ATANOR VOL.I

ATANOR VOLUMEN I

LECTURAS

ALBERTO REQUENA R.

ATANOR VOLUMEN I LECTURAS

ALBERTO REQUENA R. Catedrático Emérito de la Universidad de Murcia Académico Numerario de la Academia de Ciencias de la Región de Murcia

Datos de Catalogación Bibliográfica Atanor Vol. I Lecturas Alberto Requena.

ISBN: 978-84-09-26805-4

Materia: Ciencia y Tecnología Formato: 210 x 297 mm

Páginas 228

Todos los derechos reservados: Queda prohibida, salvo excepción prevista en la Ley, cualquier forma de reproducción, distribución, comunicación pública y transformación de esta obra sin contar con autorización de los titulares de propiedad intelectual. La infracción de los derechos mencionados puede ser constitutiva de delito contra la propiedad intelectual (arts 270 y sigs. Código Penal)

DERECHOS RESERVADOS ©2020 por Alberto Requena Rodríguez.

Atanor Vol. I. Lecturas Alberto Requena.

ISBN Depósito Legal: Equipo Editorial Editor: Alberto Requena Técnico Editorial: Equipo de Producción Director: Técnico: Diseño de Cubierta: Alberto Requena Impreso por: IMPRESO EN ESPAÑA- PRINTED IN SPAIN

Esta publicación está dedicada a La Verdad, a sus lectores y a sus seguidores, en especial de la sección ATANOR. Su actual director, Alberto Aguirre de Cárcer, me permitió comprometerme a escribir sobre Ciencia y Tenología y lo hago encantado. Es una tarea placentera para mi esta colaboración. Seguir los desarrollos científicos y tecnológicos y divulgarlos, permite aprender cada día algo, de lo mucho que la Ciencia ha aportado. La labor que supone, que un periódico acoja en sus páginas, materiales o virtuales, la difusión de la Ciencia, es muy importante para, desde el conocimiento, aportar en la buena dirección a contribuir a la libertad de las personas. Es una tarea muy emocionante la que resulta al transmitir aspectos de la Ciencia, importantes para nuestras vidas.

—Alberto Requena

iv

Agradecimientos

Agradecimientos A todos los que de alguna forma han participado en la factura de estos textos, colaborando, leyendo, sugiriendo o corrigiendo. Un agradecimiento especial a María Emilia Candela, siempre animosa y atenta a sugerir y aportar inteligentemente. De ella aprendo mucho. A José Antonio Lozano Teruel, maestro en muchos frentes, a quien respeto y admiro.

Nuestro agradecimiento expreso a la Verdad y a su Director Alberto Aguirre de Cárcer, por la audacia de incluir en su ámbito la divulgación científica y la apuesta que hace de ello.

Prólogo

v

Prólogo No se podría entender la historia reciente de la Universidad de Murcia sin la relevante presencia y el predicamento entre sus miembros del profesor Alberto Requena, maestro de numerosos químicos españoles y todo un referente intelectual que sobrepasa las fronteras del mundo universitario murciano. Su magisterio hace tiempo que desbordó los límites físicos de las aulas y los laboratorios e impregna de manera muy nítida sus colaboraciones periodísticas en medios de comunicación de gran audiencia. No es el único docente e investigador que ha dado ese salto, pero debo decir que la sensibilización a la ciudadanía de la importancia de la ciencia es una tarea que solo algunos investigadores realizan con especial maestría, como es el caso de este catedrático emérito de multidisciplinar sabiduría.

Como periodista que se dedicó muchos años de manera exclusiva a la información científica solo puede decir que para mí es un privilegio, ahora como director de un diario, contar con la colaboración quincenal del profesor Requena. No solo por sus deslumbrantes conocimientos de la ciencia en su conjunto, sino por su capacidad para transmitirlos a los lectores.

Atanor, la serie de artículos que aparecen quincenalmente en LA VERDAD, son un ejemplo de originalidad e innovación divulgativa. Son exclusivos en su concepción y materialización, lo que convierte cada uno de esos textos en piezas a conservar. ¡Qué gran iniciativa reunirlos y presentarlos en conjunto! Yo tengo mis favoritos, pero es mejor que cada uno elija el suyo. Leer es una aventura. Aprender, una oportunidad para mejorar. Lo uno y lo otro van de la mano en esta obra imprescindible. Disfrútenla.

Alberto Aguirre de Cárcer Director de La verdad Otoño de 2020

Prefacio

vii

Prefacio Este libro pretende recoger y dejar constancia de una serie de reflexiones sobre temas diversos, pertenecientes a distintos campos científicos. Por una razón u otra, han sido cuestiones de interés en algún momento, presente o pasado. Representan aportaciones singulares, que alguno de los miembros de la Humanidad ha sido capaz de desvelar y poner al descubierto. Los demás, hemos aprendido de sus relatos.

La curiosidad es una virtud insaciable. Debemos ser humildes y reconocer que no sabemos por qué mantenemos la curiosidad en cualquier tiempo y lugar. El descubrir, tiene una cara oculta que se desvela cuando corremos la cortina que cubre el transfondo y, en realidad, lo que descubrimos son muchos más interrogantes que los que teníamos cuando abordamos una cuestión y creemos haberla resuelto. Pero seguimos insistiendo. No nos conformamos.

Esa especie de impulso bíblico que animaba a aquél niño a querer meter toda el agua del mar en aquel hoyo que había practicado en la arena, tiene mucho que ver con el impulso permanente que nos anima a conocer más y más. No hay final, parece, pero insistimos sin perder el aliento.

Imaginen, si nos enfrascamos en un proyecto, consistente en poner negro sobre blanco, cuestiones científicas que, por alguna razón, te apasionan, te interesan o quieres desvelar las entrañas que lo explican. Podría ser labor de toda una vida. En todo caso, es una bendiciòn poderse dedicar a esos menesteres en un momento dado, dedicando tiempo, esfuerzo y atención a temas que te han ido quedando pendientes y te gustaría razonar, conocer y, en casos, desvelar.

La Ciencia avanza y el conocimiento acumulado se incrementa a pasos agigantados. Dentro de poco habrá que revisar los fundamentos. No es posible abarcarlo todo y no va resultando nada trivial, discernir qué es lo imprescindible para seguir avanzando. La Sociedad precisa elevar el nivel de conocimiento utilizable y es una buena razón para que los científicos comprendan que también tienen como obligación transferir ese conocimiento al que han accedido privilegiadamente. Es una gran tarea la que queda por delante. Entre todos, podemos lograrlo.

Alberto Requena Catedrático Emérito de la Universidad de Murcia Académico numerario de la Academia de Ciencias de la Región de Murcia Otoño de 2020

ix

Contenido

TRAZADO

1

Trazo 1.1

Atanor, 1.

Trazo 1.2

A tono, 5.

Trazo 1.3

Eterna vigilia, 9.

Trazo 1.4

Los hechos mandan, 13.

Trazo 1.5

Moneda falsa, 17.

Trazo 1.6

Paradgimas científicos, 21.

Trazo 1.7

Tierras próximas, 25.

Trazo 1.8

Envidias y ambiciones, 29.

Trazo 1.9

Poniendo color al mundo, 33.

Trazo 1.10

El esquivo punto, 37.

Trazo 1.11

Casualidad o lógica reflexión, 41.

Trazo 1.12

Contexto, 45.

Trazo 1.13

Ciclos vitales, 49.

Trazo 1.14

Ignorancia y evolución, 53.

Trazo 1.15

Magia y Ciencia, 57.

Trazo 1.16

Del invento a la innovación, 61.

Trazo 1.17

La nueva Filosofía, 65.

Trazo 1.18

Cooperación naturotécnica, 69.

Trazo 1.19

Desconocida agua, 73.

Trazo 1.20

Empujando electrones, 77.

x

Contenido

SOLUCIONES 83

-

A

LAS

PALABRAS

CRUZADAS

TRAZADO

TRAZADO

2

Trazo 2.1

Clave química de la Naturaleza, 107.

Trazo 2.2

Veloces pelotas, 111.

Trazo 2.3

Cruz de Malta, 115.

Trazo 2.4

Cuerpos decorados, 119.

Trazo 2. 5

Laboratorio en chip, 123.

Trazo 2.6

Universo musical, 127.

Trazo 2.7

Por piura cobardía, 131.

Trazo 2.8

Saber popular, 135.

Trazo 2.9

Universo matrioshkha, 139.

Trazo 2.10

Intrigante, 143.

Trazo 2.11

Leyes de la Naturaleza, 147.

Trazo 2.12

El espacio en que vivimos 151.

Trazo 2.13

El sentido del tiempo, 155.

Trazo 2.14

Queremos saber, 159.

Trazo 2.15

Diseño alimentario, 163.

Trazo 2.16

Agua también en el aire, 167.

Trazo 2.17

Refinería solar, 171.

Trazo 2.18

Púrpura de Tiro, 175.

Trazo 2.19

Y la cáscara qué, 179.

Trazo 2.20

Las reglas de juego, 183.

SOLUCIONES 189

DEL

104

-

210

A

LAS

PALABRAS

CRUZADAS

DEL

TRAZADO

2,

1,

TRAZO

1.1

Atanor.

Cada una de las cañerías construidas de tubos de barro, que conducían el agua, se denomina atanor. Es un arabismo. Su etimología es, en el árabe hispánico, attannúr y este proviene del árabe clásico tannúr, "artajea", "brocal" y éste, a su vez, proviene del arameo, tannürù y éste, a su vez, del acadio tinùru. Podríamos hacerlo proceder del griego "thanatos", con la partícula previa, a, para indicar negación y, por tanto, "no muerte", o en la esfera trascendente, "resurrección" o incluso, "vida eterna". Su poderoso alcance, asociado al significado que el agua ha tenido para la Humanidad en todo tiempo y lugar, le hizo que, en la esfera alquimista, se adoptara para designar al horno filosofal. Su papel, en este caso, era transmitir el calor para que tuviera lugar la "digestión" alquímica y se diseñaba especialmente para que el suministro de calor fuera constante y a una temperatura uniforme.

Era, pues, una herramienta alquímica básica. No era cualquier horno. Dado que su empleo, en muchos casos, consistía en lograr calcinar algún material, por tanto, se trataba de un horno de fusión y su uso requería de contenedores capa-

Pg. 2

Atanor

A. Requena

ces de resistir altas temperaturas. Al estar incardinado con la Alquimia, no se trataba solamente de un uso solo como una técnica espiritual, sino de un instrumento para trabajo sobre ciertos minerales con los que se realizaban operaciones físicas y químicas concretas.

Recordemos que uno de los principios de la Alquimia es la denominada "ley de correspondencia", según la cual, todo lo que está arriba es igual que lo que está abajo. Es decir, hay una simetría entre dos órdenes diferentes de la realidad: macrocosmos y microcosmos. De esta concepción no escapan el propio alquimista y su obra. El alquimista trata de reproducir su propio cuerpo empleando minerales o tomándolos como símbolo: Así, cuando refiere una "sal", además de ser un concepto mineral, también se refiere al cuerpo físico del alquimista o cuando habla de "azufre", no sólo se refiere al elemento no metálico de igual nombre, sino que también se refiere a su propia alma y cuando refiere el "mercurio", también lo hace a su propio espíritu. Cuando refiere al "Sol", también se refiere a su propio corazón y cuando lo hace con el "fuego", incluye su propia sangre. De forma paralela, con la denominación de los procesos, acontece algo parecido. Así, cuando habla de "separar", además de a la separación física de dos elementos minerales o la obtención por separado de mineral y ganga, también está aludiendo a la separación entre cuerpo y espíritu.

El Atanor es, pues, en la esfera de la Alquimia, una herramienta de búsqueda, A través del aire que se insufla, se obtiene una temperatura mayor o menor; proceso, también equivalente en el ser humano, por cuanto hay una correspondencia entre la temperatura del horno y la del cuerpo. El yoga propone que en la base de la columna vertebral hay una serpiente enroscada que es preciso despertar para que ascienda por la columna vertebral, lo que se consigue mediante el control de la respiración. La correspondencia es el fuego que se aplica por la parte de abajo del atanor, donde arde y se

TRAZO 1.1

Atanor

Pg. 3

asimila a la respiración, ya que los pulmones actúan como un fuelle en la entrada y salida del aire. Inevitablemente, el atanor es un instrumento personalizado, como deja patente el famoso "Mutus Liber" que sitúa al alquimista frente al atanor en una postura que pudiera parecer de yoga, insertado en su laboratorio. Lab procede del hebreo y significa corazón, dejando oratorio aparte, para indicar el lugar donde se realiza la oración, en el corazón.

Esta sección, denominada ATANOR, pretende ser la conducción, tubo, cañería, conducto, tubería, por la cual se verterán aspectos de la Ciencia y la Tecnología, que nos parecerán relevantes por el reflejo que tienen para la Humanidad. Hechos, reflexiones, consideraciones, aspectos destacables. En fin, todo aquello que forma parte de la esfera de cosas que queremos conocer, pretendemos saber y que no está bien que formen parte de la ignorancia. En el Atanor se forjarán esas implicaciones que harán que Atanor sea de interés, por lo mucho que nos toca.

Pg. 4

Atanor

A. Requena

TRAZO 1.2 TRAZO

A tono

Pg. 5

1.2

A Tono.

No puedo evitar la evocación que me produce este título. Respetado y recordado. Siempre tenía el mismo. Con cariño. Tono es uno de esos términos polisémicos, de amplio espectro, que dirían los castizos. Es usual entenderlo en el contexto del ámbito acústico, en el que se traduce por la propiedad de los sonidos que los clasifica según su frecuencia y, cualitativamente, los ordena de agudos a graves. Pero, en otros ámbitos, como en el de la luz, se asimila al nivel luminoso de un color. En el ámbito de la pronunciación pasa a designar el acento particular de ésta. Hay otras acepciones del término que, en todo caso, incorporan conceptos de nivel, altura o conveniencia de algo, según los propósitos de quién lo exhiba.

En acústica, se traduce a una escala de altura, entre bajo y alto. A tono nos indica que algo está acorde con las circunstancias. Una especie de armonía en relación a éstas, incluso en la esfera sexual. Indica, también, que algo se expresa en concordancia con las condiciones anímicas del interlocutor, de uno mismo o de ambos. Los músculos, en una especie de antropromorfización, se contraen y expanden, con o sin el tono que requiere la circunstancia anatómica. Incluso, sirve para designar una señal sonora con la que responde algún aparato, (telefónico, usualmente) para darnos a entender que procede o puede proceder establecer una comunicación. Un comentario se sitúa en un tono, que si es elevado o bajo, indica el nivel, pero si es subido pasa a referirse al grado de obscenidad y si, definitivamente, se sale de tono, nos indi-

Pg. 6

Atanor

A. Requena

ca algo inapropiado al momento, lugar o interlocución, que puede volver a su cauce si se "baja el tono" y, en la intimidad, deberíamos "estar a tono".

Etimológicamente, deriva del latín tonus, que proviene del griego "teino", tensar. Del latín derivan tónico o tonal, mientras que del griego provienen barítono, átono, oxítono o peritoneo, entre otros. En música, tono es un intervalo que en el sistema temperado equivale a un sexto de octava. La mitad de tono es un semitono y equivaldrá a un doceavo de octava.

Cualquier escala procedente de los modos gregorianos consta de cinco tonos y dos semitonos.

Según Oosgod, las palabras pueden representar cosas, "porque producen en nosotros una cierta réplica de la vida real". La expresividad en música tiene una servidumbre, dado que lo que alguien nos dice acerca de su modo de percibir, necesariamente tiene carácter metafórico, poético, más que analítico. Según Esther Gatewood, la música nos transmite un efecto: triste, serio, divertido, sosegado, nostálgico, patriótico o irritado. Pero Langer apunta que, además del lenguaje esencialmente metafórico de la descripción musical, hay que distinguir entre lo que una persona cree sentir con la música y su percepción del carácter de la música en sí.

Ejemplo: una música patriótica o solemne, puede resultar divertida a un extraño, por pretenciosa, por ejemplo.

Hay emociones sentidas directamente y otras contempladas y captadas imaginativamente. Hay que distinguir entre escuchantes y oyentes, según Vernon Lee. No es la forma de oír, sino la actitud, la determinante. El escuchante califica la distracción, en la escucha, como un defecto, mientras que el oyente piensa que no se precisa una atención permanente, una concentración continuada. En música, se puede distinguir una amplia gama de clases de movimientos: extensión, retracción, coalescencia, extrusión, integración, desintegración, ritmos de desarrollo característicos de los seres vivos.

TRAZO 1.2

A

tono

Pg. 7

Toda percepción requiere un ajuste físico y cualquier actividad física o mental, deja una huella residual, incluyendo los pensamientos. Un oyente, puede evocar situaciones de su propia vida, la biografía del compositor o las gafas del que está enfrente de él. Para un escuchante, esto son distracciones.

La música transmite emociones y una forma de hacerlo es con los acordes (tres o más notas simultáneas), cuyo arte de combinación se denomina armonía. Los acordes mayores y menores, no solamente suenan diferente, sino que la respuesta a nivel fisiológico es distinta, como evidencia la resonancia magnética nuclear funcional. Se activan zonas del cerebro diferentes. Un acorde mayor, transmite alegría, mientras que uno menor produce tristeza. Así se transmiten emociones. Un estribillo en tono mayor, nos transmite optimismo.

No incide el ámbito cultural del sujeto, la percepción es universal. Convertir una partitura de un tono mayor a uno menor, altera la percepción. Todo cambia. Samir Zeki, conoce mucho de esto. El cerebro empieza a ponerse a tono.

Pg. 8

Atanor

A. Requena

TRAZO 1.3 TRAZO

Eterna

vigilia

Pg. 9

1.3

Eterna vigilia.

La idea llega al inventor y no éste último a aquélla. El objetivo de un inventor es el invento. Pero éste responde a una idea. Una vez que empiezan a tomar vida, les queda un largo camino por recorrer hasta llegar, o no, a eso que con tanta frivolidad se denomina innovación. Menos de 1 en 10.000 inventos, llegan a ser innovaciones. En corporaciones muy profesionales 1 invento de cada 2.000 logra generar una innovación. El lenguaje mal empleado y "pateado" en fondo y forma, hace que en la sucesión: ocurrencia, idea, novedad, invento, prototipo, desarrollo, innovación, sistemáticamente se salten todos y se califica de innovación al más leve de los cambios que ni siquiera terminarán representando ningún avance, ni siquiera para los promotores, mucho menos para la Humanidad, como requeriría, canónicamente. el término innovación, El nombre del inventor no siempre se asocia el invento.

Casi nunca recordamos quién fue el padre de la idea. Los inventos se conocen, se confirman, se utilizan, sin asociarlos, casi nunca, a quienes los idearon. Los inventos generan una técnica nueva, se enseñan, trabajan y producen. Pero rara vez se tiene presente a la mente, como la nuestra, que vivió mucho más intensamente que nosotros, los problemas, los afanes, las esperanzas, también los desengaños que alimentaron lo que ahora disfrutamos de forma anónima. No somos demasiado conscientes de que siempre hay personas pendientes e inclinadas sobre problemas. No cuestiones relacio-

Pg. 10

Atanor

A. Requena

nadas con hacer más dinero, lograr mayor fama o alcanzar mayor reconocimiento, sino intentando resolver el problema que han decidido encarar. Encontrar la solución, desentrañar la intimidad, para conocerla y tratarla. Lograr explicar cómo acontece algo. Conseguir una mejora. La idea está siempre en vigilia. En eterna vigilia.

Afortunadamente, han sido numerosas las personas que se han dedicado a estar en vigilia para que los demás nos aprovechemos. Cuando se cumplen años, en cantidad ya, no estaría mal que la reflexión nos llevara a un repaso de lo que hemos aportado a los demás. No cuanto hemos ganado o las metas que hemos conseguido, sino logros que han representado para los demás avances colectivos, innovaciones. Nos sobrarán, incluso las manos, no ya los dedos. Algunos como Siemens, aportaron inventos abundantes, equilibrando lo de muchos otros humanos estériles. Dio la respuesta europea continental a la máquina de vapor de agua del escocés Watt.

Siemens fue el pionero de la electrotecnia, desarrolló un proceso de galvanización, un telégrafo de aguja y presión, cables eléctricos aislados con gutapercha para tendidos submarinos, ejecutó tendidos telegráficos continentales y transoceánicos y produjo locomotoras eléctricas. Sabiendo la importancia de la Ciencia y la Técnica y valorando ajustadamente su importancia, fue un mecenas de la investigación y participó en la fundación del Instituto Imperial de Física y Técnica, en Alemania, de la mano de von Helmholtz. No se trataba de producir cosas para su negocio, sino para el avance de la Humanidad. La muerte de su mujer, Matilde, le sumió en una depresión notable. La paradoja es que él, que tanto hierro había manejado, no fue capaz de suplir la deficiencia de su mujer que también presentaba anemia cuando falleció. Hasta entonces, Siemens había trabajado para lograr la felicidad, ahora lo hacía para olvidarse de la que había tenido hasta entonces.

Arago había descubierto que colocando una bobina aislada alrededor de un núcleo de hierro y haciendo pasar

TRAZO 1.3

Eterna

vigilia

Pg. 11

corriente, el núcleo de hierro se hacía magnético. Faraday invirtió el experimento y se originaba una corriente en una bobina colocada en el interior de una barra imán. En Francia e Italia se pretendía producir corriente eléctrica en grandes cantidades, haciendo girar una bobina entre dos imanes de acero. La corriente que se obtenía era muy débil. Se supuso que los polos magnéticos eran débiles. Se aumentó el tamaño de las máquinas, pero no de la corriente. Siemens tuvo una idea: todo magneto inducido artificialmente tiene una huella de magnetismo y este remanente es suficiente para producir corriente en un rotor. Si conducimos esta corriente por las espirales de la magneto, reforzamos su magnetismo y producirá a su vez, en el rotor, una corriente nueva más intensa. Si obramos así sucesivamente la incrementaremos hasta el límite de la instalación. En el primer ensayo reventó el galvanómetro. Siemens había descubierto el principio dinamoeléctrico. El trabajo se convertía en energía eléctrica. Esta a su vez en trabajo. Los electromotores empezaron a rodar. Se inauguraba la era del alto voltaje. Probablemente la más alta invención jamás realizada por el hombre. Supuso una innovación. Ahora lo sabemos. ¡Y disfrutamos!

Pg. 12

Atanor

A. Requena

TRAZO 1.4 TRAZO

Los hechos mandan

Pg. 13

1.4

Los hechos mandan.

Mayer, estudiante en la Universidad de Tübingen en Alemania, hijo del boticario de Heilbronn, organizó un movimiento estudiantil, calificado de subversivo y fue juzgado ante un tribunal presidido por el Rector, que actuaba en el paraninfo de la Universidad. El lema de la asociación era: libertad, honor y patria. Se negó a dar los nombres de sus compañeros, entendiendo que eso suponía delatarles. Había ido a estudiar medicina, pero no asistió casi a ninguna clase, aduciendo que no había mucho que oír en ellas. Se quejó amargamente de todos los profesores que se limitaban a enseñar lo que ellos habían aprendido hacía mucho, sin haber aportado nada nuevo. Ciertamente, en la época, siglo XIX, era corriente que las grandes aportaciones no provenían de profesores. Los descubridores de: la electrolisis, la máquina de vapor, el electromagnetismo o la locomotora no eran profesores. Ni Faraday, ni Davy ni Ritter lo eran. Los hombres de ciencia relevantes no habían estudiado, porque no tenían recursos para ello. Mayer decía que estudiaba observando y que esperaba llegar a saber algo, algún día. Este discurso fue interpretado por el tribunal como que no correspondía a una mentalidad sana. La conclusión fue una pena de reclusión durante una larga temporada y recibió el Consilium abeundi, que suponía un consejo coactivo para abandonar la Universidad. Una huelga de hambre hizo que el claustro lo liberara a los seis días.

Pg. 14

Atanor

A. Requena

En febrero de 1840 partía un buque de cuatro palos del puerto de Rotterdam con destino al puerto de Batavia. Fue un viaje lleno de experiencias para un neófito en los mares. Fue interrogado por el timonel, con el que hizo amistad, sobre sus sensaciones, cuando le dejaba las empuñaduras de la rueda del timón en sus manos, tras lo cual le demandó una explicación sobre las razones que justifican que el agua del mar sea más caliente cuando la mueve una tormenta. A Mayer le sorprendió la pregunta. Mientras los marinos lo conocían, él lo ignoraba completamente. Pensando que lo que es válido para lo grande, también debe serlo para lo pequeño, llenó una botella hasta la mitad, tomó la temperatura y después agitó durante cinco minutos y volvió a tomar la temperatura. La temperatura del agua había ascendido un par de grados. Esto le dio que pensar. Al poco, el barco arribo a la bahía de Batavia. Un par de marineros enfermaron, con síntomas de fiebre y problemas respiratorios. Mayer les practicó una sangría, como hacía habitualmente, haciendo manar una sangre casi negra, aunque de la vena salía una sangre clara de color rojo. Pensó que había pinchado una arteria, aunque no se trataba de eso. Le pasó lo mismo con otros enfermos.

El color claro era de una sangre oxigenada, por tanto, no era sangre "gastada" la que detectaba. El cuerpo no necesitaba más oxígeno. La razón explicativa la encontró en que, en los trópicos, el ambiente absorbía menos calor que el aire frío en otras latitudes. Otros efectos derivados del ambiente eran menor apetito y algo más prosaico como que la caldera del buque precisaba menos carga de carbón. Experimentó lo que ocurría con unos marineros muy activos en la descarga del buque, que comían con buen apetito y abundantemente.

La sangre también era negra. Logró una explicación: cuando el cuerpo efectuaba un mayor trabajo muscular, tenía que oxidar más alimento y como consecuencia consumía el oxígeno recibido. Era lo que le pasaba a la máquina de vapor del barco: cuando había que caldear más, era cuando la máquina tenía que efectuar mayor trabajo. Por tanto, el trabajo rea-

TRAZO 1.4

Los hechos mandan

Pg. 15

lizado dependía del calor aportado. El calor se transformaba, pues, en trabajo. De aquí dedujo que el calor era igual ("equivalente") al trabajo. Claro que, por la misma razón, el trabajo se debería convertir en calor. El mar removido era más caliente, según le indicó el timonel. Recordó que cuando era pequeño y jugaba con los amigos a bajar por las barandillas de las escaleras, los pantalones se le calentaban por el rozamiento.

Claro que, esto implicaba que el rozamiento era trabajo. Así se justificaba que los indígenas encendieran el fuego frotando maderas. Cuando se danzaba se sudaba, al convertir el trabajo en calor. Fue entonces cuando sospechó que era improbable que se perdiera uno en otro, en cualquier proceso. La capacidad del pensamiento humano no tiene límites, ¡ menos mal ! Aunque muchos lo disimulen.

Pg. 16

Atanor

A. Requena

TRAZO 1.5 TRAZO

Moneda

falsa

Pg. 17

1.5

Moneda falsa.

Cerrada la fábrica de Otto en Colonia, Daimler dejó Deutz donde había trabajado decisivamente en la producción de los motores de cuatro tiempos de Otto y se trasladó a Cannstatt para producir, ahora, motores propios. Un par de pequeños tornos, algunos bancos de tornillo y dos perforadoras, que funcionaban todas a mano, era todo el instrumental con el que partían. Tres cerrajeros constituían, junto con su colega Maybach y el mismo, todo el personal del proyecto.

Logró de ellos unos mecanismos de precisión. Siempre recordaba que el primer constructor de un motor de cuatro tiempos fue un relojero. Construyeron un cilindro de bronce que situaron horizontalmente y lo había fundido un fundidor de campanas; la refrigeración era por aire; el encendido mediante una batería eléctrica y un volante de hierro fundido, esperando conseguir muchas revoluciones. Para ello acortó la carrera del émbolo y mejoró la dirección del encendido.

Si pretendía que el motor fuera a incorporarse al tráfico, tenía que ser ligero. La obsesión de conseguir un mayor número de revoluciones del motor, supondrían más camino en menos tiempo. Pasaba las 200, las 240 y las 250 revoluciones, pero a partir de aquí la marcha fue irregular, fallando los tiempos. No conseguía superar lo que alcanzó en Deutz.

Maybach el compañero inseparable de Daimler, estudió el comportamiento llegando a la conclusión que dependía del encendido. Pero Daimler no analizó más las piezas y consideró que ya había calculado bastante. Era momento de dejar

Pg. 18

Atanor

A. Requena

paso a la intuición. Se sumergió en el patio de su casa, donde había construido un invernadero, incluyendo pitas, helechos y palmeras, orquídeas, madroños y frutales enanos, melocotoneros y albaricoqueros, etc. Su mundo, pues, se dividía en una nave de motores, junto a una casa que representaba la mitad de la instalación, bien florida. Contemplando sus plantas, tuvo una idea de cómo mejorar el encendido. Ante algo que debía guardarse en secreto, trasladaron las piezas del motor a una parte de la nave, a cubierto de miradas curiosas que durante el día pudieran pretender descubrir las mejoras. Él y su compañero de fatigas Maybach, trabajaban de noche en la mejora del encendido y algunas piezas más del motor.

Un día se presentó en el taller el comisario de policía acompañado de un agente. Le trasladó una queja presentada contra Daimler. Pese a que Daimler pretendió llevarlos a su casa, no consintieron. Los vecinos sospecharon que por la noche ocurrían cosas a puerta cerrada. Daimler no entendía que por una queja estuviera tan serio el comisario, hasta que éste le confesó que se trababa de una denuncia. Le exigió que le enseñara todos los locales. Le preguntó qué es lo que hacían allí, a lo que Daimler contestó que fabricaban motores.

El Comisario escudriñó todos los cajones, piezas y objetos, incluso los del local que estaba bajo llave y se sorprendió al ver el motor en la habitación. Preguntó entonces por qué habían tapado las ventanas. Daimler le hizo ver que el motor que tenía ante sus ojos le había llevado arduos trabajos desde hacía años y que era el primer ejemplar que tenía un encendido mediante un tubo incandescente y que ése era el secreto de la habitación. Ahora ya estaba solicitada la patente y el motor alcanzaba hasta 900 revoluciones. Exhibió el motor funcionando ante el comisario, asustándose éste por el chorro de fuego que emergió por el corto tubo de escape.

Fuera de la instalación le dijo a Daimler que no sabía que se dedicaba a esas cosas. Se había sospechado que se dedicaba a fabricar moneda falsa. Daimler contestó con una

TRAZO 1.5

Moneda

fals

Pg. 19

sonrisa, lo que sorprendió, todavía más al comisario. Se dispuso a darle una explicación. Condujo al comisario a su jardín botánico y le dijo: aquí es donde yo cometo la delincuencia que ustedes sospechaban; aquí cultivo plantas tropicales, propias de Ceylán o de África y las hago brotar y crecer aquí, bajo la impostura de un clima mentido y las mantengo artificialmente en vida. A esto es a lo que yo llamo fabricación de moneda falsa. Naturalmente, el sumario contra Daimler fue suspendido.

Pg. 20

Atanor

A. Requena

TRAZO 1.6 TRAZO

Paradigmas

científicos

Pg. 21

1.6

Paradigmas científicos.

Hay cosas que damos por sentado, pese a que no reflexionamos sobre ellas. La posición que los humanos adoptamos ante la Naturaleza, es algo así como de desentendimiento de las cosas que ocurren en aquélla. La interpretación de la Mecánica Clásica propiciada por Newton asumió que las leyes de la Naturaleza se ocupaban de las relaciones (interacciones) entre los cuerpos materiales. El éxito de la Mecánica Clásica en la interpretación de la Naturaleza ha sido extraordinario. No sólo logró dar explicación de la posición de los cuerpos celestes y describir sus movimientos, sino que, en esa formulación de Newton, todos los cuerpos materiales quedaban descritos por la misma ley. Las leyes de la dinámica, no solo sirvieron para describir las trayectorias de los proyectiles, sino también predecir y pronosticar cualquier tipo de sistema sometido a fuerzas naturales o artificiales. Un vehículo en movimiento está descrito, hasta en sus más mínimos detalles, por las leyes de la dinámica. El éxito de la teoría clásica radica en su capacidad de predicción del comportamiento. Todo sistema que satisfaga las condiciones que impone la Mecánica Clásica: tamaño y naturaleza de la interacción, queda descrito por las leyes de Newton.

Claro que, la autoridad y el reconocimiento de las leyes de la dinámica clásica no tienen por qué limitarse a aspectos determinados y dejar fuera de su interpretación otros. Si las leyes de la dinámica se expresan mediante una ecuación diferencial de segundo orden, conlleva que, conocidas las

Pg. 22

Atanor

A. Requena

posiciones y velocidades de todas las partículas, se puede conocer su pasado y su futuro. Si se supone que el ser humano es un conjunto de partículas materiales, descritas, por tanto, por las leyes de la dinámica clásica, si existiera un super ser capaz de conocer todas las posiciones y velocidades de todas las partículas del Universo, en un instante determinado, podría conocer pasado y futuro del mismo. Con este argumento, enunció Laplace el Determinismo Filosófico. Si las leyes de la Naturaleza, que Newton describió, actúan inapelablemente, no tienen en cuenta a los seres humanos que las interpretan. Y el caso es, que la experiencia vital nos confirma estos extremos. Las cosas tienen su lugar y, salvo que nosotros las alteremos deliberadamente, siguen en su lugar. Tan sólo las leyes que describen la conducta de los objetos materiales pueden justificar la conducta de los cuerpos materiales. Nuestra casa, vuelve a estar donde la dejamos por la mañana. La Luna ocupa su sitio, el descrito por las leyes de Newton. Tanto si la miramos como si no, sigue en su sitio, inpertérrita. No es nada complicado entender que la formulación del determinismo y la predestinación tenían un fundamento muy efectivo para su formulación. Otra cosa es que para algunos persistan argumentos, al margen de las lagunas posteriormente encontradas, con las consiguientes interpretaciones más ajustadas a los hechos, que harían cuestionar interpretaciones.

La interpretación que abriga la Ley de Newton es que la realidad es lo que es, independientemente de quien la observa, percibe o analiza. Esto también implica que todos tenemos que ver las mismas cosas. De hecho, cuando alguien ve cosas que nadie más ve, se le clasifica de trastornado de algún modo. El mundo, según a interpretación a la luz de la teoría de Newton, por tanto, se comportaba del mismo modo, independientemente de que alguien lo observara o no.

TRAZO 1.6

Paradigmas

científicos

Pg. 23

Con esta teoría la Humanidad avanzó de forma espectacular entre los siglos XVII y XIX, hasta finales. Todo el corpus teórico desarrollado en torno a la propuesta de Newton, permitió el nacimiento y desarrollo de la revolución industrial, con todos los avances que supuso tal época trascendental para la Historia de la Humanidad. Pero a finales del siglo XIX se comenzaron a acumular cosas que no encajaban en la descripción de Newton. También esto implica que tanto la teoría como las interpretaciones podrían, como mínimo, completarse, si no cambiar el paradigma por otro más capaz de pronosticar más ajustadamente las conductas. Así nació la Cuántica, por cierto.

Una cosa son los hechos, los datos, que son los que maneja la Ciencia, formulando modelos que no son más que sistemas simplificados de la realidad, con objeto de poder llegar a desentrañar su comportamiento. Otra cosa bien distinta son las interpretaciones, que son integumentos con los que se abrigan propuestas o llevan a conclusiones, que no necesariamente se atienen a los hechos. ¡Cuidado! ¡Así son las cosas! .

Pg. 24

Atanor

A. Requena

TRAZO 1.7 TRAZO

Tierras

próximas

Pg. 25

1.7

Tierras próximas.

En el mes de agosto pasado, le revista alemana Der Spiegel se hizo eco de un anuncio de los científicos del Observatorio Europeo Austral que daban a conocer la existencia de un nuevo exoplaneta similar a la Tierra. Orbita en torno a Próxima Centauri que es la estrella más cercana del sistema solar, a una distancia que permite la existencia de agua líquida en su superficie.

La condición más restrictiva para que pueda haber vida es la presencia de agua líquida. Es el componente más importante para los seres vivos. El calor específico del agua, es excepcionalmente elevado, 1 kilocaloria / kilogramo ºC, es decir que hemos de suministrar 1 kilocaloria por cada kilogramo para elevar la temperatura solamente 1º C. Para que nos hagamos una idea, el calor específico de la Tierra es de sólo 0.44; el del acero es 0.12; el del aire es 0.12 y el del aceite es 0.45, en las mismas unidades en que el del agua es 1. Esto hace que el agua se caliente despacio, porque necesita mucho aporte de calor y que se enfríe también despacio, en relación a otros compuestos. Cuando aplicamos la misma cantidad de calor a dos muestras que contienen distintos compuestos de diferente calor específico, la de menor valor se calentará más rápidamente. Si mantenemos la aplicación de calor el mismo tiempo, la de menor calor específico alcanzará una temperatura más elevada. Pensemos que los mares, que son acumulaciones de agua, dadas las características de ésta, tendrán mucha inercia para calentarse y para

Pg. 26

Atanor

A. Requena

enfriarse. Los mares y océanos modulan la absorción y emisión de calor y esto sirve de regulador de la temperatura.

Cuando llega a estar caliente el agua del mar por la acción del Sol, ya es de noche y comienza a enfriarse. El resultado es que la temperatura del agua no cambia mucho y permite la existencia de vida en ella.

El agua asciende por un tubo, gracias a la capilaridad que consiste en que la fuerza intermolecular o cohesión intermolecular entre las moléculas que la forman, es menor que la adhesión del líquido al material del tubo. Se dice que el líquido moja. Sube por el tubo hasta que la tensión superficial se equilibra con el peso del líquido que llena el tubo. En caso contrario, cuando la adhesión es mayor que la cohesión, no moja y la misma tensión superficial hace que el nivel descienda y la superficie es convexa. Es el caso del mercurio. Esta propiedad es la que regula parcialmente el ascenso del agua dentro de las plantas, sin consumir energía para vencer a la gravedad y que la savia de los árboles llegue a las hojas, incluso con árboles de gran porte, como las enormes y legendarias secuoyas.

Por si fuera poco, el volumen del agua sólida es mayor que la del agua líquida, así que cuando se congela, lo hace comenzando por la superficie y esto permite que haya vida debajo de la parte helada. La tensión superficial del agua, también es excepcionalmente elevada y supone que haya, incluso, artrópodos que caminan sobre ella, como los mosquitos o los denominados zapateros, lo que ha permitido diseñar estructuras biomiméticas como robots acuáticos y pequeñas embarcaciones Además de la restricción del agua para que exista la vida, hay otros factores como una temperatura entre -3 ºC y 45 ºC, bien por estar a una determinada distancia de una estrella, bien porque tenga calor interno suficiente para mantener aquellas temperaturas propias de la vida; una atmósfe-

TRAZO 1.7

Tierras

próximas

Pg. 27

ra con oxígeno en la concentración adecuada, ni mucho ni poco, el justo para que tengan lugar las reacciones y otros compuestos como el dióxido de carbono que mantenga el efecto invernadero razonable o el ozono para que filtre la radiación ultravioleta, peligrosa para los seres vivos; la existencia de un campo magnético que desvíe las radiaciones ionizantes a los polos, por ejemplo; una radiación ponderada, de forma que las componentes peligrosas se vean filtradas por algún nivel de la atmósfera, como hace el ozono de la estratosfera, en la Tierra.

Lo cierto y verdad es que el exoplaneta descubierto está asociado a la estrella Próxima Centauri, una de las estrellas de Alfa Centauro, constelación visible en el hemisferio sur y situada a 4.24 años luz de la Tierra. Anteriormente, hace un año aproximadamente, la NASA anunció el descubrimiento de un exoplaneta muy parecido a la Tierra, pero más alejado, a unos 1.400 años luz. Ni uno ni el otro, aunque las distancias sean incomparablemente diferentes, están al alcance de nuestra tecnología de transporte actual. Solamente el telescopio Kepler ha identificado más de 1000 planetas similares a la Tierra. Se llegan a estimar hasta 200.000 en nuestra Galaxia.

Es muy improbable que estemos solos. En el Universo entre 15.000 y 20.000 millones de planetas, estar solos es más improbable que estar acompañados.

Pg. 28

Atanor

A. Requena

TRAZO 1.8 TRAZO

Envidias

y

ambiciones

Pg. 29

1.8

Envidias y ambiciones.

En 1864 Laugen y Otto fundaron en Colonia la fábrica de motores Deutz y buscaron a un ingeniero, Daimler, que trabajaba en una fábrica de máquinas en Karlsruhe, pero lograron convencerle con el futuro de los motores a gas. Otto había dado con la clave del motor a cuatro tiempos, consiguiendo el gas apropiado. La ventaja sobre el motor atmosférico era lo silencioso que resultaba el motor de cuatro tiempos. Pero el motor funcionaba de forma irregular y lentamente y su rendimiento era muy bajo. No lograba más de tres HP (caballos).

Una máquina así no la podía ofrecer al público.

Entró en escena Daimler, convenido de que la máquina de vapor era demasiado pesada, ocupaba mucho espacio el depósito de combustible, el calentador y tenía enormes dimensiones. El motor, en cambio, no requería ni depósito, ni calentador y se le ponía en marcha y paraba en cualquier instante y, sobre todo, su reducido tamaño. Los motores, pues, tenían que ser pequeños y menos pesados. Las cuentas eran diáfanas: para lograr una potencia de un caballo, se requerían casi mil kilos. Si pretendíamos mover un carro a motor, para dar cabida a la potencia de dos caballos, habría que cargar el vehículo con dos mil kilogramos de combustible. Pero el desplazamiento de estos dos mil kilos, requería dos caballos, solo para ello, con lo que el rendimiento de un motor así hubiera sido cero. Objetivo, por tanto, para Daimler: mayor potencia a igual peso o un peso más ligero y mayor número de revoluciones.

Pg. 30

Atanor

A. Requena

Daimler venía de trabajar en una fábrica de armamento, donde la precisión y la excelencia eran el leiv motiv.

Decíase que "para la técnica, no basta el trabajo mecánico, exige precisión". Los motores de gas se alimentaban con gas del alumbrado, obtenido en las fábricas de gas, mediante destilación de hulla o carbón de piedra o madera, en ausencia de aire a temperaturas de 1200-1300 ºC, produciéndose una mezcla de hidrógeno, metano, etileno, monóxido de carbono, dióxido de carbono, nitrógeno y oxígeno, en orden descendente en proporción, siendo el primero un 45% de la mezcla. No se podía obtener en otras instalaciones y eran pocas las ciudades que las tenían. Era importante independizar el motor del gas del alumbrado. Se ensayó con gas de carbón y con hidrógeno puro, resultando demasiado caros, aunque funcionaban bien. Se ensayó con líquidos que se evaporaban fácilmente y los vapores resultaban explosivos. Se encontró un candidato en el petróleo: la bencina. No sabían cómo evaporarla y emplearon un ovillo de lana embebido en bencina que situaron ante la abertura de la aspiración del motor. El experimento acabó al reventar un cilindro. Daimler y sus colaboradores se dedicaron a perfeccionar un vaporizador.

Otto seguía insistiendo en el motor de cuatro tiempos, ya lograda la patente. Daimler consideraba insuficientes las 150 - 180 revoluciones que lograba en el mejor de los casos.

Al alcanzar las 250 revoluciones fallaba el encendido y las explosiones eran irregulares. Daimler logró, con el tiempo, reducir la cilindrada por segundo de 100 litros por caballo a 50 y posteriormente a 10. El peso del motor disminuyó, por lo tanto, de 1000 kilos a 100 kilos por caballo. Lograron construir un motor de cuatro tiempos de ocho caballos, con un solo cilindro. Posteriormente, Daimler acopló dos cilindros accionando los pistones de ambos cilindros, sobre el mismo eje del cigüeñal. En 1882 salió de la fábrica de motores de gas de Deutz, el primer motor de 80 caballos.

TRAZO 1.8

Envidias

y

ambiciones

Pg. 31

Dos casas comerciales, desde la envidia o ambición comercial, descubrieron que un relojero de Munich había informado de una máquina que funcionaba según el principio del motor de cuatro tiempos. El relojero había muerto y nunca patentó tal cosa, pero la circunstancia la aprovecharon para entablar un proceso de grandes dimensiones contra Otto.

Ingenieros, científicos y fabricantes revelaron bajo juramento los logros de Otto, haciendo ver que, sin los méritos de Otto, no existiría ningún motor de cuatro tiempos de gas. Todo fue inútil, el tribunal retiró la patente a Otto en 1886. Pérdida material, pero ofensa y amargura suficientes para causar el fin prematuro de Nicolás Otto en 1891.

Pg. 32

Atanor

A. Requena

TRAZO 1.9 TRAZO

Poniendo color al mundo y.....

Pg. 33

1.9

Poniendo color al mundo y...

El mundo que observamos tiene color. La vida no discurre en blanco y negro. Desde siempre se ha buscado el color, en todas las culturas. Los colorantes naturales fueron muy preciados y supusieron una economía boyante. Se obtenían, solamente, a partir de derivados de plantas, invertebrados o minerales. Ya hay constancia de ellos en el Neolítico.

En China constan desde hace más de 5.000 años. Una tablilla neobabilónica, datada en el siglo VII a.C., relata una receta para teñir lana con lapislázuli. Las fibras textiles se coloreaban antes del hilado o después de éste. Los denominados mordientes, taninos procedentes de agallas, sales, alumbre natural, vinagre o la misma orina envejecida, fijaban el colorante a las fibras. La fibra aconsejaba el colorante apropiado: las fibras de celulosa, como algodón, lino, etc., requerían que el colorante reaccionara con la fibra, que normalmente se sumergía y se fijaba a la luz solar con intervención del oxígeno. Las fibras de proteína, como la lana, cachemir, angora, seda, cuero, etc., requerían colorantes ácidos y mordientes indirectos. Hoy, los colorantes naturales son muy variados, algunos procedentes de insectos, como el rojo de la cochinilla, otros, como el amarillo a partir de la orina de la vaca, el azul de la plantas indigoferas, el verde del arsénico o el ámbar de la arcilla, etc.

A mediados del siglo XIX el azul índigo natural era muy apreciado y estimuló la investigación intensiva en los derivados del alquitrán de hulla, hasta dar con la síntesis del mismo

Pg. 34

Atanor

A. Requena

e iniciar la producción artificial de los colorantes, desplazando la economía del sector primario al sector industrial. En torno a 1865 se abrió en Manheim la empresa Badische Anilin und Sodafabrik (BASF), que produjo el índigo artificial según la fórmula descubierta por el químico alemán Adolf von Bayer que la sintetizaba a partir de benzaldehído, acetona y una base procedente del alquitrán de hulla. Consiguió la patente en 1880 y recibió el Nobel en 1905. En poco tiempo floreció el negocio de la producción de colorantes: derivados de la anilina, fucsina y sus violetas, azules, verdes, resorcina, azafranina, auramina y rodamina, la eosina y el azul de metileno, la denominada rubia (alizarina) que desplazó la producción de la natural, producida en el sur de Francia, los colorantes azoicos, que teñían el algodón sin necesidad de mordiente.

Los tintoreros pasaron de manejar veinte colorantes naturales a más de quince mil sintéticos. Todo se inició con la separación, veinte años antes, de la isatina, contenida en el índigo natural. Mediante la combinación con pentacloruro de fósforo, se volvió a pasar de la isatina al índigo, que ya era artificial, por tanto. La verdadera síntesis se logró en 1878 al obtener la isatina a partir del ácido fenilacético.

En 1870 una joven recién casada regaló un microscopio a su marido, que ejercía en un pueblo de Prusia Oriental.

Le acopló un condensador de luz Abbe y adaptó los pasos de rosca, pasando de 300 hasta mil aumentos. Se trataba del Doctor Koch, cuya obsesión era definir las características de enfermedades como la escarlatina, la difteria, la gangrena, etc., con las que manejaba a diario con sus enfermos. Ahora, disponía del microscopio. Advirtió que los tejidos que observaba bajo el microscopio se confundían al incrementar los aumentos, ya que eran demasiado transparentes para percibir sus contornos con luz débil. Se le ocurrió teñir los tejidos con todos los colorantes de anilina, en todos los colores y tonos, hasta encontrar la tinción más favorable. En un frotis (preparación microscópica delgada y transparente para observación al microscopio) teñido, de un cordero enfermo de

TRAZO 1.9

Poniendo color al mundo

Pg. 35

carbunco, identificó una especie de palitos que formaban hileras. No sabía si tenían que ver con la enfermedad. Una gota de sangre de un cordero enfermo se la inyectó a un ratón y murió éste. Una gota de sangre del mismo cordero enfermo, mezclada con el suero de un cordero sano, le arrojó una cuenta de unos cien palitos. Puso la mezcla en una estufa y lo mantuvo dos días a la temperatura del cuerpo humano y ahora en el frotis contó millares de palitos. Knoch descubrió de esta forma el bacilo del carbunco. En 1882, con ayuda del microscopio, el azul de metileno y el condensador de Abbe, descubrió el bacilo de la tuberculosis

Pg. 36

Atanor

A. Requena

TRAZO 1.10 TRAZO

El

esquivo

punto

Pg. 37

1.10

El esquivo punto

Estamos familiarizados con el concepto geométrico de punto como ente fundamental, junto con la recta y el plano. Si se trata de un ente geométrico, sin dimensión, no tiene longitud, ni área, ni volumen. Describe una posición en el espacio con respecto a un sistema de coordenadas. Euclides lo definió como lo que no tiene ninguna parte. Pero no es un objeto físico. En Ciencias de la Naturaleza, el punto no tiene el mismo significado que en Geometría. Para empezar, hay puntos de diversos tamaños, como evidenciaremos.

La Historia de la Humanidad se plasma en una búsqueda constante e infatigable para explicar la realidad percibida.

Progresivamente, se han ido construyendo teorías que la expliquen, desde el nivel más elemental hasta el más grandioso. Siempre ha sido un anhelo construir una teoría final, global, total. No ha sido posible, por el momento. Así que, nos hemos contentado con respuestas parciales, fragmentarias, limitadas. No deja de sorprender que hayamos sido capaces de describir partes, sin tener una idea cabal del todo. Hemos sido capaces, como Humanidad, de ir todavía más lejos, dado que, por ejemplo, encontramos explicación al movimiento de una máquina que surca los aires, independientemente del material de que está construida o de su naturaleza íntima, como ocurre cuando aplicamos las leyes de Newton, pongamos por caso. Es decir, describimos a una determinada escala, ignorando lo que acontece en el mismo sistema a otra

Pg. 38

Atanor

A. Requena

escala diferente, todavía no comprendida o, incluso, ignorada. En torno a 400 a.C., Demócrito y Leucipo propusieron concretar la unidad básica de la materia en lo que denominaron átomo (que significa sin división, aunque posteriormente se ha revelado inapropiada la denominación), pero el arrebato imparable de Aristóteles, en torno al 350 a.C., enterró durante muchos siglos la propuesta de aquéllos, sustituyéndola por la mágica combinación de cuatro elementos: tierra, aire, fuego y agua, que ha enredado a la Humanidad hasta tiempo, relativamente reciente y permanece latente en algunos pocos, todavía no convencidos de las evidencias científicas.

La reflexión inevitable se formula así: ¿cómo se explica la realidad si para la materia no hubiera una unidad mínima de referencia? Pues, lo más inmediato es que podríamos subdividir la materia hasta el infinito. Pero ¿qué ocurriría si pudiésemos dividir, por ejemplo, una gota de agua infinitas veces?

Pues que el "charco" que formaría la gota podría tener un espesor infinitamente pequeño y ocupar, por tanto, toda la superficie que nos pudiéramos imaginar. Nunca acabaríamos de disminuir su espesor. Pero la evidencia directa es que el "charco" debido a la gota es de espesor finito. Eso nos dice la observación. Contiene moléculas. Las moléculas interaccionan eléctricamente y mantienen fuerzas operativas entre ellas, de naturaleza eléctrica, genitoras de la tensión superficial, a la que se debe una resistencia a aumentar la superficie de contacto con otro medio, manteniéndolas unidas entre ellas, preferentemente. Por ello, la gota mantiene su identidad y no se extiende en cada vez más finas capas de espesor decreciente. Las moléculas contienen átomos que se evidencian en las reacciones químicas. Los átomos, mal llamados así, se componen de núcleo y electrones que, desde la ignorancia, se dice que giran sobre aquéllos, aunque si fuera así colapsarían sobre el núcleo al ser cargas aceleradas girando y obligadas, por tanto, a emitir radiación electromagnética y perder energía. La Mecánica Cuántica remedia tal desatino y

TRAZO 1.10

El

esquivo

punto

Pg. 39

solamente permite ciertas órbitas, aportando estabilidad al átomo. En el núcleo, los protones, con carga positiva, se deberían repeler, en lugar de coexistir. Para mantenerse en paz, requieren fuerzas que lo justifiquen, como la denominada fuerza de interacción fuerte. Esto indica que estas partículas tienen que estar formadas por algo todavía menor que ellos, que contrarreste la repulsión eléctrica, como son los denominados quarks. Si nos detenemos aquí, surgirá todavía la pregunta de ¿por qué los electrones y los quarks no están constituidos por otras partículas, todavía de menor tamaño?

Podemos pensar que el electrón ya es un punto. Pero el principio de incertidumbre arrasa con el concepto de punto, por cuanto el principio de Heisemberg, convierte el punto en un lugar difuso en torno a la partícula en observación. El tamaño de este punto, depende del contexto; en la versión original depende de la velocidad y de su masa. Si el electrón o algo por debajo de él en tamaño, fuera un punto, precisaríamos observarlo con herramientas en una escala cuyas unidades fueran de tamaño inferior. La radiación nos vale para ello.

Cuanto menor sea la longitud de onda más pequeño puede ser el objeto a observar. Pero esto implica que aumenta la energía, según la ecuación de Planck y Einstein para los fotones. Si descendemos en el tamaño del punto a detectar, incrementamos la energía de la onda precisa para ello.

Infinitamente pequeño en tamaño, supone infinitamente grande en energía. ¿hasta dónde? En tamaño hasta la distancia de Planck. En energía unos mil billones de veces la que hoy puede conseguir el acelerador LHC del CERN en Ginebra.

Con el riesgo de que en la acumulación de mucha energía en un punto, generaríamos un agujero negro. El espacio-tiempo estaría lleno de agujeros negros microscópicos. Estamos a mucha distancia todavía de saber a Ciencia cierta donde está el punto.

Pg. 40

Atanor

A. Requena

TRAZO 1.11 TRAZO

Casualidad

o

lógica

reflexión

Pg. 41

1.11

Casualidad o lógica reflexión.

Investigar es el acto humano en el que mediante la formulación de una hipótesis y empleando un método se contrastan los hechos observados con las hipótesis de partida para formular unas conclusiones. En la metodología radican los requisitos para la calificación de una investigación como científica: criterios de objetividad y rigor, compartidos por el ámbito científico; ausencia de subjetividad. La reproducibilidad de las conclusiones es condición sin equa non, para que el método sea científico. Es la garantía de haber descubierto la ley que rige el proceso y que se estudia: la regularidad.

La observación, por tanto, es el punto básico, ineludible en toda investigación científica. Saber observar, tener oficio en la observación, no descartar nada sin la seguridad de que se puede prescindir de ello es tan importante como haber adquirido la destreza de planificar la observación y establecer el itinerario a recorrer desde las hipótesis hasta las tesis. En muchas ocasiones y no sin cierta sorna, se habla de serendipia, otorgándole una pátina de casualidad o intervención del azar, cuando suele estar más cerca de una vigilia permanente en la observación de aquéllo que para otras mentes, incluso más privilegiadas, pasa desapercibido. La gracia del buen investigador es ser capaz de ver lo que otras mentes no han sido capaces de identificar, observando las mismas cosas.

El descubrimiento de la benzopurpurina (purpurina) ejemplifica bien la referencia. En el siglo XIX y buena parte

Pg. 42

Atanor

A. Requena

del siglo XX, la figura del ayudante de laboratorio fue una profesión muy acreditada para el laborante que llevaba a cabo las tareas rutinarias de la investigación. Duisberg trabajaba en la fábrica de colorantes Bayer en Elberfeld y el mozo de laboratorio se llamaba Dornseif. Mientras que en la factoría Agfa de Berlín, habían partido de la anilina para la fabricación de los colorantes, en la fábrica de Bayer habían partido de la toluidina. El trabajo era duro porque pretendían obtener un color rojo, pero no lograban un método reproducible, ya que una vez obtenían un color demasiado pálido, otra era del color del ladrillo y otras gamas que no se aproximaban a la pretendida, como el rojo Congo que habían obtenido en Agfa.

El mozo no daba abasto para limpiar los vasos de precipitados que se acumulaban en la pileta del laboratorio con precipitados de colores gris, negro o rojo. En cierta ocasión Duisberg precisó un vaso limpio y se acercó al lugar de trabajo del mozo de laboratorio en búsqueda de aquél, encontrándose con los vasos sucios, pero antes de llamar la atención por el descuido, apreció que había algo rojo brillante en algunos vasos. Justo lo que andaba buscando hacía mucho tiempo. Simplemente, la reacción requería más tiempo del que le estaban dando. De haber sido diligente el mozo de laboratorio, no hubiera encontrado la purpurina. ¡Qué increíble casualidad! Pero estas casualidades no son infrecuentes en la Ciencia o en la Técnica. Muchas veces se invierte tiempo, esfuerzo y dinero, sin lograr nada. Pero, en un momento dado, se descubre en alguna parte, algo a lo que no se había dado ningún valor y que tiene bien las propiedades buscadas, bien otras interesantes para aplicarlas.

Ciertamente, un químico no se puede ver arrastrado por lo bello o lo interesante y no puede dejar al margen productos que le parezcan de escaso valor o resultados inútiles. El científico que trabaja empíricamente, debe estar atento a cualquier veta que aparezca. Necesita instinto para saber lo que puede o no ser un resultado aceptable.

TRAZO 1.11

Casualidad

o

lógica

reflexión

Pg. 43

No se trata de que el azar venga a herir el amor propio del investigador, sino de la atención en que cualquier condición o restricción puede haber pasado nuestro control y su incidencia sale a flote en cualquier momento. Hay ámbitos más proclives a la necesidad de observación técnica, que son aquellos entornos que no goza del rigor propio del ámbito científico. Para combatir el moquillo en los perros se había difundido que la naftalina tenía propiedades febrífugas. Un farmacéutico dispensó, pretendidamente la naftalina que le pidieron. Habiendo observado la eficacia y cuando los usuarios ya estaban redactando un informe sobre la eficacia de la naftalina, el farmacéutico les informó que se había equivocado y les había suministrado acetanilina, en lugar de naftalina, que sigue siendo hoy día, junto a la fenacetina, el principio activo más eficaz contra la fiebre. Es decir que podemos llegar al descubrimiento por casualidad o por una lógica reflexión. Mejor la segunda.

Pg. 44

Atanor

A. Requena

TRAZO 1.12 TRAZO

Contexto

Pg. 45

1.12

CONTEXTO.

Con harta frecuencia se nos presentan logros descontextualizados en tiempo y espacio, de forma que no apreciamos ni la génesis, ni la importancia de la aportación, ni siquiera el avance que han supuesto. Suele quedar, nada más, el hecho y, con suerte, la persona que lo propició. Así, la aportación de Einstein a la Ciencia, que resultó ser de una profundidad extraordinaria, se descontextualiza del ámbito en el que se desenvolvía la Ciencia de la segunda mitad del siglo XIX, desde que Riemann dio lectura a su lección para incorporarse como profesor en la Universidad de Gotinga, bajo la atenta mirada de Gauss. Abordó las geometrías no euclídeas, que posteriormente valieron para que Einstein adoptara este avance para impulsar su Teoría de la Relatividad, primero especial, en 1905 y, posteriormente, general, en 1915, pero en el ambiente gestado, al haberse ido acumulando problemas que no tenían interpretación en la Física Clásica formulada por Newton, doscientos años antes e incapaz de dar una explicación cabal a los experimentos acumulados a final del siglo XIX, relacionados con la radiación y la temperatura a la que se producía. Planck propuso, inteligentemente, una solución para describir el comportamiento de la radiación con la temperatura, que soslayara problemas fenomenales, como la que dio en denominarse catástrofe ultravioleta, que predecía un crecimiento sin límite de la energía de la radiación con la temperatura, lo que suponía la potencial desaparición del mundo conocido. La genial idea de Planck, consintió en avanzar, sin ser muy partidario de ello, la necesidad de que la

Pg. 46

Atanor

A. Requena

energía de los cuerpos está cuantizada. Ha sido una de las ideas más fértiles que la Ciencia ha sido capaz de introducir.

Es fenomenal el grado de convicción científica que hay que tener para aceptar una idea contraintuitiva, es decir, que aparentemente contradice todo cuanto se sabía o se creía saber.

Planck fue un creyente, porque él mismo dudaba de la veracidad de su propuesta, pese a que no encontraba otra forma de conciliar los datos con una explicación razonable que los justificara. Einstein, no creyó y se mantuvo intelectualmente en contra de la cuantización, hasta el final de sus días. Pero el contexto en el que se desenvolvió fue ese. No se dio que, un buen día se levantara inspirado e iluminado y construyera la Teoría de la Relatividad. Fue un proceso de maduración científico en el que intervinieron muchos, en el que se aportaron muchas ideas y que, poco a poco, con la parsimonia propia de la Ciencia, fue gestando la mayor revolución científica conocida. Todo comenzó a mediados del siglo XIX. Algo parecido ocurrió con Leonardo da Vinci. Leonardo fue inventor, ingeniero, humanista, arquitecto, anatomista, pintor, escultor y un largo etcétera. Una de sus aplicaciones más referidas es la máquina voladora. Se suelen relatar sus intentos de volar, no exentos de vis cómica, por cierto, Pero nada se dice sobre las razones que le impulsaban a ello. Se presenta como si fuera un especial empeño sin conocer cómo emerge tal cosa. De nuevo el contexto se omite y se advierte una especie de rareza genial que, en el mejor de los casos, derivaría de la contemplación del vuelo de las aves que le empujaban a intentarlo. No se trata de perder el componente romántico de tal aventura, pero sí de poder entender más razonablemente de qué se trata. En 1469 Leonardo se traslada de su ciudad natal, Vinci, a Florencia y frecuenta el taller de Verrochio, donde se pintaba, se esculpía y se componían aparatos y artilugios para representaciones y espectáculos públicos, bien religiosos o profanos, con los que se culminaban las celebraciones. Hay constancia, de que, en 1439, Abraham, obispo de Rusia, describió que en la representa-

TRAZO 1.12

Contexto

Pg. 47

ción de la Ascensión, en un momento dado, "el cielo se abría y se veía al padre celestial suspendido en el aire, mientras que quien representaba a Jesús, parecía ascender por el mismo a una gran altura". Asistió, también a la representación de la Anunciación y observó que "un ángel al ascender, lanzaba voces de júbilo, agitaba las manos y movía las alas como si volase realmente". Ángeles, aparatos para simular ascensos verticales y vuelos, movidos por cuerdas y máquinas. Es este el ambiente que vive el joven Leonardo, de donde, más que probablemente, surgió la idea de construir una máquina voladora que imitara a los pájaros. ¡Cuán importante es el contexto para entender muchas cosas! ¡definitivo!

Pg. 48

Atanor

A. Requena

TRAZO 1.13 TRAZO

Ciclos

vitales

Pg. 49

1.13

CICLOS VITALES.

Las ideas son como globos suspensos en el aire y puestos al alcance de quien sea capaz de cogerlos.

Apropiarse de ellas es cuestión de olfato, habilidad y entrenamiento. Hace mucho tiempo, más de mil años, un general chino mezcló carbonilla (31.8%, carbón vegetal), azufre (12%) y salitre (52.6%), introduciéndolos en una caña de bambú y produciendo la inflamación. Hay evidencias escritas del uso de cohetes en la defensa de la ciudad de Pien-King, capital de la provincia de Ho-Nan, cuando en 1232 Genghis Khan asedió la ciudad, Supusieron una evolución de la pirotecnia festiva hacia unas flechas incendiarias o cabezas de dragón voladoras. Se trasladan a Europa y se plasman en el tratado latino "Liber ignium" de Marcus Graechus. El texto lo estudia Roger Bacon y en 1260 publica una fórmula mejorada. Se sentaron las bases de la ametralladora, la bomba de aviación, el cañón de largo alcance y ya en 1918 se bombardeó Paris desde una distancia de más de cien kilómetros. Hoy los misiles intercontinentales son la base de la amenaza más temida. Pero también pudo haberse dado un desarrollo de forma independiente y simultánea por el general chino y el monje en Europa y no conocer cada uno nada del otro, separados por más de cincuenta mil kilómetros. Una gran cantidad de descubrimientos tuvieron y tienen lugar separada y coincidentemente. Hay una gran cantidad de disputas sobre la autoría primera en muchísimos casos.

Pg. 50

Atanor

A. Requena

Todo parece discurrir como si se pretendiera desentrañar la intimidad de la Naturaleza y no es única la vía para lograrlo. Las Ciencias, pretenden eso, conocer la Naturaleza.

Una vez conocida, el conocimiento acumulado vale para nuevos desarrollos, perfección de otros y novedades en muchos otros campos. La Química ofrece una alternativa al resto de las Ciencias y es la que tiene que ver con la creatividad. La Química no se limita a desentrañar los secretos de la Naturaleza, sino que va más allá y construye nuevas estructuras moleculares, que no necesariamente se encuentran de forma natural. Realmente, la Química se ocupa de estudiar todos aquellos procesos en que se transforma la estructura de los cuerpos materiales. Y lo hace de diversas formas. Un excelente ejemplo de ello lo tenemos en el descubrimiento de los colorantes artificiales basados en la anilina. El índigo era la referencia de las sustancias colorantes naturales hasta que comenzó a tomar interés la obtención de la anilina a partir del alquitrán de hulla, con las propuestas de Runge y Hofmann.

En su momento fue un proceso muy controvertido, por cuanto se trataba de sustituir los colorantes que la Naturaleza entregaba, con toda su belleza, por unos procedentes del alquitrán. No importaba que pudieran ser más baratos y que no hubiera que importarlo de la India. Era cambiar la Naturaleza, en su más y mejor expresión, por un proceso de obtención a partir de un material desechable, negro y sucio.

En el fondo de la cuestión, se hallaba un aspecto de forma, porque en su intimidad, el nitrógeno no sólo se encontraba en el índigo natural y en el alquitrán de hulla, tratado convenientemente sino, incluso, en la célula viviente en forma de albúmina. Pero en los organismos vivos, animales o plantas, el protoplasma alberga todos los fenómenos vitales. La albúmina es un buen indicador de nuestro estado de nutrición. El protoplasma se compone de albúmina, suero y glóbulos rojos.

Las hemoglobinas (A, A2, S, F, metahemoglobina, carboxihemoglobina, …) forman la sangre y la proteína más abundante en el plasma sanguíneo es la albúmina, que es lo que quedaría si quitáramos todas las células, glóbulos rojos, blancos

TRAZO 1.13

Ciclos

vitales

Pg. 51

y plaquetas de la sangre. Fourcroy encontró la albúmina en los vegetales: cáñamo, en la savia del álamo blanco, la cicuta, en la pasta de papel, en la cebada, el trigo, en muchas plantas crucíferas, en la higuera, la papaya, escarola, en las habas, guisantes, lentejas, en el café verde, las patatas, etc.

En los músculos, glándulas y sus secreciones, en gérmenes, en bacterias, sin importar sexo ni condición. Encontramos la albúmina: en personas, animales y plantas. Cuando se extingue la vida, la albúmina se descompone y de aquí se vuelve a integrar el nitrógeno en el ciclo que formó parte de la estructura de la vida.

No es de extrañar, por tanto, que encontremos las bases nitrogenadas en el alquitrán de hulla. Al final, tan natural resulta lo uno como lo otro. Distintas formas de buscarlo y diferentes maneras de conseguirlo. Ciclos vitales.

Pg. 52

Atanor

A. Requena

TRAZO 1.14 TRAZO

Ignorancia

y

evolución

Pg. 53

1.14

Ignorancia y evolución.

Hay una preocupación más que justificada por el calentamiento global. Incluso es posible que no seamos capaces de entrever cual será la dinámica de la Naturaleza, que está por ver que no pueda ya estar en un proceso irreversible. La extinción no es un final descartable y, desde luego, la Naturaleza no parpadeará por ello.

Se puede estimar que nuestro mundo es capaz de soportar, aproximadamente, unos mil millones de hectáreas de árboles extra. Hoy se estima la existencia de unos tres billones de árboles y el ritmo de desaparición es de unos quince mil millones de talados anuales. Pero los bosques son necesarios para las personas, también para los animales.

Sería suficiente con que los árboles capturaran dos tercios de las emisiones de dióxido de carbono vertidas en la atmósfera. La fotosíntesis es ese mecanismo prodigioso que convierte los desechos del dióxido de carbono en azúcares. El mecanismo de captura del dióxido de carbono por los árboles es efectivo y resulta ser el más rentable medio para controlar el calentamiento global. Proteger y fomentar la foresta es una iniciativa noble y rentable para el ser humano. Organismos internacionales como el Panel para el cambio climático piensan que con 1000 millones de hectáreas sería posible limitar el calentamiento global a un grado y medio en 2050. No está nada claro cómo conseguirlo.

Bastin, de la Unversidad de Zurich ha estudiado el tema con la profundidad necesaria como para proponer pro-

Pg. 52

Atanor

A. Requena

cedimientos operativos para lograr una cobertura arbórea significativa. Su equipo ha empleado imágenes de satélite para registrar la cubierta de árboles en las áreas protegidas, en los ecosistemas del mundo entero, yendo desde los densos espacios de la selva tropical hasta la tundra del ártico.

Echando mano al recurso informático del aprendizaje de las máquinas, trabajaron con una combinación de diez variables de suelo y de clima para poder explicar la cubierta de árboles de las distintas zonas del planeta. A partir de los datos obtenidos, formularon un modelo que permite predecir la cubierta de árboles en cualesquiera condiciones climáticas.

En el modelo de Bastin y col., una vez que se prescinde de las áreas urbanas u ocupadas por la producción agrícola, se concluye que hay aproximadamente casi 2.000 millones de hectáreas, que de forma natural podrían albergar en alguna medida cubierta arbórea. Y esta zona podría mantener una cubierta en torno a 1000 millones de árboles. Claro que, el interés de esto es que esa cubierta tendría capacidad para capturar hasta 205 gigatones de dióxido de carbono de esa atmósfera, hoy contaminada y en peligro de subsistencia. En España hay dos especies de pino, el pino carrasco (Pinus alepensis) y el pino piñonero (Pinus pinea) que cuando ya son maduros, el carrasco puede absorber hasta 650 toneladas de dióxido de Carbono en un año y el piñonero aproximadamente la mitad. Esa cantidad para un solo pino carrasco es, aproximadamente, la que emiten unos 50 automóviles de tamaño medio recorriendo unos 10.000 kilómetros anuales. En la Universidad de Sevilla han dedicado atención a este aspecto.

La propuesta de Bastin, de llevarse a cabo, supondría que dos tercios de las emisiones de dióxido de Carbono antropogénicas podían eliminarse y no se produciría por encima del 25% actual en casi un siglo. Es una contribución seria a la lucha contra el cambio climático. Pero, además, de esa aportación directa, hay otro efectos indirectos beneficiosos, como la protección de la biodiversidad, que conlleva, la degradación de los terrenos e incluso la pérdida de agua dispersada

TRAZO 1.14

Ignorancia

y

evolución

Pg. 55

de forma baldía. Ciertamente los países más implicados son los mas extensos como Rusia, Estado Unidos, Canadá, Australia, Brasil y China, precisamente los que menor sensibilidad han manifestado por el cuidado del medio ambiente y menos han aportado en los organismos internacionales para plantear un proyecto global encaminado a luchar decididamente por evitar el cambio climático. No cabe duda de que los países desarrollados son los llamados a ser más ejemplares que el resto, dado que han disfrutado de mayores prebendas de progreso. En cambio, curiosamenete, los que mayor presión reciben son los países en vías de desarrollo.

Ciertamente, son los mejor dispuestos a que una acción directa como la repoblación pudiera llevarse a cabo. Hoy la dinámica sostenida es la contraria: cada año la cubierta vegetal disminuye en la selva amazónica, Indonesia o el África tropical. Parece que se está recuperando en Australia, África del Sur y en Sudamérica, además de en Rusia y China. Ahora, el trabajo de Bastin ofrece una especie de cuadro fino sobre el de brocha gruesa con el que valorábamos hasta ahora la situación a nivel global. Les toca el turno a los de la administración, los que deciden, en el fondo, donde nos llevan a los demás.

Pg. 56

Atanor

A. Requena

TRAZO 1.15 TRAZO

Magia y Ciencia

Pg. 57

1.15

Magia y Ciencia.

Wittgenstein fue un filósofo, matemático, lingüista y lógico austriaco, que influyó notablemente en los positivistas lógicos que formaron el Círculo de Viena, aunque él nunca consideró pertenecer. Vivió entre 1889 y 1951. Hijo de uno de los hombres más ricos del mundo en su época, inició sus investigaciones en ingeniería, llegando a patentar un motor relevante en la construcción de helicópteros, pero pronto se interesó por la filosofía matemática. Discípulo de Bertrand Russell, en el Trinity College de la Universidad de Cambridge.

Renunció a su parte de herencia y dedicó su vida a la enseñanza universitaria y la investigación filosófica. Su Tractatus lógico-philosophicus publicado en 1923 es su obra más referenciada y el único libro que vio publicado en vida. Establece que los límites de nuestro lenguaje son los límites de nuestro mundo. En una nota escrita en 1931 decía "Por simple que parezca, la distinción entre magia y Ciencia puede expresarse diciendo que en la Ciencia hay progreso, mientras que, en la magia, no. La magia no tiene tendencia interna a desarrollarse". Claro que el hecho de que haya progreso, no implica, en modo alguno, que tengamos que adoptarlo. Los corredores, en cualquiera de las modalidades, cada vez lo hacen más rápido. Pero, en modo alguno, ese hecho implica que tengamos que hacerlo nosotros. La Ciencia es algo especial, por cuanto la misión de la Ciencia es conocer la Naturaleza y lo hace cada vez mejor; predice con mayor precisión y permite un control más ajustado.

Pg. 58

Atanor

A. Requena

Wittgenstein fundamentó que no podemos utilizar la experiencia como base de la inducción, rememorando la propuesta de Hume de que no podemos basar la causación en la experiencia. No podemos basar un procedimiento en una justificación filosófica, pero podemos usarlo siempre y cuando lleve a un éxito notable. Por ejemplo, afirmar que un chamán (o un Obispo) puede hacer que llueva, contradice la experiencia y no hay evidencia de que conduzca a un éxito notable. Supone un enfrentamiento entre Ciencia y magia, del que la magia resulta ser inferior. Hay que creer en hechos que la gente transmite de una determinada forma, como afirmaría Wittgenstein, como los hechos históricos, químicos, geográficos, etc. Así es como aprendemos las Ciencias. Aprender se basa en creer. Una vez que aprendemos algo que hemos visto en un libro, en un mapa, etc, decimos que lo sabemos.

Y esto lo hacemos, como insiste Wittgenstein, porque esta manera de hacerlo nos ha demostrado que "nos trae cuenta".

No podemos demostrar que el Teide tiene 3.700 metros, pero podemos creerlo a partir de la autoridad que concedemos a un mapa o a un libro que lo relate. Este tipo de "procedimientos sociales" permite referir hechos, sin poder justificarlos, pero dado el éxito que tienen, nos "traen cuenta". Justifica que los empleamos.

Ciertamente, lo que creemos depende de lo que aprendemos, como diría Witgenstein. El nivel de credulidad es función directa de lo que sabemos. Creemos que no es posible estar simultáneamente en Murcia y en Cartagena. Pero esto no quiere decir que no haya gente que pueda creer que es posible. Los que sabemos que no es posible, decimos que esa gente que piensa que es posible no sabe muchas cosas que nosotros sí sabemos. Están equivocados y nosotros lo sabemos. Su sistema de conocimiento debe ser más deficiente que el nuestro. Cabe, no obstante, que ellos piensen lo mismo de nosotros. Pero, el conocimiento científico es superior, muy superior al conocimiento mágico de una cultura de iluminados actual o pasada. Esto nos lleva a que determina-

TRAZO 1.15

Magia y Ciencia

Pg. 59

dos tipos de conocimiento son superiores a otros, porque muestran utilidad, "traen cuenta", suponen progreso y no contradicen los hechos conocidos. La Ciencia no ofrece una justificación filosófica satisfactoria de ese conocimiento, pero funcionan y se debería reconocer la utilidad de ese conocimiento (mapas, libros, etc.). De esta forma aparece de forma natural el hecho de que cuando el punto de vista científico nos abandona y se ve sustituido por otro nuevo, es porque se piensa que éste último es mejor para tener éxito, "traer cuenta". Es decir, la Ciencia evoluciona y ello es posible porque las teorías que no consiguen desarrollarse o son incapaces de adaptarse al enfrentarse con los nuevos hechos o descubrimientos, sencillamente, son eliminadas.

Según Wittgenstein solo puede haber Ciencia buena y Ciencia mala y esto requiere visión retrospectiva para poder valorarlo. No podemos soslayar esta visión, porque de hacerlo, perderíamos una de las características más peculiares de la Ciencia: el que progresa. .

Pg. 60

Atanor

A. Requena

TRAZO 1.16 TRAZO

Del invento a la innovación

Pg. 61

1.16

Del invento a la innovación.

Descubrimiento, ocurrencia, invento, novedad, desarrollo tecnológico e innovación es un largo recorrido que, con harta frecuencia, se reduce a otorgar la categoría de innovación a cualquier cosa, aunque no haya completado el itinerario. Pero el concepto de innovación conlleva una mejora sustantiva en el sentido de aportar un efecto benefactor ostensible en la dirección del progreso y la perfección. Es decir, que la aceptación compartida por muchas personas y eventualmente por toda la humanidad, es un requisito para otorgar la condición de innovación a algo. Cabe preguntarse ¿cuantos inventos no han llegado a representar una aportación generalizada de alguna bondad, incluso de carácter técnico? ¿Cuántas novedades acabaron olvidándose por no haber sido capaces de desplazar a quien, supuestamente, aventajaban? ¿Fueron los relojes digitales una innovación o no pasaron de ser una novedad que acabó olvidada en poco tiempo? ¿Cuántos ejemplos parecidos podríamos poner? En otro tiempo se hablaba de las cosas que se "ponían de moda", indicando que resultaban ser aspectos que en un momento dado eran del gusto de la gente, aunque no necesariamente representaban nada ventajosamente positivo. Surgían y desaparecían de nuestra vista sin dejar rastro de su existencia.

El itinerario de las innovaciones es largo, trabajoso y no exento de dificultades. En la segunda mitad del siglo XIX Daimler mantenía la idea (ocurrencia) de construir un motor que fuera tan ligero y tan manejable que pudiera instalarse en

Pg. 62

Atanor

A. Requena

cualquier vehículo. El concepto al que pretendía que afectara era el de la tracción. Ya se había efectuado el descubrimiento del motor, con la ciencia que explicaba la interconversión de los distintos tipos de energía. La ocurrencia fue que precisamente la energía química podía ser transformada en energía mecánica, que acabó en el invento de los motores de combustión interna, como una modalidad, alternativa a la entonces conocida conversión del vapor en energía mecánica. El invento del motor de combustión interna dio origen a una serie de novedades que prometían una mejor y más cómoda existencia. Concretamente Daimler soñaba por un día levantarse y poder elegir entre utilizar su caballo o su artilugio de motor.

Daimler instaló el motor en una bicicleta. Fue una novedad. La rueda giraba, pero la auténtica novedad debería ser instalarlo en un artilugio de cuatro ruedas. Logró que un carro se moviera a razón de 18 kilómetros por hora. Como carro era otra novedad. Pero para Daimler esto no era un vehículo de tracción a motor, todavía. Seguía quedando en novedad, aunque todavía su potencialidad no lograba convencerle. Lo aplicó a un bote y logró recorrer 12 kilómetros en una hora. Eso en un bote ya era un logro, ya se había dado un paso. Pero no era lo que Daimler quería lograr.

Daimler discutió con Maybach, porque éste último pensaba que era absurdo instalar el motor en un vehículo ya construido. Había que tomar el motor como primario y construir el vehículo en torno a él y no al revés. Benz ya había construido en aquel momento un coche. Daimler seguía soñando y concluía que la velocidad se logra, al fin, con una locomotora a vapor, pero volar, ir por los aires, solamente se podría lograr con un motor ligero, que es lo que el pretendió siempre lograr. El desarrollo tecnológico era el que iba perfilando su objetivo. Sucedió que en 1888 le fue a visitar Woelfert, un librero de Leipzig, que le pedía que le construyera un motor ligero para su globo. No quería volar, sino impul-

TRAZO 1.16

Del invento a la innovación

Pg. 63

sar su globo aerostático. Le inspiraba la hélice del barco que había motorizado el propio Daimler. Si impulsaba el barco por el agua, también lo haría por el aire. Seguía apareciendo la ocurrencia, a la que seguiría el invento, de donde aparecería la novedad, que una hélice impulsara por el aire un globo, tal cual lo hacía por el agua cuando estaba incorporada a un bote. Daimler accedió a hacerle el motor. Al año siguiente se presentó en Leipzig con su motor en una caja. Lo incorporaron al globo de Woelfert, subieron a la barquilla, despegaron en el globo y arrancaron el motor. A pesar de la vela-timón, tomó una dirección distinta a la deseada, pero flotó en línea recta y finalmente describió un circulo de grandes dimensiones del que no se desvió. No fue un éxito, pero incentivó a construir con más celo si cabe. Hoy, la aviación es una innovación de la Humanidad. Repare cuantas cosas han cambiado positivamente con ella. Eso implica una innovación.

Pg. 64

Atanor

A. Requena

TRAZO 1.17 TRAZO

La nueva filosofía

Pg. 65

1.17

La nueva filosofía.

No resulta nada fácil racionalizar cuando fue el momento histórico en que comenzó la Ciencia. Tendríamos que hacer el esfuerzo de definir primero, qué entendemos que es Ciencia. Sólo así podemos incardinarla en el tiempo y la Historia. Los rasgos fundamentales con el que vamos a caracterizar a la Ciencia los vamos a concretar en un cuerpo de evidencias que alimenta teorías complejas y que con ellas se pueden efectuar predicciones fiables. Muchas de las hoy denominadas ciencias no se enmarcan en esta categoría por no responder a lo antedicho. Cierto. Pero, ¿cuándo se puede afirmar que el cuerpo de conocimiento acumulado fue suficiente para que se pudiera considerar que había nacido la Ciencia?

Si pensamos en la antigüedad, por ejemplo, en el periodo pitagórico, el cuerpo de evidencias brillaba por su ausencia, bajo conjeturas que pretendían explicar los hechos, sin fundamento observacional alguno y atribuyendo a la intervención divina, la regulación de todos los aspectos imaginables de la Naturaleza y de la esfera personal. Los Socráticos siguieron fundamentando los aspectos materiales en una teogonía que empleaba elementos míticos, aunque desarrollara la lógica como motor deductivo, en un alarde de imaginación, anticipando esa capacidad tan genuina de la Ciencia que, una vez organizado el conocimiento, hace uso de aquél para elaborar el pronóstico fiable. La necesidad de encontrar una referencia en la que fundamentarlo todo, llevó a la consideración de los cuatro elementos fundamentales: agua, tierra, aire y fuego, como

Pg. 66

Atanor

A. Requena

componentes constitutivos de todo. Otras alternativas introdujeron, sorprendentemente pronto, el concepto atómico como unidad de referencia, pero no tuvo mucho éxito hasta bien introducidos los tiempos modernos, incluso recientes. Las aportaciones de la época oscura no clarifican nada más, salvo algunas muy singulares como la concepción de Bacon en el siglo XIII. Pero se puede considerar que el único cuerpo de evidencia sustancial que alimentaba teorías complejas y permitía comenzar a hacer predicciones fiables era la Astronomía. Tenía una amplia trayectoria que hundía sus raíces en la época babilónica, sumeria y egipcia, así como chinos e indios.

Aconteció que un astrónomo danés, Tycho Brahe. en 1572 observó una estrella nueva o una nova. Con motivo de esta observación se puso en marcha un procedimiento sistemático de observación que se convirtió en un programa de investigación que iba aportando datos que permitían poner en cuestión afirmaciones que se venían manteniendo desde tiempos inmemoriales, sin mucha justificación. Se sostenía hasta entonces, que los cielos no pueden cambiar y que todo el movimiento celestial es circular y que las esferas regían toda la geometría de los cielos. Llegaron tiempos en que todo esto se ponía en cuestión. Se estaban dando por finalizados siglos de conocimiento, desde que 200.000 años atrás emergiera el homo sapiens, incluso con 2 millones de años de historia de fabricación de utensilios. La revolución neolítica ya supuso un cambio, ciertamente lento. Transcurrieron más de 6.500 años de avances tecnológicos. En torno a 1.500 se revisaba la antigua Roma por el convencimiento de que en esa época se habían disfrutado de avances que el periodo bárbaro y oscuro había ocultado. En todo caso, nadie consideraba que la historia de la Humanidad pudiera ser una sucesión de progreso.

Hasta el siglo XVIII no se interpretó que el progreso provenía de la historia previa. Algo ocurrió para el cambio de opinión.

No es fácil identificar que fue lo que permitió progresar a la Ciencia de los siglos XVII y XVIII, ya que no había anteceden-

TRAZO 1.17

La nueva filosofía

Pg. 67

te en el sistema de conocimiento previo. Algo se tenía en la sociedad del Renacimiento que no se poseía en épocas anteriores. La Ilustración trajo la convicción de que la Revolución científica era la responsable de que el progreso era imparable.

La transformación era imparable y el principio de la nueva era se rubricó con la rutilante explosión que supuso la aportación de Newton. De la creencia en brujería y agentes del diablo, hombres lobo, magos, unicornios o que el arco iris es una señal de Dios o cree en los sueños, e cree en la astrología, etc. La Nueva Filosofía, que es como se denominaba a la nueva ciencia en 1611 estaba en marcha. Voltaire deja constancia en 1633 de que en Inglaterra había una cultura científica.

Pg. 68

Atanor

A. Requena

TRAZO 1.18 TRAZO

Cooperación naturotécnica

Pg. 69

1.18

Cooperación naturotécnica.

Las ciencias estudian la Naturaleza para conocerla y comprenderla. De esta forma se puede llegar a desentrañar los secretos que guarda. Se pueden conocer los procedimientos que emplea y se pueden emular los procesos que sustenta. Ha sido una constante en la Historia de la Humanidad.

Conforme se han ido conociendo las características y los mecanismos que operan en la Naturaleza, se han ido desarrollando técnicas que, basadas en el conocimiento científico, han impulsado el progreso de la Humanidad. El vuelo de las aves, la vida submarina o la captación de la luz por las plantas han inspirado los esfuerzos por imitar estos sobresalientes comportamientos de la Naturaleza, buscando un provecho humano de los mismos. En muchos sentidos, la sabiduría de la longeva Naturaleza que ha depurado sus procesos con la parsimonia que se desentiende del tiempo, va perfeccionando constantemente su eficacia.

En casos, se ha pretendido lograr una auténtica cooperación en la que algún elemento natural pone su parte y la tecnología suple lo restante, intentando lograr algún dispositivo o herramienta capaz de aportar una posibilidad de resolver algún problema o aportar un procedimiento eficaz que, igualmente, haga progresar. Sabido y conocido es que el mejor sensor para determinados compuestos volátiles es la propia nariz humana, como viene ocurriendo con la detección del ácido sulfhídrico que tiene su umbral en diezmilésimas partes por millón. Las prótesis cada vez con mayor frecuencia mezclan elementos humanos con tecnología capaz de superar las

Pg. 70

Atanor

A. Requena

deficiencias que se plantean, unas veces mecánicas, otras de visión, otras, facilitando tareas rutinarias.

Una propuesta naturotécnica se abre paso por su originalidad y por la aplicación capaz de abordar uno de los problemas acuciantes derivados de excesos de la propia Humanidad. Hablamos de las minas contra personas. Mueren anualmente en torno a 30.000 personas. No obstante, están diseñadas para herir y no matar, porque los heridos de guerra generan situaciones más problemáticas que las de los muertos, ¡tremendo! Son fruto de la locura humana que no es posible comprender por una mente racional sana. Se estima en más de 100.000 los ejemplares repartidos por un centenar de países, mayormente en África. La limpieza y erradicación de los campos de minas presenta muchos problemas. Se han usado, muy frecuentemente, a perros para localizar las minas.

Tanto el que maneja el perro, como el propio perro, pesan demasiado y provocan la explosión, por lo que la tarea resulta muy arriesgada. Se ha propuesto una solución muy audaz que emplea a abejas, entrenadas para oler el explosivo de las minas, en lo que se emplea solamente un par de días. Para ello inyectan en la comida de las abejas los componentes del explosivo en cantidades traza. Las voraces abejas buscarán las fuentes de alimento que emitan el mismo olor. Con un entrenamiento de uno o dos días es suficiente y la elevada sensibilidad al olor que tiene un umbral de unas pocas partes por millón le hacen ser una herramienta de alta sensibilidad para localizar las minas contra personas. Cuando las abejas localizan una mina vuelan en torno a ella, hasta que alcanzan la fuente, donde se detienen, antes de seguir. Cubierta la parte identificativa de la mina, la natural, irrumpe la tecnológica que tiene que seguir a las abejas en su cometido. El dispositivo es un sistema LIDAR, consistente en un láser que barre horizontalmente con una frecuencia de 532 nanometros, como ensayan Wilson y Seldomridge de la Universidad de Montana. El láser es de Nd: YAG pulsado, de 100 milijulios y con una frecuencia de repetición de 30 Hz. Se emite el disparo láser que

TRAZO 1.18

Cooperación naturotécnica

Pg. 71

rebota en las abejas y los fotones que retornan se recogen a través de un telescopio. Usando decenas de miles de abejas, el sistema LIDAR puede detectar una densidad elevada de abejas que se concentran en la pluma de los compuestos químicos de la mina. La única restricción deriva de que el tiempo que las abejas permanecen sobre la potencial mina es de solo unos segundos. Es un reto para el láser que tiene que efectuar barridos con suficiente velocidad para detectar esos instantes.

Otra dificultad a soslayar es que las abejas vuelan a ras de suelo y la detección LIDAR no distingue si el rebote del haz proviene de las abejas o de la vegetación. Superados estos inconvenientes salvables, una herramienta naturotecnológica viene a resolver un grave problema que la falta de cabeza de la Humanidad viene generando desde hace demasiado tiempo.

Pg. 72

Atanor

A. Requena

TRAZO 1.19 TRAZO

Desconocida agua

Pg. 73

1.19

Desconocida agua.

No sólo son importantes los saberes, sino las ignorancias. En realidad, es más definitoria la ignorancia que el saber.

No saber es bien fácil. Saber que no se sabe, conocer el límite entre la propia ciencia y la propia nescencia, ya no está al alcance de todo el mundo. Laín insiste en que la persona define su propia existencia en pugna marginal con todo lo que no conoce e ignora. Todos hemos tenido, alguna vez en nuestra vida una experiencia consistente en establecer esa delimitación con lo que no sabemos e ignoramos. En algún momento, todos, sin excepción, llegamos a saber que el agua está compuesta de hidrógeno y oxígeno. En ese instante asumimos ese conocimiento delimitándolo de la gran cantidad de cosas del agua que no conocemos o ignoramos Tras casi medio siglo dedicado al estudio de las moléculas, sigo aprendiendo cosas nuevas del agua que no conocía. Pero esto nos pasa con todas y cada una de las cosas que llegamos a conocer, desde esa tabula rasa que es nuestra mente cuando venimos al mundo.

Del agua se siguen descubriendo cosas constantemente. Algo tan común y abundante alberga secretos que desvela con la parsimonia de quien se sabe importante. Omnipresente en mares y océanos, ríos y atmósfera, cuerpos humanos y animales, así como vegetales, en forma sólida, líquida o gas. ¿a qué temperatura se puede enfriar sin congelarse? Una respuesta poco meditada hará uso del punto de fusión en condiciones normales y hablará de 0ºC para el agua pura. Otros

Pg. 74

Atanor

A. Requena

más y mejor avisados, nos dirían que a -13ºC y no a 0ºC, es cuando el agua se congela en su totalidad, cuando no solo se enfría, sino que se estructura en formas tetraédricas formando el hielo. Es posible que aun así permanezca agua líquida.

Para la utilización de cubitos para refresco, poco importa el hecho. Para el estudio del cambio climático si y mucho, ya que la cantidad de radiación que absorbe la atmósfera terrestre tiene que ver con las cantidades de agua cristalizada y líquida que haya y este es un dato importante en los modelos del cambio climático.

Propiedades singulares Todo parece indicar que la formación del hielo no la decide solamente la temperatura, sino los cambios físicos asociados a la estructura molecular del agua. Moore y Molinero lo han explicado en la acreditada revista Nature con detalle. En el agua líquida las moléculas de agua están unidas por puentes de hidrógeno. En el agua cristalina se pueden formular hasta dieciséis formas de unirse las moléculas. Las propiedades del agua son muy diferentes de las de otras moléculas. El hielo flota, pero en otras sustancias al congelarse son más densas y se hunden. Gracias a esto cuando el agua se hiela en el mar, como en los polos, por ejemplo, el hielo es una capa superficial y por debajo continúa siendo líquida y la temperatura es más templada, permitiendo la vida de los peces.

Papel de los cambios de estructura Se ha observado agua líquida en las nubes a -40ºC y se han hecho experimentos que la observan hasta a -41ºC. Las impurezas inducen la cristalización del hielo, al actuar como núcleos de condensación y cuando esto se da, se congela a 0ºC. Un agua sin agentes que produzcan la nucleación puede alcanzar temperaturas muy bajas antes de que el cambio de estado tenga lugar. La ausencia de núcleos de condensación implica que la única forma de formar una semilla para que tenga lugar la nucleación es por un cambio en la estructura del

TRAZO 1.19

Desconocida aguas

Pg. 75

líquido. La cuestión que se plantea es descubrir cómo se controla el proceso de nucleación. Moore y Molinero han simulado el proceso de congelación con un algoritmo muy rápido y concluyen que al aproximarse a -48ºC la fracción de moléculas unidas a otras formando tetraedros sufre un incremento notable. Es decir, subyace un proceso que forma el escenario en el que se produce la congelación. Hay una caída brusca de la densidad, un incremento de la capacidad térmica y también un aumento de la capacidad de compresión. Esto justifica por qué el agua es más fácil comprimirla conforme se enfría, cosa que no ocurre con otros líquidos. Son estos cambios de estructura los que controlan la formación del hielo a partir de agua líquida. Y -48ºC es la temperatura más baja a la que puede permanecer como líquido antes de congelarse. ¡Desconocida agua!

Pg.76

Atanor

A. Requena

TRAZO 1.20 TRAZO

Empujando electrones

Pg. 77

1.20

Empujando electrones.

Hay muchos fenómenos físicos que, pese a que son bien conocidos, no por ello son bien comprendidos. Es el caso de la termoelectricidad. El denominado efecto Seebeck dio nombre a un fenómeno descubierto en 1821, que acontece cuando unimos dos materiales de distinta naturaleza en dos puntos y entre las dos uniones se establece una diferencia de temperatura al pasar la corriente. Realmente, la interacción entre fenómenos eléctricos y térmicos se conoce desde que Joule, en el siglo XIX, observó que cuando tiene lugar un movimiento de electrones la materia ofrece resistencia y como consecuencia de la cesión de energía cinética de los electrones al entorno, debido a choques sucesivos de éstos con el material, se disipa energía en forma de calor.

Seebeck construyó el denominado termopar, concluyendo que la diferencia de potencial que se lograba era función de la naturaleza del material y de la diferencia de temperaturas que se establecía.

Sobre el efecto Seebeck fue descubierto en 1834 el efecto Peltier, invirtiendo los términos del efecto Seebeck y estableciendo que si se hace pasar una corriente continua a través de un circuito formado por dos conductores de distinta naturaleza, acontece que una de las uniones absorbe calor, mientras que la otra lo cede. La energía cedida es la suma de la energía eléctrica suministrada más el calor absorbido por la unión que se enfría. Esta es, justamente, la definición de una

Pg. 78

Atanor

A. Requena

máquina frigorífica. Cerramos los descubrimientos citando el trabajo realizado por Thomson, dando nombre al efecto, según el cual se absorbe o libera calor por un conductor eléctrico, cuando se establece un gradiente de temperaturas por el que circula la corriente eléctrica.

Lord Rayleigh, premio Nobel en 1904 y vivió entre 1842 y 1919 ya propuso utilizar los dispositivos termoeléctricos para generar corriente eléctrica. Los rendimientos que se obtenían no permitieron su desarrollo. Solamente en entornos militares o en el ámbito médico en los que la eficiencia no es primordial, sino otros requerimientos, se ha aplicado la refrigeración termoeléctrica. Los ordenadores actuales, especialmente los portátiles la incorporan por exigencia menor. En otros ámbitos prevalece la tecnología de compresión, en gran medida debido a que la incorporación de los semiconductores ha sido más lenta de lo previsto y a problemas con la disipación del calor generado de forma eficiente, lo que exige la génesis de nuevos materiales y un diseño térmico muy ligado al dispositivo.

Hoy hay una alternativa eficiente. Se trata de mejorar los rendimientos de los motores y de cualquier dispositivo que disipe calor. Desde el punto de vista termoeléctrico, se trata de hacer cabalgar el calor residual acoplando el flujo de calor a la corriente eléctrica. Pero para lograrlo, hay que comprender bien el fenómeno descubriendo aspectos fundamentales del mismo. Sigue siendo de actualidad en el área de la termoelectricidad la pregunta más básica y fundamental que subyace al proceso físico. Es relevante que en un reciente estudio publicado por Arpelet y colaboradores se cuestiona la naturaleza de las fuerzas que ponen a trabajar los electrones cuando se aplica una diferencia de temperatura en el itinerario que recorren éstos a través de un material termoeléctrico. Estos autores concluyen que la fuerza que pone a los electrones a trabajar para poder sacar rendimiento al calor residual, está ligado a la habilidad de los electrones para difundirse a través

TRAZO 1.20

Empujando electrones

Pg. 79

del material. Esto desvela un camino para el desarrollo de potenciales aplicaciones, por cuanto la producción de energía eléctrica a partir de calor residual requiere dispositivos termoeléctricos diseñados para estimular la energía en un rango de magnitud que permita alcanzar la escala del kilovatio, mientras que en los materiales convencionales de hoy solamente se alcanza una escala de microvatios.

Esto permitiría la utilización de la energía que, por ejemplo, disipan los automóviles con motor de explosión, ciclo Otto o ignición mediante chispa, que llega a ser de un 30%, por lo que el 70% restante de la energía que suministra el combustible, se disipa de forma indeseable. Si se trata de un motor diesel, el rendimiento mejora algo, alcanzando en torno a un 40% pero, no obstante, desperdicia un 60%. Si se tratara de generación de energía eléctrica habría que afectar esos porcentajes por un 0.90%, más o menos, por el rendimiento del alternador, con lo que todavía la reducción es mayor. ¡Vale la pena la investigación! Tanto más, cuanto trata aspectos básicos que son los que conducen a resultados de alcance.

Pg. 80

Atanor

A. Requena

SOLUCIONES A

LAS

PALABRAS CRUZADAS DEL

TRAZADO

1

A. Requena SOLUCIONES

Atanor.

ATANOR. LA VERDAD AL

TRAZO

1.1

Pg. 85

Pg. 86

ATANOR. LA VERDAD

SOLUCIONES

A tono.

AL

TRAZO

A. Requena 1.2

A. Requena SOLUCIONES

Eterna vigilia.

ATANOR. LA VERDAD AL

TRAZO

1.3

Pg. 87

Pg. 88

ATANOR. LA VERDAD

SOLUCIONES

AL

TRAZO

Los hechos mandan.

A. Requena 1.4

A. Requena SOLUCIONES

Moneda falsa.

ATANOR. LA VERDAD AL

TRAZO

1.5

Pg. 89

Pg. 90

ATANOR. LA VERDAD

SOLUCIONES

AL

TRAZO

Paradigmas científicos.

A. Requena 1.6

A. Requena SOLUCIONES

ATANOR. LA VERDAD AL

Tierras prรณximas.

TRAZO

1.7

Pg. 91

Pg. 92

ATANOR. LA VERDAD

SOLUCIONES

AL

TRAZO

Envidias y ambiciones.

A. Requena 1.8

A. Requena SOLUCIONES

ATANOR. LA VERDAD AL

TRAZO

Poniendo color al mundo.

1.9

Pg. 93

Pg. 94

ATANOR. LA VERDAD

SOLUCIONES

AL

El esquivo punto.

TRAZO

A. Requena 1.10

A. Requena SOLUCIONES

ATANOR. LA VERDAD AL

TRAZO

1.11

Casualidad o lรณgica reflexiรณn.

Pg. 95

Pg. 06

ATANOR. LA VERDAD

SOLUCIONES

Contexto.

AL

TRAZO

A. Requena 1.12

A. Requena SOLUCIONES

Ciclos vitales.

ATANOR. LA VERDAD AL

TRAZO

1.13

Pg. 97

Pg. 09

ATANOR. LA VERDAD

SOLUCIONES

AL

TRAZO

Ignorancia y evoluciรณn.

A. Requena 1.14

A. Requena SOLUCIONES

ATANOR. LA VERDAD AL

Magia y Ciencia.

TRAZO

1.15

Pg. 99

Pg. 100

ATANOR. LA VERDAD

SOLUCIONES

AL

TRAZO

A. Requena 1.16

Del invento a la innovaciรณn.

A. Requena SOLUCIONES

ATANOR. LA VERDAD AL

TRAZO

La nueva Filosofía.

1.17

Pg. 101

Pg.102

ATANOR. LA VERDAD

SOLUCIONES

AL

TRAZO

A. Requena 1.18

Cooperación naturotécnica.

A. Requena SOLUCIONES

ATANOR. LA VERDAD AL

TRAZO

Desconocida agua.

1.19

Pg. 103

Pg. 104

ATANOR. LA VERDAD

SOLUCIONES

AL

TRAZO

Empujando electrones.

A. Requena 1.20

A. Requena

ATANOR. LA VERDAD

Pg. 105

TRAZO

2.1

Clave química de la Naturaleza.

No todos los fenómenos descubiertos son conocidos.

Una cosa es conocer los elementos implicados y otra bien distinta describir el proceso como discurre en sus distintas etapas. Hay muchas cosas básicas que todavía están pendientes de explicación. Quizás la más gruesa es el mecanismo de la fotosíntesis. El lenguaje vulgar difunde que los captadores solares emulan el mecanismo fotosintético de las plantas. Incluso nos muestran árboles artificiales, tecnológicos a los que se atribuye la realización de la función fotosintética en la parte de captación de la energía solar. Nada más lejano de la realidad, cuando el mecanismo fotosintético incluye a un complejo proteínico fotosintético, el denominado fotosistema II que colecta la energía solar y la emplea en el desdoblamiento del agua en hidrógeno y oxígeno. Este proceso es tan fundamental para la vida en la Tierra, como que es la fuente de producción del oxígeno que respiramos.

El láser es una herramienta de propósito general que permite, gracias a una de las propiedades genuinas, cual es la monocromaticidad, permite tanto la excitación selectiva,

Pg.108

Atanor

A. Requena

como el sondeo preciso de los procesos moleculares. El láser de rayos X del laboratorio SLAC de Stanford permite obtener imágenes temperatura ambiente de muy elevada resolución del complejo proteínico, permitiendo contemplar como el agua se desdobla durante la fotosíntesis a temperatura ambiente. Las imágenes se obtienen por difracción de los superápidos pulsos de rayos X y los láseres de electrones libres.

El fotosistema II se había estudiado anteriormente usando muestras congeladas. Ahora se ha analizado el proceso a temperatura ambiente, con las ventajas que ello supone, también tecnológicas. El avance es notable, si se tiene en cuenta que la comprensión del proceso supone la posibilidad de poder abordar la creación artificial de dispositivos fotosintéticos que serían potenciales fuentes de energía limpia. La Humanidad siempre ha pensado en emular a la Naturaleza.

La capacidad de captación de la energía solar que efectúan las plantas en el proceso de la fotosíntesis, a través de la actividad de la molécula de clorofila, ha tenido su admiración y generación de atracción subyugante por lograr disponer de energía económica y prácticamente inagotable. Los actuales dispositivos utilizan el silicio como base para la construcción de la circuitería de semiconductores capaz de captar en parte esa energía solar. Pero sigue en pie la emulación de la fotosíntesis tal cual la propicia la Naturaleza desde hace en torno a 3.000 millones de años. Ha sido un reto. El láser pulsado de rayos X de femtosegundo permite observar como ocurre la reacción del desdoblamiento del agua en tiempo real, que es como ocurre en la Naturaleza. Con pulsos de 40 femtosegundos de duración, muy intensos, se obtienen los datos antes de que la muestra se destruya. La muestra se deposita en forma de gotitas en una disolución con formas cristalizadas de fotosistema II y se depositan sobre una cinta transportadora y se irradia con pulsos de un laser de luz verde que inicia la reacción de desdoblamiento del agua. Tras un par de pulsos laser, se capturan las imágenes de los cristales usando rayos

TRAZO 2.1

Clave

química

de

la

Naturaleza

Pg. 109

X con una resolución de unos 2.5 angstroms, que supera significativamente los experimentos anteriores a temperatura ambiente.

La reacción de desdoblamiento del agua tiene lugar catalizada por un metal en el fotosistema proteínico fotosistema II, conocido como complejo envolvente de oxígeno, que contiene hasta cuatro átomos de manganeso y uno de calcio.

El complejo usa la energía de la luz para generar oxigeno puro a partir de dos moléculas de agua. Los cuatro átomos de manganeso son críticos para insuflar los electrones en el ciclo, pero se ignora dónde está incrustado en el complejo del agua y donde ocurre la formación del oxígeno. Todavía quedan cosas por averiguar. Pero estamos más cerca.

Conociendo con más detalle otras etapas del proceso llegaremos a desvelar más detalles de la reacción de desdoblamiento del agua. Solamente desvelando como ocurre este proceso, podremos abordar la captación de energía solar con dispositivos eficaces que emulen la captación de energía por las plantas. La clave de la Naturaleza es química, no tecnológica.

Mientras no la conocemos en detalle, la podemos sustituir por tecnología, pero el objetivo de eficacia solamente lo alcanzamos cuando descubrimos los mecanismos íntimos de la propia Naturaleza y ahí está la Química y la Física para asistirnos.

Pg.110

Atanor

A. Requena

TRAZO 2.2 TRAZO

Veloces pelotas

Pg. 111

2.2

Veloces pelotas.

Hay muchos deportes en los que se juega con una pelota o bola. En algunos se impulsa con la mano, en otros con el pie y en otros indistintamente. Trece de ellos tienen categoría olímpica: badminton, baloncesto, balonmano, balonvolea y balonvolea de playa, fútbol, golf, hockey, hockey sobre hielo, ping-pong, rugby, tenis y waterpolo. Las diferencias sustanciales entre estos deportes las marcan la forma de impulsar la bola o pelota (mano o pie), las características de la bola: peso forma y tamaño, las del campo de juego, especialmente el tamaño y el número de jugadores que intervienen.

Las velocidades características de las bolas o pelotas en los distintos deportes. Los más lentos son los que la pelota se lanza con la mano, como balonmano o baloncesto, con velocidades en torno a los 15 metros por segundo. Cuando interviene el brazo, como es el caso del ping-pong, la velocidad se duplica a unos 32 metros por segundo y cuando se golpea, como en el caso del balonvolea, un poco más, como 35-37 metros por segundo. Si se alarga el brazo mediante algún elemento, como el croquet, se alcanzan velocidades de unos 45 metros por segundo. En hockey se superan los 50 metros por segundo y en beisbol (no olímpico, sino de exhibición, aunque en 2020 en Tokio será olímpico) hasta unos 55 metros por segundo. Recordemos que 50 metros por segundo equivale a 180 kilómetros por hora. Impulsando con el pie,

Pg.112

Atanor

A. Requena

como el caso del fútbol se alcanzan en torno a 65 metros por segundo. Cuando se impulsa con un brazo extendido con una raqueta, como en tenis, se logran unos 75 metros por segundo (más de 250 kilómetros por hora). Cuando la pelota se envuelve en un recipiente y se impulsa con el brazo extendido, como en cesta punta, se logran hasta unos 85-90 metros por segundo y, finalmente, llega a ser de 135 metros por segundo (próximo a los 500 kilómetros por hora) en el caso del badminton, lo que es una auténtica exageración.

Cohen y Canet han estudiado experimentalmente, mediante cronofotografía de alta frecuencia (disparos a intervalos entre 5 milisegundos y 40 milisegundos), la física del proceso, que nos dice que la velocidad inicial de la bola, es coincidente con la del extremo del elemento que la lanza: mano, palo, raqueta, etc. Justamente en el punto en que comienza la bola a describir la trayectoria, las velocidades del impulsor y de la bola son iguales. La cosa cambia cuando se trata de lanzar la bola mediante impacto. Entonces por ejemplo en tenis, beisbol o golf, la velocidad de la bola llega a duplicar la del elemento que la lanza por impacto. La Física nos dice aquí que la relación de velocidades entre elemento lanzador y la bola es igual a la relación entre los momentos, debido a la ley de conservación de éste y esta relación vale 2 para una bola elástica, ligera e ideal, límite que no se alcanza debido a la energía que se disipa y cuando la bola ya no es ligera.

Cuando se lanza o golpea la bola, se impulsa con el brazo y la velocidad lineal es la velocidad angular por la longitud. Para aumentar la velocidad, o bien alargamos el brazo o aumentamos la velocidad angular. El movimiento articulado actúa sobre la velocidad angular incrementándola, dado que su momento de inercia es menor que un miembro con la misma masa y longitud y sin articulación. La alternativa es extender la longitud con una raqueta, palo como en el golf o un bate. Los deportes más lentos son los que no lo usan. No

TRAZO 2.2

Veloces pelotas

Pg. 113

deja de ser curioso que tenis y badminton emplean raquetas más o menos de la misma longitud, pero el segundo duplica la velocidad del primero. La diferencia estriba en que la raqueta de badminton es más elástica, lo que repercute sobre la velocidad. Cuando el mango de la raqueta inicia el movimiento, la cabeza de la raqueta no lo sigue instantáneamente y el mango se dobla, tanto más conforme mayor es la aceleración. Al doblarse el mango, la energía elástica se acumula en la deformación y se libera después como energía cinética, Si el impacto se produce cuando la velocidad alcanza el máximo, la velocidad de la cabeza de la raqueta puede llegar a ser el doble de una raqueta rígida.

Pg.114

Atanor

A. Requena

TRAZO 2.3 TRAZO

Cruz

de

Malta

Pg. 115

2.3

Cruz de Malta.

La Cruz de Malta (también llamada de San Juan) tiene ocho puntas, es octógona, usada desde el siglo XII por los caballeros hospitalarios o de la Orden de San Juan de Jerusalén, que se llamó de Caballeros de Malta desde que el emperador Carlos V le otorgó como feudo la Isla de Malta.

Originalmente era una cruz ensanchada y cada brazo estaba hendido por una escotadura terminando en dos puntas.

Acabó con los brazos tomando forma de uves unidas por los vértices. Las ocho puntas simbolizan las ocho bienaventuranzas: 1) satisfacción espiritual, 2) sencillez, 3) humildad, 4) llorar faltas y pecados, 5) amar la justicia, 6) ser misericordioso, 7) ser limpio y sincero de corazón y pensamiento, y 8) soportar las aflicciones y persecuciones por la justicia. Los caballeros la llevaban en el pectoral, su color era blanco, en señal de pureza y con variaciones las han adoptado numerosas órdenes caballerescas y de distinción. La flor Cruz de Malta (Silene Chalcedonica) tiene pétalos con la forma de la Cruz de Malta.

El diseño de la Cruz de Malta tuvo otra utilidad, configurando un dispositivo denominado, también, Rueda de Ginebra que transforma una rotación continua en un movimiento también de rotación pero intermitente, mediante una pieza que tiene la forma de esta cruz. Una rueda motriz circular tiene un pivote cerca del borde que se introduce en la hendidura de un brazo de una cruz de Malta y la hace girar hasta que sale del mismo. De esta forma el primer disco tiene movi-

Pg. 116

Atanor

A. Requena

miento continuo, pero la Cruz de Malta avanza por cada vuelta de aquel, el giro de uno de sus cuatro grandes brazos. La rueda motriz tiene una parte circular que se acopla a la forma de la Cruz de Malta entre los brazos y que mantiene a ésta última bloqueada mientras completa la primera el giro. Así la rueda conducida (cruz de Malta) avanza un paso de 90º por cada giro de la rueda motriz. Su aplicación más genuina es en los proyectores de cine.

El astrónomo francés, de origen noruego, Janssen descubrió el Helio en 1868, al identificar una línea a 587.49 nanometros observando el espectro de la cromosfera solar e ideó un sistema para poder observar el Sol, aun cuando no hubiera eclipse. El hecho de que hasta esa fecha no se hubiera encontrado en el espacio ningún elemento que no se hubiera descubierto previamente en la Tierra, motivó que fuera objeto de mofas y ridiculizado. En 1874 utilizó la cruz de malta para construir un revólver fotográfico. Al adaptarlo a dispositivos que empleaban una banda flexible continua acabó incorporando un rodillo dentado que arrastraba la película introduciendo los dientes en los agujeros practicados en la cinta.

Tiempo después lo incorporó el francés Marcy en su cronógrafo de película, aunque externamente no lo parecía. El uso que le dio Janssen y el de Marcy eran realmente distintos.

Mientras que Janssen, que era astrónomo y su objetivo consistía en capturar fotogramas a largos intervalos, Marcy pretendía producir movimientos rápidos, pasando un número de fotogramas, no inferior a 12 por segundo, como reveló en su obra publicada en 1885 titulada "Developpment de la méthode graphique par l´emploi de la photographie". Pretendía construir un aparato con forma de fusil que permitiría seguir a un pájaro en vuelo, mientras una placa giratoria registraba las imágenes de la secuencia de posiciones de las alas.

En los proyectores de cine recientes, la película avanza fotograma a fotograma y permanece ante la lente 1/24 de segundo. Es un movimiento intermitente que utiliza la Cruz de

TRAZO 2.3

Cruz

de

Malta

Pg. 117

Malta. Hoy día hay motores paso a paso que hacen esto controlado electrónicamente. Se usó en 1896 Edison lanzó su kinetoscopio por todo el mundo. Se reservó el tomavistas. Los hermanos Lumiére identificaron que el kinetoscopio, que movía de forma continua la película, no era igual que el tomavistas que Edison mantenía en secreto que funcionaba de forma discreta. Los hermanos Pankow en Berlín hablaban de lo mismo. Los hermanos Skladanowsky también iban en la misma dirección. Muchos estaban en lo mismo. Francia reclamó ante el mundo entero la invención del cinematógrafo e instaló a los Lumiére en el cielo de los dioses. Muchos otros habían recorrido el mismo camino y permanecen en el anonimato, o casi. Así suceden las cosas cuando hay países que quieren ser protagonistas de la Ciencia y Tecnología. Los investigadores de otros lugares, tienen peor suerte.

Pg.118

Atanor

A. Requena

TRAZO 2.4 TRAZO

Cuerpos decorados

Pg. 119

2.4

Cuerpos decorados.

Grabarse un tatuaje forma parte de la libertad para construir la propia imagen. No necesariamente transmite lo que desea su portador, pero decoran el ámbito corporal, a su gusto. El proceso no está exento de riesgos. Algunos previstos y otros ignorados. Condiciones higiénicas, experiencia del ejecutor y cuidados cutáneos posteriores se suelen observar.

No tanto se hace con los pigmentos con los que se lleva a cabo. Contiene elementos como plomo, níquel y arsénico que nunca son inocuos. El proceso de tatuaje implica una ruptura de la barrera epidérmica. Implica, por tanto, la posibilidad de reacciones inflamatorias, procesos infecciosos, cutáneos o sistémicos, incluso tumores en las zonas tatuadas. La experiencia del tatuador, las condiciones higiénicas y los cuidados son determinantes, pero no hay que olvidar las componentes intrínsecas de cada tatuado Potencialmente, el proceso no está exento de riesgo de transmisión de enfermedades infecciosas, dado que, al penetrar los pigmentos en la dermis, entran en contacto con los capilares sanguíneos, así como con los conductos linfáticos, con lo que se abre una puerta a bacterias, virus y hongos.

Todavía más, el efecto de la radiación ultravioleta posterior y una conjetura, razonable, sobre la naturaleza de la tinta empleada, pueden estar tras algunos de los carcinomas espinocelulares, queratoacantomas y dermatofibrosarcoma también observados. Ciertamente no son abundantes y puede

Pg.120

Atanor

A. Requena

ser casual, pero suponen una alerta a considerar, mientras la relación causa efecto pueda ser establecida con fundamento.

Algo si es incuestionable y son los procesos inflamatorios que acompañan a las infiltraciones intradérmicas de los pigmentos. Los colorantes y aditivos empleados superan el centenar y la mayoría son compuestos azoicos, potencialmente liberadores de aminas aromáticas, que son compuestos cancerígenos. Las tintas de color no son más agresivas que la negra, pero están implicadas en otros procesos. El ingrediente más corriente es el carbón vegetal, de color negro, seguido del dióxido de titanio para el color blanco, que se utiliza también mezclado con otros colorantes para introducir matices y sombras. La de color rojo utiliza sulfuro de mercurio y óxido férrico que suelen provocar dermatitis de carácter alérgico que caracterizan eccemas en torno a la zona tatuada. La de color amarillo contiene sulfuro de cadmio, capaz de provocar reacciones fotoinducidas cuya consecuencia es la aparición de eritemas al incidir radiación ultravioleta. Se han descrito reacciones granulomatosas asociadas a compuestos de cromo, cobalto y manganeso. Los pigmentos: rojo, azul y verde, acaparan las referencias de formación de nódulos eritematosos.

Por cierto, el color negro es el que más facilidades ofrece al absorber la radiación del láser en su totalidad y requerir menos tiempo de aplicación para lograr borrarlo por evaporación de la tinta. Todos los colores se pueden borrar, aunque el tiempo requerido es diferente. Afortunadamente, en nuestro país, la legislación exige formación higiénico sanitaria y licencia para ejercer como tatuador y las alarmas relacionadas con las tintas del tatuaje son muy escasas: se cifran en 109 entre 2005 y 2015, lo que tranquiliza.

Ciertamente no puede haber un pronunciamiento contundente mientras se estudia la incidencia de factores como los señalados para determinar su causalidad. No obstante, se avanza en el conocimiento de los procesos implicados.

Recientemente se han publicado estudios relacionados con el comportamiento de los pigmentos, tanto inorgánicos como

TRAZO 2.4

Cuerpos decorados

Pg. 121

orgánicos concretados en micro y nanopartículas que llegan a alcanzar los ganglios linfáticos. Hay evidencias del transporte de impurezas y elementos tóxicos a través del organismo. En la revista científica Scientific Reports, se da a conocer que ya se había detectado que los ganglios se teñían del color del tatuaje. Ahora se ha determinado que son partículas nanoscópicas las protagonistas. Lo ha desvelado el estudio de Hesse llevado a cabo en el sincrotón de Grenoble. Las partículas microscópicas tienen un comportamiento distinto de las nanoscópicas. El dióxido de Titanio es el segundo pigmento más utilizado y es el responsable del lento proceso de curación y ahora es el que se ha estudiado como atraviesa el tejido cutáneo. Se ha medido mediante fluorescencia de rayos X y se ha encontrado dióxido de titanio de tamaño micrométrico en la piel, mientras que el tamaño en el tejido linfático es nanoscópico. Se ha estudiado también el proceso biomolecular asociado a la inflamación cutánea en la piel próxima al tatuaje. Sin ser concluyente en cuanto a la nocividad, bien se haría si además de la esterilidad, experiencia y cuidado posterior, se incidiera en la composición química de las tintas

Pg. 122

Atanor

A. Requena

TRAZO 2.5 TRAZO

Laboratorio

en

chip

Pg. 123

25

Laboratorio en chip.

Intentamos conocer el Universo descubriendo las leyes que lo rigen. La sencillez ha sido y es un elemento decisivo para apreciar la belleza. Si lo comprendemos, estupendo, porque resulta aprehensible con facilidad. Si no lo entendemos, parece que no es demasiado grave. Es una visión alicorta, pero realmente de uso generalizado. Lo cierto y verdad es que la escala a la que contemplamos las cosas es decisiva para una interpretación más aproximada de los fenómenos.

Las leyes de la Física y de la Química que rigen en un ámbito determinado destacan la importancia de unos elementos u otros para describir los procesos. El hecho de que nuestro tamaño y alcance como personas ponga a nuestra disposición un mundo cercano, solamente vale para, comprensiblemente, interpretar los hechos que ocurren a nuestra escala, con más facilidad que a otras. Hay mundos más pequeños, como los hay más grandes. Las leyes que los rigen son otras.

Naturalmente que lo más pequeño se integra en lo más grande, como lo de nuestra escala lo hace con el macromundo. A escala cosmológica están integrados todos los mundos. Otra cosa es cómo acontece esa integración. La Ciencia está en ello.

Aunque el mundo microscópico parece quedarnos lejano, no por ello lo está. Hay también un mundo "pequeño", a medio camino del microscópico. En el mundo microscópico es la Mecánica Cuántica quien rige los procesos. En el mundo pequeño, sin llegar a ser microscópico son las leyes de la

Pg. 124

Atanor

A. Requena

Física Clásica las que prevalecen. Eso sí, a su manera. Hay multitud de procesos que resultan ser cotidianos y, en cambio, son las leyes del mundo "pequeño" las que prevalecen para su descripción. La inercia forma parte de nuestra vida cotidiana, pero las fuerzas capilares y la viscosidad prevalecen sobre la gravedad en ese mundo "pequeño". Los mecanismos pueden resultar invisibles, pero las consecuencias resultan ser bien visibles. Omnipresente en un mundo "pequeño" en el que rige la tensión superficial arrebatando el protagonismo a la gravedad. La microfluídica es un campo científico que se ocupa del estudio y control de los fluidos que se desenvuelven por tubos muy estrechos. Cada vez tiene una importancia mayor esta rama científica. Y, especialmente, tiene incidencia en nuestro cuerpo, plagado de tuberías diminutas, pero decisivas en el mantenimiento de eso que hemos dado en denominar "vida".

Las aplicaciones en medicina resultan espectaculares.

Es muy conocido el dispositivo electrónico que los diabéticos emplean casi a diario para controlar su nivel de glucemia. En unas tiras reactivas se deposita una cantidad mínima de sangre, una gotita y, gracias a la capilaridad, queda absorbida en la tira. Del mismo modo que en el denominado papel indicador, hay depositada una mezcla de indicadores cada uno de los cuales produce una coloración al entrar en contacto con una disolución de un pH concreto, ocurre que, ahora, en los poros de la tira hay depositada una enzima, la glucosa oxidasa capaz de reaccionar con la glucosa de la sangre y desencadenar una señal eléctrica. El dispositivo electrónico mide la señal y, al estar calibrado previamente, nos ofrece una lectura en una pantalla del nivel de azúcar en la sangre. Ha ocurrido que, gracias a la capilaridad que ofrece la celulosa, el fluido se ha desplazado por los canales, donde se le ha hecho reaccionar con un compuesto químico. Pensándolo bien, se trata de todo un laboratorio químico, dado que, aunque sin tubos de ensayo o probetas, ni pipetas, se ha efectuado un análisis.

TRAZO 2.5

Laboratorio

en

chip

Pg. 125

Esta idea es la base del denominado "laboratorio en un chip": pequeños dispositivos capaces de realizar pruebas químicas, para ofrecer como resultado un diagnóstico.

Dispositivos económicos, sencillos, con requerimiento de pequeños volúmenes de muestra. Y lo más grandioso: no requiere elementos sofisticados, sino tan sencillos como el papel con su capacidad absorbente. Las canalizaciones del papel son susceptibles de responder a un diseño preconcebido y complejo. Varios canales pueden conducir a varios elementos de diagnóstico para distintas pruebas biológicas, con compuestos finales que cambian de color para indicar el proceso que ha tenido lugar, por ejemplo. En general, hay un "revelador" electroquímico. Estas pruebas son susceptibles de realizarse a distancia y enviar los resultados para su diagnóstico definitivo por el profesional de la medicina. El sustento es el papel, barato, ecológico, limpio. Todo un alarde de tecnología sobre elementos muy simples: el papel, en el que reinan las leyes del mundo de lo "pequeño", (que no microscópico), es decir las fuerzas superficiales.

Pg.126

Atanor

A. Requena

TRAZO 2.6 TRAZO

Universo

musical

Pg. 127

2.6

Universo musical.

La música puede concebirse como sonido estructurado. Pitágoras reparó en que con martillos y cuerdas podía entender de donde procedían los sonidos y extrapoló su vivencia para introducir la idea de que podían existir leyes en la Naturaleza que explicaban las cosas sin necesidad de acudir a elementos mágicos para comprenderla. Kepler, mucho después, intuyó que el Universo era musical, lo que le permitió impulsar la Astronomía, la Física y las Matemáticas. La proximidad entre música y sonido ha existido desde siempre, hayamos reparado en ello o no. Parecen haber existido ahí, en el Universo.

Uno de los elementos consustanciales a la composición musical es la simetría. De igual modo la simetría aflora en los campos cuánticos. La llamada ruptura de la simetría introduce en ambas esferas, la belleza de la complejidad. En Física las rutpras de la simetría originan fuerzas. En música la ruptura de la simetría desencadena tensión y resolución. El paralelismo se mantiene, pues.

En el ámbito musical la improvisación está forma parte de las recetas procedimentales de la propia dinámica musical.

En el ámbito del jazz es una componente valiosa e imperativa. Alternativamente, la incertidumbre en conocer donde se encuentra una partícula y hacia dónde se dirige alberga una forma de improvisación. En el Universo se da la circunstancia que el espectro de las vibraciones amplificadas de la inflación

Pg.128

Atanor

A. Requena

cosmológica, presenta un perfil coincidente con el espectro del ruido. En ambos casos, se trata de una superposición de ondas, conocida como ondas de Fourier, por ser éste científico el que descubrió la integración de ondas sinusoidales como método de conformación de los perfiles globales. La estructura armónica del fondo cósmico de microondas proviene del ruido cuántico, del mismo modo que las cadencias y los ritmos conforman una onda fundamental, que no es sino la expresión oscilante de una repetición.

Nuestra voz nos identifica, gracias a esa propiedad que denominamos timbre, que no es sino la resultante de la superposición de las muchas ondas armónicas que generamos cada una de nosotros que, al estar integradas de distintas componentes, ofrece una huella digital sonora de nuestra persona. Con un violín pasa algo parecido. Un Stradivarius es codiciado por su singularidad en la superposición de las ondas armónicas que genera un tono. Cada instrumento tiene su sello, su carácter. El Universo no es diferente en esto. Las oscilaciones del fondo cósmico de microondas del Universo incitan a la búsqueda de huellas donde es posible encontrar explicación a la materia o la energía oscura. Las primeras estrellas y galaxias se formaron, precisamente, por esas oscilaciones que se dieron en el plasma primordial, cuya frecuencia corresponde a ondas acústicas.

La analogía música-universo puede llevarnos más lejos. Música es el resultado, concebido como resultado de la acción humana, que tiene que ver con la percepción y organización de los sonidos, según unas reglas que ofrece la armonía e integrando ritmo y melodía. Ahora bien, la música no solo es esto, porque podemos concebirla como uso, también del ruido y de la disonancia, con la intención de provocar tensión o producir un cambio en la orientación armónica que ocupa una parte de una composición musical. Ahora bien, todavía más, podemos generalizar el concepto a cualquier medio capaz de sustentar un fenómeno ondulatorio. De esta

TRAZO 2.6

Universo

musical

Pg. 129

forma alcanzamos al Universo. Si aceptamos tal propuesta, el Universo se concibe como ondulatorio y podrá representarse mediante una evolución temporal de una onda sonora. Tanto el Universo como la música se desenvuelven mediante relaciones y estructuras de las ondas. Esto conlleva la existencia de una complejidad inherente que puede resultar incomprensible, pero que observando con acierto permitirá identificar estructuras y encontrar sentido en lo que se ve y se oye.

Podría el Universo funcionar como un instrumento, tocado por sí mismo, confundiéndose instrumento musical con sonido cósmico y viceversa. Todo lo que hay en el Universo, incluido el espacio-tiempo, debe encontrarse vibrando u oscilando. Una concreción de tal concepción sería la resultante de hacer oscilador un parámetro: la tasa de expansión del Universo. Si esta tasa oscila, con la frecuencia de un tono determinado, nos explica la existencia de un Universo rítmico, que no es otra cosa que un cosmos cíclico.

Pero es que las ecuaciones de la relatividad de Einstein admiten tal solución como exacta. Esto respondería al interrogante de ¿qué hubo antes del Big Bang? No precisamos pensar en un comienzo, ya que se trataría de una sucesión de expansiones y contracciones. No hay ninguna singularidad y el tiempo siempre ha existido. Que conste que la filosofía hindú cifra estos ciclos en oscilaciones que duraban 8640 millones de años. Vivir para ver. .

Pg.130

Atanor

A. Requena

TRAZO 2.7 TRAZO

Por

pura

cobardía

Pg. 131

2.7

Por pura cobardía.

Uno de los proyectos de investigación de mayor transcendencia científica está relacionado con la detección de antimateria. La antimateria o la ausencia de ella es uno de los misterios más notables de la Ciencia. La antimateria parece haber desaparecido del Universo. Si la materia común está constituida por partículas, la antimateria debería estar formada por antipartículas, que conforman la denominada antimateria. Dirac propuso en 1931 la existencia del antielectrón, que denominó positrón con poco convencimiento de que se pudiera detectar y al año siguiente Anderson lo logró, lo que les valió el Nobel en 1933 (junto con Schrödinger) y 1936, respectivamente. Relativamente poco después sirvió para desarrollar la PET (Possitron Emission Tomography), cuando en 1951 Brownell y Sweet detectaron 64Cu-Phtalacianima en el cerebro y en 1959 Hal Anger desarrolló un equipo capaz de detectar positrones. El primer tomógrafo llegó en 1974 para investigar sistemas biológicos vivos.

Dirac formuló su bellísima ecuación a finales de 1927, publicando el artículo titulado "The Quantum Theory of the Electron" (Proc. Royal Soc. London. Series A 117 (Feb. 1, 1928) 610-624). Su ecuación predecía niveles de energía negativos, que no había forma de soslayarlos para un electrón libre, como se observó unos meses después de publicarla, aunque Dirac no dijo nada en su artículo, pensando que se solucionaría la cuestión, aunque tardó dos años en encontrar una explicación, que expuso en otro artículo famoso, "A

Pg.132

Atanor

A. Requena

Theory of Electrons and Protons," Proc. Royal Soc. London.

Series A 126 (Jan. 1, 1930) 360-365. Dejaba claro que los estados de energía negativa no se podían soslayar y que se correspondían con "electrones" que se movían como si tuvieran carga positiva; afirmaba que no podían ser protones; proponía que el vacío era un conjunto infinito de partículas con energía negativa, en el que podían darse unos "huecos" que se comportaban como si fueran partículas de carga positiva con energía positiva. Finalmente, concluía que las únicas partículas con carga positiva observadas eran los protones y que los huecos debían ser protones. Confesaba Dirac que no era capaz de resolver las paradojas y responder por qué los protones y los electrones tenían diferente masa, apelando a que algún día encontraría contestación esta cuestión.

Tuvo mucha contestación la propuesta de Dirac.

Weisskopf, Oppenheimer, Pauli, señalaron que la teoría era inconsistente si las masas del hueco y del electrón no eran iguales. Los huecos no podían ser los protones. Así continuó la cuestión hasta 1931 en que Dirac se atrevió a proponer la existencia de una nueva partícula, que denominó "antielectrón" en su artículo "Quantized Singularities in the Electromagnetic Field," en la revista científica Proc. Royal Soc. London Series A 133 (Sep. 1, 1931) 60-72 . Apuntó, también, a que el protón debería tener su antipartícula. En ese mismo artículo propuso la existencia de los monopolos magnéticos intentando explicar por qué la carga está cuantizada y se expresa en unidades de carga del electrón. Debía haber alguna razón para que la electricidad y el magnetismo fueran asimétricos, lo que podía ocurrir con protón y electrón. Dirac opinaba que los monopolos magnéticos no se habían observado porque la fuerza que los unía era muy superior a la que opera entre protón y electrón en un átomo y no permitía separarlos. Dirac pensaba que los positrones se recombinan muy rápidamente y requerirían un vacío super-elevado, donde no hubiera electrones. Muchos años después, unos 35 años, Dirac fue inquirido por el teórico Murray Gell-Mann acerca de

TRAZO 2.7

Por

pura

cobardía

Pg. 133

por qué no había predicho la existencia de las antipartículas instando a los experimentalistas a encontrarlas y la respuesta de Dirac fue lapidaria "por pura cobardía". De siempre ha sido polémica la creencia de si Dirac era consciente o no de la existencia de las antipartículas. Ciertamente, en una conferencia impartida en Princeton en 1931 afirmó que los antielectrones no eran una ficción matemática y tenía que ser posible detectarlos experimentalmente. El editor de Science escribió un editorial en 1933 en el que dio nombre al positrón. Ahora, en el experimento ALPHA del laboratorio Europeo de Física de partículas (CERN) se ha producido y atrapado anti-hidrógeno durante suficiente tiempo como para estudiarlo.

Estamos más cerca de descubrir la estructura de la antimateria. El átomo de hidrógeno, formado por un solo protón y un sólo electrón, es el sistema más propicio para comprobar la antimateria y ver si se comporta de la misma forma. Se necesitan condiciones de vacío extremo. Se ha logrado.

Pg. 134

Atanor

A. Requena

TRAZO 2.8 TRAZO

Saber popular

Pg. 135

2.8

Saber popular.

No es extraño en época navideña, como en cualquier otro momento del año, en realidad, hacer previsiones de lo que vaya a ocurrir. No hay campo o área que se escape a tal pronóstico. tiempo atmosférico, índice de precios al consumo, mortalidad en las carreteras, probabilidad de salir indemne de una enfermedad y un largo etcétera. El conocimiento latente para efectuar tales predicciones no se explicita, usualmente.

En general, depende de quién lo diga y de la predisposición del receptor para otorgar crédito. En todas partes no parece ocurrir lo mismo. Por ejemplo, el cáncer de próstata es el más común, tras el de piel en los hombres estadounidenses. Para este año 2018 está previsto que se diagnosticarán 164680 casos y 29430 muertes por su causa. Las respuestas son contundentes, sin pestañeo. La misma información, si la buscamos para España, encontraremos enunciados como que ya superamos el número de casos previstos para 2020 o que crece más de lo previsto o cualquier reflexión sobre el pasado, pero un pronóstico poco eficiente. ¿Hay distinto conocimiento contenido en ambos casos?

Es bien sabido que el conocimiento, en gran medida, es global. La Ciencia que hay es la misma. El conocimiento es el mismo, otra cosa es, en este caso, la aplicación que se efectúa y la capacidad de conocerla y manejarla. Una información como la implicada en la cuestión del pronóstico del número de casos de cáncer de próstata, proviene de un conteo, de una contabilidad efectuada repetidas veces para

Pg.136

Atanor

A. Requena

poder, esta vez sí, aplicar los conocimientos de una Ciencia, la Estadística, para saber las probabilidades que hay para las distintas opciones. Siempre que no haya cambios en las variables que inciden en la cuestión, el resultado se aproximará a la realidad.

Una información basada en este tipo de contabilidades, no es muy distinta de la practicada por nuestros ancestros.

Cuando se superó la apelación a la magia, como primitivamente ocurría, cuando se conocía bien poco y se depositaba la confianza en los acreditados en las tribus y colectivos, se dio paso a una forma de conocimiento más razonable, al estar basada en la observación. Así nació la Ciencia. Pero en sus primeros pasos, cuando todo estaba desconectado y no había fundamentos racionales que explicaran las cosas con profundidad, la cuestión era que quién iba acumulando experiencia, iba construyendo una base de conocimiento que permitía ir diagnosticando o pronosticando. Galeno, por ejemplo, superó la ofrenda de sacrificios a dioses que nunca llegaban a acreditarse debidamente, para tratar la salud y la enfermedad. Arquímedes construyó espejos para deslumbrar a los barcos enemigos y vencerles en una batalla naval. Mientras tanto, ha tenido que ir creciendo el conocimiento acumulado.

Solamente conociendo las leyes que subyacen en los procesos, llegamos a conocer los mismos y, por tanto, podremos pronosticar con conocimiento de causa. Pero hay muchas parcelas del saber de las que no tenemos todavía suficiente conocimiento para operar de esta forma. Cuando se trata de fundamentar una intervención, por ejemplo, tener fundamento en la toma de decisiones, nos guiamos por lo que creemos que son layes. Unas veces lo son, ciertamente, otras decidimos arbitrariamente que lo son. ¿Qué diferencia hay entre un pronóstico basado en el conteo de ocurrencias anteriores y otorgar autoridad a un refrán o proverbio o dicho que nuestros ancestros han ido fundamentando con el tiempo? Diaz Cassou tiene una obra memorable a principios del siglo XX, titulada Leyendas de Murcia. Ahí podemos encontrar pronós-

TRAZO 2.8

Saber popular

Pg. 137

ticos para este mes de enero que acabamos de comenzar.

Nunca demostrados verdaderos. Nunca demostrados falsos.

Algunos evidentes. Otros imposibles. Otros contradictorios.

En todo caso, la base era la experiencia, de muchos o de pocos, según. Ahí van algunos: No creas en inviernos claros, ni en los veranos nublados. El buey y el varón, en Enero, crían riñón. Pescado en Enero, vale carnero. Enero, frío o templado, pásalo arropado. Sí nieva en Enero, no hay año fullero. Lluvias de Enero, llenan cuba, tinaja y granero. Buen Enero, mal febrero. En Enero sube al cerro, si ves verdear, échate a cantar, si ves terrear, échate a llorar. Y muchos más.

Pura Estadística a partir de la experiencia. Pura sabiduría, cuando al final se decía: No digas mal del año, hasta que sea pasado. Buena sugerencia, antes y ahora.

Pg. 138

Atanor

A. Requena

TRAZO 2.9 TRAZO

Universo matrioshka.

Pg. 139

2.9

Universo matrioshka.

La analogía de la Matrioshka (conjunto de muñecas tradicionales rusas creadas en 1890, huecas y que contienen otra en su interior, y esto repetido entre cinco y cualquier número impar de veces; el record está en 77, aunque es raro que superen las veinte) transmite que rara vez lo que vemos es como lo observamos; siempre incluye algo más detallado en su interior, que es lo mismo, aparentemente, pero es otra cosa, aunque la envoltura final, que es la que vemos, tiene personalidad propia que no contradice la de las que incluye en su interior. Es más, el contenido interior a un nivel más bajo, es determinante del exterior observado.

Nuestro mundo observable, a nuestra escala, lo denominamos macroscópico. La naturaleza íntima de la materia, constituida por átomos y moléculas, constituye el mundo microscópico. Podemos quedarnos fascinados por el mundo macroscópico: objetos, tecnología, aparatos, nuestro propio cuerpo, etc. Pero no menos quedaríamos fascinados del mundo microscópico que está debajo, en la trastienda. Un vaso de agua puede contener, por ejemplo, 200 mililitros del "líquido elemento". Lo tomamos con la mano. Lo acercamos a los labios e ingerimos su contenido, vital para nuestra humanidad. La unidad de referencia es un vaso de agua.

Pero en su interior ese cuerpo líquido que fluye en el vaso, está constituido por moléculas. Más o menos puede contener

Pg.140

Atanor

A. Requena

próximo a 10^(25) moléculas. Es decir, un 1 seguido de 25 ceros. Una cifra descomunal.

El agua del vaso forma un sistema que lo caracterizamos por una serie de magnitudes, como la densidad, temperatura, energía interna, etc. Supongamos que la temperatura del agua que bebemos es de unos 12 grados en estas fechas del año. Esto garantiza que es líquida (no está por debajo de cero grados). Pero el mundo microscópico del vaso de agua implica que todas esas moléculas que lo forman, que se hallan en continuo movimiento, que cada molécula de agua está a una millonésima de milímetro de otra molécula de agua, y choca con todas las que la rodean, desplazándose con una velocidad de 2000 km/h, con lo que la colisión con la vecina se da cada pico segundo, es decir, un billón de choques por segundo y que estos movimientos e intercambios de energía en las colisiones entre las moléculas de agua son las que producen esa propiedad que nosotros observamos que es una agua líquida a 12 grados, que es la Matrioshka de fuera, la envolvente.

Evidentemente se trata de dos descripciones del mismo objeto a dos escalas diferentes, pero que requieren de coherencia para que pueda aceptarse como descripción cabal. Nos tenemos que preguntar sobre el criterio que determina que estas propiedades mecánicas de las moléculas llegan a producir un observable macroscópico. Estos desplazamientos de las moléculas, los choques entre ellas y con las paredes del vaso, hacen que sus características, en especial la energía que transportan, la interior, varíe muy rápidamente.

En cambio, las propiedades macroscópicas como la masa total, la energía total o la carga eléctrica total obedecen dos características fundamentales: responden a principios de conservación, con lo que su valor para un sistema aislado no se altera con el paso del tiempo, pese a lo que pueda cambiar a nivel microscópico. De esta forma disponemos de mucho tiempo para efectuar las medidas. La segunda característica

TRAZO 2.9

Universo matrioshka

Pg. 141

es que esas magnitudes son aditivas, es decir, se construyen sumando propiedades de los átomos y moléculas que constituyen los sistemas. Esto quiere decir que el tamaño de los sistemas incide, por cuanto los más grandes tendrán mayores valores. La masa total es la suma de la de los átomos o moléculas constituyentes. La energía total es la suma de las energías de los movimientos de cada átomo o molécula y de las interacciones entre todos ellos.

Es cierto que como los sistemas macroscópicos son tan enormes (recordemos los 10 elevado a 25 moléculas de agua en un vaso de agua), el hecho de que quitemos una o dos moléculas o unas cuantas, no altera, prácticamente el valor de las cantidades formadas sumando propiedades individuales de los átomos o moléculas. Esto nos viene a indicar y nos proporciona esa apariencia, de que estas propiedades macroscópicas están asociadas al conjunto, a la colección completa de átomos y moléculas, como si solamente hubiera una Matrioshka, que fuera la exterior, el vaso de agua. Se puede ignorar la información explícita de la evolución mecánica a tiempos y distancias sumamente cortas (Matrioshkas interiores) pero en modo alguno significa que se puedan despreciar las consecuencias de esta dinámica oculta. Las Matrioshkas internas son la explicación de la Matrioshka que observamos. El conocimiento está oculto. Solo descubriéndolo llegamos a conocer a la Matrioshka.

Pg. 142

Atanor

A. Requena

TRAZO 2.10 TRAZO

Intrigante

Pg. 143

2.10

Intrigante.

Una de las cuestiones más intrigantes de la Ciencia y en particular la Física es el interrogante ¿por qué el espacio vacío no pesa nada? Feynman ante esta pregunta le contestó a su interlocutor Wilczek "creo que la razón es porque no hay nada". Puede aparentar a primera vista que es un diálogo surrealista, pero vamos a detenernos un poco. Vacío, en el sentido actual del término, es lo que tenemos cuando hemos quitado cualquier cosa que hubiera. Por otro lado, decimos que una región del espacio "alcanza el vacío" si está libre de todo tipo de partículas y radiación conocidas, incluyendo la materia oscura, de la que sabemos algo en general, pero no con detalle. Por otro lado, el vacío es el estado de mínima energía. Una excelente aproximación al vacío es el espacio intergaláctico. Cuanto más nos alejamos de una galaxia, menor es la densidad de gas intergaláctico, llegando a valores casi imperceptibles. Para valorarlo, tengamos en cuenta que en un centímetro cúbico del aire que respiramos en nuestra atmósfera, hay unos 5 trillones de moléculas de oxígeno.

Pero en el espacio intergaláctico podemos encontrar 10^(-6) átomos. Hay 24 órdenes de magnitud de diferencia. No obstante, las magnitudes aisladamente pierden significado.

Siendo, como es, una cantidad imperceptible la concentración del gas intergaláctico, seguro que nuestra valoración cambia si apreciamos que la estimación de masa atómica total del gas intergaláctico sobrepasa la de todas las galaxias y estre-

Pg. 144

Atanor

A. Requena

llas juntas, hasta en un 50%. Nada despreciable, por tanto. Se puede concluir, con facilidad, que el mal llamado espacio vacío es imprescindible para poder entender la evolución del Universo, no obstante.

Por otro lado, nada, la nada, es una idealización teórica, en el sentir de Wilczek y de muchos otros científicos.

Significa ausencia o inexistencia de cualquier objeto, es decir, un espacio sin propiedades independientes, cuyo único papel, diríamos, es mantener todo lo que ocurra en el mismo sitio. La nada nos da las direcciones de las partículas, nada más. Es irrealizable en la práctica. Es un estado posible, idealizado, pero físicamente irrealizable. Un electrón y un positrón se aniquilan como partícula y antipartícula que son, en la Física de partículas, pero no producen la nada, sino que generan fotones en tal interacción. Físicamente es imposible delimitar una región del espacio que no contenga nada, por cuanto los campos gravitatorios no se pueden bloquear y, por otro lado, cualquier partícula con una temperatura por encima del cero absoluto, genera radiación electromagnética.

No es fácil distinguir ambos conceptos. De hecho, Newton decía que la nada era un espacio uniforme sin masa y con una geometría euclídea. El concepto de vacío como espacio en el que se mueven las partículas materiales se violentó al introducir la teoría del éter como medio material que permitía la propagación de las ondas luminosas en el vacío, dado que, pese a la persistencia de Newton en el carácter corpuscular de la radiación, era apreciable que determinadas propiedades de la luz se podían explicar mejor considerando su naturaleza ondulatoria. El experimento de Michelson y Morley acabó con la fiebre del éter y se volvió a la idea de que el vacío no contenía nada. La cosa es que, tanto el principio de indeterminación de Heisemberg, como la teoría cuántica de campos sugirieron que el vacío era algo más complicado y que no podía ser la nada, dado que la Cuántica requería que el vacío estaba lleno de partículas virtuales que se crea-

TRAZO 2.10

Intrigante

Pg. 145

ban en pares partícula-antipartícula y se destruían constantemente.

Probablemente, cuando se atribuye a Aristóteles la frase de "La naturaleza abomina del vacío", resulta más acertado decir "La Naturaleza abomina de la nada". El propio Newton, parece coincidir en esta apreciación cuando dice que "…un cuerpo pueda actuar a distancia con otro, a través del vacío, sin mediación de ninguna cosa, ya que la acción y la fuerza se pueden transportar de uno a otro, es para mí, un gran absurdo y creo que no hay hombre versado en cuestiones filosóficas y con facultades competentes de pensamiento, que pueda caer en ello". Aunque lo cierto y verdad es que la obra culmen de Newton, Los Principa, describe los protagonistas como cuerpos que ejercen fuerzas mutuas en el espacio, que es una estancia o receptáculo vacío, sin vida propia. Por tanto, también Newton confundió el vacío con la nada.

Pg.146

Atanor

A. Requena

TRAZO 2.11 TRAZO

Leyes

de

la

Naturaleza

Pg. 147

2.11

Leyes de la Naturaleza.

Schrödinger nos propuso un experimento sencillo: llenamos un tubo oblongo de cuarzo, con oxígeno y lo sometemos a un campo magnético y el gas queda magnetizado. Es así, porque las moléculas de oxígeno son paramagnéticas, es decir, se comportan como pequeños imanes que tienden a orientarse paralelamente al campo magnético aplicado.

Como si se tratara de imanes. El oxígeno es un gas, pero ocurriría lo mismo con materiales líquidos o sólidos que fueran paramagnéticos. El paramagnetismo consiste en la tendencia de los momentos magnéticos libres, tanto de espín como orbital, a alinearse paralelamente a un campo magnético. Si no se aplica un campo magnético externo entonces los momentos magnéticos están orientados al azar. El campo magnético actúa sobre cada momento magnético individualmente y no hay interacción entre los momentos magnéticos.

Los materiales paramagnéticos se comportan cuando están sometidos a la acción de un campo magnético, exactamente igual que los imanes normales. Cuando se deja de aplicar el campo magnético, la entropía destruye el alineamiento magnético. Es decir, no se convierten en materiales con magnetización permanente. El propio aire, magnesio, aluminio, titanio o wolframio son materiales paramagnéticos, además del propio oxígeno.

Ahora bien, siguiendo el experimento de Schrödinger, al aplicar el campo magnético al tubo conteniendo oxígeno,

Pg. 148

Atanor

A. Requena

no debemos pensar que todas las moléculas de oxígeno se alinean con el campo magnético aplicado. La prueba está en que si duplicamos la intensidad del campo magnético aplicado, lograremos una magnetización del doble en el mismo material, que es el oxígeno contenido en el tubo. Es decir que hay una proporcionalidad entre los valores del campo aplicado y la magnetización lograda. Y esto es así hasta valores de campo muy elevados. Es un ejemplo claro de una ley puramente estadística, como nos apunta Scrhödinger.

La orientación que el campo magnético impone a las moléculas de oxigeno, se ve contrarrestada por el movimiento térmico, que trata de imponer una orientación al azar.

Claramente pues, el resultado observable será , según Langevin explicó, que el resultado de esta tensión entre dos fuerzas contrapuestas, resulta en que hay una preferencia por los ángulos agudos sobre los obtusos, entre los ejes de los dipolos magnéticos y la dirección del campo magnético externo aplicado. Globalmente, a pesar de que los átomos individualmente modifican su orientación constantemente, por término medio hay una orientación preferente en la dirección del campo magnético aplicado, proporcional a la intensidad del mismo. Podemos comprobarlo: debilitando el movimiento térmico, aumentamos a magnetización. Debe tener el mismo efecto disminuir la temperatura (amortiguar el movimiento térmico) que disminuir la intensidad del campo magnético aplicado. Experimentalmente, se ha probado que la magnetización es inversamente proporcional a la temperatura y la ley se denomina ley de Curie. Si conseguimos disminuir el movimiento térmico a valores insignificantes, podremos lograr que la orientación debida al campo magnético se imponga, tanto como para lograr una fracción de magnetización sustancial. Si esto fuera así, ya no cabría que al duplicar la intensidad del campo se duplicara la magnetización, sino que se incremente cada vez menos al incrementar el campo magnético aplicado y logremos un valor de saturación. Se ha confirmado experimentalmente.

TRAZO 2.11

Leyes

de

la

Naturaleza

Pg. 149

En todo caso el grado de inexactitud que cabe esperar de cualquier ley física conlleva un error que es la llamada ley de la raíz cuadrada del número de elementos que constituyen la muestra) Como Schrödinger recuerda, si efectuamos una medida bajo determinadas condiciones de presión y temperatura de un gas y encontramos que hay n moléculas del gas, si lo comprobamos, veremos que el resultado es inexacto y la desviación es del orden de . Es decir que si se trata de n=100 moléculas, la desviación es de 10, es decir un error relativo del 10%. en cambio si el número de moléculas es de un millón, entonces la desviación sera de unas 1000, pero el error solamente será del 0.1 %. Así, pues, el error relativo probable de una medida inexacta es de 1/ , siendo n el número de moléculas o átomos que de forma cooperativa dan lugar a la ley.

En términos de un organismo vivo, deberá tener una estructura comparativamente grande para poder ser descritos por leyes tanto en su comportamiento interior, como exterior.

Si no fuera este el caso, la ley resultaría demasiado inexacta para poder alcanzar la categoría de Ley de la Naturaleza.

Pg. 150

Atanor

A. Requena

TRAZO 2.12 TRAZO

El

espacio

en

que

vivimos

Pg. 151

2.12

El espacio en que vivimos.

Denominamos espacio a ese lugar de encuentro en el que ocurren todas las cosas. A nivel humano constituye el hábitat, considerado localmente. Pero hay un espacio, que denominamos exterior que, en realidad, es igual al que media entre usted y cualquier otro semejante. Cuando nos referimos al exterior, a gran escala, durante muchos siglos, los filósofos y astrónomos, que son los que pensaban en él, nos proponían que era un espacio vacío. Con ello expresaban que se trataba de un entorno inerte en el que se movían las cosas sustanciales, como la materia.

Einstein nos convenció que ese espacio resultaba ser mucho más importante que la propia materia. La primera cosa que Einstein puso patas arriba fue esa misteriosa fuerza, que llamamos gravedad y que desde Galileo y Newton venía operando en el consciente y subconsciente de todos los humanos. Resultaba ser algo misteriosa, por cuanto ya en los experimentos de Galileo, se lanzaban dos bolas de masas diferentes y experimentaban la misma aceleración en su caída libre: llegaban al mismo tiempo al suelo. Einstein propuso un experimento mental (cosa que hacía con harta frecuencia) consistente en suponer que una persona se situaba dentro de un cohete en reposo, aquí en la Tierra y otra persona se situaba en otro cohete, pero en el espacio exterior.

Mientras que la persona que está en el cohete aquí en la Tierra, experimenta la atracción gravitatoria que ejerce nuestro planeta, y tiene la sensación de no moverse, de estar quie-

Pg. 152

Atanor

A. Requena

to, la persona situada en el cohete en el espacio exterior, mientras el cohete no se mueva, flotará en ausencia de gravedad. Ahora bien, si el cohete del espacio exterior acelera, la persona percibirá entonces que adquiere peso al ser atraída por el suelo del cohete. La conclusión es: si estamos en reposo en el seno de un campo gravitatorio constante o en movimiento acelerado en el espacio vacío, no hay forma de percibir diferencia. Son situaciones físicamente equivalentes. La percepción solamente depende de los estados de movimiento relativos. Esta es la base de la teoría de la relatividad general. Esta reflexión llevó al desarrollo de la geometría diferencial, a la descripción de sistemas de coordenadas apropiados y a concebir que la estructura del espacio y el tiempo venía dictada por la estructura de la materia. Esto fue lo que desencadenó la unificación del espacio-tiempo y la descripción de su curvatura en presencia de materia y energía. La materia se movería según la deformación del espacio-tiempo.

En esencia, según Wheeler, la materia le dice al espacio cómo debe curvarse y el espacio-tiempo le dice a la materia como moverse. Esto explica el experimento mental de Einstein sobre los cohetes en la Tierra y en el espacio exterior: un pasajero experimenta aceleración aquí en la Tierra, porque ésta curva el espacio, creando una fuerza gravitatoria.

Mientras tanto, en el cohete del espacio exterior, la energía aplicada por los propulsores del cohete, curvan el espaciotiempo, lo que provoca, a su vez, que se acelere el cohete.

En la época en la que se formuló la Relatividad, entre 1905 y 1915, la órbita de Mercurio era un reto, que se arrastraba desde la época de Newton. La teoría de Einstein, en torno a 1915, lo explicaba muy satisfactoriamente: al estar cerca del Sol, la órbita de Mercurio, resulta estar distorsionada con respecto a la descrita según los principios de Kepler, debido al efecto gravitatorio del Sol, que comba el espacio y el tiempo a su alrededor. En 1919 tuvo lugar un eclipse y una estrella que estaba situada justamente detrás del Sol, debe-

TRAZO 2.12

El

espacio

en

que

vivimos

Pg. 153

ría dejar de ser visible, pero atendiendo a la descripción de la relatividad, su luz debía combarse y resultar visible. Sir Arthur Eddington, astrónomo, físico y matemático de Cambridge, organizó dos expediciones, a Brasil y a la Isla del Príncipe en África Oriental, para observar el eclipse aludido. Los datos de Brasil no confirmaron nada, pero los de África del Sur si confirmaron que la luz sufre una desviación al pasar junto a un cuerpo masivo, como en este caso era el Sol. La luz sufría los efectos de la gravitación, como había pronosticado Einstein.

La materia le dice al espacio cómo curvarse y el espacio le dice a la materia como moverse (recordemos que los fotones también son partículas). Einstein dijo cuando se lo comunicó: "No podía ser que una teoría tan bella, no fuera cierta".

Pg. 154

Atanor

A. Requena

TRAZO 2.13 TRAZO

El

sentido

del

tiempo

Pg. 155

2.13

El sentido del tiempo.

Históricamente, la Humanidad, a partir de las impresiones del mundo circundante, fue elaborando y construyendo un entramado de conceptos que han ido conformando nuestro sistema de conocimiento. La mente humana disfruta de una gran capacidad para crear conceptos. Utiliza los conocimientos que se tienen en el momento, consecuencia de haberlos acumulado a partir de la observación, la actividad, la experimentación y la elaboración propia anterior. Entre estos conceptos fundamentales, destaca por su singularidad uno que denominamos tiempo.

El tiempo se vive y se siente, sutilmente. No sólo por controlarlo con un dispositivo como el reloj, sin el que podemos pasar, aunque pensemos que la evidencia indica lo contrario: una imposición social. No es difícil apreciar que ha pasado media hora. Pero es cierto que la precisión no se mantiene en cualquier circunstancia. Guiarnos por elementos muy ostensibles, como el día, con el Sol brillando, y la noche, no es más que utilizar otro tipo de reloj, astronómico, en este caso, y regalo de la Naturaleza. Podemos preguntarnos si ¿es posible saber la hora estando encerrados en un local aislado del mundo exterior.? Los astronautas se entrenan en ello y se orientan bien en las actividades a desarrollar, el descanso y el trabajo a realizar.

Aristóteles ya describió en el siglo IV antes de Cristo que la persona está dotada con cinco sentidos: vista, oído,

Pg. 156

Atanor

A. Requena

olfato, gusto y tacto. Pero, ¿es posible que exista un sexto sentido, que fuera el sentido del tiempo? Hay un hecho indiscutible: sentimos el tiempo y percibimos que discurre su curso. Se han hecho experimentos en el que personas permanecían encerradas, aisladas, varios días y noches y eran capaces de determinar el tiempo con alta precisión, que en casos llegaba hasta el 1%. Naturalmente, no hacían un recuento consciente del tiempo, al estilo de Robinson Crusoe en su isla. No es infrecuente encontrar personas capaces de despertarse a una hora determinada, sin el concurso de un despertador. Es fácil deducir que disponemos de un reloj interior despierto que marcha cuando velamos, como cuando soñamos.

Ciertamente, portamos un reloj con nosotros, como es el latido del corazón: un batido por segundo, más o menos, con una buena constancia y ligado a las contracciones rítmicas del corazón, con un mecanismo de relojería que es el miocardio que exterioriza en el pulso la señal del mecanismo, similar al tic tac del reloj. Este reloj es apropiado para contar segundos o minutos, pero no sería útil para un astronauta que requiera controlar semanas o meses. Pero percibimos bien, tanto los segundos como los meses o intervalos mayores. El recuento consciente y constante del tiempo no puede controlarse con el pulso o la respiración. Tiene que funcionar otra cosa. Los investigadores de esta área contabilizan varios relojes interiores. En principio, serviría cualquier órgano de nuestro cuerpo, dado que funciona rítmicamente, siempre que mantenga un ritmo constante. Se sabe que la temperatura del cuerpo varía periódicamente cada 24 horas, al igual que la presión y la composición química de la sangre. Hay varias decenas de procesos fisiológicos que presentan oscilaciones cada 24 horas. El ritmo diario concuerda con la rotación de la Tierra. Hay otros ritmos acomodados a las estaciones, que corresponde a las posiciones de la Tierra alrededor del Sol. El sentido del tiempo no está ligado a ningún sentido como los cinco usuales. Es probable que el cálculo ininte-

TRAZO 2.13

El

sentido

del

tiempo

Pg. 157

rrumpido del tiempo se haga mediante buena parte de órganos que funcionan rítmicamente y la corteza cerebral, donde radican los centros de control del organismo humano.

Hace mucho tiempo que se conocen los ritmos del encéfalo, consecuencia de procesos fisicoquímicos en el tejido nervioso. Se mide y registra la tensión eléctrica entre dos puntos de la cabeza (encefalograma) que muestra un ritmo nítido, fijado en una décima de segundo. Norbert Wiener fundador de la Cibernética, centraba en la actividad rítmica del cerebro la clave de nuestra capacidad de sentir el tiempo. El ritmo alfa es el tictac de nuestro reloj interno. No oímos su marcha, no la sentimos, no podemos echar una ojeada.

Cuando formulamos un interrogante sobre la hora que es, parece que se dispara una cadena de operaciones que involucra los ritmos fisiológicos del organismo, los ritmos del cerebro y nuestras ideas conscientes acerca del tiempo, la conciencia, por tanto. Cómo se hace esto, cómo conocemos las indicaciones del reloj interior y cómo graba nuestro cerebro el tiempo, son los interrogantes que permanecen todavía. Poco a poco.

Pg. 158

Atanor

A. Requena

TRAZO 2.14 TRAZO

Queremos

saber

Pg. 159

2.14

Queremos saber.

Imaginen que le formulan el interrogante ¿qué quieres saber? Cualquier cosa puede esperarse como contestación, desde cómo funciona un televisor, hasta de dónde sacó Aníbal la idea de usar vinagre para hacer reventar las rocas congeladas, pasando por cual fue la razón de que Napoleón perdiera la campaña rusa o por qué el tomate es de color rojo.

Cualquier cosa. Alberto Manguel nos habla de todo esto. La interrogación conlleva, casi siempre, una respuesta. Viene a ser el instrumento más genuino de la curiosidad. La curiosidad es el arte de hacer preguntas. No es concebible un aprendizaje sin formular preguntas: ¿Qué es …?; ¿Cuál es …?; ¿Qué se oculta…?; ¿Qué se puede saber?; ¿Qué no se puede saber?; ¿Por qué?; ¿Qué o quién decide lo que se puede saber? Entender implica formular preguntas, que es una forma de envolver la curiosidad con relatos que trasladan a palabras las preguntas y abren la opción a formular nuevas preguntas. La literatura plasma un diálogo continuo que emplea un tipo de argumentación, que pretende lograr alcanzar el conocimiento mediante preguntas que van progresivamente aumentando su nivel de agudeza, como hace el método de la tradición judía (talmúdico) denominado pilpul que es un método consistente en examinar todos los razonamientos posibles, tanto a favor como en contra, para deducir los argumentos lógicos sobre un tema. Es un método dialéctico que promueve una mirada crítica, buscando formular argumentos, que permitan construir o interpretar una realidad mejor.

Pg. 160

Atanor

A. Requena

Las raíces de la curiosidad son comunes a todas las manifestaciones. Un lector que busca saber qué ocurrió, desmenuzando un relato, se sitúa muy próximo a un viajero que escudriña ambientes, paisajes, costumbres… Cada uno de los descubrimientos genera nuevas dudas y nos impulsa a nuevas búsquedas y nos mantiene en un permanente estado de indagación capaz de estimular hasta la incomodidad, delineando una paradoja en la que permanecemos atrapados. Es un aspecto emocional que promociona el aprendizaje. Este afán ha sido constante a lo largo de la Historia de la Humanidad. La paradoja llegó a materializar en el Renacimiento, las llamadas "máquinas de curiosidad", que consistían en unos textos que incluían dibujos o juegos de construcción, incluso tridimensionales, que se empleaban con finalidad didáctica, que estaban diseñados para satisfacer la curiosidad mediante un sistema mecánico de asociaciones acompañado de una búsqueda y obtención de información.

Era un alarde de la capacidad de tener el significado al alcance de las personas. Pudieron ser representaciones hoy propias de las hojas de cálculo, diseñadas de forma arborescente, como si se tratara de ramas de un árbol genealógico que, en muchas ocasiones se articulaban mediante ruedas que se deslizaban unas dentro de otras con los conceptos escritos al margen, para estar a la vista. Agostino Ramelli diseñó, en 1588, una rueda de la lectura que pretendía facilitar la lectura de varios libros a la vez. El libro se tituló Le diverse et artificioses machines, publicado en Paris en 1588. La rueda no se sabe si llegó a fabricarse, pero permitía leer simultáneamente varios libros. La máquina sostenía un libro abierto en cada atril y con un sistema de ruedas dentadas se hacía girar a los libros. Se puede considerar que la rueda de Ramelli es un precursor del hipertexto, dado que permitía una lectura no lineal y multisecuencial, análoga a las ventanas múltiples que se despliegan en los ordenadores actuales a efectos de comparar textos, imágenes o videos.

TRAZO 2.14 Queremos saber

Pg. 161

Hubieron varias propuestas de este tipo. La máquina laberíntica de Orazio Toscanella, "Armonia de todos los retóricos principales", pretendía estructurar argumentos retóricos a partir de una premisa dada. Mediante unas ruedas que manejaban sujetos y predicados, clasificados en categorías distintas en cada rueda, incluyendo una rueda para las relaciones, y otras dedicadas a preguntas sobre qué, quién, etc, de forma que cada punto de cada rueda puede ser el principio de una búsqueda, conformando una red de pensamientos, reflexiones, etc. Estas máquinas son representaciones de diferentes métodos de curiosidad, proyectando hacia el futuro interrogantes que requieren respuesta, construyendo conocimiento avanzando pregunta tras preguntas, avanzando de un pensamiento al siguiente. La curiosidad es la que sustenta la necesidad de preguntar. Avanzamos a través de preguntas, se progresa en compañía de dudas e indecisiones. Así evoluciona nuestro pensamiento: buscando respuestas a las preguntas y valorando las consecuencias de iniciarnos en caminos inexplorados.

Pg. 162

Atanor

A. Requena

TRAZO 2.15 TRAZO

Diseño alimentario

Pg. 163

2.15

Diseño alimentario.

El mundo en que vivimos tiene exigencias que en tiempos pretéritos resultarían inauditas. Lo cierto y verdad es que los avances científicos primero (sin ellos poca tecnología habría) y los tecnológicos después, posibilitan planteamientos que, en otro tiempo, resultaban imposibles. Las condiciones de vida que disfrutamos en la actualidad en el ámbito alimentario no tienen parangón con cualquier otra anterior. La nutrición ha mejorado sustancialmente la vida y los modos en que se desarrolla la actividad humana han generado un incremento beneficioso en las expectativas de vida. Naturalmente, todo ello tiene matices. Ni en todas partes ocurre lo mismo, ni todos disfrutan por igual, ni siquiera hemos avanzado notoriamente en la igualdad, no solo deseable, sino imperativa de la raza humana. No es una función homogénea la que describe el estado de las cosas.

Una de las facetas de amplia repercusión en las sociedades deriva de los avances en el conocimiento y caracterización nutricionales. Una de las aproximaciones que pudo pretender en su origen la mejora de la salud y una reducción del riesgo de contraer enfermedades, consiste en agregar a los alimentos, componentes biológicamente activos, como minerales, vitaminas, ácidos grasos, etc., con unas determinadas características, fibras alimenticias, antioxidantes, etc. A la técnica se le conoce como alimentos funcionales. Se ha generado un campo de estudio en el que no faltan las maniobras de marketing que confunden y contribuyen a desvirtuar

Pg. 164

Atanor

A. Requena

el objetivo e incluso no se ven sujetas al rigor imprescindible en toda acción o proceso que deba tener respaldo científico.

Cuando se contempla el etiquetado de algunos de los denominados alimentos funcionales asombra que, al amparo de una legislación condescendiente con el abuso, se promocionen mejoras de salud imposibles por falta de evidencias. Se anuncian mejoras en las funciones gastrointestinales o aportes de antioxidantes o facilidades con sistemas redox y, algunos audaces, prometen modificaciones del metabolismo de macronutrientes. Intuitivamente sorprenden los pronósticos, desde el punto en que no se advierte ninguna limitación a tener en cuenta. Como si la ingesta de cualquiera de los componentes citados fuera posible en cualquier cantidad, porque el organismo es tan sabio que es capaz de eliminar todo cuanto le sobra. Por otro lado, entre el dicho y el hecho hay gran trecho, cuando la biodisponibilidad de todos los componentes que se anuncian puede no tener nada que ver con la ingesta.

En este escenario, no es de extrañar que en ciertos ámbitos haya preocupación en lo que respecta a la educación del consumidor sobre el consumo y las propiedades atribuidas a estos alimentos. Los organismos de referencia se limitan a advertir que cualquiera de estos añadidos debe darse sobre una base de una dieta equilibrada y nunca como sustituto de la misma. Los alimentos de diseño están a milímetros de esta circunstancia y se ven afectados de las potenciales deficiencias.

El afán por disponer de mejoras alimentarias que dio origen a esta propuesta de alimentación, surge en Corea del Sur en la década de los ochenta: había que mejorar la calidad de vida de la población, cubriendo deficiencias. Se extendió al mundo rápidamente. Hay organismos reguladores de carácter internacional que están preocupados por la investigación necesaria para tener una garantía alimentaria suficiente. Satisfacción y bienestar, además de proporcionar los

TRAZO 2.15

Diseño alimentario

Pg. 165

nutrientes suficientes y satisfacer los requisitos metabólicos, son requisitos de primer orden. La idea es beneficiar determinadas funcionalidades del cuerpo humano, mejorando la salud, suponiendo efectos fisiológicos específicos que, a pesar de poseer algún valor nutritivo no es esencial o incluso por no tener valor nutritivo. Cuando el suplemento de proteínas, aminoácidos, vitaminas, minerales o ácidos grasos es superior al del contenido natural del alimento, entonces se denomina fortificado. Si se agregan cantidades específicas de nutrientes para unas necesidades carenciales, entonces se trata de productos enriquecidos.

Los fructanos son un conjunto de sustancias que no son digeridas por el humano, pero pueden ser fermentados por la microbiota intestinal. Aquí radica el interés por incorporarlo a otros alimentos. Los fructanos son oligo y polisacáridos con un mínimo de dos unidades de fructosa, Los sintetizan, a partir de sacarosa, plantas, bacterias y algunos hongos. En estos organismos juegan el papel de protector, energético, reserva, etc. Las aliáceas son una excelente fuente de suministro: ajo, cebolla, puerros, también espárragos, alcachofas de Jerusalén, alcachofas, trigo, centeno, remolacha, tomate, achicoria, etc. Forman parte de esa categoría de alimentos funcionales que contienen fibras prebióticas.

.

Pg. 166

Atanor

A. Requena

TRAZO 2.16 TRAZO

Agua también en el aire

Pg. 167

2.16

Agua también en el aire.

En esta Región hay un problema, desde tiempo inveterado. Se denomina AGUA. Se precisa del líquido elemento.

Las soluciones con las que se ha pretendido enfocar este tema han sido siempre hidráulicas: transvase, desalación, desalinización. También se ha llevado a otra categoría de problema cuando se ha pretendido confiar en la mano divina, esté para llover o no, como diría monseñor Sanahuja, tras mirar previamente al cielo: "hagan lo que quieran, pero el cielo no está para llover", cuando le obligaban, algo fanáticamente, a implicarse en el proceso. Nunca se ha mirado al cielo interpretando que en esa atmósfera que nos rodea hay agua. Agua en forma de vapor, no líquida como en mares y ríos. Representa un 0.0009 % del agua total del planeta. La humedad es la denominación con la que nos referimos a ella.

Es determinante del clima, del ciclo hidrológico, de la química de la atmósfera y del desarrollo de la vida. Aunque no sea tan visible como las formas líquida y sólida en nubes, lluvia, nieve o granizo, siempre está presente en forma de vapor de agua, incluidas las zonas desérticas. La energía nos llega del Sol en forma de energía electromagnética infrarroja, ultravioleta y en su mayor parte de la región visible del espectro, función de nuestra distancia al Sol y relativamente constante, tras sufrir una reflexión por la superficie, en promedio de hasta el 30% (lo que se denomina albedo). Un 19% queda retenido por el ozono de la estratosfera, el vapor de agua y otros gases y partículas, con lo que la superficie solamente la alcanza un 51% de la radiación solar, mayormente en las

Pg. 168

Atanor

A. Requena

zonas tropicales y subtropicales. Tras calentar a la Tierra, esta energía es reemitida a la atmósfera y ésta de nuevo la devuelve a la Tierra en un proceso continuo.

La distribución del agua en la atmósfera se sitúa, hasta un 90%, en la troposfera, que abarca unos 12 kilómetros de altura. La luz solar apenas la calienta y es la radiación que reemite la Tierra tras su calentamiento, la que calienta esta parte de la atmósfera. Es por ello que la temperatura disminuye con la altura, aproximadamente 6.5 ºC cada kilómetro, dependiendo de la latitud y la estación. Esto origina una estructura térmica que provoca movimientos convectivos, que provocan mezclas, al tiempo que transportan el agua. El vapor de agua participa en un 1% en volumen.

Es la energía solar la que evapora el agua. Cuando las moléculas adquieren suficiente energía cinética para escapar de la fase líquida, se incorporan a la fase gaseosa, una vez que superan la tensión superficial y la cohesión en la superficie. Las moléculas de agua están unidas por puentes de hidrógeno en la fase líquida y hay que romperlos y se requiere energía. Por ello, la evaporación se realiza más rápidamente al aumentar la temperatura. A baja temperatura el proceso es muy lento. Por su parte, el aire tiene una capacidad máxima de absorción del vapor de agua. Cuando alcanza el punto de saturación, se condensa el agua en exceso. Cuanto mayor sea la temperatura de la atmósfera, mayor será la cantidad de agua que puede contener. La denominada humedad relativa expresa la proporción de agua que contiene una atmósfera en relación a la máxima que puede contener. De estar al 100% y disminuir la temperatura, como no puede contenerla toda, la condensará. Los cambios de temperatura cambian los contenidos de humedad. Del mar a la atmósfera y de ésta a la Tierra en ciclos de nueve días aproximadamente. El 70% de la evaporación acontece en las zonas tropicales y subtropicales.

TRAZO 2.16

Agua también en el aire

Pg. 169

De condensarse al mismo tiempo todo el vapor de agua se cubriría la Tierra, alcanzando los 25 milímetros de espesor.

Como la distribución no es uniforme, el Ecuador alcanzaría hasta unos 50 milímetros y en los polos apenas llegaría a los 2.5 milímetros. Para botón de muestra, nuestra Región. Dado que la precipitación anual media del planeta es de unos 1.000 milímetros, es obligado que el agua se renueve anualmente, en torno a, unas 40 veces.

Tanto placas Peltier, que generan temperaturas diferentes entre dos placas y en la fría se condensa el agua atmosférica, como nuevos materiales (no innovaciones todavía) capaces de absorberla muy eficazmente, como el fumarato de circonio, capturan el agua y son promesas. En la Universidad de Alicante se investiga. En la Región de Murcia, no consta.

Pg. 170

Atanor

A. Requena

TRAZO 2.17 TRAZO

Refinería solar

Pg. 171

2.17

Refinería solar.

Las plantas captan la luz solar y producen hidratos de carbono y almacenan energía. Es la fotosíntesis de las plantas verdes, gracias a la clorofila. Imitando a la Naturaleza, una hoja artificial captaría y almacenaría energía y la transformaría en combustible, básicamente en carbono. Energía limpia respetando al Medio Ambiente. Se trabaja desde 1970, con la idea de producir combustible líquido a partir de dióxido de carbono, agua y luz solar. Hay catalizadores capaces de facilitar la "división" del agua en hidrógeno y oxígeno. Otros permitirían convertir el hidrógeno y el dióxido de carbono en un combustible de alta densidad energética. El proceso debe ser asequible, escalable, de bajo coste y usando materiales disponibles.

Un generador integrado de energía solar absorbe agua y luz solar y los convierte en hidrógeno gaseoso y oxígeno. El hidrógeno como combustible, directo o promotor de otros combustibles como la gasolina. En las hojas naturales, los cloroplastos de las células de las hojas, a partir de la energía solar convierten el dióxido de carbono y el agua en el "azúcar" que almacenan las plantas. No es un proceso muy eficiente, ya que el color verde hace que la captación de la luz solar no sea tan completa como sería el negro y la eficiencia de captación y conversión en productos, es solo un 1%.

Inicialmente, se separa el agua en hidrógeno y oxígeno. Éste último se evapora y gracias a eso respiramos, mientras que el hidrógeno es el input de una serie de reacciones quími-

Pg. 172

Atanor

A. Requena

cas que siguen. En la división se produce primero el hidrógeno y luego el oxígeno; así el hidrógeno no se inflama espontáneamente en presencia del segundo. El proceso natural es catalizado, para acelerar la división del agua. Es más, las dos reacciones acontecen en cubículos separados por una membrana, que es permeable a los iones cargados, imprescindible para mantener ajustada la carga. Conocido este proceso, la fotosíntesis artificial tiene un diseño similar. Se sumergen en agua dos fotoelectrodos para captar la energía lumínica necesaria para las semireacciones de dividir el agua. Se emplean dos catalizadores, como el proceso natural. Los electrodos lo mejoran, pues en la producción de oxígeno en el ánodo se pueden emplear los colores del extremo azul del espectro, mientras que los colores rojos van al cátodo que produce hidrógeno.

Son necesarios materiales fuertes, seguros y eficientes.

No se pueden mezclar hidrógeno y oxígeno, porque explotarían. Las semireacciones generan distinta acidez, (el oxígeno creará un medio ácido e hidrógeno un medio básico). La capacidad de absorción de luz, es determinante, como la velocidad de "división" del agua: se requieren catalizadores muy eficientes. No es fácil encontrarlos. Un 30% es la eficacia cuando ambos son óptimos. Lewis y col., de Caltech, intuyeron que los catalizadores que se usan en las refinerías para eliminar el azufre eran buenos candidatos; baratos y aceleran la producción del hidrógeno. El oxígeno todavía no tiene propuesta. El dióxido de titanio es efectivo para evitar la disolución alcalina Es ingrediente básico en los protectores solares. Lewis y col anunciaron un generador integrado de energía solar de eficiencia un 10%. Llegaron a un 22%, pero se precisan económicos y abundantes..

Nocera, de la Universidad de Harvard, pretende producir directamente combustibles líquidos a base de carbono, para sustituir a los derivados del petróleo para los que hay infraestructura de distribución. También desde plásticos hasta

TRAZO 2.17

Refinería solar

Pg. 173

preparados farmacéuticos. Se precisan nuevos materiales para absorber la luz y para catalizar las reacciones. Mucho más allá de obtener hidrógeno.

Todavía más audaz es emplear a la propia Naturaleza para hacer la operación. Los enzimas que utilizan las plantas pueden emularse con bacterias que hagan lo mismo. En 1915, Nocera produjo hidrógeno y alimentó con él y con dióxido de carbono a las bacterias para obtener combustible líquido. El catalizador inorgánico destruía el ADN de las bacterias con el oxígeno reactivo que producía. En 2016, Nocera publicó en Science un nuevo catalizador de Cobalto y Fósforo, que no alteraba la bacteria y alcanzó un rendimiento el 10% en combustibles alcohólicos. Otras bacterias producirán otras moléculas basadas en el carbono, como demostró en 2017 con un híbrido de catalizador - bacteria que fija nitrógeno atmosférico para producir amoniaco.

Bacterias diseñadas y catalizadores en armonía son una puerta para la refinería solar que captura la sabiduría de la Naturaleza y promete ser una innovación de entidad y alcance.

Pg.174

Atanor

A. Requena

TRAZO 2.18 TRAZO

Púrpura de Tiro

Pg. 175

2.18

Púrpura de Tiro.

La Química Moderna se inicia con William Perkin que, en 1856, teniendo tan sólo 17 años, obtuvo quinina en un laboratorio. Hasta entonces, este compuesto, único para el tratamiento de la malaria, se extraía de la corteza de un árbol, "quino", original del Perú, siendo muy caro. Hofmann había descubierto la potencialidad del alquitrán de hulla, negro y maloliente, capaz de producir material para abrigos resistentes al agua y destilándolo ingredientes para teñir telas de color amarillo. Hofmann supuso que serviría para algo más: obtener un compuesto antipalúdico, la quinina, C20H24N2O2.

El color púrpura es el complementario que se percibe al absorber la luz entre 555 y 556 nanometros. Popularmente es el morado, violeta, lila, malva, magenta o cárdeno. Tienen en común estar entre el rojo y el azul. Púrpura es la denominación latina de un molusco que produce un tinte violáceo.

Procede del griego y, a su vez, de una palabra semita, que designa a un caracol marino, del que se extraía. Canaán y Fenicia derivan del vocablo acadio kinahhu (púrpura rojo), en el primer caso, y Fenicia del griego foinós (rojo oscuro) o foinism, púrpura, escarlata. El azul púrpura equivale al actual violeta y el rojo púrpura al magenta. La diferencia entre púrpura y violeta radica en que el violeta, adquiere un tono más azulado al aumentar la intensidad de la luz, debido al proceso BezoldBrücke, en el que las longitudes de onda inferiores a 500 nanometros se contaminan de azul y las superiores se tornan amarillas. El púrpura, mezcla de longitudes de onda, no sufre este fenómeno. Púrpura y morado, no difieren. El morado

Pg. 176

Atanor

A. Requena

debe su denominación a proceder del fruto de las moreras, morus nigra. Púrpura no es un color particular.

La leyenda relata que el dios Melqart, paseando con la nereida Tiro, descubrió, casualmente, el tinte de color rojo púrpura, que sería símbolo de los fenicios. Melqart envió a su galgo a rastrear las playas del actual Líbano en busca de un bello presente. El perro regresó con el morro ensangrentado, aunque no por heridas, sino por unos moluscos que trituró. Así logró que Tiro se convirtiera en su esposa, bajo la condición de que le elaborara un vestido de ese color. Hay leyendas alternativas.

Este tinte fue trascendental en la Historia de los fenicios, ligados al comercio, exportando bienes a todo el Mediterráneo, desde maderas de cedro, hasta vino y aceite de oliva, incluyendo, también, telas de exquisita factura y color. Ya Homero refirió los vestidos de las mujeres de Sidón, por sus finos colores. Las telas se citan en el Antiguo Testamento. No es posible valorar la repercusión social y económica de estas telas, pero al exigir mucho trabajo, debieron ser signo del estatus social unos brocados fantásticos, de los que solo han llegado unos trozos. Plinio el Viejo, en su Historia Natural, elaborada en el siglo I d. C., detalló su fabricación: se extraía un líquido opaco de las glándulas mucosas de dos tipos de moluscos "Murex trunculus" y "Murex brtandaris". El primero daba un color púrpura azul, "azul real" y el segundo el "púrpura de Tiro". Se apreciaban porque eran indelebles. Se acopiaba una gran cantidad, mantenidos con vida en contenedores y se les extraían la glándula mucosa que contiene los colorantes.

Los ejemplares pequeños se machacaban para obtener una masa pastosa, que en una cuba con agua salada se le aplicaba calor durante diez días. Iba emergiendo incoloro y sometido a la luz del sol producía su color y un compuesto sumamente pestilente. La industria se situaba en las afueras de la ciudad, a sotavento de las zonas residenciales. Cada molusco sola daba unas gotas. Se requerían muchos miles de molus-

TRAZO 2.18

Púrpura de Tiro

Pg. 177

cos, como unos 12.000 de 60-70 milímetros, para producir un gramos de tinte, que daba para tintar el ribete de un vestido de tamaño normal, según relata Woolmer. Para teñir una pieza se requería el valor en oro del peso de la tela. Era color de reyes y raramente. Cuando la demanda superó las reservas, se importó el molusco de otras regiones mediterráneas. Fue una de las razones que impulsó la colonización de los fenicios.

Junto a ello exportaron su alfabeto. El pueblo fenicio desapareció gradualmente, pero la industria púrpura siguió floreciendo. Los romanos lo produjeron artificialmente y después Perkin logró sintetizarlo a partir de alquitrán de hulla. Se sigue asociando el "púrpura de Tiro" con la realeza.

Pg. 178

Atanor

A. Requena

TRAZO 2.19 TRAZO

¿Y la cáscara qué?

Pg. 179

2.19

¿Y la cáscara qué?.

Todo el mundo conoce los huevos. Los más usuales son los de gallina. Todas las aves los producen, entre otros. No son todos iguales. El brillante escritor murciano, Salvador García Jiménez, le dedica atención al de golondrina. Vale la pena leerle. Sabemos bastante del interior del de gallina y sus mil preparaciones, aportaciones y combinaciones y su sempiterna presencia en las mesas. De su exterior conocemos más bien poco. La cáscara, es la parte dura y externa y, ya se sabe, se rompe y se tira para cocinarlo o comerlo. Se desprecia, sin paliativos.

Sabemos poco de ella, salvo que protege. Es como un contenedor de proteínas que conserva durante tiempo a temperatura ambiente. Ahora que estamos más interesados en la ambientalidad, igual podemos llegar algo más lejos La cáscara de huevo está compuesta, fundamentalmente, por carbonato cálcico (CO3Ca). Suele tener residuos de magnesio, incrustados en el entramado que forma el carbonato. La estructura varía de unas especies a otras y, básicamente, la matriz es una proteína entrelazada con el carbonato, que ocupa entre un 2% y un 4% del total. No se suele ingerir, salvo que lo tratemos químicamente, como ocurre con los huevos encurtidos, ablandados por el vinagre. La cáscara supone entre un 10% y un 15% del peso del huevo. El carbonato cálcico llega a ser hasta un 96%-98% de la cáscara. Se forma mediante un proceso de sedimentación, controlado genéticamente. La dureza de la cáscara es función del grado de mineralización. La cás-

Pg. 180

Atanor

A. Requena

cara de un huevo de avestruz tiene un espesor de 3 milímetros y llega a soportar un peso de hasta 70 kilos. El peso de un huevo varía entre 3 gramos en una especie de colibrí hasta kilo y medio de uno de avestruz.

La función de la cáscara de huevo es que se pueda desarrollar el embrión extrauterinamente. Por tanto es un reservorio que le tiene que aportar el calcio necesario para el desarrollo, con lo que el interior debe tener el calcio en forma fácilmente asimilable. El exterior, en cambio, debe ser robusto, si tiene que protegerlo. Pero es más, el embrión tendrá que respirar, por lo que la estructura del carbonato cálcico debe contener poros, hasta 17.000, que no serán de un tamaño que permita el paso de bacterias que contaminen el interior.

El proceso de formación de un huevo tiene distintas fases sucesivas desde el inicio de la yema hasta la formación de la cobertura con una mineralización de ésta. La parte distal del útero secreta iones y agua que se bombean hacia el interior del huevo y externamente se produce la precipitación del carbonato cálcico asociado a una matriz orgánica, formada por macromoléculas que integran proteínas solubles e insolubles, como la lisozima o el colágeno, polisacáridos como la quitina y membranas lipídicas. El crecimiento de los cristales es asimétrico, pequeños hacia el interior y grandes hacia el exterior, explicable por el crecimiento competitivo de la calcita.

Se da la cifra de unos 6.000 millones de huevos que no resultan aptos para el consumo humano, por rotura de la cáscara.

La OMS eligió el huevo como el alimento protéico de referencia en la infancia.. Ingerir la cáscara, no es un invento de la gastronomía de vanguardia. Su contenido en calcio le convierte en remedio para la osteoporosis. Una cáscara contiene hasta 2 gramos de calcio (un zumo de naranja 11 miligramos). Se hierve y limpia se introduce en el horno una hora, se machaca y se combina con yogur, leche, pan, etc. Se puede usar como vendaje, para mejorar el sabor del café (reduce el

TRAZO 2.19

¿Y la cáscara qué?

Pg. 181

amargor), en agricultura dando consistencia a las tomateras, mezcladas con tierra son un excelente abono, con agua afila las cuchillas de la batidora, pulverizada en el pienso como antidiarreico animal, ayuda al fregado de cacerolas con restos de comida, junto al esmalte de uñas fortalece las quebradizas, el polvo con agua y congelado, reduce la apariencia de las arrugas, con vinagre de manzana reduce las irritaciones, etc.

Por último un experimento para adolescentes: 1) poner un huevo crudo en el interior de un vaso, 2) añadir vinagre hasta cubrirlo, 3) mantenerlo un par de días. Observar lo que pasa, 4) Observar lo que ocurre si se deja un par de días más.

El vinagre es un ácido, ¿comprendes ahora por qué es imprescindible cepillarse los dientes después de comer?

Escríbeme explicándolo (rqna@um.es)

Pg.182

Atanor

A. Requena

TRAZO 2.20 TRAZO

Las reglas de juego

Pg. 183

2.20

Las reglas de juego.

Hay muchos fenómenos físicos que, pese a que son bien conocidos, no por ello son bien comprendidos. Es el caso de la termoelectricidad. El denominado efecto Seebeck dio nombre a un fenómeno descubierto en 1821, que acontece cuando unimos dos materiales de distinta naturaleza en dos puntos y entre las dos uniones se establece una diferencia de temperatura al pasar la corriente. Realmente, la interacción entre fenómenos eléctricos y térmicos se conoce desde que Joule, en el siglo XIX, observó que cuando tiene lugar un movimiento de electrones la materia ofrece resistencia y como consecuencia de la cesión de energía cinética de los electrones al entorno, debido a choques sucesivos de éstos con el material, se disipa energía en forma de calor.

Seebeck construyó el denominado termopar, concluyendo que la diferencia de potencial que se lograba era función de la naturaleza del material y de la diferencia de temperaturas que se establecía.

Sobre el efecto Seebeck fue descubierto en 1834 el efecto Peltier, invirtiendo los términos del efecto Seebeck y estableciendo que si se hace pasar una corriente continua a través de un circuito formado por dos conductores de distinta naturaleza, acontece que una de las uniones absorbe calor, mientras que la otra lo cede. La energía cedida es la suma de la energía eléctrica suministrada más el calor absorbido por la unión que se enfría. Esta es, justamente, la definición de una

Pg. 184

Atanor

A. Requena

máquina frigorífica. Cerramos los descubrimientos citando el trabajo realizado por Thomson, dando nombre al efecto, según el cual se absorbe o libera calor por un conductor eléctrico, cuando se establece un gradiente de temperaturas por el que circula la corriente eléctrica.

Lord Rayleigh, premio Nobel en 1904 y vivió entre 1842 y 1919 ya propuso utilizar los dispositivos termoeléctricos para generar corriente eléctrica. Los rendimientos que se obtenían no permitieron su desarrollo. Solamente en entornos militares o en el ámbito médico en los que la eficiencia no es primordial, sino otros requerimientos, se ha aplicado la refrigeración termoeléctrica. Los ordenadores actuales, especialmente los portátiles la incorporan por exigencia menor. En otros ámbitos prevalece la tecnología de compresión, en gran medida debido a que la incorporación de los semiconductores ha sido más lenta de lo previsto y a problemas con la disipación del calor generado de forma eficiente, lo que exige la génesis de nuevos materiales y un diseño térmico muy ligado al dispositivo.

Hoy hay una alternativa eficiente. Se trata de mejorar los rendimientos de los motores y de cualquier dispositivo que disipe calor. Desde el punto de vista termoeléctrico, se trata de hacer cabalgar el calor residual acoplando el flujo de calor a la corriente eléctrica. Pero para lograrlo, hay que comprender bien el fenómeno descubriendo aspectos fundamentales del mismo. Sigue siendo de actualidad en el área de la termoelectricidad la pregunta más básica y fundamental que subyace al proceso físico. Es relevante que en un reciente estudio publicado por Arpelet y colaboradores se cuestiona la naturaleza de las fuerzas que ponen a trabajar los electrones cuando se aplica una diferencia de temperatura en el itinerario que recorren éstos a través de un material termoeléctrico. Estos autores concluyen que la fuerza que pone a los electrones a trabajar para poder sacar rendimiento al calor residual, está ligado a la habilidad de los electrones para difundirse a través

TRAZO 2.20

Las reglas de juego

Pg. 185

del material. Esto desvela un camino para el desarrollo de potenciales aplicaciones, por cuanto la producción de energía eléctrica a partir de calor residual requiere dispositivos termoeléctricos diseñados para estimular la energía en un rango de magnitud que permita alcanzar la escala del kilovatio, mientras que en los materiales convencionales de hoy solamente se alcanza una escala de microvatios.

Esto permitiría la utilización de la energía que, por ejemplo, disipan los automóviles con motor de explosión, ciclo Otto o ignición mediante chispa, que llega a ser de un 30%, por lo que el 70% restante de la energía que suministra el combustible, se disipa de forma indeseable. Si se trata de un motor diesel, el rendimiento mejora algo, alcanzando en torno a un 40% pero, no obstante, desperdicia un 60%. Si se tratara de generación de energía eléctrica habría que afectar esos porcentajes por un 0.90%, más o menos, por el rendimiento del alternador, con lo que todavía la reducción es mayor. ¡Vale la pena la investigación! Tanto más, cuanto trata aspectos básicos que son los que conducen a resultados de alcance.

Pg. 186

Atanor

A. Requena

SOLUCIONES A

LAS

PALABRAS CRUZADAS DEL

TRAZADO

2

A. Requena SOLUCIONES

ATANOR. LA VERDAD AL

TRAZO

1.1

Clave química de la Naturaleza.

Pg. 191

Pg. 192

ATANOR. LA VERDAD

SOLUCIONES

AL

Veloces pelotas.

TRAZO

A. Requena 2.2

A. Requena SOLUCIONES

Cruz de Malta.

ATANOR. LA VERDAD AL

TRAZO

2.3

Pg. 193

Pg. 194

ATANOR. LA VERDAD

SOLUCIONES

AL

TRAZO

Cuerpos decorados.

A. Requena 2.4

A. Requena SOLUCIONES

ATANOR. LA VERDAD AL

TRAZO

Laboratorio en chip.

2.5

Pg. 195

Pg. 196

ATANOR. LA VERDAD

SOLUCIONES

AL

TRAZO

Universo musical.

A. Requena 2.6

A. Requena SOLUCIONES

ATANOR. LA VERDAD AL

TRAZO

Por pura cobardía.

2.7

Pg. 197

Pg. 198

ATANOR. LA VERDAD

SOLUCIONES

AL

Saber popular.

TRAZO

A. Requena 2.8

A. Requena SOLUCIONES

ATANOR. LA VERDAD AL

TRAZO

Universo matrioskha.

2.9

Pg. 199

Pg. 200

ATANOR. LA VERDAD

SOLUCIONES

Intrigante.

AL

TRAZO

A. Requena 2.10

A. Requena SOLUCIONES

ATANOR. LA VERDAD AL

TRAZO

Leyes de la Naturaleza.

2.11

Pg. 201

Pg. 202

ATANOR. LA VERDAD

SOLUCIONES

AL

TRAZO

A. Requena 2.12

El espacio en que vivimos.

A. Requena SOLUCIONES

ATANOR. LA VERDAD AL

TRAZO

El sentido del tiempo.

2.13

Pg. 203

Pg. 204

ATANOR. LA VERDAD

SOLUCIONES

AL

Queremos saber.

TRAZO

A. Requena 2.14

A. Requena SOLUCIONES

ATANOR. LA VERDAD AL

TRAZO

Diseño alimentario.

2.15

Pg. 205

Pg. 206

ATANOR. LA VERDAD

SOLUCIONES

AL

TRAZO

Agua también en el aire.

A. Requena 2.16

A. Requena SOLUCIONES

ATANOR. LA VERDAD AL

Refinería solar.

TRAZO

2.17

Pg. 207

Pg.208

ATANOR. LA VERDAD

SOLUCIONES

AL

Púrpura de Tiro.

TRAZO

A. Requena 2.18

A. Requena SOLUCIONES

ATANOR. LA VERDAD AL

TRAZO

¿Y la cáscara qué?

2.19

Pg. 209

Pg. 210

ATANOR. LA VERDAD

SOLUCIONES

AL

TRAZO

Las reglas de juego.

A. Requena 2.20

A. Requena

ATANOR. LA VERDAD

Pg. 211

PRUEBA.qxd

27/09/2020

20:29

PÆgina 24