Sareko iturriak

Hace unas semanas, como motivo de la exposición LANTEGI, José Ramón Anda, que puede verse en la sala Kubo Kutxa de Donostia-San Sebastián, del 23 de mayo al 25 de agosto de 2019, escribí una primera entrada en el Cuaderno de Cultura Científica titulada, al igual que esta, La geometría poética del cubo . Con esta entrada empezaba una pequeña serie sobre la investigación artística que el genial escultor navarro José Ramón Anda (Bakaiku, Navarra, 1949), una de las figuras fundamentales de la escultura vasca contemporánea, ha realizado de la estructura geométrica que subyace a la figura del cubo, en particular, a través de distintas descomposiciones de este objeto geométrico básico, que simboliza el espacio tridimensional.

Fotografía en la que estamos el escultor Jose Ramón Anda y yo, Raúl Ibáñez, con motivo del paseo matemático que realicé por la exposición Lantegi, organizada por Kubo Kutxa. Fotografía de Jon Pagola

En esa primera entrada, centré mi atención en dos descomposiciones singulares del cubo, formadas ambas por tres piezas con una cierta simetría, que había realizado José Ramón Anda cuando empezaba a dar sus primeros pasos en la abstracción geométrica. En particular, una de ellas fue el origen de la genial escultura Descomposición del cubo (1973) y ha sido fundamental en la obra del artista navarro, ya que a partir de la misma han surgido toda una serie de obras, aparentemente sin conexión alguna, pero basadas todas ellas en esta interesante y personal descomposición del cubo, y creadas en diferentes momentos de su carrera artística. Entre las obras que tienen como punto de partida esta descomposición del cubo están Homenaje a Juan de Antxieta (1979 – 1986), Haizean [Al viento] (1978 – 2002), Pilotara [A la pelota] (1980), Basaldeko ateak [Las puertas del bosque] (2011 – 2017), o Acotar el vacío I, II y III (2019), sobre las que puede leerse en la anterior entrada La geometría poética del cubo.

Cuatro montajes diferentes de la obra Descomposición del cubo (1973), de José Ramón Anda, con cuatro de las treinta fotografías que ha realizado el fotógrafo José Luis López de Zubiria de esta dinámica escultura

En esta segunda entrega de la serie La geometría poética del cubo vamos a seguir analizando algunas descomposiciones del cubo realizadas por el artista navarro, basadas en lo que en matemáticas llamamos policubos y que le han llevado a crear obras como la genial Zazpiak bat [Las siete, una] (1976), que veremos más adelante.

Los policubos son las figuras geométricas tridimensionales que se forman al unir dos o más cubos por alguna de sus caras, e incluso, podemos considerar un único cubo como un policubo trivial.

Sencillos policubos, realizados con el material LiveCube, con 1, 2, 3 y 4 cubos pequeños, respectivamente, unidos estos cubos pequeños, dos a dos, por alguna de sus caras

El artista José Ramón Anda realiza, de forma independiente a las matemáticas, una investigación plástica de las descomposiciones del cubo en policubos de la siguiente forma. Considera el cubo como formado por 27 cubos pequeños, es decir, cada lado del cubo está formado por 3 de estos cubos (siendo el cubo grande una estructura 3 x 3 x 3), y lo descompone en diferentes piezas que están formadas por la unión, cara a cara, de algunos de estos cubos pequeños, es decir, estas piezas son policubos.

Las dos descomposiciones del cubo vistas en la entrada La geometría poética del cubo, son dos ejemplos de descomposiciones del cubo 3 x 3 x 3 en policubos. En estos ejemplos, cada una de las descomposiciones estaba formada por tan solo tres policubos de 7, 7 y 13 cubos pequeños. Pero José Ramón Anda investigó muchas más descomposiciones. Algunas de ellas, al igual que las anteriores, de pocas piezas, como las que podemos disfrutar en las dos siguientes imágenes, que son pequeñas maquetas realizadas en buztina (arcilla, en euskera), y que forman parte del taller del escultor.

La primera descomposición, realizada en buztina, cuenta con tres piezas (policubos) de 4, 6 y 17 cubos pequeños. A diferencia, de las dos descomposiciones estudiadas en la anterior entrada, esta es completamente asimétrica, aunque de nuevo dispone de una potente pieza central, y con la particularidad de que dispone de un hueco central.

Maqueta, realizada en arcilla, de una descomposición del cubo en tres piezas, con 4, 6 y 17 cubos pequeños, realizada por José Ramón Anda. Fotografía de Raúl Ibáñez

La segunda maqueta de una descomposición del cubo que presentamos en esta entrada, también realizada con arcilla, está formada por tres piezas con 1, 8 y 18 cubos pequeños. En esta última descomposición podemos observar la búsqueda de una cierta autosimilitud, es decir, de repetición a escala, de las piezas que la conforman. La pieza más pequeña es un cubo (aunque resulta trivial, es pertinente indicar que es el cubo 1 x 1 x 1), la segunda pieza sería el cubo 2 x 2 x 2, menos la pieza anterior, es decir, menos el cubo 1 x 1 x 1, y la tercera pieza es el cubo 3 x 3 x 3 menos la unión de las dos anteriores, es decir, menos el cubo 2 x 2 x 2.

Maqueta, realizada en arcilla, de una descomposición del cubo en tres piezas, con 1 –esta no está en la imagen-, 8 y 18 cubos pequeños, realizada por José Ramón Anda. Fotografía de Raúl Ibáñez

De hecho, esta descomposición podría ampliarse a cubos más grandes de forma recurrente. Cada cubo de orden n, es decir, formado por n x n x n cubos pequeños, estaría descompuesto por las piezas de la descomposición del cubo de orden n – 1, más la pieza que consiste en todos los cubos pequeños que están en el cubo de orden n, pero no en el de orden n – 1. Por ejemplo, el cubo 4 x 4 x 4 estaría formado por 4 piezas, a saber, las tres anteriores de la descomposición de José Ramón Anda y la última sería el cubo 4 x 4 x 4 menos la unión de las anteriores, que es el cubo 3 x 3 x 3.

Descomposición del cubo 4 x 4 x 4, realizado con piezas del material LiveCube, siguiendo la idea del escultor José Ramón Anda

Sin embargo, otras descomposiciones del cubo en policubos, investigadas por José Ramón Anda, estaban formadas por más piezas. En particular, el artista navarro estaba interesado en descomposiciones con siete piezas. El motivo era la realización de una escultura que materializara el lema “zazpiak bat” (las siete, una), que reivindica la unión política de los siete territorios en los que se manifiesta la cultura vasca. Como indica la Auñamendi Eusko Entziklopedia, esta expresión toma cuerpo en el siglo XIX, aunque tiene sus antecedentes en el siglo XVIII y se populariza en el siglo XX. En concreto, en referencia directa al lema podemos leer: “el Zazpiak Bat como lema y divisa empieza a perfilarse ya en un poema acróstico de Felipe Casal del año 1891 titulado Ama Euskarari. Zazpiak Beti bat, «A la madre euskera. Las siete (provincias) siempre unidas«; y será al año siguiente en las Grandes Fêtes Internationales du Pays Basque, organizadas por el municipio de San Juan de Luz bajo el patronazgo de Antoine d’Abbadie, cuando aparece ya en los carteles el escudo de las siete provincias”.

A continuación, mostramos una maqueta de buztina con una descomposición del cubo en siete policubos, los cuales están formados por 1, 3, 3, 3, 4, 6 y 7 cubos pequeños. Tres de las piezas son policubos iguales, formados por 3 cubos pequeños y con forma de L y otras tres piezas son “esquinas” con diferente número de piezas cada una, 4, 6 y 7, las cuales se completan con un policubo trivial.

Maqueta, realizada en arcilla, de una descomposición del cubo en siete piezas, con 1, 3, 3, 3, 4, 6 y 7 cubos pequeños, realizada por José Ramón Anda. Fotografía de Raúl Ibáñez

Aunque, José Ramón Anda investigó muchas otras descomposiciones, en particular, la que dio lugar a la escultura Zazpiak bat [Las siete, una] (1976), realizada en madera de roble, que mostramos en la siguiente imagen.

Escultura Zazpiak bat [Las siete, una] (1976), de José Ramón Anda, en la posición en la que las siete piezas de la obra forman un cubo. Escultura realizada en roble y de unas dimensiones de 18 x 18 x 18 cmEscultura Zazpiak bat [Las siete, una] (1976), de José Ramón Anda, con las siete piezas desplegadasEn la anterior imagen se puede distinguir bien la estructura geométrica de cada una de las piezas que componen la escultura. Son siete piezas formadas por 1, 2, 4, 4, 5, 5 y 6 cubos pequeños, pero todas ellas piezas distintas entre sí.

En esta escultura podemos apreciar de nuevo, ya lo comentamos en la anterior entrada para la escultura Descomposición del cubo (1973), tres características fundamentales de la filosofía artística del escultor navarro. La primera es que José Ramón Anda concibe sus esculturas para que sean tocadas, para que pueda percibirse la forma, la textura o los materiales de cada escultura, no solo a través de la vista, sino que también mediante el tacto. Además, Zazpiak Bat [Las siete, una] (1976) es también una obra dinámica, que puede tomar diferentes formas en función de la persona que interaccione con la escultura, una de ellas el cubo tridimensional que a partir de cuya descomposición se genera. Y, además, el escultor de Bakaiku no elige una forma fija para la escultura, sino que la pieza encierra en sí misma, el germen de todas las posibles formas que se generan a partir de ella.

Aunque en esta pieza encontramos un par de diferencias significativas respecto a la escultura Descomposición del cubo (1973). La primera es que, al disponer de más piezas, se produce la curiosa circunstancia de que ya solo el intentar montar el cubo generador a partir de las siete piezas separadas es un pequeño reto, que convierte a esta escultura dinámica en una especie de puzle geométrico, de juego. De esto ya se dio cuenta José Ramón Anda, que hizo dos versiones de Zazpiak bat para una ikastola de la zona en la que tiene su taller, la ikastola Andra Mari de Etxarri Aranatz, para que los niños y niñas de la misma jugaran con ella. La segunda diferencia también está relacionada con el hecho de tener más piezas, ya que esto ofrece una mayor versatilidad en las formas que se pueden generar a partir de ella.

Mi propia versión del cubo de José Ramón Anda, realizado con las piezas del material LiveCube, para poder jugar, manipularla y crear diferentes montajes de la escultura

La investigación plástica que realiza José Ramón Anda del cubo se produce al margen de las matemáticas. Sin embargo, cuando algunas personas del ámbito de las matemáticas observamos una escultura como Zazpiak bat (1976), no podemos dejar de relacionarla con algunos puzles geométricos que han sido creados dentro de la matemática recreativa, como el cubo soma (véase la entrada Cubo soma: diseño, arte y matemáticas), que también está formado por 7 piezas, los 7 policubos irregulares con 4, o menos, cubos pequeños, o el cubo de Steinhaus, formado por 6 piezas.

Las siete piezas del cubo soma, en la versión a color y magnética que ha sacado la empresa Lúdilo bajo el nombre cubimag

Este es un nuevo ejemplo de cómo dos investigaciones paralelas, una artística y otra matemática, puede llevar a resultados relacionados.

En esos últimos años de la década de 1970, José Ramón Anda realiza otra versión muy interesante de la escultura Zazpiak bat, que podemos relacionar con otro objeto matemático, los fractales (concepto matemático que el escultor desconoce cuando realiza esta creación artística), o más concretamente, con una de sus propiedades, la autosemejanza, es decir, la repetición a escala.

La nueva versión de la escultura Zazpiak bat [Las siete, una], también realizada en madera de roble y con un tamaño de 18 x 18 x 18 cm, toma como base la anterior descomposición del cubo en siete piezas, pero montado de tal forma que el policubo trivial, es decir, la pieza con un solo cubo pequeño, está en una esquina superior. Y sobre este pequeño cubo, José Ramón Anda realiza de nuevo la descomposición en siete piezas. Es decir, la nueva escultura Zazpiak bat está formada por dos descomposiciones del cubo a diferentes escalas. Esta escultura fue expuesta, y vendida, en una exposición individual organizada en la Librería Axular, de Vitoria-Gasteiz, en 1979, pero no se conserva ninguna imagen de la misma. Por este motivo, he realizado un sencillo modelo de la escultura con el programa SketchUp.

Modelo, realizado con el programa SketchUp, de la versión fractal de la escultura de José Ramón Anda, Zazpiak bat (década de 1970), realizada originalmente en madera de roble y de un tamaño de 18 x 18 x 18 cm

La investigación geométrico-plástica que realiza el escultor José Ramón Anda de la figura del cubo, no se limita a las descomposiciones mediante policubos, sino que también investiga otras propiedades de este objeto geométrico. Por ejemplo, una de ellas está relacionada con las secciones del cubo, empezando por un vértice, que consisten en triángulos y hexágonos. Precisamente, la escultura que ya mostramos en La geometría poética del cubo, titulada Nahi eta ezin [Querer y no poder] (1975), está relacionada con esta propiedad geométrica.

Sin embargo, me gustaría terminar esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica con una hermosa maqueta, realizada una vez más con buztina, de una gran riqueza geométrica y plástica, que analiza la existencia de un tetraedro regular dentro del cubo.

Maqueta de buztina del escultor José Ramón Anda, basada en la existencia de un tetraedro regular dentro de un cubo. Fotografía de Raúl Ibáñez

Como se puede apreciar en la anterior imagen, los seis lados del tetraedro (recordemos que un tetraedro es uno de los cinco solidos plátónicos, es decir, poliedros regulares, que existen y que está formado por cuatro caras triangulares –podemos decir que es una pirámide de base triangular-, seis lados o aristas y cuatro vértices) son las seis diagonales del cubo, luego todas de la misma longitud, en el que está incluido el tetraedro.

Fotografía de las esculturas de José Ramón Anda, Obelisco (1999-2003), en madera de roble, 79 x 16 x 19 cm, y Obelisco II (2000-2001), en madera de boj, 37 x 10,5 cm, en la exposición LANTEGI, José Ramón Anda, en la sala Kubo Kutxa de Donostia-San Sebastián. Fotografía de Raúl Ibáñez

Bibliografía

1.- Jose Ramón Anda (escultor), Javier Balda (comisario), Lantegi, José Ramón Anda (catálogo), Sala Kubo Kutxa (Donostia-San Sebastián), 23 de mayo – 25 de agosto de 2019, Kutxa Fundazioa, 2019.

2.- Página web de la Sala Kubo Kutxa

3.- Página web del artista José Ramón Anda

4.- Jose Ramón Anda (escultor), Javier Balda (comisario), José Ramón Anda. Causa formal y materia – Kausa formala eta materia, Museo Oteiza (Alzuza, Navarra), 21 de junio – 1 de octubre de 2017, Fundación Museo Oteiza, 2017.

5.- Jose Ramón Anda (escultor), Javier Balda (comisario), José Ramón Anda, Denboraren aurkako formak, Formas contra el tiempo, Museo de Bellas Artes de Bilbao, 7 de mayo – 9 de septiembre de 2012, Museo de Bellas Artes de Bilbao, 2012.

6.- Auñamendi Eusko Entziklopedia: zazpiak bat

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 La geometría poética del cubo (2) se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. La geometría poética del cubo
2. El cubo soma: diseño, arte y matemáticas
3. Arte y geometría del triángulo rectángulo: Broken Lights

Juanma Gallego Eguzki-energia erabilita, aldi berean elektrizitatea eta ur garbia sortzeko gai den gailua eraiki du ingeniari talde batek. Oraindik modu industrialean garatzeko dagoen arren, eremu idorretan erabiltzeko aproposa izan daitekeela proposatu dute.

1. irudia: Gailu bakoitzean ura gatzgabetzeko mekanismoa duten panel fotovoltaikoz osatutako instalazioa proposatu dute ikertzaileek, argindarra eta ur edangarria aldi berean sortzeko. (Irudia: Wenbin Wang / KAUST)

Mendebaldeko gizarte garatuetatik kanpo denboraldi bat ematen dutenek errepikatu ohi duten ideia da: hemengo eguneroko zereginetara itzultzean, bereziki lehen egunetan, izugarri baloratzen dute egokitu zaien bizitza. Goizean goiz esnatu, txorrotara hurbildu eta… magia! Ura ateratzen da. Ur garbia, geza eta gozoa. Baina, ezaguna denez, ur geza hori ez dago oso ondo banatuta munduan. Zenbait lekutan, bederen, ur gezik ez baina petrolioa badago… eta ez urik ez petroliorik ez duten eremu asko ere badira. Horietan gehienetan, baina, eguzki asko ere egon ohi da, eta egoerari probetxua ateratzeko lanean ari dira zientzialari eta ingeniariak.

Latza da uraren eskasia. Kalkulatzen da munduan 785 milioi bat lagunek arazoak dituztela ur edangarria eskuratzeko. Saudi Arabia eta beste zenbait emirerriren kasuan, hidrokarburoak soberan eskura izateak ur edangarri hori “ekoizteko” bidea ematen die, batez ere gatzgabetze prozesuen bitartez; baina, halere, izugarria da horrek suposatzen duen gastua. Ur garbia sortzeko erabiltzen da Saudi Arabian kontsumitzen den elektrizitatearen %15, esaterako.

Orain, zientzialari talde batek aspalditik garatuta dauden bi teknologia mota bateratu ditu, modu efizientean bi baliabide garrantzitsu eskuratu aldera: ura eta argindarra. Lehen teknologia energia fotovoltaikoa da; bigarrena, mintzen destilazioa izeneko prozesua, ura arazteko erabiltzen dena. Azken teknologia hau eguzki-energia baliatzeko gai denez, biak bateratzeko sistema batean lanean egon dira KAUST Abdullah Erregearen Zientzia eta Teknologia Unibertsitateko (Saudi Arabia) ikertzaileak. Ikasitakoa Nature Communications aldizkarian azaldu dute, zientzia-artikulu batean.

Logikak agintzen du eguzki-panelek bero asko biltzen dutela, eta bero hori ere galdu egiten da: gaur egun ekoizten diren panelek muga fisikoak dituzte eguzki-argia elektrizitate bihurtzeko, batez bestean %10-20 da lortzen den proportzioa. Horregatik, efizientzia hori hobetzeko lanean daude mundu osoan milaka ingeniari, bereziki perosvskita izeneko minerala ikertzen.

Arazoa da soberan geratzen den hondar-bero hori ez dela nahikoa argindarra sortzeko. Baina bai, antza, ura garbitzeko teknologia batean erabiltzeko haina, ikertzaile talde honek proposatu duenez. Zehazki, MSMD izeneko teknologia da eguzki-paneletan txertatu dutena, etapa anitzeko mintza duen destilazio unitatea, hain zuzen. Hori panelen atzeko aldean jarrita, ur garbia lortzeko modua dago, eguzki-panelen efizientzia mantenduta.

2. irudia: Panel fotovoltaikoaren atzeko aldean dago jarrita ura garbitzeko mekanismoa. Urdin ilunean, itsasoko ura; laranjan, mintzak; azkenik, urdin argian, garbitutako ura. (Irudia: Wenbin Wang / KAUST)

Destilazio prozesu honetan, bahe baten funtzioa betetzen duen mintza porotsua erabiltzen da, ur kutsatua eta ur garbia bereizte aldera. Panelak biltzen duen beroa erabiltzen da ura berotzeko, eta, ondorioz, ura lurrundu egiten da. Iragazki batetik pasatuta bukatzen da prozesua, eta gero ur garbi hori jasotzen da. Ura gatzgabetzeko ez ezik, kutsatutako ura garbitzeko erabiltzeko moduko metodoa dela azaldu dute. Adibidez, metal astunak kentzeko.

Egin duten proba desberdinetan, eguzki-panelen efizientzia %11 izatea lortu dute, batez bestean. Egileen esanetan, ura tratatzeko mekanismoa ez duten panel arrunten efizientziaren parekoa da lortu dutena. (Lehenago aipatu bezala, %10-20 tartean kokatzen da efizientzia hori gaur egun). Uraren tratamenduari dagokionez ere, ziurtatu dute fotovoltaikoak ez diren antzeko paneletan lortzen den uraren parean daudela lortu dituzten emaitzak.

Dena den, sistema hau eskala handira eramatea ez da hain erraza izango. Ingeniaritzaren alorrean ia mantra bat da honakoa: laborategian sistema batek modu txukunean funtzionatzea ez da nahikoa, gero modu masiboan aplikatu behar dira horrelako teknologiak; normalean, gainera, asmakizun berriak indarrean dauden beste hainbat teknologiarekin batera harmonizatu behar dira. Hala eta guztiz ere, bi prozesuak aldi berean egiteko aukera abantaila moduan aurkeztu dute, horrek kostuak gutxitzea ahalbidetuko duela uste dutelako.

Garatu duten teknologia hau gaur egun ura garbitzeko erabiltzen diren beste teknologien alternatibatzat aurkeztu dute ingeniariek, eta garapen bidean daudelako handiagoak eta garestiagoak diren azpiegituretara jo ezin duten inguruetan aplikatzeko aproposa dela adierazi dute. Etorkizunean bertakoen bizi kalitatea hobetzen lagunduko duen esperantza agertu dute.

Erreferentzia bibliografikoa:

Wang, P et al. “Simultaneous production of fresh water and electricity via multistage solar photovoltaic membrane distillation”. Nature Communications (2019). DOI: 10.1038/s41467-019-10817-6.

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

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Primera difracción de rayos X efectuada por el CheMin (rover Curiosity) del suelo marciano. Fuente: NASA/JPL-Caltech/Ames

Un problema que despertó un gran interés tras el descubrimiento de los rayos X se refería a la naturaleza de estos rayos misteriosos. A diferencia de las partículas cargadas (electrones, por ejemplo), no se desviaban por los campos magnéticos o eléctricos. Por lo tanto, parecía que tenían que ser partículas neutras u ondas electromagnéticas.

Era difícil elegir entre estas dos posibilidades. Por una parte, no se conocían partículas neutras de tamaño atómico (o más pequeñas) que tuvieran el poder de penetración de los rayos X. La existencia de unas partículas así sería extremadamente difícil de probar, porque no había manera de interactuar con ellas [1]. Sin embargo, se encontró que los rayos X tenían propiedades cuánticas, lo que significaba que también exhibían un comportamiento similar a las partículas. Por ejemplo, pueden causar la emisión de electrones de los metales. Estos electrones tienen mayores energías cinéticas que los producidos por la luz ultravioleta [2]. Por lo tanto, los rayos X también requieren de la teoría cuántica para explicar algunos de sus efectos.

Por otro lado, si los rayos X eran ondas electromagnéticas, tendrían que tener longitudes de onda extremadamente cortas porque solo en este caso, según la teoría, podrían tener un alto poder de penetración y no mostrar efectos de refracción o interferencia con aparatos ópticos ordinarios como era el caso. Como vimos al hablar de ondas, las propiedades claramente ondulatorias se hacen evidentes solo cuando las ondas interactúan con objetos, como las rendijas en una barrera, que son más pequeños que varias longitudes de onda. Las longitudes de onda hipotéticas para los rayos X tendrían que ser del orden de 10-10 m. Por lo tanto, para demostrar de su comportamiento como onda requeriría una rejilla de difracción con hendiduras separadas aproximadamente 10-10 m. La teoría cinética y la química del XIX apuntaban a que os átomos tenían precisamente del orden de 10-10 m de diámetro. Parecía razonable, por tanto, que los rayos X pueden ser difractados de forma medible por cristales en los cuales los átomos forman capas ordenadas separadas 10-10 m.

Estos experimentos tuvieron éxito en 1912. Las capas de átomos actuaron como redes de difracción, y los rayos X sí actuaron como cabía esperar de una radiación electromagnéticas de longitud de onda muy corta (como la luz ultravioleta). Estos experimentos son más complicados de interpretar que la difracción de un haz de luz mediante una rejilla óptica bidimensional única. El efecto de difracción se produce en tres dimensiones en lugar de dos. Por lo tanto, los patrones de difracción son mucho más elaborados [3].

Walter Friedrich y Paul Knipping (del departamento de Arnold Sommerfeld en la Universidad de Munich), comprobaron la existencia de un patrón de difracción de rayos X en un cristal de sulfuro de cinc (ZnS). La explicación de este hallazgo llevaría a que un jovenzuelo llamado William Lawrence Bragg ganase el premio Nobel de física con solo 25 años.

La comunidad científica estaba ante otro hecho sorprendente: como le ocurre a la luz, los rayos X tienen propiedades de onda y de partícula.

Notas:

[1] Un problema parecido formalmente al que existe en la actualidad con la naturaleza de la materia oscura, que no interactúa con la radiación electromagnética y de la que solo se detectan efectos gravitatorios.

[2] La ionización de los gases por rayos X es también un ejemplo del efecto fotoeléctrico. En este caso, los electrones se liberan de los átomos y las moléculas del gas.

[3] Aunque tampoco es para tanto. En Generación X dimos una introduccion muy simple a la idea.

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

El artículo Rayos X, ¿ondas o partículas? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Las partículas de los rayos catódicos
2. Reflexión de ondas: rayos
3. Rayos X y gamma

Aitor Payros Bai zientzian eta bai gizartean ere bero-bero dauden gaiak dira negutegi-efektua, berotze globala eta Lurraren etorkizuneko klima batetik, eta bestetik fenomeno hauek planetaren gainazaleko egungo ezaugarri fisiko eta ekologikoen gain eta gure gizarteetan eragin ditzaketen aldaketak. Klima Aldaketarako Gobernuen Arteko Taldeak dioenez, Lurraren gainazaleko batez besteko tenperatura igotzen ari da azken 150 urteetan (1ºC inguru), eta industria-jardueren ondorioz izandako gas-isurketak areagotzearekin batera gertatu da igoera hori. Ondorioz, negutegi-efektua eragiten duten gasei egozten zaie berotze globalaren errua. Albo ondorio gisa, denboraldi berean itsas mailak 20 cm egin du gora, batik bat ozeanoetako ur-masen hedatze termikoagatik eta neurri txikiagoan izotz-glaziarren urtzeagatik.

Azken mendeetako datuetan oinarriturik etorkizuneko egoera iragartzea helburu duten klima-ereduak egin dira simulazio-programak erabiliz. Hala ere, simulazio-programak egungo klima-parametroetan oinarritzen dira, baina berotze global bortitzaren eraginpeko ezaugarriak desberdinak izan litezke. Beraz, zalantzak handiak dira.

Zalantza hauek argitu nahian, lagungarri gerta daiteke gure planetak iraganean izandako klimak eta haien ondorioak nolakoak izan diren ezagutzea. Izan ere, antzina klima-fenomeno antzekoak gertatu izan balira, pentsa genezake etorkizunean gerta litezkeenen ondorioak ere berdintsuak izan litezkeela. Lurrak iraganean izandako klimak ezagutu ahal izateko antzinako klimen adierazleak behar dira. Adierazle hauek aspaldi (duela milioika urte) metatu ziren eta orain arroka bihurtuta dauden sedimentuetan aurki daitezke. Osagai mineralak, fosil-edukia eta, batez ere, konposizio geokimikoa dira arroka sedimentarioetako klima-adierazle erabilienak.

1. irudia: Antzinako gertakari hipertermaletan eratutako arroka buztintsu ozeanikoen ezaugarri orokorrak (ezkerreko zutabe estratigrafikoaren erdialdeko tarte iluna). KOG: Karbono Organiko Guztia; δ13C: 13C/12C isotopoen erlazioa; δ18O: 18O/16O isotopoen erlazioa (ozeano hondoko uraren tenperaturaren adierazle).

Horrela jakin da Lurrak iraganean hipertermal edo supernegutegi deritzen gertakariak jasan dituela, Geologiaren ikuspegitik laburrak diren denbora tarteetan (hots, zenbait hamarka edo ehunka milaka urtean) atmosferan pilatutako CO2 kantitate handiek eragindako aro klimatiko oso beroak. Gertakari hipertermaletan metatutako sedimentuek zenbait ezaugarri komun dauzkate. Kolore argiko arroka geruza gogorren artean tartekatutako geruza buztintsu bigun ilunak izaten dira, zenbait dezimetro eta dekametro arteko lodiera izan ohi dutenak. Gertakari hipertermaletako geruza buztintsuen oinaldean CaCO3-edukia txikia izaten da. Goialdean, ostera, CaCO3 eta materia organikoa normalean baino ugariagoak izan daitezke. Adierazle geokimikoek iradokitzen dute klima-berotze azkarra gertatu zela geruza buztintsuen oinaldean eta pixkanakako hoztea goialderantz. Modu berean, gertakari hipertermal askotako sedimentuak karbono isotopo egonkor arinean (12C) aberastuta azaltzen dira geruza buztintsuen oinaldean, baina gertakari hipertermalaren amaiera aldera, aurkako joera azaltzen da maiz, hots, isotopo astunean (13C) aberastutako joera, materia organikoaren ugaritzearekin batera. Bestalde, gertakari hipertermal gehienetan aldaketa biotikoak gertatu zirela adierazten dute geruza buztintsuetako fosilek, espezie batzuk desagertu eta berri batzuk azaldu baitziren.

Honelako hainbat geruza aurkitu dira Euskal Herrian, Lurraren historian izandako gertakari hipertermalekin uztartu ahal izan direnak: duela 120 milioi urteko gertakariari dagokion geruza, Aralarren, Mutrikun eta Pagasarrin aurkitua; duela 93.5 milioi urtekoa Leioan; duela 62 milioi urtekoa Sopelan eta Zumaian; duela 59.2 milioi urtekoa Ibaetan eta Zumaian; duela 56 milioi urtekoa Ermuan, Korresen, Laminorian, Mintxaten, Trabakuan (2. irudia), Urrobin eta Zumaian; duela 52.6 milioi urtekoa Sopelan; eta duela 47.4 milioi urtekoa Getxon.

Geruza hauen azterketek eman dizkiguten datuak direla eta, azterketa paleoklimatikoak egiteko punta-puntako gune bilakatu da Euskal Herria.

3. irudia: Duela 56 milioi urte izandako gertakari hipertermalean eratutako geruza buztintsua, Trabakua mendatean (Bizkaia). (Argazkia: Aitor Payros)

Aipatu ezaugarrien interpretazioaren bidez, jakin daiteke gertakari hipertermalek eragindako ingurumen-aldaketak nolakoak izan ziren (3. irudia).

Eragile gisa, gertakari bolkanikoak azaltzen dira kasu gehienetan. Kasurik bakunenetan, sumendiek isuritako SO2-kantitatea handia da eta ur eta karbono-gas (adibidez, CO2) bolkanikoek atmosferan pilatuta, berotze klimatikoa eragiten dute negutegi-efektuaren bidez. Dena den, gertakari hipertermal bortitzenetan, aipatu prozesuak abiapuntua baino ez dira izaten. Gertakari bolkanikoek eragindako atmosfera-berotzearen ondorioz, itsasoetako ura ere berotu egiten da, eta honek itsas hondoko sedimentuetan urarekin batera izoztuta dagoen metanoaren askapena dakar. Itsas hondotik jaregindako metanoaren karbonoa atmosferan pilatzen da, bai zuzenki CH4 gisa, bai uretako edo atmosferako oxigenoarekin erreakzionatu ondoren CO2 gisa. Kalkulatu da antzinako gertakari hipertermaletan atmosferan CO2 gisa pilatutako karbono kantitatea 1000 eta 5000 gigatona artekoa izan zela, CO2-a 1000-2000 ppmv baliotara iritsita. Honen eraginez, negutegi-efektua areagotu egingo zen eta 5-10ºC arteko berotze globala gertatuko zen. Hala ere, toki batzuetako arrokek erakusten dute latitude altuetan nozitzen dela berotze globalaren eragin handiena: poloen inguruko batez besteko tenperatura 15-20ºC ingurukoa izan zen gertakari hipertermaletan, eta latitude altuetako itsas gainazaleko urarena 20ºC-tik gorakoa urtaro beroetan; tropikoetako itsas gainazaleko tenperatura aldiz, 35ºC ingurukoa izan zen.

Beraz, gertakari hipertermaletan egungoa baino txikiagoa izan ohi da planetaren gainazaleko latitudearen araberako tenperatura-gradientea.

Tropiko inguruko lurrinketa handiaren eraginez bertako uraren dentsitatea handitu egingo zen gatzen kontzentrazioagatik, eta tropikotako ur epela izango zen ozeano sakonerantz hondoratzen zena. Honen ondorioz, ozeano sakonetako ura egungoa baino 5-6ºC beroago izango zen gertakari hipertermaletan. Kontinenteei dagokienez, tropiko inguruko eskualdeak oso beroak izango ziren (>40ºC). Tropikoak beroegi bihurtzen zirenean, latitude baxu eta klima epeletako bizidun batzuek latitude altuagoetarantz migratzen zuten. Latitude ertainetan eta altuetan aldiz, klima epela eta hezea egongo zen, zenbait lekutan alderantzizko egoerak gertatuko baziren ere.

Edozein kasutan ohikoak izango ziren euri-jasa bortitzak eta lehorte luzeak. Prozesu horien guztien ondorioz, kontinenteetako arroken meteorizazio kimikoa eta higadura gertatuko ziren, eta horrek itsasoetaranzko sedimentu-garraioa areagotu egingo zuen.

Metanoa, jatorri organikokoa izanik, 12C-tan aberatsa da. Honela, ozeano-hondoko sedimentuetako metanoaren askapenak txikitu egiten du itsasoetako eta atmosferako 13C/12C erlazioa. Ondorioz, garai hipertermalen hasieran eratu eta metatutako sedimentuek 13C/12C erlazioa baxua izaten dute, geruza buztintsuen behealdean maiz ikusi ohi den bezala. Bestalde, gertakari hipertermaletan atmosferako CO2-kantitatea handitzearekin batera ozeanoetako ura ere azidotuz doa. Ondorioz, itsas hondo sakonetan karbonatoa disolbatu egiten da (CaCO3 + H2O + CO2 = Ca2+ + 2HCO3– erreakzioaren bidez); beraz, metatutako sedimentuak CaCO3-eduki txikia du. Ozeanoen azidotzeak zuzen eragiten die bertan bizi diren karbonatozko izakiei, eta suntsipen biologikoak eragiten ditu zenbait kasutan.

Gertakari hipertermalen abiapuntu izan ziren fenomenoen iraupena zenbait milaka urtekoa izan zen, negutegi-gasen urteko isurketa-tasa 1-2 Gt CO2 izanik. Kontuan izanda egungo CO2-isurketaren tasa 25-28 Gt/urtekoa dela, 100-200 urteren buruan atmosferako CO2 kantitatea antzinako gertakari hipertermalak gertatu zirenean egon zenaren antzekoa izatera iritsi daitekeela uste da.

4. irudia: Gertakari hipertermalak eragiten dituzten prozesuak (goian) eta amaiera dakartenak (behean). (Ilustrazioa: Aitor Payros)

Zorionez, gertakari hipertermaletako sedimentuen azterketak erakusten du gertakaria baino lehenagoko baldintza hotzagoetara itzultzen dela klima hamarka-ehunka milaka urteren buruan.

Atmosferako CO2-a gutxitzea da aldaketa horren eragilea, honela negutegi-efektua murrizten baita (3. irudia). Batetik, badugu kontinenteetako silikatozko eta karbonatozko arroken meteorizazio kimikoa. Prozesu hauen bidez, gainera, ondo azal daitezke gertakari hipertermalen amaiera aldeko sedimentuetan dagoen karbonato-edukiaren hazkuntza. Bestetik, materia organikoaren pilaketa da ozeanoetako eta atmosferako CO2-aren murrizketa eragin dezakeen beste prozesu bat. Karbonoa da materia organikoaren ekoizle diren bizidunen oinarrizko osagaietako bat, ingurumenetik bereganatzen dutena. Bizidunek batez ere 12C hartzen dute. Itsasoetako bizidunak hiltzen direnean beraien hondakinak hondoratu eta oxidazio bidez usteldu eta deskonposatu egiten dira. Era horretara, materia organikoko 12C-ak zirkulazioan jarraitzen du karbonoaren zikloaren parte gisa. Dena den, prozesu horiek gertatzea zailagoa gertatzen da gertakari hipertermaletan. Zirkulazio ozeaniko termikoa moteldu egiten da itsaso epel homogeneotan eta ozeanoetako ura geruzatu egiten da, alegia ez da gertatzen gainazalaren eta hondoaren arteko ur-trukaketarik. Itsasoen gainazaletik hondoratzen den materia organikoaren oxidazioak hondoko uren oxigenoa ahitu eta anoxia eragiten du; gerora itsaso hondora heltzen den materia organikoa ezin izaten da usteldu eta sedimentu barnean kontserbatzen da. Honela, gertakari hipertermaletako geruzen goiko aldean dagoen materia organikoaren pilaketa gertatzen da. Gainera, aipatu prozesuen bidez materia organikoko 12C-ak ez du karbonoaren zikloan aurrera egiten, itsas hondo anoxikoetako sedimentuetan harrapatuta geratzen baita. Era horretara, bizidunek ez dute ingurumenean behar beste 12C aurkitzen eta 13C erabili beharrean gertatzen dira. 13C-tan aberastutako bizidun hauen hondakinak sedimentuetan pilatzen direnean, geruza hipertermalen goiko aldeko 13C/12C erlazio altua azaltzen da. Prozesu horiek eragindako CO2-aren murrizketak negutegi-efektuaren murrizketa eta klimaren hoztea dakartza.

Beraz, Lurra aurreko gertakari hipertermaletatik irten bada, etorkizuneko balizko baldintza hiperberoetatik irteteko gai izango dela suposa daiteke. Alegia, gure ukituak ez du planeta fisikoki suntsituko, baina negutegi-efektu bortitzak dirauen bitartean txarrera egingo dute gure biziraupen egokirako komenigarrien zaizkigun ingurumen baldintzek. Ondorioz, baliteke itsas maila altuagoak eragindako geografia berrira egokitu behar izatea; baliteke era berean koral-arrezifeen suntsipenaren eta urakan indartsuagoen eragin bateratuaz kostalde tropikaletan uholde handiak eta higadura bortitza pairatzea; halaber, lehorte luzeek eta euri-jasa gogorrek eragindako lurzoru-galeraren ondorioz nekazaritza eta elikadura-arazoak egon litezke… Are larriago, antzinako gertakari hipertermal batzuk suntsipen biologiko lazgarriak eragin zituztela jakinik, pentsa dezakegu etorkizunean beste suntsipen biologiko bat gerta litekeela. Zorionez, gizakiak muturreko klimetara (ipar poloko klima izoztutik basamortuetako klima idorretara) egokitzeko gaitasuna erakutsi du; beraz, egungo berotze globalak suntsipen biologikoa eragingo balu ere, gera gaitezke iraun lezaketen espezieen artean egoteko itxaropenarekin.

Gehiago jakiteko:

• Payros, A., Ortiz, S. (2018). “Eventos hipertermales del Paleógeno inferior en los Pirineos occidentales: modelos del futuro climático y elementos del patrimonio geológico”. Non: Badiola, A., Gomez-Olivencia, A., Pereda-Suberbiola, X. (ed.) “Registro fósil de los Pirineos occidentales: bienes de interés paleontológico y geológico” Eusko Jaurlaritzaren Argitalpen Zerbitzu Nagusia (Vitoria-Gasteiz), ISBN 978-84-457-3437-7, 53-61 or.
• Payros A. (2009). Etorkizun hiperberoa, eta zer? Iragan geologikoaren irakaspena. Ekaia 22, 157-173.

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Egileaz: Aitor Payros irakaslea da UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko Estratigrafia eta Paleontologia Sailean.
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Foto: Pixabay

Existe una prueba muy común en la investigación sobre procesos depresivos y medicamentos antidepresivos llamada el test de natación forzada. En esta prueba se suelta a un ratón del laboratorio en una cubeta con agua dos veces en días cercanos y se mide cuanto tiempo tarda en rendirse y dejar de nadar en ambas ocasiones. Se considera que una reducción de ese tiempo de un experimento al siguiente está relacionada con un mayor riesgo de síntomas depresivos, una suerte de desesperanza vital, de apatía y sentimientos negativos que se relacionaría con el riesgo de depresión en seres humanos.

Como decimos, es un test común en las investigaciones que tratan de encontrar y mejorar terapias para tratar la depresión y otras enfermedades mentales relacionadas. Se ha empleado con resultados eficaces, por ejemplo, en el desarrollo de un tipo de medicamentos antidepresivos llamados ISRS (inhibidores selectivos de la recaptación de serotonina): los ratones que recibían estos compuestos luchaban por mantenerse a flote más tiempo que los que no los tomaban.

Foto: Wikimedia Commons

¿Y si los ratones dejan de nadar por otros motivos?

Sin embargo, esta prueba está en el centro de un debate más amplio, que cuenta aquí la revista Nature, que se cuestiona si realmente sirven estos modelos animales a la hora de tratar enfermedades mentales tan complejas como la depresión.

Las dudas sobre la prueba de la natación forzada comienzan con la propia naturaleza de la prueba. Algunos críticos señalan que si el animal se rinde pronto en la segunda zambullida quizá no sea tanto por una mayor presencia de síntomas depresivos sino por mero aprendizaje: después de la primera experiencia sabe que cuando deje de nadar el investigador le sacará del agua antes de ahogarse y, por tanto, para qué invertir tanta energía. En ese caso, las diferencias entre uno y otro bañito no se deberían tanto a los efectos de tal o cual medicación sino a una posible adaptación al entorno.

Esto lleva aparejado el debate ético ya clásico sobre lo oportuno de la investigación biomédica con animales, porque si resulta que esta prueba ofrece resultados cuestionables, ¿qué necesidad hay de hacer pasar a los ratones por ella? Incluso aunque no sufran daño ni dolor (en la prueba correctamente realizada no se deja que se ahoguen), sí deben superar un momento de angustia y estrés que algunos activistas en contra de la experimentación animal, y también algunos científicos del área consideran innecesario si no se obtienen con ello datos fiables.

La depresión, una enfermedad compleja que no todos sufren igual

Pero el debate va más allá de la posible adaptación de los ratones y entra en el terreno de la propia salud mental, al plantear la cuestión de cómo crear un modelo que represente de forma adecuada y eficaz qué es realmente la depresión y cómo evoluciona, mejora o empeora. ¿Es posible y útil pretender que un modelo animal puede representar la complejidad de una enfermedad de este tipo, como lo sería un test que trata de medir su “desesperanza” o su “tendencia a los sentimientos negativos”? ¿O sería más realista fijarse en síntomas más específicos, como por ejemplo la pérdida de apetito hacia su alimento preferido, algo que a menudo padecen los pacientes con depresión?

Quizá esta segunda alternativa tendría más sentido si tenemos en cuenta que la depresión no tiene siempre el mismo aspecto en humanos y que los mismos tratamientos no funcionan para todo el mundo.

¿Cómo modelizar el componente social de la depresión?

Pero hay algo más que eso. Cada vez hay menos deudas de que la salud mental tiene un importante componente social difícil de trasladar a un modelo animal, y que tomar medidas que reduzcan la precariedad y la desigualdad a nivel colectivo tendría un impacto mayor sobre la salud mental de los individuos que poner el énfasis en la medicación y la terapia como principales soluciones como se lleva haciendo en las últimas décadas.

Esa era la principal conclusión de un informe elaborado por Dainius Pūras, psiquiatra y Relator Especial para la salud física y mental de la ONU. Según sus palabras, recogidas aquí por el periódico The Guardian, hacer frente a la discriminación y la desigualdad “sería la mejor vacuna contra la enfermedad mental, y desde luego sería mucho mejor que el uso excesivo de medicación psicotrópica que estamos viendo”.

En cualquier caso, Pūras no pide sacar de la ecuación la medicación, sino dejar de darle el papel único y central en el tratamiento de estos problemas. “La mejor forma de invertir en la salud mental de los individuos es crear un entorno de apoyo en los distintos ámbitos, tanto familiar como laboral. Después, los servicios terapéuticos pueden ser necesarios, por supuesto, pero no deberían estar basados de forma excesiva en el modelo biomédico”.

En su opinión, se ha puesto hasta ahora demasiado énfasis en curar las enfermedades mentales, como la depresión, igual que las enfermedades físicas, a través de la medicina pura, sin pensar en los factores sociales que causan o intervienen en muchas de esas enfermedades, y señala como ejemplo el recetado de antidepresivos que se ha disparado en el mundo desarrollado en los últimos 20 años.

Ante este enfoque más social de la salud mental, de nuevo el debate sobre los modelos animales para tratar la depresión quizá necesite ser reenfocado, más allá de la prueba de la natación forzada en concreto. No porque no sea necesario encontrar nuevos y mejores tratamientos químicos para la depresión y sus síntomas, así como para otras enfermedades mentales, que pueden ayudar a las personas que las padecen, sino porque parece que estas enfermedades son, por decirlo de alguna forma, especialmente humanas, con una dimensión colectiva y social difícil de trasladar a los ratones del laboratorio.

Referencias

Depression researchers rethink popular mouse swim tests – Nature

Right of everyone to the enjoyment of the highest attainable standard of physical and mental health – Organización para las Naciones Unidas

Austerity and inequality fuelling mental illness, says top UN envoy – The Guardian

Animal models of depression – Wikipedia

Sobre la autora: Rocío Pérez Benavente (@galatea128) es periodista

El artículo Por qué es tan difícil investigar la depresión en modelos animales se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Zer iruditzen zaizu zure kopia genetiko bat izatea? Hau da, zure klona. Dena den, kopia genetiko zehatza izango litzateke baina DNA nuklearrari dagokionez. Egun, jakin badakigu teoria mailan posible dela eta agian 2100. urtean egingarria izango da edo ez. Izan ere, eztabaida etikoez gain, honetan badaude oraindik menperatzen ez ditugun prozesu biologikoak.

Maiz egiten diren galderak ataleko bideoek labur eta modu entretenigarrian aurkeztu nahi dituzte, agian, noizbait egin ditugun galderak eta hauen erantzunak. Bideoak UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedrak eginak daude eta zientzia jorratzen duen Órbita Laika (@orbitalaika_tve) telebista-programan eman dira gaztelaniaz.

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Foto: Jonny McLaren / Unsplash

La fecundidad ha descendido o está descendiendo rápidamente en la mayoría de países del mundo. Como consecuencia, la población humana crece cada vez menos y es muy posible que a partir de un determinado momento llegue a disminuir. A ese cambio en la fecundidad y sus consecuencias poblacionales se denomina “transición demográfica”. Desde un punto de vista estrictamente evolutivo es un fenómeno difícil de entender porque, en principio, cuanto mayor es la cantidad de recursos de que dispone una pareja, mayor es la descendencia que puede sacar adelante. Pero las cosas no ocurren de acuerdo con ese esquema.

En Europa, la transición demográfica se inició en algunas regiones de Francia hace casi dos siglos, alrededor de 1830, pero en Normandía y Bretaña no llegó hasta casi un siglo después. En Valonia empezó alrededor de 1870, pero en Flandes lo hizo cuatro décadas más tarde. En Gran Bretaña y algunas regiones de Alemania llegó en 1880, pero en otras de este mismo país se inició en 1910 y tan tarde como en 1930 en las demás. Esas disparidades, sobre todo las que se observan en diferentes zonas de un mismo país, sugieren que en el fenómeno pueden influir factores de naturaleza cultural. De hecho, el descenso de la fecundidad suele ir ligado al acceso de las mujeres a la educación y a trabajos económica y socialmente valorados.

Un estudio realizado en una zona de Polonia en plena transición demográfica puso de manifiesto que, efectivamente, cuanto mayor es el nivel de estudios de una mujer, menor tiende a ser el número de hijos que tiene. Pero el dato más interesante de ese estudio fue que, tanto o más que del nivel de cada mujer de forma individual, la fecundidad depende del nivel de formación de las mujeres de su entorno social. O sea, las mujeres de bajo nivel educativo que se relacionan con otras de nivel alto tienden a copiar el comportamiento reproductivo de estas, generalizándose de esa forma al conjunto del entorno social.

En un principio, las mujeres con un alto nivel de formación tienden a posponer la maternidad porque pueden así dedicar más tiempo y esfuerzo a adquirir los conocimientos y capacidades que facilitan el progreso profesional y proporcionan un estatus más elevado; y el retraso de la maternidad conlleva un descenso en la fecundidad. Como esas mujeres y sus parejas suelen tener un nivel socio-económico más elevado, son imitadas por el resto de mujeres o parejas de su entorno. La imitación puede implicar el dedicar más tiempo a adquirir formación y empleos socialmente deseables; en ese caso, la fecundidad también disminuye. Pero puede ocurrir que lo que se imita sean simplemente las decisiones reproductivas. Se trata de un fenómeno bien conocido de tranmisión cultural que se basa en dos sesgos psicológicos muy poderosos, el de prestigio y el de conformidad.

En virtud del sesgo de prestigio tendemos a imitar el comportamiento de los individuos de mayor éxito. Y en virtud del de conformidad, tendemos a hacer lo que hace la mayoría del grupo al que pertenecemos. El efecto combinado de ambos sesgos provoca la transmisión rápida de normas culturales que propician el descenso de la fecundidad. Es un fenómeno que se autoalimenta y que conduce a tasas de natalidad muy bajas en periodos de tiempo relativamente breves.

En la transición demográfica seguramente actúan otros factores también, pero si se quieren revertir sus efectos más indeseados, seguramente ha de tenerse en cuenta la forma en que el nivel formativo de la población y las expectativas profesionales de las jóvenes parejas ejercen sobre las decisiones reproductivas.

Fuente: H. Colleran, G. Jasienska, I. Nenko, A. Galbarczyk y R. Mace (2014): “Community-level education accelerates the cultural evolution of fertility decline.” Proc. R. Soc. B 281: 20132732.

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 Nivel formativo y transición demográfica se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Uxue Razkin

Osasuna

Eusko Jaurlaritzak ohartarazi duenez, Araban, Bizkaian eta Gipuzkoan %44 areagotu dira sexu transmisiozko infekzio kasuak eta %25 GIBarenak. Iaz, GIBaren 169 infekzio kasu detektatu zituzten; 2017an baino 34 kasu gehiago, eta 2016an baino 11 gehiago. Gorakada hori ikusita, kontzientziazio kanpaina bat abiaraziko du Osasun Sailak. Informazio guztia Berrian.

Txinako bi lekutan tigre eltxoa ia desagerraraztea lortu dute, bakterio bat eta emeak antzutzeko teknika bat erabilita. Tigre eltxoak arriskutsuak izan daitezke hainbat birus transmiti ditzaketelako: Dengea, Chikungunya eta Zika, besteak beste. Birus horiek eragiten dituzten gaixotasunek ez dutenez txertorik, eltxoen populazioak kontrolatzea da gelditzen den aukera, Elhuyar aldizkarian azaltzen dutenez.

Biologia

Koldo Garciaren eskutik bakailaoa gertutik ezagutzeko aukera izan dugu honetan. Ternua izan da arrantzarako gune nagusiena eta Kanadak bakailaoaren arrantza debekatu bazuen ere, ez da berreskuratu bakailaoaren kopurua Ternua aldean. Horren harira, orain dela gutxi ikertzaile talde batek bakailaoaren gene-egitura aztertu du bakailaoaren kudeaketa hobetzeko eta bakailaoaren berreskurapenean laguntzeko. Ikertzaileek ondorioztatu dute Ternua aldean gertatu den bakailaoaren gehiegizko arrantzak bakailaoaren gene-egituran eragina izan duela.

Fisika

Zientzialariak hegazkinek sortzen dituzten kondentsazio-lorratzak kezkatuta daude. Ondorioztatu dutenez, lorratza horiek dira planeta bereziki berotzen dutenak, hegazkinetako erregai bera baino. Kalkulatu dute, gainera, hodei artifizialen inpaktua hiru aldiz handiagoa izango dela 2050ean. Horretaz gain, kliman ere eragina dutela uste dute, baina klima-sistema oso konplexua denez, zaila da neurtzea norainoko inpaktua sortzen duten. Informazio gehiago Juanma Gallegoren eskutik.

Matematika

Matematikak behin baino gehiagotan izan dira protagonistak Oscar sarietan. Aleka McAdamsek, adibidez, efektu bereziei buruz idatzi zuen bere tesia eta horren ondotik, Walt Disney estudioetan eman zioten lana. McAdams eta bere tesi-zuzendaria daude Frozen eta Moana bezalako filmen arrakastaren atzean. Animaziozko film onenaren Oscar saria lortu zuen Frozen filmak 2014an. Izotza eta elurra ziren protagonista eta haien diseinu egokia lortzea, ahalik eta irudi errealena ematea, nahi izan zuten zuzendari artistikoek. Eredu matematiko berri bat proposatu zuen elurraren mugimenduen simulaziorako eta hori erabili zuten filmean. Honi buruz gehiago jakiteko, irakur ezazue osorik artikulu interesgarri hau!

Emakumeak zientzian

Marie Curiek bi aldiz irabazi zuen Nobel saria: lehenengoa, Fisikako Nobel saria izan zen (1903), bere senar Pierre Curie eta Henri Becquerelekin batera erradiazioaren fenomenoa ikertzeagatik, eta, zortzi urte geroago, berak bakarrik, Kimikako Nobel saria lortu zuen, radioa eta polonioa aurkitzeagatik. 1893an Fisikako ikasketak bukatu zituen eta urtebete geroago, Matematika Zientzietan lizentziatu zen. Lehen Mundu Gerran parte hartu zuen ere. Erabilpen militarrerako lehen zentro erradiologiko mugikorrak sortu zituen berak; Petite Curie gisa ezagunak. Datu gehiago artikuluan.

Biokimika

Antibiotikoekiko erresistentziaz mintzatu da Itziar Alkorta UPV/EHUren ikastaroetan, Berrian irakur daitekeenez. Bertan, ohartarazi du botika horien erabilera demasak handitu egin duela egoera “apokaliptiko” baten arriskua. “Antibiotikoak medikuntzan sartu ahala, demasa izan dela horien erabilera. Eta, testuinguru horretan, bakterioek erresistentzia metodo berriak garatu dituzte, edota metodo horiek partekatu egin dituzte beren artean”, azaldu du elkarrizketa honetan. Egoera kezkatzekoa dela azpimarratu du: “Bakterioek jarraitzen badute multierresistentziak garatzen, antibiotikorik gabe gera gaitezke”.

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Egileaz: Uxue Razkin kazetaria da.

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Es razonable pensar que la Tierra tiene forma de pizza. Y puede ser muy complicado convencer a una persona que crea que esto es así de lo contrario. Salvo que intervengan las matemáticas y la definición de curvatura. Alberto Márquez, de la Universidad de Sevilla, lo explica.

Quizás sea el número más famoso de la historia. Lo cierto es que el número Pi, representado por la letra griega π, es una de las constantes matemáticas más importantes que existen en el mundo, estudiada por el ser humano desde hace más de 4.000 años. La fascinación que ha suscitado durante siglos es tal que el popular número cuenta con su propio día en el calendario, así el mes de marzo se celebra el Día de Pi en todo el planeta.

Este evento internacional vino de la mano del físico estadounidense Larry Shaw, quien lanzó en 1988 la propuesta de celebrar esta efeméride. La forma en la que se escribe el 14 de marzo en inglés y euskera coincide con los tres primeros dígitos de la famosa constante matemática. (3-14 martxoaren 14 en euskara / 3-14 march, 14th en inglés) y además, la celebración coincide con la fecha del nacimiento de Albert Einstein. En 2009, el congreso de EEUU declaró oficialmente el 14 de marzo como el Día Nacional de Pi.

Actualmente, el Día de Pi es una celebración mundialmente conocida que sobrepasa el ámbito de las matemáticas. Este número irracional, que determina la relación entre la longitud de una circunferencia y su diámetro, concierne a múltiples disciplinas científicas como la física, la ingeniería y la geología, y tiene aplicaciones prácticas sorprendentes en nuestro día a día.

Este 2019 nos unimos de nuevo al festejo con el evento BCAM–NAUKAS, que se desarrolló a lo largo del 13 de marzo en el Bizkaia Aretoa de UPV/EHU. BCAM-NAUKAS contó durante la mañana con talleres matemáticos para estudiantes de primaria y secundaria y durante la tarde con una serie de conferencias cortas dirigidas al público en general.

Este evento es una iniciativa del Basque Center for Applied Mathematics -BCAM, enmarcada en la celebración de su décimo aniversario, y de la Cátedra de Cultura Científica de la Universidad el País Vasco.

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

El artículo Pizza y terraplanistas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Onddo batek txitxarren portaera sexualari zelan eragiten dion izugarria da. JR Alonsok azaltzen du Sex, drugs and rock & roll, cicada style

Espazio txikietan, nanometro kubiko bateko espazioetan, argiarekin gertatzen dena oso interesgarria da. Hainbeste, ezen kontsumo baxuko dispositibo nanometrikoak eta aukera handiak martxan dauden. Javier Aizpurua (CFM &DIPC), nanofotonika aditua, berrikuspena egin du taldekideekin batera. The extreme nanophotonics of the plasmonic nanopatch

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

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La Facultad de Ciencias de Bilbao comenzó su andadura en el curso 1968/69. 50 años después la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU celebra dicho acontecimiento dando a conocer el impacto que la Facultad ha tenido en nuestra sociedad. Publicamos en el Cuaderno de Cultura Científica y en Zientzia Kaiera una serie de artículos que narran algunas de las contribuciones más significativas realizadas a lo largo de estas cinco décadas.

 

Foto: Victoria Shes / Unsplash

Que Bilbao fuera galardonada como la mejor ciudad gastronómica del mundo no sorprendería a muchos, máxime cuando ha sido elegida como la mejor ciudad europea en 2018. Y como las ciudades las hacemos los ciudadanos pues nos congratulamos por la parte que nos toca. Ciertamente es Bilbao cuna de la ‘fine cuisine’ vasca, europea y mundial, con grandes maestros de los fogones y una elevada concentración de restaurantes en la Guía Michelín.

Sin embargo, no todo en la cocina debería orientarse a la obtención de nuevos y sofisticados sabores para alegrarnos el paladar. Alimentos muy dorados, flambeados o incluso parcialmente quemados realzan su sabor y por ello se utilizan con frecuencia en las recetas más sofisticadas de los mejores restaurantes. Pero esta ganancia en sabor tiene su precio. Una gran parte de las propiedades nutritivas de los alimentos tratados de esta manera se pierden, al mismo tiempo que se generan moléculas no deseadas, a menudo tóxicas para el organismo.

Los alimentos muy cocinados (a temperaturas de 120 º C o superiores), sobre todo los que requieren contacto directo con la llama, a la brasa o cocinados sobre planchas metálicas cambian sus características químicas (organolépticas) convirtiéndose en serias amenazas para la salud. Vamos con algunos ejemplos…

Cada vez son más típicas las barbacoas entre amigos, o los asados de carne, o pescados a la plancha en nuestras mesas. Y uno podría pensar que si esto fuera acompañado de un buen arroz socarrado, formado por los granos de arroz caramelizados en el fondo de la paella, sería el acompañamiento perfecto de una comida ideal. Exquisito sabor sin duda alguna, pero con toda seguridad estaríamos introduciendo una cantidad muy elevada de moléculas perjudiciales para la salud.

Concretamente, el almidón del arroz y el de todos los alimentos ricos en este tipo de polisacárido vegetal (fécula de pata, pan simple…), está formado por unidades de glucosa enlazadas y son muy susceptibles de formar acrilamida cuando se calientan a temperaturas relativamente elevadas (120 °C o superiores). Lo mismo ocurriría con el polisacárido de reserva animal, el glucógeno, el cual también está formado por unidades de glucosa. Muchos estudios realizados con animales de laboratorio han demostrado que la acrilamida es altamente cancerígena. La acrilamida se forma al reaccionar las unidades de glucosa de los polisacáridos con el aminoácido asparragina, el cual está presente en las proteínas tanto vegetales como animales.

Sin duda alguna la manera de cocinar los alimentos tiene un impacto muy importante sobre los niveles de acrilamida que pueden generarse. Los alimentos poco cocinados (poco dorados) o sometidos a temperaturas más bajas que las indicadas anteriormente tendrán mucha menor concentración de acrilamida que los alimentos muy cocinados o sometidos a temperaturas elevadas. Dado que la acrilamida es altamente carcinogénica, los científicos no se atreven a establecer un nivel ‘tolerable’ de esta sustancia en nuestra dieta. Por otra parte, hay que tener en cuenta que los niños son más vulnerables a los efectos de la acrilamida debido a su menor peso corporal.

No obstante, a día de hoy, todos los estudios realizados sobre la toxicidad de la acrilamida se han llevado a cabo utilizando animales de laboratorio y no existen estudios epidemiológicos exhaustivos en humanos. A título simplemente orientativo la Figura 1 muestra cuatro niveles de tostado que van desde un nivel recomendable al no recomendable para el consumo. Nivel 1: recomendable; nivel 2: aceptable; nivel 3: poco recomendable; nivel 4: no recomendable.

Figura 1. Cuando cocines alimentos piensa siempre en blanco o en dorado, nunca en negro o marrón. Así se reducirá la formación de sustancias tóxicas para la salud.

Al igual que los alimentos ricos en hidratos de carbono, las carnes, los pescados y las verduras cocinadas a elevadas temperaturas también dan lugar a la formación de sustancias tóxicas para el organismo. Concretamente, la carne demasiado hecha puede contener dos tipos de sustancias químicas carcinogénicas: hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs) y aminas aromáticas heterocíclicas (AAHs). Los HAPs se generan, por ejemplo, por contacto directo de la carne o el pescado con la llama o cuando la carne o el pescado a la parrilla gotean sobre el fuego o sobre el dispositivo de calentamiento. Muchas de estas toxinas son volátiles y pueden ser transportadas por el humo acabando de nuevo sobre la carne o el pescado que nos vamos a comer, agravando así el problema. Igualmente, los alimentos ahumados pueden poseer cantidades importantes de este tipo de moléculas tóxicas.

Tanto los HAPs como las AAHs son sustancias mutagénicas, es decir, que producen cambios químicos importantes en el ácido desoxirribonucleico (ADN) de las células contribuyendo así al desarrollo de diferentes tipos de cáncer. En cuanto a los vegetales, tampoco conviene cocinarlos a temperaturas altas, ya que esto daría lugar a la formación de benzopireno, otro potente agente carcinogénico perteneciente a la familia de los HAPs. Al igual que para la acrilamida, no se pueden establecer límites de tolerancia de estos compuestos en la dieta debido a su elevado potencial carcinogénico.

Algunos consejos para reducir la formación de sustancias nocivas cuando cocinamos

1. Cocinar los alimentos en presencia de diferentes tipos de especias (albahaca, ajo, jenjibre, pimienta, tomillo, romero, salvia, orégano) o marinados en vinagre, lima, limón, vino o cerveza. Las especias se conocen desde muy antiguo. Ya en el siglo I las utilizaban griegos y romanos en sus recetas culinarias, como se describe en el tratado de botánica ‘Dioscórides’. Las especias no solo realzan el sabor de los alimentos o se suman a sus características organolépticas sino que resultan indispensables para proteger a los alimentos contra la formación de moléculas tóxicas que afectan seriamente a nuestra salud.

2. Cocinar carne magra, evitando las carnes grasas para prevenir el goteo sobre la fuente de calor.

3. Cuando cocines piensa en dorado, nunca en negro ni en marrón. Asegúrate siempre de que los alimentos no sobrepasen los límites de color por la acción del calor. Y si te pasas, siempre puedes rascar o eliminar las partes más quemadas.

Sobre el autor: Antonio Gómez Muñoz es catedrático en el Departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU.

El artículo Barbacoas, ciencia y salud se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Uxue Razkin Marie Curie gertuago dago kondairatik mundu errealetik baino. Edonon aurki ditzakegu bere bizitza txatalak; historian zehar ezagutu ditugun datuekin bertsio ezberdinak sortu ditugu eta Tangram bateko piezak izango balira bezala, denak batu eta bere mitoa sortu dugu. Oso zaila da guztiok ezagutzen dugun pertsonaz idaztea. Batzuetan hainbeste dakigu gauza baten inguruan, non ematen duen ezer ez dakigula.

1. irudia: Fisikako Nobel saria irabazi eta zortzi urtera Kimikako Nobel saria eskuratu zuen Marie Curiek.

Marie Curiek bi aldiz irabazi zuen Nobel saria erradioaktibitateari lotutako lanengatik eta modu berean, hori lortzen lehen emakumea izan zen ere. 1903an, Fisikako Nobel saria irabazi zuen bere senar Pierre Curie eta Henri Becquerelekin batera erradiazioaren fenomenoa ikertzeagatik, eta, zortzi urte geroago, berak bakarrik, Kimikako Nobel saria lortu zuen, radioa eta polonioa aurkitzeagatik.

Marie Curie (jatorriz Marie Sklodowska) Varsovian jaio zen, 1867an. Etxea izan zuen eskola; bere aita, Władysław Skłodowska, fisikako eta matematikako irakaslea zen eta bere ama, Bronisława Boguska, nesken eskola bateko zuzendaria. Hala, etxean ikasi zituen fisika eta kimika arloetako oinarrizko kontzeptuak goi-mailako ikasketak egin ahal izan zituen arte. Bere ahizpa Bronislawarekin batera, emakumeak onartzen zituen unibertsitate polako batean hasi zen ikasten. Mariek beti izan zuen amets Parisera joatea, Sorbona Unibertsitatean ikasi nahi zuen. Lortu zuen, baina sakrifizio handia eginez, jakina. Matrikula ordaintzeko dirua lortu behar zuenez, irakasle gisa aritu zen. Gainera, jada Sorbonan zegoela, kasik ez zuen jaten gehiago ikastearren eta behin baino gehiagotan klasean zorabiatu omen zen. Halere, 1893an Fisikako ikasketak bukatu zituen eta urtebete geroago, Matematika Zientzietan lizentziatu zen. Gizonezkoen munduan gailendu zen fisikaria historia idazten hasia zen.

Erradioaktibitatearen lehen urratsak

Wilhelm Roentgen eta Henri Becquerel fisikariak X izpiak eta uranioaren erradiazioak aurkitu zituzten eta Mariek bide hori jarraitzea erabaki zuen tesia egiteko: argi zeukan substantzia erradioaktiboen inguruko ikerketak abiatuko zituela. Uranioaren mea desberdinen erradioaktibitatea neurtzen ari zela ikusi zuen horietako batzuk beste batzuk baino erradioaktiboagoak zirela. Bere senar Pierre Curie liluratuta zegoen Mariek egindako aurrerapausoekin eta, hortaz, magnetismoari buruzko ikerketak alboratu eta bere emaztea laguntzea erabaki zuen. Hala, senar-emazteek erradioelementu batekin egin zuten topo, uranioa baino erradioaktiboagoa zena: Polonioa –izen hori ipini zioten Marieren jaioterriaren omenez–. Urte berean, torioaren erradioaktibitatea zehaztu zuen. Eta urtebete geroago, radioa aurkitu zuten. Aurkikuntzek ez zuten etenik.

2. irudia: Hasiera batean, Becquerelek eta Pierre Curiek baino ez zuten jaso Fisikako Nobel sariak, baina Pierrek bere emaztea sarituen artean agertzea nahi zuen.

1903an Curiek bere tesia aurkeztu zuen Sorbonan eta zientzian doktore bihurtu zen. Urte horretan, Fisikako Nobel saria jaso zuen. Hasiera batean, Becquerel eta Pierre Curie izan ziren sarituak bakarrik baina Pierrek bere emaztea sarituen artean agertzea nahi zuen. Horretarako, hainbat gutun bidali zituen eta azkenean, bere helburua lortu zuen. 1906 urteaz geroztik, Sorbonako Unibertsitateko fisika laborategiko zuzendaria izan zen Marie eta bertan aritu zen irakasle –hori lortzen lehen emakumea izan zen!–; Frantziako Akademiak, ordea, ez zuen onartu emakumea zelako. Halere, urte hura ez zen onena izan Marierentzat, bere senarra hil baitzen istripu baten ondorioz eta horrek Marieri depresioa eragin zion. Dena dela, aurrera jarraitu zuen, ez zuen beste irtenbiderik. Gauzak horrela, Sorbonako Unibertsitateko lehen emakume katedraduna bilakatu zen eta horren ondotik, 1911n, jaso zuen Kimikako Nobel saria polonioa eta radioa aurkitu eta azken hori isolatzeagatik.

Lehen Mundu Gerrak aldatu zuen Marie

Lehen Mundu Gerrak ikerketak uztera behartu zuen fisikaria. Hala, buruan zituen nozio guztiak praktikan jartzeko aukera izan zuen. Ez zuen txarto egin: milaka bizitza salbatzen lagundu zuen. Erabilpen militarrerako lehen zentro erradiologiko mugikorrak sortu zituen; Petite Curie gisa ezagunak. Horretaz gain, ospitaleetan soldaduei erradiografiak egin zizkien eta medikuen lana erraztu zuen horrela, horiei esker soldaduen gorputzetan balak aurkitzea errazagoa baitzen. Gainera, erizainei makina horiek nola erabiltzen ziren irakasten aritu zen. Bere laguntza ikaragarria izan zen baina ez soilik gerran. Izan ere, Curiek berak sortu zuen Radioaren Institutuan minbiziaren aurkako tratamenduak ikertu zituen. Bere alaba, Irene-Joliot Curie, bertan aritu zen ere, bere amaren laguntzaile gisa.

Erradioaktibitateak eman zion bere bizitzako arrakasta baina modu berean kondena izan zen harentzat. Izan ere, leuzemiaz hil zen 1934an, ziurrenik bere bizitzan zehar jasotako erradiazioarengatik.

Marie Curie ez da soilik tentuz ahoskatzen duzun izen bat, ezta kondaira baten pertsonaia bat ere. Jakina da Marie Curie biltzen duen arrakasta-geruza lodia dela baina azken batean, zientzian gauza bikainak egin zituen emakume zientzialari bat da: mitoaren azpian dagoen fisikari aparta, haren lana betierekoa izango dena.

Iturriak:

• Zientzia.eus: Marie Curie zientzian eta gizartean aitzindari eta Curie, Marie (Marie Sklodowska)
• Canal Historia: Perfiles: Marie Curie.
• Zientzia Kaiera: Ikertzaile aitzindari bat ezagutzeko erakusketa: Marie Curie.

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Egileaz: Uxue Razkin (@UxueRazkin) kazetaria da.

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Cuando se habla de los orígenes del arte, o de “Arte Prehistórico”, la primera imagen que se nos viene a la cabeza se suele parecerse mucho a una pintura: las Cuevas de Altamira por ejemplo, de 18 mil años de antigüedad, ocupan un lugar privilegiado en el imaginario colectivo. En algunos casos, habrá también quienes piensen en esculturas paleolíticas, como la Venus de Willendorf de 28 mil años de antigüedad. Es mucho menos habitual pensar en otras formas artísticas y, sin embargo, se han encontrado flautas de hueso de hace 43 mil años que sitúan a la música en los orígenes mismos del pensamiento simbólico humano en Europa.

La cifra resulta apabullante y aún así se piensa que la primera música que hicieron los humanos debe de ser todavía más antigua. Lo más probable es que los primeros músicos no fuesen flautistas, sino cantantes. Para producir melodías, los humanos comenzamos por controlar nuestra voz y luego, probablemente, añadimos algo de percusión (como palmadas, o golpes contra cualquier objeto). Pero estas voces y estas palmadas, evidentemente, no se ha conservado, así que hoy la primera evidencia que tenemos de la música son huesos perforados: huesos de buitre o de oso que, con toda probabilidad funcionaron como flautas.

Esto nos da una pista de por qué son precisamente los instrumentos de viento los más antiguos conservados. Para empezar, pueden fabricarse usando materiales rígidos, no perecederos (al contrario que las cuerdas, por ejemplo, que suelen estar hechas con tripas o pelo de animal). Pero además, son muy fáciles de construir. Para fabricar un instrumento de viento sólo se necesita viento (claro) y un tubo. El viento lo llevamos todos de serie en los pulmones y para conseguir un tubo, basta con encontrar un hueso de animal o alguna caña hueca y rígida. En realidad, la única función de este tubo es la de “contener” el aire, dando cabida a ciertas longitudes de onda, su material y forma exacta son poco cruciales. Toda la magia de los instrumentos de viento tiene lugar más allá del tubo, en uno de sus extremos: el lugar donde el aire se “excita” y comienza a vibrar.

Existen distintas maneras de poner en marcha esta vibración y cada una de ellas da lugar a un timbre característico. Por eso, la forma en que se excita el aire es el verdadero criterio que distingue a las familias de instrumentos de viento. Es muy probable que todos hayáis oído hablar de instrumentos de viento madera y viento metal. La paradoja de estas etiquetas es que poco tienen que ver con el material de que están hechos los instrumentos. Las flautas traveseras de las orquestas contemporáneas, por ejemplo, suelen estar hechas de plata u oro incluso y, sin embargo, la flauta pertenece a la familia del viento madera. Por su parte, dentro del viento metal, encontramos instrumentos tan poco dúctiles o brillantes como las caracolas o las vuvuzelas.

Steve Turre tocando un instrumento de viento metal… poco convencional.

Lo que caracteriza en realidad a los instrumentos de viento metal es que el sonido procede de la vibración de los labios del instrumentista. La presión procedente de la boca fuerza al aire a pasar por un mínimo hueco que se abre y cierra constantemente gracias a la elasticidad de los labios. Lo que viene siendo una pedorreta. O lo que sucede cuando dejamos escapar el aire de un globo mientras estiramos la goma junto a la salida: la membrana flexible lucha por recuperar su posición mientras el aire sale intermitentemente. Esa intermitencia puede ser más rápida o más lenta, según lo tensa que esté la goma. Por eso, cuanto más estiramos el globo, más agudo es el sonido resultante (mayor es la frecuencia de las oscilaciones de la presión). Del mismo modo: los trompetistas, trompistas y demás instrumentistas de viento metal, pueden modificar la tensión de sus labios para obtener distintas notas.

Dentro del viento madera, por su parte, encontramos distintas maneras de romper el aire. La flauta, por ejemplo, funciona mediante un bisel: una pieza rígida y afilada que fuerza al aire a desviarse en un sentido u otro, generando nuevamente una oscilación periódica de la presión más comúnmente conocida como sonido.

También son instrumentos de viento madera los que utilizan lengüetas para sonar. La lengüeta (o caña) es una pieza semirígida que interrumpe el paso del aire de manera intermitente gracias al principio de Bernoulli: cuando el aire fluye junto a ella, la presión disminuye y atrae a la lengüeta. Al ser esta flexible, se curva en la dirección del flujo e interrumpe su paso, la velocidad del aire disminuye y la presión vuelve a aumentar. Esto devuelve la lengüeta a su posición inicial y así el ciclo vuelve a empezar.

Existen distintos tipos de cañas y lengüetas, pero generalmente se clasifican como simples, dobles o libres, dependiendo de si se apoyan contra una superficie rígida, contra una segunda caña o si oscilan libremente obstruyendo por sí mismas el flujo del aire. Algunos instrumentos dentro de este grupo son el saxofón (lengüeta simple), la gaita (lengüeta doble) o la armónica (lengüeta libre). Los timbres, como puede verse, son enormemente diferentes pero si he de elegir uno, yo me quedo con la dulzura y la enorme versatilidad del clarinete.

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

El artículo El sonido del viento se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Koldo Garcia Pil-pilean, ajoarriero, bizkaitar erara, tortillan, piper beteak,… hamaika modu daude bakailaoa kozinatzeko. Euskal kulturaren, ekonomiaren eta historiaren osagai garrantzitsua dugu arrain hau. Ezaguna da arrantzale asko joan zirela Ternua aldera bakailaoa arrantzatzera, munduko beste arrantzale askok bezala. Izan ere, arrain hau ugaria baitzen paraje horietan. Gehiegizko arrantzak ordea ondorioak ekarri zituen eta 1970.eko hamarkadan bakailao-populazioaren jaitsiera oso nabarmena gertatu zen, eta ondorioz bakailaoaren arrantzaren debekua egin zen. Gehiegizko arrantza horrek bakailaoaren gene-egituran ere ondorioak ekarri zituen.

1. irudia: Amaren bakailaoa, pil-pilean. (Argazkia: Koldo Garcia)

Bakailaoa (Gadus morhua) Ozeano Atlantikoaren iparraldean bizi da. Arrantzarako bi gune nagusi izan ditu: Ipar-mendebaldea, Ternua inguruan (Kanada eta Groenlandia); eta ipar-ekialdea, Svalbard inguruan (Norvegia). Lehenbizikoak 1970.eko hamarkadan bakailao-populazioaren kolapsoa izan zuen eta jada ez dago ia arrantzarik; azkenekoak osasun ona du eta arrantza-gune nagusia da orain. Ternuan gertatutako kolapsoa azaldu izan da gehiegizko arrantzaren eta klima-aldaketaren ondorio bezala. Bakailaoaren ugaritasunaren gainbeheraz gain ipar-mendebaldeko bakailaoak ere tamainan eta heldutasun-adinean gainbehera izan du, arrantzaren menpeko hautespenaren ondorioz. Kolapsoa gertatu ostean Kanadak bakailaoaren arrantza debekatu bazuen ere, ez da berreskuratu bakailaoaren kopurua Ternua aldean. Orain dela gutxi ikertzaile talde batek bakailaoaren gene-egitura aztertu du bakailaoaren kudeaketa hobetzeko eta bakailaoaren berreskurapenean laguntzeko.

Ternuako bakailaoaren gene-egitura ezagutzeko aztertu dituzte bostehun bakailao baino gehiago. Bakailao horiek 2001 eta 2015 urteen artean jaso ziren ipar-mendebaldeko Atlantikoko hamazortzi tokitan: hamahiru Ternua eta Labrador penintsularen inguruetan; hiru Kanadako hegoaldean; eta bana Gilbert badian eta San Laurendi golkoaren hegoaldean. Azterketa egiteko bakailao horien ia zazpi mila gene-aldaera erabili dituzte, mota honetako azterketak egiteko informazio gehien ematen dituzten gene-aldaerak hain zuzen ere.

2. irudia: Gehiegizko arrantzak eragin zuen bakailaoaren populazioaren gainbehera ikaragarria Ternuan. (Argazkia: kazuphotos – Pixabay lizentzia. Iturria: pixabay.com)

Ikertzaileek ikusi zuten bakailaoak hiru taldetan banatzen zirela. Banaketa horren oinarria da lehenengo kromosoman gertatu den berrantolaketa bat; eta bakailaoak kromosoma bakoitzaren bi kopia dituenez, konbinaketa ezberdinetatik defini daitezke hiru taldeak:

• talde bat osatzen zuten berrantolaketarik ez duten bi kopien eramaileek;
• beste talde bat berrantolaketa duten bi kopien eramaileek;
• eta hirugarren taldea heterozigotoak ziren, hau da, lehenengo kromosomaren kopia batean berrantolaketa zuten eta bestean ez.

Aurretik ezaguna zen kromosoma-berrantolaketa hau ekialdeko Atlantikoko bakailaoetan. Kromosoma-berrantolaketa horretan alboan dauden bi genoma-eskualde atzekoz aurrera agertzen dira, kromosomaren egitura aldatuz. Berrantolaketa horrek eragin du bertan kokatzen diren geneak supergene bakar bat bailiran bezala heredatzea eta eragina izatea bakailao-populazioaren egituran, zailagoa baita gurutzatzea berrantolaketa duten bakailaoak eta ez dutenak. Izan ere, uste da kromosoma-berrantolaketa hori ekialdeko Atlantikoko bakailaoetan gertatu zela orain dela 1,6 eta bi milioi urte artean eta eragin zuela ipar-mendebaldeko bakailaoan aldakortasuna emendatzea.

Aurretik ezaguna zen ere kromosoma-berrantolaketa horrek lotura zuela bakailaoaren migratzeko gaitasunarekin eta ikerketa honetan berretsi dute lotura hori. Oro har, berrantolaketa ez duten bakailaoak ez dira migratzaileak, kostaldekoak dira; berrantolaketa dutenek, aldiz, joera handiagoa dute migratzeko. Kromosoma-berrantolaketa gertatu den eskualdean kokatzen dira igeri-maskuriarekin eta muskuluen errendimenduarekin lotutako geneak; eta iradoki da horrek migrazioak egiteko gaitasunean eragina izan duela. Ideia honen alde, azken lan honetan ikusi dute hautespenak modu ezberdinean jokatu duela berrantolaketa izatearen arabera: migrazioa hobetzen duten gene-aldaeren aldeko hautespen naturala gertatu da kromosoma-berrantolaketa duten bakailaoetan.

3. irudia: irudia: Bakailaoaren gene-egituraren aldaketak Ternuako ekosisteman eragina izan dezake (Argazkia: jzabloski – Pixabay lizentzia. Iturria: pixabay.com)

Baita ere, gene-datuetan oinarrituta eta simulazioak erabilita, aztertu dute talde bakoitzaren kopuruaren bilakaera. 1860. urtean talde bakoitzak antzeko tamaina bazuen ere, kromosoma-berrantolaketarik ez zuen taldean eta heterozigotoak ziren taldean populazioa nabarmen hazi zen 1970. urtera arte, hau da, populazio oso emankorrak izan ziren. Kromosoma-berrantolaketa zuen taldean, ordea, ez zen halakorik ikusi, populazioaren jaitsiera txiki bat baizik. 1970. urtetik aurrera hiru taldeetan populazioaren kopuruak nabarmen behera egin zuen eta horrek eragin du orain talde bakoitzaren kopurua ezberdina izatea: kromosoma-berrantolaketa duen taldea oso urria da eta talderik handiena kromosoma-berrantolaketarik ez duena da. Gainera, tokian toki, ikusi da talde bakoitzaren proportzioa aldatu dela eta horrek iradoki dezake hautespenaren intentsitatea, edo arrantzaren eragina, lekuaren araberakoa izan dela.

Egileen ustez argi dago gehiegizko arrantzak batez ere kromosoma-berrantolaketa duen populazioan eragina izan duela, hau da, migrazioak egiten dituzten bakailaoetan. Egileen aburuz, populazio mota ezberdinen proportzio aldaketak eragin du kostako ekosistemaren berrantolaketa eta, gehiegizko arrantzak jarraituko balu, migratzen duen bakailao-taldea guztiz desagertuko litzateke. Ondorioz, bakailaoaren bioaniztasuna, banaketa eta iraunkortasuna aldatuko litzateke eta horrek aldaketak sortuko lituzke ipar-mendebaldeko Atlantikoko ekosistemen funtzioan eta osaketan. Hortaz, bakailaoaren kudeaketa egiterako orduan aholkatzen dute genoma-egitura kontutan hartzea, bioaniztasuna mantentzeko eta, horrela, etorkizunean bakailaoaren populazioaren beste kolapso bat ekidin.

Laburbilduz, badirudi Ternua aldean gertatu den bakailaoaren gehiegizko arrantzak bakailaoaren gene-egituran eragina izan duela eta, horrek, Ternuako ekosisteman eragina izan dezakeela. Horrela, uda honetan egingo diren bakailao-lehiaketa batean parte hartzen baduzu edo kuxkuxeatzen baldin bazaude, zure kideei eta lehiakideei azal ahal diezu nola gure zaletasun horrek bakailaoaren gene-egitura aldatu duen.

Erreferentzia bibliografikoa:

Kess et al. (2019). A migration-associated supergene reveals loss of biocomplexity in Atlantic cod. Science Advances, 5(6), eaav2461. DOI: 10.1126/sciadv.aav2461

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Egileaz: Koldo Garcia (@koldotxu) Biodonostia OIIko ikertzailea da. Biologian lizentziatua eta genetikan doktorea da eta Edonola gunean genetika eta genomika jorratzen ditu.
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Esa fuerza interior se transmite de forma brillante hacia fuera en las dos fachadas, especialmente en la que da a la calle Kaisaniemenkatu. Una trama de pequeñas ventanas cuadradas dan una luz muy tamizada interrumpida por unos grandes ventanales de formas parabólicas por la que se introduce la luz hacia el espacio central.

Alberto Corral

La biblioteca de la Universidad de Helsinki es la biblioteca universitaria multidisciplinaria más grande de Finlandia. Funciona como un instituto independiente e incluye la Biblioteca Central –llamada Kaisa-talo, es decir, casa Kaisa en finés– y las bibliotecas de los campus de Kumpula, de Meilahti y de Viikki.

Fachada principal (este) de Kaisa-talo. Fotografía: Inés Macho Stadler.

Kaisa-talo reúne las colecciones de libros y documentos de las facultades de arte, derecho, teología y ciencias sociales de la Universidad de Helsinki; está situada en el centro del campus. El solar que alberga esta biblioteca estaba antes ocupado por un centro comercial –construido en dos fases en 1973 y 1984 y posteriormente demolido– que era poco respetuoso con el paisaje urbano debido a su fachada de cemento. Los niveles subterráneos, antes ocupados por los aparcamientos, han sido conservados y forman parte de la biblioteca como zona de mantenimiento y almacenaje.

La firma de arquitectos Anttinen Oiva de Helsinki se presentó en 2007 a un concurso para diseñar el nuevo edificio que iba a alojar la biblioteca central de la universidad de esta ciudad, y lo ganó. En 2011 la propuesta de Anttinen Oiva comenzó a construirse como parte de La Capital de Diseño Mundial, un proyecto de promoción de ciudades patrocinado por el Consejo Internacional de Sociedades de Diseño Industrial (International Council of Societies of Industrial Design, World Design Organization) en el que la ciudad elegida – en el año 2012 fue Helsinki– tiene la oportunidad mostrar sus logros de innovación en diseño y sus estrategias urbanas. Kaisa-talo fue inaugurada el 3 de septiembre de 2012.

Fachada oeste de Kaisa-talo. Fotografía: Inés Macho Stadler

El exterior del edificio es de ladrillo rojo –caracteriza el modernismo finlandés– y respeta la altura de los edificios colindantes, lo que le ayuda a integrarse en su entorno. Situado en una cuesta, Kaisa-talo tiene forma de L y siete pisos. Su entrada principal está en el lado este, dos pisos por encima de los accesos a las tiendas situadas en la fachada opuesta. La fachada este posee un arco catenario que ocupa cuatro pisos y otro similar invertido aparece en la fachada oeste. Las paredes exteriores albergan grandes ventanales curvos y también numerosas ventanas pequeñas y cuadradas que forman una retícula uniforme que contrasta con la zona curvilínea.

Small Worlds (2012). Imagen: Wikimedia Commons.

Ya en el interior del edificio, en el hall de entrada se sitúa un mural de 18 metros, donado por el Consejo de Arte del Estado: Small Worlds realizado por las artistas Terhi Ekebom y Jenni Rope. Esos Pequeños mundos, algunos de ellos enlazados mediantes estrechos caminos, quizás aludan a los muchos espacios interconectados en la biblioteca.

Una impresionante escalera en forma de espiral comunica los pisos principales de la biblioteca, exceptuando el centro logístico y las instalaciones de mantenimiento bajo tierra a los que se accede fundamentalmente por ascensor.

Escalera interior en forma de espiral. Fotografía: Inés Macho Stadler

En la entrada principal, se observan dos grandes vacíos: unos en forma de elipse –que van disminuyendo su tamaño al subir de piso en piso– y otros en forma de parábola e hipérbola –que van aumentando a medida que se sube en el edificio–. Ambos proporcionan luz natural además de comunicar las diferentes alturas del edificio.

Vacío interior en forma de elipse. Fotografía: Inés Macho Stadler

En las referencias pueden verse numerosas fotografías en las que se aprecian los detalles descritos anteriormente. El siguiente video del arquitecto Alberto Corral realiza un buen recorrido por el interior del edificio.

Nota: Un especial agradecimiento a mi hermana Inés por hablarme de Kaisa-talo y cederme las fotografías utilizadas en esta anotación.

Referencias

• Sinikara, K. & Lukkari, A-M., A case study on a post-occupancy evaluation of the new Helsinki University Main Library en Post-Occupancy Evaluation of Library Buildings, Latimer, K. & Sommer, D. (eds.). IFLA Publications Series 169 (2015) 175-191

• Alberto Corral, Kaisa-talo, un edificio único en Helsinki, Blog, 23 febrero 2014

• Mara Corradi, Anttinen Oiva y la Helsinki University Main Library (Kaisa house), Floornature, 29 julio 2015

• Amy Frearson, Curving voids pierce the floors of Anttinen Oiva Architects’ Helsinki library, DeZeen, 13 noviembre 2014

• Manuela Londoño Laserna y Juliana Marroquín DeCastro, Biblioteca Universidad de Helsinki. Sede Centro, Unidad taller de Cartagena, 2013

• Imágenes para prensa, Universidad de Helsinki

• Kaisa-talo, Wikipedia (consultado el 14 julio 2019)

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 Kaisa-talo, geometría en la biblioteca se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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3. Quad: pura geometría

Juanma Gallego Hegazkinek sortzen dituzten kondentsazio-lorratzak kezka iturri izan daitezke, baina ez konspirazioari lotutako teoriek esaten dutenagatik. Zientzialariek ondorioztatu dutenez, abiazioari dagokionez, zeruan sortzen diren lorratzak dira planeta bereziki berotzen dutenak, hegazkinetako erregai bera baino. Kalkulatu dute, gainera, hodei artifizialen inpaktua hiru aldiz handiagoa izango dela 2050ean.

The Cloudspotter’a Guide liburuan, CAS Hodeiak Estimatzeko Elkarteko presidente Gavin Pretor-Pinneyk “hodeien familiako sasikume” berritzat hartzen ditu kondentsazio-lorratzak. “Gaur egun, agian hobe da mugatzea esatera haien ez direla sortuak izan haien anai-arrebak sortuak izan diren modu berean”, gaineratzen du, iseka puntu batekin. Egileak argitzen duenez, bi hodei mota horien artean dagoen desberdintasun bakarra da, hain zuzen, batzuk modu naturalean sortzen direla, eta besteak giza jardunaren ondorio direla.

1. irudia: Denbora askoan ez da kontuan hartu kondentsazio-lorratzen eragina klima aldaketan, baina orain ikerketa batek azaleratu du eragin esanguratsua izan dezaketela. (Argazkia: William Hook/Unplash)

Hegazkin komertzialek eragiten dituzten lorratz horiek 8.000-12.000 metroko altueran sortu ohi dira; horixe baita, hain zuzen, hegazkin gehienen gurutzaldi-abiadurarako altituderik hoberena. Baina bertan dagoen tenperatura oso baxua da, 30-60 gradu zero azpitik, eta hegazkinen motorretatik ateratzen diren gas heze eta beroak atmosferan dagoen aire hotzarekin nahastean ur-tanta txikiak eragin daitezke, modu horretan izotz-kristal txikiak sortzen direlarik. Kristalen eraketa horretan motorretik ateratzen diren partikulak ere lagungarri dira, horien inguruan biltzen baita hezetasuna. Alabaina, ez dira beti lorratzak sortzen: airean hoztasun eta hezetasun nahikoa egon ezean, kristal horiek ia berehala sublimatzen dira. Horregatik, eguraldia iragartzen trebezia nahikoa dutenentzat, zeruan marraztutako marra horiek troposferaren goiko aldearen tenperaturaren adierazle izan daitezke.

Eguraldian ez ezik, hodei artifizial horiek kliman ere eragina dutela uste dute zientzialariek, baina klima-sistema hain konplexua denez, askotan zaila izan da neurtzea norainoko inpaktua duten. Batetik, lorratz hauek eta bestelako partikulek iluntze efektu bat sortzen dutela proposatu da behin baino gehiagotan, eguzkiaren energiaren zati bat islatzen dutelako. Hau da, planeta berotu beharrean, planeta hozten lagunduko lukete. Efektu bera dute ere hodei gehienek, baina hodei artifizialen kasuan efektua kontrakoa dela uste dute zientzialariek, haien tamainagatik eta dauden altitudeagatik energia kopuru bat igarotzen uzten dutelako; baina, aldi berean, bertan dauden izotz kristalek energia kopuru bat ere metatzen dutelako.

Orain, aurrenekoz, ikerketa batek zehaztu du lorratz horiek klima aldaketan daukaten eragina, mundu mailan. DLR Alemaniako Zentro Aeroespazialeko bi ikertzailek egin dute kalkulua. Gaur egungo egoera kontuan hartzeaz gain (berez, 2006. urtea hartu dute erreferentzia modura), eta klimatologian egin ohi den moduan, 2050. urterako aurreikuspenak ere egin dituzte. EGU Europako Geozientzien Batasuna elkarteak argitaratzen duen Atmospheric Chemistry and Physics aldizkarian zabaldu dituzte emaitzak.

2. irudia: Mapetan azaltzen da hegazkinetako lorratzek sortzen duten beroketa, metro koadroko miliwattetan neurtuta. 2006ko datuak (a), eta 2050erako aurreikuspenak (b). Erakusten dira ere berotegi efektuak eragindako berotze erantsia (c), eta motorren efizientzian aurreikusitako hobespenak (d). (Grafika: EGU)

Egileek proposatu dute beroketa globalean orain arte behar bezala kontuan hartu ez den eragina badutela hodei artifizial hauek. Bi dira atera dituzten ondorio nagusiak. Batetik, ikusi dute kondentsazio lorratzen bitartez kliman sortzen den eragina hegazkinetan erabilitako erregai fosilen errekuntzagatik sortzen dena baino handiagoa dela. Bestetik, egin dituzten kalkuluen arabera, hodei artifizial horien eragina hiru aldiz handiagoa izango da 2050ean. Zehaztu dutenez, hodei artifizialen eragina abiazioaren hasieratik egindako CO2 isuriak baino zertxobait handiagoa izan da. Kalkulatu dutenez, hegazkinen inpaktua 2006an metro koadroko 49 miliwattekoa izan zen, baina 2050ean eragin hori 159 mW/m2 izango dela aurreikusi dute. Izan ere, eta Europako Batzordeak egin dituen aurreikuspenak kontuan hartuta, aireko zirkulazioa 3-7 aldiz handiagoa izango da data horren bueltan. Hemendik 30 urtera bitarteko egoera kalkulatzeko, egileek azaldu dute haien ikerketan ere kontuan hartu dutela hegazkintzaren industriak motorretan hobekuntzak garatuko dituela.

Argitu dute abiazioak erradiazio bidezko indartze antropogenikoaren %5 sortzen duela, hau da, planetak jasotzen duen erradiazioak eta giza jardueraren ondorioz espaziora bueltatzen den erradiazioaren arteko aldean eragina baduela.

Munduaren tokiaren arabera, ezberdina da hodei artifizial hauen presentzia. Hala, aurretik egindako ikerketa batek zehaztu zuen batez bestean zeruen %0,61 okupatzen dutela hodei artifizial hauek, baina kopurua handitzen da noski populazio gehien duten guneetara hurbildu ahala. Modu horretan, Europan %2 da batez bestekoa, baina kontinente zaharreko erdigunean zein Ameriketako Estatu Batuetako hainbat eremutan portzentajea %10era iristen da.

Toki hauetan ez ezik, eta gaur egun ekonomiari lotuta egiten diren aurreikuspenak kontuan izanda, egileek ondorioztatu dute datozen urteetan bereziki Asiaren ekialdean eta hegoaldean handituko dela lorratzek sorraraziko erradiazio bidezko indartzea.

Erreferentzia bibliografikoa:

Bockand, Lisa; Burkhardt, Ulrike (2019). Contrail cirrus radiative forcing for future air traffic. Atmospheric Chemistry and Physics, 19, 8163-8174. DOI: https://doi.org/10.5194/acp-19-8163-2019

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

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Fuente: Wikimedia Commons.

En 1895, Wilhelm Konrad Röntgen hizo un descubrimiento que lo sorprendió primero a él y luego a todo el mundo. Al igual que el efecto fotoeléctrico, no encajaba con las ideas aceptadas sobre las ondas electromagnéticas y, finalmente, también requirió la introducción de los cuantos para una explicación completa. Las consecuencias del descubrimiento de los rayos X para la física atómica, la medicina y la tecnología fueron enormes.

El 8 de noviembre de 1895, Rontgen estaba experimentando con los nuevos rayos catódicos, al igual que muchos físicos de todo el mundo. Según un biógrafo [*]:

. . . había cubierto el tubo de cristal en forma de pera [un tubo de Crookes] con trozos de cartón negro, y había oscurecido la habitación para probar la opacidad de la cubierta de papel negro. De repente, a aproximadamente un metro del tubo, vio una débil luz que brillaba en un pequeño banco que sabía que estaba cerca. Muy emocionado, Rontgen encendió una cerilla y, para su sorpresa, descubrió que la fuente de la misteriosa luz era una pequeña pantalla de platino-cianuro de bario depositada en el banco.

El platino-cianuro de bario, un mineral, es uno de los muchos productos químicos que se sabe que producen fluorescencia (emiten luz visible cuando se ilumina con luz ultravioleta). Pero no había ninguna fuente de luz ultravioleta en el experimento de Röntgen. Se sabía además que los rayos catódicos viajan solo unos pocos centímetros en el aire. Por lo tanto, ni la luz ultravioleta ni los propios rayos catódicos podrían haber causado la fluorescencia. Röntgen dedujo que la fluorescencia involucraba la presencia de rayos de un nuevo tipo. Los llamó rayos X, ya que los rayos eran de naturaleza desconocida.

En una intensa serie de experimentos sistemáticos durante las siguientes 7 semanas Röntgen determinó las propiedades de esta nueva radiación. Informó de sus resultados el 28 de diciembre de 1895 en un artículo cuyo título (traducido) es «Sobre un nuevo tipo de rayos». El artículo de Röntgen describía casi todas las propiedades de los rayos X que se conocen.

Hand mit Ringen (mano con anillos). Impresión de la primera radiografía médica tomada por Wilhelm Röntgen usando rayos X. Corresponde a la mano de su mujer y fue tomada el 22 de diciembre de 1895. Röntgen se la regaló a Ludwig Zehnder del Physik Institut de la Freiburg Universität el 1 de enero de 1896.

Röntgen describió el método para producir los rayos y probó que se originan en la pared de vidrio del tubo, donde los rayos catódicos lo golpean. Demostró que los rayos X viajan en línea recta desde su lugar de origen y que oscurecen una placa fotográfica. Informó detalladamente de la capacidad variable de los rayos X para penetrar en diversas sustancias como el papel, la madera, el aluminio, el platino y el plomo. Su poder de penetración era mayor en los materiales “ligeros” (papel, madera, carne) que en los materiales “densos” (platino, plomo, hueso). Describió y exhibió fotografías que mostraban «las sombras de los huesos de la mano, de un conjunto de pesas dentro de una pequeña caja, y de un pedazo de metal cuya inhomogeneidad se hace evidente con los rayos X.» Dio una descripción clara de las sombras proyectadas por los huesos de la mano sobre la pantalla fluorescente. Röntgen también informó que los rayos X no se desviaban por la presencia de un campo magnético. Tampoco constató reflexión, refracción o interferencia usando aparatos ópticos ordinarios.

Experimentando con rayos X. Fuente: William J. Morton & Edwin W. Hammer (1896) «The X-ray, or Photography of the Invisible and its value in Surgery», American Technical Book Co., New York, fig. 54 / Wikimedia Commons

J.J. Thomson descubrió una de las propiedades más importantes de los rayos X uno o dos meses después de que los rayos se diesen a conocer. Encontró que cuando los rayos pasan a través de un gas, lo convierten en un conductor de electricidad. Thomson atribuyó este efecto a «una especie de electrólisis, la molécula se divide o casi se divide por los rayos de Röntgen». Hoy sabemos que los rayos X, al pasar a través del gas, liberan electrones de algunos de los átomos o moléculas del gas. Los átomos o moléculas que pierden estos electrones se cargan positivamente. Siguiendo con el símil electrolítico a estas moléculas cargadas se las llamó iones porque se parecen a los iones positivos de la electrólisis, y de ahí que se diga que el gas está “ionizado”. Además, los electrones liberados pueden unirse a átomos o moléculas previamente neutros, cargándolos negativamente.

Röntgen y Thomson descubrieron, independientemente que los cuerpos electrificados pierden sus cargas cuando el aire a su alrededor se ionizado por los rayos X. (Ahora es fácil ver por qué: el cuerpo electrificado atrae iones de la carga opuesta presentes en el aire ionizado). La velocidad de descarga depende de la intensidad de los rayos (ya que de ella depende la cantidad de ionización). Por lo tanto, esta propiedad se usó, y se sigue usando, como un medio cuantitativo conveniente para medir la intensidad de un haz de rayos X. Este descubrimiento implicaba, pues, que se podían realizar mediciones cuantitativas cuidadosas de las propiedades y efectos de los rayos X.

Nota:

* Hay varias versiones del descubrimiento. Incluso existe una de consenso que no es más válida que la que ofrecemos. Lo cierto es que la única persona presente era Röntgen, él no lo contó a nadie que tomase notas de ello de forma fidedigna y fiable y dejó dicho que sus notas de laboratorio, que podrían haber arrojado algo de luz [nótese el ingeniosísimo juego de palabras], se destruyesen a su muerte. La cuestión es que los elementos fundamentales de todas las narraciones (tubo de Crookes, cartón negro y pantalla de platino-cianuro de bario) están presentes.

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

El artículo El descubrimiento de los rayos X se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. La luz se propaga en línea recta pero los rayos de luz no existen
2. Rayos X y gamma
3. El tubo de rayos catódicos, auge y caída de una pieza clave del siglo XX

Javier Duoandikoetxea Asko izan dira gure fakultatean matematikari egin direnak haren 50 urteko ibilbidean. Nik dakidala, inork ez du Oscar sari bat irabazi… orain arte. Harrigarria badirudi ere, hori gerta daiteke, eta ez aktore ospetsu bihurtuta, matematika erabilita baizik.

Star Wars, Karibeko piratak, Toy Story, Frozen eta beste film asko ikusita, sumatzen dugu ordenagailuak zeregin handia izan duela haien atzean dagoen lan teknikoan. Zer ote da, baina, ordenagailuaren lana? Baten batek eman behar dizkio aginduak…

Elurra, ura, ilea, haizea eta abar

Aleka McAdamsek 2011n aurkeztu zuen tesia UCLAn, Joseph Teran irakaslearen zuzendaritzapean. Matematika aplikatuko tesia zen eta izenburuan efektu berezietako erabilera aipatzen zuen (applications to physical simulation in visual effects). Walt Disney estudioetan eman zioten lana. Alexey Stomakhinek urte bi geroago amaitu zuen bere tesia, zuzendari berarekin lan eginda, eta hura ere Walt Disneyra joan zen lanera. Hirurak, Teran, McAdams eta Stomakhin, agertzen dira Frozen eta Moana filmen arrakastaren atzean, beste zenbait lankiderekin batera, haietariko batzuk UCLAko ikasleak.

1. irudia: Stomakhin, Teran eta UCLAko beste ikasle bi, Frozen filmaren amaiera ospatzen. (Argazkia: UCLA Newsroom)

Animaziozko film onenaren Oscar saria lortu zuen Frozen filmak 2014an. Izotza eta elurra ziren protagonista eta haien diseinu egokia lortzea, ahalik eta irudi errealena ematea, nahi izan zuten zuzendari artistikoek. Teranen taldeak, Stomakhin barne zela, eredu matematiko berri bat proposatu zuen elurraren mugimenduen simulaziorako eta hortik sortu zen programa erabili zuten filmean. McAdamsen lantaldeak beste eginkizun bat izan zuen film berean: haizearen eragina jantzietan eta ilean simulatu zuten.

2. irudia: Aleka McAdams Frozen filmak irabazitako Oscarrarekin. (Argazkia: TigerBands)

Moana filma (Vaiana, hemengo aretoetan) Polinesiako itsasoetan kokatzen da. Urari protagonismo berezia eman nahi izan zioten, filmeko beste pertsonaia bat bailitzan. Zaila da uraren simulazioa egitea, masa osoaren mugimenduaz gain, olatuen talkak eta baita zipriztinak ere erakutsi behar baitira, itxura erreala lortzeko. Ordurako beste film batzuetan ere agertu zen uraren mugimendua, baina hobetu nahi izan zuten. Stomakhinek garatu zuen simulazio berriaren kodea, talde baten barruan, eta bertan zen berriro Teran irakaslea ere. McAdamsek ere hartu zuen parte filmean, oraingoan ilearen simulazio berri bat proposatu zuen taldean.

Joseph Teranen tesi-zuzendaria Stanford Unibertsitateko Ronald Fedkiw izan zen, entzutetsua eta saritua zinemarako egin duen lanagatik. Fedkiwren zuzendaria izan zena, berriz, ospe handiko matematikaria da: Stanley Osher, UCLAko irakaslea. Besteak beste, matematika arloko sari garrantzitsu bat eman zioten Osher jaunari 2014n, Gauss saria. Berak sortu zuen, James Sethianekin batera, maila-multzoen metodoa (level-set method) gainazalen irudikapenerako eta horrekin gainazalen mugimendua, nahastea edo bateratzea deskribatzeko tresna bat. Fedkiwk tresna matematikoa zena zinearen teknologiara egokitu zuen eta hainbat filmetan erabili da.

Sci-Tech (Oscar) sariak

Zinemako Arte eta Zientzien Akademiak ematen ditu Oscar sariak mundu guztian ikus daitekeen zeremonia arranditsu batean. Askok ez dute jakingo, ordea, glamour gutxiagoko beste zeremonia batean Sci-Tech sariak banatzen dituela. Horien bidez Akademiak ohoratzen ditu “gizon, emakume eta enpresak, zeinen aurkikuntza eta berrikuntzek modu garrantzitsu eta iraunkorrean lagundu baitioten zinemari”. Ohiko da matematikariak, fisikariak eta informatikariak saritzea. Aurtengo adibidea aipatzearren, 2019ko Zientzia eta Ingeniaritza alorreko saridunen artean Edwin Catmull, Tony DeRose eta Jos Stam izan dira, hiru dimentsioko geometriaren eredu digitaletarako gainazalen zatitze-metodoa sortu eta garatzeagatik. Irudi poligonal edo poliedriko batetik abiatuta, forma leunak lortzen dituzte iterazio bidez.

3. irudia: Jos Stam, Edwin Catmull eta Tony DeRose saria jasotzen. (Argazkia: Todd Wawrychuk / ©A.M.P.A.S)

Edwin Catmull aitzindaria izan zen animazioa ordenagailuz egiten, 1970eko hamarkadan hasi baitzen, informatika eta fisikako ikasketak amaitu berritan. Laster kontratatu zuen George Lucas zinegile ospetsuak bere enpresetan lan egiteko, zinemaren industrian konputazioa sartzearen beharraz konbentzituta. Catmullek ekarpen tekniko asko egin ditu eta, gainera, Pixar eta Walt Disney Animation Studios enpresen presidentea izan da. Bost bider irabazi ditu Zinemako Akademiaren sariak, haietako bat Gordon E. Sawyer sari berezia (2009).

Tony DeRose Pixar enpresaren ikerketa taldeko burua izan da denbora luzez, unibertsitateko irakasle izan eta gero. Gazteen artean matematika, fisika eta ingeniaritza bultzatzeko Pixar in a box programa abiatu zuen Pixar eta Khan Academy elkartuta. Bertan bideo laburren bidez azaltzen da Pixarren animazio lana (bideo-sorta honetan, adibidez, aipatu dugun zatitze-metodo saritua).

Jos Stam, holandarra jaiotzez, Suitzan hazi zen eta informatika eta matematika ikasi zituen Genevan. Gero Toronton egin zuen tesia informatikan eta fenomeno fisikoen animazioan hasi zen lanean. Fluidoen simulazioan arrakasta handiko Maya Fluid Effects programaren sortzaileetako bat da. Bere lana aurkezteko hala dio: “nire ikerketan atsegin dut konbinatzea artea, matematika, zientzia, ordenagailuak eta beste zenbait gauza exotiko”.

4. irudia: Jos Stam, konputazio grafikoan aditua, zenbait ekuazio matematikoren aurrean. (Argazkia: Azam Khan / Wikipedia – CC BY 3.0 lizentziapean)

Aurtengo hiru hauen moduan, hainbat zientzialari agertzen dira beste urte batzuetako sarituen artean.

Kirurgia birtuala

Josep Teranek zinemarako lan egiteaz gain, badu beste ikerketa-ildo interesgarri bat: kirurgia birtuala. Ez du berak sortu, lehenago ere egiten zen, baina bereziki interesatzen zaion alor bat da. Medikuak ordenagailuan egiten du ebakuntza, trebatzeko edo ondorioak probatzeko, eta ez du gorpurik behar. “Pazientea” hiltzen bazaio, berriro has daiteke ebakuntza egiten.

Garrantzitsua da horretarako ordenagailuen kalkuluak denbora errealean egitea, esan nahi baita, medikuaren mugimendu bakoitzaren erantzuna berehala agertu behar da pantailan, benetako ebakuntza bat simulatuz. Horrek esan nahi du atzean dauden ekuazio matematikoak ebazteko denbora oso txikia izan behar dela. Esandako horrek zinemarako ere balio du, komenigarria baita talde artistikoarentzat irudien segida jarraitua ikustea. Hortaz, segundoko 30 fotograma hartzeko, beste horrenbeste bider ebatzi beharko dira ekuazioak, aldi bakoitzean lortutako datuetatik abiatuz hurrengoen kalkulua.

Azken hitzak McAdams, Osher eta Teranen artikulu batetik (2010) hartuko ditugu:

“konputazio zientziaren teknikak duela gutxi bihurtu dira praktikoak zineman eskala handian, beraz, oraindik ez dakigu zein izango den haien eraginkortasuna eta tokia zinemagintzan. Ahaleginak egingo dira hurrengo urteetan erabat ulertzeko matematika aplikatuaren gaitasuna industrian, eta hori bakarrik egin dezakete matematikan, konputazio zientzian eta fisikan oinarri sendoa duten ikertzaileek”.

Gehiago jakiteko:

• McAdams, S. Osher eta J. Teran, (201). Crashing waves, awesome explosions, turbulent smoke, and beyond: applied mathematics and scientific computing in the visual effects industry, Notices of the American Matematical Society 57(5).
• Khan Academyren Pixar in a box: Pixarreko langileek zer egiten duten azaltzen dute bideo laburretan, erabiltzen dituzten teknika matematikoak barne.
• Tony DeRose: The math behind the movies, TedEd hitzaldia; eta artikulu bat.
• Jos Stam: elkarrizketa bat.
• Joseph Teran eta Ronald Fedkiw irakasleen webguneetan informazio ugari aurki daiteke egin duten eta egiten ari diren lanari buruz, irudi eta bideoekin hornituta. Gomendagarriak dira, era berean, Alexey Stomakhin eta Jos Stamen webguneak.

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Egileaz: Javier Duoandikoetxea Analisi Matematikoko Katedraduna da UPV/EHUn.

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El año 2018 fue el más caluroso de la historia moderna de la Tierra. Batió el récord de temperatura media global desbancando al año 2017, el cual había superado la espectacular marca del año 2016. El listón de temperaturas elevadas en nuestro planeta está llegando a límites, paradójicamente, escalofriantes. Los que seguimos – con preocupación – la evolución del clima global hemos observado cómo la Organización Meteorológica Mundial (OMM) ha ido informando que durante los últimos 22 años se han batido 20 récords de temperatura media. Y que esta tendencia va en aumento: la Tierra acumula 400 meses seguidos de temperaturas superiores a la media histórica, sumando más de 33 años consecutivos por encima de la referencia del siglo XX.

El cambio climático puede considerarse una certeza y ello supone una verdadera amenaza para el mundo que conocemos. Una amenaza que, además, todo indica que ha sido generada principalmente por la actividad industrial humana. El informe especial “Global Warming of 1,5 ºC” del IPCC, publicado a finales de 2018, no da lugar a dudas: estima que esta actividad ha aumentado la temperatura del planeta en aproximadamente 1ºC con respecto a los niveles preindustriales. En unos pocos decenios, la concentración de CO2 en la atmósfera ha aumentado más del 30%, superando los 400 ppm y batiendo el récord datado hace 3 millones de años. No se trata de una evolución natural del clima: la evidencia es abrumadora y el consenso de la comunidad científica es prácticamente unánime.

Sin embargo, así como el cambio climático pasado es avalado por el histórico de datos recogidos a lo largo del último siglo, para conocer el futuro de este no hay observación posible. Si queremos estimar los posibles escenarios a los que se enfrenta nuestro planeta, dependemos casi exclusivamente de modelos de simulación compleja, los cuales están compuestos por un conjunto de submodelos en continuo desarrollo por centros como la NASA, la UK Met Office, o el Beijing Climate Center.

Simulaciones empleando el modelo climático del Goddard Earth Observing System (GEOS-5) de la NASA. Fuente: William Putman, NASA/Goddard

Estas simulaciones se rigen por un corpus teórico introducido previamente. Por ejemplo, en el caso de las simulaciones atmosféricas este corpus es construido con (i) las leyes de movimiento de Newton aplicadas en elementos finitos de fluidos, (ii) la ley de la conservación de la masa, y (iii) ecuaciones termodinámicas que permiten calcular el efecto calorífico en cada parcela de aire a través de valores parametrizados de la radiación solar. Estas tres componentes se traducen en ecuaciones diferenciales parciales no-lineales de solución analítica irresoluble, por lo que se aplican métodos numéricos que discretizan las ecuaciones continuas y permiten determinar una aproximación a la solución de estas a través técnicas de modelización y simulación computacional.

En conjunto con otros submodelos, como la simulación del ciclo del carbono o el movimiento tectónico, estas simulaciones se utilizan para construir posibles escenarios futuros, que son una herramienta utilizada para la toma de decisiones en política de mitigación o de adaptación medioambiental, ya sea en forma de monetización del carbón o de aplicación de estrategias de geoingeniería, por ejemplo. Sin embargo, a pesar de que los mecanismos que gobiernan el cambio climático antropogénico son bien entendidos, estas proyecciones presentan incertidumbre en la precisión de sus resultados. Su cuantificación es, precisamente, la principal herramienta para comunicar el (des)conocimiento de expertos a políticos.

La literatura especializada establece hasta siete fuentes de inseguridad epistémica que determinan el grado de incertidumbre: (a) la estructura de los modelos que sólo permiten describir un subconjunto de componentes e interacciones existentes, (b) aproximaciones numéricas, (c) resolución limitada que implica que los procesos de microescala tengan que ser parametrizados y, por tanto, tengan que describir su efecto − sin resolver realmente el proceso− en términos de cuantificaciones disponibles a gran escala, (d) variabilidad natural interna, (e) observación de datos, (f) condiciones iniciales y de contorno, y (g) escenario económico futuro. Todas estas fuentes de incertidumbre se derivan de la existencia de diferentes representaciones del clima para cada uno de los distintos modelos.

Fuente: Policymaker Summary of The Phisical Science Basis (4th IPCC Report)

 

La primera impresión que genera esta incertidumbre en el público general es que el cambio climático es una hipótesis, de algún modo, incierta. Sin embargo, los modelos de incertidumbre presentados en los sucesivos informes del Grupo I del IPCC no se presentan para dilucidar si el cambio climático es incierto o no, sino para informar de la calidad de los modelos obtenidos y trasladar la toma de decisiones políticas fuera del proceso de obtención de resultados por parte de decenas de miles de científicos.

Parece claro que el futuro no podemos conocerlo a ciencia cierta y, como diría Zygmunt Bauman, la única certeza que tenemos es la incertidumbre. Ello no impide, sin embargo, que podamos estimar de forma más o menos robusta el futuro plausible que nos espera. Por ello, acompañar los resultados de las simulaciones con modelos probabilísticos de incertidumbre no es una muestra de debilidad, sino un instrumento que permite comunicar esas estimaciones de manera transparente, sin comprometer la investigación científica con cuestiones políticas, sociales o éticas. Se trata de una actividad que los científicos y el IPCC consideran como un ejemplo de rigor, a pesar de que haya mercaderes de la duda que la exploten como una debilidad. Y es que la certeza de la incertidumbre en los informes del IPCC consiste, paradójicamente, en que es la única forma disponible para hacer que las proyecciones del clima que nos espera sean lo más certeras posible.

Para saber más:

Winsberg, Eric (2018), Philosophy and Climate Science, New York: Cambridge University Press.

Sobre el autor: José Luis Granados Mateo es investigador predoctoral en Historia y Filosofía de la Ciencia en UPV/EHU.

El artículo La certeza de la incertidumbre en los informes del IPCC se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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1. El clima, los informes y la política
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Aspaldi honetan denok sumatu dugu beroaldiak, hezeagoak, luzeagoak eta larriagoak direla. Hauek, klima-aldaketaren ondorioak dira. Beroaldi horiek are eta larriago eragiten diete aire zabalen lan egiten dutenei, kirolariei, haurrei, adinduei eta bihotzeko arazoak dituztenei ere. Baina, zehazki, zein arazo dakar muturreko beroak osasunarentzat?

Maiz egiten diren galderak ataleko bideoek labur eta modu entretenigarrian aurkeztu nahi dituzte, agian, noizbait egin ditugun galderak eta hauen erantzunak. Bideoak UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedrak eginak daude eta zientzia jorratzen duen Órbita Laika (@orbitalaika_tve) telebista-programan eman dira gaztelaniaz.

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