Agrégateur de flux

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Creo firmemente que en algunas cuestiones la equidistancia está infravalorada. Obviamente no es el caso cuando hablamos de derechos humanos y la violación de los mismos, por ejemplo, pero sí en otras cuestiones, como si es mejor la tortilla de patata con cebolla o sin cebolla (por qué elegir entre dos cosas que están buenísimas si puedes disfrutar de ambas) o en si son mejores mascotas los perros o los gatos. Como alguien que ha tenido ambos, perros y gatos son alternativas diferentes pero igualmente amorosas. Desde aquí me declaro partidaria de ambos, sin elegir.

¿A qué este rollo, se preguntarán? Bien, pues a que, aunque perros y gatos son para mí mascotas perfectas, una pega habitual que se pone a los felinos es su absoluto pasotismo: su relación con su dueño suele ser, por norma general, más distante que las de los perros.

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Amor perruno, amor gatuno

Sí, sé que hay gatos cariñosos y entrañables, pero rara vez pueden alcanzar las muestras de cariño de las que un can sabe hacer gala: impetuosos recibimientos al llegar a casa cada tarde, como si hiciese una eternidad que no te ve; acudir inmediatamente a tu llamada con la cola en modo limpiaparabrisas de la alegría de ser llamado; aprender a seguir órdenes más o menos complejas solo por la recompensa de tu amor (y de alguna chuchería, claro…).

La mayoría de los dueños de un gato nunca recibirán esas respuestas. En su mayor parte, tampoco las esperan ni las quieren, ya que van acompañadas de una dependencia mucho mayor que su gato no impone: son capaces de pasar más horas solos, no se mueren de pena ante una ausencia más prolongada de lo normal y lo de los dos o tres paseos diarios no es una obligación impepinable. Claramente, la cosa tiene sus ventajas.

Pero eso no quiere decir que no pueda haber entre gato y dueño una relación especial, un entendimiento mutuo que forje entre ellos un vínculo similar al que ostentan los perros con sus amos. Los gatos son animales muy inteligentes y con una personalidad muy rica, capaces de percibir muchos detalles de su entorno y de las personas con las que viven y de reaccionar a esos detalles. Cuando quieren, claro.

Kristy Vitale es investigadora postdoctoral en la Universidad Estatal de Oregón y su trabajo se centra en estudiar la mente felina. En un artículo publicado recientemente en la web de Science cuenta que justo en mitad de su investigación adoptó a un gatito llamado Carl que se encontró en el arcén de la carretera un día cualquiera. El suyo fue un encuentro muy beneficioso para ambos en más de un sentido. No solo habían encontrado a un compañero de vida: Carl se iba a convertir en el objeto de una serie de experimentos para medir la inteligencia social de los gatos, ese campo de las habilidades cognitivas en el que solemos dar la ventaja sin dudar a los perros.

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Cuatro experimentos para hacer con tu gato

¿En qué consisten esos experimentos y qué es lo que sus resultados le dicen a los dueños de los gatetes puestos a prueba? Estos son algunos de ellos.

1. ¿Sabe tu gato cuál es su nombre? Para poner a prueba este punto, elige cuatro palabras que tengan la misma longitud y acentuación que su nombre, y pronúncialas seguidas dejando un intervalo de unos 15 segundos entre ellas. Pronuncia su nombre en quinto lugar, manteniendo el mismo tono y volumen. Si tu gato hace gradualmente menos caso a cada palabra pero reacciona cuando dices su nombre, ya sea girando la cabeza, enfocando las orejas o moviendo la cola, es probable que sea porque lo ha reconocido.

2. ¿Reconoce y reacciona a tus emociones? Coge a tu gato y entra con él en una habitación donde haya un objeto que no haya visto nunca pero pueda causarle nervios o miedo, como una aspiradora, por ejemplo. Suéltale (mejor con la puerta cerrada para que no se escape) y acércate a la aspiradora, tócala y habla en un tono calmado y amigable. Si al principio se aleja pero después de tu reconocimiento del objeto termina acercándose y olisqueándolo o tocándolo, es probable que se deba a que ha reconocido tus emociones y haya reaccionado ante ellas. Esto puede ser muy útil en situaciones de estrés para tu gatete, como por ejemplo cuando pases la dichosa aspiradora o en una visita al veterinario.

3. ¿Cómo de independiente es tu gato? Todos los dueños de gatos saben que no todos son igual de pasotas. Para medir la atención del tuyo, prueba a sentarte tranquilamente en la misma habitación que esté él pero sin hacerle caso, dedicando un par de minutos a leer o a mirar tu móvil. Después deja el libro y llámale. Si acude, acaríciale y háblale con cariño. Lo gatos más socializados se acercarán a su dueño en cuanto este les llame, mientras que los más independientes probablemente le recompensarán con una mirada o un giro de orejas, y gracias.

4. ¿Tu gato te quiere más a ti o a su comida? Coge unos cuantas chucherías, alguno de sus juguetes y colócalos por la habitación. Siéntate tú también en la misma habitación. Observa hacia donde se dirige tu felino. Repítelo en distintos momentos y situaciones para asegurarte que no le hayas pillado justo con hambre.

Son cuatro pruebas sencillas y básicas que pueden darte una idea del nivel de inteligencia social de tu gato. Pero incluso aunque obtengas resultados desmoralizantes en lo que al pasotismo de tu felino se refiere, eso no quiere decir que no sean capaces de cumplirlos. Los gatos domésticos, como especie, han evolucionado a lo largo de los siglos para comunicarse y entenderse con los humanos.

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Los gatos que miraban a las personas

En 2015, una investigación realizada por científicos italianos fue la primera que demostró que los gatos, igual que los perros, pueden modificar su comportamiento en base a las emociones de sus dueños humanos, algo que los dueños de gatos siempre han sospechado pero que estaba aun por probar. Lo hicieron con un experimento en el que se coloca un ventilador con cintas blancas y negras enganchadas a las aspas y se hace funcionar, el gato se queda cerca de su dueño, a veces detrás de él, y le mira entre asustado e intrigado, esperando una señal sobre si fiarse o no del ruidoso cacharro. Cuando su dueño se acerca calmadamente al ventilador y habla al gato amistosamente mientras lo toca, el gato es capaz de acercarse e incluso tumbarse junto a él.

Otro experimento< posterior fue un poco más allá y en ellos el dueño no se acerca o señala al objeto, simplemente lo mira. Según sus resultados, los gatos siguieron la mirada de sus dueños en un 70% de los casos, un porcentaje similar al de los perros.

La mayoría de los animales no suelen mirarse directamente a los ojos, y cuando lo hacen a menudo es una señal de hostilidad. Así que ver a los gatos utilizando una mirada directa de forma similar a como lo hacen los humanos, para compartir información e indicar órdenes, es muy sorprendente, y otra prueba de que los gatos han evolucionado de forma que son capaces de comunicarse de forma compleja con las personas.

De forma que si tu gato no responde a su nombre o no acude cuando le llamas, lo más probable es que no sea una cuestión de capacidad. Poder, puede hacerlo. Pero no quiere. Y ese también es uno de los atractivos de los gatos. Después de todo, ¿quién no tiene alguna habilidad especial pero pasa de enseñarla solo porque los demás se la piden?

Referencias:

Cats rival dogs on many tests of social smarts. But is anyone brave enough to study them? – Science

Social referencing and cat–human communication – Animal Cognition

Cats (Felis silvestris catus) read human gaze for referential information – Intelligence

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

El artículo Cómo entrenar a tu gato: cuatro experimentos para saber cuánto te quiere o si pasa de ti se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Baliteke noizbait ikusi izana txirrindulariren bat mendatea jaisten, ezta? Horrela izan bada ikusiko zenuen postura aerodinamikoak hartzen dituztela jaitsieran. Kronoari milaren bat lapurtzeko egiten dute. Baina balio al du zerbaiterako horrelako postura bat hartzeak? Eta horrela balitz, zein litzateke posturarik hoberena abiadura handiena lortzeko?

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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Anverso y reverso de un penique acuñado en Melle alrededor del 660 e.c. Fuente: Loveluck et al (2018)

El hielo que se ha acumulado durante centenares y miles de años guarda en su seno información valiosa sobre la historia natural y las condiciones ambientales del momento en que se depositó. Cualquiera de las grandes masas heladas del planeta es, de hecho, un fenomenal repositorio histórico. El problema estriba, claro está, en asignar esa información a cada periodo.

Pero hay técnicas que permiten hacer ese análisis con gran precisión. En un estudio realizado en el glaciar suizo Colle Gnifetti los investigadores han establecido la cronología de las capas de hielo que se habían ido depositando año tras año mediante conteo de muy alta resolución (utilizando láser). La estimación es muy precisa pues se pudo calibrar con referencias de fecha conocida, como el rastro químico que dejaron en el hielo ciertas erupciones volcánicas, por ejemplo.

Midieron también la concentración de plomo en las capas de hielo del siglo VII de nuestra era, para lo que utilizaron una técnica espectrométrica muy sofisticada. Los investigadores estaban interesados en las actividades de extracción y fundición de plata, y utilizaron como indicador el plomo que, procedente de la atmósfera, había quedado atrapado en el hielo. La plata se obtenía de galena (sulfuro de plomo), mineral en el que puede alcanzar una concentración en torno al 1%, y su minería y fundición provocaban la liberación a la atmósfera de importantes cantidades de plomo, parte del cual acababa en las sucesivas capas de hielo.

Además, modelaron matemáticamente la circulación atmosférica al objeto de aproximar la localización de las minas de las que procedía el plomo. Lo más probable es que fuesen las de Melle, en Francia, algo al norte del río Charente, al oeste del glaciar. Los datos obtenidos los combinaron con registros ambientales recogidos de la cata de hielo, además de información numismática, arqueológica y de fuentes escritas.

A lo largo del siglo VII se transformó el sistema monetario en el centro y noroeste de Europa. En la segunda mitad del siglo las monedas pasaron de ser de oro a ser de plata, y gracias a los datos extraídos del glaciar suizo esa transición está ahora mucho más clara. El cambio se produjo en dos fases. La primera, ya conocida, ocurrió hacia el año 640; en esa época el contenido en oro de las monedas se redujo en los reinos merovingios de un 92-94% a valores de entre el 30 y el 60%. La producción de la plata necesaria para la transformación dejó rastro en forma de plomo en el glaciar de Colle Gnifetti.

De acuerdo con los datos procedentes del hielo, la segunda fase se produjo alrededor de 660, cuando las monedas pasaron a estar acuñadas solo en plata. Antes se pensaba que ese cambio se había producido en 675-680, ya que la primera referencia escrita de las monedas de plata data de 682. Sin embargo, el plomo en el registro helado del glaciar indica que ocurrió unos veinte años antes.

Después de dos siglos de declive tras la caída del Imperio Romano, hacia 680 ya se habían consolidado importantes puertos marítimos en las dos orillas del Canal de la Mancha. Pues bien, la nueva cronología de la transformación del sistema monetario sugiere que el aumento del tráfico marítimo en el Canal y Mar del Norte, y la pujanza de los puertos de Lundenwic (Londres) y Quentovic pudieron haber sido impulsados, precisamente, por la mayor cantidad de monedas que empezó a circular veinte años antes. Una vez más, las fronteras entre las disciplinas se difuminan y permiten ahora iluminar uno de los periodos más oscuros de la historia de Occidente.

Fuente: Christopher P. Loveluck et al (2018): Alpine ice-core evidence for the transformation of the European monetary system, AD 640–670. Antiquity 92 (366): 1571-1585.

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

El artículo Historia grabada en hielo se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Uxue Razkin

Nutrizioa

Askotan entzun izan ohi dugu landa eremuko elikadura osasungarriagoa dela. Bada, zientzialari talde batek ezagutu du azken hamarkadetan, obesitatea bereziki landa eremuan handitu dela. Datu asko jaso dituzte eta beraz, mapa bilduma interaktibo bat egin dute. Espainiari eta Frantziari dagokienez, indizea handitu da, bereziki gizonezkoen artean. Dena dela, alde gutxi dago herriaren eta hiriaren arteko zifretan, Juanma Gallegok artikulu honetan adierazten digun moduan.

Nerea Segura nutrizionista elkarrizketatu dute Berrian. Bertan, eskoletako menuak asko hobetu behar direla dio, hau da, fruta, barazki eta lekale gehiago, eta prozesatutako janari gutxiago. “Fruta aldetik hobeto gaude, baina gehiago jan behar dute haurrek. Barazkiak, aldiz, oso gutxi jaten dituzte, eta aniztasuna falta da”, dio Segurak.

Kimika eta fisika

Kilogramoaren (Nazioarteko Unitate Sistemaren masentzako oinarrizko unitatea da), amperearen (korronte elektrikoko intentsitate elektrikoaren oinarrizko unitatea), kelvinaren (tenperatura termodinamikoaren unitatea) eta molaren (materiaren unitatea) definizioak aldatu dituzte, Elhuyar aldizkarian azaltzen dutenez.

Astronomia

New Horizons zunda Ultima Thulera iritsi zenetik, lehenengo emaitzak argitaratu dituzte. Gogora dezagun unibertsoko gorputzik urrunena dela Ultima Thule: Neptunotik harago dago, Kuiperren gerrikoan, beste milaka asteroide eta milioika kometen artean, eta eguzki-sisteman inoiz ikusitako objekturik gorriena dela adierazi dute. Elhuyar aldizkariak kontatzen digun moduan, gure planeta-sistemaren hastapenak ikertzeko balio handiko objektua dela aurreikusi dute, espazioko fosil bat bailitz. Ez galdu artikuluan ematen diren xehetasunak!

Jaione Romero nafarrak NASAn egiten du lan. Bertan hasi zenean, nanoteknologia departamentuan zegoen, biosentsore bat sortu nahi zuten garuneko estimulazio sakona egiteko, sistema motorearekin arazoak zeuzkaten gaixoentzat. Haren lana biokonpatibilitate ikasketa zen: “Egiaztatu edo ebaluatu sentsorearen materialek ez zutela toxikotasunik sortzen”. Gero, bioingenieriako departamentura jauzi egin zuen eta bertan espaziorako ura birziklatzen hasi zen, “bereziki osmosi zuzeneko mintzak, gernua ur edangarri bihurtzeko”. Horretaz gain, beste proiektu batean bdabil buru belarri: “Gizakiaren hesteen antza daukan ur birziklatze sistema bat sortu nahian gabiltza, genetikoki eraldatutako bakterioek osmosi sistema baten bidez birsortua”. Zuzeun irakur daiteke.

Geologia

Denok dugu buruan Jurasiko Periodoa, baina ba al dakigu zein den Kretazeo Periodoa? Mikel Horguek artikulu honen bidez azaltzen digu. Kretazeo Periodoan sedimentuak itsasora garraiatzen zituzten ibaiez gain, bazeuden deltak, hondartzak, estuarioak, …, hau da, ingurune sedimentarioak. Gure lurraldeko arrokak ikurtuz jakin daiteke periodo horretan gure lurraldea gune subtropikala zela eta ingurune-aldaketa ugari jasan zituela. Horguek adierazten duen moduan Kretazeoa bi denbora-ataletan banatzen da Goiztiarra eta Berantiarra. Bi garai hauei buruz gehiago jakin nahi baduzue, irakur ezazue artikulua osorik.

Matematika

Baieztapen matematiko guztiak ez dira ez egiazkoak ez gezurrezkoak. Fenomeno hau azaltzeko adibide bat ipini dute: Jarraituaren Hipotesia, zenbaki arrunten eta errealen kardinalari buruz egiten duen baieztapena. Honela dio Jarraituaren Hipotesiak: “Inongo multzok ez du zenbaki arruntena baino kardinal hertsiki handiagoa eta zenbaki errealena baino kardinal hertsiki txikiagoa”. Hauxe proposatu zuen Georg Cantorrek eta hainbat saiakera egin zituen frogatzeko. 1940. urtean, Kurt Gödelek frogatu zuen hipotesia ezin dela gezurtatu, hau da, ezin dela frogatu errealen eta arrunten artean dagoen multzo bat existitzen denik, kardinalari dagokionez. Hau eta gehiago Javier Cantoren artikuluan.

Medikuntza

Biodonostia ikerketa zentroko laborategi esperimentalean, zirujauak berreraikitzeko kirurgia egiten ari dira, minbiziarengatik aurpegiaren zati bat galdu dutenei zati hori berregiteko. Horretarako, zerriak erabiltzen dituzte, Donostiako Onkologikoa zentroko Jose Angel Gonzalez otorrinolaringologoak Berrian azaltzen duen moduan, “modelo ideala ugaztuna” delako, “eta horien artean zerria, gure antz ikaragarria duelako”. Esperimentazioak egiteko animaliak erabiltzeari buruz, Gonzalezek dio: “Abereak niri laguntzen dit nire lana egiten eta sendagile hobea izaten herritarrentzat. Horrek errespetua eskatzen du. Bera ez da jabetzen, baina errespetua hari eskerrak emateko modu bat da, ia, gizarteari egiten dion mesedearengatik”.

Dibulgazioa

Asteon, Eduardo Punset dibulgatzailea hil da, gaixotasun luze baten ondorioz, 82 urte zituela, Berrian irakur daitekeenez. Punset ezagun egin zen zientziari buruzko dibulgazio programei esker. Bazituen ere zientziari lotutako liburuak eta lanak.

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Egileaz: Uxue Razkin kazetaria da.

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Imagina que vas de viaje en un avión a 35.000 pies de altura, es decir, a 10.668 metros. El avión en el que viajas está diseñado para mantener la misma presión en cabina que la que hay a unos 8.000 pies de altura (2.438,4 metros). Pero, ¿sabes por qué? Porque si mantuviese la presión del suelo sometería a la estructura del avión a muchísimo esfuerzo y …, eso, no te gustaría demasiado.

Los vídeos de ¿Preguntas frecuentes? presentan de forma breve y amena cuestiones que, probablemente, nos hayamos planteado en alguna ocasión. Los vídeos, realizados para la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU, se estrenan en el programa de ciencia Órbita Laika (@orbitalaika_tve), los lunes a las 22:00 en la 2 de RTVE.

Edición realizada por César Tomé López

 

 

El artículo ¿Qué pasa cuando un avión pierde presión en la cabina? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Sommelierrak, elikagaiaen kalitatea aztertzeko aditu panelak… Tresna geometriko batek egin dezake, erabiltzen jakinez gero. David Orden, tresnetako garatzaileetako bat Sensograph: Fast sensory evaluation using computational geometry

Auzokideak Mercedes bat erosten badu, gutxienez, BMW bat erosi beharko dut nik. Zer pentsatuko dute auzokideek Opel batekin banabil. Arrazoitzeko modu hau, oso gutxitan esplizitua dena, berdintasun ezari ezinikusiaren forma bat da. Antzeko premisa psikologikoa baliatuta arriskuarekiko hanbat jarrera garatzen ditugu. José Luis Ferreiraren How to model utility in risky social contexts

Azalen gaineko sintesi kimikoaren errebisio batek ikerketa alor honek lortzen ari den heldutasuna jarri du agerian. Baita aplikazio industrialen hurbiltasuna ere. DIPCkoek On-surface synthesis: a guide for explorers

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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.

Al hablar del vehículo eléctrico surgen siempre las siguientes preguntas. ¿Puede el vehículo eléctrico satisfacer las necesidades de la sociedad en un corto periodo de tiempo? ¿Cuáles son los retos a los que se enfrenta?

La necesidad de eliminar las emisiones de efecto invernadero, el alcance del trucaje de los motores diésel, el incremento del precio de los carburantes, las exigencias de las normativas anticontaminación cada vez más restrictivas y los avances tecnológicos han fortalecido el mercado del vehículo eléctrico en los últimos años. Las empresas del automóvil se están replanteando el futuro del diésel. Por el contrario, el número de vehículos eléctricos estimado en siete millones para el año 2020 aumentará significativamente en los años siguientes.

El transporte eléctrico se puede considerar como una de las revoluciones tecnológicas más importantes después de internet y del teléfono móvil. En los vehículos eléctricos que utilizan baterías para el almacenamiento de energía, los tres principales retos son: i) reducción de costes, ii) eliminar la dependencia de materiales críticos como el cobalto y iii) desarrollo de baterías seguras con tiempos de carga inferiores a 15 minutos.

En las baterías la energía eléctrica es almacenada mediante la conversión de energía química a través de reacciones redox entre los electrodos, ánodo y cátodo, (ver Figura 1). Las baterías más utilizadas son las de ion litio ya que presentan mayor densidad energética y ofrecen actualmente las mejores prestaciones.

Figura 1. Bateria (izquierda) y supercondensador de doble capa (derecha). Fuente: US Department of Energy

Sin embargo, la demanda de este metal se está incrementando significativamente y en 2025 será 11 veces mayor que la actual hasta alcanzar las 300.000 toneladas (un 33% del consumo total en la industria). Esto ha dado lugar a un aumento importante de los precios que en algunos mercados se han incrementado más de un 200 % en pocos meses. Los países productores son fundamentalmente Chile y Argentina y recientemente se han encontrado reservas en Bolivia y Afganistán países que, junto con el riesgo de suministro, pueden alterar significativamente el precio del litio en los mercados. Asimismo, otro de los componentes de estas baterías es el cobalto que representa hasta el 20 % del peso del cátodo. Este metal es toxico, escaso y caro siendo la Republica Democrática del Congo el único país productor lo cual condiciona significativamente su uso. Por tanto, es importante desarrollar una política o estrategia estándar en materia de reciclaje de baterías para disminuir el coste de los vehículos. Actualmente se está desarrollando una intensa actividad en la búsqueda de otro tipo de baterías alternativas a las de litio ion con mejores prestaciones y costes más reducidos.

Respecto a la seguridad de las baterías es importante recordar que los electrolitos son materiales orgánicos inflamables que pueden dar lugar a incendios de las propias baterías. En este sentido, las compañías automovilísticas están invirtiendo cantidades importantes para la búsqueda de baterías con todos sus componentes sólidos.

Hoy día hay una gran actividad en las compañías automovilísticas para desarrollar en sus factorías el coche eléctrico. Tesla ha puesto en el mercado varios modelos con diferentes precios. El modelo ultralujo S con un coste de 95.000 dólares con autonomía de más de 500 km y el nuevo Modelo 3 por 37.500 dólares (Figura 2). La empresa Volvo sacará al mercado a partir de 2019 todos sus vehículos (cinco modelos entre 2019-2021) con motor eléctrico. La empresa Volkswagen ha desarrollado el e-Golf 100 % eléctrico con una autonomía de 300 km con un tiempo de carga combinada de 30 minutos a un precio de 36.850 €. Nissan ha puesto en el mercado el Nissan Leaf 3.Zero con 270 km de autonomía siendo el coche más vendido en Europa en 2018 con un precio desde 32.000 €. Opel/Vauxhall del Grupo PSA tendrá una versión 100 % eléctrica adaptando en breve su línea de producción en Figueruelas (Zaragoza). Finalmente, comentar que la UE financiará un proyecto estratégico (Battery 2030) con 1 billón de euros en los próximos 10 años para garantizar la competitividad de Europa en la tecnología de baterías frente a los países asiáticos que gozan actualmente del predominio en esta tecnología.

Figura 2. Coches eléctricos de Tesla enchufados a postes de carga. Fuente: Tesla

La escasez de puntos de carga (electrolineras) es hoy día uno de los principales desafíos a los que se enfrenta el vehículo eléctrico. La electrificación es urgente y necesaria. No obstante, para paliar en parte este tema los fabricantes de vehículos están creando su particular red de distribución nacional instalando en sus concesionarios postes de suministro rápido.

Cuando nos referimos al vehículo eléctrico no solo hablamos del coche eléctrico sino también vehículos de mayor tamaño tales como autobuses, camiones, tranvías, etc. En este sentido, estos vehículos utilizan en algunos casos supercondensadores como sistemas de almacenamiento de energía eléctrica la cual es almacenada físicamente en la interfase electrodo electrolito con altas densidades de potencia, con rápida autodescarga y largos ciclos de vida (ver Figura 1). En un símil deportista se podrían considerar a las baterías como corredores de maratón (energía) y a los supercondensadores como esprínteres o corredores de cien metros lisos (potencia). En la ciudad de Shanghái (China) toda la flota de autobuses utiliza supercondensadores como sistema de almacenamiento energético. La rápida respuesta de carga y descarga del orden de 20 ó 30 segundos es suficiente para permitir su recarga en las paradas mientras acceden los viajeros al vehículo. La empresa CAF utiliza sistemas basados en combinación hibrida de supercondesadores y baterías de ion litio en sus tranvías que permiten la circulación sin catenaria en diversas ciudades como las de Sevilla y Zaragoza. Almacenan la energía cinética liberada en la frenada para ser utilizada posteriormente mejorando así la eficiencia energética del vehículo (Figura 3).

Figura 3. Tranvías de CAF. Fuente: CAF

La empresa Mazda ha desarrollado el i-ELOOP (Intelligent Energy Loop) que recupera la energía cinética en el momento que el conductor levanta el pedal del acelerador y el vehículo comienza a desacelerar mejorando la economía de combustible en aproximadamente un 10 % en condiciones de conducción reales. La versión Euro VI del modelo Citaro de Mercedes Benz permite ahorrar entre un 3 y un 5 % de combustible, aproximadamente 1.000 litros por año o 2,6 toneladas de CO2 año en condiciones normales de uso.

Para el futuro del vehículo eléctrico la mejor opción puede ser la combinación de baterías y supercondensadores diseñados para altas densidades de energía, larga duración de los sistemas y bajo coste. Además, pueden permitir el uso de baterías de alta densidad energética con insuficiente potencia para ser utilizadas estas individualmente.

Otro tipo de vehículos eléctricos funcionan con pilas de combustible que son dispositivos de conversión directa de energía, capaz de transformar en energía eléctrica la energía química de un combustible que debe ser suministrado constantemente (ver figura 4). Se podría decir que en vez de recargar a través del enchufe como en el caso de las baterías lo hace mediante la reacción de hidrógeno comprimido, que se recarga a través de una manguera y se aloja en un tanque de almacenamiento, con oxígeno. Su principal ventaja es que esta recarga se lleva a cabo en un par de minutos permitiendo autonomías de 600-700 km y un recorrido de más de 250.000 km. Es, pues, un coche que se puede usar tanto en trayectos diarios como de larga distancia.

Figura 4. Pila de combustible. Fuente: ISMN-UCM

Existen distintos tipos de pilas de combustible, pero las generalmente utilizadas en el vehículo eléctrico son conocidas como pilas de combustible de membrana polimérica (PEM-FC) que utilizan como combustible hidrógeno. Estos dispositivos tienen densidades de energía cinco veces superior a las baterías de ion litio. Los principales inconvenientes de estos sistemas para su implantación en el mercado son el coste de los materiales, fundamentalmente los catalizadores, y la infraestructura integral de hidrógeno (producción, almacenamiento y transporte) así como la falta de hidrogeneras que podría suponer una inversión inicial de más de tres mil millones de euros, muy superior al coste de la infraestructura de carga para baterías. Ambas tecnologías no tienen por qué ser competidoras sino más bien complementarias. Las baterías son más adecuadas para rangos más cortos y vehículos más pequeños. Por el contrario, las pilas de combustible probablemente ofrecerán mejores prestaciones para vehículos grandes y de largo alcance.

Existen tres compañías de automóviles Hyundai, Toyota y Honda que ya disponen de vehículos de pilas de combustible fabricados en serie. Hyundai ha sido la primera compañía en matricular un coche en España de pilas de combustible (Figura 5a) con cero emisiones que funciona con hidrógeno y cuenta con una autonomía de 666 kilómetros siendo su tiempo de carga de solo cinco minutos. Esta compañía ha anunciado su plan ‘FCEV Vision 2030‘ que se desarrollará a largo plazo, reafirmando así su compromiso por acelerar el desarrollo de la sociedad del hidrógeno.

Figura 5. De izquierda a derecha: Nexo (Hyundai), Toyota Mirai y Honda Clarity Fuel Cell. Fuentes: Hyundai, Toyota y Honda.

Toyota ha sacado al mercado el modelo Mirai (que significa futuro en japonés) y consta de un motor eléctrico, dos depósitos de hidrogeno, una pila de combustible y una batería de níquel metal hidruro que tiene como misión almacenar los excedentes de energía producidos por la pila de combustible o por la energía generada en la frenada. Este vehículo tiene una autonomía homologada de 483 km y con un tiempo de recarga entre 3 y 5 minutos. Aún no se comercializa en España y tiene un precio superior a 70.000 €. La compañía Honda ha sacado el Honda Clarity Fuel Cell que es el primer coche de pila de combustible con cinco plazas y funciona con hidrogeno, se recarga en dos minutos y tiene una autonomía de 650 km. En el mercado japonés tiene un precio en torno a 57.000€ y no se comercializa aún en Europa. General Motors (GM) ha presentado el modelo Cadillac Provoq que combina la quinta generación de pila de combustible con autonomía de 483 km y con una batería de litio ion que puede almacenar hasta 9 kilovatios por hora de electricidad y proporcionar un pico máximo de 60 kilovatios. General Motors y Honda han acordado formar la primera empresa conjunta de fabricación de la industria del automóvil (Fuel Cell System Manufacturing) para producir en masa un sistema avanzado de pila de combustible de hidrógeno que se utilizará en los futuros automóviles de cada compañía.

Respecto a camiones con pilas de combustible se pueden mencionar el Class 8 de Toyota con 500 km de autonomía, el Maxity Electrique de Renault con una autonomía de 200 km y el nuevo camión eléctrico de Hyundai del que se desconoce actualmente el nombre y las especificaciones técnicas. Scania pondrá en funcionamiento su primer camión de basura de pila de combustible a finales de 2019, principios de 2020 para el tratamiento de residuos en las grandes ciudades.

La pregunta más inmediata que surge es ¿Será capaz de introducirse en el mercado el vehículo eléctrico de pilas de combustible en competición con el de baterías y/o supercondensadores?

Uno de los principales problemas para el desarrollo comercial de los vehículos de pilas de combustible es la falta de una red solida de estaciones de hidrogeno (Hidrogeneras). En Europa esta infraestructura es muy modesta y junto con su complejidad y elevado coste el progreso de incorporación de este tipo de vehículos en los próximos años será lento. No obstante, la Asociación del Hidrogeno de España considera que a pesar de que actualmente hay únicamente seis estaciones de servicio, que obtienen su combustible a través de electrolisis, en doce años habrá circulando más de 140.000 vehículos en este país.

Sobre el autor: Teófilo Rojo es catedrático en el Departamento de Química Inorgánica de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU.

El artículo El futuro del vehículo eléctrico se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Estatistikaz hitz egiten dugunean matematikaren arloa etortzen zaigu burura, baina estatistika aplikatua beste esparru askotan ere erabil daiteke. Estatistika aplikatua zientzia esperimentalean eta osasun zientzietan erabiltzen denean, bioestatistika kontzeptuaz hitz egin behar dugu. Bioestatistikaren helburua honakoa da: ikerketa aplikatuetako datuak hartuta, prozesu horren metodologia garatzea, balioztatzea eta inplementatzea.

Beraz, bioestatistikak osasunari lotutako erronkan parte aktiboa hartzen du. Izan ere, osasuna neurtzeko parametro berriak eta osasun eredu prediktiboak eskaintzen dizkigu.

Bioestatistika zertan datzan hobeto ulertzeko eta bere aplikazioetan sakontzeko, Inmaculada Arosteguirekin, UPV/EHUko irakasle eta Bioestatistika ikerketa taldeko ikertzailearekin, hitz egin dugu.

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

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Jakob Povl Holck y Kaare Lund Rasmussen

Raman Saurei / Shutterstock

Algunas personas recordarán el libro mortífero de Aristóteles que constituye un elemento fundamental en la trama de El nombre de la rosa, la novela de Umberto Eco publicada en 1980. El ejemplar, envenenado por un monje benedictino loco, causa estragos en un monasterio italiano del siglo XIV, pues mata a todos aquellos que, al leerlo, se lamen la yema del dedo para pasar las páginas envenenadas. ¿Podría ocurrir algo así en la vida real? ¿Envenenamiento por un libro?

Los estudios que hemos llevado a cabo recientemente indican que es posible. Gracias a ellos, descubrimos en la colección de la biblioteca de la Universidad del Sur de Dinamarca tres libros raros sobre diversos temas históricos que contienen altas concentraciones de arsénico en la cubierta. Los libros datan de los siglos XVI y XVII.

Las propiedades tóxicas de estos volúmenes se detectaron al realizar varios análisis de fluorescencia de rayos X (micro-XRF). Esta tecnología permite conocer el espectro químico de un material mediante un análisis de la radiación “secundaria” característica que emite el material al ser sometido a un bombardeo de rayos X de alta energía. El uso de la tecnología micro-XRF está muy extendido en los ámbitos de la arqueología y el arte, por ejemplo, para investigar los elementos químicos de la cerámica y la pintura.

Uno de los libros venenosos.
Imagen: SDU

Verde brillante

La razón por la que nos llevamos los tres libros raros al laboratorio de rayos X fue porque, previamente, la biblioteca había descubierto que para las tapas se habían usado fragmentos de manuscritos medievales, como, por ejemplo, copias de Derecho romano y Derecho canónico. Como sabemos por la abundante documentación disponible, los encuadernadores europeos de los siglos XVI y XVII reciclaban pergaminos más antiguos.

Así pues, intentamos averiguar cuáles eran los textos latinos utilizados, o al menos leer parte de su contenido. Sin embargo, nos encontramos con que resultaba difícil interpretar los textos latinos de las cubiertas de los tres volúmenes porque contenían una extensa capa de pintura verde que oscurecía las viejas letras manuscritas. De modo que los llevamos al laboratorio con la intención de observar a través de la capa de pintura con la tecnología micro XRF y centrarnos en los elementos químicos de la tinta que estaba debajo, por ejemplo, en el hierro y el calcio, esperando conseguir que las letras resultaran más legibles para los investigadores de la universidad.

Pero el análisis de fluorescencia de rayos X reveló que la capa de pigmento verde era arsénico. Este elemento químico es una de las sustancias más tóxicas del mundo, y la exposición puede causar diversos síntomas de envenenamiento, el desarrollo de cáncer e incluso la muerte.

Accidentes provocados por el uso de arsénico verde, 1859.
© Wellcome Collection, CC BY-SA

El arsénico (As) es un metaloide que está presente en el entorno de forma natural. En la naturaleza, el arsénico normalmente se combina con otros elementos, como el carbono y el hidrógeno, y en este caso se conoce como arsénico orgánico. El arsénico inorgánico, que puede presentarse tanto en forma metálica pura como en compuestos, es una variante más nociva. Las propiedades tóxicas del arsénico no se debilitan con el tiempo.

En función del tipo y la duración de la exposición, pueden darse diversos síntomas de envenenamiento por arsénico, como irritación del estómago y el intestino, náuseas, diarrea, alteraciones de la piel e irritación de los pulmones.

Verde París.
Chris Goulet/Wikimedia Commons, CC BY-SA

Se cree que el pigmento verde portador de arsénico encontrado en las cubiertas de los libros puede ser verde de París, triarsenito acetato de cobre (II) o acetoarsenito de cobre (II) Cu(C₂H₃O₂)₂ ·3Cu(AsO₂)₂. También se conoce como “verde esmeralda”, por sus llamativos tonos verdes, parecidos a los de la popular piedra preciosa.

El pigmento de arsénico es un polvo cristalino fácil de elaborar y se ha utilizado profusamente con diversos fines, en especial en el siglo XIX. El tamaño de los granos de polvo influye en la tonalidad del color, como se aprecia en las pinturas al óleo y los barnices. Los granos de mayor tamaño producen un marcado color verde oscuro, mientras que los granos más pequeños generan un verde más claro. El pigmento se conoce especialmente por la intensidad de su color y por su resistencia a la decoloración.

Pigmento del pasado

La producción industrial del verde de París se inició en Europa a principios del siglo XIX. Los pintores impresionistas y posimpresionistas usaban diferentes versiones del pigmento para crear sus obras maestras de intensos colores, lo que implica que hoy en día muchas piezas de museo contienen veneno. En su apogeo, se pudo haber recubierto de verde de París toda clase de materiales, incluso tapas de libros y prendas de ropa, por razones estéticas. Lógicamente, el contacto continuo de la piel con esa sustancia conllevaba la aparición de síntomas de la exposición.

Sin embargo, hacia la segunda mitad del siglo XIX ya se conocían mejor los efectos tóxicos de la sustancia; la variante con arsénico dejó de usarse como pigmento y pasó a emplearse sobre todo como pesticida en tierras de cultivo. Se descubrieron otros pigmentos que sustituyeron el verde de París en la pintura, el sector textil y otros ámbitos, y a mediados del siglo XX también se descartó su uso en las tierras de cultivo.

‘The Arsenic Waltz’.
© Wellcome Collection, CC BY-SA

En el caso de nuestros libros, el pigmento no se usó con fines estéticos, sino que formaba una capa inferior de la cubierta. Una explicación posible de la aplicación –posiblemente en el siglo XIX– del verde de París en los libros antiguos es la intención de protegerlos contra insectos y parásitos.

En determinadas circunstancias, los compuestos de arsénico, como el arseniato y el arsenito, pueden transformarse en arsina (AsH₃) –un gas altamente tóxico con un característico olor a ajo– por acción de microorganismos. Se sabe que las terribles historias del papel pintado verde de la época victoriana que arrebataba la vida de los niños en sus dormitorios son reales.

Actualmente, la biblioteca conserva nuestros tres volúmenes venenosos en cajas de cartón separadas y con etiquetas de seguridad en un armario ventilado. También tenemos previsto digitalizarlos para reducir al mínimo la manipulación física. Uno nunca se imagina que un libro pueda contener una sustancia venenosa. Sin embargo, podría ocurrir.

Sobre los autores: Jakob Povl Holck es bibliotecario investigador  y Kaare Lund Rasmussen profesor titular de Física, Química y Farmacia en la Universidad del Sur de Dinamarca

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

El artículo Cómo descubrimos tres libros venenosos en la biblioteca de nuestra universidad se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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«Gráfica figurativa de las sucesivas pérdidas de hombres del Ejército Francés en la campaña de Rusia 1812-1813». Este gráfico elaborado por Charles Joseph Minard en 1869 es considerado por Edward Tufte como el mejor gráfico estadístico jamás dibujado, y es un ejemplo habitual de precisión, claridad y elocuencia en la representación. Incluye el movimiento de las tropas, las pérdidas de vidas humanas y la temperatura ambiente durante la invasión de Rusia por Napoleón y la posterior retirada.

El propósito de una buena gráfica es mostrar datos de manera precisa y clara. En el popular artículo de 1984 How to Display Data Badly, Howard Wainer toma esta definición como punto de partida para desgranar, no sin cierta sorna, los principales métodos para hacer malas representaciones de datos. Obviamente, las doce reglas de Wainer no deben tomarse al pie de la letra, en el sentido de que cumplir alguna de ellas no necesariamente invalida una gráfica, pero sí representan un compendio de problemas típicos sobre los que es bueno reflexionar a la hora de producir o analizar una visualización de datos. Además, es conveniente incorporar a la reflexión un aspecto no tenido en cuenta por Wainer, como es el soporte de la visualización: no tiene las mismas posibilidades y restricciones una gráfica impresa que una visualización interactiva en la web, o algo que va a salir apenas unos pocos segundos en televisión.

Las dos primeras reglas de Wainer para representar datos mal se derivan precisamente de la primera parte de la definición: mostrar los datos. En sus famosos libros sobre visualización de datos, Edward Tufte concibe dos métricas que hacen referencia a la eficiencia en la representación. Por un lado, define el índice de densidad de datos, que se mediría como “la cantidad de números representados por unidad de área”, y que nos lleva a la primera regla de las malas gráficas: muestra tan pocos datos como sea posible, es decir, minimiza la densidad de datos. Efectivamente, es común lanzarse a hacer gráficos coloristas incluso cuando la cantidad de información a transmitir es realmente pequeña. Pensemos, por ejemplo, en el típico gráfico de tarta con dos porcentajes. En casos como este, hay que preguntarse si realmente aporta algo el gráfico o es suficiente con dar el dato, o hacer una pequeña tabla, cuando el soporte lo permite.

Adicionalmente, una segunda técnica infalible consiste en esconder los datos que se muestran. Esto tiene que ver con lo que Tufte definió como la ratio datos-tinta: minimizar la cantidad de datos representados en relación a la tinta empleada añade ruido, elementos que no expresan nada y distraen de lo verdaderamente informativo. Esto se hace de diversas maneras, siendo las más habituales las manipulaciones torticeras de la escala, así como la especie de horror vacui que parecen destilar los creadores de algunos engendros.

Las siguientes tres reglas de Wainer tienen que ver con la segunda parte de la definición: la precisión en los datos. Ignorar la metáfora visual es probablemente uno de los errores más graves que se pueden cometer. Y aquí, no solo nos referimos a utilizar elementos perceptivamente adecuados, sino a utilizar el elemento visual que mejor se ajusta a la relación que hay en los datos. Por ejemplo, las barras facilitan la comparación entre magnitudes, y una línea evoca una evolución en los valores que une. Por tanto, si utilizamos una línea para unir datos que no tienen una relación de evolución (temporal, por ejemplo), estamos dificultando la lectura en el mejor de los casos, o más probablemente transmitiendo el mensaje equivocado.

La cuarta regla, “solo importa el orden”, hace referencia al truco de usar la longitud como metáfora visual para codificar valores cuando lo que se percibe es el área, pero sirve en general para cualquier versión de pares de elementos gráficos. Quizás la versión moderna más popular de esta regla sea la gráfica de tarta en 3D, donde el elemento visual utilizado es el ángulo, pero lo que se percibe es un volumen completamente distorsionado por la perspectiva.

Y llegamos a otra de las reglas a las que más atención hay que prestar para asegurar el fracaso: se trata de mostrar los datos fuera de contexto. Esta es una de las prácticas más habituales entre aquellos que nos aseguran que el paro ha subido o ha bajado en el último mes o en lo que va de año, y de esta manera ocultan el contexto de la serie de datos extendida a varios años, que suele mostrar estacionalidad (mismos patrones que se repiten en los mismos meses del año, como que el paro baja en época de turismo) y tendencias a mayor escala.

Después, se dedican unas cuantas reglas a la idea de la claridad en la representación, aspectos que tienen que ver con detalles más técnicos como cambios de escala a mitad de eje, la enfatización de lo trivial desviando la atención de lo importante, los juegos con el origen (me vienen a la cabeza esas gráficas de barras cortadas, que no empiezan en cero, y por tanto que transmiten una idea de proporción completamente errónea), etiquetado incorrecto, parcial o ambiguo, también enturbiar la gráfica con más elementos de los necesarios, o la regla llamada “¡Austria primero!” (por la costumbre de ordenar países por orden alfabético), que hace referencia a ordenaciones categóricas completamente inútiles por no estar basadas en ningún aspecto de los datos.

Finalmente, Wainer reta al lector: si se ha hecho bien en el pasado, piensa en otra manera de hacerlo. Ciertamente, algunas veces la creatividad da lugar a nuevas visualizaciones que son especialmente buenas para unos datos en particular (véase el ejemplo de Minard que encabeza este artículo), o incluso crean nuevas tendencias y tipos de gráficas. Pero como en todas las disciplinas, si esa creatividad no se sustenta en una dilatada experiencia, habitualmente falla catastróficamente. Y finaliza:

“Por tanto, las reglas para una buena representación son bastante sencillas. Examina los datos de forma suficientemente cuidadosa como para saber qué tienen que decir, y deja que lo digan con el mínimo adorno”.

Sobre el autor: Iñaki Úcar es doctor en telemática por la Universidad Carlos III de Madrid e investigador postdoctoral del UC3M-Santander Big Data Institute.

 

El artículo Doce reglas para una mala gráfica se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Mikel Horgue Zenbait zinema-ekoizpeni esker, oso ezaguna dugu egun gure planetaren historiaren zati bat. Hain zuzen ere orain dela 201 eta 145 milioi urte (ma) bitartekoa: Jurasiko Periodoa. Honek hedapen mediatiko izugarria izan du azken urteotan eta denok atseginez ikusgai izan ditugun dinosauroak buruan gordeak dira betiko.

Geologoa naiz eta eskertu egiten dut aipatutako hedapen honek eragin duen Lurraren ezagutzarako bultzakada hau. Baina gure planetak badauka 4500 ma-ko historia liluragarria eta Geologiak, horixe eskaini nahi digu beste zientzien laguntzarekin. Bertatik, Kretazeo Periodoa (145-100 ma) dut orain buruan… Zergatik?

Gure arbasoengandik hartutako lurraldearekiko loturaren ondorio diren gure bailarak eta haranak aspaldian baititugu gure sentitzen. Hauen jatorrizko osagaia bereziki itsasoan eratutako arroka sedimentarioak dira eta hain zuzen ere, Kretazeokoak dira gaur egun hedapen handiena dutenak… Gehien ukitzen ditugunak!

Geologiaren ikuspuntutik, Eusko Kantauriar lurraldea deritzogu, Euskal Herria eta ondoko zenbait herrialde (Kantabria, Burgos,…) barne hartzen dituen eremuari. Lurralde hau, Pirinioen mendikateak sorrera izan zuen sedimentu eta arroken tolestura prozesu berean sortu zen; hain zuzen ere Mendebaldeko Pirinioak izenarekin ere ezagutzen dugu.

Triasiko (orain dela 200 ma inguru) eta Paleogeno (35 ma inguru) Periodoen artean gure lurraldearen antzak ez zuen gaurkoarekin inongo zerikusirik: sedimentazio kontinentala eta itsastarra zituen eremu zabal honek eta Asturiasko Mazizoa zuen mendebaldeko muga, Demanda Mendizerra hegoaldekoan eta Bortziri-Aldude Mazizoa ekialdekoan. Sedimentazio-lurralde historiko hau Eusko Kantauriar Arroa izendatzen dugu geologook. Pentsa dezakegu aipatu ditugun lehorreko guneetatik bideratzen ziren ibaiez elikatzen zela itsaso hau.

1. irudia: Eusko Kantauriar Lurraldeko irudia, orain dela 100 milioi urte inguru (Albiar Aroan). Irudia airetik hartu izan balitz bezala aurkezten da, hego-ekialdera begira hain zuzen ere. Euskal Herriko mapa geologikoetako irudi moldatua (Ilustrazioa: EVE. Ente Vasco de la Energia / Energiaren Euskal Erakundea)

Baina irudi hau ez zen estatikoa, eta aldatzen zihoan denboran zehar: Iberiar plaka europar plakatik urruntzen zihoan bitartean eta Bizkaiko Golkoa eratuz zihoala (2. irudia), itsaso hori pixkanakako hedapena eta sakonera handiagoa hartzen zihoan, Pirinioak eratu arte. Azken mendikate honetatik, gaur ezagutzen dugun higadurazko lurraldea sortu zen (3. irudia).

2. irudia: Iberiar plakaren eta europar plakaren arteko kokapen erlatiboa Jurasikoan eta Kretazeo Berantiarrean. Bertan antzematen da Bizkaiko Golkoaren irekiera, bi plaken arteko mugimendu erlatiboaren ondorioz sortua. (Ilustrazioa: Bodego et al. Eds. 2014 liburutik hartua)

Kretazeo Periodoan sedimentuak itsasora garraiatzen zituzten ibaiez gain, bazeuden deltak, hondartzak, estuarioak, …, geologoentzat ingurune sedimentarioak direnak. Hauek denboran zeharreko aldaketak jasaten zituzten bizidunentzako biotopoak ziren, eta sedimentuetan eta arroketan, bizidun horien markak aurki daitezke. Bizidun fosilen ikerketa oso lagungarria da ingurune sedimentarioa ulertzeko, eta alderantziz ere, ingurune sedimentarioak ondo ezagutzeak laguntza ematen du bizidun fosilen ikerketan. Izan ere, olatuak bezalako eragile fisikoek eta uraren gazitasuna bezalako eragile kimikoek eragina dute bizidunen garapenean eta sedimentuen banaketan eta metaketan.

3. irudia: Egungo Pirinioetako mapa geologikoa. Eusko Kantauriar Lurraldea mendikate honetako mendebaldeko partea da. Kolore berdeko eremuak arroka sedimentario tolestuak dira. Kolore horiz, gaurko sedimentazio kontinentala duten eremuak irudikatu dira. (Ilustrazioa: Bodego et al. Eds. 2014 liburutik hartua)

Eusko Kantauriar Arroaren historian zenbait prozesu geologikok eragiten zuten, besteak beste failen aktibitatea, bolkanismoa, eta itsasoaren eremuaren zabaltzea. Gure lurraldeko arrokak ikertuz prozesu hauen eragina ezagutu dezakegu. Horrela, badakigu Kretazeo Periodoan gure lurraldea gune subtropikala zela eta ingurune-aldaketa ugari jasan zituela. Kretazeoa bi denbora-ataletan banatzen dugu: Goiztiarra eta Berantiarra; hauetan berez denborazko atal txikiagoak bereizten dira, eta Aro izenez ezagutzen dira atal horiek. Azken hauek erabiliko ditugu ondoren gure lurraldeko ingurune eta fosil nagusiak azaldu eta argitzeko.

Gure historia Kretazeo Goiztiarrean hasten da (Berriasiarretik Barremiarrerartekoa; 145-125 ma): ibai nagusiek Asturiasko mendiguneak drainatzen zituzten, eta euren sedimentuak oso sakonera txikiko itsasoan uzten zituzten. Kostaldeko inguruneetan arrain teleosteo primitiboak (4. irudia) garatu ziren; arrain horiek, gaurko arrain-espezie nagusien aitzindariak zirenak.

4. irudia: Ezkutuberezi carmeni izeneko arrain fosila. Teleosteo primitiboa da eta gure lurraldean, hezurrak lotuta dituen, aurkitu eta deskribatu den lehen ornodun fosila. Kretazeo Goiztiarra. Fosila 10 cm luze da, gutxi gorabehera. (Argazkia: Mikel A. López-Horgue)

Pixka bat beranduago geologiaren ikuspegitik, (Aptiar eta Albiarrean; 125-100 ma), itsasoaren hedapena eta sakonera handiagotu egin ziren. Failen aktibitatea ere areagotu egin zen, eta ondorioz itsasoaren sakonera kontrolatua gertatu zen: bloke hondoratuetan itsasoaren ur-zutabea handiagoa zen (>200m) bloke goratuetan baino (Sakonera txikiagoko guneek harea eta buztinen metaketa murritza erakusten zuten eta bertan koralen, bibalbio errudisten, algen eta bakterioen komunitateak kaltzio karbonatozko metaketa eragin zutelarik, plataforma eta arrezife kareharriak eratzen ziren.

Gaur egun metaketa honen adibide politak ditugu gure mendietako gailurretan bereziki: Karrantza, Anboto, Aizkorri, Aralar, besteak beste. Itsaso-sakonera handiagoetan, sedimentazioa buztintsua eta hareatsua zela, amoniteak ditugu ugari; maskorra geladuna zuten zefalopodo hauek habitat pelagiko ezberdinetako biztanleak ziren. Albiarrean zehar itsaspeko bolkanismoa eragin berezikoa zen ingurunean: prozesu honen bidez burdina bezalako metalen itsasoratzea eta inguruko tenperaturaren aldaketak gertatzen ziren.

Mikrobioz (bakterioak, algak,…) ugariak ziren kareharrien ugaritasuna eta zenbait talde anizkoitz ditugu (adib. krustazeo dekapodoak-karramarroak, otarrainak- eta amoniteak; 5. irudia) Eusko Kantauriar Arroko Albiarrean gertatutako eboluzio-gertaeren adibide, nahiz eta oraindik bolkanismoarekiko lotura frogatua ez izan.

5. irudia: Ezkerrean, Albiar Aroko Otarrain fosila. Sakonera txikiko itsasoan bizi zen, kostatik hurren. Fosila 10 cm luze da, gutxi gorabehera. (Argazkia: Patxi Rosales Espizua). Eskuman, tamaina handiko amonitea. Albiar Aroa. Sakonera handiagoko ingurune itsastarrean bizi zen. Fosilaren diametroa: 45 cm. (Argazkia: Mikel A. Lopez-Horgue)

Ingurune-aldaketa nagusiarekin batera hasten da Kretazeo Berantiarra (Cenomaniar Aroan, 100-93 ma): itsas mailaren igoera zela eta, lurraldeko eremu kontinental zabalak pixkanaka itsaspean geratuz joan ziren (prozesu honi itsas-transgresioa deritzogu), eta kostalerroa gaurko Soriaren hegoalderaino heldu zen. Itsaso zabal honetan kaltzio karbonatozko sedimentazioa nagusitu zen, bereziki zelula bakarreko bizidun planktonikoen oskolez osatuta.

Ikertzaileen arabera Bilbo-Plentziaren aldeko eremuan itsasoaren sakonera 1500-2000 metrora heldu zen Coniaciar Aroan (86 ma). Transgresio hau prozesu geologiko nahiko arina izan zen (iraupena 15 ma), eta bertan, hainbat prozesu gertatu ziren: plataforma itsastarreko hedapenaren handiagotzea, sakonera-aldaketak, korronte ozeanikoen banaketaren aldaketa. Neurri handi batean, baldintza berri hauei aurre egin beharra erronka handia izan zen bizidunentzat baina modu berean sortzear zeuden talde berrientzako aukera ere. Esate baterako, Kretazeo Goiztiarreko amonite talde ugari desagertu ziren Albiarraren amaieran (99 ma), berriz talde gutxitik dibertsifikatuz baldintza berrietan. Halaber, arrain teleosteo primitiboak desagertu egin ziren, arrain berriei bidea utzita.

Arrezife eta karbonatozko plataformen “eraikitzaileak” (koralak, bibalbio errudistak,…) Eusko Kantauriar Lurraldearen hegoaldeko sakonera txikiko zenbait ingurunetara mugatu ziren. Itsaspeko bolkanismoaren garai berria gertatu zen Santoniarrean (86-83 ma) itsas hondo sakonetan.

Ibaiak iparralderantz hedatu ziren Campaniarrean eta Maastrichtiarrean (83-66 ma), eta horrela ingurune-aldaketa bideratu zen . Aro hauetako estuario eta kostetan hareak eta buztinak ditugu sedimentu nagusi; ingurune hauetan marrazoak eta arraiak dibertsifikatu ziren. Garaikideak ziren ibaietako sedimentuetan Europako Kretazeo Berantiarreko ornodun-fauna kontinental dibertsifikatua eta garrantzitsuenetakoa gorde zen, 40 espezie baino gehiago izanik orain arte aurkituak direnak: dinosauroak, pterosaurioak, krokodiloak, dortokak, sugeak, muskerrak, anfibioak, ugaztunak eta arrainak.

Yucatanera eroritako meteorito baten talkak adierazten digu Kretazeoaren amaiera (66 ma), gure planetako bizidunen suntsipen masiboa eragin zuelarik. Izan ere, espezietako %76aren desagerpena ekarri zuen. Lurreko historian gutxienez 7 suntsipen masibo bereizi dira orain arte. Gure lurraldean prozesu hau Sopela, Zumaia eta Bidarteko itsas sakoneko sedimentuetan erregistratu zen. Hauetan, iridio metalaren kontzentrazio oso altuak dituen 1-7 cm-ko lodierako buztin-geruza mehe bat antzeman zen. Buztin-geruza honek lurrazaleko iridio-kontzentrazioa baino ehun aldiz altuagoa erakusten du. Datu hau meteorito baten talkaren adierazle argia da, Lurretik kanpoko gorputz hauek antzeko iridio-kantitatea izaten dute eta.

Bizia Kretazeoaren ostean berriro hasi zen jorratzen bere bidea, baita aldaketak jasaten ere. Geologiak Lur dinamikoa erakusten digu, eta dinamismo horrek bizidunen garapena zein ingurune-aldaketak kontrolatzen dituzten prozesu ugari hartzen ditu barne. Kretazeoa Lurraren historiaren tarte txikia baina zoragarria da, eta bere erregistroa Eusko Kantauriar Lurraldean bereziki garrantzitsua dugu.

Eta, honen ondoren, baietz ikusi gure paisaia beste ikuspuntu batetik?

Gehiago jakiteko:

• Bodego, A., López-Horgue, M. A., (2018). “Geología de los Pirineos occidentales: evolución ambiental a través de sus rocas y fósiles”. Registro fósil de los Pirineos occidentales, Eds.: Badiola et al., p.35-52. Vitoria-Gasteiz. Eusko Jaurlaritza.
• López-Horgue, M. A., Agirrezabala, L. M., Burgos, J., (2018). “Los ammonoideos de Mutriku: patrimonio único a preservar”. Registro fósil de los Pirineos occidentales, Eds.: Badiola et al., p.269-271. Vitoria-Gasteiz. Eusko Jaurlaritza.
• Bodego, A., López-Horgue, M. A., (2018). “Grandes desconocidos del registro fósil: los crustáceos decápodos del Mesozoico y Cenozoico de los Pirineos occidentales”. Registro fósil de los Pirineos occidentales, Eds.: Badiola et al., p.109-116. Vitoria-Gasteiz. Eusko Jaurlaritza.

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Egileaz: Mikel López-Horgue Estratigrafia eta Paleontologia Saileko irakaslea da eta Kretazeoan ikertzailea UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultatean.

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Una reflexión previa

No soy demasiado aficionada a las Olimpiadas Matemáticas y los concursos de este tipo. Según se explica en el reglamento de las Olimpiadas Internacionales, estas competiciones son «concursos entre jóvenes estudiantes, cuyo objetivo primordial es estimular el estudio de las matemáticas y el desarrollo de jóvenes talentos en esta ciencia». Me pregunto si no existe otra manera de despertar el interés de niñas y niños por esta disciplina. Me incomoda, en parte, la tensión que puedan sentir las personas que se presentan. Y más aún porque esta presión parece no ser la misma para las chicas y los chicos (ver, por ejemplo, El desempeño de chicas y chicos en entornos competitivos). Las chicas se presentan menos a estas competiciones y parece que rinden menos. Y me pregunto de nuevo, con este tipo de concursos ¿no se está quizás dejando de lado el “talento matemático femenino”? Porque lo hay, sin duda.

Un problema olímpico

A pesar de todo lo anterior… me gustan los problemas que se plantean en las Olimpiadas. No son nada sencillos y requieren, además de conocimientos matemáticos, de estrategias especiales que cualquiera no domina.

El siguiente es un problema de la Olimpiada Matemática de Estonia (curso 1996-1997) extraído de la referencia [1]:

Disponemos de una mesa cuadrada de 3n unidades de lado. Cada cuadrado unitario que la forma es o bien rojo o bien azul. Los cuadrados se encuentran distribuidos de la siguiente manera:

1. cada cuadrado rojo que no se encuentra en el borde de la mesa tiene exactamente cinco cuadrados azules entre sus ocho vecinos, y

2. cada cuadrado azul que no se encuentra en el borde de la mesa tiene exactamente cuatro cuadrados rojos entre sus ocho vecinos.

La pregunta que se plantea es: ¿cuántos cuadrados de cada color posee la mesa?

Si quieres intentar responder a esta pregunta, no leas lo que viene debajo. Piensa un poco, trata de hacerlo, y mira después si te apetece comprobar si tu solución es correcta.

La solución

La respuesta se da en la referencia [2, páginas 31-32], y afirma que hay exactamente 5n2 cuadrados azules y 4n2 rojos.

Para probarlo, la estrategia que propone este artículo es la de dividir la mesa en n2 cuadrados de tamaño 3×3. En cada uno de esos cuadrados formado por 9 cuadrados unidad, teniendo en cuenta el enunciado dado, se observa lo siguiente:

1. Si el cuadrado unidad central es rojo, entonces hay exactamente 5 cuadrados azules y 3 rojos en el borde del cuadrado 3×3, y

2. si el cuadrado unidad central es azul, entonces hay exactamente 4 cuadrados azules y 4 rojos rodeando al cuadrado interior.

Figura 1. Dos posibles configuraciones dependiendo del color del cuadrado central.

Así, en cualquiera de los posibles casos, hay 5 cuadrados azules y 4 cuadrados rojos en cada cuadrado de tamaño 3×3. Por lo tanto en la mesa completa (que, recordemos, medía 3n×3n unidades) habrá 5n2 cuadrados azules y 4n2 rojos.

Para finalizar la demostración falta comprobar que un tal coloreado es posible: el argumento anterior solo ha contado el número de cuadrados de cada color suponiendo que el problema planteado tiene solución. Pero la tiene. Basta con tomar n2 cuadrados de tamaño 3×3 como se muestra en la imagen de debajo.

Figura 2. El cuadrado ‘modelo’.

 

Y en tal caso, la mesa de tamaño 3n×3n puede cubrirse, por ejemplo, de esta manera:

Figura 3. Un ejemplo de mesa ‘olímpica’ para n=3.

Referencias

[1] Red and blue, Futility Closet, 12 mayo 2019

[2] R. E. Woodrow, The Olympiad Corner: No. 227, Crux Mathematicorum vol. 29, no. 1, febrero 2003

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 Una mesa olímpica se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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2. The grid (Habibi y los cuadrados mágicos: un estrambote)
3. Curso de verano “Las dos culturas y más allá”: Primera mesa redonda

Juanma Gallego Gizentasuna gaitzat hartuta, gaur egungo populazioaren egoeraren ‘erradiografia’ osatu dute zientzialariek, eta ondorio garbia atera dute: bereziki landa eremuan handitu da azkarren gorputz-masaren indizea.

“Herri usaina dago”. Zeinek ez du esan edo entzun hori noizbait. Inguru natural osasungarriarekin parekatu ohi dugu landa eremua, baina, egia esanda, gure garunak marrazten duen irudia eta errealitatea gehienetan ez doaz batera. Festa hondatu nahi izan gabe, usain horren atzean tximinietatik datorren errekuntza dago, karbono monoxidoa gehienetan; baina hori baino gehiago ere bada, sutara bidaltzen den materialaren arabera.

Funtsean, lurraldean sakabanatutako milaka erraustegi txikien arrosarioa osatzen dute herrietako tximiniek, ez baherik ez ingurumen kontrol zehatzik ez dauzkatenak. Herri usaina, hain justu. Eta osasun arazoak eman, ematen dituzte, noski. MOE Munduko Osasun Erakundeak zabaltzen dituen zenbakiak ikustea besterik ez dago: zortzi milioi lagun inguru hiltzen dira urtero kutsadura dela eta; eta ardurak, gutxi gorabehera, erdibana banatuta daude: erdia ingurumeneko kutsaduraren errua da, eta, beste erdia, kozinatzeko eta berotzeko erabiltzen diren etxe barruko suteena.

irudia: osasun arazo askorekin lotzen da obesitatea: besteak beste diabetesa, hipertentsioa, bihotzeko gaitzak eta hezurren zein artikulazioen arazoak. (Argazkia: Anmol Kerketta/Unsplash)

Kutsadurarena ez da arlo honetan dagoen mito bakarra. Esaterako, landa eremuko ohiko elikadura osasungarriagoa dela “saltzen” da askotan, edota landa eremuan egiten den nekazaritza txikiak duen ingurumen inpaktua ezkutatu ohi da ere, diesel traktorearen idealizazio xelebre batean. Sendabelarrak ez aipatzearren. Funtsean, eta “baserriaren” idealizazio baten ondorioz, hiria garapen basatiaren gunetzat hartzen den modu berean, landa eremua jasangarritasunaren eredutzat hartu ohi da, eremu geografiko biak ala biak gizakiak txarrerako aldarazitako inguruneak izanda ere.

Halakoetan egiaren bila ari garenean, datuetara jotzea da hoberena. Oraingoan, datu andana eskutan, zientzialari talde batek errotutako beste ideia bat alboratu du. Kasu honetan, populazioaren obesitateari buruzkoa da ideia hori. Nature aldizkarian argitaratutako gutun batean eman dituzte datuak: azken hamarkadetan, obesitatea bereziki landa eremuan handitu dela erakusten dute zenbakiek.

NCD-RisC kolaborazioak egin du ikerketa. Kutsagarri ez diren gaitzak ikertzen ditu taldeak, mundu mailan. Londresko Imperial College erakunde ezagunak du talde hori koordinatzeko ardura: orotara, 1.000 zientzialarik baino gehiagok parte hartu dute lanean. 200 herrialdetan jaso dituzte datuak, 1975-2017 tartean. Izan duten lana ez da makala izan: 112 milioi lagun helduren pisua eta altuera kalkulatu dute, eta, era horretan, haien gorputz-masaren indizea (GMI) ondorioztatzeko modua izan dute.

Datu asko dira, eta horiek erakusteko mapa bilduma interaktibo bat prestatu dute. Baina adierazle nagusienek ondo erakusten dute zein den joera: 1985. urtetik, mundu mailako gizakien pisua 2,0 kg/m2 hazi da emakumezkoetan eta 2, kg/m2 gizonezkoetan. Horrek esan nahi du pertsona bakoitza 5-6 kilo gehiago gizendu dela. Landa eremuetan, batez besteko gehikuntza 2,1 kg/m2 izan da. Hirietan, berriz, 1,3 kg/m2 emakumezkoetan eta 1,6 kg/m2 gizonezkoetan. Maila globalean, hazkundearen erdia baino gehiago landa eremuei dagokie (zehazki, %55), baina hainbat herri txiroren kasuan portzentajea %80ra iritsi da.

Joera hau ez da beti berdina izan. 1985ean hirietan bizi zirenek landa eremuan bizi zirenak baino gizenagoak ziren. Hala zen, behintzat, munduko lau tokitatik hirutan. Baina gauzak dezente aldatu dira denbora pasa ahala.

Gure inguruko datuei dagokienez, Espainia eta Frantzia antzeko egoeran daude: indizea handitu da, bereziki gizonezkoen artean. Dena dela, alde gutxi dago herriaren eta hiriaren arteko zifretan. Mendebaldeko herrialdeei dagokienez, AEBetan igo da bereziki obesitatea. Mundu mailan, Ozeano Bareko uharteetan dago gizentasun gehien. Etiopian eta Madagaskarren, berriz, mailarik txikienak.

Azalpen bila joan direnean, oro har, mundu osoan gertatutako diru sarreren handitzeak zerikusia izan duelakoan daude zientzialariak. Herrialde aberatsetan bereziki emakumeen artean igo da obesitatea: hezkuntza maila txikiagoa edota diru sarrera urriagoak aipatu dituzte, azalpen bat eman nahian. Herrialde txiroetan, berriz, azpiegiturak hobetu dira eta nekazaritza mekanizatu da, eta horrek osasunean onerako eragin du. Baina, txanponaren beste aldean, horrek ere ariketa fisiko gutxiago egotea eragin du, eta baina elikaduraren gehitzea.

irudia: ia mundu osoko herrialdeak kontuan hartu dituzte inkesta erraldoi hau egiteko; emaitzen berri zehatzagoa eskura daiteke NCD-RisC kolaborazioaren webgunean. (Irudia: NCD-RisC)

Argudiatu dutenez, hirietan aukera gehiago dago ariketa fisikoa egiteko edo hobeto elikatzeko. Mundu osoko landa eremuaz ari dira, noski, eta ez soilik mendebaldeko gizarteetan izan ohi diren landa eremu hiritartuei buruz. “Diru sarrera handia dituzten herrialdeetan, askotan hirietan da errazagoa modu osasungarrian jatea, elikagai freskoak daudelako eskura, eta agian merkeagoak dira; kirol instalazioak daude ere”, nabarmendu du Londresko Osasun Publikorako Imperial Collegeko epidemiologo Majid Ezzatik.

“Ikerketa honetako emaitzak zabalduta egoen pertzepzioa aldatu dute; obesitatearen zifrak handitu izana hirietako populazioari zor zitzaiola zioen pertzepzioa, hain zuzen. Horrek eskatzen du arazoari aurre egiteko modua aldatu behar dugula”, aipatu du adituak.

Garapen bidean dauden zein herrialde garatuen kasuan, nekazaritza asko hobetu dela azaldu dute egileek, eta horrek, noski, nekazarien jardun fisikoa asmo moteldu du. Faktore moduan ere aipatu dute, erregulazio egokia ez dagoen herrialdeetan kalitate baxuko elikagaiak kontsumitzeko joera, eta baita janari prozesatuaren ardura ere.

“Osasun publikoari buruzko ikerketetan normalean hirietan bizitzeak dituen alde negatiboetan jartzen da arreta. Baina benetan hiriek nutrizio hoberako aukerak eskaintzen dituzte, eta baita ariketa fisiko eta aisialdi gehiagorako, osasunaren onerako. Zailagoa da halako gauzak landa eremuetan topatzea”, gaineratu du. Zentzu horretan, eskatu du herri txikietan malnutrizioak ez ordezkatzea desnutrizioa.

Halere, mundu mailako joeran, Saharaz hegoaldeko Afrika salbuespena izan da. Bertako hirietako emakumeek pisu gehiago irabazi dute. Honi eman dioten azalpena izan da hiri horietan energia gutxiago behar dituzten lanak egiten dituztela, desplazamendu txikiagoak egiten dituztela eta prozesatutako elikagaiak eskuratzeko aukera gehiago dituztela. Landa eremuan, aldiz, egurra biltzea edota ura hartzea bezalako jardunak aipatu dituzte.

Erreferentzia bibliografikoa:

NCD Risk Factor Collaboration (NCD-RisC), (2019). Rising rural body-mass index is the main driver of the global obesity epidemic in adults. Nature 569, 260–264. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-019-1171-x

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

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1. irudia: osasun arazo askorekin lotzen da obesitatea: besteak beste diabetesa, hipertentsioa, bihotzeko gaitzak eta hezurren zein artikulazioen arazoak. (Argazkia: Anmol Kerketta/Unsplash)
2. irudia: ia mundu osoko herrialdeak kontuan hartu dituzte inkesta erraldoi hau egiteko; emaitzen berri zehatzagoa eskura daiteke NCD-RisC kolaborazioaren webgunean. (Irudia: NCD-RisC)

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En 1855, Heinrich Geissler inventó una potente bomba de vacío. Esta bomba podía extraer el aire de un tubo de vidrio lo suficientemente resistente como para reducir la presión al 0,01% de la presión atmosférica. Fue la primera mejora importante en las bombas de vacío después de que Guericke inventase la bomba de aire, dos siglos antes. El uso de la nueva bomba de Geissler hizo posible la bombilla eléctrica y una multitud de inventos de una importancia tecnológica enorme en los siguientes 50 años. También abrió nuevos campos a la investigación científica pura.

A un amigo de Geissler, Julius Plücker, se le ocurrió conectar uno de los tubos en los que había hecho el vacío usando la bomba Geissler a una batería. Se sorprendió al descubrir que, a pesar de la muy baja presión obtenida con la bomba de Geissler, la electricidad seguía fluyendo a través del tubo. Plücker usó un aparato similar al de la Figura 1a. Selló un cable en cada extremo de un tubo de vidrio resistente. Dentro del tubo, cada cable terminaba en una placa de metal llamada electrodo. Fuera del tubo, cada cable estaba conecatdo a una fuente de alto voltaje. La placa negativa dentro del tubo se llama cátodo, y la placa positiva se llama ánodo. Un medidor indicaba la corriente que pasaba por el tubo.

Figura 1. Fuente: Cassidy Physics Library

Plücker y su alumno Johann Hittorf notaron que cuando una corriente eléctrica pasaba a través del gas a baja presión en un tubo, el tubo mismo brillaba con un color verde pálido. Otros investigadores observaron también este efecto, pero tuvieron que pasar dos décadas antes de que alguien realizara un estudio a fondo de estos tubos luminosos.

Para 1875, William Crookes había diseñado nuevos tubos para estudiar el fenómeno. Cuando usó un tubo doblado, notó que el verde más intenso aparecía en la parte del tubo que estaba directamente enfrente del cátodo (el punto g de la Figura 1b). Esto sugería que el brillo verde se produce por algo que sale del cátodo y se desplaza por el tubo hasta que choca con el vidrio. Otro físico, Eugen Goldstein, que también estaba estudiando los efectos de pasar una corriente eléctrica a través de un gas a baja presión, acuñó un término para lo que fuese que parecía provenir del cátodo, rayos catódicos. ¿Pero qué podrían ser?

Para estudiar la naturaleza de los rayos, Crookes hizo algunos experimentos muy creativos. Razonó que si los rayos catódicos pudieran interceptarse antes de llegar al final del tubo, el intenso brillo verde desaparecería. Para comprobarlo introdujo distintas barreras, la más famosa de ellas una cruz de Malta metálica. La sombra creada por la barrera aparecía en medio del resplandor verde al final del tubo (Figura 1c). El cátodo, por tanto, parecía actuar como una fuente que irradia una especie de luz; a todos los efectos, la cruz actuaba como una barrera que bloqueaba la luz. La sombra, la cruz y el cátodo aparecían a lo largo de una línea recta. Por lo tanto, concluyó Crookes, los rayos catódicos, fuesen lo que fuesen, como los rayos de luz, viajan en línea recta. Crookes hizo todos los experiemntos que se le ocurrieron pero uno de ellos resultaría ser muy significativo: al mover un imán cerca del tubo y la sombra se desplazaba. Crookes había descubierto que los campos magnéticos desvían los rayos catódicos, algo que no ocurre con la luz.

Tras muchos experimentos, Crookes encontró las siguientes propiedades de rayos catódicos:

• No importa de qué metal esté hecho el cátodo, siempre produce rayos con las mismas propiedades.

• En ausencia de un campo magnético, los rayos viajan en línea recta perpendicular a la superficie del cátodo que los emite.

• Un campo magnético desvía la trayectoria de los rayos catódicos.

• Los rayos pueden producir algunas reacciones químicas similares a las reacciones que produce la luz. Por ejemplo, ciertas sales de plata (como las usadas en fotografía) cambian de color cuando inciden rayos catódicos sobre ellas.

• Además, Crookes sospechó (pero no logró demostrar concluyentemente) que los objetos cargados eléctricamente desvían la trayectoria de los rayos catódicos.

Los rayos catódicos fascinaron a los físicos de la época. Algunos pensaron que los rayos debían ser una forma de luz. Después de todo, tienen muchas de las propiedades de la luz: viajan en línea recta y producen cambios químicos y resplandores fluorescentes, al igual que la luz. Según la teoría de Maxwell la luz consiste en ondas electromagnéticas. Por lo tanto, los rayos catódicos podían ser, por ejemplo, ondas electromagnéticas de frecuencia mucho más alta que las de la luz visible.

Sin embargo, los campos magnéticos no modifican la trayectoria la luz pero sí la de los rayos catódicos. Sabemos que los campos magnéticos ejercen fuerzas sobre las corrientes, es decir, sobre las cargas eléctricas en movimiento. Un campo magnético desvía los rayos catódicos de la misma manera que desvía las cargas negativas. De aquí que algunos físicos creyesen que los rayos catódicos consistían en partículas cargadas negativamente.

El debate sobre si los rayos catódicos son una forma de ondas electromagnéticas o una corriente de partículas cargadas continuó durante 25 años. Finalmente, en 1897, J.J. Thomson, jefe del famoso Laboratorio Cavendish en la Universidad de Cambridge, realizó una serie de experimentos que convencieron a los físicos de que los rayos catódicos son partículas cargadas negativamente.

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

El artículo Los fascinantes rayos catódicos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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3. La luz se propaga en línea recta pero los rayos de luz no existen

Javier Canto Ezagutza zehatza eta ziurra dela esan ohi da matematikari buruz. Teorema matematikoak egiazkoak dira, haien frogapena ezaguna delako. Hala ere, baieztapen matematiko batzuk ez dira ez egiazkoak ez gezurrezkoak. Sarrera honetan azalduko dugu nola den posible baieztapen bat ez izatea ez egiazkoa ez gezurrezkoa, eta halako baieztapen baten adibidea emango dugu.

Ziurgabetasun egoera hau ulertu ahal izateko, matematikaren oinarrietara jo behar dugu, multzo-teoriara bereziki. Multzo-teoria XIX. mendearen bukaeran jaio zen, Georg Cantor matematikariaren eskutik. Cantorrek multzoaren definizio intuitiboa eman zuen: Cantorren arabera, multzo bat elementuen bildura bat da. Matematikako objektu gehienak multzo bezala ikus daitezke. Adibidez, zenbaki arruntek (1, 2, 3, 4…) multzo bat osatzen dute; triangelu bat planoko puntuen multzo gisa uler daiteke. Multzo bat infinitua ala finitua izan daiteke, bere barnean dauden elementuen kopuruaren arabera. Adibidez, zenbaki arrunten multzoa infinitua da, eta triangelu baten erpinek multzo finitu bat osatzen dute, hiru elementukoa. Badago elementurik ez duen multzoa: multzo hutsa deritzo.

1. irudia: Jarraituaren Hipotesiak Georg Cantor matematikariaren multzo-teorian du abiapuntua. (Argazkia: Johannes Plenio / pixabay.com)

Zoritxarrez, Cantorrek emandako definizio intuitiboak arazo larri bat dauka, kontraesan bat duelako bere baitan. Bertrand Russellek 1901. urtean topatu zuen arazo hau, eta gaur egun Rusellen Paradoxa deritzo. Fenomeno hau ulertzeko, adibide argigarri bat emango dugu.

Rusellen Paradoxaren adibidea

Demagun herri txiki batean ile-apaintzaile bakarra dagoela, Peio izenekoa. Peiok herriko biztanle batzuei ilea mozten die, baina ez guztiei. Bakarrik bere buruari ilea mozten ez diotenei mozten die ilea Peiok. Egoera honen aurrean galdera bat sortzen zaigu: Peiok bere buruari ilea mozten al dio? Erantzunak aldi berean baiezkoa eta ezezkoa izan behar du. Baiezkoa bada, hots, Peiok bere buruari ilea mozten badio, orduan ezin dio bere buruari ilea moztu. Eta, alderantziz, ez badio bere buruari ilea mozten, bere buruari ilea moztu behar dio. Laburbilduz, Peiok bere buruari ilea mozten dio baldin eta soilik baldin ez badio bere buruari ilea mozten.

Itzul dezagun problema hau multzo-teoriaren hizkuntzara. Kasu honetan, herria multzoen unibertsoa da eta biztanleak multzoak dira. Batek ilea bere buruari moztea multzoa bere buruaren elementua izateari dagokio kasu honetan. Izan bedi M multzoa non M-ren elementuak bere burua barnean ez duten multzoak diren. Honela definituta, M M-ren elementua al da?. Ile-apaintzailearen adibidean bezala, erantzuna honako kontraesana da: M M-ren elementua da baldin eta soilik baldin M ez bada M-ren elementua.

Rusellen Paradoxak agerian uzten du funtsezkoa dela multzoaren definizio egoki bat hartzea. Bestela, matematika guztiak ez luke zentzurik izango, kontraesanak ezin ditugulako onartu! Aurreko mendearen hasieran, multzo-teoriaren oinarriak ondo finkatu ziren, gaur egun erabiltzen dugun sistema axiomatikoa sortuz. Sistema hau Zermelo-Frankelen sistema deitzen da, bi matematikariek 1930eko hamarkadan egindako garapenen omenez.

2. irudia: Ernst Zermelo (1871-1953) matematikaria 1902. urtean hasi zen lanean multzo-teorian. 1904. urtean Jarraituaren Hipotesiaren inguruan urrats garrantzitsu bat egin zuen. (Argazkia: Wikimedia – domeinu publikoko argazkia)

Axiomak

Zer da sistema axiomatiko bat? Axioma bat a priori egiazkotzat hartuko dugun baieztapen bat da, hots, garatu beharreko teoriaren oinarri bat. Axiometatik abiatuta, eta arrazoinamendu logikoei jarraituz, beste baieztapen batzuk egingo ditugu. Lortutako baieztapen berriei teorema deritze. Sistema axiomatiko bat axioma kopuru finitu batez osatuta dago eta ez darama kontraesan batera.

Multzo-teoria estandarra hamar axiomaz osatuta dago. Horietako axioma bat “osagairik gabeko multzo bat existitzen da” baieztapena da, eta normalean existentziaren axioma deitzen da axioma hau. Axioma hauek multzoen oinarrizko propietateak deskribatzen dituzte, bai eta multzoak elkarren artean erlazionatzen diren modua ere. Teoria estandarra osatzen duten axiomei ZF edo ZFC axiomak deritze. Z eta F letrak Zermelo eta Frankelen omenez erabiltzen dira, baina C letra aukeraren axioma (ingeleraz, axiom of choice) erabiltzen dugunean jartzen den letra da. Sistema axiomatiko honen ezaugarririk garrantzitsuena hau da: ezin da kontraesanik lortu teoria honetan. Hau da, axioma hauetatik abiatuta, ezinezkoa da baieztapen bat aldi berean egiazkoa eta gezurrezkoa dela frogatzea.

ZF edo ZFC axiometatik abiatuta, eta arrazoinamendu logikoari jarraituz, ondo lor daitezke matematika estandarraren teorema guztiak. Esaterako, hor ditugu Aritmetikaren Oinarrizko Teorema -zenbaki guztiak lehenen biderketa dira, era bakarrean- edo Euklidesen Teorema -infinitu zenbaki lehen daude-.

Orduan, zergatik ez da kontraesana Russellen paradoxa ZF axiometan? Teoria honetan, ezin da multzoen multzo arbitrario bat hartu, multzoak osatzeko era jakin bat dago. Adibidez, multzo guztien bildura hartzen badugu, objektu hori ez da multzo bat, klase bat baizik. Gauza bera gertatzen da bere barnean ez dagoen multzoen bilduraren kasuan. Beraz, kontraesanera eramaten gaituen objektua ez da multzo bat eta, hortaz, teoriatik kanpo gelditzen da. Horregatik ez du arazorik sortzen.

Jarraituaren Hipotesia

Teoria axiomatiko honetan kontraesanik ez badago ere, badaude beste baieztapen batzuk, teoriaren hizkuntzan idatz daitezkeenak, baina teoriaren kanpo geratzen direnak. Hau da, ezin da frogatu baieztapen hauek egiazkoak diren edo ez. Honen adibide bat dugu Jarraituaren Hipotesia, zenbaki arrunten eta errealen kardinalari buruz egiten duen baieztapena.

Multzo baten kardinala era formal eta zehatzean definitzea ez da gauza erraza. Horretarako multzo-teoriaren teknizismo abstraktu eta nahiko korapilatsuak erabili behar dira. Hala ere, ideia intuitiboa oso naturala da: multzo baten kardinala multzoa osatzen duten elementuen kopurua da. Multzo finituen kasuan, kardinala zenbaki bat da. Adibidez, multzo hutsaren kardinala zero da, eta triangelu baten erpinen multzoaren kardinala hiru da. Multzo infinituen kasuan, ez da hain erraza multzoen kardinala zein den esatea.

3. irudia: Georg Cantor (1845-1918) matematikariak irmoki sinesten zuen Jarraituaren Hipotesia egia zela. Ahalegin handia egin zuen hipotesia egia zela frogatzeko baina ez zuen lortu. (Argazkia: Wikimedia / domeinu publikoko argazkia)

Ezaguna da multzo infinituak direla bai zenbaki arruntak -kontatzeko erabiltzen ditugunak (1, 2, 3…) eta bai zenbaki errealak -era hamartarrean idatzi ahal direnak (infinitu digitu dezimalekoak)-.

Baina ez dira infinitu kopuru berdina, errealen kopurua arruntena baino askoz handiagoa baita. Beste era batera esanda, zenbaki arrunten kardinala zenbaki errealena baino hertsiki txikiagoa da. Cantorrek frogatu zuen bi kardinal hauen arteko desberdintasuna oso froga dotorea emanez, Cantorren argumentu diagonal izenekoa.

Arrunten kardinala infinitu zenbakigarria deitzen da, infinitua izan arren nolabait zenbatu dezakegulako. Errealen kardinala, berriz, infinitu jarraitua deitzen da. Izen hau dauka zenbaki errealak, irudikatzeko askotan zuzen jarraitu bat erabilzen delako, zuzen erreala hain zuzen.

Honela dio Jarraituaren Hipotesiak:

“Inongo multzok ez du zenbaki arruntena baino kardinal hertsiki handiagoa eta zenbaki errealena baino kardinal hertsiki txikiagoa”.

Hipotesi hau Cantorrek proposatu zuen, eta hainbat saiakera egin zituen frogatzeko. 1940. urtean, Kurt Gödel matematikariak frogatu zuen hipotesia ezin dela gezurtatu, hau da, ezin dela frogatu errealen eta arrunten artean dagoen multzo bat existitzen denik, kardinalari dagokionez. Azkenean, 1963an Paul Cohenek frogatu zuen hipotesia ezin dela frogatu, hau da, errealen eta arrunten artean dagoen multzo horren existentzia ezin dela gezurtatu. Horrela guztiz frogatuta dago Jarraituaren Hipotesia ZF axiomekiko independentea dela, ezin dela ez egia ez gezurra izan.

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Egileaz: Javier Canto Llorente matematikaria da eta Basque Center for Applied Mathematics (BCAM) ikerketa-zentroko ikertzailea.

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La fermentación simbiótica está muy extendida en el reino animal y casi todos los vertebrados, en especial los herbívoros y omnívoros, tienen alguna forma de simbiosis digestiva de ese tipo. La que ha alcanzado en estos un mayor grado de sofisticación es la de los rumiantes. Pero no es la única. De hecho, y aunque los casos en los que aparecen estructuras especializadas como el rumen han sido los más estudiados, durante los últimos años la microbiota intestinal de otros mamíferos y, muy en especial, la humana han recibido una gran atención. Aquí, no obstante, nos limitaremos a repasar de forma somera aquellos casos en los que la fermentación simbiótica se produce en estructuras especializadas o implica comportamientos alimenticios específicos.

Cuando utilizamos el término fermentación en este contexto nos referimos a un conjunto de reacciones enzimáticas que tienen lugar en entornos carentes de oxígeno y que dan lugar a la ruptura de compuestos orgánicos que rinden moléculas energéticas que pueden ser utilizadas en el metabolismo del animal hospedador.

Las estructuras especializadas que albergan microbios suelen ser cámaras en las que el flujo de materiales a su interior propicia un ambiente adecuado (húmedo o semilíquido, cálido y no excesivamente ácido) para el crecimiento microbiano. En algunas especies esas cámaras se encuentran en el sistema digestivo anterior, la parte comprendida por el esófago y el estómago; a esas especies se las denomina fermentadoras pregástricas. Los más conocidos son los mamíferos rumiantes. También hay fermentadores posgástricos y, en algunos invertebrados, otras modalidades de simbiosis digestiva.

De acuerdo con los modelos matemáticos que se utilizan para simular el funcionamiento de los sistemas digestivos, la ruptura de las moléculas de alimento mediante fermentación microbiana es más efectiva cuando el material recién ingerido se mezcla con alimento ingerido antes, ya colonizado por bacterias y parcialmente digerido. Por el contrario, la digestión enzimática del alimento –la realizada por las enzimas producidas por el propio animal- es más efectiva cuando las enzimas se añaden a un material que no se ha mezclado aún con otro sometido previamente a digestión enzimática. A esa diferencia entre las eficiencias de un tipo y otro de digestión parece obedecer el hecho de que las cámaras especializadas para la fermentación microbiana sean amplias y tengan forma de tina o barril, mientras que el intestino es tubular, como en el resto de mamíferos.

Los rumiantes reciben su nombre del acto de rumiar (o rumia), que consiste en masticar la comida durante periodos prolongados de tiempo. Puede tratarse de alimento recién ingerido o de material regurgitado para someterlo a un segundo tratamiento en la boca. Los rumiantes han desarrollado un estómago de gran tamaño y motilidad, que les permite albergar grandes poblaciones microbianas que se ocupan de digerir celulosa y otros carbohidratos complejos, rindiendo productos finales útiles para el hospedador. La rumia ha sido un hallazgo impresionante, gracias al cual los animales que la han desarrollado han alcanzado un gran éxito evolutivo.

Los verdaderos rumiantes son los bovinos, ovinos, caprinos, cérvidos, jirafas y antílopes. Su estómago, que ocupa tres cuartas partes de la cavidad abdominal, está dividido en cuatro compartimentos: rumen (también llamado panza o herbario), que es el más espacioso; retículo (redecilla o bonete); omaso (libro o librillo); y abomaso (cuajar). Los tres primeros constituyen lo que se denomina estómago anterior o región pregástrica. Y el abomaso sería el verdadero estómago. Los pseudorrumiantes carecen de omaso; en este grupo se encuentran hipopótamos y camélidos. Los perezosos, canguros, monos colobos (mamíferos) y el hoazín (ave de las selvas americanas) también son fermentadores pregástricos, pero no son rumiantes.

Los tres compartimentos pregástricos conducen y almacenan alimento. El rumen y el retículo, además, también absorben nutrientes y moléculas pequeñas. El grueso de la fermentación simbiótica ocurre en esos dos compartimentos, y en ellos se mantienen las condiciones de temperatura, pH y motilidad idóneas para poder mantener las poblaciones microbianas que se ocupan de ella.

La cavidad del rumen está dividida en compartimentos internos –los sacos dorsal y ventral- mediante estructuras longitudinales denominadas pilares. Cuando se contraen, esas estructuras facilitan la mezcla de sus contenidos. Y también contribuyen a estabilizarlos limitando sus movimientos y evitando desplazamientos importantes de volúmenes relativamente grandes. Unas proyecciones de aspecto digital denominadas papilas recubren el interior del rumen, y le proporcionan una mayor área superficial, lo que facilita la absorción de nutrientes. Aunque el rumen y el retículo se encuentran parcialmente separados por el pliegue ruminorreticular, ambas cavidades no se diferencian demasiado y hay bastante intercambio de productos digestivos entre ellas.

El esófago termina en el cardia, donde retículo y rumen se conectan. La superficie interna del retículo se encuentra recubierta por crestas o rugosidades, de las que se cree realizan una cierta selección de las partículas que pasan cerca del orificio que une el retículo al omaso. Este conecta el retículo con el estómago glandular (abomaso) y en su pared interior hay unas estructuras similares a hojas por donde se produce absorción de agua y nutrientes, y que impiden el paso al abomaso de partículas de tamaño excesivamente grande. El orificio omasoabomasal conecta ambas cámaras; carece de esfínter que evite el retroceso de los contenidos digestivos. El abomaso es muy similar al estómago de los no rumiantes. Es donde ocurre la parte más importante de la digestión de proteínas y la lisis de las bacterias procedentes del rumen.

Los nervios vago (sistema parasimpático) y esplácnico (sistema simpático) –del sistema autónomo– inervan el estómago de los rumiantes. Las fibras motoras del nervio vago procedentes de los centros gástricos de la médula oblonga del tronco encefálico pueden provocar una mayor frecuencia de contracciones del retículo-rumen. Eso ocurre a la vista de alimento, al masticar o al rumiarlo. Los aumentos de la distensión del retículo-rumen también provocan un aumento de la velocidad a la que se contrae. Por el contrario, el efecto de la división simpática (nervio esplácnico) es inhibidor. La distensión del abomaso disminuye la tasa de contracción del retículo-rumen.

La rumia consiste en la regurgitación, remasticación y reingestión del alimento. El alimento nuevo se mezcla con saliva y es masticado en la cavidad bucal, de donde pasa, a través del esófago, a la cavidad retículo-rumen. Allí es degradado, mediante procesos de fermentación, por los microorganismos que contiene. La fracción más líquida y en la que se encuentran las partículas de menor tamaño sigue su curso a través del resto de estructuras del sistema digestivo. Pero el bolo, formado por los fragmentos más sólidos, es regurgitado a la boca donde vuelve a ser masticado dando lugar a un material más finamente triturado y, por lo tanto, con una mayor área superficial, lo que facilitará la digestión a cargo de los microbios cuando vuelve a ser ingerido y conducido de nuevo al retículo-rumen.

Bacterias, principalmente (se han identificado más de 200 especies), pero también algunos protozoos, arqueas y hongos degradan la celulosa y hemicelulosa, mediante celulasas, produciendo ácidos grasos de cadena corta. Las proteínas y los carbohidratos no estructurales (pectina, almidones y azúcares) también sufren la fermentación. La mayor parte de los carbohidratos simples que resultan de estas fermentaciones son utilizados por los microorganismos, aunque algunos pueden escapar del rumen y ser absorbidos después por el animal. En este proceso la saliva es muy importante, porque proporciona el medio líquido adecuado para que se desarrollen florecientes poblaciones microbianas, además actúa como tampón del pH del rumen, gracias a su contenido en bicarbonatos y fosfatos.

La degradación de los carbohidratos complejos por los microorganismos da lugar, a través de la glucolisis, a fosfoenol piruvato (PEP), del que se produce metano, CO2, acetato y algo de butirato. O también puede ser metabolizado a piruvato que, en última instancia, conduce a la formación de propionato y butirato. Bajo condiciones normales, el rumen contiene un 60-70% de acetato, un 14-20% de propionato y un 10-14% de ácido butírico. Estos ácidos de cadena corta son muy importantes para el animal. El propionato es el único que puede utilizar para sintetizar glucosa y glucógeno; bajo condiciones normales, el 70% de la glucosa de un rumiante proviene del ácido propiónico. Los otros ácidos grasos volátiles se incorporan al ciclo de Krebs como acetil CoA, y si hay excedentes, se acumulan en forma de grasas. Estos ácidos se absorben de forma pasiva a través de la pared ruminal.

Los microbios simbiontes hidrolizan las proteínas contenidas en el alimento y como consecuencia de esa hidrólisis se producen polipéptidos y aminoácidos que utilizan para su propio crecimiento. Casi todas las proteasas bacterianas se encuentran en su interior (el de las bacterias), pero algunas las liberan al exterior (a la luz del rumen) y actúan allí. En cualquier caso, los oligopéptidos de hasta 6 átomos de carbono son absorbidos por las bacterias y sometidos a ulteriores degradaciones hasta rendir aminoácidos o, incluso, amonio (por desaminación de aquellos). Las paredes del rumen pueden absorber con facilidad los aminoácidos y el amonio que no es utilizado por los propios microorganismos.

La mayor parte del amonio, así como algunos aminoácidos y oligopéptidos, son utilizados por los microorganismos para elaborar sus propias proteínas. Y una vez que llegan al abomaso, esas bacterias son atacadas y sus proteínas digeridas por los jugos estomacales. Los aminoácidos resultantes son absorbidos en el intestino delgado.

El poco amonio que no es reutilizado por las bacterias del retículo-rumen se absorbe y es convertido en urea1 en el hígado del rumiante, y parte de esa urea, junto con la que procede de la degradación de proteínas propia de los tejidos del animal, es transportada de nuevo al rumen, directamente a través de su pared o por las glándulas salivares. La alta actividad ureasa propia de la pared del rumen garantiza una rápida conversión de la misma en amonio para su utilización por la microbiota ruminal. Aquí radica gran parte de la importancia de la rumia y la fermentación pregástrica: además de facilitar el aprovechamiento de carbohidratos complejos, permite utilizar las proteínas de los alimentos con una eficiencia enorme, dado que solo una pequeña parte del nitrógeno ingerido se acaba evacuando en forma de urea.

Por último, conviene destacar que, como consecuencia de la fermentación, los microorganismos ruminales también producen todas las vitaminas B, incluido el complejo B12 si hay suficiente cobalto.

Nota:

1 A la urea, junto con las otras formas moleculares de excreción de nitrógeno nos referimos aquí.

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 Digestión simbiótica: los rumiantes se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Maitemintzen garenean, besteak beste, hormonak hasten dira dantzan gure gorputzean. Hasieran, estrogenoak (emakumezkoetan) eta testosterona (gizonezkoetan). Gerora, beste substantzia batzuez mozkortzen da gure gorputza: norepinefrina, serotonina, dopamina… Eta urteak eman ondoren bikotearekin, zer gertatzen ote da?

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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El mercurio ejerce un efecto hipnótico que nos invita a acercarnos como al arroyo en el que se ahogó Narciso. Su atractivo brillo y el hecho de que sea el único metal líquido a temperatura ambiente lo convierten en un elemento fascinante. Su propio símbolo químico delata esas dos propiedades: Hg, del latín, hydrargirum, tomado del griego hydrargyros. Este vocablo está formado por el nombre de otras dos substancias: agua y plata. Más explícito imposible. ¿Y por qué demonios se llama mercurio entonces? Si a alguien se le atragantó este elemento al estudiar la tabla periódica, siempre puede echar la culpa a los alquimistas. Fueron ellos quienes le dieron el nombre actual, puesto que su movilidad se asociaba con el planeta más rápido y con el mensajero de los dioses romanos.

Pero ¿cómo se encuentra el mercurio en la naturaleza? ¿Existen acaso lagos plateados de líquido metal? Lo cierto es que, pese a que el mercurio metálico existe, los depósitos más importantes se encuentran en forma de cinabrio (HgS), un mineral que surge de la combinación con azufre y que ha jugado un rol vital como pigmento debido a su atractivo color rojo.

Imagen 1. Cinabrio con algunas gotas de mercurio nativo. Fuente: Robert M. Lavinsky / Wikimedia Commons

Bermellón: el rojo a lo largo de la historia

El cinabrio ha sido la fuente de uno de los pigmentos rojos más importantes de la historia: el bermellón. Resulta curioso que el nombre derive de otra substancia de color rojo: el carmín. Kermes era el nombre dado a los insectos de los que se extraía un colorante rojizo. Esta palabra derivó en carmín para nombrar al tinte y en vermilion (de vermes) para el pigmento que se lograba moliendo cinabrio.

En china se empleaba el bermellón dos mil años antes de que Octavio Augusto se convirtiese en el primer emperador, pero lo cierto es que debemos a los romanos la expansión del pigmento que nos ocupa. La mina más importante de cinabrio la tenían en Hispania, en la localidad que hoy conocemos como Almadén (Ciudad Real), nombre que le pusieron los árabes cuando continuaron con la explotación del mineral y que significa: “la mina” (al-ma’ dín). De hecho, la mina de Almadén era la más importante del mundo con mucha diferencia. Se estima que un tercio del mercurio empleado en el planeta proviene de este lugar y no hay ningún otro yacimiento del que se haya extraído ni la mitad de este elemento. Desde 2011 las minas están cerradas, pero afortunadamente han sido declaradas Patrimonio de la Humanidad por la UNESCO, lo que ayudará a que perdure este enclave tan importante desde el punto de vista histórico y geológico.

Imagen 2. Minas de Almadén. Fuente: Ayuntamiento de Almadén

Pese a que el bermellón se puede obtener de forma natural, desde hace siglos existen dos métodos de síntesis (el seco y el húmedo) en los que se emplean mercurio y una fuente de azufre. Bien se lograse de forma natural o sintética lo cierto es que el bermellón está presente en una infinidad de obras emblemáticas: luce en los frescos de La villa de los misterios de Pompeya, tiñe la tumba maya de la Reina Roja de Palenque, se pliega en los mantos de La Asunción de Tiziano, brilla en los labios de La joven de la perla, arde en el crepúsculo de El grito y afila los vértices de Las señoritas de Avignon.

Imagen 3. El bermellón en diferentes culturas, épocas y técnicas pictóricas. Fuente: Composición a partir de Wikimedia Commons y National Geographic

Mercurio y oro: un matrimonio de varios siglos

Teniendo en cuenta las propiedades del protagonista de esta entrada es comprensible que los alquimistas lo considerasen un metal sin par. Estaban convencidos de que trascendía la tierra y el paraíso o la vida y la muerte al igual que trascendía los estados de la materia. Además, era una substancia que tenía una capacidad única: podía disolver el oro que tanto ansiaban conseguir. Efectivamente, el mercurio crea aleaciones líquidas con el más preciado de los metales, formando lo que se conoce como amalgama. Desde la época de los antiguos romanos se ha empleado dicha propiedad para purificar o extraer oro de la minas, ya que sumergiendo en mercurio el material obtenido de una mena se podían separar las impurezas. Después sólo había que recuperar el oro evaporando el mercurio que pasa a fase gaseosa a una temperatura relativamente baja. Gracias a ese proceso se han extraído muchos metales preciosos a lo largo y ancho del planeta, pero todavía estamos pagando el precio en forma de contaminación ambiental.

La capacidad que posee el mercurio para disolver el oro también ha sido de gran utilidad para dorar obras de arte. El dorado es una técnica que se emplea para cubrir un material menos noble con una película de oro. De esta forma el material resulta más atractivo sin tener que invertir una fortuna empleando oro macizo. Así, la mayoría de las piezas que observamos con ese peculiar brillo amarillo son en realidad madera, bronce u otros materiales recubiertos de oro. Pero, ¿cómo se realiza ese proceso? Si bien es cierto que existen numerosas técnicas, en el caso de los metales, una de las más empleadas hasta el s. XIX fue el dorado por amalgama de mercurio, también conocido como dorado al fuego.

Imagen 4. Las puertas del Baptisterio de Florencia de Ghiberti fueron doradas mediante amalgama de mercurio. Fuente: Wikimedia Commons

En el dorado mediante amalgama se emplea un proceso similar al que acabamos de conocer para la extracción de oro. El primer paso consistiría en mezclar mercurio con oro en forma de virutas o limaduras para formar la amalgama. Esta mezcla se depositaría sobre la superficie que se quiere dorar y se calentaría a temperaturas alrededor de 300 ⁰C para que el mercurio se evaporase y el oro quedase adherido a la superficie. De ahí lo de dorado al fuego. Dado que la evaporación del mercurio provoca que la capa formada sea muy porosa, el procedimiento finaliza con una etapa de bruñido para obtener una superficie lisa y resplandeciente. Como os podéis imaginar, la exposición a los vapores mercuriosos durante el proceso es muy perjudicial, ya que el mercurio (especialmente sus compuestos organometálicos) provoca un gran número de enfermedades. Así, ser dorador no era la profesión con la mayor esperanza de vida. Tampoco lo era, a modo de curiosidad, la de sombrerero, oficio en el que se empleaba mercurio para tratar las pieles y que provocaba graves daños neuronales. De ahí los desórdenes que mostraba el famoso sombrerero de Alicia en el País de las Maravillas.

Simplemente mercurio

El mercurio es por sí mismo una obra de arte. Un metal que ha atraído al ser humano desde los albores de la civilización. Por lo tanto, no es de extrañar que se haya empleado en ciertas manifestaciones artísticas, especialmente por artistas contemporáneos que experimentan con nuevos materiales. Hoy en día la legislación impide el uso de mercurio en piezas expuestas al público, lo que ha supuesto un desafío interesante a la hora de buscar alternativas para reemplazar la presencia del metal. Y no sólo porque conseguir un sustituto que se acerque a su comportamiento es complicado, sino porque hay que velar porque se mantenga la concepción original de la obra y respetar los derechos del artista, un aspecto fundamental en la conservación y restauración de obras contemporáneas.

Un caso paradigmático de esta situación es la escultura Para la mente creada por Eva Lootz en 1992 y en propiedad del Artium de Vitoria-Gasteiz. Esta obra formaba parte de una instalación titulada Ellas, en la que la artista le otorgaba un valor simbólico al mercurio. Para la mente es una figura de alabastro con pequeños cuencos en los que se coloca mercurio. El metal se adapta al recipiente y adquiere forma redondeada, dotando a la creación artística de un aspecto muy sugerente. La tensión superficial aplicada al arte. El problema llegó cuando la legislación vigente obligó al museo alavés a retirar el mercurio. Tras una cuidadosa investigación llegaron a desarrollar un proceso en el que, mediante moldes, obtuvieron piezas que emulaban el aspecto plateado, el brillo y el reflejo del mercurio. Las formas obtenidas daban el pego. Mientras no se tocasen, claro. Esto fue posible gracias al uso de diferentes materiales: aluminio, una aleación de estaño y bismuto, acero inoxidable y plata con baño de rodio. Por supuesto, en la decisión final colaboró la propia artista que, pese a la oposición inicial, dio el visto bueno al uso de réplicas de gotas de mercurio.

Imagen 5. Para la mente, de Eva Lootz (1992). Fuente: Museo Artium

Un caso más célebre a nivel internacional es Fuente de Mercurio de Alexander Carter. Esta obra compartió protagonismo con el Guernica de Picasso en el Pabellón de la República Española de la Exposición Internacional de Paris de 1937. Por una parte hace referencia a Almadén, la gran mina de cinabrio de donde tanto mercurio se logró; por otra, representa una versión moderna de las fuentes de mercurio que según la tradición existieron en palacios de la Córdoba musulmana. Cuenta la leyenda que Abderramán recurría a una de estas fuentes para dictar justicia: el supuesto criminal debía de arrojar una piedra al mercurio y si ésta flotaba era culpable. Conociendo las propiedades del mercurio os podéis imaginar el destino que les esperaba a los acusados.

Imagen 6. Fuente de mercurio de Alexander Carter (1937). Fuente: Fundació Joan Miró

Para saber más

M. Spring y R. Grout. The Blackening of Vermillion: An Analytical Study of the Process in Paintings. National Gallery Technical Bulletin 23 (2002).

E. Mello. The gilding of Lorenzo Ghiberti’s ‘Doors of Paradise’. Gold Bulletin. 19 (4) (1986) 123-126.

M. Martiñón-Torres y Lois Ladra. Orígenes del dorado por amalgama: aportaciones desde la orfebrería protohistórica del noroeste de la Península Ibérica. Trabajos de Prehistoria 68 (1) (2011) 187-198.

E. Ruiz de Arcaute Martínez et al. Estrategias para la mente. Alternativas para problemas de manipulación y toxicidad en una obra de Eva Lootz del ARTIUM. 13ª Jornada Conservación de Arte Contemporáneo (2012) 225-234.

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

El artículo La tabla periódica en el arte: Mercurio se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Uxue Razkin

Biologia

Ikerketa askok erakutsi dute txakurrek gizakiekin komunikatzeko gaitasun kognitiboak garatu dituztela eboluzionatzen joan diren heinean. Katuen eta gizakien harremanari buruz ez dugu informazio askorik. Halere, jakin badakigu, adibidez, katuak hautespen naturalez etxekotu zirela (txakurrak ez bezala). Ildo horri jarraiki, 2013. urtera arte ez zen ezagutzen ea katuek haien jabearen ahotsa ahots ezezagunetatik bereizteko gai ziren edo ez. Saito eta Shinozuka zientzialariak hori argitzeko asmoz, ikerketa bat abian jarri zuten. Badirudi katuek ez diotela modu aktiboan erantzuten jabearen ahotsari, nahiz eta jabearen ahotsa modu argian bereizteko gai diren.

Tara Oceans espedizio ozeanografikoko zientzialariek munduko ozeanoetako birusen katalogoa berritu dute, orain arte egin den katalogorik osatuena. Juanma Gallego kazetariak azaldu digu guztira 195.738 birus populazio identifikatu ahal izan dituztela. Itsas birusen katalogoa asko handitu dute: 12 aldiz biderkatu dute ezagututako birusen kopurua. Desberdintasun horren aurrean, azalpen bat: sekuentziazio genomikorako teknika berriak erabili ahal izan dituzte. Horretaz gain, ikerlariek ondorioztatu dute Artikoan dagoela birus bioaniztasun gehien.

Paleontologia

Lau hankako balea baten fosila aurkitu dute Perun. Ameriketako zaharrena da eta Indiatik eta Pakistandik kanpo aurkitutako fosilik “osoena” dela azaldu dute adituek. Aurkitutako espezie horretatik etorriko lirateke egun ezagutzen ditugun baleak eta izurdeak. Espeziearen bilakaerari buruzko informazio baliotsua eman dezakeela uste dute adituek. Berrian aurkitu daiteke albistea.

Ekologia

Munduko ibaien lehenengo ebaluazio globala egin du McGill Unibertsitateko eta World Wildlife Fund-eko (WWF) ikertzaile-talde handi batek. Elhuyar aldizkariak eman dizkigu emaitzak: munduko ibai luzeen % 37k baino ez du isuri librea, iturburutik itsasoraino. Gainera, ikertzaileek esan dute presak eta urtegiak direla ibaien jarraitutasuna eta ibaien arteko lotura galtzearen eragile nagusiak.

Psikiatria

Cesar Valcarcel psikiatra elkarrizketatu dute Berrian. Bertan, berretsi du harremana dagoela haurren maila sozioekonomikoaren eta buruko osasunaren artean. Gasteizko Santiago Ospitaleko Haurren eta Nerabeen Ospitaleratze unitateko psikiatra da eta mundu osoko hainbat ikerketa aztertu ditu ondorio horretara heltzeko. Bi hipotesi daudela azaltzen du: “Haur baten familiak zailtasun ekonomikoak dituenean, gizarte bazterkeria bizi duenean, haurrak egoera estresagarriak bizi ditu. Horrek eragina du garatzen ari den garunean, eta arazoak eragiten ditu aurrera begira. Bigarren hipotesiak kontrakoa esaten du. Buruko gaitzak dituzten pertsonak espiral batean sartzen dira, eta horrek gizarte bazterkeriara eramaten ditu”.

Osasuna

Harrigarria bada ere, Euskal Herrian eta munduan, elgorri kasuak ugaritu egin dira, txertaketek behera egin baitute. Urte askotan ez da egon kasurik baina 2017tik aurrera adituek zenbait kasu identifikatu dituzte. Paramixovirus familiako birus batek eragiten du gaixotasuna, eta airearen bidez transmititzen da. Sukarra eta ondoeza izan ohi dira lehen sintomak. Halere, Larruazaleko infekzioa izaten da adierazle nagusia. Berrian informazio gehiago.

Genetika

Koldo Garciak erakargarritasunean parte hartu dezaketen gene-osagaiak azaldu dizkigu honetan. Berriki egin den ikerketa batek, adibidez, aurpegi-erakargarritasunean eragin dezaketen gene-osagaiak aztertu ditu. Garciak dioen moduan, erakargarritasuna ezaugarri konplexua izanda, egokia izan daiteke galdetzea zein heinetan eragiten duten ezaugarri horretan geneek. Aipaturiko lanean ikusi dute geneen eragina aurretik kalkulatu zena baino baxuagoa dela.

Emakumeak zientzian

Oso zaila behar du izan bi Nobel saridunen alaba izatea. Areago familia hori Curietarrak (Pierre eta Marie fisikariak) baldin badira. Jaio zenetik, Irène Joliot-Curieri oso pisutsua egin zitzaion abizena. Halere, bere senarrarekin batera, Kimikako Nobel saria irabazi zuen 1935ean, erradioaktibitate artifiziala aurkitzeagatik. Bakarka zein bere senarraren laguntzaz, lan garrantzitsuak egin zituen erradioaktibitate naturala eta artifizialaren inguruan, elementuen transmutazioan eta fisika nuklearrean, besteak beste.

Sariak

Aurten 25 urte bete dituzte CAF-Elhuyar sariek, eta ekitaldi berezia egin zuten CAFen egoitza nagusian. Aurtengo irabazleak ezagutu nahi badituzu, zoazte artikulura! Saritu dituzten artikulu edo lanen laburpenak ere aurkituko dituzue bertan.

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Egileaz: Uxue Razkin kazetaria da.

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¿Te has preguntado alguna vez cómo se detectan, ven y descubren los pormenores de las galaxias? La astrofísica se sirve de técnicas como los rayos X, la luz ultravioleta, la infrarroja o de las ondas de radio para descubrir los misterios del cosmos.

Los vídeos de ¿Preguntas frecuentes? presentan de forma breve y amena cuestiones que, probablemente, nos hayamos planteado en alguna ocasión. Los vídeos, realizados para la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU, se estrenan en el programa de ciencia Órbita Laika (@orbitalaika_tve), los lunes a las 22:00 en la 2 de RTVE.

Edición realizada por César Tomé López

El artículo ¿Cómo ven las galaxias los astrofísicos? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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