El libro electrónico (e-book) de 1.949 a 2.011.

El antepasado de los "libros electrónicos" nació en España en 1.949 de la mano de Ángela Ruiz Robles, maestra e inventora que se adelantó 50 años a "la industria".

INTRODUCCIÓN E HISTORIA SOBRE EL LIBRO ELECTRÓNICO ACTUAL.

Libro electrónico "Kindle 3" de Amazon.

Esta claro que los libros electrónicos además de ser un negocio muy lucrativo a medio y largo plazo, ya que aun tan solo se ha empezado a vender una parte mínima de lo que se venderá dentro de 10 años, también serán en el mismo plazo una herramienta muy útil en diversos campos pero concretamente en el campo de la formación ya que se podrá incluir todos los libros que un alumno necesite en toda su vida en un libro electrónico con un peso mínimo y con una batería capaz de durar días sin necesidad de ser recargada, pero hasta llegar a esta realidad en formación, han sido necesarias varias personas en la historia sin las cuales tal vez este panorama actual no seria posible.

La digitalización de los libros fue un proceso que comenzó en Estados Unidos en el año 1.971 bajo el nombre de: "El Proyecto Gutenberg", y de la mano de "Michael Hart" que en aquel tiempo era un estudiante de la "Universidad de Illinois" (Chicago, EEUU). El proyecto en cuestión partía de la idea de poder crear una biblioteca como las de siempre, solo que en lugar de utilizar libros de papel, usando los recientemente incorporados a la vida cotidiana ordenadores, para de esta forma poder compartir "copias digitales" de los libros de forma rápida y barata ya que un mismo libro podría ser leído por cientos o miles de personas a la vez, algo imposible para un ejemplar en papel. El primero de estos libros digitales o "eText #1" (texto electrónico número 1) como fue llamado, se creó en 1.971 y fue la "Declaración de Independencia de los Estados Unidos" ya que resultó que dicho libro se encontraba normalmente en la mochila de Michael Hart y por ello fue el escogido para la "prueba piloto", quizás porque era el que estaba "mas a mano", o tal vez en un "golpe" de patriotismo, quien sabe, aunque poco importa realmente ya que fue el primero de una larga lista que se ha ido ampliando durante décadas y que ha llegado hasta nuestros días ya que actualmente dicho proyecto sigue en activo y se añaden miles de libros nuevos cada año que están a disposición de cualquier persona a través de Internet.

Tener libros digitalizados es vital por supuesto y un tesoro de incalculable valor a nivel cultural ya que se puede tener copias de seguridad de los libros en múltiples lugares y prácticamente a coste cero, pero para que este nuevo formato de libros pudiese llegar al gran público no se podía depender de la lectura en una pantalla de ordenador, y menos en las pantallas existentes en aquel tiempo, para ello hacia falta tener dispositivos móviles donde poder leer estos libros de forma electrónica pero con un aspecto lo lo mas parecido posible al natural.
Por ello, en el año 1.997 se comienza a investigar la llamada "e-ink" o tinta electrónica, con la capacidad de poder "dibujar" o representar una pagina de un libro y no borrarse aunque este se desconecte de la electricidad, al contrario que ocurriría con cualquier pantalla, por explicarlo de una forma sencilla. Mientras tanto, en 1.998 salieron al mercado los primeros libros electrónicos, pero como aun no estaba disponible para el mercado la "tinta electrónica" estos salieron con pantallas LCD monocromáticas (pequeñas pantallas "de ordenador" planas y en blanco y negro) con las limitaciones a nivel de consumo de energía y molestias visuales que conlleva usar este tipo de pantallas, pero bueno, fueron las primeras y de alguna forma había que empezar con los "e-books" o libros electrónicos. En el año 2.000 el genial novelista Stephen King publicó su novela "Riding Bullet" únicamente en formato electrónico con idea de impulsar esta nueva tecnología. Al fin en 2.002 se presentó la tinta electrónica tras aproximadamente 5 años de desarrollo en el famoso "MIT" (Instituto de Tecnología de Massachusetts, EEUU) aunque hasta 2 años después no llego a la fase de comercialización, al fin en 2.004 los "e-books" empezaron a incorporar la tinta electrónica y el desarrollo de estos aparatos empezó su verdadero "despegue" con un empujón especialmente importante por parte del gigante de venta de libros (entre otras cosas), "Amazon" y a su lector de libros "oficial" el ya mítico "Kindle" que salió al mercado a finales del año 2.007 y que desde entonces ha sido líder de ventas en todo el mundo hasta el año 2.010 donde la aparición del iPad de Apple ha hecho tambalearse el mercado cambiando "las reglas" del juego para siempre. (aunque como dijo "Enrique Bunbury": "para siempre me parece mucho tiempo", y en la informática y la electrónica nunca hay un “punto y final” sino mas buen muchos “puntos y aparte”.)


"DOÑA ANGELITA", UNA AUTÉNTICA VISIONARIA.

Pero si fue en 1.971 cuando comenzó el despertar de la palabra escrita hacia "los caminos digitales", ya hacía algo mas de 20 años que una mujer española, gallega para mas señas, se había adelantado sin saberlo aproximadamente unos 50 años a la industria ya que en 1.949 patentó lo que podríamos denominar el "abuelo" de los actuales libros electrónicos. En aquel caso, no era electrónico, mas bien mecánico, eléctrico, y neumático (impulsado por aire a presión), pero a efectos prácticos se trataba de un pequeño libro, con "botones" donde un alumno podía elegir entre varias opciones haciendo que el libro mostrase bajo un cristal de aumento (a modo de lupa) distintas laminas donde se encontraba escrita la información deseada.
El nombre de esta mujer era Ángela Ruiz Robles (1895-1975) aunque se la conocía como "Doña Angelita", era una maestra de escuela del Ferrol (La Coruña, Galicia) que tenía una gran pasión por su labor de enseñar hasta el punto de concebir esta idea revolucionaria de un libro hecho con las mas modernas tecnologías de la época que pudiese aportar tres ventajas fundamentales, por un lado, permitiría reducir el peso de las mochilas de los niños ya que en un único libro se podrían almacenar varias materias, por otro lado sería una forma de hacer mas interesante el aprendizaje mediante el uso de un moderno aparato que sin duda llamaría la atención de los alumnos y por último este invento también permitiría adaptar la enseñanza a cada alumno de forma personalizada dependiendo del nivel de cada uno.
Doña Angelita llego a recibir la "Cruz de Alfonso X el Sabio" por su aportación a la ciencia ya que a lo largo de su carrera llego a escribir hasta doce obras de carácter científico y ni que decir tiene que fue una de las pocas inventoras de la época y además orgullosa de su tierra ya que incluso intentaron comprar su patente del "libro mecánico" desde Estados Unidos pero ella rehusó venderla porque no quería que su invento saliese de su lugar de origen.

Ángela Ruiz Robles y su libro mecánico.

EL PRIMER LIBRO "ELECTRÓNICO" (MECÁNICO) DE LA HISTORIA.

Pero ¿como era y como funcionaba este libro? La verdad es que esta era la pregunta que realmente me intrigaba y para ello he localizado la patente original que a continuación veremos en varias imágenes donde mecanografiado (tal vez por la propia Doña Angelita... ¡que emocionante ver este tipo de documentos!) viene una descripción del funcionamiento así como un esquema del mismo con la relación y numeración de las partes, desgraciadamente la patente corresponde al primer modelo de los dos que al parecer existieron del libro y las fotos que vemos en color son de la otra versión y el funcionamiento no es el mismo, en la patente original, como se puede apreciar en la imagen, se habla de "5 laminas u hojas" donde está la información, estas se dedicaban para conocimientos básicos (lectura, escritura, y cálculo) y en las fotos en color se aprecia que la información estaba contenida en tres bobinas que al parecer se utilizaba para las materias mas avanzadas (una bobina para cada materia) al tener mas capacidad de almacenamiento en el mismo espacio. Desgraciadamente no he podido encontrar los planos de la versión con las bobinas, habría sido curioso ver un esquema de funcionamiento, pero al menos ver el original creo que resultará emocionante para los amantes de la ciencia y la tecnología.

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Monográfico: Energía Nuclear.

INTRODUCCIÓN.

El objetivo de este monográfico no es explicar de forma "super técnica" todos los entresijos de la energía nuclear, para eso tan solo tenéis que "copiar y pegar" en "Google" los títulos que pongo en cada párrafo y buscar una definición en la "Wikipedia" o similar. No es ese mi objetivo, mas bien quiero de una una forma sencilla poder explicar "para todos los públicos" en que consiste la energía nuclear, primero porque es un tema de gran importancia, segundo porque es un tema que me apasiona, y tercero porque desgraciadamente se ha puesto "a la orden del día" por los recientes acontecimientos sucedidos en Japón.

Nota: No obstante he creado un "anexo" a este monográfico con explicaciones mas elaboradas a la par que sencillas para el que esté interesado, pero como digo lo pondré en un "anexo" fuera de este monográfico para no hacerlo demasiado extenso, para ver dicho "anexo" tan solo tenéis que hacer clic en enlaces como este que iré mencionando en distintos puntos del artículo.


¿CÓMO FUNCIONA UNA CENTRAL NUCLEAR?

Pues aunque parezca mentira, y estoy convencido que muchas personas no lo sabrán y les sorprenderá, una central nuclear al final no es mas que "una máquina de vapor que hace girar una manivela" ... ¿cómo? dirán algunos. Pues si, así de simple, se trata de utilizar un mineral, el uranio para mediante un proceso físico (la fisión nuclear) calentar agua hasta convertirla en vapor, este vapor mueve una turbina (como un rió mueve las aspas de un molino) y esta hace girar un alternador (como en los coches o "parecido" a las dinamos colocadas en las ruedas de la bicicletas) que produce finalmente la electricidad.
La verdad es que resulta como poco curioso pensar en que tenemos que utilizar una tecnología tan compleja (que lo es, aunque lo haya explicado así) y tan peligrosa como esta para al final hacer algo tan simple como "darle vueltas a una palanca" (permítaseme la expresión incorrecta "palanca") pero es así...



¿REALMENTE NECESITAMOS CENTRALES NUCLEARES? ¿NO PODRÍAMOS "QUITARLAS" Y USAR "EL VIENTO Y EL SOL" COMO FUENTE DE ENERGÍA?

Esta es una pregunta que he oído varias veces en los últimos días a colación de los desgraciados acontecimientos acontecidos en Japón.
Bien, veamos el porqué realmente no podemos prescindir de las centrales nucleares hoy día.

La respuesta la voy a dar mediante 3 puntos: Producción, Precio y Contaminación.







Producción:



Central nuclear de Fresno (California, EEUU.)
El resumen es el siguiente: Necesitamos muchísima energía en los países desarrollados y la única forma que conocemos de producirla de forma continua, durante el día y la noche, y sin que pare ni un solo instante, o sea, como digo, "realmente de forma continua", es con la energía nuclear.
¿Por qué digo eso de "realmente de forma continua? Porque es precisamente el problema que tienen la energía solar (tanto térmica como fotovoltaica) y la eólica (del viento) que depende totalmente del clima, puede hacer viento, o no, y puede hacer viento con mas o menos fuerza. Y en el caso del sol aun es peor, porque solo hay sol durante el día, por la noche evidentemente no hay, y aun así, durante el día, si se nubla se puede perder una gran parte o incluso toda la producción de energía. En una central nuclear no ocurre eso, la producción de energía “puede” ser siempre del 100% las 24 horas del día los 365 días del año, y eso amigos, para nuestra sociedad es una necesidad total y absoluta. Pero si alguien no comprende del todo el matiz de esto se lo resumiré de una forma muy sencilla, el problema de todo esto radica en que la electricidad no se puede almacenar, no es como el agua que se guarda en un pantano o una presa y se usa según va haciendo falta, no, la energía eléctrica hay que producirla "toda" se use o no se use, y la que no se usa, se pierde ya que no se puede almacenar (en la practica porque en teoría si que se podría con medios de última generación) si se pudiese almacenar no habría "tanto" problema porque se podrían crear grandes "depósitos" de energía alimentados por el sol y el viento al menos en su mayoría y que las grandes ciudades se alimentasen de esos depósitos, pero por desgracia, esto no funciona así. Creo que con esto ya debe quedar claro este primer punto.


Precio:
Aunque siempre se dice que la energía nuclear es muy cara y que si las centrales nucleares fuesen privadas no podrían existir porque no son rentables, la realidad es que no son tan caras "como tal" ya que aproximadamente el 70% del coste de mantenimiento de una de estas centrales se gasta en seguridad por lo que el coste real no sería tan alto si se consiguiesen medidas de seguridad mas económicas. Lo que es en si el combustible, o sea el uranio, no es tan caro como por ejemplo el carbón, el gas o el petróleo que actualmente se usan para producir electricidad en otros tipos de centrales. Ahora bien, el coste de construcción de una central nuclear es tremendamente alto y esto además del alto precio del mantenimiento por las altas medidas de seguridad es lo que finalmente dificulta la rentabilidad económica. Se estima que para que una central nuclear pueda ser rentable, ha de ser construida por aproximadamente “1.500 millones de euros” (hablamos de una central de 1.000 MW), aunque realmente esa cifra de momento está lejos de conseguirse ya que las últimas centrales terminadas han acabado costando mucho mas de lo presupuestado, por los retrasos y problemas varios, con un coste final de hasta 4.000 millones de euros en algún caso, y es justo esto lo que hace de la energía nuclear una opción cara. Hay que conseguir por todos los medios que las centrales se puedan construir de forma mas eficiente con un coste razonable para aumentar la rentabilidad. Finalmente otro coste que también hay que tener en cuenta es que tras los 20 o 30 años que la central nuclear pueda estar operando, habrá que proceder a su desmantelamiento, este proceso "dura años" y por ello es extremadamente caro, aunque normalmente este último proceso no se tiene "tanto" en cuenta a la hora de hablar de la rentabilidad de la central.

Nota: Para saber cuanto debería costar como "máximo" una central nuclear, partimos de que cada "kilovatio" de potencia instalada no debería superar los "1.500" euros, siendo así tan solo hay que multiplicar la potencia instalada por "1.500" para obtener la cantidad (en euros) que no debería ser sobrepasada para no salirnos del umbral de rentabilidad.
(Ejemplo: Una central de "1.000 MW" produce 1.000.000 de kw/hora y eso multiplicado por "1.500 euros" nos da "1.500 millones de euros.", ese debería ser su precio "máximo" de construcción)

Contaminación:
Pues este punto es sencillo de entender, una central nuclear lo único que hace es calentar agua que mueve una turbina por tanto, está claro que no contamina nada en absoluto a nivel de emisiones de CO2. Por lo que esta es una de sus grandes ventajas junto al precio del combustible que tienen las centrales nucleares frente al resto de centrales existentes. Otro tema ya sería el de los residuos nucleares, pero este tema lo dejamos para otro momento porque como tal no contaminan ya que no se dejan "por ahí tirados" sino que se almacenan bajo estrictas medidas de control.




LAS CENTRALES NUCLEARES QUE EXISTEN HOY DÍA (2º y 3ª generación)

Pues como figura en el título las centrales nucleares de la actualidad "en teoría" son de 2ª y 3ª generación, lo que significa que la tecnología empleada se ha ido transformando con el paso del tiempo, las técnicas en el uso de la energía nuclear se han ido perfeccionando de forma que las plantas de los años 60 (1ª generación) eras mas simples que las de 2ª, o las actuales de 3ª generación. Ahora bien, ¿por qué dije antes "en teoría"? Pues porque aun quedan en el mundo centrales de 1ª generación en funcionamiento y realmente eso no parece muy lógico por 2 razones, la primera, por motivos de seguridad, ya que son centrales que llevan funcionando aproximadamente 40 años, y la segunda porque apenas producen la mitad de la potencia que puede producir una central nuclear actual, o sea de 3ª generación.


En España tenemos 7 centrales nucleares de la siguiente clasificación:


1ª generación: "José Cabrera" (1.968) y "Santa María de Garoña" (1.971)
2ª generación: "Almaraz", "Ascó" y "Cofrentes" (las 3 de principios de los '80)
3ª generación: "Vandellós II" y "Trillo I". (ambas de finales de los '80)

Nota 1: Comentar como curiosidad que la central de “Chernóbil” (Rusia) comenzó a operar en 1.977 y el terrible accidente ocurrió en 1.986.
La central de “Fukushima” (Japón) comenzó a operar en 1.971 y ha sido ahora en 2.011 cuando tras un terremoto de “9.1” en la escala de “Richter” y un tsunami ha tenido los problemas que todos conocemos. Es importante mencionar que se está diciendo que la central de Fukushima es de primera generación y por tanto igual que por ejemplo la central española de “Garoña” pero esta información no es correcta, la central de Fukushima es mas moderna tecnológicamente que “Garoña” ya que la Japonesa es de 2ª generación y la española realmente es de 1ª generación y por tanto mucho mas obsoleta. (da que pensar que en España aun tengamos dos centrales tan antiguas.)

Nota 2: Ni que decir tiene que nuestras centrales de “Cabrera” y “Garoña” no deberían permanecer operativas mucho mas tiempo (deberían haberse cerrado ya de hecho), a lo sumo 5 o 10 años mas, eso si, en caso de seguir operando deberían ser revisadas a fondo y posiblemente reforzadas para reducir el riesgo de accidentes.


Nota 3: Comentar que "Almaraz", "Ascó" son centrales "dobles" cada una de ellas tiene “2” reactores nucleares en lugar de “1” como las demás, o sea que en España tenemos 7 centrales, pero en total 9 reactores. (el reactor es básicamente el "motor" donde se "quema" el uranio para calentar el agua)



EN CAMINO LA 4ª GENERACIÓN: (consultar el “anexo” para mas detalles)


La próxima generación de centrales nucleares promete novedades interesantes, ya que a su uso normal de producir electricidad se le suma otro verdaderamente interesante a la par que útil, producir hidrógeno. Recordemos que el hidrógeno en cierto modo se puede considerar como un "almacenador" de energía cuyo mayor inconveniente es producirlo ya que para ello también hace falta energía pero si se pudiese extraer hidrógeno de una central nuclear "a la vez" que esta produce energía en grandes cantidades, podríamos por un lado satisfacer las necesidades de energía como hasta ahora y a la vez también obtener un hidrógeno que bien podría usarse para alimentar las pilas de combustible de los coches eléctricos o los generadores eléctricos de grandes edificios para usos de emergencia e incluso para calefacción y así sustituir el uso de gasoil por ejemplo, entre otras muchas utilidades que podría recibir este hidrógeno.

GRANDES PROYECTOS DE LA HUMANIDAD CON RESPECTO A LA ENERGÍA NUCLEAR.

1) Fusión Nuclear (termonuclear)
2) Fusión Nuclear fría (fusión fría)
3) Reactor Nuclear alimentado por "torio".


4) Centrales híbridas de "fisión-fusión".


1) Fusión Nuclear.
Hablamos ahora de fusión y no de fisión, la diferencia es simple, en las centrales nucleares "de toda la vida" lo que se hace es "fisionar" (o sea partir) átomos de uranio, y en el proceso del cual estoy hablando ahora lo que se hace es fusionar (o sea unir) átomos de "X" elemento.
Lo primero que habría que decir es que la fusión (“fusión” en 1.932, impresionante...) nuclear no es nada nuevo ya que en 1.932 el genial físico australiano “Mark Oliphant” hizo los primeros descubrimientos sobre esta materia y casi desde el primer momento en el que se trabajó en el "proyecto Manhattan" (el proyecto secreto de EEUU para fabricar la bomba atómica) ya se tenía en mente una bomba basada en el trabajo de Mark Oliphant, la llamada "bomba H" o bomba de hidrógeno, muchísimo mas potente que la bomba atómica.
Por otra parte recordemos que el proceso de fusión nuclear es el que alimenta las estrellas, o sea el que nos da la vida, el que permite que nuestro sol siga brillando. Nuestro Sol (como todas las estrellas) es en esencia una gran bomba nuclear de hidrógeno. Esto hace entender como en pruebas exitosas de fusión de hidrógeno se han alcanzado temperaturas de mas de 100 millones de grados centígrados.

Pero realmente ¿en qué consiste la fusión nuclear? Por explicarlo de forma simple diremos que si se produce una gran cantidad de energía cuando el núcleo de un átomo de uranio se rompe, se produce muchísima mas energía cuando 2 núcleos se unen y de ahí la importancia (al menos es uno de los motivos) de intentar aprovechar la energía basada en la fusión nuclear.
En el caso de la fisión se utiliza como sabemos uranio, pero en el caso de la fusión, hay que utilizar un elemento mas simple ya que contra mas simple sea mas fácil (menos energía será necesaria) para que se produzca la unión de ambos núcleos. Siendo así, el elemento a usar está claro cual es, el hidrógeno, por su simpleza ya que está compuesto tan solo de "un protón" y "un electrón".Esta tecnología actualmente se está intentando poner en marcha bajo el nombre de proyecto "ITER" (International Thermonuclear Experimental Reactor), el lugar elegido para su construcción ha sido "Cadarache" (al sur de Francia), aunque hay que decir que no se trata del primer reactor de fusión construido en el mundo, el mas grande hasta la fecha es el "JET" (Joint European Torus) construido en "Culham" (Reino Unido), aunque el ITER será el mas grande jamas construido, eso si, cuando se terminen de solucionar del todo los grandes problemas presupuestarios que están ralentizando la construcción y ni que decir tiene que la crisis económica global no ayuda en absoluto.


2) Fusión Nuclear fría (fusión fría)

La expresión "fusión fría" se ha utilizado desde hace muchos años casi como una utopía ya que plantea un escenario en el que se pudiese realizar la fusión de dos núcleos de hidrógeno partiendo de un entorno a temperatura ambiente, cosa que no es lo normal ya que para que se produzca una fusión como la mencionada es necesario una temperatura por encima del millón de grados centígrados.
Los científicos llevan años soñando con el día en el que se haga realidad la tan anhelada fusión fría ya que ese día el mundo cambiará radicalmente (en teoría) puesto que todas las necesidades de energía a nivel mundial se podrían satisfacer de una forma relativamente sencilla, sin contaminar, y con un combustible reciclable e "infinito" ya que sería simplemente agua, que puede salir del mar por ejemplo (aquí hay ciertos matices que los que están a favor de esta tecnología no suelen contar, los dejaremos para mas adelante) . Actualmente si se quisiera hacer una fusión nuclear antes habría que aplicar una enorme cantidad de energía para elevar la temperatura y esto evidentemente tiene un coste muy caro, además de que habría que restar la energía aplicada inicialmente a la energía obtenida finalmente lo que repercute en una disminución total del rendimiento energético y por consiguiente de la rentabilidad económica.



3) Reactor Nuclear alimentado por "torio".

Al igual que el uranio se usa como combustible nuclear, resulta que hay otro elemento que desde hace unos años está siendo mirado con "buenos ojos" como posible sucesor del viejo uranio, y es como reza en el título, "el torio". Este mineral tiene ciertas ventajas muy interesantes con respecto al uranio.

Veamos algunas:



La monacita es el mineral
del cual se extrae el torio.
En la foto de arriba vemos monacita en
su forma cristalina y en la foto de abajo
vemos "arena" de monacita.

-Para empezar se puede utilizar todo el torio que se extrae frente a solamente el “0.7%” del uranio que se extrae, recordemos que solo ese 0.7% es uranio 235, el 99% es 238 que no sirve como combustible y debe ser "procesado".



-Gracias a las propiedades del torio, sería posible utilizarlo para eliminar los peligrosos y "eternamente duraderos" residuos radiactivos del uranio.

-El torio genera menos residuos nucleares que el uranio, en torno a la mitad a nivel de cantidad y con una carga radioactiva menor.

-Las futuras centrales nucleares alimentadas con torio serían mas seguras, el torio no puede producir accidentes graves por "fusiones del núcleo" como sucedió en "Chernóbil" o como ha sucedido ahora en "Fukushima", el torio no puede mantener una reacción en cadena por si solo, si se deja de bombardear el torio con neutrones, la reacción se para, gracias a esto jamás podría explotar. Por tanto estas centrales serían mas baratas de mantener al necesitar unas condiciones de seguridad menos severas.

-La búsqueda minera de torio tiene una ventaja, y es que resulta que dicho mineral se suele encontrar junto a otros minerales interesantes para la industria como son: hierro, cobre, plata, oro, titanio, litio... (entre otros).

-Con el torio no se puede crear "plutonio" por lo que no sirve para crear armas nucleares, de esta forma el uso del torio frente al uranio erradicaría el "fantasma del militarismo" de la energía nuclear.

-El torio tiene un valor energético "infinitamente mayor" (mas de 30 veces, de hecho se calcula que "1 kg" de torio equivaldría a 4.000 toneladas de carbón) que el uranio y encima en el planeta se estima que hay el triple de torio que de uranio, según cálculos, el torio podría satisfacer las necesidades energéticas del mundo durante varios miles de años.

-Por último mencionar que los principales yacimientos de torio se encuentran en países estables como son EEUU, Canadá, Australia y Noruega, a diferencia de lo que sucede con el petróleo (y en parte también con el uranio) cuyos principales yacimientos se encuentran en países poco estables de oriente medio.


4) Centrales híbridas de "fisión-fusión".

La gran esperanza de la humanidad, las centrales nucleares de "fusión de hidrógeno" probablemente se quede tan solo en una simple "quimera" (una ilusión) por culpa de 2 grandes problemas: ("a" y "b")

a) La escasez (y altos costes) de materias primas.

b) El gran consumo energético.

c) Centrales híbridas de "fisión-fusión".

Estas cuestiones son verdaderamente complicadas la verdad, pero intentare plantearlas de forma sencilla. La primera, el porqué la gran esperanza de la fusión (fusión normal, no la fría, de esa ya ni hablamos, esa la descartamos directamente, hablamos de la fusión "en caliente" o sea la fusión "termonuclear") probablemente se quede en nada, pues para eso hay que tener en cuenta varios factores que normalmente los partidarios de esta tecnología suelen obviar.

Problema "a": Resulta que la idea consiste en "unir átomos de hidrógeno" hasta ahí, parece fácil y encima hidrógeno tenemos "casi infinito" porque podemos sacarlo del mar, pero por desgracia hay ciertos detalles que hacen que esto no sea del todo exacto. Resulta que el hidrógeno digamos normal es el "H2", y de ese, pues si que tenemos en el mar de forma digamos "infinita" pero por desgracia no podemos unir átomos de hidrógeno "H2" con otros de átomos de hidrógeno "H2", sino que la unión debe ser de hidrógeno "H2" con hidrógeno "H3" y ahí está el problema, que el hidrógeno "H3" no sale del mar, sino que ese hay que fabricarlo de forma artificial, y ese detalle es el que se obvia, este proceso además de requerir "cierta energía" (y por tanto hablamos de un gasto económico) también requiere de un mineral para su creación, en concreto el "litio", que por desgracia no es tan común en la tierra como el hierro o el cobre. Siendo así, una "posible" central nuclear de fusión consumiría al año una cierta cantidad de litio como "parte de su combustible" además del agua (hidrógeno "H2") que necesitaría. Se han hecho cálculos aproximados y se cree que una central de tamaño "grande" podría necesitar unas "9 toneladas" de litio al año. Poco importa si son 9, si son 5 o si son 15, la clave aquí es que el litio es caro, difícil de extraer porque no es muy común en la tierra y porque encima sus yacimientos se encuentran en su mayoría en zonas conflictivas, pero a la vez hay que tener en cuenta que dicho mineral hoy día es vital en la fabricación de baterías de alto rendimiento para aparatos electrónicos de última generación por lo que usar ese litio para "destruirlo para siempre" (o sea que no se puede reciclar como si que ocurre con las baterías viejas) no parece una idea muy atractiva la verdad porque en poco tiempo nos quedaríamos sin litio o su precio se pondría "por las nubes".

Nota: El hidrógeno "H2" es el isótopo denominado "deuterio" y el "H3" es el isotopo denominado "tritio".

Problema "b": Para conseguir iniciar la fusión nuclear hace falta elevar la presión y la temperatura a unas cotas muy elevadas (como antes mencionamos, por encima del millón de grados centígrados) por lo que es necesario una enorme cantidad de energía, si bien es cierto que un reactor de fusión produce mucha energía, al final hay que restarle la que se ha usado para su puesta en marcha por lo que en definitiva las cuentas no salen "tan rentables" como sería deseable ya que si, por ejemplo, al resultado final hay que restarle en torno a un 20% o un 30%, eso deja al reactor una eficiencia energética de tan solo un 70% u 80%.

c) Centrales híbridas de "fisión-fusión".
Todavía existe una posibilidad de que aun siendo "un fracaso" la fusión nuclear por los citados motivos "a" y "b" aun se pueda "rescatar" el proyecto para un uso alternativo al original.
Imaginemos que en efecto se llega a la conclusión de que los reactores de fusión no son económicamente viables por los problemas ya citados en los puntos "a" y "b", bien, pues resulta que podría existir una aplicación verdaderamente grandiosa para un reactor de este tipo que si que compensaría los costes económicos, usarlo como "incinerador" de residuos nucleares del uranio, de esta forma además de producir energía como efecto secundario, tendríamos la mejor (y casi la única) forma hasta la fecha de deshacernos de unos residuos que permanecerán activos y siendo enormemente destructivos para cualquier tipo de vida durante miles de años.



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Anexo al monográfico sobre la energia nuclear.

Este es un documento anexo al monográfico sobre la energía nuclear. Este documento contiene explicaciones mas extensas sobre puntos tratados en dicho monográfico.

Porqué no ilustrar este anexo con "el rey indiscutible"
de la energía nuclear... "Homer J. Simpson".

Aquí explico algunos detalles con mas profundidad pero también con palabras sencillas. En la fisión nuclear se utiliza como combustible el uranio, lo que sucede es que este mineral se encuentra en la naturaleza de 3 formas distintas, y tan solo una de ellas sirve como combustible nuclear. Desgraciadamente su forma mas habitual (el 99% en todo el planeta) es el "uranio 238" que no sirve para tal proceso, el que se necesita es el "uranio 235" y ese se encuentra tan solo en una proporción del “0.7%”, por lo que esto encarece el uso de este mineral. Para compensar la poca cantidad de uranio "útil" lo que se hace es enriquecer el uranio "238" para convertirlo en "235" y así poder usalo como combustible, aunque este proceso es complejo y muy caro. Cuando ya tenemos uranio "235", el proceso de la fisión nuclear consiste en "bombardear" un átomo de uranio “235” con un neutrón "suelto" para que cuando este neutrón golpee un núcleo de uranio provoque que este se desestabilice y rompa dejando libres de 2 a 3 neutrones mas que a su vez volverán a golpear a otros núcleos de otros átomos de uranio. Este es el inicio de una “reacción en cadena” que de no controlarse produciría una explosión nuclear como la de “Hiroshima” por ejemplo, lo que sucede es que en las centrales nucleares la reacción en cadena se controla mediante la introducción de unas barras de metal (normalmente “Boro” o “Cadmio”) que absorben neutrones para que la reacción en cadena no se expanda por completo y por tanto llegue a explotar.

El proceso de enriquecimiento se realizaba al principio mediante "difusión gaseosa" un proceso que consistía en hacer pasar el un gas (hexafluoruro de uranio) sacado de polvo concentrado de uranio por una membrana especial que separaba las moléculas que contenían uranio 238 de las que contenían uranio 235. Actualmente la técnica se ha mejorado y se consigue el mismo resultado usando mucha menos energía, el proceso con el que se enriquece uranio en la actualidad es mediante "centrifugadoras de gas" que tienen un sistema de funcionamiento muy curioso ya que consiste que una red de tubos en serie y paralelo por los que circula un gas a gran velocidad, este hace girar (centrifuga) las moléculas del hexafluoruro de uranio haciendo que las mas pesadas se vayan hacia el exterior de los tubos y las menos pesadas se queden en el interior de los tubos. Este proceso se realiza en cascada de forma que tras la primera separación viene otra y después otra y así sucesivamente, de esta forma se asegura que al final no quede nada de uranio útil dentro del "no útil" porque el hexafluoruro de uranio ha sido filtrado una y otra vez hasta producirse una separación absoluta. Todo esto al final lo que hace es convertir el "hexafluoruro de uranio" en "dióxido de uranio" un material cerámico que es el que finalmente se utiliza como combustible en las centrales nucleares.

Hemos hablado de uranio 235 y 238... recordemos que el número que acompaña a un elemento químico en la tabla periódica, como en el caso del uranio que es el “92” o en el caso de sus “variaciones” (isotopos) que llevan como número de clasificación por ejemplo el 235 (uranio 235) equivalen a la suma de sus “protones y neutrones” mientras que el número que dicho elemento tiene asignado en la tabla periódica, en el caso del uranio, el “92”, hace referencia únicamente al número de “protones”, por tanto el “uranio 235” tiene 92 protones y (235-92) 143 neutrones. (el número de electrones siempre es igual que el número de protones, en el caso de que el átomo pierda o gane electrones se convertiría en un “ión positivo” si los pierde o en un “ión negativo” si los gana.



4ª GENERACIÓN DE REACTORES NUCLEARES

En esta 4ª generación nos encontramos con 2 grupos que a su vez se dividen en 3 subgrupos cada uno. Por un lado estaría el grupo de los “termales” y por otro lado el grupo de los “rápidos”. En esencia las diferencias entre todos radican en los sistemas de refrigeración y en el uso final para el cual está diseñado el reactor.

Dentro de los “Termales”, los 3 subgrupos son:

a) Reactor de alta temperatura: Funciona con temperaturas de 1.000º C. (los reactores convencionales de la actualidad funcionan alrededor de los 300º C. dependiendo del modelo) y además de producir electricidad “en teoría” también debería producir hidrógeno.
(Este primer tipo se estima que podría entrar en funcionamiento hacia el año 2.021)

b) Reactor “supercrítico”: Recibe este nombre porque el agua que contiende dentro se mantiene en el punto “máximo” de temperatura y presión para así conseguir el mayor rendimiento posible y así abaratar el coste del MW/hora.

c) Reactor de “sales fundidas”: Recibe este nombre porque en lugar de usar agua utiliza una mezcla de sal y grafito (esta investigación se comenzó en los años '60) que sometidos a la enorme temperatura que se produce en la fisión se convierte en una especie de “fluido denso” (liquido/denso-gaseoso).

Dentro de los “Rápidos”, los 3 subgrupos son:

a) Reactor refrigerado por gas: Su objetivo principal sería además de aumentar la eficiencia en el uso del uranio, sobre todo reutilizar el uranio que ya ha sido utilizado pero que aun conserva energía y que puede volver a utilizarse en condiciones especiales.

b) Reactor refrigerado por sodio: Su objetivo sería aumentar la eficiencia en el uso del uranio así como eliminar la necesidad de utilizar elementos transuránicos (sintéticos) mas “pesados” que el uranio. (o sea con un número mayor que “92” en la tabla periódica)

c) Reactor refrigerado por plomo: En este caso la refrigeración se consigue mediante un proceso pasivo de convección. Por otra parte en teoría este tipo de reactores también podría utilizarse para producir hidrógeno gracias al uso de procesos químicos en un entorno de altas temperaturas.

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Nanotecnología aplicada en el tratamiento del cáncer de piel.

La imagen ilustra de forma "ficticia" como una
nanomáquina interactúa con un glóbulo rojo.

El melanoma, mas conocido como "cáncer de piel" es subestimado muchas veces entre la población al no afectar a un órgano "vital" (a corto plazo) para la vida. Esto merece una aclaración porque si bien es cierto que un daño localizado en una parte de la piel "no tiene porque" ser mortal, de no controlarse si que puede llegar a serlo y ahí es donde el melanoma se torna en un asesino mortal y silencioso porque aunque su comienzo es relativamente sencillo y mas o menos visible, su evolución puede ser catastrófica. El problema viene cuando el cáncer de piel se extiende a otras partes del cuerpo, para los médicos se hace muy difícil poder seguir con eficacia la evolución de la enfermedad cuando abandona su origen visible y localizado, es ahí donde un nuevo avance podría ser muy útil. Se trata de unas esferas de sílice (dióxido de silicio, o sea una combinación de "oxigeno" con el famoso mineral que sale de "la arena de la playa" y que es la base de la informática y la electrónica, el silicio) de tan solo 8 nanómetros (recordemos que un "nanómetro" equivale a un metro partido en "mil millones" de unidades) y por comparación diremos que el grosor de un cabello humano está entre 50.000 y 80.000 nanómetros, y que un glóbulo rojo tiene un diámetro de 7.000 nanómetros, visto esto, podemos apreciar lo realmente pequeñas que son estas esferas teniendo en cuenta la relación que hay entra una de ellas y un glóbulo rojo por ejemplo, no muy lejana de la que habría, sin ir mas lejos entre "una mosca y un ser humano". Estas nanoesferas estarían recubiertas por una mínima cantidad (la "mínima" de hecho, tan solo una molécula) de un tinte orgánico con la capacidad de emitir luz en el espectro infrarrojo (invisible al ojo humano, el mismo tipo de luz que se usa para ver en la oscuridad con "visores nocturnos" o en la mayoría de mandos a distancia). Para que estas esferas no sean atacadas por el sistema inmunológico al ser detectadas como "cuerpos extraños", estas van recubiertas por un polímero (un plástico especial) que es biocompatible y que evita el rechazo y por tanto la respuesta defensiva natural del organismo.

Imagen de un "PET"
(Tomógrafo Emisor de Positrones)

El desarrollo de esta tecnología a llevado mas de 10 años de trabajo pero al fin se está llegando a la fase de ensayos clínicos, de hecho la FDA ("Administración de Alimentos y Drogas" de EEUU) ha dado el visto bueno para continuar con las investigaciones. Los primeros ensayos realizados en animales han mostrado que las nanopartículas no son dañinas para el anfitrión lo que abre la puerta para un próximo estudio durante este 2.011 con humanos en condiciones muy controladas, al tratarse de un grupo de tan solo 5 personas enfermas de melanoma (cáncer de piel). Las esferas nanométricas fueron creadas por “Ulrich Wiesner”, profesor de ciencias de los materiales de la universidad de Cornell (Ithaca, New York) quien ha trabajado junto a “Michelle Bradbury” radióloga del centro “Memorial Sloan-kettering Institute” de Nueva York. La doctora Bradbury fue quien dirigió el trabajo y el ensayo clínico, con el fin de probar por primera vez la efectividad de las nanopartículas en animales. Las fabricación de dichas partículas que se están utilizando actualmente en todos estos estudios ha sido encargada a una empresa llamada "Hybrid Silica Technologies" ubicada en "Cambridge" (Massachusetts, EEUU). Las nanoesferas no permanecen en el cuerpo demasiado tiempo, tras cumplir su función y en aproximadamente unas 24 horas son eliminadas por la orina de forma natural según pruebas realizadas en animales de laboratorio. Otro tema muy importante a tener en cuenta es que las nanoesferas puede ser utilizadas como portadoras de sustancias, de esta forma se podrían añadir fármacos antitumorales, elementos radioactivos para marcar zonas concretas e incluso péptidos (un tipo "mas simple" de proteína) concretos que puedan ser eficaces en el tratamiento de ciertos tumores. El uso de las nanoesferas puede ser útil de dos formas a la vez, en primer lugar, como "localizadoras" de tumores provenientes del melanoma. Esta tarea actualmente y cuando se centra en zonas delicadas como el cuello o la cabeza, se realiza inyectando sustancias con una ligera carga radioactiva para posteriormente mediante el uso de detectores, seguirlas por los ganglios linfáticos (la "red" del sistema inmunológico llena de estructuras "en forma de racimo") en busca de posibles tumores durante un proceso de cirugía de exploración y/o extirpación. Huelga decir que es un proceso lento, complicado y por todo ello, también caro, por lo que "en teoría" la luminiscencia infrarroja del tinte que llevan las esferas podría ser la clave para conseguir una mejor localización de los tumores en este tipo de intervenciones cuando se exploran los ganglios linfáticos.

En segundo lugar, además de como "localizadoras" las esferas podrían tener otra función muy interesante si se combinan con un tipo de maquina de alta resolución menos habitual que las que estamos ya acostumbrados a ver como son las de resonancia magnética y los escáneres (TAC). Estas máquinas a las que me refiero son similares por fuera a las de RM (resonancia magnética) pero en su funcionamiento recuerdan mas a los TAC (los escáneres). Estas máquinas poseen una enorme resolución, tanto es así que podrían incluso ser útiles para determinar cuantos receptores distintos están presentes en un tumor concreto ayudando así a su diagnostico evolutivo y su correspondiente tratamiento. El proceso para el paciente al usar una de estas máquinas es similar al que se usa actualmente en una resonancia, al paciente se le inyectará en vena una sustancia con carga radioactiva que posteriormente sera "bombardeada" desde el aparato para así poder localizar las zonas del cuerpo que sufren aumentos o disminuciones metabólicas, siendo esto procesado y generando una imagen en 3D. Como curiosidad las sigas "PET" significan en español "Tomógrafo Emisor de Positrones", el "positrón" es la partícula contraria al común electrón, o dicho de otra forma mas sorprendente, el paciente es "bombardeado por antimateria" ... dicho así verdaderamente resulta impactante el funcionamiento de esta máquina.

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Una nueva variedad de maíz modificado genéticamente para producir “gasolina E85”.

ENOGEN, NUEVO MAÍZ TRANSGÉNICO

Concretamente no es "gasolina" lo que se produce con el maíz , sino etanol, básicamente alcohol etílico o alcohol de grano, lo que sucede es que si se añade a la gasolina, obtenemos ciertas ventajas, pero pongámonos en antecedentes. La empresa "Syngenta" con sede actual en "Basilea" (Suiza) y establecida hoy día en mas de 90 países con mas de 26.000 empleados acaba de recibir la aprobación por parte del Departamento de Agricultura de EEUU (USDA) para introducir comercialmente en la próxima campaña de 2.012 un nuevo tipo de maíz transgénico (modificado genéticamente) denominado "Enogen". La principal característica de esta nueva variedad es que en su ADN se ha introducido artificialmente un gen "microbiano" con la capacidad de producir una enzima que descompone el almidón del maíz en azúcar, de esta forma la industria se "salta" el primer paso para la fabricación de etanol pues el proceso parte directamente del azúcar en lugar de partir del almidón, de esta manera es posible ahorrar al año casi 2 millones de litros de agua y aproximadamente 300.000 kw. De momento el uso del Enogen ha sido aprobado para su importación ya en "grano" (ya cultivado) a lugares como: Australia , Canadá , Japón , México , Nueva Zelanda , Filipinas , Rusia y Taiwán, aunque su uso a partir de "semillas" (para su cultivo) de momento tan solo está autorizado en EEUU y Canadá.

EL MAÍZ, EL ETANOL Y LA GASOLINA.

Estas dos "viñetas cómicas" ilustran a la perfección el "posible problema"
al que nos estamos enfrentando al cambiar "alimentos por combustible".

Como hemos visto, del maíz se obtiene azúcar y de ahí se obtiene el etanol tras un proceso químico, este como tal es un combustible que puede "quemarse" como el gas o el petróleo pero que también puede alimentar pilas de combustible como en el caso del hidrógeno.

Concretamente en este caso nos centraremos en su uso como combustible "quemado" ya que se utiliza mezclado con la gasolina en dos formatos que ya existen a nivel comercial, el E10 y el E85, el primero tiene un 10% de etanol mientras que el segundo tiene un 85%. Lógicamente el mas interesante es el segundo porque al tener un 85% de etanol eso tan solo deja un 15% de gasolina en la mezcla y por tanto el nivel de contaminación que se produce es "ridículo" en comparación con la gasolina normal debido a que el etanol emite "menos" contaminación, ya que si bien también se produce CO2 en la combustión, al menos no se desprenden contaminantes como son: hidrocarburos y óxidos de nitrógeno (antiguamente también plomo) como ocurre con la gasolina.

EL ESTUDIO DEL MAÍZ

Portada del 20 de Noviembre de 2.009.

Aunque en España se cultiva maíz (en menor cantidad que cebada y trigo) no se le da la importancia vital en el consumo, (como quizás ocurre con el trigo y seguidamente con el arroz) al menos no tanta como en otras zonas del mundo donde es parte fundamental de la alimentación de la población como puede ocurrir en América de Sur, así como el arroz lo es por ejemplo en Asia. El estudio del maíz ha sido tomado muy en serio a nivel genético llegando incluso a la publicación de un articulo en la prestigiosa revista "Science" del 20 de Noviembre de 2.009 (siendo la noticia de portada) donde se reveló que al fin se había desentrañado el ADN completo del maíz siendo este incluso mas extenso que el del propio ser humano, y es que este cereal tiene 32.000 genes mientras que nosotros los humanos tenemos aproximadamente 20.000, si bien es cierto que la complejidad del genoma del maíz no estriba en si misma en la cantidad de genes distintos, ya que el 85% del material genético esta formado por "patrones que se repiten" por lo que su dificultad de manejo radica en su composición "laberíntica" (un entramado repetitivo y “lioso”). Aun así no deja como poco de ser curioso que un cereal tenga aproximadamente un 50% mas de genes que un ser humano. Los resultados del estudio de este genoma fueron puestos a disposición de cualquiera a través de Internet en la página: (http://www.maizesequence.org/index.html)

MAS Y MEJOR MAÍZ, ¿COMIDA O COMBUSTIBLE?

La tabla de la izquierda muestra el aumento de la construcción de plantas
de producción de etanol hasta el 2.008.
La tabla de la derecha muestra la subida de precio del maiz, igualmente
hasta el año 2.008.

El estudio del genoma del maíz es importante para poder crear nuevas variedades que puedan resistir climas demasiado cálidos o demasiado fríos, o incluso que se puedan desarrollar con menos cantidad de agua, ideal para climas secos, con todas estas nuevas ventajas se podría incrementar las zonas de cultivos, ahorrar agua y aumentar la producción incluso en condiciones "no óptimas", todo ello con la intención "se supone" de ayudar a paliar el hambre que la población sufre en muchas zonas del planeta... "en teoría claro", porque por lo pronto el hecho de tener un mejor maíz va a servir para poder fabricar mas cantidad de etanol a menor precio, (para el fabricante, no para el consumidor, "faltaría mas...") ya que dudo mucho que muchos kilos de Enogen, siendo apto, que lo es de hecho, para el consumo humano, acabe realmente consumido por humanos, no al menos por los que tienen hambre y lo necesitan en sus "estómagos" y no en el deposito de los coches que jamas tendrán. No pretendo caer en el "amarillismo" con esto, es un hecho que desde que empezaron a "ponerse de moda" los biocombustibles, el precio de los cereales a nivel mundial se ha incrementado y esto ha repercutido directamente en el aumento del hambre en el mundo. Estoy a favor de los combustibles de origen vegetal "mientras" van llegando las alternativas sostenibles, que las hay y además no son pocas, pero una cosa es crear nuevas superficies para cultivar cereales con el propósito de que sean convertidos en biocombustible y otra totalmente distinta crear estos biocombustibles a partir de los cultivos que "ya había" antes de empezar “todo esto” y que ya de por si no eran suficientes (que eso habría que matizarlo porque por la especulación muchos alimentos "se tiran" al mar o se queman tan solo por "jugar con su precio" mientras mucha gente muere de hambre cada día) para abastecer las necesidades alimenticias de innumerables personas.

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El ADN, esa traicionera "escalera de caracol".

Muchos pensaron cuando se anunció el "Proyecto Genoma" que al fin teníamos el "manual de instrucciones del creador", un mapa de como estamos hechos y lo que es mas importante, de como poder "repararnos". Desgraciadamente el descubrimiento del mapa genético "aun" no nos ha supuesto la por muchos soñada "panacea", ya que aunque es un comienzo, los avances se van produciendo despacio por la gran complejidad del proyecto.

Ahora, nuevos estudios publicados en las prestigiosas revistas científicas "Nature" y "Science" nos traen una noticia con una doble lectura, por un lado, un descubrimiento quizás tan importante como el de las subpartículas del átomo, y visto desde otro punto de vista, una gran decepción, ya que un tema que ya era inmensamente complejo, ahora se abren varios "frentes", multiplicando aun mas la comprensión del asunto, o por decirlo de una forma mas simple, cuando pensábamos que sabíamos algo sobre el Genoma, acabamos de descubrir, por decirlo de una forma sencilla de entender, que tan solo conocemos "la fachada de un gran edificio", pero que no tenemos ni idea de como es por dentro y lo mas importante, que es lo que está sucediendo en su interior.


Una puerta abierta.

En los últimos 2 años una comparación de ciertos puntos "clave" del Genoma en miles de personas puso sobre la mesa la necesidad de actualizar "El Proyecto Genoma" creado en 2.001 ya que el actual conocimiento del mapa genético no esta satisfaciendo las necesidades con respecto a la investigación de ciertas enfermedades de origen genético y a su transmisión hereditaria. Ahora tal y como se comenta en uno de los artículos de Nature se abre una puerta a un nuevo futuro de investigación, como de hecho ya se está haciendo en el proyecto "modENCODE" (model organism ENCyclopedia of DNA Elements) una colaboración internacional de instituciones y científicos encargados del estudio de una enorme cantidad de factores genéticos (mensajeros, reguladores y de transcripción) que antes no fueron estudiados en profundidad y que interactúan con los genes codificadores de proteínas que ya conocíamos.

Una reciente revisión bajo una nueva perspectiva del conocidísimo Genoma de la "mosca de la fruta", ha revelado 2.000 genes anteriormente desconocidos lo que supone aproximadamente un 12% del total, además se identificaron más de 100.000 nuevos elementos (moléculas) que no son genes como tal pero que pueden cumplir una función en el Genoma. En la moscas de la fruta alrededor del 40% del mapa genético se ajusta a esta descripción y en los humanos el porcentaje puede llegar hasta el 66% lo que sin duda muestra la importancia que puede llegar a tener el estudio de los genes teniendo en cuenta sus "elementos auxiliares" (todo aquello que los rodea) y que durante años se había ignorado en mayor o menor medida.

Otro estudio de Nature muestra que la "información no química" del ADN está hecha de cromatina (una parte concreta del ADN), en cada localización de la secuencia, podemos medir todos estos diferentes atributos de la cromatina, hay cientos de ellos y en la actualidad solo sabemos lo que hacen apenas ¡un par de docenas! Viendo la abismal desproporción entre lo que comprendemos en la actualidad y lo que desconocemos por completo, es de vital importancia saber cómo afecta todo esto a la regulación de los mecanismos que gobiernan el desarrollo genético de cada ser.

En un estudio diferente se están investigando unas proteínas llamadas "histonas" (uno de los componentes de la ya citada "cromatina") que envuelven el ADN y que, combinadas con más proteínas, condicionan el modo de funcionar del ADN, el resultado de esto es que zonas que antes parecían no hacer nada concreto ahora "parecen" estar involucradas en la regulación genética.

Uno de los co-autores de uno de los estudios, "Mark Gerstein", bioinformático de la Universidad de "Yale" (en New Haven estado de Connecticut, EEUU) perfeccionó hace varios años, una técnica para convertir las redes genéticas, (haciendo una comparación entre la organización de ciertos procesos biológicos, con las estructuras que se usan las "redes" de ordenadores como "Internet aunque a menor escala) unas representaciones densamente entrelazadas de interacciones genéticas, en mapas jerárquicos en la parte superior de cada mapa está lo que "Gerstein" llamó reguladores maestros, que se encargan de controlar la actividad de muchos otros genes. En la parte inferior están los "caballos de batalla", que bombean el código proteínico. A la mitad están los mandos intermedios, que hacen un poco de ambos. Gerstein como buen informático quiso encontrar una forma lógica de estructurar el funcionamiento interno del ADN en este caso, de una forma piramidal, en el que arriba del todo estaría el código "que gobierna", abajo el código que crea "las piezas" necesarias para el desarrollo de la vida y en medio una mezcla de ambas, como si dijésemos, "código de enlace" entre las que controlan y las que producen.

Como podemos apreciar por el resumen de los datos publicados recientemente en Nature y Science, el sueño que se "vendió" al mundo en 2.001 tras la publicación del descubrimiento total del "Genoma humano" se torna tan solo en una ilusión rota ya que nuestro actual conocimiento nos ha hecho darnos cuenta de que realmente como diría "Sócrates", "no sabemos nada" ya que tras "esa fachada del gran edificio" antes mencionado se esconden un sin fin de habitaciones, muchas con puertas aun sin abrir y puede que pasen años cerradas hasta que podamos ver el contenido de todas ellas, y lo malo del asunto no es el tiempo que tardaremos en ver todo el contenido, sino que al llegar ese día entonces deberemos de preocuparnos por comprender todos los datos que para entonces tengamos, saber realmente que es lo que está sucediendo y como está ocurriendo en cada célula de nuestro ADN para quizás entonces poder aprender no solo a leer sino también a escribir en como algunos han llegado a llamar a nuestro código genético, el gran "libro de la vida".

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La guerra por las “tierras raras”.

Las 28 "tierras raras" son las que están en el
recuadro inferior con el borde rojo.

Si bien este podría ser el título de la cuarta entrega de “El Señor de los Anillos” el tema nada tiene que ver con la trilogía de “J.R. Tolkien” y es que actualmente existe un problema mundial con el suministro de un tipo de "metales" denominados "tierras raras". El mayor productor es hoy día "China" tanto es así que prácticamente posee el monopolio (93% de la producción mundial) y teniendo en cuenta que los ya mencionados elementos son vitales para la industria moderna esto plantea tensiones geopolíticas importantes. Pero antes de seguir con la noticia, definamos un poco que son "tierras raras", para que se usan y ya puestos, porqué tienen ese nombre que tan poco define de que elemento estamos hablando ya que engloba a todo un conjunto de ellos.

Las "tierras raras" son un conjunto de 28 elementos de la tabla periódica de los cuales 17 son naturales y 11 son sintéticos (creados por el hombre a partir de otros). Reciben el nombre "tierras raras" pero no porque en nuestro planeta sean difíciles de encontrar, todo lo contrario, en algunos casos, son más abundantes que el oro o tanto como el cobre, pero si que es cierto que no se les encuentra por si "solos" sino como "trazas" en otros minerales, por ello durante años ha sido muy difícil su utilización porque además de aparecer en pequeñas cantidades mezclados con otros minerales, estos 17 son extremadamente parecidos entre si, lo que ha dificultado su correcta catalogación. La otra parte del nombre, la palabra "tierras" antiguamente en química se utilizaba para referirse a un "oxido" (un elemento compuesto parcialmente de oxigeno) y así fue como se empezaron a encontrar estos peculiares minerales, en forma de "óxidos" y de ahí su nombre completo que tal como seria, que dicho así tal cual es super largo: "oxido de metales que se encuentra frecuentemente pero en concentraciones pequeñas" o lo que resulta más corto, "tierras raras".

Aplicaciones

Arriba vemos el "Ford Focus" (estreno en 2.011 con motor 100% eléctrico)
Abajo la furgoneta "Mercedes Vito"
(se estrenó este pasado 2.010, también con motor 100% eléctrico.)
Ambos vehículos usan motores con imanes,
fabricados con "Neodimio", una de las "tierras raras".

El uso que hoy en día se le está dando a estos "especiales" elementos está enfocado a la electrónica de alto nivel, con ellos se fabrican: bombillas de bajo consumo, paneles solares, imanes para discos duros, pantallas planas, láseres, baterías, etc ... pero uno de los usos donde ahora mismo pueden estar jugando un papel más importante es como parte fundamental en una de las piezas de los motores de los nuevos coches eléctricos y es en este punto donde la demanda podría crecer de forma exponencial a medio y largo plazo, de ahí la importancia de asegurar el suministro a occidente.

Para no depender del control que un solo país, en este caso China, puede hacer de unas materias primas que de momento son imprescindibles para el actual desarrollo tecnológico y porque no, también ecológico (ya que los coches eléctricos no emiten gases contaminantes) algunas empresas del sector del automóvil están ya investigando en materiales alternativos a las "tierras raras" para su aplicación en la actual tecnología, pero evidentemente esto puede llevar años y mientras tanto la industria seguirá a merced de las tensiones que puedan originarse como el reciente incidente entre China y Japón por una disputa territorial en el mar, tras la cual China dejó de suministrar a Japón el metal que necesitaba aunque esto lógicamente china no lo ha admitido como una represalia pero en cualquier caso, cuando el único (casi) productor "cierra el grifo" la maquinaria productiva se para y la escasez de la necesaria materia prima eleva los precios de producción ocasionando sin duda unos mas que importantes trastornos económicos tanto a empresas como en el peor de los casos a los consumidores finales.

Alternativas

La empresa "Tesla Motors" está ya apostando por el motor eléctrico de "inducción" que no utiliza imanes fijos que son los que se fabrican a partir de "tierras raras" y otras empresas del sector automovilístico están empezando a mostrar interés por este tipo de motores, aunque tienen el inconveniente de ser mas grandes y pesados que los que utilizan los mencionados imanes fijos. Por otra parte a nivel de desarrollo, en EEUU se está impulsando mediante la "Agencia de Proyectos Avanzados para la Investigación para la Energía" (ARPA-E) el desarrollo de unos nuevos imanes fabricados con una aleación de hierro y cobalto (FeCo) si bien ofrecen la mitad o quizás algo menos de potencia que "los originales" se sigue investigando la forma de potenciarlos para maximizar su rendimiento añadiendo otros elementos. Otra vía de investigación es el uso de nanotecnología para utilizar pequeñas cantidades de "tierras raras" combinándolas con distintos materiales y así potenciar sus propiedades para conseguir mayor potencia con menos cantidad de mineral. Mientras tanto y teniendo en cuenta que las investigaciones en nuevos materiales pueden durar años, en California están intentando reabrir minas que habían sido cerradas en 2.002 por problemas de contaminación y de poca rentabilidad.

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Agua potable (de origen marino) más barata y ecológica.

La pasada semana en la ciudad de Boston (EEUU), la empresa "Oasys Water" hizo una demostración de una nueva tecnología en la que están trabajando para hacer mas barata la desalinización del agua. Actualmente este proceso se realiza de dos formas, o bien por un proceso "térmico" en el que el agua se calienta hasta evaporarse separándola así de la sal, o por el proceso conocido como "ósmosis inversa" en el que el agua se hace circular a presión por unas membranas que filtran las moléculas de agua, pero que no permiten el paso de los iones de sal produciéndose así la obtención de agua libre de sal.

Planta desaladora por "ósmosis inversa". En la imagen
vemos multitud de tubos que contienen las membranas
por donde pasa el agua a presión.

Esta nueva tecnología aun en fase de pruebas, está previsto que se empiece a instalar a principios de 2.011 en un sistema de ensayo completo para que si todo sale bien, se comience su comercialización a finales de 2.011. En cierto modo, esto es una hibridación (mezcla) de los dos anteriores métodos ya que también estamos hablando de "ósmosis" y como ocurre en el proceso térmico, además necesita la aplicación de calor, lo que sucede en este caso es que se ahorra una gran cantidad de energía, aun usando los mismos métodos que hasta ahora, ya que se hace de forma distinta. En el caso de la ósmosis, que como digo también la usa, no lo hace como hasta ahora con la "ósmosis inversa" sino con "ósmosis directa" que no necesita utilizar agua "a presión" y tan solo con eso se ahorra casi el 50% del coste en energía Al parecer el secreto en esta bajada de presión está en el uso de una solución que contiene altas concentraciones de dióxido de carbono y amoniaco que se sitúa justo después de la membrana de la ósmosis, cuando el agua supera dicha membrana se mezcla con la solución, posteriormente, esta se calienta y los componentes de la solución se evaporan (y reciclan para su siguiente uso) dejando el agua totalmente limpia. 

Central eléctrica Térmica de "Carboneras" (Almería)

Con respecto a la aplicación de temperatura ocurre lo mismo ya que en un sistema tradicional térmico el suministro de temperatura debía de ser de casi 100º C (70-100) y con el nuevo sistema bastan con casi 50º C (40-50). Con todo esto el ahorro es aproximadamente del 90% en energía, frente a la tradicional "ósmosis inversa". Es más, en el caso de la temperatura a aplicar, al ser tan escasa, puede salir del todo "gratis" ya que se puede aprovechar el calor residual de una central eléctrica para aplicarlo a la "ósmosis directa", un calor que de no usarlo acaba desperdiciado en el aire y por tanto se podría decir que "contaminando" por el incremento de temperatura en la atmósfera.

Planta desaladora de "Carboneras"
una de las mayores de Europa.

Por si esto fuese poco la infraestructura para una de estas instalaciones es mucho mas económica ya que al funcionar a baja presión no se necesitan tuberías reforzadas capaces de aguantar altas presiones, todo esto sin duda son puntos a favor para una rápida implantación del nuevo sistema de "Oasys Water" ya que en muchas partes del planeta la necesidad actual de agua potable obliga a la utilización de desaladoras y la creciente demanda de agua a medio y largo plazo hará de estas plantas la única forma eficiente de abastecer a muchas ciudades.

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Células madre aplicadas directamente en hilos de sutura.

Desde hace años las células madre prometen ser una de las mejores vías para curar muchas de las actuales enfermedades ya que estas tienen la propiedad de poder desarrollarse a nuestra elección en cualquier tipo de célula del cuerpo humano sustituyendo así a una enferma por otra nueva que se convertirá en una igual a la anterior y totalmente sana (aunque este proceso no es del todo exacto, ya que en el caso de las reparaciones cardíacas no está claro si las células llegan a formar un tejido nuevo o si mas bien estimulan la formación del nuevo tejido a partir del ya existente). Haciendo esto a gran escala se pretende conseguir la curación o reparación del órgano enfermo.

En el terreno de los daños en el corazón producidos por infartos, se ha venido desde hace unos años usando con relativo éxito la reparación con células madre de las "micro lesiones” que sufre el músculo cardíaco tras sufrir un infarto. El problema hasta ahora es que tan solo entre el 1 y el 10% de las células madre inyectadas en el corazón permanecen en el lugar deseado durante todo el tiempo necesario para su correcta implantación y eficacia en la reparación del músculo.

Ahora en el Instituto Politécnico de Worcester (Massachusetts, USA) 

y usando células madre "mesenquimales" (extraídas de la médula ósea humana) han desarrollado (de momento solo se hacen pruebas en ratones) una nueva técnica que permite la fijación de las células en el lugar concreto que sea necesario, sin que estas puedan después desprenderse resultando del todo inútiles Dicha técnica consiste en usar un hilo de suturas compuesto de un polímero natural, concretamente de fibrina, una proteína muy importante en el proceso de coagulación. Este hilo es sumergido en un tubo lleno de células madre y de una solución de crecimiento, una vez dentro, el tubo va girando lentamente para que el hilo quede correctamente impregnado. Posteriormente el hilo es puesto en una aguja quirúrgica listo para ser utilizado.

Esta técnica en cierto modo es parecida a otra que recientemente también se está investigando y que consiste en aplicar parches (también con células madre) de tejido artificial hecho en laboratorio en zonas dañadas del corazón para que estas se regeneren. La gran diferencia entre ambas técnicas es que la nueva de la cual les hablo tiene la ventaja de ser menos invasiva ya que al tratarse de un simple "hilo" puede ser introducido mediante un catéter y no requiere de una intervención como ocurriría en el caso del parche.

Hay dudas aun sobre si estas técnicas podrán llegarse a utilizar para producir y aplicar la enorme cantidad de células necesarias para hacer una reparación completa de la pared de un corazón pero la investigación de momento sigue adelante y estos son solo pequeños pasos en lo que sin duda es un tema del que apenas hemos arañado la superficie.

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