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Simetría en un mundo asimétrico
 

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    Simetría en un mundo asimétrico Simetría en un mundo asimétrico Document Transcript

    • Simetría en un mundo asimétrico Pedro Gómez RomeroEste artículo, en una versión drásticamente modificada, apareció publicado en la revista Quo,marzo 2002El mundo en el que vivimos nos presenta mil caras de variedad sin límites y no parece que sedeje dominar por cánones ni simetrías. ¿Es entonces la simetría uno de esos caprichos denuestra sesgada percepción humana?. Si nos ponemos a hurgar en el universo que nos rodeadescubriremos que hay mucho más que eso. La simetría nos ha estado esperando en los lugaresmás insospechados.Desde que el Homo es sapiens nuestra especie favorita hamostrado rasgos colectivos que la han diferenciado de todas lasdemás. Entre estos rasgos destacan la capacidad de usar energíapara alimentar actividades sociales y también un peculiar uso deherramientas. Y no es que el Homo –habilis primero, sapiensdespués- fuese el único animal experimentado en el manejo deutensilios. Ahí tenemos los ya clásicos documentales que nosmuestran hábiles simios como los chimpancés usando pajitas parapescar termitas o incluso aves como el alimoche que quiebra inclusohuevos de avestruz con la ayuda de piedras. Sin embargo, lafabricación de incluso las más primitivas herramientas humanaspresenta ya un sello inequívoco de identidad. Y es que muchos denuestros parientes simios serían capaces de fragmentar un canto rodado o un bloque de sílexgolpeándolo con otra piedra y podrían así obtener una especie de herramienta lítica cortantesimple (unifaz). Pero a ninguno se le ocurriría la brillante idea de darle la vuelta a esa primerapiedra mellada para conseguir mediante otro golpe certero añadir un segundo tajo simétrico delprimero y dar lugar a un bifaz, uno de los grandes descubrimientos de nuestra más antiguatecnología paleolítica. Vemos así cómo, aunque en un principio fuese de forma intuitiva más queracional, nuestra especie comprende lo simétrico desde sus orígenes y ha sabido encontrar relaciones de simetría en los lugares más insospechados y concebir modos de explotarla o simplemente de celebrarla. La construcción de templos y obras monumentales como las pirámides Mayas o las del antiguo Egipto son un buen ejemplo de celebración de la simetría. Independientemente de su función, ritual o astronómica en unos casos, funeraria en otros, la perfecta proporción de esos conjuntos marca la huella del arquitecto humano desde antiguo, como si pretendiera distinguir su propia obra de la de su madre naturaleza. Y cuando cambian las culturas y creencias; y aunque los diosessufran metamorfosis milenarias, aunque cambien las formas de los templos, la estética simétricaperdura y se nos muestra en el Partenón griego y en el Coliseo romano, sólo quebrada por lossiglos, y se plasma en los diseños murales de la Alhambra de Granada, y se cuela en las plantasde las iglesias románicas y en los diseños de las catedrales góticas, y hasta Gaudí, el más
    • telúrico de los arquitectos inmortales sucumbe ante su fuerza y rinde simétrica su SagradaFamilia.El Partenón de Atenas. Una curiosa causa de simetría. La simetría bilateral del El modernistaLa Grecia clásica , fuente de simetría y canon. Cristo humano se traspasa a su cruz y de ésta a las Gaudí también plantas de sus catedrales. sucumbió al poder de la simetríaY es que la simetría no es ajena a ninguna de las artes, la métrica de la poesía y de la música laencierran, las artes plásticas la ofrecen a nuestros ojos en contraposición al caos. Orden y caospugnando por su sitio en nuestra mente, simetría y asimetría equilibrados magistralmente en loalto de la capilla sixtina, en el Cristo de Velázquez, en los lienzos de Cezanne, o en los cuadrosde Paul Klee. La simetría de las manos, fuente inagotable de inspiración. Artistas consagrados y anónimos han utilizado la simetría de las manos como recurso expresivo. En lo alto de la capilla Sixtina, donde la simetría de la arquitectura contrapesa la asimetría de la composición pictórica, Michelangelo Buonarroti (1475-1564) nos presenta (izquierda) la mano de Adán a imagen (casi simétrica) y semejanza de la de su creador. El grabado del centro es obra del artista holandés Maurits Cornelius Escher (1898 - 1972), un genio de la simetría y de las figuras imposibles. La imagen de la derecha pertenece a la abundante iconografía generada por los creadores publicistas contemporáneos.Obras todas ellas fruto de un cerebro partido en dos, asimétrico en su función pero simétrico ensu forma y enfundado en un cráneo y cabeza simétricos, con la misma simetría aproximadamentebilateral de un cuerpo que Leonardo nos mostró, desnudo en su simetría, con su famoso hombrede Vitruvio, una simetría heredada de peces de mares arcaicos y transmitida hasta nosotros através de miles y miles de generaciones de miles y miles de especies que la heredaron antes quenosotros.Una simetría bilateral sólo aproximada pero perceptible que a su vez nosotros imponemos anuestros útiles y a nuestro entorno, necesariamente a veces, de forma inconsciente en otrasmuchas ocasiones. Gafas, pantalones, sillas o motocicletas simétricos por necesidad; pelotas detenis o de fútbol, ventanas, carreteras, aviones o canchas de baloncesto simétricos por diseño.
    • Simetría humana que parece querer imponer su orden en un mundo asimétrico. Simetríafuncional, como la de carreteras y autopistas, que induce orden en la circulación y en las queflorecen por necesidad asfálticos tréboles de cuatro hojas fruto de un diseño que pretendegarantizar accesos y salidas en todas direcciones cuando dos autopistas se cruzan. Cuadrículassimétricas de calles y manzanas, urbes de diseño en las que las propias calles constriñen lasformas de nuestros edificios, que heredan de ese modo su simetría. Campos de fútbol o debéisbol, estadios con distintas simetrías pero simétricos ambos, con equipos simétricos ysimétricamente armados para brindar un inicio con igualdad de oportunidades, un punto departida equilibrado, en igualdad de condiciones al que seguirá predeciblemente un desarrollocaótico sucedáneo de batallas más cruentas.Pero no se engañen, ni la simetría es rasgo exclusivo de los humanos ni el universo es tanasimétrico como parece. Es cierto que la intuición de lo simétrico viene incluida en el paquete denuestra peculiar consciencia, pero también es cierto que la existencia de simetría no estásupeditada a nuestra singular percepción. Si, por azar o voluntad divina, todo lo humanodesapareciese de este mundo, o si nunca hubiese llegado a implantarse en él, ahí seguirían lasimetría radial de la estrella de mar o la flor, los ordenados gajos de cualquier naranja, elcaprichoso eje cuaternario del trébol de cuatro hojas, que no traería suerte a nadie, o el orden decrecimiento de árboles y tallos, complejo a nuestros ojos pero simplemente favorecido por laevolución natural.E incluso sin vida habría simetría. De vez en cuando encontramos en la naturaleza perfectasformaciones cristalinas de minerales que nos lo recuerdan. Cuarzo o pirita, calcita o galena, lamayor parte de las veces crecen en granitos pequeños, con las mismas formas que los grandesaunque inapreciables a simple vista. Pero cuando vemos uno de esos cristales grandes comopuños su proporción y armonía nos deslumbran. No sabes por qué, pero un buen cristal decuarzo te parece un trozo de perfección. No está cortado ni pulido, crece así. No es magia, es
    • simetría. Es el reflejo externo del orden atómico que forma los cristales. Y no siempre sonnecesarios periodos de tiempo geológicos para formarlos. Los pequeños cristales de hielo queforman un copo de nieve son flor de un día y sin embargo tan hermosos como un diamante. Pormucho que De Beers nos quiera hacer pagar caro lo escaso, la simetría de sus preciosas piedrasno es superior a la de los innumerables cristales de una bola de nieve. Examinados almicroscopio cada uno de esos cristales es diferente del resto y sin embargo su simetría deapariencia hexagonal es común a todos. La razón se halla en el mundo submicroscópico, en losenlaces entre átomos de hidrógeno y oxígeno para formar agua, y en las interacciones entre lasmoléculas de agua que cristalizan en hielo, interacciones que presentan ya la misma simetría quetendrán los cristales. Porque resulta que el mundo submicroscópico, el mundo de las moléculas ylos átomos es un mundo en el que también reina la simetría. Y reina con mayor rigor incluso queen nuestro mundo de metros y kilómetros. Por nuestras venas por ejemplo, corre literalmente lasimetría en forma de anillo de porfirina, el centro activo de la hemoglobina que oxigena nuestrascélulas. Las moléculas de agua que nos forman son simétricas, como también lo son las deoxígeno que respiramos o las de dióxido de carbono que exhalamos. Las propias reaccionesquímicas están a menudo gobernadas o limitadas por simetría. Y si profundizamos más y nossumimos en el mundo subatómico resulta que también los electrones se asocian en torno a losnúcleos para formar átomos, no al azar, sino siguiendo pautas rígidamente marcadas porsimetría. Simetría que persiste incluso más allá de nuestro mundo imaginable y se nos revela alasomarnos al mundo vislumbrado gracias a los aceleradores de partículas, un mundo en el quemateria y antimateria danzan de forma simétrica. Anillo de profirina (trazado en negro) que forma el centro Imagen de la formación (simétrica) de materia y antimateria. Un activo de la hemoglobina (El átomo de hierro en rojo, los fotón procedente de la parte superior de la imagen se transforma azules son nitrógenos y los morados átomos de carbono) en un par electrón (materia) -positrón (antimateria). El electrón sigue una trayectoria curvada en el sentido de las agujas del reloj, el positrón en sentido simétricoAlgo ocurre cuando abrimos los ojos y vemos simetría en nuestro mundo. Cuando nuestrostelescopios nos permiten deducir el orden simétrico de las órbitas planetarias y de galaxiaslejanas, o cuando escudriñamos con nuestros microscopios la estructura interna de un cristal denieve o un grano de polen, el universo se mira en el espejo a través de nuestros ojos. Peroademás, cuando cada uno de nosotros abrimos nuestros propios ojos y nuestra propia mente ydescubrimos pautas que unen lo grande y lo pequeño, lo pasado y lo futuro nos convertimos enpartícipes de la aventura del conocimiento, una aventura que nos brinda además un placer muyespecial, el placer de descubrir y comprender.Pedro Gómez Romero es investigador y divulgador científico del CSIC.
    • PILAS DE COMBUSTIBLE. Energía sin humos. Pedro Gómez RomeroUna versión de este artículo fue publicada en la revista "Mundo Científico" No. 233, ABRIL 2002, p. 66Las pilas de combustible, alimentadas con hidrógeno o metanol, son una alternativa eficiente a los motoresde combustión. El trabajo de Investigación y Desarrollo (I+D para los amigos) avanza a buen ritmo hacia elabaratamiento de pilas que constituirán un engranaje clave dentro de un ciclo energético crecientementebasado en energías renovablesImaginemos por un momento una gran avenida de una gran ciudad, pongamos una Gran Vía cualquiera,bulliciosa y llena de tráfico humano, como siempre; transitada por multitud de coches, como de costumbre.Pero hagamos un verdadero esfuerzo e intentemos imaginarla sin el estridente humo de los tubos de escapeni el apestoso ruido de motores o motos. ¿Imposible?. Lo cierto es que los humanos somos tan animales decostumbre, tan adaptables a entornos hostiles, que incluso nos cuesta un buen esfuerzo deshacernos dehábitos que sabemos dañinos. Pero el transporte sin ruido y sin contaminación es posible. Hace justo cien años, a principios del siglo XX se respiraban en el ambiente occidental esencias de progresocientífico y tecnológico. Máquinas voladoras y mensajes telegráficos sin hilos competían por algunas de lasprimeras páginas de los periódicos de la época, augurando un siglo de desarrollo revolucionario en lostransportes y las comunicaciones. Otros avances menos conspicuos, como la publicación de Albert Einsteinen 1905 sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento (que formulaba la que después seríaconocida como teoría restringida de la relatividad) adelantaban igualmente el progreso científico. Sinembargo, mientras esto ocurría, la mayor parte de las casas seguían alumbrando sus noches quemandocombustibles; gas del alumbrado en zonas urbanas privilegiadas, candiles o quinqués de aceite o querosenoen el resto. Y no es que no existieran alternativas. El químico e inventor británico Joseph W. Swan en 1878,y el emprendedor norteamericano Thomas A. Edison en 1879 ya habían presentado en sociedad sendosdiseños mejorados de bombillas con filamento de carbono incandescente. Pero veinte o treinta años despuésesos inventos modernos seguían siendo curiosidades al alcance de muy pocos. Tendrían que generalizarse laproducción y distribución de electricidad y perfeccionarse aún más los diseños de aquellas primitivasbombillas (finalmente con filamento de tungsteno) para que acabaran alcanzando la categoría de artilugiocotidiano.Pero cuando finalmente las lámparas eléctricas incandescentes sustituyeron a las lámparas de combustible ydesterraron su tufillo y su hoyín, las casas se volvieron más brillantes, más limpias y más seguras. Alprincipio sólo las familias más acomodadas podían permitirse el lujo, pero a medida que creció la demanda ycayó el precio, más y más gente se pudo permitir su propia luz eléctrica. Y no es que la antigua tecnología sehubiese agotado; seguía habiendo carbón en abundancia para producir gas y alumbrar las casas, pero latecnología limpia había ganado la partida.A principios de este nuevo siglo XXI, la pugna entre quemar y respirar, entre tecnologías de combustión ytecnologías limpias se ha trasladado a la calle. Noventa años de producción en serie de automóviles decombustión con chimenea incorporada nos han dejado enganchados a las mieles del transporte rápidoindividual, pero empezando a sentir también la resaca de la contaminación de nuestro aire y nuestras aguas.Y sin embargo existen tecnologías alternativas para acabar de implantar coches eléctricos, respirables ysilenciosos, en nuestras calles. Las pilas de combustible o las baterías recargables son algunas de las másprometedoras. Ambas se basan en reactores electroquímicos en los que la energía química se conviertedirectamente en electricidad. La diferencia estriba en que en las baterías recargables es la energía química delos materiales que forman los electrodos la que se convierte en electricidad y, una vez esa energía se agota,necesitan un proceso de recarga que regenera la energía química a partir de electricidad. En las pilas decombustible sin embargo la energía química proviene de un combustible que se alimenta desde el exteriordel reactor.
    • Después de una etapa inicial de evaluación de ambas tecnologías para aplicación en tracción eléctrica devehículos, las pilas de combustible parecen estar ganando la partida, aunque conviene recordar que en elcampo de la innovación tecnológica no sobra nadie y que diversos dispositivos y tecnologías cubrennecesidades complementarias. En el caso de un coche eléctrico por ejemplo, aunque la pila de combustibleacabe siendo el dispositivo principal de generación de energía entratrán en el diseño otros elementos comobaterías o supercondensadores para almacenamiento de carga. Estos dispositivosLas pilas de combustibleson ciertamente mucho más que curiosidades de laboratorio y aunque todavía necesitan de diversas mejorasde materiales y diseños, constituyen una alternativa seria a los ineficientes motores de combustión, unaalternativa por la que se interesan tanto la industria del automóvil como las compañías eléctricas y del sectorenergético.Como en tantas otras ocasiones a lo largo de nuestra evolución tecnológica, los principios científicos básicosque sustentan nuestra actual tecnología de pilas de combustible se descubrieron mucho antes de que susaplicaciones fueran siquiera imaginables. En 1839, el inglés William Grove, jurista de profesión y físico devocación había hecho público un experimento que demostraba la posibilidad de generar corriente eléctrica apartir de la reacción electroquímica entre hidrógeno y oxígeno. Su original experimento consistía en unir enserie cuatro celdas electroquímicas, cada una de las cuales estaba compuesta por un electrodo con hidrógenoy otro con oxígeno, separados por un electrolito. Grove comprobó que la reacción de oxidación delhidrógeno en el electrodo negativo combinada con la de reducción del oxígeno en el positivo generaba unacorriente eléctrica que se podía usar a su vez para generar hidrógeno y oxígeno. Sir William Robert Grove (1811 – 1896), abogado londinense con aficiones ingenieriles desarrolló los primeros prototipos de laboratorio de lo que él llamaba "batería de gas" y hoy conocemos como "pila de combustible" (en 1839 realizó sus primeros experimentos y en 1845 la demostración definitiva de su sistema). Sin embargo, los principios básicos de funcionamiento de la pila de combustible los descubrió algo antes (en 1938) el profesor suizo Christian Friedrich Schoenbein (1799 –1868). Sir William Robert Grove Grove usó cuatro celdas grandes, con H2 y O2 (1811 – 1896), jurista de para producir energía eléctrica que a su vez se profesión y físico de vocación podía usar para generar hidrógeno y oxígeno (en la celda superior, más pequeña).
    • Nos podríamos imaginar fácilmente los sarcásticos comentarios de los pragmáticos escépticos de la época.¡Valiente negocio!, emplear cuatro volúmenes de gases para generar electricidad que genera un solovolumen. ¡Menuda pérdida de tiempo!. Sin embargo el experimento de Grove mostraba la esencia y elcamino. La esencia, la interconvertibilidad entre la energía química de un combustible y la energía eléctrica;el camino, la posibilidad de convertir esa energía directamente en electricidad sin pasar por un procesointermedio de combustión.Y es que la manera tradicional de aprovechar la energía potencial de los combustibles quemándolos para quela energía térmica producida se convierta a su vez en energía mecánica es muy poco eficiente. Ése esprecisamente el proceso que siguen nuestros motores de combustión interna y también nuestras grandescentrales térmicas. El paso intermedio a través de la energía térmica limita drásticamente la eficiencia, y lalimita de forma inherente, debido a las leyes de la termodinámica, sin que ningún proceso de optimización lopueda corregir.En una pila de combustible, por contra, la energía química del "combustible" se convierte directamente enenergía eléctrica a través de una reacción electroquímica, sin mediar proceso alguno de "combustión", y laeficiencia llega a alcanzar valores de hasta un 70%. El dispositivo es conceptualmente muy simple; unacelda de combustible individual está formada por dos electrodos separados por un electrolito que permite elpaso de iones pero no de electrones. En el electrodo negativo tiene lugar la oxidación del combustible(normalmente H2 aunque puede ser también metanol u otros) y en el positivo la reducción del oxígeno delaire. Las reacciones que tienen lugar son las que se indican a continuación.Los iones (H+ en este caso) migran a través del electrolito mientras que los electrones (e- ) circulan a travésdel circuito externo (el motor eléctrico de nuestro coche). Una de estas celdas individuales genera un voltajecercano a un voltio; para las aplicaciones que requieren mayor voltaje y alta potencia se apilan en serie elnúmero necesario de estas celdas que forman la pila de combustible propiamente dicha. Esquema de la estructura y funcionamiento de una pila de combustible. El hidrógeno fluye hacia el ánodo donde un catalizador como el platino facilita su conversión en electrones y protones (H+). Estos atraviesan la membrana electrolítica para combinarse con el oxígeno y los electrones en el lado del cátodo (una reacción catalizada también por el platino). Los electrones, que no pueden atravesar la membrana de electrolito, fluyen del ánodo al cátodo a través de un circuito externo y alimentan nuestros dispositivos eléctricos. La figura muestra una sola celda electroquímica que produce aproximadamente 1 Voltio. Para aplicaciones de potencia se apilan muchas de estas celdas para formar la pila de combustible, cuyo voltaje aumenta en proporción al número de celdas apiladas.
    • Tabla 1 Principales tipos de pilas de combustibleTipo ySiglas en electrolito temperatura combustible aplicaciones ventajas desventajasinglés transporte baja temperatura, arranque la baja temp. requierepoliméricas equipos rápido Nafion 60-100 ºC H2 catalizadores caros (Pt)(PEMa) portátiles electrolito sólido (reduce y H2 puro. electricidad corrosión, fugas, etc.) mejores prestaciones de corriente Requiere eliminar elalcalinas militares KOH (aq.) 90-100 ºC H2 debido a su rápida reacción CO2 de aire y(AFC) espaciales catódica. combustible. catalizador de Pt. eficiencia de hasta un 85% (conde ácido corriente y potencia cogeneración de calor yfosfórico H3PO4 175-200 ºC H2 electricidad bajas. electricidad). Posibilidad de usar(PAFC) peso y tamaño H2 impuro como comb. elevados. las altas temperaturasde carbonatos carbonatos ventajas derivadas de las altas aumentan la corrosiónfundidos 600-1000 ºC H2 electricidad Li, Na, K temperaturas.b y ruptura de(MCFC) componentes ventajas derivadas de las altasde óxido las altas temperaturas temperaturas.b El electrolitosólido (Zr,Y)O2 800-1000 ºC H2 electricidad facilitan la ruptura de sólido reduce corrosión, fugas,(SOFC) componentes (sellos...) etc.conversión transporte combustible líquido, másdirecta de equipos Nafion 60-100 ºC CH3OH cercano a la tecnología actual,metanol portátiles más las ventajas de las PEM.(DMFC) electricidada) PEM (Proton Exchange Membrane, o Polymer Electrolyte Membrane) b) mayor eficiencia, posibilidad de usar catalizadores más baratos que el platino y flexibilidad parausar otro tipo de combustibles (incluso hidrocarburos)Existen diversos tipos de pilas de combustible, clasificadas de acuerdo con el electrolito empleado y sutemperatura de trabajo, y que se reúnen de forma resumida en la Tabla 1. Las más adecuadas para aplicaciónen tracción eléctrica de vehículos son las pilas de electrolito polimérico, también conocidas como demembrana intercambiadora de protones (PEM según sus siglas en inglés). Como su nombre indica, elelectrolito de estas pilas poliméricas, está constituido por una membrana de un polímero especial, conductorde protones (H+). Actualmente el polímero más utilizado para el desarrollo de este tipo de pilas es el Nafion,un polímero perfluorado con grupos sulfonato polares cuya estructura se esquematiza en la siguiente figura
    • El material usado actualmente como membrana electrolítica es el Nafion (TM) , un polímero perflurado (con átomos de flúor en lugar de hidrógeno) compuesto por cadenas de tipo teflon de las que derivan cadenas laterales con grupos iónicos. El precio elevado de este material y su baja estabilidad a temperaturas altas ha motivado que se busque su sustitución por otros materiales más baratos y resistentesy que en presencia de agua se convierte en un excelente conductor protónico. Sin embargo este material escaro y sus propiedades conductoras poco resistentes a las altas temperaturas por lo que una de las principaleslíneas de investigación para la mejora de este tipo de pilas es el desarrollo de nuevos materiales poliméricosmás baratos y térmicamente estables. A su vez, la posibilidad de trabajar a temperaturas más elevadaspermitiría sustituir el platino, material extremadamente caro usado como catalizador de las reacciones deelectrodo, indicadas más arriba, por otros catalizadores más baratos, contribuyendo decisivamente alabaratamiento y a la generalización de esta tecnología. Otros avances en los que se trabaja actualmenteincluyen el desarrollo de catalizadores más eficientes para la reducción del oxígeno (un complejo procesoque involucra el intercambio de cuatro electrones en varias etapas), así como el diseño de métodos seguros yeficaces de almacenamiento del combustible hidrógeno e incluso el desarrollo de pilas que pudieran usarotros combustibles en su lugar (metanol o hidrocarburos son algunos de los que se han propuesto). Claramente, las pilas de combustible requieren esfuerzos multidisciplinares. En este sentido cabe destacarla reciente formación en nuestro páis de una red de pilas de combustible (de momento en el ámbito delCSIC) integrada por diversos equipos de investigación activos en el tema, que reúne a especialistas de muydiversas disciplinas y cuyos objetivos incluyen fomentar la colaboración y favorecer la integración deobjetivos.Finalmente, Y a propósito del combustible, no debemos olvidar que ni el hidrógeno ni los otroscombustibles mencionados crecen en los árboles (aunque, bien pensado, se podrían generar a partir debiomasa). El hidrógeno no es un combustible que exista como tal en la naturaleza. No obstante, se puedeobtener fácilmente a partir del agua, eso sí, con un aporte de energía externo (energía eléctrica o solar). Elhidrógeno es por tanto un combustible de los que llamamos "secundarios", un vector energético, y como tal,será tan verde o ecológico como la energía que se haya empleado en generarlo. En otras palabras, elhidrógeno generado con electricidad de una central térmica podría servir para reducir la contaminación localen áreas urbanas pero no para reducir la contaminación global. Tampoco se podría considerar como parte deun proceso energético eficaz. Las pilas de combustible serán por tanto piezas clave pero integradas en unnuevo esquema energético que debe incluir además generación a partir de energías renovables en unasociedad que debe ir controlando, por su propio bien, su adicción al petróleo y otros combustibles fósiles.Esto no son utopías trasnochadas, sino hechos y nuevas realidades. Realidades que empiezan timidamente ahacerse sitio en nuestras ciudades, aunque sea a nivel experimental. Así por ejemplo, está previsto que parael año 2003 circulen en las calles de Madrid y Barcelona tres o cuatro autobuses equipados con pilas decombustible poliméricas, que consumirán hidrógeno. El desarrollo de este proyecto, del que se beneficiarántambién los pulmones y los oídos de los ciudadanos de Amsterdam, Hamburgo, Londres, Luxemburgo,Oporto, Estocolmo y Stuttgart, ha sido financiado por proyectos de I+D de la Unión Europea.
    • Las pilas de combustible alimentadas por La energía que produzcan las pilas de combustible seráhidrógeno son silenciosas y, además de tan limpia como la energía que se emplee para generar elelectricidad y calor, sólo producen agua como hidrógeno que consumen. En Islandia se esta gestandoresiduo. El cambio paulatino de coches con un nuevo modelo con energías renovables como basemotores de combustión interna por coches de (esp. geotérmica) y pilas de combustible como piezasmotor eléctrico alimentados por pilas de clave para el uso del hidrógeno como vector energético.combustible hará por tanto de nuestras ciudades Este modelo contribuiría no sólo a una menorlugares más saludables y silenciosos. Aunque contaminación local sino también a una menorestos vehículos eléctricos todavía no son contaminación global. La tradicional actividad volcánicarentables, en todos los países industrializados se y geotérmica de Islandia podría pasar de esta forma deestán llevando a cabo esfuerzos de financiación ser un factor de riesgo a ser además un factor dede proyectos de demostración como por ejemplo progreso.en autobuses no contaminantes.Pero además las pilas de combustible y los nuevos modelos energéticos que representan también estánempezando ya a tomar forma palpable y magnitud global en algunos rincones de nuestro planeta comoIslandia, que a través de una iniciativa pionera y esperanzadora, pretende convertirse en el primer país conun nuevo modelo energético renovable basado en el hidrógeno gracias a su abundante energía geotérmica ehidroeléctrica. Para dar una idea de cómo de en serio va la cosa, podemos recordar la alianza estratégica quese ha formado entre el gobierno islandés y las compañías Daimler-Chrysler, Shell Oil, una compañíahidroeléctrica noruega, la Norsk Hydro, y la compañía canadiense líder en el diseño de pilas de combustibleBallard Power Systems. Todas están ahora en el mismo barco, un barco que podría mostrar el camino haciala reducción drástica y necesaria de gases de efecto invernadero e inaugurar una nueva revolución limpia ennuestras calles. Seguro que nos acostumbraríamos pronto.
    • Energía verde para un planeta azul Pedro Gómez Romero Nuestro planeta Tierra sólo es azul cuando le da el sol. Desde, digamos, la estación espacial internacional,su lado diurno se ve brillar en tonos que hacen honor al calificativo que algunos de sus más amantesdefensores usaron para describirlo. El Planeta Azul de Félix Rodríguez de la Fuente y sus amigos se nospresenta como una espectacular geosfera a la que le ha crecido una complejísima y fascinante biosferahúmeda entre el cielo y la tierra. Y sin embargo, cuando la estación orbital se oculta del sol en la únicasombra posible, cuando se adentra en el lado nocturno de la Tierra, nuestro planeta adquiere de repente otradimensión. De noche, si las nubes no lo impiden, la negra superficie se ve salpicada de minúsculos puntosde luz, curiosamente mucho más abundantes en el Hemisferio con vistas a la estrella Polar que en el quemira a la Cruz del Sur. De noche, nuestro Planeta Azul se convierte en el Planeta Árbol de Navidad. Las luces de nuestras hogueras tecnológicas son visibles para cualquier transeúnte espacial, y si se mira conotros ojos, sensibles por ejemplo a las ondas de radio, el brillo es todavía mayor. Basta un rápido barrido defrecuencias con cualquier viejo transistor para convencernos de que nuestra atmósfera exhala un flujoinconmensurable de señales de humo electromagnéticas. Y es que nuestro Planeta Azul ha gestado unaespecie que se llama a sí misma inteligente y que está en el origen del crecimiento de estructuras y sistemasnunca vistos en nuestro sistema solar. A la Tierra le ha crecido una tecnosfera.Nuestra capacidad tecnológica, nuestra herencia cultural, marcan diferencias evidentes entre nuestra especiefavorita y el resto. Pero esencialmente, en el origen, lo que verdaderamente nos diferencia de forma radicales nuestro uso de la energía. No es que las demás no consuman. Cualquier ser vivo, desde una amebaunicelular hasta una ballena azul, mantiene su orden biológico interno gracias al consumo de energía,energía somática que alimenta los engranajes de complejos metabolismos y ecosistemas enteros, una energíaque como sabemos procede en última instancia del sol. Pero los sapiens somos la única especie que haaprendido a hacer uso de fuentes externas de energía adicional para mantener funciones sociales, ajenas anuestros metabolismos biológicos, funciones como el transporte y la manufactura, la comunicación y ladefensa que han ido creciendo en complejidad hasta conformar un verdadero metabolismo social. Mantenerla estructura y el funcionamiento de este sociometabolismo cuesta enormes cantidades de energía. Muchas,muchas kilocalorías de una energía que llamamos exosomática. Nuestro consumo de energía exosomática ha cambiado a lo largo de las eras, pero nunca ha sido mayorque ahora. Todo empezó con la adopción del fuego, que acabó convirtiéndose en control. Un control quepermitió a nuestros ancestros dejar de ser comida y convertirse en especie depredadora de recursos, uncontrol que modificó su dieta y les permitió expandir su descendencia y poblar regiones inhóspitas Pero lasociedad del fuego lo empleó durante milenios más como un elemento cotidiano, ritual o de fabricación(bronces, cerámicas) que como verdadera fuente de energía exosomática. La fuerza del propio músculoprimero, del de otros animales después y posteriormente la energía de vientos y aguas en molinos y velasimpulsaron el transporte, el comercio y la producción desde que el homo fue sapiens hasta el siglo XVIII.Efectivamente, decenas de miles de generaciones humanas pasaron literalmente la antorcha del control del
    • fuego con muy pocas modificaciones. Hasta que hace tan sólo nueve o diez generaciones, cuando lostatarabuelos de nuestros tatarabuelos compartieron el mundo con un tal James Watt, que había reinventadouna máquina de vapor diseñada por un tal Newcomen, todo cambió. La primera revolución industrialarrancó una espiral de alimentación mutua entre extracción de recursos, producción, transporte y consumoenergético que no ha cesado hasta nuestros días. Consumo social de energía exosomática Fuente: G. Tyler Miller Jr. “Living in the Environment” 11th Ed. Brooks/Cole, 2000 Lo que sí ha cambiado es el combustible que alimenta nuestro metabolismo social. A la madera pura y durasiguió el carbón, de sorprendente poder calorífico; motor de fábricas, forjador de hierros y aceros, y origende una espectacular proliferación de chimeneas industriales, ingeniosos inventos de los sapiens para delegaren los cielos la tarea de eliminar los humos indeseados. Pero después de un siglo de quemar los residuos delcarbonífero, un nuevo combustible iba a cambiar, otra vez, el panorama energético de nuestro planeta.Porque en 1859, en el mismo año en que Charles Darwin publicó “El Origen de las Especies a Través de laSelección Natural”, un coronel de nombre Drake perforó en Pennsylvania el primer pozo petrolífero. Si elcarbón había impulsado la revolución industrial en el siglo XIX, el petróleo iba a tomar el relevo para hacerdel siglo XX el siglo de los cambios globales. Si una minería del carbón pujante había sido la marca de losestados dominantes del XIX, la industria del petróleo iba a ungir a las multinacionales hegemónicas del XX.La industria del oro negro iba a alimentar y a alimentarse del concepto Ford-T y la producción en cadena, dedos guerras mundiales y una fría, del turismo de masas y la sociedad de consumo. Como resultado, losprivilegiados por haber nacido consumidores gastamos y dilapidamos hoy más energía exosomática quenunca, y lo hacemos a un ritmo creciente. Una situación verdaderamente insostenible. Y ¿de dónde procede toda esa energía? Del sol, naturalmente. Del sol que brilló durante los 60 Millones deaños del periodo carbonífero, hace 300 millones de años, en el caso del carbón, y del sol que brilló hace 10-200 Millones de años en el caso del petróleo y el gas natural. Plantas gigantes en el primer caso ymicroorganismos marinos en el segundo tuvieron a bien fijar el CO2 de aquellos aires en sus biológicos
    • tejidos gracias a un sol prácticamente inmutado desde entonces. De forma que nuestra estirpe derevolucionarios industriales y post-industriales está convirtiendo en humo su capital de combustibles fósiles.Capital, que no renta, dada la dimensión geológica de sus plazos. Se trata de un verdadero capital, de unrecurso valioso, con el que se podrían fabricar innumerables productos químicos y farmacéuticos, polímerosy plásticos, pavimentos o pistas de tenis – y ésta es sólo una lista de ejemplos que empiezan por la p –Quemar combustibles fósiles es como quemar los muebles de nuestra casa. Y los de la de nuestros hijos.Contra nuestra adicción a quemar fósiles deberían jugar también los factores medioambientales, queincluyen aspectos de escala global y con efectos a medio y largo plazo, tales como el aumento del dióxidode carbono atmosférico y el calentamiento global [1], pero también aspectos inmediatos y urgentes como lacontaminación urbana de nuestros coches con chimenea, la lluvia ácida, las mareas negras o lacontaminación social que suponen las guerras petro-preventivas.Pero es que además ya todos sabemos que el petróleo y los demás combustibles fósiles son recursoslimitados y se acabarán. El petróleo será el primero. Pero no hará falta que se acabe para que notemos sufalta. Será suficiente con alcanzar el ineludible punto de producción máxima, más allá del cual nos seráimposible extraerlo al ritmo creciente al que estamos acostumbrados. En ese momento aún quedará más omenos la mitad de las reservas totales de crudo, es decir, tanto petróleo por quemar como el quemado desde1859. Pero llegado ese punto, las inexorables leyes de nuestro propio mercado pasarán factura. El petróleobarato pasará a la historia, y si para entonces seguimos empeñados en necesitarlo al ritmo crecienteacostumbrado, entonces sufriremos una crisis energética de verdad, no como la de 1973, basada en purosmovimientos especulativos de los países productores, sino una crisis con mayúsculas debida a una verdaderay definitiva escasez de nuestro negro néctar. La producción de crudo en los EEUU (arriba) alcanzó su máximo en 1970, siguiendo las predicciones. Cuando la producción mundial alcance el suyo se habrá acabado para siempre el petróleo barato (Courtesy: Science, vol. 281, Aug. 21,1998, p.1128; C. Campbell & J. Laherrere)La pregunta no es si llegaremos o no a ese punto, sino cuándo llegaremos. Un punto de producción máximaes una característica de todo recurso finito y el momento en el que se alcanza depende de las existenciastotales, una magnitud que en el caso de los combustibles fósiles no conocemos a ciencia cierta pero quediversas fuentes intentan estimar. Y aquí es donde llegan las discrepancias, porque dependiendo de a quiénpreguntemos las cifras cambian. Podemos elegir entre las predicciones de las multinacionales petroleras queaseguran que nuestro planeta nos tiene guardado petróleo para los próximos cien años, sin entrar enescabrosos detalles de puntos de producción máxima, y las predicciones de un grupo de geólogosindependientes, que trabajaron para esas mismas multinacionales, quienes afirman que ese punto crítico estáprobablemente más cerca de lo que creemos.
    • En todo caso, el momento de preocuparse y actuar es ahora. Porque el problema es extremadamentecomplejo y no admite soluciones improvisadas. Y porque, ahora mismo, con nuestro flamante siglo XXIrecién nacido no tenemos la solución para alimentar su desarrollo. Se empieza a hablar del hidrógeno comopanacea, pero, a diferencia del oxígeno, el hidrógeno no crece en los árboles y necesitamos fuentes primariasde energía para producirlo. Hay quienes apuestan por volver a potenciar la energía nuclear de fisión comoalternativa al petróleo. Al fin y al cabo se alimentaría de uranio y no produciría gases de efecto invernadero.Pero apostar por una alternativa que genera residuos radiactivos que tardan cientos o miles de años en perderparte de su actividad parece demencial, y eso sin contar los riesgos de catástrofes, que en los tiempos quecorren podrían ser debidas antes a beligerancias terroristas que a negligencias como la de Chernobil.Cambiando el petróleo por nucleares podríamos pasar a la historia como la generación que, después de haberdilapidado su herencia milenaria de fósiles combustibles hipotecó el futuro de sus descendientes con basuraradiactiva. Finalmente, la energía de fusión guarda muchas promesas, pero en un horizonte lejano.La solución próxima tiene que venir de otro sitio. Y si observamos sin prejuicios el funcionamiento denuestro planeta azul, si analizamos desde lejos, como si fuésemos extraterrestres, las pautas de nuestramadre Gaia, podríamos extraer alguna pista. Como por ejemplo la energía verde que la nutre y los ciclos quela mantienen. Hemos aprendido que nuestro planeta funciona con ciclos y nos estamos iniciando en nuestropropio reciclaje. Un número creciente de empresas comienzan a valorar los ciclos integrales y venoportunidades de negocio en usar como materias primas lo que otras industrias consideran desechos. Laeficiencia y el ahorro energético empiezan a ser parte importante de nuestra agenda. Pero a pesar de todonuestra tecnosfera sigue necesitando crecientes cantidades de energía exosomática para evitar el caos.El sol alimenta a Gaia y siempre la ha alimentado, alimenta su clima y su biosfera. Ahora sabemos que laradiación que llega al suelo es de unos 900 W/m2 lo que a nivel planetario equivale a unas 2.000 veces elconsumo energético mundial. También sabemos que no sabemos cómo aprovecharla eficientemente, pero senos da bien aprender. También estamos empezando a comprender que nuestra esperanza es ladiversificación de fuentes energéticas y el aumento de las fuentes renovables, solar, eólica, biomasa,hidroeléctrica…fuentes que, en el fondo, salvo la geotérmica, tienen su origen en el sol.Finalmente, lo más importante será darnos cuenta a tiempo de que la energía que mueve nuestra sociedadestá en transición, de un modelo obsoleto a uno desconocido, uno por hacer, y que ahora es el momento decrearlo. En 1999 más del 1 por ciento del PIB mundial (413.000 millones de dólares) se gastó enpublicidad.[2] De los 10 grandes anunciantes, 4 eran empresas automovilísticas. Nuestra sociedad sólosobrevivirá si es capaz de reflexionar acerca de sus verdaderas necesidades y reordenar prioridades. Lahistoria de la ciencia nos muestra que es posible y que los grandes descubrimientos que han revolucionadonuestras vidas tienen su origen en pequeños núcleos de conocimiento y centros de investigación, que sólonecesitan algo de apoyo y un ambiente adecuado de libertad y creatividad para dar frutos.Y tiempo.Ahora es el momento para sembrar lo que acabará siendo la historia de nuestro futuro.[1] 1999 fue el año más caluroso desde 1866, en que se empezaron a registrar las temperaturas. Laspérdidas económicas por desastres naturales climáticos establecieron un nuevo récord, alcanzando los92.000 millones de dólares, más que en toda la década de los años ochenta. (Fuente: Informe del WorldWatch Institute. año 2000)[2] Fuente: Informe del World Watch Institute. año 2000
    • El Misterio de la Mona LisaPor Jorge A. MarionPeriodista científicoCanals – Córdoba ArgentinaMail: jamarion2000@yahoo.com.ar ¿Qué misterio se oculta detrás de la sonrisa de la Mona Lisa? La ciencia y el arte se asociaronpara encontrar una contundente respuesta:”es un efecto de Ilusión óptica”, pero, ¿Qué es unailusión óptica?: Una ilusión óptica es un efecto sobre nuestro sentido de la vista, caracterizado porla percepción visual de imágenes que son falsas o erróneas. Falsas si no existe realmente lo quenuestros ojos ven, o erróneas si el cerebro interpreta equivocadamente la información visual.Éstas ilusiones ópticas pueden ser de carácter fisiológico (como es el encandilamiento tras veruna luz potente) o cognitivo (por ejemplo una malinterpretación de la dimensión relativa de dosobjetos debido a la perspectiva.). Entre las ilusiones ópticas más comunes tenemos, losespejismos, la ilusión de la cuadrícula de Hermann,los estereogramas y los hologramas .Pintorescomo: Escher, Salvador Dalí, Giuseppe Arcimboldo y Marcel Duchamp han aprovechado lasilusiones ópticas, aplicando la perspectiva en sus obras. Angeles o demonios Mosaico de Escher Si bajamos todo el tiempo Cisnes que reflejan elefantes- ¿Cuándo llegamos abajo? Salvador Dalí M. Escher ¿Cuántos animales ¿Cuántas personas hay? ¿Qué es lo que Usted vé ? ve?
    • Sección 1 : Curiosidades - La cuadrícula de HermannLa ilusión de la cuadrícula de Hermann es así, cuando se mira un dibujo con cuadrados negros sobre un fondoblanco, se tiene la impresión de que surgen manchas "fantasmas" en las intersecciones de las líneas. Las manchasdesaparecen cuando se observa directamente la intersección. Cuadrícula de HermannSección 2 : Utilización de la ilusión OpticaLa ilusión óptica producida por una rápida sucesión de fotos es la esencia del cine. Las imágenes proyectadas en unapantalla durante una fracción de segundo no se borran instantáneamente de la retina y, al mostrar una serie de fotoscon pequeñas diferencias de tiempo, se logra la ilusión del movimiento. Mire el punto negro y acérquese a la imagen.....
    • Sección 3 : Imágenes en estéreo...Un estereograma es una ilusión óptica basada en la capacidad que tienen los ojos de captar imágenes desdedistintas perspectivas. Esas perspectivas diferentes son captadas de tal forma por el cerebro, que pareciera ser unaimagen tridimensional. Se realizan, sobreponiendo dos fotografías tomadas desde ángulos ligeramente distintos. Estereograma Si se queda un rato mirando “al infinito” (desenfocando, relajando la vista) frente a esta imagen (como a medio metro de la pantalla) es posible que vea una especial tarjeta de San Valentín (es difícil, pero no imposible)Primera pregunta: ¿Qué es un espejismo?El espejismo es una ilusión óptica natural que ocurre con frecuencia. Los espejismos máscomunes son llamados "inferiores" consiste en un reflejo que se produce bajo la imagen,producido por la refracción de la luz al pasar por una capa de aire sobre una superficierecalentada. Es decir, el aire caliente sobre la ruta, actúa como un espejo. Ejemplo: ”pozos deagua en las rutas”. Espejismo en la carretera Cuanto mas baja,más grande (Luna en el horizonte)
    • Segunda Pregunta : ¿Qué es la Holografía?La holografía es una técnica de fotografía, que consiste en crear imágenes que porilusión óptica parecen ser tridimensionales(hologramas: imágenes virtualestridimensionales). Para esto se utiliza un rayo láser, que graba microscópicamenteuna película fotosensible. Ésta, al recibir la luz desde la perspectiva adecuada,proyecta una imagen en tres dimensiones.La holografía fue inventada en el año1947 por el físico húngaro Dennis Gabor, quien llamó a este proceso holografía, delgriego "holos" = “completo”, ya que los hologramas mostraban un objetocompletamente y no sólo una perspectiva.Se utiliza en tarjetas de crédito, billetes ydiscos compactos, como símbolo de originalidad y seguridad.Tercera Pregunta : ¿Es una ilusión óptica, la sonrisa de la Mona Lisa?“Da Vinci pintó la sonrisa de la Mona Lisa usando unas sombras que vemosmucho mejor con nuestra visión periférica”, afirma Margaret Livingstone. Porello, para ver sonreír a la Mona Lisa hay que mirarla a los ojos o a cualquier otraparte del cuadro, de modo que sus labios queden en el campo de visión periférica.De esa forma se la ve más sutilmente sonriente que si se miran sus labios.Livingstone explicó que la enigmática sonrisa de la Mona Lisa es “una ilusiónóptica,que aparece y desaparece debido a la peculiar manera en que el ojo humanoprocesa las imágenes”.Así, indicó que cuando en el siglo XVI Leonardo Da Vincipintó la Gioconda, su Mona Lisa, logró el efecto de que la sonrisa desaparezca almirarla directamente y sólo reaparezca cuando la vista se fija en otras partes delcuadro. Por otra parte, ¿no les parece que saber algo más acerca del secreto de laMona Lisa no resta ni un ápice al disfrute de una imagen única?. Si acaso…suma.
    • Mona Lisa – Leonardo Da VinciLa Frase : “Por lo general, las mujeres de ensueño son una ilusión óptica.” Autor: Peter Alexander Ustinov,Actor