Cuaderno de Cultura Científica

Durante siglos, los científicos han creído que la luz no podía ser enfocada por debajo de un tamaño inferior a su longitud de onda, del orden de una millonésima de metro. Sin embargo, investigadores del Centro de Física de Materiales de San Sebastián (CSIC-UPV/EHU) y del Donostia International Physics Center (DIPC), en colaboración con la Universidad de Cambridge, han creado la lente más pequeña del mundo, capaz de focalizar la luz en espacios mil millones de veces más ajustados, del tamaño de un único átomo.

“Nuestras predicciones teóricas sugerían que esto podía ser posible, como así se ha comprobado ahora”, asegura el Prof. Javier Aizpurua, investigador en el Centro de Física de Materiales de San Sebastián y el DIPC, que lidera los esfuerzos teóricos de esta investigación, y cuyo desarrollo ha permitido entender el confinamiento y la interacción de la luz con moléculas en escalas tan pequeñas.

University of Cambridge / Bart de Nijs & Javier Aizpurua

El equipo de investigadores experimentales de Cambridge, liderado por el Prof. Jeremy Baumberg, ha utilizado oro altamente conductor para fabricar la cavidad óptica más pequeña del mundo. Esta cavidad – denominada por los investigadores ‘pico-cavidad’ – está formada por la protrusión de un único átomo en una estructura de oro, y confina la luz a una distancia inferior a una mil millonésima de metro. En el experimento, junto a la cavidad se encuentran una serie de moléculas, posibilitando de este modo una nueva manera de estudiar la interacción entre luz y materia. Los resultados han sido publicados en Science.

De la misma manera que una mano con una púa percute las cuerdas de una guitarra, la energía de la luz puede activar las vibraciones de un determinado enlace químico de una molécula. Este fenómeno se denomina interacción optomecánica. En este trabajo, los investigadores han conseguido que la luz localizada en la picocavidad active las vibraciones de una molécula cercana, en lo que podría entenderse como la guitarra más pequeña del mundo, una guitarra molecular activada por luz.
“Es una interacción optomecánica molecular, y puede utilizarse para conmutar señal óptica en la escala atómica, es decir, para tocar “notas” específicas y particulares de nuestra “guitarra” molecular con luz: cierta luz hace tocar unas notas, y otra luz no es capaz de activarlas”, añade Aizpurua.

La construcción de nanoestructuras con control de átomos aislados es tremendamente exigente, y requiere la refrigeración de las muestras a -260°C para congelar los escurridizos átomos de oro. Al iluminar con luz láser las nanopartículas de oro, unos pocos átomos aislados se mueven formando la picocavidad. En ese mismo instante, la luz focalizada en esta picocavidad activa la vibración molecular, proceso que es monitorizado en tiempo real.

Los átomos de oro se comportan como diminutas cestas conductoras que atrapan la luz, y presentan el potencial de abrir nuevas perspectivas en el campo de las reacciones químicas catalizadas por luz en las que las picocavidades permitirían la fabricación de complejos moleculares desde componentes más simples, así como desarrollar nuevos dispositivos optomecánicos.

Referencia:

Single-molecule optomechanics in ‘pico-cavities’. Felix Benz, Mikolaj K. Schmidt, Alexander Dreismann, Rohit Chikkaraddy, Yao Zhang, Angela Demetriadou, Cloudy Carnegie, Hamid Ohadi, Bart de Nijs, Ruben Esteban, Javier Aizpurua, Jeremy J. Baumberg. Science 354, 725-728 (2016). DOI: 10.1126/science.aah5243

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

El artículo La óptica se hace atómica: la lente más pequeña del mundo se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

1. Cuando la luz se hace pequeña, por Javier Aizpurua
2. Construcción de heteroestructuras de grafeno con precisión atómica
3. Técnicas artísticas de hace 40.000 años

Cada cierto tiempo se da a conocer algún estudio cuyos resultados indican que tal o cual producto o tal o cual tecnología causan o pueden causar cáncer. Estas informaciones se refieren normalmente a ciertos productos, a alimentos de origen transgénico, o a las ondas electromagnéticas que envían y reciben las antenas y aparatos de telefonía móvil. Casi siempre que saltan a los medios de comunicación se trata de informaciones falaces. O bien no se han realizado los estudios que se invocan o, si se han realizado, no cuentan con el respaldo de la comunidad científica por haber sido hechos de forma defectuosa; a veces se trata de estudios sin resultados concluyentes, y de esa falta de conclusiones se señala o se insinúa que “pueden” o “podrían” causar cáncer. El caso es que, por falaces que sean, esas informaciones tienen mucho impacto y generan alarma social. Que algo no produzca daño no es noticia; que lo produzca, lo es. Casi siempre.

De acuerdo con un estudio dado a conocer hace unas semanas, el consumo de alcohol produce cáncer en siete áreas diferentes del organismo: bucofaringe, laringe, esófago, hígado, colon, recto y mama. Y no cabe descartar que además de esas siete, haya otras en las que se desarrollen tumores como consecuencia del consumo de alcohol. De hecho, cada vez hay más pruebas de que beber alcohol puede producir también cáncer de piel, de páncreas y de próstata. Pues bien, la repercusión del estudio citado ha sido mínima. Si en vez de alcohol el efecto cancerígeno se le hubiese atribuido a la telefonía móvil, algún aditivo alimentario o un producto biotecnológico habría sido mucho mayor y ya se habría exigido su prohibición o retirada. No ha sido el caso.

Al leer esto habrá quien piense que el potencial del alcohol para producir cáncer se limita a los efectos de la ingestión de altas dosis de manera continuada o frecuente. Mucho me temo que no es así. Evidentemente, el riesgo es proporcional a la dosis: existe –como se dice en la jerga científica- una relación “dosis-respuesta”. O sea, cuanto mayor es la dosis mayor es el riesgo de desarrollar un tumor. Pero eso no significa que los efectos dañinos sólo se produzcan por encima de cierto umbral de ingestión. No. El efecto cancerígeno del alcohol es, lógicamente, probabilístico, pero ocurre desde dosis bajas. Utilizando el símil de la lotería, es mucho más probable que toque si se compran muchos números, pero comprando un único número, también puede tocar.

Los autores del estudio señalan que aunque desconocen el mecanismo biológico que subyace al efecto del consumo de alcohol sobre el cáncer, la relación entre ambos fenómenos va más allá de un mero vínculo estadístico en el que podrían mediar otros factores. De hecho, la asociación entre el desarrollo de diferentes tipos de cáncer y el consumo de alcohol ya se conocía; tanto la Organización Mundial de la Salud en 2012, como, al menos, un metaestudio -análisis conjunto de numerosos estudios- de 2013 habían puesto de relieve la existencia de una asociación entre el alcohol y el desarrollo de determinados tumores. El publicado hace unas semanas es concluyente y muy contundente; no se trata de un simple vínculo, sino de una relación causal bien establecida: el agente responsable directo del desarrollo de los cánceres citados es el consumo de alcohol, incluso a dosis relativamente bajas.

Sally Davies, Chief Medical Officer del gobierno británico (asesora principal en materia de salud), ha declarado en una comparecencia parlamentaria que cada vez que toma una copa de vino toma una decisión. Algunos hemos tomado nota.

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Las fuentes utilizadas han sido esta, esta y esta.

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

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Este artículo fue publicado en la sección #con_ciencia del diario Deia el 14 de agosto de 2016.

El artículo Beber alcohol produce cáncer se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

1. El alcohol de fin de semana y el ADN
2. Inmunoterapia contra el cáncer
3. Daños estructurales por consumo de alcohol en el cerebro humano

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Hubo una vez un rey que creyó estar hecho de vidrio y al que la Wi-Fi ponía enfermo… O algo así. Ambrosio Liceaga nos lo cuenta bien contado.

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

El artículo #Naukas16 El rey que creyó estar hecho de vidrio se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

1. #Naukas14: Un mundo hecho a medida
2. #Naukas16 Aproximadamente
3. #Naukas15 Músicos, muleros y otros científicos de éxito

Llega el otoño y nuestro suelo se llena de hojas. Grandes y pequeñas, estrechas y anchas, simples y compuestas, la diversidad de formas de las hojas es enorme. De la aguja del pino a las hojas con forma de espada de muchas hierbas, de las hojas-trampa de las plantas carnívoras en forma de cepo o de jarra con tapa, a otros casos, como los cactus en los que la hoja desaparece o queda reducida a un hilo o una espina, la diversidad foliar es uno de los factores que permiten que las plantas vivan en casi cualquier lugar del territorio continental, de la mayoría de los desiertos a los bosques tropicales.

Las hojas son el principal lugar de la fotosíntesis y, al final, son la fuente de la práctica totalidad del alimento del planeta. El programa genético que controla la formación de las hojas en su estructura definitiva, la morfogénesis foliar, se ha conocido recientemente. Conocer los genes implicados en la formación de las hojas, su tamaño, su forma, su frecuencia puede dar lugar a una nueva revolución verde con un masivo incremento de las cosechas porque la productividad de la inmensa mayoría de las plantas va a depender del éxito fotosintético de sus hojas. También puede ayudar a generar variantes de nuestras cosechas que estén mejor adaptadas para sobrevivir en un mundo más caliente, algo desgraciadamente necesario. Es triste que en vez de luchar contra el calentamiento global estemos ya buscando formas de que su efecto sea menos desastroso.

Como sabemos desde los tiempos de Darwin, la selección natural actúa por azar sobre los individuos de una especie. Los fenotipos de esas especies son la expresión de un reservorio, un depósito de diversidad genética, cientos de miles de genes y secuencias de ADN no codificante que son el sustrato genético de cada especie. Es decir, la selección actúa sobre los organismos y las especies, sobre su forma y su función (lo llamamos fenotipo) y ese fenotipo es el resultado de la interacción entre el material genético (genotipo) y el ambiente. Este proceso evolutivo ha actuado a lo largo de millones de años sobre todas las especies siendo las más variables, las que mejor se adaptaban a un medio cambiante, las que tenían mayores probabilidades de sobrevivir.

Frente a la evolución biológica, la selección artificial es que el hombre elige, sobre esa diversidad natural, algunas características, plantas más productivas, animales más mansos, incluso factores estéticos como tulipanes de colores sorprendentes o peces de acuario con colas maravillosas u ojos saltones. Este proceso de selección artificial fue el fundamento de la agricultura, la ganadería y de la diversidad de nuestros animales de compañía. Es algo que se puede ver con claridad en la variedad de las razas de perros, de un chihuahua sin pelo a un galgo afgano de pelaje largo y denso, de un pequinés a un san bernardo.

La tercera fase tras la evolución biológica y la selección artificial en la que entramos ahora es actuar no solo sobre el fenotipo sino sobre la diversidad genética (genotipo), crear nosotros mismos la variedad de ADN más atractiva para nuestros intereses. Podríamos llamarla selección dirigida y la nueva tecnología CRISPR/Cas9 nos permitirá “editar” el genoma de cualquier célula.

La pregunta sería cuál es la forma ideal de una hoja y cómo podemos diseñarla. Los genes y moléculas que guían la morfogénesis foliar son muy parecidos en grupos muy diferentes de plantas. Básicamente hay combinaciones de genes que promueven el crecimiento y otras que lo detienen, y junto a ellas otros genes que regulan la activación y desactivación de esos genes en función de las condiciones ambientales. Esas combinaciones de genes de activación y de inhibición son las que hacen que algunas hojas tengan bordes lobulados como en el roble o que se trate de hojas compuestas donde se forman foliolos en torno al raquis o eje central como en una acacia.

Un ejemplo claro puede ser el tamaño: para los que vivimos en un clima continental extremado con veranos secos y calurosos e inviernos fríos como el del centro de la península nos sorprende el tamaño que alcanzan las hojas de algunas plantas cuando las vemos en las zonas costeras andaluzas o en las Islas Canarias. El programa genético inhibe el crecimiento porque no interesa tener hojas tan grandes si eso te supone ser más susceptible a las heladas o perder demasiada agua en las épocas secas.

La auxina, una hormona vegetal, es un elemento clave. Si se aplica auxina al borde de una hoja de tomatera, pierde su aspecto “plegado” o lobulado y crece toda por igual. El otro lado, el que no ha recibido auxina, crece normalmente. En otras plantas, se ha visto que la respuesta a la auxina se produce solo en puntos específicos de las hojas en desarrollo e inhibiendo su acción, se impide la formación de foliolos.

También se han encontrado genes “de borde” que se expresan en los pequeños espacios que separan los foliolos. Estos genes inhibirían el crecimiento de las células de las hojas en esas zonas entre foliolos. Si se inhiben estos genes de borde, en vez de formarse varios foliolos, se forma una hoja ancha. Se han encontrado otros genes que afectan al grosor de la hoja y recientemente se ha visto uno que controla el tamaño de hojas, pétalos y semillas. Cuando se sobreexpresa este gen en Arabidopsis, una planta muy usada en Biología molecular, la planta tiene hojas más grandes, flores más grandes y semillas más grandes.

La morfogénesis en animales implica el uso a gran escala de apoptosis y también de la migración celular. Sin embargo, estos mecanismos no son muy prácticos en plantas: las paredes celulares hacen que los restos de una célula muerta permanezcan después de la apoptosis y al mismo tiempo impiden que una célula se pueda deslizar a lo largo de otra. Esto hace que la diversidad morfológica en las plantas surja por otros mecanismos: cambios en los rangos de división en una región celular determinada y en la direccionalidad del crecimiento.

La selección dirigida es de una importancia crucial porque las plantas están adaptadas al ambiente natural pero las condiciones de cultivo pueden ser muy diferentes. A menudo hacemos crecer las plantas de cultivo en una densidad extrema donde la cantidad de luz, por la sombra de las plantas vecinas, es muy inferior a la normal. Toda esta investigación nos puede llevar a plantas con hojas más grandes (y hay muchas especies de las que lo comemos son las hojas como la lechuga, espinacas, canónigos…) o con hojas con formas mejor adaptadas a nuestras condiciones de cultivo.

Otro punto sobre el que se está actuando son sobre los estomas. Los estomas son pequeñas aperturas en la superficie de la hoja que comunican el exterior y el interior de la hoja. A través de ellos se produce el intercambio de CO2 y oxígeno, para que la planta pueda fijar ese dióxido de carbono y hacer azúcares. Son también claves en el control de la temperatura de la planta y de la pérdida de agua. Un grupo de la Universidad de Kioto ha identificado un gen llamado stomatogen. Cuando se obtiene la proteína que codifica ese gen y se aplica a una hoja en desarrollo, aumenta la densidad de estomas. Manipulando el número de estomas podemos conseguir variedades de plantas más resistentes al calor o a la sequía.

El escenario que se plantea para el futuro es un aumento en el CO2 presente en la atmósfera y un aumento de la temperatura. Si hay mucho CO2 las hojas cierran sus estomas pero entonces no pueden transpirar agua, que es el sistema que tienen para bajar su temperatura. Si además la temperatura es más alta de la que esa planta está acostumbrada, el resultado es que la planta se sobrecalienta y muere. Podemos pensar que la evolución biológica se debería encargar de esos cambios pero es un proceso lentísimo y el calentamiento global causado por el hombre es un proceso acelerado. Realmente muchas especies no tienen tiempo para hacerlo en la zona donde actualmente se cultivan si no les echamos una mano. Muchos especialistas en plantas consideran que aumentando artificialmente el número de estomas podemos dotar a las plantas de mayor adaptabilidad y aumentar sus posibilidades de supervivencia que, especialmente en el caso de las plantas cultivadas, son clave para nuestra propia supervivencia.

Este post ha sido realizado por José Ramón Alonso (@Jralonso3) y es una colaboración de Naukascon la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU.

Para leer más:

• Geddes, L. (2010) Perfect plants for a warmer world. New Scientist 275: 6-7.
• Koenig D, Bayer E, Kang J, Kuhlemeier C, Sinha N (2009) Auxin patterns Solanum lycopersicum leaf morphogenesis. Development 136(17): 2997-3006.
• Mentink RA, Tsiantis M (2015) From limbs to leaves: common themes in evolutionary diversification of organ form. Front Genet 6: 284.

El artículo La forma de las hojas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

1. El Peine del Viento de Chillida: materia, forma y lugar
2. #Naukas14 Cómo parar 380 toneladas de metal a 200 km/h con unas hojas de papel
3. Los corredores de élite kenianos oxigenan su cerebro de forma diferente

Los cálculos, aparentemente imposibles, de algunas cantidades a partir de información muy escasa se conocen como problemas de Fermi. Carlos Chordá ilustra cómo pueden llevarse a cabo estas estimaciones.

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

El artículo #Naukas16 Aproximadamente se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

1. #Naukas14 Somos muchos…y todos distintos
2. #Naukas14 Viajando al foco del Sol
3. #Naukas14: Con casco a la ducha

Museo Geominero de Madrid

Hace un mes encontré un artículo en Aeon Magazine con el sugestivo título de “Give natural history museums back to the grown-ups”, lo guardé para leerlo más adelante y su momento llegó cuando en mi timeline de twitter saltó este tweet de José Cervera “Retiario”.

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Tanto Brian Switek como José Cervera ponen encima de la mesa, con su artículo y su tweet, una reflexión sobre el camino que han tomado desde hace unos años los museos de ciencias y, a mi modo de ver, casi todos los espacios culturales. Hablo no sólo de museos de arte, historia o cualquier otra disciplina sino también de bibliotecas.

Hace 30 años ir a un museo consistía en pasear por las salas admirando los artefactos, animales, objetos u obras de arte expuestos y descifrar la mínima información que se mostraba en pequeñas cartelas dispuestas casi de manera aleatoria alrededor de vitrinas, pasillos, estanterías o paredes. Acudir a un museo era una experiencia contemplativa, admirativa, casi individual y silenciosa.

Poco a poco y empujados, por un lado, por la necesidad de conseguir ingresos más allá de las subvenciones y, por otro, por el auge de una corriente de pensamiento que enfatiza la “comunicación” como un valor absoluto. Los centros culturales, los museos y las bibliotecas comenzaron a desarrollar políticas y estrategias para “atraer al público”, para “hacer más atractivo su contenido” y para “comunicar lo que se investiga, muestra, conserva”.

¿Fue un error? ¿Una equivocación? No. Para nada. Todos recordamos museos en los que nuestra curiosidad ante una vitrina, un cuadro, una escultura, un dinosaurio o cualquier otra cosa, se encontraba huérfana al no existir apenas información que ampliara lo que simplemente veíamos. Todos hemos descifrado cartelas con letras minúsculas con un texto muchas veces carente completamente de sentido para el visitante. Ya casi no lo recordamos pero hace 30 años tampoco existían los planos, ni los folletos explicativos a la entrada, ni las tiendas, ni las librerías y cuando salías del museo lleno de imágenes y de ideas te ibas a casa y no había internet. Había que buscar libros, preguntar a tus padres o profesores e intentar conseguir de alguna manera información sobre lo que te había llamado la atención. La experiencia era prácticamente igual si eras un niño o un adulto.

Los museos fueron modernizándose poco a poco. Se iluminaron (esto es algo que casi nadie percibe conscientemente pero el cambio en la iluminación ha sido muy importante), se reordenaron con criterios más modernos, se amplió la información con nuevas cartelas y paneles. Se repensó todo el flujo de visitantes con recorridos temáticos o por edades y, en definitiva, se hizo un esfuerzo para intentar que el saber que se guarda en los museos fuera un poco más accesible a la sociedad en general y no sólo a los expertos.

Empleando una metáfora un poco cursi podríamos decir que los museos estaban un poco muertos, fosilizados y empezaron a revivir. Y eso ha sido bueno para todos, para los museos y para el público en general.

Brian Switek en su artículo en Aeon se pone, a mi juicio, muy tremendista en su valoración sobre los museos de ciencias naturales convertidos en parques de juegos para niños pero lleva mucha razón en el fondo de su crítica.

Los museos en el siglo XXI se han convertido en lugares a los que el público acude esperando que sean una especie de parques temáticos creados para entretener, pero esto pasa con casi todo ahora mismo en nuestra sociedad. Hemos dejado de lado la reflexión o la contemplación atenta para buscar el entretenimiento y el bombardeo sensorial. Ahora todo tiene que ser “experiencias”.

Imagen de la exposición “Tyrannosaurus rex”, en el Parque de las Ciencias de Granada

La necesidad de convertirse en “algo molón” que cubra ese requerimiento de la sociedad y la competencia del mundo virtual (del que ya hablamos en otro post) ha llevado a los museos a caer en el síndrome del parque temático, al que ya habían sucumbido hace unos años los cascos históricos de muchas ciudades. Se piensan las actividades, las exposiciones, los recorridos, los paneles, los folletos como algo que por encima de todo debe ser lúdico, entretenido y llamar la atención. Esto es especialmente flagrante en los museos de ciencias pero lo es también en los museos de arte o en las bibliotecas, convertidas muchas veces en circos de tres pistas con actividades que, a veces, solo tienen una relación muy muy tangencial con el mundo de la lectura. Estamos consiguiendo aniquilar el intrínseco deseo de saber del hombre masacrado por la necesidad del entretenimiento, por el pensamiento de que todo tiene que ser fácil, incluida la adquisición del conocimiento y la cultura.

El espíritu del artículo de Brian y el tuit de Jose es un recuerdo nostálgico de esos museos de su (nuestra infancia) como templos de recogimiento y silencio a los que iban (íbamos) a pasear en silencio, sorprenderse y la mera contemplación de los objetos los sumía en un mar de preguntas que les hacía querer saber, preguntarse cosas.

Esos museos ya casi no existen. Desde luego ya no son templos de recogimiento, el silencio suele ser escaso y todo parece diseñado para proporcionarte tanta información de golpe que resulta casi imposible asimilarla, absorberla e incluso llega un momento en que ni se percibe.

La gente sale entretenida de los museos pero ¿han aprendido algo?

Creo que la diversión, el entretenimiento y la interacción son valores positivos que pueden y, creo, que deben tenerse en cuenta en casi cualquier actividad cultural pero no pueden ser los fines últimos de una visita a un museo, una exposición o una biblioteca.

Es posible que hayamos pasado de un extremo al otro con demasiada rapidez. Que de unos museos casi mausoleos hayamos pasado a museos parques de atracciones por un simple efecto rebote y, quizás, ha llegado el momento de plantearse conseguir un término medio.

Los museos, las bibliotecas, las exposiciones no deben ser lugares a los que acudir en busca de un entretenimiento o una diversión. Como dice Switek en su artículo, el verdadero valor de los museos está no en la diversión o entretenimiento que proporcionan sino en el hecho de que lo que podemos contemplar en ellos solo podemos verlo ahí: un dinosaurio, un cuadro, un trozo de meteorito, un microscopio del siglo XIX. Los museos son custodios y guardianes de objetos únicos cargados de conocimiento.

Un museo o una biblioteca puede ser una experiencia fabulosa para cualquiera y también para un niño sin necesidad de que le asalten pantallas, disfraces y actividades varias. La simple interacción con los padres en la contemplación y en el intercambio de preguntas puede activar su curiosidad y hacer que recuerde esas visitas como ocasiones especiales. Y lo mismo ocurre con los visitantes adultos.

Vayamos a los museos.

“Bring your questions. Bring your patience. Bring your expectation that the museum provides safe spaces where fascination can take root at its own place”.

Sobre la autora: Ana Ribera (Molinos) es historiadora y cuenta con más de 15 años de experiencia en el mundo de la televisión. Es autora del blog Cosas que (me) pasan y responsable de comunicación de Pint of Science España.

El artículo Los museos y el efecto parque temático se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

1. Los museos como herramienta de comunicación
2. ¿Se podrían recuperar los dinosaurios como en Parque Jurásico?
3. Colecciones, museos y nuevo futuro

La radiación de PSR B1509-58, una estrella de neutrones que rota muy rápidamente, hace que el gas cercano emita en rayos X (amarillos; imagen de CHANDRA), y el más lejano en infrarrojo (azules y rojos, imagen de WISE).

Las estrellas más pequeñas conocidas son las estrellas de neutrones, que pueden tener un radio del orden de 10 km. Pero también son las más densas, porque en ese espacio tan pequeño se alberga la masa de dos soles, lo que hace que su densidad sea comparable a la de un núcleo atómico. Son el resultado del colapso del núcleo de una estrella supergigante, con una masa de entre 10 y 29 veces la del Sol, tras una explosión de supernova. Su nombre viene de que se cree que están compuestas casi en su totalidad de neutrones.

Los astrofísicos solo pueden deducir lo que hay en el interior de una supernova colapsada a partir de datos muy indirectos y el uso de modelos matemáticos que lo simulan. Ahora, un grupo de investigadores de la Universidad de Indiana en Bloomington (Estados Unidos) ha identificado características similares a las que corresponden a las membranas biológicas en la estructura de las estrellas de neutrones. El descubrimiento apunta a que, si bien la densidad de las estrellas de neutrones es 100 billones de veces superior a la de una membrana, ambas estructuras estarían determinadas por los mismos condicionantes geométricos.

La capa más externa de las estrellas de neutrones tiene una estructura que recuerda a la de la lasaña. Es una mezcla densa de protones, neutrones y electrones, en la que las fuerzas repulsivas de largo alcance (interacción electromagnética) compiten con las fuerzas atractivas de corto alcance (interacción nuclear fuerte). Las simulaciones muestran que el equilibrio entre estas fuerzas hace que la materia se organice en regiones densas separadas por vacíos. Esta estructura de lasaña (los vacíos serían la boloñesa) puede tener mucha influencia en la pérdida de calor y en el campo magnético de la estrella.

Por casualidad, uno de los autores de este trabajo, Greg Huber, biofísico del Instituto de Tecnología de California, se topó con un artículo previo donde se recogían las simulaciones que el resto de autores habían hecho para determinar la estructura de lasaña de energía más baja. Una de las simulaciones llamó poderosamente la atención de Huber porque se parecía enormemente a cómo la membrana se pliega en el retículo endoplasmático, un orgánulo de las células que interviene en el plegado y transporte de proteínas.

Los autores decidieron unir conocimientos para intentar desarrollar un modelo con el que estudiar como esta fase (la lasaña) se auto-forma a partir de unos protones, neutrones y electrones que están uniformemente distribuidos.

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Sus simulaciones muestran que las partículas se organizan en filamentos de alta densidad que se expanden posteriormente para formar capas que se conectan por parejas de uniones que parecen rampas. Con lo cual la estructura en forma de lasaña pasaba a estar mejor descrita como la estructura que forman los pisos de un aparcamiento.

Como las estructuras tanto de la estrella de neutrones como de las membranas biológicas son básicamente las mismas, los autores sospechan que las energías de ambos sistemas dependen básicamente de su geometría, de una manera sencilla.

Referencia:

D. K. Berry, M. E. Caplan, C. J. Horowitz, Greg Huber, and A. S. Schneider (2016) “Parking-garage” structures in nuclear astrophysics and cellular biophysics Phys. Rev. C doi: 10.1103/PhysRevC.94.055801

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

Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next

El artículo La estructura en común de estrellas de neutrones y aparcamientos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

1. Lo que tienen en común una red inalámbrica, el ritmo del corazón y la consciencia
2. Un método para determinar la estructura átomo a átomo en un cristal
3. OnZientzia: Latidos de las estrellas

El juego reversi se juega con 64 fichas coloreadas en negro por una cara y el blanco por la otra.

Ana coloca las fichas de manera que 10 de ellas muestran su lado negro y las 54 restantes su lado blanco y pide al famoso mago Peter the Great que haga un truco con estas piezas.

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El mago reflexiona un momento y realiza la siguiente predicción:

Véndame los ojos y mezcla las fichas (sin darles la vuelta). Sin importar como las hayas dejado, las manipularé y agruparé en dos paquetes A y B. Te apuesto lo que quieras a que hay el mismo número de fichas blancas en el paquete A y en el B.

Ana piensa que es fácil ganar esta apuesta, y accede a jugarse una comida. Mezcla las piezas durante un largo rato… Ella cree con total seguridad que Peter no puede saber de ninguna manera donde ha quedado cada ficha.

El mago, con los ojos tapados, manipula las piezas. La asombrada Ana comprueba que ¡ha perdido la apuesta! Efectivamente la predicción de Peter se ha cumplido. Por si el azar ha jugado una mala pasada, el mago invita a Ana a volver a hacer el ‘experimento’. Ana mezcla de nuevo las 10 fichas negras y las 54 blancas, Peter las maneja sin poder verlas, ¡y su predicción se vuelve a cumplir!

¿Cómo lo ha hecho?

Peter explica a Ana su truco: ha empezado tomando 10 peones al azar entre los 64 y los ha metido en el paquete A. Después ha dado la vuelta a las 54 piezas restantes y las ha metido en el paquete B. Y… ¡ya está!

¿Ya está? Vamos a pensar un poco. Si en A hay 10 piezas blancas, no hay en ese paquete ninguna negra. Por lo tanto, en la mesa quedan 44 piezas blancas y 10 negras. Peter da la vuelta a todas y las mete en el paquete B, en el que hay entonces 44 piezas negras y 10 blancas, cumpliéndose la predicción.

Si en A hay 9 piezas blancas y una negra, en la mesa quedan 45 piezas blancas y 9 negras. Peter da la vuelta a todas y las mete en el paquete B, en el que hay entonces 45 piezas negras y 9 blancas, cumpliéndose la predicción.

El argumento es similar para cualquier número N entre 0 y 10. En efecto, si en A hay N piezas blancas y 10–N negras, en la mesa quedan 64–N piezas blancas y N negras. Peter da la vuelta a todas y las mete en el paquete B, en el que hay entonces 64–N piezas negras y N blancas, cumpliéndose la profecía del mago.

En realidad, Peter no es un gran mago, es más bien un gran lógico.

Nota:

Visto en Jean-Paul Delahaye, Solution du paradoxe « Jetons noirs et jetons blancs », Accromath Vol 11.2, été-automne 2016, pág. 31.

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 ¿Adivinando o empleando la lógica? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

1. Lógica vs. intuición en la creación matemática
2. El juego coreano Kono
3. Mujeres jugando (el juego del molino)

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Cuando el “tamaño de la luz” y los obstáculos que se encuentra son de dimensiones parecidas ocurren cosas interesantes. Joaquín Sevilla nos ilumina.

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

El artículo #Naukas15 Canicas, camaleones y células solares se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

1. #Naukas14 Botijos culturales, biológicos, tecnológicos
2. #Naukas15 Falsas memorias
3. #Naukas15 Big Van Theory y el estereotipo femenino

Los árabes conocieron el arma incendiaria conocida como fuego griego cuando los bizantinos la usaron contra ellos. De hecho, el fuego griego pudo ser el factor decisivo que evitó la caída de Constantinopla en el asedio de 674-678 y mantuvo el Imperio Romano de Oriente vivo todavía durante siglos.

El fuego griego, rociado desde un dispositivo desde el que bombeaba sobre los barcos enemigos, era una líquido viscoso que se incendiaba en contacto con el agua y ardía ferozmente. Inventado posiblemente en 670 por un arquitecto judío sirio llamado Calínico de Heliópolis (Καλλίνικος) según la cronografía de Teófanes, los ingredientes del fuego griego se mantuvieron como un secreto de estado, conocido solo por el emperador bizantino y la familia de Calínico.

La composición exacta aún se desconoce, pero por las propiedades que se le atribuyen se pueden deducir algunas cosas. Por las descripciones de su funcionamiento se infiere que era algún tipo de mezcla autoinflamable, que no necesita una fuente de energía externa para comenzar a arder. Una posible mezcla de estas características tendría una base de cal viva (CaO) y petróleo. La cal viva, obtenida calentando caliza (CaCO3) o conchas, genera muchísimo calor cuando se la combina con agua. Si una mezcla de cal viva y petróleo entra en contacto con agua, el calor que genera la reacción de la cal viva con el agua puede incendiar el petróleo.

Se suponía que la arena, la orina y el vinagre eran los únicos medios eficaces para extinguir el fuego griego. Por “vinagre” los cronistas probablemente se referían a cualquier disolución salina que formase una costra al evaporarse, lo que extinguía las llamas evitando el contacto con el oxígeno; el mismo fundamento de los extintores de polvo o dióxido de carbono que hoy día se recomiendan para extinguir los fuegos provocados por cal viva.

De forma análoga, por “orina” también habría que entender algún tipo de disolución concentrada, como orina almacenada durante un tiempo y parcialmente evaporada, que contendría una cantidad considerable de sedimentos. La orina fresca es básicamente agua, lo que avivaría la virulencia del fuego griego (además el petróleo es menos denso que el agua y sobrenada, con lo que sigue ardiendo) y, por otra parte, no parece fácil encontrar el número suficiente de voluntarios en caso de ataque.

Las versiones refinadas del fuego griego incorporaban nitrato sódico (NaNO3) que con el calor de la hidratación de la cal viva proporcionaría oxígeno suficiente para mantener la combustión del petróleo, por lo que la mezcla seguiría viva incluso debajo del agua o debajo de arena.

Fuente: ManuelCanalesCrispin233 / Wikimedia Commons

Este tipo de armas no eran nuevas para la humanidad. Las ciudades sitiadas venían arrojando calderos de azufre ardiendo, asfalto hirviente y brea caliente como mínimo desde el siglo V antes de la era común. Los asirios y los griegos del Peloponeso ya usaron el petróleo líquido y la nafta de los pozos de petróleo, junto con la brea caliente y el azufre ardiente.

El sistema de ignición tampoco era novedoso. Plinio ya daba cuenta en el siglo I de que una mezcla de cal viva y petróleo podía prenderse si entraba en contacto con el agua Una mezcla como esta se usaba para encender las lámparas “mágicamente” en los templos, que se sepa, desde el siglo III.

Un “cheirosiphōn”, un sifón de mano.

La verdadera innovación de Calínico no habría estado por tanto en la mezcla en sí, sino en el dispositivo sifónico, también en versión portátil, que se empleaba para esparcirla sobre el enemigo ya encendida (para lanzarla apagada se usaban granadas de arcilla).

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Los musulmanes, derrotados inicialmente por el fuego griego, pronto aprendieron el truco. Durante las Cruzadas los europeos se encontraron con él tanto en Siria como en Egipto. Finalmente se volvió contra sus inventores y muy probablemente se usó en el saqueo de Constantinopla de 1204.

El fuego griego desapareció, como tal, tras la caída de Contanstinopla en 1453 a manos del Imperio Otomano. Ni que decir tiene que las armas químicas continuaron usándose en los siglos posteriores. Siria lo sabe bien desde el principio.

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

El artículo Fuego griego se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

1. Fuego y calor, esas materias inexistentes
2. De los ácidos y las bases (I)
3. De los ácidos y las bases (y II)

Fuente

El cumplimiento con la ley y los reconocimientos por agentes externos a las empresas en cuestiones de Responsabilidad Social Empresarial (RSE) son los principales impulsores a la hora de promover la gestión de la Salud y Seguridad en el Trabajo (SST) con perspectiva de género, según este estudio de la UPV/EHU.

El objetivo de la investigación, que se enmarca en un proyecto financiado por el Ministerio de Igualdad (Instituto de la Mujer) y liderado por la profesora Eva Velasco Balmaseda de la UPV/EHU, es estudiar en qué medida se considera en la actualidad la perspectiva de género en la gestión de la Salud y Seguridad en el Trabajo (SST), proponiendo un enfoque innovador para su gestión. “Se trata de un estudio con un carácter exploratorio, así como innovador, dado que es la primera vez que se lleva a cabo un estudio empírico de estas características tanto nacional como internacionalmente. Es la primera vez que se unen estos tres conceptos: la RSE, la igualdad de género y la SST” añade Izaskun Larrieta Rubín de Celis, investigadora de la UPV/EHU.

La gestión de la salud y seguridad en el trabajo (SST) se ha centrado fundamentalmente en el cumplimiento de normas de prevención de riesgos laborales, normas antidiscriminación y normas anti acoso sexual y laboral, etc. Sin embargo, Larrieta cree que la empresa podría aprovechar la potencialidad de la RSE —todas aquellas iniciativas sociales y medioambientales que generan algún impacto en la sociedad y que buscan que la empresa vaya más allá de la búsqueda del beneficio económico— y así desarrollar más ampliamente las medidas de SST. Así, “implementar acciones en materia de SST a partir de iniciativas de RSE puede reforzar a dichas empresas, garantizando su continuidad y repercutiendo en la imagen, retención y atracción del talento, productividad y resultados económicos de la empresa” añade.

“Una adecuada gestión de la SST desde la perspectiva de género conlleva reflejar las necesidades específicas de las mujeres” subraya la investigadora de la UPV/EHU. Para ello, la literatura empresarial recoge las siete medidas que podrían adoptar las empresas que deseen atender a dichas necesidades específicas de las mujeres en materia de SST dentro del marco de sus estrategias de RSE: registrar y analizar por género las diferentes tipologías de enfermedad y accidentes; monitorizar los factores de estrés particulares de las mujeres; promover que el Comité de Prevención sea paritario; modificar o rediseñar las condiciones del trabajo en un puesto o en un proceso para favorecer la incorporación de la mujer al mismo; incluir aspectos de género en la formación sobre prevención y SST; establecer medidas para prevenir, eliminar y sancionar las situaciones de acoso sexual en el trabajo; y facilitar a las trabajadoras que sufran violencia de género en sus hogares medidas de apoyo.

El estudio se ha realizado en 117 empresas españolas comprometidas en diferentes niveles con la igualdad de género, con el objetivo de medir el grado de implantación de las siete medidas propuestas.

Los resultados indican que las iniciativas de RSE con perspectiva de género enfocadas a la gestión de la SST se implementan moderadamente. “Las iniciativas más relevantes son aquellas dirigidas a la prevención, sanción y erradicación de la discriminación sexual, acoso en el trabajo y violencia de género” afirma Larrieta. Por consiguiente, “el cumplimiento con la ley y los reconocimientos en materia de RSE por agentes externos a las empresas se reconocen como los principales impulsores a la hora de promover la gestión de la SST con perspectiva de género” añade. Así, “nos encontramos en un estadio primigenio de aprovechamiento del potencial de la RSE como herramienta de gestión de la SST en clave de género” indica Larrieta. “Creemos que el modelo de tres vértices (RSE, Género y SST) madurará y será de mayor utilidad en las empresas en la medida en que se avance en la implementación de nuevas medidas y en la mayor intensidad de las ya moderadamente implementadas” concluye.

Referencia:

Larrieta-Rubin de Celis, I., Fernández de Bobadilla-Güemez, S., Alonso-Almeida, M.M, Velasco-Balmaseda, E. (2017). Women´s occupational health and safety management: An issue for corporate social responsibility. Safety Science, 91, 61-70. doi: 10.1016/j.ssci.2016.07.019

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

El artículo La gestión de la salud y seguridad en el trabajo de las mujeres se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

1. El tiempo donado como instrumento de análisis del trabajo doméstico y cuidados.
2. La menor influencia de las mujeres en Internet
3. Seguridad diagnóstica en el cáncer de colon y tratamiento del de páncreas

La simbiosis no es siempre buen rollo. Rosa Porcel lo ilustra.

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

El artículo #Naukas15 Somos mucho que dos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

1. #Naukas15 Somos virus
2. #Naukas14 Somos muchos…y todos distintos
3. #Naukas15 Estoy bien, estoy bien

Un par de experimentos mentales podrían llevarnos a la conclusión de que no existe eso que llamamos un “yo”. Editor de ustedes.

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

El artículo #Naukas15 Emergencia en la sala se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

1. #Naukas15 Luis Quevedo entrevista a Eudald Carbonell y Goyo Jiménez
2. #Naukas15 Endosimbiontes
3. #Naukas15 Replay

El nuevo enemigo número 1 | Uwe Hermann

Durante los últimos cuarenta años hemos sido bombardeados con la idea de que las grasas son malas, tan malas que se les ha considerado las máximas responsables detrás del aumento exponencial de casos de diabetes y enfermedades cardiovasculares de las últimas décadas. Sin embargo, un artículo de investigación al más puro estilo Watergate recientemente publicado en JAMA Internal Medicine ha demostrado que el culpable bien podría ser otro.

Cristin Kearns y sus compañeros de investigación revisaron multitud de documentos internos de empresas relacionadas con la industria azucarera y descubrió que hacia el año 1967, la llamada Fundación de investigación del azúcar, integrada en su mayor parte por pesos pesados de la industria del azúcar (refrescos, galletas, gominolas…) financió la publicación de una serie de artículos de investigación en una de las revistas médicas más importantes del mundo, el New England Journal of Medicine y firmadas por un grupo de médicos de la prestigiosa Universidad de Harvard, donde habrían desviado la atención sobre el papel del azúcar en el riesgo de desarrollo de enfermedades cardiovasculares y/o diabetes, culpando en su lugar al colesterol y las grasas.

Tanto éxito tuvo la iniciativa, que hasta hace muy poco las grasas han sido vistas como el enemigo a batir y una oleada de productos bajos en grasas, pero ricos en azúcares, desarrollados para aquellos preocupados por su salud. Tan poco como que el azúcar sólo ha empezado a ser vilipendiado por la mayoría de guías nutricionales desde el año pasado. Y eso cuando estudios recientes muestran que dietas elevadas en azúcar implican un riesgo hasta tres veces más elevado de sufrir diabetes tipo 2 y enfermedad cardiovascular.

En este momento en que una vez más uno siente que no puede más que dudar de la ciencia, especialmente de aquella en la que existen serios intereses económicos detrás, cabe la pregunta de cómo conseguir respuestas veraces e independientes. Cuando el dinero con que sufragar proyectos de investigación viene acompañado de ciertos requerimientos o asociado a la producción de ciertos resultados, la ciencia pierde su valor. Por otra parte, sin financiación pública muchos centros de investigación encuentran en la financiación privada el único camino de seguir adelante con sus proyectos.

A día de hoy es preciso concretar las fuentes de financiación privada de los estudios sobre salud/medicina, aunque para muchos esta medida es insuficiente. Publicación de protocolos al inicio de los ensayos, publicación íntegra de los resultados para asegurar su fidelidad…son medidas que vienen siendo demandadas por asociaciones de consumidores, pacientes y médicos interesados por una investigación de calidad y transparente.

Si a más de uno le asaltan las dudas a la hora de llenar la nevera con tanta información y contra-información sobre los peligros de éste o aquel alimento, yo recomendaría algo que mi abuela siempre decía: Usa la cabeza. O sea, mesura y dieta mediterránea. Que sobre eso no hay dudas. Y si no mirad los datos de esperanza de vida en España.

Esta anotación ha sido realizada por Rosa García-Verdugo (@starvingneuron) y es una colaboración de Naukas con la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU.

El artículo La mentira más dulce se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

1. El milagro de la dulce proteína
2. Las facturas de la mentira
3. La mentira se esconde

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Dos componentes de Big Van afrontan el esterotipo femenino…con un poco de humor.

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

El artículo #Naukas15 Big Van Theory y el estereotipo femenino se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

1. #Naukas15 Por mis huevos
2. #Naukas15 Destellos divinos
3. #Naukas14 La amenaza del estereotipo

Si entendemos el estrés como un estado de cansancio mental provocado por la exigencia de un rendimiento muy superior al normal, nos estamos quedando cortos porque a nivel científico se refiere a un conjunto de alteraciones que se producen en el organismo como respuesta física a determinados estímulos externos.

Atendiendo a esa definición queda de manifiesto que el estrés es propio de todos los seres vivos. Animales y plantas, al igual que los humanos, también se estresan. Ahora bien, determinar qué resulta estresante para ellos es un reto para los científicos ya que cada especie lo demuestra de una forma diferente. Además, no siempre lo que para las personas es estresante tiene por qué serlo para los animales, y mucho menos para las plantas, por lo que es fundamental analizar parámetros objetivos que determinen si los niveles de estrés están alterados o no.

Ante una situación de estrés, el organismo tiene una serie de reacciones fisiológicas. En el caso de las personas, suponen la activación del eje hipofisosuprarrenal y del sistema nervioso vegetativo. El eje hipofisosuprarrenal (HSP) está compuesto por el hipotálamo, que es una estructura nerviosa situada en la base del cerebro que actúa de enlace entre el sistema endocrino y el sistema nervioso, la hipófisis, una glándula situada asimismo en la base del cerebro, y las glándulas suprarrenales, que se encuentran sobre el polo superior de cada uno de los riñones y que están compuestas por la corteza y la médula.

El sistema nervioso vegetativo (SNV) es el conjunto de estructuras nerviosas que se encarga de regular el funcionamiento de los órganos internos y controla algunas de sus funciones de manera involuntaria e inconsciente. Ambos sistemas producen la liberación de hormonas, sustancias elaboradas en las glándulas que, transportadas a través de la sangre, excitan, inhiben o regulan la actividad de los órganos.

Obviamente con el resto de seres vivos ocurre de manera diferente y no es posible explicar todos los procesos ya que cada caso depende de la especie. Ahora bien, al igual que nos sucede a nosotros, en el resto de seres vivos, un determinado grado de estrés estimula el organismo y permite que éste alcance su objetivo, volviendo a la “normalidad” cuando el estímulo ha cesado.

Aunque cuando se mantiene la presión y se entra en el estado de resistencia, las personas empiezan a tener una sensación de disconfort (tensión muscular, palpitaciones, etc.) y esto, con otros síntomas, ocurre igualmente en animales y plantas. Si continúa el estresor, se llega al estado de agotamiento, con posibles alteraciones funcionales y/u orgánicas que pueden llevar, en el caso de las plantas, a dejar de producir frutos y en el de los animales, a dejar de ser fértiles, entre otras consecuencias.

Animales

Existe un gran interés, por parte de las empresas ganaderas, por conocer más acerca del estrés en algunas especies dado que, en gran medida, de ello depende su producción.

En el caso del porcino, se analizan una serie de medidas o indicadores fisiológicos como un cambio del ratio de glóbulos blancos en sangre o el aumento de las hormonas relacionadas con el estrés como la adrenalina y el cortisol. Además, se miden otras proteínas que sintetiza el hígado y que actualmente son muy usadas como de indicadores de estrés: las proteínas de fase aguda.

Por otro lado, también se hacen estudios de comportamiento ya que cuando el animal se desvía de su comportamiento normal es señal de que hay algo que le está proporcionando un malestar. A este respecto, se consideran aspectos anómalos: que los cerdos muerdan los barrotes, muerdan en vacío, tengan movimientos repetidos como tics, se muevan mucho dentro de la jaula, etc.

No hay que olvidar que la cría de animales de abasto está sometida a unas estrictas normas las cuales velan por su bienestar y regulan factores como el tamaño mínimo de sus jaulas o las veces al día que deben ser alimentados, entre otros.

Por lo que este tipo de investigaciones son muy importantes a la hora de determinar si las normas son adecuadas en relación al estrés animal o si están hechas desde el punto de vista humano y, por tanto, fallan.

Por ejemplo, se han realizado pruebas destinadas a facilitar la socialización de los lechones sin que relacionarse con nuevos animales les supusiese un estrés. Para ello, se creó una especie de guardería de manera que los lechones de las distintas camadas se pudiesen mezclar y así socializarse para que cuando llegase el momento de separarse de su madre no les resultase tan difícil.

En este caso vieron que la socialización no funcionaba tan bien, que eso de la guardería no era tan ventajoso, porque pasaba al igual que las guarderías de niños y si había un cerdo enfermo se contagiaban los demás lo que determinó que era más recomendable que cada lechón estuviese con su piara.

Otro de los sectores donde más se investiga en torno al estrés animal es el de la acuicultura. Los investigadores se centran en todo lo que puede suponer un problema para que los animales que se crían sean de calidad suficiente como para poder llegar al mercado, así que las empresas dedicadas a ello están invirtiendo mucho en este tipo de trabajos.

Cabe destacar que existen más de cuarenta y dos mil especies y cada una es distinta de la otra, se hace complicado que de todas las investigaciones que se llevan a cabo se obtengan resultados; pero es importante hacer investigación básica de calidad para, con el paso del tiempo, conseguir que se pueda aplicar.

Plantas

Cuando se trata de cultivos, también son aquellos destinados al comercio en los que más se investiga: cítricos, frutales,… Es interesante mencionar que, en este caso, un control adecuado del estrés puede tener consecuencias positivas como que el producto resultante no solo tenga el tamaño o color que el mercado demanda sino que su sabor también se ve alterado. Se sabe que los métodos agrícolas que provocan estrés en las plantas provocan que sus frutos sean más ricos en azúcares lo que supone que sean más dulces.

Ahora bien, normalmente las plantas no se desarrollan bajo unas condiciones óptimas durante todo su ciclo de vida, sino que van sufriendo diferentes situaciones que les provocan distintos tipos de estrés. Además, el óptimo fisiológico de una especie difiere del llamado óptimo ecológico, por lo que en cada caso el vegetal tiene que adaptarse a las condiciones ambientales propias a su hábitat de cultivo.

Para controlar adecuadamente todos los elementos implicados se han desarrollado tecnologías que permiten medir todo tipo de parámetros en tiempo real. A día de hoy la agricultura poco se parece a la de hace solo unas décadas. Ahora es posible controlar la cantidad de agua, nutrientes o temperatura, a la que se les expone, entre otros muchos factores, con el objetivo de conseguir producciones más eficientes y con características mejoradas a todos los niveles.

Sobre la autora: Maria José Moreno (@mariajo_moreno) es periodista

El artículo El estrés no es solo cosa de humanos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

1. El vuelo de Lévy: lo que nos une a abejas, tiburones y humanos
2. 8 razones para que los niños estudien ciencias… o cualquier otra cosa
3. Va de narices la cosa

Una de las cosas que se aprende viendo CSI no es que la sangre salpique, sino que salpica de distinta forma según te hayan asesinado. Y eso, el que los líquidos salpiquen puede ser un problema al que hay gente que le dedica mucho tiempo para intentar encontrar una solución.

Cuando una gota golpea una superficie dura, salpica proyectando pequeñas cantidades del líquido en todas direcciones (esto ya lo sabemos todos). Si lo que necesitamos es cubrir toda la superficie con el líquido, porque estamos lavando el coche, por ejemplo, pues esto da igual. Pero no es lo mismo en absoluto si estamos en un quirófano y pretendemos que una superficie se mantenga estéril todo el rato, o si estamos manejando fluidos tóxicos. ¿Cómo evitar que el líquido salpique en estos casos? Acaba de publicarse un estudio que demuestra que el comportamiento durante una fracción pequeñísima de segundo de una superficie no rígida como la de los geles o el caucho puede evitarlo.

Pruebas con siliconas de distinta rigidez

El equipo encabezado por Christopher J. Howland, de la Universidad de Oxford (Reino Unido), se ha dedicado a bombardear una serie de geles de silicona de varios niveles de rigidez con gotas de etanol y ha comparado sus salpicaduras con las que hacen las mismas gotas en una superficie perfectamente rígida. Durante el impacto inicial las gotas se comportan de la misma manera para todas las superficies: se aplana y comienza a expandirse. Pero en las superficies duras, el anillo más exterior del fluido se quiebra formando un fino aerosol de gotitas mucho más pequeñas. Cuanto más blandas son las superficies, la cantidad de aerosol formado disminuye hasta que llega un momento en que no se forma, manteniéndose la gota original como una única masa de líquido.

Según las simulaciones realizadas por los investigadores, la deformación de las superficies menos rígidas durante los primero 30 microsegundos tras el impacto es lo que hace que deje de salpicar. La deformación absorbe solo un porcentaje muy pequeño de la energía cinética de la gota, pero lo suficiente para evitar que se rompa y salpique.

Eso no quiere decir, obviamente, que no se puedan producir salpicaduras en una superficie blanda, sino que la altura desde la que tienen que partir las gotas tiene que ser el doble de la que es suficiente para que salpiquen si caen en una superficie dura.

Referencia:

Christopher J. Howland et al (2016) It’s Harder to Splash on Soft Solids Phys. Rev. Lett. doi: 10.1103/PhysRevLett.117.184502

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

Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next

El artículo Blandito no salpica se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

1. La fragmentación del agua al congelarse
2. Recubrimientos inspirados en el whisky
3. Un combustible hipergólico de ignición ultrarrápida

Vivimos en una sociedad digital, en la que los ordenadores, los teléfonos móviles, internet y otros productos tecnológicos digitales inundan nuestra vida, nuestro día a día. En consecuencia, esta revolución tecnológica también se está trasladando a la enseñanza, a las aulas de los centros educativos, aunque algunas personas piensan que este está siendo un proceso más lento de lo que debería ser.

Sin embargo, en mi opinión no debemos desechar las llamadas matemáticas manipulativas, o lo que podíamos llamar “matemáticas para ver y tocar”, puesto que son una herramienta educativa excelente, a todos los niveles de enseñanza, pero principalmente en primaria y secundaria.

Taller de papiroflexia de José Ignacio Royo dentro de la “Semana de las Matemáticas del Planeta Tierra”

Aunque también en la educación universitaria.

Escultura Eiffel Icosa realizada con la herramienta Zometool por los estudiantes de la E.T.S. de Arquitectura de la UPV/EHU

La semana pasada estuve leyendo la demostración del siguiente problema, resuelto en 1826 por el matemático suizo Jakob Steiner (1796-1863), ¿Cuál es el máximo número de partes en las que n planos dividen al espacio?, en cuya demostración se hacen uso de las fórmulas de la suma de los primeros números naturales y de la suma de los cuadrados de los primeros números naturales.

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Y me ha parecido interesante traer a la sección Matemoción del Cuaderno de Cultura Científica algunas demostraciones “para ver y tocar” de estas sencillas fórmulas matemáticas. Este tipo de demostraciones se conocen en la literatura matemática como “demostraciones sin palabras”, y ya dedicamos una entrada, Pitágoras sin palabras, a este tipo de pruebas visuales, en concreto, a algunas demostraciones del teorema de Pitágoras.

Comentaba Roger B. Nelsen, autor del libro Demostraciones sin palabras, las demostraciones sin palabras no son realmente demostraciones matemáticas en sí mismas, son más bien diagramas, esquemas o dibujos que nos ayudan a comprender por qué un teorema es cierto o que encierran la idea de la verdadera demostración matemática.

Vayamos con la primera de las fórmulas, la suma de los n primeros números naturales. La primera de las demostraciones visuales se remonta a los griegos, a la época en la que los matemáticos griegos relacionaban los números con los diseños geométricos que se podían realizar con piedras (números triangulares, cuadrados, pentagonales, etc; véase por ejemplo, el artículo La magia de los números (el teorema de Moessner) ). Esta demostración sin palabras la podemos ver en la siguiente imagen, para el caso particular de n = 6.

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A mí me gusta trabajar este tipo de demostraciones con pequeños cubos, puesto que así se combina muy bien la prueba visual con el concepto de tocar las matemáticas, en un proceso muy activo de comprensión de la fórmula y su demostración. Una herramienta muy interesante son los cubos del LiveCube, un sistema de cubos para construir puzzles y estructuras geométricas, con los que vamos a trabajar varias de las demostraciones de esta entrada.

La anterior demostración realizada con el LiveCube, para n = 5, sería la siguiente imagen (cada cubo representa una unidad).

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Tengamos en cuenta que si trabajamos esta demostración, y otras similares, en un aula de matemáticas o un taller, lo interesante no es solo la imagen final, sino el proceso de construcción de la demostración.

Otra demostración de la fórmula de la suma de los n primeros números naturales se debe al matemático estadounidense Ian Richards, que la publicó en la revista Mathematics Magazine en 1984, y que utiliza cuadrados, algunos de los cuales se cortan por la mitad. Veamos el diagrama para el caso particular n = 7.

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Esto en lo que se refiere a la suma de los n primeros números naturales, aunque podríamos plantear otras sumas similares, como por ejemplo, la suma de los primeros números impares, que resulta ser un número cuadrado. Una sencilla demostración, que en la literatura se atribuye al filósofo y matemático Nicómaco de Gerasa (alrededor del 100 d.c.), es la dada por el siguiente diagrama.

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A continuación, vamos a mostrar algunas de las demostraciones visuales que aparecen en la literatura matemática de la fórmula de la suma de los cuadrados de los n primeros números naturales. La primera es una variación de la demostración sin palabras publicada por Man-Keung Siu en Mathematics Magazine en 1984.

Realizamos la prueba para n = 4. Para empezar, consideramos tres copias de una cierta estructura geométrica que refleja la suma de los cuadrados de los 4 primeros números, 12 + 22 + 32 + 42 = 1 + 4 + 9 + 16.

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Y después, juntamos las tres estructuras…

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… para formar la siguiente estructura compacta, que está formada por un ortoedro (es decir, una caja rectangular) con una base de n = 4 cubos de ancho y n + 1 = 5 cubos de largo, y una altura de n = 4 cubos, es decir, n (n + 1) n = 80 cubos en total, pero además, en la parte de arriba hay 1 + 2 + 3 + 4 cubos más (en general, 1 + 2 + … + n cubos), que aún no habíamos contado.

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De donde se deduce la fórmula de la suma de los cuadrados de los n primeros números naturales.

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La idea de Man-Keung Siu es la misma, pero en la estructura compacta final anterior, se parten los cubos de la parte superior (que son la mitad de los que cubrirían todo el espacio superior) por la mitad y se rellena la parte que falta de para generar un ortoedro de lados n, n + 1 y n + 1/2, como se muestra en la imagen del artículo original.

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Otra demostración sin palabras que podemos ver en el libro de Roger B. Nelsen, demostraciones sin palabras, de la suma de los cuadrados de los n primeros números naturales, obtenida de forma independiente por el gran divulgador de las matemáticas Martin Gardner y el matemático Dan Kalman, es la siguiente, que mostramos para n = 5.

Como se muestra en la imagen, se consideran tres copias de la suma de los cuadrados de los 5 primeros números naturales, 12 + 22 + 32 + 42 + 52, mediante disposiciones geométricas coloreadas de forma diferente para poder seguir el movimiento de los cubos en la siguiente imagen (cada cubo es, de nuevo, una unidad). Observemos que la estructura que está en el medio está coloreada con la idea de que todo número cuadrado n2 es la suma de los primeros números impares 1 + 3 + 5 + … + (2n – 1).

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A continuación, se recolocan los cubos de la copia central en función del color, junto con las copias laterales, para obtener un rectángulo, cuya anchura es 11 = 2 n +1 y altura 1 + 2 + 3 + 4 + 5 = 15 = 1 + 2 + 3 + … + n.

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Calculando el área del rectángulo, que por una parte es tres veces la suma de los cuadrados de los n primerosnúmeros naturales y por otra el producto de los lados del rectángulo, se obtiene la fórmula deseada.

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La última demostración sin palabras que voy a mostrar hoy, y que según Roger B. Nelsen, se debe a Nanny Wermuth y Hans-Jürgen Schuch, de la fórmula de la suma de los cuadrados de los primeros números naturales es mi favorita entre las que hemos visto. Es una demostración visual contundente.

Empezamos con tres estructuras geométricas, en cubitos de colores rojo, blanco y verde, que expresan la suma de los cuadrados de los n primeros números naturales, para n = 4. Las dos estructuras de los laterales son bastante evidentes, y la del centro, la blanca, es una estructura que se basa en la idea de que cada número cuadrado se puede expresar como suma de números impares consecutivos, así 12 = 1, 22 = 1 + 3, 32 = 1 + 3 + 5 y 42 = 1 + 3 + 5 + 7.

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Juntamos las tres estructuras geométricas. El número de cubos es tres veces la suma de los cuadrados de los n = 4 primeros números naturales.

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Finalmente, construimos una estructura análoga a esta, pero ahora con otros tres colores diferentes, azul, negro y amarillo, y la colocamos encima de la anterior para formar un ortoedro (caja rectangular) cuyos lados miden (2n + 1), n y (n+1). Por lo tanto, el número de cubos de la estructura final es n (n+1) (2n + 1), y cada una de las seis piezas, que es 12 + 22 + 32 + 42, tendrá la sexta parte.

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Para finalizar, os dejo la portada del segundo libro de Roger B. Nelsen sobre demostraciones sin palabras, que incluye la demostración visual de una serie infinita.

Bibliografía

1.- Javier Barrallo, Eiffel Icosa, SIGMA, revista de matemáticas, n. 32, p. 147-158, 2008.

2.- Roger B. Nelsen, Demostraciones sin palabras (ejercicios de pensamiento visual), Proyecto Sur, 2001.

3.- Miodrag S. Petrovic, Famous Puzzles of Great Mathematicians, AMS, 2009.

4.- Ian Richards, Proofs without words: Sum of Integers, Mathematics Magazine 57, n.2, p.104, 1984.

5.- Roger B. Nelsen, Proofs without words II, MAA, 2000.

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 Matemáticas para ver y tocar se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

1. ¿Para qué sirven las matemáticas?
2. Las matemáticas del taxi
3. El asesinato de Pitágoras, historia y matemáticas (y II)

Diagnosticar los trastornos psicopatológicos no es precisamente fácil. Eparquio Delgado lo padece en primera persona.

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

El artículo #Naukas15 No estamos locos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

1. #Naukas15 Luis Quevedo entrevista a Eudald Carbonell y Goyo Jiménez
2. #Naukas15 Endosimbiontes
3. #Naukas15 Replay

En Europa los siglos XIV y XV vieron guerras continuas y juegos de poder, lo que creó una gran demanda de oro. Y donde hay una demanda, si no es posible cubrirla con la oferta existente, surge la oportunidad para el estafador. Hubo alquimistas que vieron su oportunidad y decidieron aprovecharla. El negocio duró hasta bien entrado el siglo XVII. Estos son algunos de sus trucos.

Un alquimista

La estructura de negocio era fácil, tan fácil que se sigue usando hoy día con solo sustituir al noble poderoso por un ciudadano con unos ahorros. Los pasos eran muy simples: primero se encuentra un noble poderoso que necesite fondos; se monta un espectáculo en condiciones en el que aparece oro mágicamente; en el calor del entusiasmo ante lo presenciado se le convence al noble para que invierta; se recoge todo lo el dinero que se pueda; y se huye a toda velocidad.

Para ganarse la confianza del poderoso noble, el alquimista estafador mezclaba con gran pompa y aparato y misterio unas preparados extraños y malolientes. Para sorpresa y deleite del noble de todo aquel zafarrancho se terminaba descubriendo el brillo del oro.

Lo que el noble o sus huestes en alguna ocasión detectaba era el truco más grosero: los calderos de doble fondo. Pero era más fácil que cayera en la trampa de que la vara con la que el alquimista había agitado la mezcla no era maciza, sino que estaba hueca y cerrada en el extremo por un tapón de cera; al entrar en contacto la cera con el líquido caliente se derretía con lo que vara liberaba su contenido, un poco de polvo de oro.

Todo el misterio y ocultismo evitaba que el noble o sus acólitos inspeccionasen los trozos de mineral que el alquimista estafador añadía al caldero o calcinaba en el crisol. Estos “minerales” realmente estaban preparados por el alquimista, y contenían la pizca de polvo de oro justa y necesaria.

Estos eran los engaños fáciles, de principiante. Los trucos más elaborados permitían dar espectáculos que dejaban a los nobles boquiabiertos y sus bolsas, vacías.

Un truco que siempre funcionaba muy bien era demostrar el poder mágico e instantáneo del preparado alquímico. Para ello se tomaba un clavo de hierro y se sobredoraba una mitad; el clavo entero se pintaba de negro. Entonces, en medio del hocus pocus jamalí jamalajá, se sumerge el clavo en el preparado que tiene la propiedad de disolver la pintura justo por encima del nivel que está sobredorado y, ¡oh maravilla!, el hierro se ha convertido en oro.

El truco del clavo estaba bien, pero si el noble o algún cortesano pedía examinar el clavo el alquimista estafador tenía que demostrar la agilidad de sus piernas. Era necesario desarrollar una versión que superase cualquier inspección previa. Y para tener éxito en los negocios hay que invertir: los alquimistas realmente sofisticados usaban plata.

Detalle de la medalla que Seiler le dejó como recuerdo a Leopold I

Estos alquimistas empleaban plata con algo de oro y con ellas fabricaban monedas o medallas que eran, a todos los efectos ópticos, plata. Estas medallas podían pasar cualquier inspección que fuese menester (siempre y cuando no hubiese un Arquímedes en la sala, lo que no era probable). Tan solo había que haberlas construido con cuidado en capas, siendo la más externa plata y la siguiente oro (hay versiones con 3 capas: cobre, plata y oro). Al sumergir la medalla en ácido nítrico la plata externa se disolvía dejando una perfecta medalla de oro. Este truco funcionó durante mucho tiempo: en 1677, ¡en pleno siglo XVII!, Johann Welzen Seiler, uno de los mejores alquimistas estafadores que en el mundo han sido, transmutó delante de los mismísimos ojos de Leopoldo I, el sacro emperador romano germánico, una medalla creada especialmente para la ocasión, que aún se conserva en el Museo de Historia del Arte de Viena.

Pero ni la cosa salía siempre bien, ni todos los alquimistas estafadores eran varones. La muerte solía ser el resultado de los espectáculos fallidos. Y no muertes muy dulces: a Marie Zieglerin el duque de Brunswick la mandó quemar atada a una estaca en 1575 por intentar engañarle.

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

El artículo Trucos del alquimista estafador se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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