Los cuatro elementos | UMH Sapiens no.36

LOS CUATRO ELEMENTOS

Las elementales: mujeres de la tabla periódica / PÁG. 16

Póster musical de los elementos químicos

Juego ¿Puedes curar a un paciente medieval? / PÁG. 18

Cuatro elementos para formar el todo

Historia de la Ciencia

Plantas pirófilas / Agua dura y blanda

Descubre UMH

14

Cómo se fabrica un elemento químico

Química Inorgánica

18

Las elementales de la tabla periódica

Mujer y Ciencia

24

Arena y polvo en las ‘autopistas’ del cielo

Física Aplicada

Avatar

Un Biólogo en el Cine con Manuel Sánchez Angulo

Olvidamos el monte y llegó el fuego

Edafología y Química Agrícola

11

El Trasvase y la Vega Baja

Agua y Energía para una Agricultura Sostenible

Póster: La tabla de los elementos químicos musicales

Ciencia en tu Salón

07 16 20

El suelo: Cómo salvar la vida en la tierra

Proyectos Agrocompost, NEOCOMP y LIFE Subsed

27

Ké Water Drinks

Parque Científico UMH

Cigarras y números primos

La Tribuna de Santi García

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Cuatro elementos para formar el todo

La actual tabla periódica consta de 118 elementos químicos, de los cuales 90 son de origen natural. Hoy es conocido que todo lo que hay en el universo responde a la combinación de esos 90 elementos naturales, pero hubo una corriente de pensamiento en la que todo se reducía a 4 elementos: tierra, agua, aire y fuego. La catedrática emérita del Área de Historia de la Ciencia de la Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche Rosa Ballester se remonta a la concepción que los antiguos griegos tenían del mundo, cómo ésta derivó en la tradición médica del medievo y, en última instancia, a entender qué es la materia en nuestro universo.

Los filósofos presocráticos desarrollaron su actividad en la Grecia asiática (conocida entonces como Jonia) durante los siglos VII y VI a. e. c. Propusieron abandonar las interpretaciones míticas y religiosas para elaborar interpretaciones racionales sobre el origen y la evolución del mundo. El cosmos era una ordenada realización de un concepto nuclear: el physis o naturaleza. “Los pensadores presocráticos consideraban que este concepto era el principio de todas las cosas existentes tanto en el macrocosmos como en el microcosmos”, señala Ballester.

Pero, si la naturaleza se planteaba como un principio universal y unitario, ¿cómo explicaban que se originaran naturalezas tan distintas como las nubes que coronaban el cielo, las flores que adornaban los campos o los animales que habitaban la Tierra?

“La respuesta de estos filósofos fue que la naturaleza estaba compuesta primariamente por elementos cuya combinación determinaba la diversidad de las múltiples cosas que forman parte del cosmos”, explica la catedrática emérita y académica de número de la Real Academia de Medicina de la Comunidad Valenciana. Según esta concepción del universo, todo lo que formaba parte de la naturaleza estaba compuesto por los mismos elementos y estaba sometido a una serie de leyes naturales que provocaban los cambios que se producían en el cosmos.

Esta interpretación racional de los fenómenos naturales dio lugar a la teoría de los cuatro elementos, que sostenía que todos los seres naturales están compuestos por una mezcla, en proporciones variables, de agua, aire, tierra y fuego. Ballester

Rosa Ballester

destaca que esta idea, formulada por el filósofo natural y sanador Empédocles de Agrigento (495-435 a. e. c), fue la teoría presocrática más duradera e influyente de la historia.

La teoría de Empédocles establecía que los elementos se habían configurado a partir de la combinación binaria de cuatro cualidades: “El aire estaría compuesto por calor y humedad; el agua, por frío y humedad; la tierra, por frío y sequedad y el fuego, por calor y sequedad”. Cada uno de los elementos era una peculiar mezcla de los cuatro en la que predominaba uno de ellos: “Por ejemplo, en el caso del agua, el agua de los ríos, del mar o de las fuentes no es, de hecho, el elemento agua en sí. Es una mezcla de los cuatro, en la que predomina el agua”, aclara la experta.

La cosmología aristotélica ratificó las ideas de Empédocles. Para Aristóteles (384-322 a. e. c), el cosmos respondía a una estructura en la que la Tierra formaba el mundo sublunar. Se trataba de un conjunto esférico en el que los elementos, que estaban sujetos a cambios y se movían de manera lineal, se distribuían en orden descendente según su peso. También atribuyó a los elementos una serie de cualidades: la tierra era fría y seca, el agua era fría y húmeda, el aire era caliente y húmedo y el fuego, caliente y seco.

El discípulo de Platón fue más allá y planteó la existencia de un quinto elemento, el éter. Este elemento, incorruptible e inalterable, formaba el cielo y los astros y, por tanto, se encontraba en el mundo supralunar. “Se creía que el éter llenaba los espacios celestes y que se introducía incluso entre los pequeños resquicios del aire y de los cuerpos sólidos, siendo considerado como el quinto elemento durante siglos”, explica la catedrática emérita de la UMH, quien añade que, a diferencia de los elementos terrestres, esta sustancia se movía circularmente. En la concepción aristotélica del cosmos, la región supralunar estaba ordenada en múltiples esferas sucesivas hasta llegar a la última, la de las ‘estrellas fijas’, a partir de la cual no había nada más, ni lugar, ni materia.

Los cuatro eLementos en La medicina

La unión de las interpretaciones racionales de la naturaleza de los pensadores presocráticos y la experiencia clínica acumulada por las llamadas ‘escuelas médicas’, formadas por grupos de sanadores de formación artesanal, supuso el origen de la medicina clásica griega. La denominada Colección hipocrática

C atedrática emérita del Área de Historia de la Ciencia de la UMH

“Galeno sintetizó el modelo biológico y médico que permaneció vigente a lo largo de la Edad Media y durante los primeros siglos de la Edad Moderna”

n Elena Garrido

(Corpus hippocraticum), compuesta por 53 tratados que tradicionalmente se han atribuido al médico Hipócrates de Cos (460-370 a. e. c.), asimila y hace suya la teoría de los cuatro elementos, añadiéndole rasgos propios.

La combinación de los cuatro elementos daría lugar a cuatro humores orgánicos: la sangre, la flema o pituita, la bilis negra o melancolía y la bilis amarilla o cólera. “Cada uno de estos humores se asociaba respectivamente a uno de los cuatro órganos principales: el corazón, el cerebro, el bazo y el hígado”, apunta Ballester y explica que en cada órgano predominaban las cualidades que formaban los elementos que los componen.

Según este planteamiento, la salud era el resultado del equilibrio y armonía de los elementos, los humores y sus cualidades, mientras que la enfermedad era entendida como un desequilibrio relacionado con la mezcla (crasis) de los humores del organismo. La teoría humoral tuvo un recorrido muy largo y se expandió ampliamente en el mundo alejandrino y en el romano. En este último caso, la experta en Historia de la medicina de la UMH destaca la figura de Galeno de Pérgamo (129216 e. c.): “Su figura fue fundamental. Galeno sintetizó el modelo biológico y médico que permaneció vigente no solo a lo largo de la Edad Media (siglos V - XV), sino también durante los primeros siglos de la Edad Moderna (siglos XV -XVIII)”.

A través de Galeno, la influencia de Aristóteles proporcionó un fundamento sólido de los esquemas de la ciencia antigua, especialmente para la biología y la medicina clásica helénica, pero también a otras áreas científicas: “Sus aportaciones a la ciencia tienen muchas vertientes entre las que figuran los presupuestos filosófico-naturales, lógicos y éticos. Además, su obra biológica supuso un cambio profundo en el campo de la morfología, porque inició la anatomía estructural con su planteamiento acerca de la composición de los seres vivos y el concepto de parte anatómica”, señala Ballester y añade que sus aportaciones a la zoología descriptiva sentaron las bases de la anatomía comparada.

En esta línea, Ballester hace hincapié en la importancia de conocer los orígenes de la tradición científica. “No solo como homenaje a sus protagonistas, sino, sobre todo, porque nos dan claves para saber de dónde venimos y nos permite transmitir a las nuevas generaciones la pasión por el conocimiento”, señala. La experta parafrasea al médico e historiador Pedro Laín Entralgo (1908 - 2001): “El sabio antiguo albergó el proyecto de un conocimiento puramente intuitivo del cosmos. El «elemento» de Empédocles o el «humor» de los hipocráticos serían realidades elementales intuibles con los ojos de la imaginación o con los ojos de la cara. Apoyada sobre ellas el saber científico acerca de la naturaleza vendría a ser una armoniosa construcción mental de intuiciones reales e intuiciones posibles”.

No será hasta el periodo de la Baja Edad Media (siglos XIV y XV) cuando se llegará a la conclusión de que el saber científico no puede ser meramente intuitivo, sino que debe sustentarse en otras bases. De esta necesidad surgirá el desarrollo de la ciencia moderna y contemporánea y, por lo tanto, nuevos métodos de estudiar la naturaleza.

Ya en plena revolución científica, el filósofo natural Robert Boyle (1627-1691) publicó el libro The Sceptical

Chemist (El químico escéptico). El inglés decidió llamarse ‘químico’ en lugar de ‘alquimista’, debido a la mala reputación que tenía el término al vincularse constantemente con fraudes en la producción de oro. En esta obra, Boyle establecía que un elemento es una sustancia que no puede ser descompuesta en sustancias más simples y descartaba que estuvieran hechos unos de otros, sino que se trataba de cuerpos primitivos. De esta forma propuso que los cuatro elementos aristotélicos no podían serlo.

Sería Antoine de Lavoisier (1743-1794) quien crearía la primera lista de elementos tal y como hoy se conocen. Con la nueva química, las nomenclaturas pasarían a ser menos imaginativas, pero más eficientes: el ‘aire inflamable’ sería denominado ‘hidrógeno’, el ‘azúcar de Saturno’ sería ‘acetato de plomo’, el ‘vitriol de Venus’ sería ‘sulfato de cobre’. Al igual que los presocráticos trabajaron para distinguir el mito del conocimiento real de la naturaleza, durante la Ilustración (16851815) se creó un nuevo lenguaje que derivó en una manera distinta de pensar en la ciencia: experimental, racional y libre de las tradiciones clásicas. El trabajo de todas estas mentes perseguía un objetivo común: saber qué es la materia.

Interpretación del mundo supralunar planteado por Aristóteles

OLvidAMOS EL MONTE y LLEgO EL fUEgO

Como evento natural en la naturaleza, el fuego puede parecer un enemi- go por su carácter devastador. Sin embargo, las investigaciones de las últimas décadas realizadas en la Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche respaldan la labor de las llamas como factor necesario para el correcto funcionamiento de los ecosistemas. El catedrático de Edafología y Química Agrícola de la UMH Jorge Mataix Solera dirige la actividad didáctica ‘Fuegodía’ en la Sierra de Mariola, situada entre las comarcas de l’Alcoià, el Comtat y la Vall d’Albaida, en Alicante. Durante la jornada de senderismo didáctico, el estudiantado del Grado en Ciencias Ambientales aprende mientras identifica y actúa sobre necesidades reales de su entorno con el fin de mejorarlo. En este caso, los alumnos experimentan y enseñan sobre la ecología del fuego: su influencia positiva y negativa sobre los bosques mediterráneos.

n Patricia López

de más a menos y de menos a más “Tenemos el régimen natural de incendios distorsionado y una tendencia a ser cada vez más severos”, explica la estudiante de cuarto curso de Ciencias Ambientales de la UMH Elisabeth Miralles durante el paseo por la Sierra de Mariola. “Además, en zonas donde antes no se daban apenas fuegos significativos, ahora son más frecuentes, y la vegetación no tiene tiempo para recuperarse”, declara. También, ocurre lo contrario: donde solía haber más incendios, por ejemplo, en zonas boscosas antes despobladas, ahora hay menos porque, para proteger las nuevas urbanizaciones, se apagan los pequeños fuegos naturales. “Así, se acumula demasiado combustible y puede darse un incendio que sea más catastrófico”, concluye la estudiante. Por lo tanto, los pequeños incendios controlados son una prescripción recomendada durante las estaciones frías. Durante estas quemas prescritas, se reduce combustible en rodales forestales catalogados de elevado riesgo.

Los números importan

En la historia reciente, Mariola ha sido pasto del fuego, a gran escala, en varias ocasiones. En 1994, un incendio arrasó más de la mitad de la superficie del Parque Natural, unas 10.000 hectáreas. En julio de 2012, las llamas se llevaron por delante otras 500 hectáreas de matorral, cultivo abandonado, arbolado y terreno no forestal. Paseando hoy en día por la Sierra, todavía se aprecian las ‘cicatrices’ de entonces, lugares donde la vegetación es mucho menos densa.

Además, el año 2022 ha sido el más caluroso y el sexto más seco en España desde que comenzaron los registros hace más de 70 años. Un bosque seco arde mejor y los próximos cinco años serán los más cálidos jamás registrados, según las Naciones Unidas, con una temperatura media que llegará a ser 1,5ºC superior a la de la época preindustrial. Si la sequedad de los bosques es la mecha, los fenómenos meteorológicos exacerbados asociados al cambio climático pueden ser la chispa. “En la Comunidad Valenciana, un rayo desencadenado por una tormenta seca provocó la catástrofe en La Vall d’Ebo en agosto de 2022: un incendio de dos semanas de duración que calcinó más de 12.000 hectáreas”, recuerda el estudiante de la UMH Gabriel Bernabé.

Las lluvias concentradas también disparan el riesgo de incendios. Si solo llueve unas pocas veces al año, la nueva vegetación pasará a ser material seco durante los meses de calor, con altas probabilidades de prenderse. Además, según explica el estudiante Jorge Seva, el cambio climático afecta a la capacidad de recuperación de los ecosistemas: “Conforme más aumenten las temperaturas, más pérdida de resiliencia habrá”, sentencia.

El estudiante de Ciencias Ambientales en la UMH Álvaro García considera que la estadística es una herramienta fundamental para estudiar los incendios. Durante la jornada, informó de que, últimamente, en la Comunidad Valenciana se producen entre 300 y 600 incendios cada año. Si sumamos el histórico, apunta la estudiante del mismo grado Beatriz Beleña, son 4.400 incendios en las últimas cuatro décadas, unas 58.000 hectáreas: 580 millones de metros cuadrados.

más vale pronto que tarde

En el ‘Fuegodía’ se aprende que los asentamientos en zonas forestales no son el único factor demográfico que afecta a la frecuencia y virulencia de los incendios. La despoblación de las zonas rurales, la pérdida del pastoreo y el abandono de los cultivos de secano ha cambiado la relación de las comunidades con la naturaleza. Donde antes se practicaba una silvicultura de conservación o de explotación, ahora hay vacío. Sin gente que cuide de los bosques, que despeje el suelo de otras plantas competidoras o tale ciertos árboles, la masa forestal del monte aumenta descontroladamente. “Esta biomasa acaba convirtiéndose en combustible boscoso”, explica el profesor Mataix mientras el grupo camina a lo largo de las ocho paradas del recorrido por la sierra alicantina. En pocas cantidades, la biomasa puede bloquear la propagación rápida del fuego, pero, cuando se acumula por el abandono, puede tornar una chispa en un evento catastrófico.

“Frente al problema, lo indicado es la prevención”, recalca la estudiante Elena Tormo, mientras muestra a los visitantes una zona en la que se habían hecho labores de clareo para evitar la propagación del fuego. Su compañero de carrera Guillermo Peña explica dos estrategias de gestión del paisaje que resultan efectivas. Por una parte, la ordenación en mosaico, en la que se dan distintas especies de árboles y se fomenta el pastoreo. También, las fajas auxiliares de pista, donde se aprovecha un camino despejado y se desbroza a ambos lados para aumentar la separación de las masas de arbolado.

después del fuego

“El suelo de la Sierra de Mariola es muy frágil, es muy erosionable y conviene protegerlo”, recalca el estudiante Alejandro Ramón. Por este motivo, tras un incendio, lo primero que se debe hacer, antes de pensar siquiera en replantar vegetación, es proteger el suelo. “Si el fuego ha sido muy intenso y el suelo ha quedado totalmente desprovisto de vegetación, hay un alto riesgo de erosión por las lluvias”, explica su compañera Irene Carrasco. Anteriores investigaciones de la UMH dejaron claro que extraer la madera quemada es perjudicial para el suelo y para las plantas. El mero hecho de utilizar maquinaria pesada aplasta y compacta el suelo y “eso afecta a la recupe-

Comparación de una piña de Pino carrasco en su antes y después del fuego, cuando se abre y libera las semillas que estaban protegidas en su interior.

ración de la vegetación”, lamenta el estudiante Ramón Mora. Precisamente esto es lo que ocurrió tras el incendio de 2012. La saca de madera con maquinaria pesada y las subsiguientes lluvias torrenciales afectaron de manera significativa a las propiedades del suelo y a la recuperación de la cubierta vegetal en Mariola.

Mucho mejor es aplicar un acolchado de paja, de astillas de madera o de acículas de pino para proteger el suelo de la erosión y mantener la humedad cuando se dan zonas con suelo desnudo. “Hay veces que, por querer ayudar, lo que hacemos es más daño que el propio incendio”, explica el profesor y coordinador del ‘Fuegodía’, Jorge Mataix, quien lleva más de una década estudiando cómo han afectado los incendios en este paraje y qué estrategias son las más adecuadas para su recuperación. “Por lo tanto, hay veces que no es necesario reforestar, si la zona es capaz de recuperar la vegetación por sí sola”, comenta Mataix. Otra gran consecuencia en el suelo, después de un incendio, es que este puede volverse repelente al agua, como demostró el estudiante Dario Ferrati.

Extraer toda la madera quemada también es contraproducente, explican los guías del ‘Fuegodía’ a lo largo de los 10 kilómetros de recorrido, donde quedan todavía pinos y matorrales chamuscados, como recuerdo de las llamas. Aunque, estéticamente, la masa vegetal quemada no encaje en el paisaje, su presencia es más que productiva para la regeneración del ecosistema. Incluso quemada y muerta, esa masa favorece la fertilización del terreno al actuar como fuente de nutrientes.

Esa especie de ‘canales’ que se pueden observar al caminar por el monte, en las laderas de la montaña, pueden ser indicativos de cuánto afectan la lluvia y el arrastre a la erosión del suelo. Los suelos desarrollados sobre margas, como el de la Sierra de Mariola, calcáreos y arcillosos, son muy erosionables. Sin embargo, “en muchos casos no hay que hacer nada”, aclara el estudiante Manuel García: “Si no hay mucha pendiente ni se esperan lluvias torrenciales, no será necesario aplicar un acolchado ni un aporte orgánico para ayudarle a recuperarse”.

el musgo, colonizador y protector

“Aunque los ecosistemas mediterráneos están bastante adaptados a los incendios”, explica la estudiante Victoria Verger, “es sumamente importante estudiar las biocostras de musgos”. Si bien los expertos indican que proteger el suelo con paja es una buena primera estrategia, el musgo puede ejercer esa misma función cuando coloniza un terreno quemado. “Los musgos o plantas briófitas -que no tienen verdaderas raíces, ni hojas, ni canales vasculares-, formarán una alfombra que protegerá de la erosión y contribuirá a la fijación de nutrientes, como las cenizas”, detalla su compañero José Sánchez. Aunque no llaman mucho la atención, los musgos son los grandes conquistadores del mundo vegetal. Algunas investigaciones apuntan a que son el puente evolutivo entre las algas planctónicas y las plantas terrestres. Siguiendo con ese ‘espíritu emprendedor’ que les caracteriza, las biocostras del musgo son el remedio de la naturaleza contra la pérdida de suelos fértiles tras un incendio.

cuestión de supervivencia

Los ecosistemas mediterráneos están adaptados al fuego. Bien a través de la presencia de plantas pirófilas o pirófitas, o con múltiples adaptaciones como las piñas serotinas del pino

carrasco (Pinus halepensis), que utilizan el fuego como una ventaja frente al resto, o mediante la necromasa, el conjunto de material muerto que se acumula en los arbustos y que sirve para eliminar a la competencia. La cuestión es si las comunidades sabrán apoyar a la naturaleza en sus esfuerzos o serán un obstáculo para su supervivencia.

“No hay un modelo genérico de prevención de incendios”, asegura Jorge Mataix, “pero una combinación de todas las estrategias disponibles en las zonas vulnerables o de riesgo sería más que suficiente para comenzar con una buena gestión”, concluye el experto. Los dos grandes incendios producidos en la Sierra de Mariola han convertido el Parque natural en un laboratorio de campo para los especialistas de la UMH. Para el investigador, si bien “las actuaciones a gran escala son más complejas de llevar a cabo y más lentas, de manera localizada se pueden diseñar planes estratégicos que resten o incluso palien el origen de las catástrofes del fuego”.

El musgo crea una alfombra natural que protege el suelo tras los incendios.

“Hay veces que, por querer ayudar, lo que hacemos es más daño que el propio incendio”

bredescu-umh

¿Cuál es la diferencia entre el agua dura y blanda?

Carmen Estevan Martínez, profesora del área de Toxicología Aplicada UMH

Diferenciamos entre agua dura o blanda según su concentración de sales carbonatadas. El agua dura es aquella que tiene cantidades de carbonatos más altas que las blandas. Esta diferencia se debe a las características de su lugar de origen y a la acumulación de sales minerales en los acuíferos de donde se extrae. En la zona del Levante, donde nos encontramos, las aguas tienden a ser duras. En general, presentan grandes cantidades de carbonatos debido a los tipos de suelos de nuestro entorno. En otras zonas de la península, como en Sierra Nevada o en zonas

de alta montaña, las aguas suelen ser blandas. Las aguas duras pueden tener como inconveniente la acumulación de sales en las tuberías, que pueden causar desperfectos en los electrodomésticos que tenemos en casa. No obstante, esta concentración de sales no afecta a la calidad de las aguas para el consumo humano. Toda el agua que se suministra a la población y sale por nuestros grifos es perfectamente potable. Aunque pueden existir diferencias respecto a su sabor, y por tanto preferencias personales, la dureza del agua no influye ni en la calidad ni en la seguridad del consumo.

¿Qué son las plantas pirófilas?

Esther Berrendero Gomez, profesora de Botánica UMH

Las plantas pirófilas son especies vegetales que pueden resistir al fuego gracias al desarrollo de adaptaciones morfológicas y fisiológicas. Existen tres estrategias de resistencia diferentes. En primer lugar, se encuentran las plantas con resistencia pasiva, capaces de soportar fuegos con un avance rápido y bajas temperaturas. Es el caso de plantas suculentas como el Aloe vera, que acumula grandes cantidades de agua en sus hojas, o el alcornoque, que presenta una corteza muy gruesa y suberosa que actúa como aislante térmico. En segundo lugar, están las plantas rebrotadoras, capaces de sobrevivir a un incendio si sus raíces no se ven afectadas. Algunos ejemplos son la encina o el palmito, especies que producen

nuevos brotes aunque el resto de la planta esté quemada. Por último, se encuentran las plantas germinadoras, cuyas semillas pueden resistir al fuego. En el caso del pino carrasco, natural de la Cuenca del Mediterráneo, las piñas se abren con el calor y liberan las semillas a gran distancia gracias a la existencia de un apéndice alado. Una vez finalizado el incendio, éstas pueden germinar sin encontrar competencia a su alrededor. Sin embargo, la especie pirófila más destacada es el pino canario, ya que combina las tres estrategias y es la única conífera capaz de rebrotar tras un incendio moderado. Aunque las plantas pirófilas están adaptadas a la presencia del fuego, la periodicidad con la que se producen los incendios dificulta su supervivencia.

diSpONER dE AgUA SUfiCiENTE pARA REgAR hOy vA A dEpENdER dE LA

EvOLUCiON dEL CLiMA

La directora del grupo de investigación Agua y Energía para una Agricultura Sostenible de la UMH, Herminia Puerto Molina, alerta de la falta de actuaciones en el mantenimiento de los recursos naturales

n Victoria Rodríguez García

La zona de la Vega Baja se encuentra en el sureste peninsular. Se caracteriza por un clima mediterráneo seco, con un volumen de precipitación muy bajo. Además, en la Vega Baja se concentra una importante actividad agrícola, gracias, en parte, a las aguas del polémico Trasvase Tajo-Segura. Sin embargo, la situación podría cambiar con los efectos del cambio climático. La profesora Herminia Puerto Molina llama a la acción inmediata, individual y colectiva, para paliar los efectos de este calentamiento global y preservar los recursos del suelo, el agua y la agricultura.

P: actualmente ¿a qué problemas se enfrentan los agricultores de la Vega Baja?

R: Los grandes problemas que tienen son, por un lado, la falta de relevo generacional; por otro, no se conocen bien las posibilidades que tiene la automatización, para mejorar la eficiencia del riego de los cultivos. Los agricultores podrían hacer algún tipo de inversión en automatización en regadío tradicional porque no son excesivamente caras. Sin embargo, no es una inversión que sea fácil de acometer por la gran falta de relevo generacional en la agricultura.

¿Qué otros problemas existen en esta zona que puedan agravar la situación de déficit de agua?

Otro de los problemas es la tendencia al abandono de las tierras y, si se quedan desnudas- sin vegetación-; si no se consigue dejarlas de alguna manera preparadas para que las lluvias no arrastren el suelo, esto significará pérdida de suelo y la escala de formación del suelo es de milenios. Es un recurso que, si se pierde, va a ser muy difícil recuperar.

Además, está la falta de superficie de evaporación en la costa o zonas cercanas a la costa. En verano, las brisas marinas que se forman en la costa van cargadas de humedad. El sentido de la brisa es del mar hacia tierra. A lo largo de ese recorrido la brisa o el aire cargado de humedad se eleva. Si se encuentra en la parte de tierra con zonas húmedas (un lago, saladar, zonas regadas), la evapotranspiración contribuye a aumentar la humedad y se desatan las lluvias o las tormentas de verano. Si en la zona de la costa no tenemos áreas con zonas húmedas, ese aire pasa por encima de las montañas y se ha perdido la oportunidad de tener una tormenta de verano.

esta zona recibe aguas trasvasadas, ¿por qué este trasvase del tajo-segura es, prácticamente, el más polémico de españa, aunque hay muchos?

En España hay del orden de 15 trasvases. El Tajo-Segura es el último gran trasvase que se ha hecho en el país. Y es un trasvase que ha traído agua de Castilla la Mancha, que en su momento no tenía un gran desarrollo agrícola, a una zona que sí que ha florecido con el agua del trasvase. Ha dado lugar a

Herminia Puerto Molina

Directora del grupo de investigación Agua y Energía para una Agricultura Sostenible de la UMH

una industria agroalimentaria de gran valor añadido. Es problemático porque trae agua de una zona donde realmente lo que se ha ido produciendo a lo largo del tiempo es despoblamiento a una zona que ha florecido con la agricultura.

¿Podría disminuir el volumen del agua trasvasada, como uno de los efectos del cambio climático?

Las previsiones que hay para la zona de la Comunidad Valenciana, o en general para la zona mediterránea, son una disminución de las lluvias en la parte interior y que aumenten, o que aumenten ligeramente o se mantengan, en la zona de la costa, aunque serán de tipo más torrencial. Con lo cual, habrá bastantes problemas en el tema del arrastre y pérdida de suelo por erosión hídrica. Donde están el nacimiento del Júcar y del Segura es donde está previsto que disminuyan las lluvias. Así que, seguramente, los caudales de estos ríos disminuirán con el tiempo.

En el caso del Tajo, si el caudal de los ríos que alimentan sus embalses de cabecera (Entrepeñas y Buendía) disminuye, habrá menos días o meses al año con nivel de agua suficiente para realizar un trasvase.

La Vega Baja es una zona con alto riesgo de dana. el incremento de las dana que se prevé por el cambio climático ¿también podría afectar negativamente a toda la zona de regadío y ayudar justamente a esa pérdida de suelo?

Las inundaciones tienen sus ventajas y sus inconvenientes. Conocemos la pérdida de bienes, destrucción de infraestructura… Pero también puede tener un efecto beneficioso porque lava los suelos y, en una zona como la Vega Baja con tendencia a la salinidad, donde suelos y los acuíferos son salinos, las lluvias como las DANA podrían lavar los suelos y favorecer a la pérdida de la salinidad. Es un tema que está por estudiar. Yo creo que sí que sería interesante tener al menos un proyecto de investigación que se centrara en eso.

“Los cultivos en la Vega Baja han ido cambiando hacia cultivos de invierno, como la alcachofa, porque durante el invierno las necesidades de riego son menores”

¿en su opinión, habrá que despedirse de los frutos típicos de la zona: granadas, limones, naranjos y alcachofas?

Los cultivos en la Vega Baja han ido cambiando hacia cultivos de invierno, como la alcachofa, porque durante el invierno las necesidades de riego son menores. Si los agricultores no van a poder tener agua para llevar al final el cultivo, cambiarán a otros o dejarán de cultivar, aunque los granados podrían funcionar bien sin mucha agua.

¿Qué soluciones existen más allá del trasvase? se ha comentado mucho la importancia de la depuración de las aguas de madrid para aumentar la cantidad de agua que llegue al trasvase. ¿Y sobre la desalinización como posible solución?

Si miramos los porcentajes de uso del agua, en España el 70% se dedica a regadío, la agricultura es la mayor consumidora de agua. Luego entre 18 a 20% se dedica a la industria, y entre un 10 y un 12% se dedica al abastecimiento urbano. Aprovechar un 90% de ese 10% de agua depurada es un 9% del total, es decir, podemos incrementar un 9% el uso del agua. Es más interesante usar las aguas depuradas tras el abastecimiento urbano para el regadío por los nutrientes que puede llevar: los nitratos y los fosfatos, porque son macronutrientes.

Sobre la desalinización, el problema es que la relación sodio-calcio del agua desalinizada no es buena para el regadío porque favorece la sodificación del suelo. Además, el porcentaje de rechazo del boro de las membranas es bajo, con lo cual son aguas ricas en boro, que es un tóxico específico para los cultivos.

En mi opinión, no tendría que contemplarse como recurso habitual.

como experta en eficiencia energética, ¿qué recomendaría a los agricultores de la zona como soluciones?

Yo intentaría incrementar el contenido en materia orgánica del suelo, porque un kilo de materia orgánica es capaz de retener hasta 10 litros de agua. Se puede hacer a base de enmiendas orgánicas, a base de abonado verde o de acolchado de material vegetal como paja o astillas de madera. Y porque disminuye la emisión de óxidos de nitrógeno, que son también gases de efecto invernadero.

¿Qué papel juega la sociedad en esto: pérdida del suelo, malos usos del agua, entre otros factores?

Si la sociedad piensa que producir alimentos en nuestro territorio es importante, que es un valor que tenemos que preservar y que es importante que se pueda seguir produciendo alimentos en nuestro territorio, entonces deberíamos poner los medios para que se pueda seguir haciendo. Si nos da lo mismo como sociedad, pensamos que ya lo importaremos de otro sitio porque tenemos capacidad económica para comprarlo de otros países, pues, al menos, estaría bien tener un plan de reversión de las tierras a su estado, más o menos, natural para no perder el suelo. Porque a lo mejor dentro de algún tiempo, las generaciones venideras pensarán que es importante comer.

¿Qué opina de las acciones que se están tomando a nivel nacional y europeo? ¿son suficientes? ¿Qué otras acciones recomendaría?

Tenemos ya muchas evidencias del cambio climático. Hay que tomárselo en serio, hay que empezar a actuar ya, cuanto antes mejor, porque se nos está cerrando la ventana de posibilidad de actuación contra el calentamiento global. Hace falta más acción, más compromiso. No es una cosa solo individual; es parte individual sí, y parte colectiva, parte de los gobiernos. Tenemos que ser más exigentes con los que toman las decisiones. Necesitaríamos tener un pacto global, lo mismo que se hizo con el agujero de ozono. Que se utilicen soluciones basadas en la naturaleza para infiltrar las aguas de lluvia que caen en las zonas selladas, que los usos del suelo no sigan cambiando y que no aumenten las superficie selladas y construidas.

El efecto del cambio climático no se va a poder evitar: sequía en el Mediterráneo e inundaciones en el centro de Europa y ambas tienen el mismo origen. Es importante que nos pongamos las pilas y que se actúe de forma contundente.

“Sobre la desalinización, el problema es que la relación sodio-calcio del agua desalinizada no es buena para el regadío”

Cómo fabricar un elemento químico

La carrera para encontrar nuevos elementos de la tabla periódica no ha llegado a su fin, pero se ha desacelerado. Hoy en día, los esfuerzos de la comunidad química no se centran tanto en sintetizar nuevas estructuras atómicas como en comprender mejor los elementos súper pesados ya conocidos. Estos elementos se encuentran en las últimas posiciones, del 100 en adelante. No fueron descubiertos, aislados, estudiados y colocados en su lugar, sino que se fabricaron.

Tres minutos después del Big Bang, un electrón comenzó a orbitar alrededor de un protón y dio lugar al elemento químico que hoy denominamos hidrógeno. Después, llegarían otros elementos ligeros como el helio y el litio, pero durante los primeros 380.000 años de vida del Universo, hacía demasiado calor para permitir la existencia de cualquier otro átomo. Todo era una especie de sopa de partículas, hasta que la temperatura bajó de los 2.700ºC y, finalmente, más electrones pudieron empezar a unirse alrededor de un núcleo de carga opuesta. Unos cuatro billones de años después, nos hemos puesto de acuerdo en definir un elemento químico como la forma fundamental de la materia constituida por átomos del mismo tipo. Cada elemento tiene propiedades particulares y se le puede distinguir por tener un número determinado de protones en su núcleo, lo que llamamos número atómico. ¿Todos los elementos son consecuencia de la gran explosión de energía que creó el Universo? No. Están los elementos que se dan de forma natural y los elementos que ha creado la humanidad, en su ansia de imitar el poder mismo de las estrellas.

El método para sintetizar un nuevo elemento químico es, en teoría, tan sencillo como hacer una suma. Pero, en la práctica, es un reto técnico y energético abrumador. El objetivo de la química nuclear es conseguir un isótopo estable al combinar dos isótopos en condiciones extremas, en un proceso conocido como fusión nuclear. Fabricar el elemento 119 requiere tomar un poco de berkelio (número atómico 97) previamente manufacturado en un reactor nuclear y bombardearlo con un rayo de iones de titanio (22) acelerado a una décima parte de la velocidad de la luz. También se

podrían sumar los núcleos atómicos del einstenio (99) y el calcio (20). Si se acierta en la diana, los núcleos de ambos elementos se fusionarán durante 1/10.000 segundos. Las partículas y ondas generadas por la fusión serán suficiente testimonio de que el elemento 119 ha llegado a producirse, pero conseguir que este nuevo isótopo sea estable es tremendamente difícil.

A partir del bismuto (83), los elementos presentan inestabilidad, con la excepción del tecnecio (43) y del prometio (61), que también presentan al menos un isótopo inestable. En estos elementos, las fuerzas que mantienen unido el núcleo de protones y neutrones, llamadas fuerzas de cohesión nuclear, son insuficientes. En ese caso, los átomos se degradan y rompen en isótopos. Este fenómeno produce la radiactividad, que puede darse en forma de rayos X, gamma, electrones, positrones u otras. A pesar de todo, la fila 8 de la tabla periódica -la de los súper pesados o transactínidosse completó oficialmente en 2016 y en los próximos años podría inaugurarse la fila 9.

El visto bueno a los nuevos elementos se da en la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (en sus siglas inglesas IUPAC). Sus normas permiten nombrar el elemento con una referencia a la mitología, a un mineral, un lugar, una propiedad del elemento o una personalidad científica. Algunos de los últimos elementos se han nombrado oganesón (118), nihonio (113) y moscovio (115). El caso del prometio es particularmente curioso. Según la mitología griega, el titán Prometeo robó el fuego del cielo para entregárselo a los seres humanos, lo que provocó la furia de Zeus. Por eso, se consideró a Prometeo introductor del fuego e inventor del sacrificio. La conexión entre el mito y el elemento responde al heroico esfuerzo que se realizó para aislarlo, ya que el prometio no se encuentra en la corteza terrestre y se obtiene de la fisión del uranio (92).

Los primeros elementos artificiales se descubrieron durante la Segunda Guerra Mundial y durante un tiempo se mantuvieron en secreto. Hoy en día los aceleradores de partículas forman parte de la cultura popular, pero la comunidad científica discute sobre la viabilidad de seguir expandiendo la tabla periódica. A partir del hipotético elemento 172, sólo descrito sobre el papel, las leyes de la física empiezan a ser impredecibles. Esto implicaría que, a partir de aquí, la tabla de los elementos dejaría de ser periódica. Las cualidades de un elemento no se podrían suponer en base a la configuración de sus orbitales. Es más, según el modelo de Bohr, cualquier elemento por encima del 137 debería tener electrones más rápidos que la velocidad de la luz. En este mundo atómico, las hipótesis se basan en la física nuclear, donde la relatividad es la ciencia que dicta los movimientos y los tiempos de las partículas atómicas. El físico teórico Richard Feynman propuso el número 137 como el límite de la tabla periódica. Feynman decía que todo físico debía tener ese número colgado en su despacho como recordatorio de las cosas que no sabe.

Agradecemos al catedrático de Química Inorgánica de la UMH Ricardo Mallavia su colaboración como asesor científico para la realización de este artículo.

n Ángeles Gallar

Ciencia en tu Salón

Actividades y experimentos para aprender en familia

Ciencia en tu salón es un espacio de UMH Sapiens que contiene muchas actividades y pasatiempos interesantes relacionados con el mundo científico en castellano, valenciano e inglés. Por ejemplo, retos como el que os proponemos aquí:

Las eLementaLes

El trabajo de siete científicas en el descubrimiento de los elementos químicos

Aunque en su mayoría desconocidas, las aportaciones de las científicas al desarrollo de la tabla periódica han sido múltiples y de gran relevancia, desde el hallazgo de nuevos elementos químicos, al asentamiento de conceptos fundamentales de la química. El artículo ‘The women behind the periodic table’ (Las mujeres detrás de la tabla periódica), publicado en la revista Nature, señala el extenso trabajo realizado por ellas en el laboratorio. Un trabajo que engloba desde el descubrimiento de elementos químicos hasta el desarrollo de teorías científicas novedosas para la época.

Es posible que nombrar a más de una mujer que sea considerada relevante para el desarrollo de la química, y en concreto, de la tabla periódica, se convierta en una tarea difícil. ¿Quiere eso decir que no existen científicas cuyas contribuciones hayan sido de gran importancia en este ámbito?

El profesor del Máster en Historia de la Ciencia y Comunicación Científica UMH-UV-UA Ignacio

Suay-Matallana, quien ha colaborado en el artículo de Nature ‘The women behind the periodic table’ acerca de las contribuciones de las mujeres a la tabla periódica, se muestra convencido de que “existe un gran número de mujeres que han realizado notables contribuciones científicas cuyo trabajo no se conoce, y aún es mayor el número de aquellas que intervinieron en cuestiones relacionadas con la ciencia, la tecnología y la salud”.

MArie Curie (1867-1934), eL rAdio y eL poLonio

Marie Curie es una de las científicas que goza de mayor reconocimiento. Curie fue galardonada con un Premio Nobel en Física y otro en Química por sus investigaciones sobre la radiactividad y el descubrimiento del radio y el polonio.

JuLiA LerMontovA (1847-1919) y Los MetALes deL grupo deL pLAtino

Julia Lermontova estudió química en Heidelberg con Robert Bunsen. Después de que Dimitri Mendeleev elaborase su propuesta de tabla periódica, la científica le tomó el relevo: se encargó de mejorar el proceso aislamiento de los metales del platino con la intención de ordenar los elementos metálicos de dicho grupo, conformado por rutenio, rodio, paladio, osmio, iridio y platino. Obtener los elementos puros es un paso crucial en su identificación, y en consecuencia, su colocación en el sistema periódico. El único relato de su trabajo se encuentra en la correspondencia que intercambió con Mendeleev. Lermontova se convirtió en la primera mujer que obtuvo un doctorado en química en Alemania, en 1874.

MArgAret todd (1859-1918), stefAnie Horovitz (1887-1942) y Los isótopos

El término griego «isótopo» significa «el mismo lugar». Este concepto solucionó el problema planteado por el descubrimiento de numerosos elementos cuya masa atómica era idéntica, y por tanto, no habría espacio para ellos en la tabla periódica, ya que distintos elementos ocuparían el mismo lugar en la tabla. Aunque el nombre «isótopo» fue establecido por el químico británico Frederick Soddy en 1913, fue la médica Margaret Todd quien sugirió el término durante una cena de trabajo.

Por su parte, la química polaco-judía Stefanie Horovitz, del Instituto del Radio de Viena, aportó la prueba experimental de la existencia de isótopos. Horovitz demostró que el plomo podía tener masas atómicas diferentes dependiendo de si se obtenía de la desintegración radiactiva del uranio o del torio.

Irène Curie (izquierda) y su madre Marie Curie en su laboratorio de la Universidad de París en 1925. Fuente: Wikimedia Commons

Julia Lermontova, la primera doctora en Química de la historia. elmercuriodigital.net

Margaret Todd, ca. 1916. National Portrait Gallery, London. Stefanie Horovitz, probó la existencia de los isótopos en 1914 cuando trabajaba en el Radium Institute de Viena. Austrian Central Library for Physics, Vienna

n Mayte García Ríos

Lise Meitner (1878-1968) y eL protACtinio

En 1907, Otto Hahn la admitió como colaboradora no remunerada en el Departamento de Química de la Universidad de Berlín. A pesar de su talento, Meitner tuvo que trabajar en el sótano porque las mujeres no tenían acceso al edificio principal. Durante su colaboración, Hahn y Meitner descubrieron el protactinio mientras investigaban la serie de desintegración del actinio. También investigaron sobre la fisión del núcleo. Sin embargo, en 1939, Hahn no incluyó a Meitner como coautora al publicar los resultados, y en 1945, durante su discurso de aceptación del Premio Nobel de Química, no reconoció el papel crucial de Meitner en la investigación. El elemento de la tabla periódica con número atómico 109 fue nombrado en su honor: Meitnerio.

idA noddACk (1896-1978) y eL renio

El renio fue descubierto en Berlín, en 1925, conjuntamente por la química alemana Ida Noddack y su marido, Walter Noddack. Ese mismo año, Ida se incorporó como investigadora no remunerada al Instituto Físico-Técnico Imperial de Berlín, donde Walter dirigía el Departamento de Química. Al trabajar como invitada en el laboratorio de su esposo, su sugerencia de que el núcleo podía partirse no fue tomada en serio. Hoy en día conocemos ese proceso físico como fisión.

MArguerite perey (1909-1975) y eL frAnCio

A diferencia que el resto de casos nombrados hasta ahora, al francio solo se le asigna una única descubridora: Marguerite Perey, en 1939. Se incorporó al instituto de Marie Curie en París a los 19 años como técnica de laboratorio, bajo la dirección de Irène Joliot-Curie y André Debierne. Cuando Perey descubrió el francio, sus coordinadores no se pusieron de acuerdo sobre quién dirigía sus estudios, así que ninguno de ellos pudo reclamar su papel en el hallazgo. La científica fue directora en el Departamento de Química nuclear de la Universidad de Estrasburgo, y en 1962, se convirtió en la primera mujer en ser elegida como miembro correspondiente de la Academia de las Ciencias francesa.

dArLeAne HoffMAn (n.1926), dAwn sHAugHnessy y Los eLeMentos pesAdos

Actualmente, el descubrimiento de nuevos elementos requiere grandes y sofisticados equipos como los aceleradores de partículas. La química estadounidense Darleane Hoffman dio con el plutonio 244 natural haciendo uso de ellos. Fue la primera mujer en dirigir una división científica en el Laboratorio Nacional de Los Álamos en Nuevo México, donde formó a generaciones de científicas. Una de ellas, la química nuclear Dawn Shaughnessy, lidera actualmente un proyecto sobre elementos pesados en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en California, donde se han descubierto seis elementos (del número 113 al 118).

Estudiar los datos sobre el premio Nobel en química puede arrojar luz sobre la problemática: de 189 premiados, solo 8 son mujeres, lo que supone un 4% de los premiados. Han sido cuatro las científicas galardonadas en esta disciplina durante los últimos 5 años, lo que puede indicar que quizá los tiempos estén cambiando, y con ello las dinámicas sociales dentro de la ciencia. En palabras de Suay-Matallana, “el trabajo de muchas mujeres fue realizado en un contexto científico y social en el que las normas eran decididas por los hombres”. Según el investigador de Historia de la Ciencia, en la actualidad, resulta crucial para el desarrollo de la ciencia luchar por un reparto equitativo de oportunidades en función de la nacionalidad, la edad, el idioma, así como el género.

Lise Meitner

Marguerite Perey. catlakzemin.com

Ida Noddack en el laboratorio. mujericolas.blogspot.com

Darleane Hoffman. © 2010 The Regents of the University of California, Lawrence Berkeley National Laboratory Dawn Shaughnessy en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore. United States Department of Energy

EL SUELO COMO SALvAR LA vidA EN LA TiERRA

El suelo alberga vida y la sostiene. En él viven millones de microorganismos y, por si fuera poco, permite el crecimiento de cultivos que alimentan y plantas que aportan oxígeno. El suelo transforma la muerte en vida. Sin embargo, el uso del suelo sin medidas, hace que poco a poco vaya muriendo. Utilizar de forma sostenible este recurso no renovable es una responsabilidad de las generaciones presentes hacia las futuras. Ante la posibilidad de agotar la capacidad regeneradora del sustrato, varios proyectos de la Uni- versidad Miguel Hernández (UMH) de Elche proponen soluciones que permitan recuperar la vida en la tierra -con minúscula- al mismo tiempo que contribuyan a crear un modelo económico circular de reaprovechamiento de los recursos.

Puede que no parezca tan vital como el aire que respiramos o el agua que utilizamos para beber, lavar o cocinar. Sin embargo, el suelo es uno de los recursos naturales más importantes que permiten la vida en la Tierra. Proporciona nutrientes, agua y minerales para las plantas y los árboles. Sustenta el 90% de toda la producción de alimentos, fibras y combustibles y es el hogar de miles de millones de pequeños animales, bacterias y microorganismos. Adicionalmente, es parte fundamental del ciclo de nutrientes, debido a su capacidad de absorber y almacenar carbono, nitrógeno y fósforo proveniente de la materia orgánica. Además, en la situación actual de crisis climática, al ser un sumidero mundial de carbono, desempeña un papel relevante en las posibles formas de frenar el calentamiento global.

El suelo es un recurso no renovable. No se puede regenerar de forma natural con la rapidez necesaria para cubrir las necesidades de consumo humano. Con la cantidad de actividades que dependen de él, gestionarlo de forma sostenible es importante para aumentar su resiliencia. La disminución de la materia orgánica, la contaminación y la erosión del suelo, merman su capacidad de sostener las demandas de la sociedad.

evitar fertilizantes industriales

Como recurso agrícola, la cantidad de suelo fértil ha disminuido a un ritmo rápido y constante. Con una población mundial de ocho mil millones de personas, la capacidad de los agricultores de cultivar alimentos suficientes se ve comprometida. Trasladar la economía circular al campo puede ser una opción para aumentar la productividad del sector agrícola de una forma sostenible.

El proyecto Agrocompost de la UMH y la Conselleria de Agricultura, Desarrollo Rural, Emergencia Climática y Transición Ecológica de la Generalitat Valenciana tiene como objetivo experimentar con diferentes tipos y métodos de compostaje para descubrir las mejores mezclas para cada explotación. La iniciativa permite elaborar un compost de alta calidad con ingredientes óptimos según los recursos disponibles en cada lugar.

Todo comienza con el interés de los agricultores que solicitan la asistencia de los investigadores de la UMH, quienes visitan la localización y analizan el material orgánico disponible. El agrocompostaje local permite la generación de fertilidad en la propia plantación, recircula los nutrientes del suelo y evita las quemas.

Si bien los abonos comerciales se utilizan para optimizar la producción de la agricultura intensiva a corto plazo, esta práctica afecta la fertilidad y la productividad del suelo a largo plazo. Según el catedrático de Edafología

y Química Agrícola de la UMH Raúl Moral, “los fertilizantes industriales han servido, sirven y servirán para dar de comer a la humanidad, pero tienen un elevado coste energético en su producción y transporte. Además, su uso indiscriminado lidera los impactos sobre la hidrosfera, en forma de nitratos, y sobre el suelo, ya que produce salinización, compactación, etc.”.

La iniciativa Agrocompost cuenta ya con 131 pilotos en 125 municipios de toda la Comunitat Valenciana. Con el estudio de los más de 270 procesos de compostaje con mezclas personalizadas, los investigadores de la UMH han conseguido formular y validar composiciones adaptadas a los sectores oleícola, vitivinícola y hortofrutícola.

de residuo a compost

En esta misma línea, el proyecto NEOCOMP estudia nuevas formas de hacer compostaje local a nivel principalmente urbano utilizando la economía circular como referencia. Una práctica que se ha ido implantando en los últimos años y que ha supuesto un cambio en los modelos de gestión de residuos orgánicos que ven como recurso lo que antes era considerado directamente basura. Hasta ahora, lo habitual en el tratamiento de los residuos, a excepción de algunos considerados como de alto valor, eran las operaciones de ‘recolección y eliminación’. Esto se traduce en la recogida de residuos mixtos urbanos y su posterior eliminación, ya sea en vertederos o por medio de la incineración.

La visión de NEOCOMP es justamente ir más allá de un modelo que se centre en ‘limpiar el desorden’ que dejan los productos que utilizamos y llegan al final de su vida útil. El objetivo es cambiar la percepción de ‘residuo como un problema’ a ‘residuos como recurso’. En este caso, el uso de la economía circular en la producción de compostaje a partir de residuos urbanos no solo permite reducir la contaminación ambiental que deriva de los vertederos a cielo abierto. También, es una oportunidad de recuperar nutrientes esenciales para la producción de cultivos, mejorar el rendimiento de los mismos y reducir el uso de fertilizantes químicos.

Habitualmente el flujo de residuos orgánicos es tratado en instalaciones centralizadas de compostaje a la que llegan los residuos o materiales para realizar, después de su tratamiento, el compost. Sin embargo, existen determinados sectores, como las zonas rurales o semi-rurales, donde la gestión de los residuos orgánicos, en especial los domésticos, se dificulta, ya sea por su recogida o transporte. En este contexto, aparecen nuevos escenarios de compostaje descentralizado, es decir compostaje de proximidad.

El 95% de los alimentos que comemos provienen del suelo

(1) Los agricultores del proyecto Agrocompost comparan la efectividad de sus propias recetas con insumos de otras marcas comerciales. (2) El proyecto NEOCOMP, transforma residuos urbanos en insumos

Sin embargo, la calidad final de un compost depende tanto de los materiales iniciales como del proceso de compostaje desarrollado. Un compost realizado con materiales y métodos no controlados puede presentar unas características a nivel químico que puedan suponer un riesgo para la salud y/o el medio ambiente. El principal objetivo del proyecto NEOCOMP, liderado por las profesoras de la UMH Mª Ángeles Bustamante y Mª Dolores Pérez Murcia, del grupo de Investigación Aplicada en Agroquímica y Medio Ambiente (GIAAMA), es el seguimiento y control de estos nuevos modelo de gestión de residuos orgánicos. Además de la definición de indicadores clave para ser utilizados en nuevas normativas que garanticen la calidad y seguridad del compost obtenido en estos nuevos modelos descentralizados de proximidad. Todo ello para ser utilizado de forma segura en la agricultura.

del mar a la tierra

Si bien la legislación europea está avanzando en cuanto a la reutilización de los residuos orgánicos domésticos, otros potenciales recursos renovables todavía no cuentan con un marco legal de recuperación. Por ejemplo, en España no está permitido utilizar la materia orgánica del lecho marino como abono agrícola. Sin embargo, una alternativa a la problemática de qué hacer con los sedimentos que se dragan habitualmente en los puertos sería aprovecharlos como sustrato natural. Actualmente, la Comisión Europea estudia su viabilidad a partir de nuevos estudios científicos, entre los que se halla el proyecto LIFE Subsed en el que participa el Instituto de Investigación e Innovación Agroalimentario y Agroambiental (CIAGRO-UMH) de la Universidad Miguel Hernández. El objetivo de la iniciativa es utilizar los sedimentos marinos como sustrato ecológico en el crecimiento de cítricos y otros árboles frutales.

Según la ingeniera agrónoma del CIAGRO-UMH Pilar Legua, quien lidera el proyecto en España, además de solucionar el problema de qué hacer con los sedimentos, utilizar los dragados marinos es una oportunidad de abaratar la actividad de las explotaciones agrícolas con un nuevo material rico en nutrientes y sin perjuicio para la salud. No obstante, para utilizar estos materiales es necesario un mínimo tratamiento de los sedimentos en el mismo puerto con el uso de plantas herbáceas.

A raíz de los estudios realizados en la UMH, los investigadores consideran el sedimento marino un material de ‘alto valor’. Creen que es una gran alternativa a los sustratos comerciales habitualmente importados que

suponen un elevado coste. Por una parte, por el precio en sí. Por otra parte, debido al alto impacto ambiental derivado de la contaminación en forma de dióxido de carbono (CO2) que se emite durante el traslado desde sus lejanos puntos de origen. Legua asegura que al utilizar los sedimentos marinos extraídos de los puertos se da “un uso con valor comercial a un residuo que hoy en día genera un problema ambiental a los puertos y muchos gastos para su transporte y depósito en las plantas de residuos”

En esta iniciativa participan, además del CIAGRO-UMH, la empresa de viveros Caliplant, de San Javier (Murcia), junto a varios institutos tecnológicos y empresas de Italia. En el proyecto se ha estudiado cómo se comportan los sedimentos en el tronco, las hojas, los frutos y hasta el agua sobrante del drenaje de los árboles. Todo ello, con el fin de determinar la hipotética peligrosidad de ese material procedente del fondo marino, sin que se haya detectado ninguna consecuencia contaminante.

El suelo es mucho más que tierra inerte. Es un sistema simbiótico complejo de materia orgánica, minerales, gases, líquidos y organismos vivos que generan vida. Según la Organización de las Naciones Unidas, sólo se dispone de suelo cultivable para los próximos sesenta años. La buena noticia es que la situación todavía es reversible y que la ciencia está poniendo su granito de arena para remediar la salud del suelo.

n sQaPP: ¿cuál es la calidad del suelo que pisas? Esta app, desarrollada por el proyecto europeo ISQAPER, en el que participa el laboratorio de Edafología Ambiental GEA-UMH, ofrece datos sobre las características del suelo en una localización determinada, además ofrece sugerencias para mejorar su calidad.

n calculadora de compostaje:

¿cómo hacer tu propio compostaje?

Esta app, desarrollada por el proyecto de investigación y experimentación en compostaje AgroCompost de la Generalitat Valenciana y la UMH, funciona como una calculadora que ayuda a saber las características del compost que se puede hacer a partir de los residuos orgánicos de la cocina o los derivados después de las podas en el jardín.

Toda la capa superior del suelo del mundo podría desaparecer en 60 años, según la FAO

Subsed ha estudiado con un estricto control el comportamiento de los sedimentos marinos en el tronco, las hojas, los frutos y hasta el agua sobrante del drenaje de los árboles.

gigANTESCAS NUbES dE ARENA y pOLvO EN LAS AUTOpiSTAS dEL CiELO

Causas y repercusiones de las intrusiones de aire a nivel global

en la segunda mitad de marzo de 2022, España vivió el episodio de calima más fuerte de su historia desde que se tienen registros. Fue tan intenso que el cielo no era azul, sino que se había pintado de naranja. La calima sahariana había llegado a la península Ibérica por una particularmente intensa intrusión de aire procedente del desierto del Sahara, cargado de partículas del suelo. En la Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche, el profesor José Antonio García Orza estudia la física atmosférica que explica estos grandes movimientos de aire y partículas a lo largo del planeta. Aunque se aprecie como un episodio meteorológico más, quizás molesto por lo que implica en cuestiones de limpieza, en realidad estas intrusiones conectan todos los sistemas de la Tierra, en un flujo constante de nutrientes y microbiota, y tienen efectos sobre la salud y el clima.

La calima se produce en distintas partes del mundo. Se origina en lugares donde el terreno es seco o árido y donde fuertes vientos son capaces de levantar grandes cantidades de partículas y transportarlas a otras zonas del planeta. Un ejemplo visual de este fenómeno se puede ver en la película ‘Misión Imposible 4: Protocolo fantasma’ donde se da una persecución entre los protagonistas, a través de una tormenta de arena conocida como haboob en la ciudad de Dubai (Emiratos Árabes Unidos). Está claro que la escena está hecha para parecer asombrosa y épica, pero es bastante realista. Al menos, meteorológicamente.

El profesor de la UMH explica que “las tormentas de arena y polvo pueden cubrir ciudades enteras en las zonas áridas del planeta y, posteriormente, más mezcladas en la atmósfera, pueden llegar a otros territorios por los flujos de aire en la atmósfera. No son el único proceso que provoca intrusiones de partículas del suelo, sin embargo”.

La función de las ‘autopistas’ del cielo Hay circulaciones en la atmósfera relativamente persistentes, y otras más esporádicas, que funcionan como ‘autopistas’ en el cielo. En el norte de África transportan en direcciones muy específicas las partículas y microorganismos que estén ya suspendidos en el aire por la acción previa del viento y la fuerte insolación.

El Sahara es la principal fuente a nivel global de polvo emitido a la atmósfera. El profesor Orza explica que “el desplazamiento hacia el sur de la corriente en chorro del frente polar, penetrando en niveles altos de la atmósfera sobre el continente africano, provoca la llegada de aire muy frío sobre el norte de África”. El aire polar entra en contacto con el aire caliente de la zona árida a la que llega, su interacción desestabiliza la situación atmosférica allí, origina fuertes vientos y provoca finalmente las grandes intrusiones de polvo que llegan al Mediterráneo o al Atlántico, según la situación atmosférica (la ‘autopista’ que esté activa) sobre el Sahara. En sus últimos proyectos, el investigador de la UMH se ha centrado en efectos de la corriente en chorro polar sobre el norte de África.

Este choque entre una masa de aire fría y otra caliente provoca una inestabilidad conocida como convección, que produce vientos verticales y horizontales. El viento es el movimiento del aire hacia zonas con menor presión. Se genera cuando los rayos del sol calientan la superficie de la tierra, lo que crea vapor y aire caliente que sube en la atmósfera y es reemplazado de forma natural con aire frío proveniente de zonas con temperaturas más bajas. Esto genera un movimiento circular, ya que el aire frío y el caliente comienzan a ‘perseguirse’ entre ellos, lo que forma corrientes de aire que causan el levantamiento de micropartículas y microorganismos que, llevados por borrascas o anticiclones, ocasionan las incursiones de aire a distintas zonas del planeta. “El desarrollo de borrascas cerca del norte de África, más frecuentes en primavera y otoño, crea flujos de aire intensos desde el Sahara hacia el norte que transportan y esparcen el polvo por toda la península Ibérica. En verano, estamos sencillamente inmersos en la propia masa de aire africana, dentro de un gran anticiclón, que contiene partículas suspendidas en el aire”, comenta el investigador de la UMH.

¿cómo llegan las partículas a la atmósfera?

Los haboobs no están compuestos solo por arena y polvo: además de miles de millones de partículas del suelo, hay trozos microscópicos de materia vegetal, esporas, bacterias, virus, insectos, etc., que se incorporan a la atmósfera de diferentes maneras. El profesor Orza explica, asimismo, que existen tres maneras en las que las micropartículas y los microorganismos pueden llegar a la atmósfera.

La primera es por la acción del viento sobre la superficie, terrestre o marina, en suelos poco cohesionados o donde la actividad humana ha distorsionado la superficie, como la agricultura o las obras públicas; lo mismo pasa en el mar, donde se levanta el llamado sea spray (microgotas formadas por sales, agua y otros compuestos orgánicos).

La segunda forma en que llegan a la atmósfera es por emisiones directas, de volcanes, incendios y de la actividad humana. Los volcanes, los incendios y los procesos de combustión en la industria o el transporte lanzan ceniza, otras partículas y gases de forma constante a la atmósfera. Estos restos pueden afectar al ecosistema y a elementos mecánicos, como a las turbinas de los aviones en el caso de la ceniza volcánica.

El último mecanismo por el que las partículas pueden estar presentes en la atmósfera es mediante la conversión de gas a partícula sólida a través de la nucleación, el nacimiento de pequeños cuerpos sólidos en un fluido homogéneo, y de la condensación, el cambio de estado de la materia de gas a líquido.

Durante el tiempo en que las partículas están en la atmósfera sufren modificaciones físicoquímicas hasta su última fase, en la que vuelven a la superficie por sedimentación o arrastradas por precipitación ya sea de lluvia o nieve.

“Cuando el polvo y la arena quedan suspendidos en el aire, se encuentran con corrientes atmosféricas; éstas funcionan como caminos o autopistas que transportan las partículas de un sitio a otro”

Los haboobs y su relación con las tormentas Ahora bien, los haboobs se generan en la fases finales del desarrollo de una tormenta convectiva que, según el investigador de la UMH, “empieza ascendiendo aire cálido y húmedo por convección, que condensa al enfriarse y forma nubes, se intensifican las corrientes verticales de forma que estas se desarrollan en vertical y llegan hasta la tropopausa”.

Cuando las gotas son suficientemente grandes, comienza la precipitación. La lluvia, que se descarga sobre un terreno muy caliente, se evapora antes de llegar al suelo y crea el fenómeno conocido como ‘virga’ o ‘lluvia fantasma’. “Cuando esto sucede, el aire se enfría repentinamente y crea vientos intensos hacia abajo que al colisionar con el suelo se extienden en la horizontal con un frente turbulento, movilizando las partículas y microorganismos del suelo”, explica el profesor Orza. La combinación de estos fuertes y fríos vientos, con todas las partículas que levantan, crea nubes kilométricas de polvo que pueden cubrir ciudades enteras y tienen un impacto significativo sobre los ecosistemas y la salud de las personas.

¿Qué efectos tienen en los lugares donde llegan?

La calima es considerada como un factor fertilizante de la naturaleza por la cantidad de elementos minerales que son depositados en un entorno y nutren la superficie terrestre y la marina. Es un fenómeno que tiene muchos efectos positivos para los ecosistemas, pues algunas bacterias de una zona específica utilizan como alimento a esos microorganismos que llegan por aire, lo que fortalece el bioma de la zona e impide que estos se desarrollen.

La mayoría de los minerales que traen consigo estas intrusiones de aire, como el hierro y el fósforo, fertilizan las plantas tras caer, pues intervienen en muchos de los procesos esenciales para las plantas. Un ejemplo claro lo vemos en el Amazonas, donde se ha demostrado que la calima sahariana fertiliza muchas de las zonas en la que es depositada cuando llega por aire. La biomasa del Amazonas necesita del fósforo de los desiertos africanos para mantenerse. Además, esto también incluye a los mares, pues la llegada de hierro genera crecimientos masivos de plancton que sirven como alimento para muchos peces, lo que mejora los ecosistemas marinos.

No obstante, no hay que dejar de lado los efectos negativos que tienen las intrusiones de aire con polvo para la salud de los seres humanos, sobre todo, de los que tienen problemas previos cardiorrespiratorios.

“La entrada de estas masas de aire con carga de polvo aumenta el número de ingresos hospitalarios y de muertes por enfermedades cardiorrespiratorias”, comenta el profesor de la UMH, mientras explica cómo la sedimentación (la acumulación por deposición en la superficie terrestre de elementos sólidos de la atmósfera) y la formación de las lluvias de

barro cuando las partículas son arrastradas por las precipitaciones afectan a algunas infraestructuras y a los paneles fotovoltaicos, y nos hace ir a lavar nuestros vehículos tras cada uno de estos episodios. Hay otro problema ligado a la entrada de estas masas de aire: la reducción en la visibilidad y su efecto en el transporte.

Además, los efectos actuales del cambio climático empeoran estas intrusiones de aire, pues el reciente aumento de la temperatura de la atmósfera ha disminuido la superficie de ríos y lagos y esto, a su vez, ha generado sequías en distintas partes del planeta.

“Todo lo que sea sequía y pérdida de la estructura del suelo facilita la erosión por el viento”, explica el profesor Orza, quien añade que “en África ya llevan años con una menor sequía al sur del desierto del Sahara (el Sahel), pero con una mayor al norte, lo que puede afectar más a la península Ibérica por su cercanía”.

El cambio climático puede afectar a la frecuencia con la que se producen ciertas circulaciones en la atmósfera y que estas provoquen, a su vez, tormentas de polvo o vientos más fuertes que pueden ser transportadas al Mediterráneo, a Europa o al continente americano a través del Océano Atlántico de una forma más habitual.

medidas para contrarrestar los efectos negativos

Esta situación ha llevado a que algunos países afectados empiecen a desarrollar medidas para contrarrestar los efectos de la movilización masiva de las partículas del suelo y su entrada a la atmósfera.

En esta línea, el profesor de la UMH explica que “la única forma que se tiene para contrarrestar los efectos es a través de medidas relativamente pasivas”, y menciona algunos ejemplos: “Lo que han hecho Estados Unidos, Australia y China ha sido cubrir parte del suelo con vegetación para reducir la superficie erosionable y utilizar barreras vegetales para cortar el viento y evitar el levantamiento de micropartículas y microorganismos en esa zona”. China fue el primer país en implementar estas medidas a gran escala después de ver la cantidad de polvo y arena que provenía del desierto Maowusu, por lo que comenzaron a plantar vegetación para crear una barrera natural que protegiese autopistas, suelos, vías de trenes o ferrocarriles y, a su vez, que le devolviese la vida al desierto mientras reduce la erosión natural del viento.

Ahora, cuando estén en casa y deban barrer el polvo que entró por el balcón o cuando deban lavar el coche por la cantidad de tierra acumulada en su parabrisas o cuando vean una tormenta de arena en alguna película, podrán pensar en la cantidad de micropartículas y también microorganismos que están viendo y en el largo viaje que han realizado por el aire para llegar hasta donde están.

“Nosotros respiramos una mayor cantidad de polvo y microorganismos cuando nos llega una intrusión, y se produce un incremento en los ingresos hospitalarios y en el número de muertes por esta causa”

Ké Water Drinks

La start-up Ké Water Drinks (KWD) del Parque Científico de la Universidad Miguel Hernández da el salto al mercado. Ahora sus bebidas arte sanales, aptas para personas veganas, celíacas e intolerantes a la lactosa, pueden adquirirse desde cualquier punto de la península ibérica a través de su sitio web. Se trata del primer obrador urbano - o taller artesanal - de kéfir de agua en España.

El kéfir de agua es una bebida artesanal fermentada a partir de una simbiosis de bacterias y levaduras (SCOBY), o más comúnmente llamados nódulos o tíbicos, junto con una disolución de agua y azúcar de caña que es eliminado casi en su totalidad tras la fermentación. Los probióticos son bacterias como el Lactobacillus o Bifidobacterium pueden tener efectos beneficiosos para la microbiota o la flora intestinal.

Carla Bernabeu, directora ejecutiva de KWD, cuenta cómo su kéfir de agua puede ayudar a mejorar patologías como las asociadas con la descompensación de los niveles de colesterol, las digestiones o a una mejora del sistema inmunitario, además es baja en azúcares y kcal. Esta bebida se presenta como una alternativa a los refrescos naturales cuyo objetivo es ayudar a contribuir en el bienestar de las personas.

Son botellas de kéfir de agua con diferentes sabores - na tural, a limón e hibisco, fresa y lima - de 250 ml con hasta 25 mil millones de bacterias probióticas. Además, también son ricas en enzimas digestivas, ácidos orgánicos, vitaminas, minerales y nutrientes buenos para nuestro intestino. Esta start-up nació en 2022 y fue uno de los proyectos ganadores de la décima edición del Maratón de Creación de Start-ups UMH y de la 3ª edición del programa Altea Emprende. También fue seleccionada para la segunda convocatoria de Acelera UMH.

AVATAR Director: James Cameron (2009)

Manuel Sánchez Angulo Profesor de Microbiología UMH

Un Biólogo en el Cine

En el año 2009 el director James Cameron volvió a sorprendernos a todos con una película de ciencia-ficción en la que utilizó la tecnología cinematográfica más avanzada de la época para recrear un mundo alienígena totalmente nuevo. A diferencia de la Tierra, el mundo de Pandora posee una biodiversidad extraordinaria y los seres que lo habitan parecen mantener una especie de equilibrio natural entre ellos y los ecosistemas que habitan. El argumento de Avatar es relativamente sencillo y ya lo hemos visto en otras películas: una cultura indígena que habita un paraíso natural ve su existencia amenazada por la llegada de unos colonizadores provenientes de una civilización mucho más avanzada. Pero en Avatar lo importante no es lo que cuenta, sino cómo está contado. James Cameron sabe muy bien cómo entretener a los espectadores y darles aventura, emoción y diversión cuando se apagan las luces de la sala de proyección. No es de extrañar que recaudase 2.923 millones de dólares, doce veces más de lo que había costado su realización.

Como suele ser habitual con las películas de ciencia-ficción, al poco de su estreno aparecieron diversos artículos que se dedicaron a comentar y discutir si un mundo como Pandora podría ser posible desde el punto de vista científico. Uno de los temas más recurrentes fue si podría existir el ‘unobtanium’, el mineral con propiedades antigravitatorias que permite la existencia de las montañas flotantes (el nombre es una broma cinematográfica, ya que significa que ‘no se puede obtener’). Pero también hubo muchos más que trataron los aspectos biológicos y evolutivos del mundo de Pandora. Por muy extraño que Pandora pueda parecernos, en realidad ha sido imaginado por una mente humana, y podemos encontrar muchísimas similitudes con los ecosistemas de nuestro planeta. Vamos a comentar algunas de ellas en plan ‘biofriki’.

El principal aspecto biológico de Avatar es que el planeta Pandora es una recreación de la hipótesis Gaia formulada por James Lovelock en 1972. Lo que plantea dicha hipótesis es que todos los seres vivos establecen una sinergia entre ellos y con el planeta para formar un sistema complejo y autorregulado que ayuda a mantener y perpetuar las condiciones de vida. En la película Avatar eso queda muy bien reflejado con los ‘puertos USB biológicos’ que tienen los Na’vi en sus coletas, y que les permiten conectarse con los otros seres vivos de Pandora como los neoequinos, los ikranes voladores o el enorme Turuk. Otro ejemplo es la conexión que establecen los Na’vi con el Árbol de las Almas a través de sus hojas y sus micorrizas bioluminscentes. A primera vista, en el planeta Pandora cada ser vivo se comporta de manera darwiniana - comer o ser comido, reproducirse y dejar descendencia - pero llegado el caso, la conexión es tan efectiva que la biosfera de Pandora se comporta como un mega-superorganismo capaz de actuar frente a amenazas externas como los invasores terrícolas.

Sin embargo, en el mundo real, la hipótesis Gaia no casa muy bien con la actual teoría evolutiva, ni tampoco con la geología. No hay evidencias de que los ecosistemas terrestres se comporten así. Lo bueno que tiene dicha hipótesis es que ha permitido considerar un enfoque más holístico en los abordajes experimentales y que en los estudios biológicos siempre hay que tener en cuenta que el todo es mayor que la suma de las partes. Lo malo, que muchos se la han tomado como una especie de religión debido a su carácter teleológico. Por cierto, a la hipótesis Gaia se le contrapone la hipótesis Medea, que considera que la vida es un superorganismo autodestructivo y suicida. Teniendo en cuenta el comportamiento de los humanos con respecto al medio ambiente me parece que es una hipótesis con cierta verosimilitud.

Volvamos al planeta Pandora y los Na’vi. ¿Podrían existir esas conexiones tan profundas con otro ser vivo? En nuestro planeta también hay conexiones muy íntimas entre seres vivos totalmente distintos. Por ejemplo, nosotros convivimos con nuestra microbiota, el conjunto de miles de especies de bacterias que sobre todo viven en nuestro intestino. Las leguminosas son capaces de crear una simbiosis mutualista con las bacterias de forma que las primeras alojan en sus raíces a las segundas y éstas consiguen fijar el nitrógeno de la atmósfera para que la planta haga sus propias proteínas. En otras plantas lo que hay es una interacción entre las raíces y las micorrizas de los hongos del suelo para así aumentar la captación de nutrientes y de agua. En los mares, el pez payaso encuentra refugio entre las anémonas, a las que limpia de parásitos. Pero los ejemplos de simbiosis terrícolas palidecen frente al funcionamiento del puerto bio-USB de los Na’vi.

En la Tierra, todas las interacciones simbióticas implican un reconocimiento a nivel molecular que requiere un cierto tiempo. Con el puerto bio-USB ese reconocimiento no solo es instantáneo, sino que además permite controlar perfectamente al animal al que el Na’vi se conecta. Por si fuera poco, también sirve para conectarse a las plantas y así transferirle memorias y sentimientos de manera similar a lo que nosotros hacemos cuando mandamos nuestras fotos a la “nube”. Los bio-USB incluso sirven para transferir la consciencia de un cuerpo a otro como podemos ver cuando llevan a los cuerpos de la doctora Augustine y de Sully al Árbol de las Almas. La tribu forma en círculo uniéndose mediante sus bio-USB y a su vez se unen al Árbol de las Almas mediante unas micorrizas fluorescentes. Poco a poco empiezan a aparecer un fenómeno de bioluminiscencia pulsante según la unión de los Na’vi con el Árbol de las Almas se va haciendo más estrecha. En la Tierra hay un ejemplo microbiano muy similar con las bacterias bioluminiscentes de la especie Vibrio fisheri que viven en simbiosis con una pequeña sepia que vive en Hawái y que tiene el nombre de Euprymna scolopes. La sepia acumula a las bacterias en una especie de órgano situado en su parte ventral y cuando éstas llegan a un cierto nivel de concentración sintetizan una molécula luminiscente. Es lo que se conoce en microbiología como ‘Percepción de quorum’ (quorum-sensing). Otro ejemplo de interacciones se da en las comunidades bacterianas de los sedimentos marinos. Se ha encontrado que son capaces de transportar energía eléctrica a través de nanocables sintetizados por las bacterias, estableciendo una suerte de ‘simbiosis eléctrica’.

Y no podemos terminar sin comentar precisamente la tecnología que da título a la película. El ‘avatar’ es un ente biomecánico controlado a distancia por una mente humana. Cuando se estrenó la película hace ya trece años, ya había diversos grupos de investigación intentando desarrollar interfaces que permitieran una conexión directa entre el cerebro y los mecanismos de control de un brazo robótico. A día de hoy, los avances que se han hecho en ese campo, ya permiten incluso el control de exoesqueletos completos por personas con movilidad reducida debido a lesiones medulares, como por ejemplo el proyecto WALK realizado por la Universidad Miguel Hernández. Quién sabe cuántos avances más tendremos en la próxima década.

Comunicación Científica

La columna de Santi García

Conocemos muchos números. Los matemáticos incluso conocemos infinitos, hasta infinitos tipos de infinitos… Pero no he venido a presumir, porque estoy sensible. Me acabo de dar cuenta de que estamos cometiendo una gran injusticia con el número 1. No sé si te has fijado, pero los números primos pasan de él. Cuando se habla de divisiones, el 1 sufre, le hacen bullying porque no es como los demás. El 1 sólo es divisible por el 1 y por él mismo, evidentemente. Vamos, que cumple la definición de número primo. Pero no se le considera por igual. ¡No es un número primo! Y es una excepción por culpa del dichoso Teorema Fundamental de la Aritmética.

Te lanzo el teorema, así, a pelo… El teorema dice y demuestra que todos los números naturales se descomponen de forma única en múltiplo de primos. Que sea única hace que el 1 sea un bicho raro. Porque el número 1 multiplicado por cualquier otro número se queda igual. Como cuando a mi gato le doy brócoli. Nada de nada. El 1 con la multiplicación y con la división es neutro: homeopatía. Por tanto, para descomponer un número, podría poner el 1 multiplicando las veces que quiera. Es decir, 28 podría ser igual a 2x2x7, a 1x2x2x7, a 1x1x2x2x7x1, a 1x1x1x2x1x2x7x1x1, etc. Con el 1, la unicidad se pierde en el producto de primos. Y por eso es tan especial y lo dejamos que juegue como número, pero no lo dejamos que sea un número primo. Y se decidió así, por consenso (ya podrían aprender los políticos).

Igual no te impresiona un Teorema o que el número 1 no sea primo, ¿para qué te va a servir eso? Pues los bichos nos pueden dar una pista, al menos las cícadas, la familia de insectos de la cigarra. Las cigarras han sido estereotipadas como animales despreocupados y bohemios, por la fábula de La Fontaine. Y se descubrió hace unos años que no sólo son cooperativas y previsoras, sino que además puede que sepan matemáticas.

Las larvas de las cigarras se entierran en el suelo y sobreviven años con los jugos de las raíces de los árboles. Pasan unos años, un tiempo muy concreto, y simultáneamente salen millones de ninfas, buscan un lugar elevado e intentan reproducirse antes de morir. Ese es el ciclo vital de las cigarras. Lo interesante de esto es el número de años que tardan en salir al exterior. El ciclo vital en la Magiciada tredecim es de 13 años, y en la Magiciada septendecim es de 17 años. Ambos números son primos. Puede parecer un capricho del azar, pero esto permite a las cigarras escapar de sus depredadores y tener mayor índice de supervivencia y reproducción.

El peligro para la cigarra estaría en encontrarse con un parásito con un ciclo de vida de varios años. Si el parásito apareciese cada 2 años, la cigarra correría peligro cada 26 años en la primera (tredecim) y 34 años en la septendecim. Si fuera un periodo de 3 años, la coincidencia se alargaría más: 39 y 51 años. Y así, dependiendo del ciclo del parásito, no coincidirían el parásito y la cigarra en todas las generaciones a no ser que fuesen del mismo tiempo que la cigarra o de justo 1 año. El tener un número primo a tu lado tiene sus ventajas, y la naturaleza nos sorprende a veces con matemáticas camufladas. Estos insectos están aprovechando el Teorema Fundamental de la Aritmética para sobrevivir, y aunque haya costado al 1 dejar de ser un número primo… ¿A quién le importa? Ala, ya he vuelto a ser un insensible. Malditos números .

Las cigarras usando los números primos

↪@SantiGarciaCC Santi García Cremades, matemático, divulgador y profesor de la UMH.