, 3, 5 y 7, o el número 11 es 12-harshad.

Existen cuatro números que son b-harshad para cualquier base b, que son 1, 2, 4 y 6. Aunque el número 12 casi les acompaña, puesto que es b-harshad para todas las bases, excepto b = 8.

Los mediadores (2016), de la artista sudafricana, afincada en Francia, Nicky Broekhuysen. Imagen de la página web del artistaDetalle de Los mediadores (2016), del artista sudafricano, afincado en Francia, Nicky Broekhuysen. Imagen de la página web del artista

Pero volvamos a los números harshad, o de Niven, para la base decimal, aunque lo que vamos a comentar a continuación también sería válido para cualquier base. Vamos a considerar dos familias particulares dentro de esta familia. La primera es la formada por los números harshad (o de Niven) múltiples, que son aquellos tales que, al dividirlos por la suma de sus dígitos, el resultado es otro número harshad. Por ejemplo, el número 6.804, que al dividirlo por la suma de sus dígitos, 18, el resultado 378 sigue siendo un número que proporciona felicidad. Más aún, con este número se puede seguir el proceso, hasta un total de cuatro veces (llamada multiplicidad de número de harshad múltiple 6.804), como se muestra en la imagen.

O el número 987.552, que es harshad múltiple, con multiplicidad 3, ya que en el proceso de dividir por las sumas de los dígitos se obtienen los números de Niven 27.432 y 1.524, pero el siguiente resultado 127 ya no lo es.

El número 2.016.502.858.579.884.466.176 harshad múltiple, con multiplicidad 12, como se muestra en la imagen, donde los divisores son las sumas de los dígitos de los números del dividendo, y los resultados se escriben en la línea siguiente.

Una subfamilia interesante dentro de los números harshad podría la fromada por aquellos números tales que al dividirlos por la suma de sus dígitos el resultado sea el producto de los mismos. O lo que es equivalente, el número se puede escribir como el producto de la suma de sus dígitos por el producto de los mismos, por eso reciben el nombre de números suma-producto. Un ejemplo es el número 135 que, al dividirlo por la suma de sus dígitos, 1 + 3 + 5 = 9, el resultado es 15, que es el producto de los mismos. A pesar del interés de esta propiedad, realmente solo existen 3 números que cumplen la misma, 1, 135 y 144.

Para terminar esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica introduciremos los números harshadmórficos, o Nivenmórficos, que son aquellos números n tales que existe un número harshad N cuya suma es el número n y además está en los últimos dígitos de N. Por ejemplo, el número 18 es harshadmórfico ya que existe el número de Niven 16.218, cuyos dígitos suman 18 y termina en 18.

El matemático Sandro Boscaro demostró que curiosamente todos los números, salvo el 11, son harshadmórficos. Siempre se puede encontrar un número de Niven que termine en ese número y sus dígitos también sumen el propio número.

Por ejemplo, si tomamos el número 12, por el resultado de Boscaro sabemos que es harshadmórfico. De hecho, la suma de los dígitos y la terminación del número de Niven 912 es 12. Lo cual vale para cualquier otro número, que no sea once. Os dejo como entretenimiento buscar los correspondientes números de Niven para los números menores que 30 (salvo 11, claro).

Bibliografía

1.- David Wells, The Penguin Dictionary of Curious and Interesting Numbers, Penguin Press, 1998.

2.- J. Sándor, B. Crstici, Handbook of Number Theory II, Kluwer Academic Publishers, 2004.

3.- Wolfram MathWorld: Harshad Number

4.- Wikipedia: Harshad number

5.- N. J. A. Sloane, The On-line Encyclopedia of Integer Sequences: A005349

6.- D. R. Kaprekar, Multidigital numbers, Scripta Math. 21, 27, 1955.

7.- R. E. Kennedy, C. N. Cooper, On the natural density of the Niven numbers,

College Math. J. 15, no. 4, p. 309-312, 1984.

8.- R. E. Kennedy, Digital sums, Niven numbers and natural density, Crux Math. 8, p. 131-135, 1982.

9.- C. N. Cooper, R. E. Kennedy, On consecutive Niven numbers, Fib. Quart.

21, p. 146-151, 1993.

10.-Boscaro, Sandro, Nivenmorphic integers, Journal of Recreational Mathematics 28 (3), p. 201–205, 1996–1997.

11.- Página web del artista Nicky Broekhuysen

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 Los números que proporcionan alegría se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. El secreto de los números que no querían ser simétricos
2. Números primos gemelos, parientes y sexis (2)
3. Números errores de impresión

Fuente: ESA

La introducción de las impurezas adecuadas permite crear semiconductores de distintos tipos, el tipo n y el tipo p [1]. ¿Qué pasaría si tomamos un semiconductor tipo p con una superficie muy limpia y homogénea [2] y juntamos esta superficie con la superficie limpia y homogénea de un semiconductor tipo n? Piénsalo un momento antes de continuar.

Los electrones en la banda de conducción del semiconductor de tipo n pueden moverse a través del límite entre los dos semiconductores y caer en los huecos [3] en la banda de valencia de energía más baja del semiconductor de tipo p. Dicho de otra forma, al establecer el contacto, lo electrones libres de uno y los huecos del otro comienzan a desaparecer. Pero a medida que los electrones desaparecen en el tipo n, las cargas positivas de las impurezas ya no están equilibradas por los electrones conductores negativos que quedan, por lo que el tipo n se carga positivamente. Lo contrario sucede en el semiconductor de tipo p. A medida que desaparecen los huecos, las impurezas terminan teniendo un electrón extra, lo que hace que el tipo p se cargue negativamente.

El resultado de todo esto es que después de muy poco tiempo se establece un campo eléctrico neto entre los semiconductores tipo n y tipo p que detiene el proceso de destrucción mutua al mantener los electrones en el tipo n separados de los huecos en el tipo p, con una «capa agotada» [4] en el medio. Se alcanza pues un estado de equilibrio.

Estado de equilibrio del diodo n-p y formación de la zona agotada (z.c.e.) [4]. Fuente: Wikimedia CommonsSi ahora establecemos una diferencia de potencial, con una batería pequeña, por ejemplo, a través del dispositivo formado por el tipo p y el tipo n, que podemos llamar diodo n-p, el equilibrio se verá afectado o no dependiendo de cómo establezcamos la diferencia de potencial. Si el cable positivo se coloca en el material de tipo n y el cable negativo en el material de tipo p, la separación de los electrones y los agujeros se refuerza. No pasa corriente.

El positivo de la batería al tipo n. La zona agotada (z.c.e.) [4] se amplía. No hay corriente. Fuente: Wikimedia Commons.Pero si invertimos los cables, de modo que el cable positivo llega al tipo p y el cable negativo al tipo n, los electrones negativos en el lado de tipo n se mueven hacia la capa agotada, y lo mismo pasa con los huecos positivos en el tipo p. Si el potencial externo aplicado es mayor que el potencial creado por el campo eléctrico entre los dos semiconductores, pasará la corriente en el diodo n-p.

El positivo de la batería al tipo p. Fluye la corriente. La zona agotada (z.c.e.) [4] desaparece. Fuente : Wikimedia Commons¿Y esto para qué sirve? Si ahora llega un fotón desde el exterior y aporta energía de forma que un electrón del tipo n salte a la banda de conducción, la corriente aumentará. El diodo n-p por tanto se puede usar como una fotocélula aún más potente que un simple semiconductor solo. Quizás el uso más común de este tipo de fotocélula es la generación de electricidad a partir de la energía solar. Esto se puede hacer para dispositivos a pequeña escala, como los calculadores de bolsillo, o para necesidades de energía a mayor escala, como la energía para un edificio completo. Estas fotocélulas se suelen llamar células fotovoltaicas.

Notas:

[1] Para entender bien lo que sigue es conveniente leer antes Impurezas dopantes.

[2] Para visualizarlo puedes entender homogénea como plana, sin irregularidades, lo que permite un buen contacto.

[3] Personalmente creo que es más gráfico decir boquetes, pero mantenemos hueco por aquello de que es la palabra más habitual. Bujero tampoco me parecería mal, pero mejor no.

[4] Una capa de tierra quemada, donde los electrones y huecos se han compensado hasta que el campo eléctrico creado ha impedido que siguiese la destrucción. También se llama barrera interna de potencial o zona de carga espacial (z.c.e.).

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

El artículo Juntando semiconductores: el diodo n-p se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Semiconductores
2. Las bandas de Bloch
3. El modelo clásico de electrones libres de Drude-Lorentz

Imagen: Vista de satélite del estuario de la ría de Bilbao en 2005. (Fotografía: NASA – imagen de dominio público. Fuente:  Wikimedia Commons)

La ría de Bilbao fue originalmente el estuario más grande del Cantábrico. El espesor de sus sedimentos varía enormemente desde los 10 m que encontramos en El Arenal hasta los 30 m de Las Arenas.

La mayor parte de esos materiales son gravas de origen fluvial anteriores al último cambio climático hace 12.000 años, seguidas de arenas depositadas por la entrada del mar en ascenso durante los milenios posteriores y, finalmente, fangos acumulados en los últimos 4.000 años mientras el nivel marino permanecía estable.

La naturaleza proporcionó a Bilbao 2 elementos fundamentales para su enorme desarrollo económico: el mineral de hierro como materia prima y el estuario como puerto natural, y ambos fueron explotados hasta el límite de sus posibilidades durante los últimos 700 años. Los dominios de la Ría y su valle proporcionaron además el soporte físico para asentar la aglomeración urbana e industrial de los siglos XX y XXI.

Ilustración 1: características de la geología de la ría del Nervión y sus inmediaciones. (Ilustración: NorArte Studio)

La Ría es hoy una creación completamente artificial prisionera entre diques que modificaron todo su recorrido para adaptarlo a las exigencias de la navegación. A partir del siglo XIX, un paisaje nuevo de humos y fábricas, de ferrocarriles, de urbanización opresiva, de movimiento incesante impuesto por la industria pasó por encima de todo lo demás.

Desde los primeros altos hornos que se construyeron sobre sus marismas en 1854, las características naturales de la Ría fueron modificadas por el desarrollo urbano, industrial y portuario. El estuario original se redujo de tamaño ocupando sus dominios para formar un canal mareal desde la ciudad hasta el mar que fue completado en 1885.

Durante los últimos 150 años, la Ría ha recibido vertidos incontrolados de desechos mineros, industriales y domésticos que degradaron sus condiciones físico-químicas. Las concentraciones de oxígeno en sus aguas disminuyeron dramáticamente hasta provocar condiciones anóxicas. La calidad microbiológica del agua era deficiente, mientras que los sedimentos mostraban elevadas concentraciones de compuestos químicos orgánicos e inorgánicos. Como consecuencia de este desarrollo insostenible, en la década de 1970 la Ría se había convertido en una cloaca navegable que atravesaba una de las ciudades más contaminadas de Europa.

El estudio geológico de sus sedimentos proporciona una perspectiva histórica sobre la magnitud del problema, permitiendo definir tres zonas ambientales diferentes desde la superficie hacia abajo:

1. Una etapa industrial sin microfauna, que contiene concentraciones extremas de metales y estéril en microfósiles desde la década de 1950.
2. Una etapa industrial con microfauna, donde coexisten cantidades elevadas de metales con asociaciones de microfósiles abundantes durante el período 1850-1950.
3. Una etapa pre-industrial, que muestra concentraciones naturales de metales y microfósiles, y que corresponde al estuario formado tras el cambio climático y el ascenso marino en los siguientes milenios.

Ilustración 2: los sedimentos de la Ría dan cuenta de las distintas etapas de desarrollo de la ciudad de Bilbao. (Ilustración: NorArte Studio)

Sin embargo, durante los años 1980 y 1990 se produjo una disminución significativa en el aporte de materia orgánica y contaminantes debido a la puesta en marcha de políticas de protección ambiental, el cierre de fábricas importantes y la mejora de los sistemas de tratamiento de vertidos, con un plan institucional de saneamiento integral que comenzó en 1984. Los programas de monitorización a largo plazo confirmaron mejoras considerables en las características del agua, la calidad de los sedimentos superficiales y los parámetros ambientales. Adicionalmente, se produjo una disminución general en las concentraciones de metales desde 1997 a 2003, gracias a la reducción de fuentes contaminantes y la implementación del tratamiento biológico en la planta depuradora de Galindo desde 2001.

A pesar de esta mejora, en 2003 la mayor parte de la Ría aún presentaba condiciones adversas para la biota. Desde el año 2009, en cambio, la abundancia de organismos experimentó un notable crecimiento y su colonización se trasladó desde los tramos inferiores a las zonas superiores del estuario. Para 2014, toda la Ría contenía un número moderado de especies vivas.

Por encima de la capa industrial que existía en el año 2003, actualmente encontramos densidades significativas de organismos y niveles mejorados (aunque variables) de metales. A principios del siglo XXI, los cambios socioeconómicos obligaron a la transición desde una economía industrial a una economía de servicios, y las medidas de reducción de la contaminación por aguas residuales fueron clave para su recuperación biológica. Las condiciones ambientales originales aún están lejos de alcanzarse, pero esta capa superior de sedimentos puede definirse como una nueva «zona post-industrial».

En la ría de Bilbao los procesos de mejora ambiental en curso coexisten con una herencia negativa que perdura en forma de grandes cantidades de contaminantes enterrados en sus sedimentos. Aunque algunos cambios son irreversibles (por ejemplo, la pérdida de los ecosistemas originales del estuario por su ocupación urbana e industrial), otros factores, como la calidad geoquímica de las aguas y sedimentos, y el desarrollo de comunidades biológicas, han comenzado a progresar. Un seguimiento regular de la evolución de estas nuevas capas sedimentarias que se están depositando proporcionará información útil para tomar decisiones correctas sobre su gestión ambiental y ayudará a mantener el frágil equilibrio entre su regeneración y las actividades humanas.

Sobre los autores: Alejandro Cearreta es profesor e investigador del Departamento de Estratigrafía y Paleontología de la UPV/EHU y María Jesús Irabien es profesora e investigadora del Departamento de Mineralogía y Petrología de la UPV/EHU.

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 ¿Qué esconden los sedimentos de la Ría? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Geología, industrialización y transporte del mineral de hierro en el entorno de la Ría de Bilbao
2. Los sedimentos fluviales, una reserva dinámica de metales contaminantes
3. Ox Bel Ha, un ecosistema tropical alimentado por metano

«Quizás sea un duro golpe para el amor propio de nuestra especie pensar que los humildes mosquitos y los virus sin cerebro pueden condicionar nuestros asuntos internacionales. Pero pueden.”

John R. McNeill, Ecology and war in the Greater Caribbean, 1620-1914, 2010.

“Estamos en guerra con los mosquitos … De media, el número anual de muertes es de unos dos millones … se calcula que la mitad de todos los humanos que han vivido hasta ahora han muerto por los mosquitos”.

Timothy Winegard, El mosquito, 2019.

“Los hombres hacen su propia historia, pero no la hacen a su libre arbitrio, bajo circunstancias elegidas por ellos mismos, sino bajo aquellas circunstancias con que se encuentran directamente, que existen y les han sido legadas por el pasado”.

Karl Marx, El Dieciocho Brumario de Luis Bonaparte, 1852.

“Creemos que hacemos la historia, pero es la historia la que nos hace a nosotros”.

Martin Luther King.

La historia de la malaria está ligada a la historia de los países, sobre todo a sus crónicas militares. O viceversa, y es la historia de los países la que está condicionada por las enfermedades y, en este caso, por la malaria. Poco dicen los historiadores de “la obra de los invisibles”, como la llama Wilhelm von Drigalski. Esa “obra” difundió, casi más que otros poderes más conocidos, el terror, el miedo, la muerte, la devastación y la ruina. Aunque todavía se ignora mucho de cómo lo conseguían “los invisibles”, es evidente su importancia en el transcurrir de la historia de la humanidad. El plasmodio de la malaria fue, y todavía lo es en muchas zonas del planeta, un actor histórico inadvertido, sobre todo en las áreas rurales. Nuestra historia, la de la especie humana, es un juego complicado con guerras, política, viajes, comercio y enfermedades.

Además, para los occidentales, la colonización de los trópicos por los países europeos cambió su ecología. Tal como ocurrió cuando apareció la agricultura, la tala de los bosques tropicales para el desarrollo de plantaciones mejoró las condiciones ambientales para la alimentación y reproducción de mosquitos y, en consecuencia, para la extensión de la malaria. La enfermedad se convirtió en un factor importante en las luchas geopolíticas por las colonias cercanas al trópico.

En África occidental se seleccionó una adaptación genética, la anemia falciforme, con glóbulos rojos defectuosos y menos receptivos al plasmodio de la malaria. Los pueblos agricultores bantúes, con esta mutación, se extendieron por el centro, el este y el sur de África. Vivían en comunidades estables, a diferencia del movimiento continuo de los cazadores recolectores. La malaria, sobre todo con el Plasmodium falciparum, mataba regularmente a sus niños y, ocasionalmente, también a las madres. Pero los que sobrevivían adquirían una cierta inmunidad y, de adultos, podían salir adelante. Así, los pueblos bantúes comenzaron su expansión, hace unos 7000 años, y, 700 años después apareció la mutación de la anemia falciforme. Se calcula que la tasa de mortalidad cayó hasta un 55%. Y los bantúes llegaron al Índico en África oriental, y hacia el sur hasta Sudáfrica. Además, ayudaron las armas de hierro que utilizaban en la guerra. Y, también, la agricultura del ñame que, incluso, inhibe la reproducción del plasmodio de la malaria en la sangre. Los pocos pueblos que quedan y no hablan dialectos de origen bantú, ocupan entornos marginales, más duros y pobres y, además, son marginados sociales.

La Organización Mundial de la Salud (OMS) declaró que la guerra es una “emergencia compleja” que crea las condiciones ideales para mosquitos y plasmodios. La guerra, según la OMS, es incompatible con los avances en el control de la malaria.

«Lord Byron en su lecho de muerte» de Joseph Denis Odevaere (c. 1826). Óleo sobre lienzo, 166 × 234,5 cm. Groeningemuseum, Brujas. Fuente: Wikimedia Commons

 

Hay evidencias de malaria en algunos restos óseos de hace 9000 años recuperados en Catalhuyuk, en la actual Turquía. El faraón Tutankamon murió de malaria hace unos 3500 años. La malaria atacó a los galos cuando sitiaban Roma en el siglo IV antes de nuestra era, aunque tomaron la ciudad. La enfermedad atacó a las expediciones militares contra Roma del emperador Lotario y de Federico Barbarroja en la Edad Media, en los siglos IX y XII. La expedición portuguesa que subió el río Zambeze, en el sur de África, en 1569, murió casi en su totalidad por las enfermedades. En el siglo XVIII golpeó a los ejércitos ingleses en los Países Bajos. Lord Byron murió de malaria en 1824 cuando luchaba con los griegos por su independencia del Imperio Otomano. Murieron 88 de los 108 europeos de la expedición a Gambia de 1825. Y en 1865, al terminar la Guerra de Secesión de Estados Unidos, las tropas de la Unión tuvieron 1.3 millones de casos de malaria con unas 10000 bajas. En la expedición al río Níger en 1841 enfermó el 80% de los componentes. Las campañas para la colonización, por Francia, de Argelia y Madagascar, durante el siglo XIX fueron un paseo militar y un desastre sanitario. En conclusión, el significado estratégico de la malaria es conocido desde hace cientos de años.

Y, también, la muerte por malaria de dirigentes e intelectuales. Por ejemplo, los emperadores romanos Vespasiano, Tito, Adriano y Constantino, entre el siglo I y el IV; Alarico, rey de los visigodos; los Papas Gregorio V y Sixto V, en el siglo X y el XVI; el emperador de Bizancio Alexius I; o Dante y Petrarca en los siglos XIII y XIV.

La Segunda Guerra Púnica, entre Roma y Cartago, terminó con la derrota de Aníbal en Zama en el año 202 antes de nuestra era. Su ejército estaba debilitado por la malaria contraída en las Marismas Pontinas, junto a Roma, una de sus mejores defensas, peligrosa incluso para los propios romanos, durante siglos. Por allí pasaron con sus ejército, y sufrieron o utilizaron la malaria como defensa, desde Julio César a Napoleón. Incluso, en la Segunda Guerra Mundial, cuando los aliados invadieron Italia y se acercaban a la capital contrajeron la malaria provocada por los alemanes. La malaria de las Marismas Pontinas destruyó ejércitos invasores durante siglos.

En el siglo XVIII cambió la historia de Inglaterra por la malaria. Oliver Cromwell inició la llamada Revolución Inglesa, derrotó a Carlos I, que fue ejecutado en 1649, e instauró la República. En 1653, se nombró Lord Protector de Inglaterra y acaparó el poder que había tenido el decapitado rey Carlos I. Pero, un lustro después, en 1658, Cromwell sufrió “calenturas”, o sea, fiebres causadas por la malaria. No quiso medicarse con quina, el llamado “polvo de los jesuitas”, y el único remedio conocido entonces. Era un protestante fanático, y los prejuicios antipapistas no le dejaron utilizar la quina. Cromwell murió aquel año de 1658. Desapareció la República, la corona fue a Carlos II, hijo de Carlos II, y volvió la monarquía a Inglaterra.

A finales del siglo XVIII, después de la Revolución Francesa, el ejército de Napoleón desembarcó en Alejandría y, desde Egipto, emprendió la campaña para llegar a Siria. En San Juan de Acre, cerca de la actual Haifa, en Israel, era un ejército diezmado por la malaria. Solo quedaban 8000 hombres de los más de 40000 que habían llegado a Egipto. Napoleón retrocedió hasta El Cairo.

La malaria fue un adversario no esperado en la Primera Guerra Mundial. Atacó ejércitos y civiles, y los movimientos de personas, militares o no, extendieron la enfermedad por todo el continente. Hubo enfermos en el sudeste de Inglaterra, en el centro de Italia, en el sur de los Balcanes y, en concreto, en Albania, Macedonia y Grecia. Y en Oriente Próximo, desde Egipto hasta Georgia y de Turquía a Irán. Eran áreas endémicas de la enfermedad desde Inglaterra a Irán y en el centro y el este del Mediterráneo.

Según las estadísticas militares de la época, los casos de malaria en los ejércitos aliados superaron los 600000, con casi 4000 fallecidos. Entre los alemanes y sus aliados, el número de casos superó los 500000 con más de 23000 muertes. Además, los soldados con malaria estaban debilitados y, si eran heridos en el combate, sucumbían con facilidad. En el frente occidental, la malaria no fue tan importante como en Grecia y el Oriente Próximo, con ejemplos como Macedonia donde eran 300 enfermos por cada mil, o en el ejército otomano y en los alemanes estacionados en Turquía.

Militares estadounidenses rastrean la selva en la Guayana Holandesa en 1942. Fuente.

En oriente, la armada francesa tuvo el 50% de sus hombres con malaria y provocó 20000 repatriaciones. En aquellos años, en 1917, y por el empuje de Lawrence de Arabia, el general Allenby y el ejército británico tomaron Jerusalén y se dirigieron al valle del Jordán para cruzar el río y llegar a Damasco. Pero el valle era cálido y húmedo, lleno de mosquitos y un hábitat perfecto para la malaria endémica. Los soldados cayeron enfermos y tuvieron que ser evacuados a Jerusalén. Murieron por miles.

Muy al norte de Palestina, en el valle del río Struna, entre Grecia y Bulgaria, se estacionó el ejército del general francés Maurice Sarrail. Estaba formado por británicos, franceses e italianos. En poco tiempo, tenía 6000 enfermos de malaria de un total de 15000 hombres. Y tuvieron que ser evacuados a Salónica. Hubo momentos en que solo tenía 2000 soldados listos para el combate. Cuando le ordenaron atacar, respondió que “mi ejército está inmovilizado en los hospitales”. Una queja parecida escribió el general McArthur en la campaña de Filipinas, durante la Segunda Guerra Mundial.

En Italia, en 1914, al comienzo de la guerra, las estadísticas sobre la malaria eran de 57 fallecidos por millón de habitantes. En 1918, al final de la guerra, la cifra era de 325 fallecidos por millón de habitantes. Para 1923, cinco años después, fueron 61 muertos por millón de habitantes, casi la cifra de antes de la guerra.

A principios del siglo XX, entre 1911 y 1927, la guerra de España en Marruecos supuso el ataque de la malaria tanto a los reclutas españoles como a la población indígena. En Melilla, casi toda la guarnición pasó, en un momento u otro, por el hospital y, para 1918, eran 2600 enfermos de más de 23000 de guarnición. En 1918, en Ceuta había casi 6000 casos de malaria en un total de 23500 militares. Cerca de Tetuán, en uno de los campamentos, hasta el 80% de los soldados estuvo afectado por la malaria cada verano. O, en otro ejemplo, un batallón con 800 soldados quedó reducido a 150, con 87 fallecidos, y tuvo que ser relevado.

En la Segunda Guerra Mundial, cerca de medio millón de soldados de Estados Unidos fueron hospitalizados con malaria. En las islas del Pacífico conquistadas por el ejército japonés, era la malaria la mejor defensa contra los aliados. En Guadalcanal, en 1942, todos los soldados de Estados Unidos tuvieron malaria. En Papua Nueva Guinea, el 70% de los soldados australianos enfermaron de malaria.

En el campo de concentración de Dachau, el profesor Claus Schilling inoculó a prisioneros con malaria. Fue ejecutado por condena del Tribunal de Nuremberg. En ese campo de Dachau se instaló el Instituto Entomológico de las Waffen-SS, creado en 1942 para estudiar la transmisión de malaria por el mosquito Anopheles, parece ser, sin confirmación escrita, para su utilización como arma biológica.

Las tropas del Vietcong llegaban a Vietnam del Sur por el llamado Camino Ho Chi Minh desde Vietnam del Norte. En 1965, de un regimiento con 1200 soldados, cuando llevaba un mes de viaje, solo 120 podían luchar. Un médico del Vietcong recordaba que “nosotros no teníamos miedo de los imperialistas americanos, solo temíamos a la malaria”.

Los artrópodos que llevan patógenos, como el plasmodio de la malaria, se ha utilizado como armas biológicas desde hace siglos. Los mongoles y las pulgas que llevan la Yersinia pestis, causa de la peste, las moscas que ensayó el Ejército Imperial del Japón para infectar Mongolia en la Segunda Guerra Mundial y, como hemos visto, las SS nazis de Alemania con sus investigaciones con mosquitos y el plasmodio de la malaria. En conclusión, malaria y guerra están unidas en la historia de nuestra especie.

Referencias:

Brabin, B.J. 2014. Malaria’s contribution to World War One – the unexpected adversary. Malaria Journal 13: 497.

Deichmann, U. 1996. Biologists under Hitler. Harvard University Press. Cambridge, Ms. 468 pp.

Gargantilla, P. 2016. Enfermedades que cambiaron la historia. La Esfera de los Libros. Madrid. 254 pp.

Jarman, N.M. & K. Ballschmiter. 2012. From coal to DDT: the history of the development of the pesticide DDT from synthetic dyes till Silent Spring. Endeavour 36: 131-142.

Kwak, M.L: 2016. Arboterrorism: Doubtful delusion or deadly danger. Journal of Bioterrorim & Biodefense DOI: 10.4172/2157-2526.100152.

Martín Sierra, F. 1998. El papel de la sanidad militar en el descubrimiento del mosquito como agente transmisor del paludismo y de la fiebre amarilla. Sanidad Militar 54: 286-296.

McNeill, J.R. 2010. Ecology and war in the Greater Caribbean, 1620-1914. Cambridge University Press. Cambrudge. 371 pp.

McNeill, W.H. 1984. Plagas y pueblos. Siglo XXI de España Eds. Madrid. 313 pp.

Molero Mesa, J. 2003. Militares, “moros” y mosquitos: el paludismo en el Protectorado Español en Marruecos (1912-1956). En “La acción médico-social contra el paludismo en la España metropolitana y colonial del siglo XX”, p. 323-380. Ed. por E. Rodríguez Ocaña et al. CSIC. Madrid.

Neghima, R. et al. 2010. Malaria, a journey in time: In search of the lost myhts and forgotten stories. American Journal of the Medical Sciences 340: 492-498.

Pagès, F. 1953. Le paludisme. P.U.F. París. 113 pp.

Peinado Lorca, M. 2019. Cómo los mosquitos ambiaron la historia de la humanidad. The Conversation 13 agosto.

Pérez Benavente, R. 2019. Una historia de mosquitos, escoceses, esclavos y nazis. Cuaderno de Cultura Científica 19 agosto.

Reinhardt, K. 2013. The Entomological Institute of the Waffen-SS: evidence for offensive biological warfare research in the Third Reich. Endeavour 37: 220-227.

Schlagenhauf, P. 2004. Malaria: prehistory to present. Infectious Disease Clinics of North America 18: 189-205.

Shah, S. 2010. The fever. How malaria has ruled humankind for 500.000 years. Picador. New York. 309 pp.

Snowden, F.M. 2006. The conquest of malaria. Italy, 1900-1962. Yale University Press. New Haven & London. 296 pp.

von Drigalski, W. 1954. Hombres contra microbios. La victoria de la humanidad sobre las grandes epidemias. Ed. Labor. Barcelona. 368 pp.

Winegard, T.C. 2019. El mosquito. La historia de la lucha de la humanidad contra su depredador más letal. Penguin Ramdon House Grupo Ed. Barcelona. 635 pp.

Sobre el autor: Eduardo Angulo es doctor en biología, profesor de biología celular de la UPV/EHU retirado y divulgador científico. Ha publicado varios libros y es autor de La biología estupenda.

El artículo Historias de la malaria: La guerra y la historia se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Historias de la malaria: Charles Louis Alphonse Laveran y el protozoo
2. Historias de la malaria: Las drogas sintéticas
3. Historias de la malaria: El mosquito

Catástrofe Ultravioleta #25 CUARENTENA

Después de una larga espera, vuelve Catástrofe Ultravioleta para ofrecer una tercera temporada. Lo hacemos además en Podium Podcast, la plataforma de la Cadena SER y continuamos contando con el inestimable apoyo de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU y de la Fundación Euskampus. En este capítulo especial, grabado durante el confinamiento, hemos contado con vuestra ayuda para explicar lo que sucedió durante el parón de la actividad humana provocado por la pandemia de coronavirus y lo que visteis por la ventana.

Agradecimientos: Douglas Cardoso, Cristina Martín, Adriano y Eva Morán, Iñaki López, Céline, Miguel y Leo. Juan López Medrano , Sergio de Mayorga, Luis de Barcelona, Varyn, María de Málaga.

El artículo Catástrofe Ultravioleta #25 CUARENTENA se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Preparados para una Catástrofe Ultravioleta
2. Catástrofe Ultravioleta #03 Interferencias
3. Catástrofe Ultravioleta #13 LEVIATÁN

En la extensa atmósfera de hidrógeno del planeta Saturno, un mundo gigante, con unas diez veces el tamaño de la Tierra, se desarrollan fenómenos meteorológicos muy diversos cuyo estudio nos permite comprender mejor los de la atmósfera terrestre. Entre ellos destaca por su singularidad el conocido “hexágono”, una estructura ondulante que rodea a la región polar norte del planeta cuya forma parecería haber sido trazada por un geómetra.

Descubierta en 1980 por las naves espaciales Voyager 1 y 2 de la NASA, ha sido observada ininterrumpidamente desde entonces, a pesar del intenso y largo ciclo de estaciones del planeta. Por el interior de esta gigantesca onda planetaria fluye una estrecha y rápida corriente en chorro en donde los vientos alcanzan velocidades máximas de unos 400 km/hora. Mientras, curiosamente, la onda en sí misma permanece casi estática; es decir, apenas se desplaza con respecto a la rotación del planeta. Todas estas propiedades hacen que el “hexágono” sea un fenómeno altamente atractivo para los meteorólogos e investigadores de las atmósferas de los planetas.

La nave Cassini, que estuvo en órbita del planeta entre los años 2004 y 2017, tomó una inmensa cantidad de imágenes desde muy variadas distancias al planeta y ángulos de visión. En junio del año 2015, su cámara principal obtuvo imágenes del limbo del planeta a muy alta resolución, capaces de resolver detalles de 1-2 km, que capturaban las nieblas situadas sobre las nubes que trazan la onda hexagonal. Además, utilizó muchos filtros de color, desde el ultravioleta hasta el infrarrojo cercano, permitiendo así estudiar la composición de estas nieblas. Como apoyo para este estudio se usaron también imágenes del Telescopio Espacial Hubble tomadas 15 días más tarde y que muestran al hexágono no en el limbo sino visto desde arriba. “Las imágenes de Cassini nos han permitido descubrir que, como si formaran un “sandwich”, el hexágono tiene un sistema multicapa de, al menos, siete neblinas que se extienden desde la cima de sus nubes hasta más de 300 km de altura sobre ellas”, ha declarado el profesor Agustín Sánchez Lavega, quien lidera el estudio. “Otros mundos fríos como el satélite Titán de Saturno o el planeta enano Plutón tienen también capas de nieblas, pero no en tal número, ni tan regularmente espaciadas”.

Cada capa de niebla tiene entre 7 y 18 kilómetros de espesor en vertical y de acuerdo con el análisis espectral contienen partículas muy pequeñas con radios del orden de 1 micra. Su composición química es exótica para nuestros estándares terrestres, ya que, debido a las bajas temperaturas en la atmósfera de Saturno, entre 120 °C y 180 °C bajo cero, pudieran estar compuestas por cristalitos de hielo de hidrocarburos como el acetileno, propino, propano, diacetileno, o incluso butano en el caso de las nieblas más altas.

Otro de los aspectos que el equipo ha estudiado es la regularidad en la distribución vertical de las nieblas. La hipótesis que proponen es que las nieblas están organizadas por la propagación vertical de ondas de gravedad que generan oscilaciones en la densidad y temperatura de la atmósfera, fenómeno bien conocido en la Tierra y otros planetas. Los investigadores plantean que es la propia dinámica del hexágono y su intensa corriente en chorro la que puede estar detrás de la formación de estas ondas de gravedad. En la Tierra también se han observado este tipo de ondas generadas por la corriente en chorro ondulante que con velocidades de 100 km/h se dirige de Oeste a Este en las latitudes medias. El fenómeno pudiera ser semejante en ambos planetas, si bien las peculiaridades de Saturno hacen que este sea un caso único en el sistema solar. Este es un aspecto que queda pendiente para futuras investigaciones.

Referencias:

A. Sánchez-Lavega, A. García-Muñoz, T. del Río-Gaztelurrutia, S. Pérez-Hoyos, J. F. Sanz-Requena, R. Hueso, S. Guerlet & J. Peralta (2020)  Multilayer hazes over Saturn’s hexagon from Cassini ISS limb images  Nature Communications  doi: 10.1038/s41467-020-16110-1

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

El artículo Saturno tiene el sistema de nieblas en capas más extenso observado en el Sistema Solar se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. A vueltas con el hexágono de Saturno
2. Planeta X, en busca del inquilino invisible del sistema solar
3. Día de Darwin 2020: Evolución del Sistema Solar + Teoría evolutiva y medicina

Iván Rivera

Cercanías entrando en la estación de Atocha, Madrid. Foto: Iván Rivera

La pandemia provocada por SARS-CoV-2, el virus informal y metonímicamente conocido como coronavirus, está suponiendo un reto complejo de afrontar para una enorme cantidad de sistemas de organización y tecnológicos cuya rentabilidad, tanto social como económica, ha dependido hasta ahora de su rendimiento medido en número de personas servidas por unidad de medida temporal o de tamaño.

Entre estos sistemas destaca por méritos propios el transporte público metropolitano. Esencial para garantizar la movilidad en los entornos urbanos, el transporte público es el gran igualador de oportunidades para amplios segmentos de la población. Por ello, la respuesta de los sistemas de transporte, y en particular los ferroviarios, frente a la crisis de la epidemia de COVID-19 ha suscitado gran atención y preocupación.

Los límites del distanciamiento

Hasta ahora, ésta ha pivotado mayoritariamente en torno a medidas destinadas a aumentar el distanciamiento social. En términos prácticos, el distanciamiento social en el transporte se traduce en separación física entre usuarios: una distancia recomendada de seguridad de más de un metro [1], lo que significa que en un recinto cerrado y suponiendo una disposición óptima hexagonal y un área personal —el área físicamente ocupada por cada individuo— de 0,28 m², la densidad máxima alcanzable está por debajo de las 0,45 personas/m². Los límites físicos del recinto —mamparos, paramentos verticales— introducirían una corrección al alza en esta estimación.

Celda unitaria del modelo de empaquetamiento óptimo para personas, considerando un espacio individual ocupado circular de radio 0,3 metros. Imagen: Iván Rivera

La recomendación de mantener una distancia de seguridad de un metro de distancia, emitida por la Organización Mundial de la Salud, choca con otras estimaciones superiores. El CDC (Centers for Disease Control and Prevention, Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades) estadounidense recomienda una separación social de dos metros, lo que coincide con la recomendación del administrador de infraestructuras ferroviarias español, Adif. Recientes estudios acerca de la propagación de nubes de gotículas [2] han llegado a medir velocidades de hasta 30 metros por segundo en el estornudo, lo que establecería una cota superior para la distancia de riesgo en el rango de los 7-8 metros en la dirección frontal.

Incluso sin tener en cuenta la influencia de los estornudos en la posible propagación de patógenos, estos resultados chocan frontalmente con los cálculos de capacidad realizados por organismos reguladores como el Consorcio de Transportes de Madrid, que estima un máximo de 4 personas por metro cuadrado, o incluso con los de operadores como Metro de Madrid, que ha llegado a establecer su oferta de transporte en función de capacidades máximas de 6 personas por metro cuadrado [3].

El modelo de separación de seguridad con empaquetamiento óptimo sugiere que habría que multiplicar por nueve —en el mejor de los casos— la oferta de plazas en el momento más desfavorable, la hora punta. Aunque los sistemas ferroviarios metropolitanos han optado mayoritariamente por mantener o incluso aumentar las frecuencias de paso de los enlaces considerados estratégicos, no es posible aumentar la capacidad de transporte de una línea de metro o cercanías que esté operando cerca de su máximo de tráfico. Este viene fijado por sistemas de señalización que podrían modernizarse en algunos casos, pero nunca más allá de los máximos teóricos ofrecidos por los sistemas de bloqueo más avanzados, como CBTC o ERTMS nivel 3.

Como vemos, ampliar el espacio disponible por pasajero mediante el aumento de la capacidad de transporte es un enfoque con una potencia muy limitada para responder a las nuevas exigencias de seguridad de un mundo post-pandémico. Teniendo esto en cuenta, los gestores del transporte ferroviario han trabajado en propuestas adicionales que ha recogido la UIC (Union Internationale des Chemins de Fer, Unión Internacional de Ferrocarriles) en un documento de trabajo [4]. Estas medidas están clasificadas en tres grupos: relativas al contacto físico persona a persona, relativas al contacto objeto a persona, y de comunicación hacia los pasajeros.

Medidas propuestas por la UIC

Ya hemos visto cómo el contacto físico persona a persona es una característica definitoria de todo el transporte público, que basa su eficiencia precisamente en la compartición del espacio dedicado a la prestación del servicio. Por ello, toda medida basada en el distanciamiento social tendrá necesariamente un recorrido escaso y requerirá ser apoyada por acciones externas al propio sistema de transporte. En este sentido, la limitación de aforos en las estaciones es fundamental, pero como toda limitación de acceso, puede resultar en la denegación del servicio para una parte de los usuarios. Esto se puede paliar mediante la laminación de la hora punta, obligando a los diferentes usuarios a distribuir sus horas de entrada y salida del trabajo en un intervalo lo más amplio posible. El fomento del teletrabajo es también una medida con impacto tanto sobre el transporte público como privado que puede reducir la presión sobre los espacios compartidos.

La adopción obligatoria de mascarillas es otra de las medidas que ofrece el potencial de entorpecer los flujos de gotículas que transmiten el virus SARS-CoV-2, entre otros. Se ha observado que existe una relación entre la eficacia filtrante de la mascarilla, la frecuencia de su uso por parte de la población y el número de reproducción básico R₀ de un patógeno [5]. Esta relación hace posible que el uso de mascarillas de relativa baja eficacia, pero portadas por fracciones cercanas al total de los usuarios, resulte en una medida eficaz para permitir reducir las distancias de seguridad en espacios cerrados y, por consiguiente, aumentar los pasajeros-kilómetro transportados con un grado de seguridad epidemiológica aceptable.

Impacto del uso de mascarillas en función de la frecuencia de su uso y su eficacia protector. El color indica el número de reproducción básico resultante (Rₒ), partiendo de un valor inicial de 2,4. Imagen tomada de [5].Otras actuaciones que pueden resultar en una mejora de la seguridad epidemiológica del transporte colectivo son la adopción de señalización específica tanto en estaciones como embarcada para recordar a los usuarios las distancias de seguridad; la disponibilidad generalizada de dispensadores automáticos de gel hidroalcohólico —si es posible, cuya operación sea sin contacto físico—; así como medidas que favorezcan la trazabilidad de los usuarios: billetes nominativos, controles masivos de temperatura mediante termografía o cuestionarios de síntomas. Este último grupo de intervenciones, sin embargo, plantea riesgos importantes en lo referente a los derechos fundamentales de privacidad de los usuarios [6]. Por ello, su implantación generalizada está llevándose a cabo en estados donde estos derechos no son reconocidos por la legislación, como China.

Existe, por último, la posibilidad de introducir mejoras en los sistemas de ventilación de estaciones y, sobre todo, coches de viajeros. Por ejemplo, el operador de transporte japonés Japan Rail East reporta haber incorporado nuevos protocolos de revisión más exhaustiva de los dispositivos de aire acondicionado, con limpiezas más frecuentes de los elementos filtrantes. Los ciclos de trabajo también están siendo reducidos en la medida de lo posible, renovando el aire de la cabina en intervalos menores (de 6 a 8 minutos). Por su parte, los ferrocarriles iraníes se han embarcado en un interesante proyecto para utilizar luz ultravioleta de alta frecuencia (UV-C, entre 200 y 280 nm) en componentes clave de los sistemas de ventilación. El uso de luz ultravioleta de alta frecuencia como fungicida, bactericida y viricida está avalado por la práctica en laboratorios de alta seguridad biológica [7], si bien el entorno ferroviario requerirá asegurar la ausencia de exposición de los pasajeros y los operarios a la radiación UV-C, así como dimensionar adecuadamente el sistema en función de las características del patógeno SARS-CoV-2 frente a este tratamiento.

Respecto del contacto y posible transmisión de la enfermedad entre objetos y usuarios, la UIC recomienda acortar los ciclos de limpieza y desinfección de los diferentes recintos, disponer de contenedores apropiados para desechar residuos potencialmente contaminados (como las propias mascarillas) y reducir en la medida de lo posible el contacto físico entre las manos de los pasajeros y los diferentes elementos de interacción de su entorno, como billetes —que deberán ser sustituidos por elementos sin contacto, como tarjetas o móviles con tecnología NFC— y también botones de apertura de puertas. La apertura de puertas deberá ser automática en la medida de lo posible, aunque también puede recurrirse allá donde sea una opción a su operación con partes del cuerpo distintas de la mano, como el codo, apoyándose en señalización ex profeso.

Finalmente, no debemos olvidar las medidas de comunicación. Una política abierta y clara de difusión de riesgos, reglas y consejos es fundamental para reducir la inseguridad del público respecto de sus sistemas de transporte. Para ello, todos los soportes comunicativos de los que disponen los administradores de infraestructuras del transporte y sus encomiendas de gestión deben ponerse al servicio de esta misión: megafonía, cartelería, señalética y sistemas avanzados de vídeo. Es preciso que esta comunicación pueda ser bidireccional, habilitando para ello los canales precisos en redes sociales y, presencialmente, en las mismas instalaciones a través del personal encargado del mantenimiento y seguridad, quienes deberán recibir formación específica.

Qué no hacer

La respuesta de los sistemas de transporte ferroviario a las necesidades inducidas por la pandemia de la COVID-19 tiene todavía aspectos importantes que deberán ser refinados con la práctica. No es una opción, sin embargo, prescindir del ferrocarril metropolitano como medio de transporte de alta capacidad y fomentar en su lugar el uso del automóvil privado como refugio seguro más que en casos aislados y siempre temporalmente.

Esto es así por varias razones. En primer lugar, el problema de las emisiones del transporte privado no desaparecerá mágicamente cuando la crisis de la pandemia pase. Fomentarlo acríticamente dañará los objetivos de limitación de emisiones de CO₂ y otros gases de efecto invernadero que están arrastrando las temperaturas medias del planeta en su actual curso ascendente, con las consecuencias previstas en los modelos climáticos a largo plazo y que estamos comenzando a comprobar en forma de una mayor siniestralidad debida a fenómenos atmosféricos extremos, así como la subida del nivel del mar.

Concentraciones de la columna troposférica de NO₂ sobre la península Ibérica en marzo de 2019 y marzo de 2020. Imagen tomada de [8].En segundo lugar, la lista de contaminantes debidos al automóvil privado no finaliza con el CO₂. Los óxidos de nitrógeno y las partículas en suspensión también son relevantes para establecer la calidad del aire de los grandes núcleos urbanos. Los datos del satélite Copernicus Sentinel-5P, tratados por científicos del Real Instituto Meteorológico de los Países Bajos (KNMI) mediante filtros para eliminar la variación meteorológica intradía, muestran claramente que la disminución de la actividad industrial y del tráfico debida a las medidas de confinamiento y cierre tomadas por los diferentes gobiernos nacionales tienen un impacto inmediato sobre la atmósfera [8]. La primera fase del confinamiento en Madrid, por ejemplo, ocurrió en un contexto meteorológico de bajas temperaturas durante el que las calefacciones estuvieron mayoritariamente activas. Pese a ello, la contaminación atmosférica disminuyó considerablemente, lo que apunta a un origen mayoritario en el transporte no electrificado y en la industria. La relación de la contaminación del aire por partículas en suspensión, óxidos de nitrógeno y otros es responsable, según la literatura disponible, de un 3 % de la mortalidad anual en España, unas 10000 personas [9].

En tercer lugar, existen resultados preliminares, pendientes de confirmación, que indican que son precisamente los altos niveles de contaminación ambiental los que correlacionan con la letalidad de la COVID-19 [10]. Serán necesarios más estudios en esta dirección para confirmar, en su caso, esta posible relación, así como para determinar los mecanismos que puedan explicarla. Parece, sin embargo, que el tan justamente denostado principio de precaución podría aquí mostrarse relevante: optar por medidas que supongan aumentos indiscriminados de la contaminación ambiental, de la que ya sabemos que tiene impactos inmediatos en la salud pulmonar de los ciudadanos, no parece lo más inteligente en plena pandemia de un patógeno nuevo que también afecta al sistema respiratorio.

El ferrocarril metropolitano se enfrenta a la ardua tarea de recuperar la confianza de millones de usuarios. Este objetivo solo podrá cumplirse afianzando la seguridad epidemiológica del entorno del transporte. Para ello, deben aplicarse con rigor aquellas todas las acciones y políticas que tengan un impacto reconocido por la comunidad científica. Pero, a la vez, es necesario redoblar esfuerzos en la investigación para probar nuevas ideas y medir el efecto de otras que, de modo concebible, puedan rendir beneficios y mejoras. Solo así los operadores de transporte ferroviario podrán mantener el ferrocarril de nuestros grandes núcleos urbanos como la opción sostenible y de futuro que, incluso en el nuevo contexto epidémico, sigue siendo.

Agradecimientos

El autor quiere agradecer su ayuda en la elaboración de este texto a Conchi Lillo, profesora titular del área de Biología Celular en la Facultad de Biología de la Universidad de Salamanca e investigadora del Instituto de Neurociencias de Castilla y León (INCYL).

Referencias:

[1] Coronavirus disease (COVID-19) advice for the public, World Health Organization. Visitado el 07/05/2020 en https://www.who.int/emergencies/diseases/novel-coronavirus-2019/advice-for-public.

[2] Bourouiba, L. (2020). Turbulent Gas Clouds and Respiratory Pathogen Emissions. Jama. doi: 10.1001/jama.2020.4756. Visitado el 07/05/2020 en https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/2763852.

[3] León, P. (11/02/2019). Metro satura sus vagones para ofertar más plazas sin aumentar los trenes. El País. Visitado el 07/05/2020 en https://elpais.com/ccaa/2019/02/10/madrid/1549808836_600403.html.

[4] Management of COVID-19 — Potential measures to restore confidence in rail travel following the COVID-19 pandemic, Union Internationale des Chemins de Fer. (04/2020). Visitado el 07/05/2020 en https://uic.org/IMG/pdf/potential_measures_to_restore_confidence.pdf.

[5] Howard, J., Huang, A., Li, Z., Tufekci, Z., Zdimal, V., Westhuizen, H.-M. V. D., … Rimoin, A. W. (04/2020). Face Masks Against COVID-19: An Evidence Review. doi: 10.20944/preprints202004.0203.v1. Visitado el 07/05/2020 en https://www.researchgate.net/publication/340603522_Face_Masks_Against_COVID-19_An_Evidence_Review.

[6] Comunicado de la AEPD en relación con la toma de temperatura por parte de comercios, centros de trabajo y otros establecimientos, Agencia Española de Protección de Datos. (30/04/2020). Visitado el 07/05/2020 en https://www.aepd.es/es/prensa-y-comunicacion/notas-de-prensa/comunicado-aepd-temperatura-establecimientos.

[7] La función de las lámparas UV-C como germicida en instalaciones de HVAC, Ingeniarg SA. (02/02/2016). Visitado el 07/05/2020 en http://www.in4geniarg.com/blog/24-la-funcion-de-las-lamparas-uv-c-como-germicida-en-instalaciones-de-hvac.

[8] Coronavirus lockdown leading to drop in pollution across Europe, European Space Agency. (2020, March 27). Visitado el 07/05/2020 en https://www.esa.int/Applications/Observing_the_Earth/Copernicus/Sentinel-5P/Coronavirus_lockdown_leading_to_drop_in_pollution_across_Europe.

[9] La contaminación del aire, protagonista del Día Mundial del Medio Ambiente: muertes prematuras evitables, Instituto de Salud Carlos III. (06/06/2019). Visitado el 07/05/2020 en https://repisalud.isciii.es/bitstream/20.500.12105/7937/1/2019_06_04_LaContaminaci%c3%b3nDelAire.pdf.

[10] Travaglio, M., Yu, Y., Popovic, R., Leal, N. S., & Martins, L. M. (04/2020). Links between air pollution and COVID-19 in England. doi: 10.1101/2020.04.16.20067405. Visitado el 07/05/2020 en https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.04.16.20067405v3.

 

Sobre el autor: Iván Rivera (@brucknerite) es ingeniero especializado en proyectos de innovación de productos y servicios para ferrocarriles.

El artículo El ferrocarril metropolitano ante la COVID-19 se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Los límites del ferrocarril
2. El electromagnetismo ante la mente matemática (1)
3. El electromagnetismo ante la mente matemática (y 2)

 

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.

Entradas relacionadas:

1. 42, la respuesta definitiva a la vida, el universo y todo lo demás
2. Galileo vs. Iglesia Católica redux (y VII): Balanzas
3. Galileo vs. Iglesia Católica redux (V): Reconvención