Cuidadito con el hielo

Cualquiera que haya visitado el frente de un glaciar, como el clásico Perito Moreno argentino, ha podido contemplar el efecto del hielo que se rompe. Que no es como cuando los cubitos colapsan dentro de una copa: en el Perito Moreno hay barreras que impiden acercarse, porque cuando lo que se derrumba son toneladas de hielo que ha estado comprimido durante décadas el resultado puede ser bastante explosivo y arrojar pedazos de agua congelada grandes como un balón a centenares de metros de distancia. Ha muerto gente en estos incidentes. Hay que ver la violencia que se desata en esas ocasiones, cuando pedazos de hielo grandes como casas se desploman por su propio peso entre estallidos y chasquidos inquietantes. Y el mismo fenómeno puede producirse en los icebergs, esas masas flotantes de hielo, con consecuencias a veces peligrosas para cualquier barco que se encuentre en las proximidades. Porque los icebergs no sólo se rompen, sino que al partirse pueden súbitamente rotar sobre sí mismos al modificar la fractura su centro de masa. Y como muestra esta recopilación de vídeos realizada por gCaptain el fenómeno puede ser todo un impresionante (e inquietante) espectáculo.

Entre los vídeos seleccionados hay de todo: glaciares e icebergs intentando matar a intrépidos exploradores con el bombardeo de escombros a enorme distancia (y velocidad), súbitos movimientos de verdaderas montañas de hielo dándose la vuelta, desplomes de enormes fragmentos causando olas tremendas e incluso un mini-tsunami que arrasó un puerto pesquero japonés provocado por uno de estos derrumbes. La dinámica de las cosas normales, como el agua o el hielo, es muy diferente cuando hablamos de grandes cantidades de uno y de otro interactuando en condiciones extremas. El hielo comprimido puede comportarse de modos sorprendentes, y la dinámica entre el hielo, el agua dulce que produce al derretirse y el agua salada del mar causa estos impredecibles, y espectaculares, resultados. Como el iceberg rotando y saliendo del agua lenta, casi deliberadamente hasta que se rompe en grandes trozos que puede verse abajo. Así que no lo olvide: en el mar, mucho ojo con el hielo.

Copiando a las plantas: gasolina del sol

Según los expertos estamos utilizando 10 veces más energía que hace un siglo para producir todo aquello que necesitamos. Y el consumo sigue creciendo a elevado ritmo. El pasado año 2010 la Humanidad utilizó 550 exajulios de energía; 550 trillones de julios o 13.140 millones de toneladas equivalentes de petróleo. El 80% de esa energía salió de las entrañas de la tierra en forma de gas natural, carbón o petróleo; la segunda fuente con un 11,3% fueron los biocombustibles, sobre todo la leña. Solo el 5,5% fue aportado por las centrales nucleares, mientras que la hidroeléctrica proporcionó el  2,2% y otras fuentes renovables el 0.4%. Así que tenemos un creciente problema: cada vez consumimos más energía, pero nuestras principales (con mucho) fuentes son el petróleo y el carbón, recursos que se gastan al usarlos. Y lo que es peor, las fuentes renovables son un porcentaje mínimo del consumo. Necesitamos nuevas fuentes de energía que nos permitan crecer. Y para algunos científicos la clave está en imitar a nuestras viejas amigas las plantas en su captura de energía solar. Imitar, y quizá mejorar, porque la fotosíntesis natural tiene un rendimiento menor del 1%. ¿Y si inventamos una fotosíntesis artificial capaz de crear combustible a partir de la energía solar con mejor eficiencia?

Las plantas toman energía solar, la concentran y la utilizan para separar el hidrógeno del oxígeno del agua; el oxígeno es liberado y el hidrógeno se une a otra molécula para crear combustible químico. Este combustible es utilizado por las plantas para construir y mantener sus propios cuerpos, para crecer y reproducirse. A lo largo de eones los vegetales han convertido enormes cantidades de energía solar de esta manera. Y parte de ella ha quedado atrapada en estratos geológicos y se ha convertido en nuestros combustibles fósiles: carbón, gas natural, petróleo. Todo esto con una tasa de captación por debajo del 1%. Pero ¿qué ocurriría si fuésemos capaces de duplicar la fotosíntesis en un sistema artificial más eficiente, más sencillo de automatizar y de industrializar? ¿Qué ocurriría si pudiésemos crear combustibles a partir de la energía solar directamente, sin necesidad de pasar primero por las fases de planta y carbón o petróleo?

Varios equipos están trabajando en ello. El grupo dirigido por el profesor Richard Cogdel, de la Universidad de Glasgow, trata de replicar mediante técnicas de biología sintética los procesos químicos básicos de la fotosíntesis, pero eliminando los compromisos que se derivan del metabolismo para conseguir que sea más eficiente convirtiendo luz en material biológico. El objetivo es crear ‘hojas artificiales’, sistemas de producción en los que el sol ilumine mezclas de sustancias químicas que aprovechen su energía para crear combustible líquido a partir de agua y del dióxido de carbono atmosférico, como hacen las plantas. De este modo sería posible crear una infraestructura energética neutra en emisiones de CO2 y completamente sostenible. 

Pero hay otras vías. La proteína más abundante de la biosfera es conocida como RuBisCO, cuyo nombre completo es ribulosa-1,5-bisfosfato carboxilasa oxigenasa. Su misión es clave en el proceso de la fotosíntesis vegetal, ya que se encarga del primer paso en el proceso que transforma dióxido de carbono y agua en azúcares ricos en energía. Es la molécula de la que depende toda la vida en la Tierra, la productora primaria de energía biológica. Esto explica que constituya entre el 30 y el 50% del contenido proteínico de las hojas de las plantas. Y sin embargo es ridículamente ineficiente: mientras otras enzimas son capaces de realizar miles de reacciones por molécula y por segundo la RuBisCO tan sólo puede fijar entre 3 y 10 moléculas de dióxido de carbono en este tiempo. Su lentitud se convierte en el principal cuello de botella del proceso fotosintético, y por eso muchas plantas fabrican tan enormes cantidades. Esta lentitud puede haber evolucionado en respuesta a factores licitantes del metabolismo celular. El equipo del profesor Howard Griffiths, de la Universidad de Cambridge trabaja en mejorar la eficiencia del RuBisCO modificando ciertos sistemas de mejora que utilizan algunas algas para acelerar la productividad de la enzima bañándola en CO2. Si estos trucos bioquímicos pudiesen introducirse en algas unicelulares su capacidad de conversión de luz solar en combustible se multiplicaría.

En otras ocasiones el problema es de desacople. Ciertas cianobacterias son capaces de captar mucha más energía solar de la que sus mecanismos biológicos pueden transformar en azúcares útiles, y se ven así obligadas a deshacerse del exceso. Pero otras bacterias disponen de ‘convertidores’ más eficientes, aunque no pueden captar tanta luz. La solución podría estar en conectar los sistemas captadores de esas cianobacterias con los sistemas de producción biológica de las bacterias más eficientes, creando así un proceso mucho más eficaz. El equipo de la profesora Anne Jones de la Universidad el Estado de Arizona intenta crear estas conexiones entre células de especies diferentes para conducir la energía a donde mayor provecho pueda sacarse.

Estas vías de investigación no son las únicas. Hay incluso una empresa llamada Joule Unlimited que afirma disponer de una versión preliminar de fotosíntesis artificial capaz de producir combustible diésel. Si el proceso es viable y puede industrializarse y en especial si se puede mejorar la paupérrima tasa de conversión que deja en nuestros tanques de combustible una ínfima fracción de la energía solar capturada originalmente, muchos de nuestros problemas energéticos se podrían resolver. Con las consecuencias que ello tendría en el equilibrio mundial de fuerzas. La fotosíntesis artificial podría, literalmente, cambiar el mundo. Y estamos en ello.

Las vacas-brújula, o lo que no sabemos

Durante millones de años nuestros antepasados vivieron de la caza y la recolección. Para incontables generaciones la vida era estar pendiente de los movimientos de los animales, de sus manías, de sus costumbres, y de cómo aprovecharlas. Para explotar a fondo sus capacidades seguían a los rebaños en sus migraciones y cambiaban constantemente de lugar, orientándose en sus desplazamientos con misteriosos signos y señales. Luego aprendieron a criar ganado, en lugar de perseguir animales salvajes, modificándolos hasta físicamente para adaptarlos a sus necesidades, cuidándolos en el campo, acarreándolos de acá para allá en busca de pastos o mercados. Y sin perder nunca la pasión por la caza, deporte de nobles y reyes que aún hoy concentra el interés de los ricos y poderosos. Tenemos figuras mitológicas alrededor de nuestra relación con los animales: el Pastor, el Cazador, el Cowboy, el Indio de las Praderas, el Masai. Hasta hace muy poco tiempo, apenas al principio del siglo XX, nuestras ciudades estaban repletas de ganado. Y sin embargo, increíblemente, casi incomprensiblemente, durante todo este tiempo y todos esos millones de personas hasta 2008 nadie se había dado cuenta de que los rumiantes, cuando comen, orientan sus cuerpos geográficamente, concretamente de norte a sur. Las vacas son brújulas.

Según esta publicación en el PNAS, una seria revista científica, lo hacen. Un grupo de científicos alemanes y checos se puso a mirar fotografías de satélite en Google Earth, a contemplar rebaños en estado natural y a medir la orientación de las marcas que dejan los ciervos en la nieve al comer. Y su conclusión no por sorprenderte fue menos espectacular: el ganado doméstico (vacas) y dos especies diferentes de ciervos cuando comen colocan sus cuerpos en una orientación norte-sur, con la cabeza hacia el norte. El análisis es apabullante en cifras, y tan detallado que incluso permitió a los investigadores determinar el probable mecanismo que permite a los bóvidos y cérvidos esta proeza: el campo magnético terrestre. En efecto, en lugares con fuerte declinación (desviación entre el norte magnético y el geográfico), las cabezas se orientan preferentemente hacia el magnético. De alguna manera los animales ‘sienten’ el campo magnético y lo usan para alinearse mayoritariamente. Un descubrimiento sorprendente y contraintuitivo, pero tampoco revolucionario, ya que conocemos muchos animales con cierta sensibilidad geomagnética, y muchos artiodáctilos son migratorios; es probable que tengan mecanismos de orientación.

Pero entonces, ¿cómo es posible que antes de estos investigadores nadie se diese cuenta? ¿Cómo de los muchos millones de especialistas prácticos en el comportamiento animal ninguno cayó en la cuenta? Es una cuestión importante, porque la observación podría incluso servir para orientarse en ausencia de brújula. Y según los datos de los investigadores el efecto es bastante patente; lo suficiente como para que numerosos test estadísticos diferentes descartaran el azar. Si algo tan aparentemente visible, obvio e importante como esto ha pasado desapercibido para la especie humana durante tanto tiempo, ¿qué otros misterios se esconden a simple vista?

Los científicos profesionales son muy conscientes de una sutileza de la ciencia: los resultados que obtienes dependen de tus datos. En concreto de la definición de qué es un dato, y qué no. La ciencia investiga a partir de un dato, que es un hecho o medida relevante cuya evolución se analiza y explica. Pero al definir cuáles hechos son relevantes, y por tanto datos, y cuáles no se precondiciona lo que vemos y lo que dejamos de ver. Todos los cazadores y pastores de la historia descartaron la observación de que los rumiantes se orientan norte-sur porque sus cerebros no consideraban la postura de los animales cuando comen como un dato, sino como ruido; algo aleatorio, carente de sentido, producto del azar. Nadie pensó en estudiar la orientación porque la orientación no era un dato.  Nadie registró esas observaciones, y por tanto nadie pudo asociarlas para comprender su significado. Un hecho que podría haber sido importante quedó así oculto a plena vista.

La neurobiología está descubriendo que el cerebro no es la objetiva máquina de recoger hechos externos que tendemos a pensar que es. Tiene sesgos, defectos, errores en el proceso de recogida de información producto de su arquitectura, de su modo de funcionamiento o de su historia evolutiva (o incluso personal). El mundo que percibimos es una reconstrucción, realizada por el propio cerebro, a partir de información incompleta y sesgada. Cuando aplicamos raciocinio lo estamos haciendo sobre un modelo que guarda un relativo parecido con la realidad. Cuando buscamos respuestas primero tenemos que crear las preguntas y el modo de resolverlas, operando siempre sobre esa parcial y fallida reconstrucción del universo. Cuando definimos una variable como ‘dato’, lo hacemos a partir de toda esta cadena de simulaciones, errores y despropósitos. Lo cual nos puede llevar a la ceguera frente a cosas obvias que están delante de nosotros. ¿Cuántos más hechos como éste estaremos dejando de ver, porque nadie se ha hecho la pregunta correcta? ¿Cuántos descubrimientos nos quedan por hacer, no en las profundidades del átomo o en la lejanía del espacio, sino delante de nuestras propias narices? ¿Cuánto es lo que no sabemos?

El fin de una era en la NASA

El 20 de enero de 1979 la cadena televisiva estadounidense ABC emitió el capítulo piloto de una serie de ciencia ficción titulada ‘Salvage 1’, conocida en español como ‘Código Rescate 1’. En esta fantasía típica de la era pre-reaganiana un chatarrero decide construir un cohete para llegar a la Luna, con el fin de recoger la chatarra (?!) abandonada allí por las naves Apolo, traerla a la Tierra y venderla. Para ello forma un equipo compuesto de ex-astronautas y especialistas varios en paro con el que construye su nave espacial: el Vulture (Buitre). El cuerpo central estaba hecho a partir de un camión cisterna; la cápsula, con la hormigonera de otro camión, y la impulsión se obtenía con un compuesto ficticio denominado monohidrazina. El diverso grupo de encantadores golferas del espacio era así capaz de superar, con el ingenio típicamente estadounidense de la pequeña empresa, a la mismísima NASA y su gubernamental incapacidad. Aunque había un detalle que los emprendedores astronautas aficionados eran incapaces de duplicar y se veían obligados a robar: los ordenadores de la NASA. Para calcular su ruta el Vulture dependía de los mainframes de la agencia espacial estadounidense; la única instancia que en 1979 disponía de las máquinas con la potencia de cálculo necesaria para hacer llegar un cohete a la Luna. Porque el empuje de la pequeña empresa podía fabricar un cohete espacial, pero no dotarlo de capacidad de cálculo necesaria. En lo que supone el fin de una era en la exploración espacial y la informática la NASA acaba de apagar el último de sus ordenadores mainframe (vía Slashdot). El mundo ha cambiado demasiado.

En aquella remota época, 1979, nadie en su sano juicio pensaba que una pequeña empresa podía disponer de sus propios recursos informáticos. Imaginar que una chatarrería fuese capaz de diseñar y construir toda una nave espacial capaz de alcanzar la Luna era estirar menos la incredulidad que pensar que podía tener un ordenador propio. En aquel momento, todavía, computadora eran sinónimo de mainframe; grandes máquinas muy especializadas, atendidas por ejércitos de profesionales altamente cualificados, muy caras de comprar y de mantener. Los sistemas operativos y los programas eran de cada fabricante, por lo que no había ninguna interoperabilidad; los programadores especializados en IBM (apodada 'Blancanieves') no podían trabajar en máquinas de los llamados ‘siete enanitos’ (Honeywell, Burroughs, Control Data Corporation, GE, NCR, RCA, y Univac), los más importantes fabricantes de los años 60. Los modelos de ordenador más vendidos eran los de la familia conocida como Serie 360 de IBM (y su sucesora, la S/370). Y no eran aparatos pensados para el ámbito doméstico, sino industrial: para sumar nóminas, estimar tensiones en estructuras de ingeniería o realizar estadísticas de gran escala. O para calcular trayectorias: en la llegada del Apolo 11 a la Luna y su regreso NASA utilizó 5 unidades del IBM S/360, además del famoso AGC, el ordenador de a bordo de la nave. El cálculo exacto de la ruta a seguir en el espacio era tarea para este tipo de máquinas: ninguna otra hubiese tenido la capacidad necesaria.

Por eso los intrépidos liberales del espacio de ‘Código Rescate 1’ no tuvieron más remedio que robar sus recursos informáticos: todo lo demás se podía chapucear, pero en computación simplemente no disponían de alternativas a los mainframes de la NASA. Hoy, por supuesto, hay muchísimas alternativas disponibles. Probablemente un iPhone supere la potencia bruta de cálculo de un mainframe de los años 70, y un reloj digital la capacidad de proceso de los ordenadores de a bordo de las misiones Apolo. La simple fuerza bruta, en términos de operaciones por unidad de tiempo, se ha abaratado en los últimos 30 años en un factor difícil de imaginar. Los avances en microprocesadores (apenas nacientes en aquella época) y en fabricación de componentes han mantenido la Ley de Moore activa durante todo este tiempo, con resultados abrumadores. Hoy existe una cantidad de recursos de computación que los informáticos de los años 70 hubiesen sido incapaces de imaginar.

Pero el cambio fundamental no ha sido cuantitativo, sino cualitativo; la mayor diferencia no está en el número de operaciones de coma flotante que es capaz de ejecutar un ordenador, sino en quién es su dueño, y por tanto para qué se utilizan. En los años 70 sólo las empresas, gobiernos e instituciones disponían de ordenadores, por lo que éstos se empleaban en tareas industriales. Hoy los ordenadores son personales, por lo que se usan para realizar trabajos de personas. La informática que hoy conocemos no es la construcción, mantenimiento y reparación de equipo industrial, sino una herramienta de carácter personal que la gente utiliza como más le conviene, interesa, o divierte. La esencia misma de lo que los ordenadores hacen ha cambiado, porque el control de los recursos informáticos ya no está en manos de los grandes, sino de los pequeños. Y los efectos de ese cambio están siendo profundamente revolucionarios en aspectos que los informáticos de la era clásica hubiesen encontrado difíciles de imaginar: la comunicación personal, los medios de comunicación, el derecho de autor, la música, la política. El apagado del último IBM Z9 de la NASA cobra así un estátus simbólico, de fin de una era. Algo que no debe entristecernos, porque todo final de era es también el principio de otra. Los adorables piratas del espacio de ‘Código Rescate 1’ no hubiesen tenido hoy que robar computación a nadie: la hubiesen podido comprar con facilidad. Y eso es bueno.

¿Tres millones de niños enfermos crónicos?

En los Estados Unidos tres millones de niños son drogados a diario, la inmensa mayoría de ellos con estimulantes derivados de las anfetaminas. Paradójicamente, los medicamentos pretenden controlar los síntomas de una enfermedad que los hace hiperactivos: el trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH), o síndrome de déficit de atención (ADD, en sus siglas en inglés). Se trata de una afección de complejo y polémico diagnóstico, irregularmente extendida entre países y sexos, y que se calcula puede afectar hasta al 5% de la población estadounidense (adulta e infantil). Y para tratar la cual se está llevando a cabo en el último cuarto de siglo lo que podría considerarse como el experimento social no controlado más atroz de la historia: drogar con anfetaminas durante años a millones de niños a lo largo del periodo en el que su cerebro está creciendo y estructurándose. Lo peor es que datos recientes indican que esta medicación, que suprime algunos de los síntomas más socialmente destructivos y hace a los niños menos intratables, no tiene ningún efecto curativo a largo plazo. En la práctica esos tres millones de niños quizá no estansiendo tratados para ser curados, sino para encajar mejor en los roles sociales. Lo cual debería hacernos reflexionar sobre lo que es nuestra sociedad, y lo que es la enfermedad.

Cuando se trata de enfermedades mentales muchas veces la definición no es absoluta, sino relativa: el problema no está tanto en la mente de la persona afectada como en las relaciones entre esa mente y el resto de las personas, su entorno social. Se define lo que constituye o no enfermedad teniendo en cuenta lo mucho o poco que se acerca la mente del afectado a las del resto del grupo; en algunos casos podría hablarse más se enfermedad social que mental, porque lo que resulta afectado son las relaciones. Algo que no debe sorprender, puesto que los humanos somos primates altamente sociales, hasta tal punto que si se priva a una persona de contacto con otras personas contra su voluntad durante el tiempo suficiente, es probable que enloquezca. Los humanos nos rompemos cuando estamos solos. La interacción social es tan importante como la comida o el sueño: un componente vital de la mente humana.

Pero una cosa es que sea difícil distinguir el límite entre ir contra las convenciones sociales habituales y estar enfermo, y muy otra utilizar poderosas drogas en seres humanos en pleno proceso de crecimiento, durante años, y sin que los beneficios (ni siquiera los efectos) a largo plazo estén bien estudiados. Según comenta en el artículo el profesor L. Alan Sroufe, del Institute of Child Development (instituto de desarrollo del niño), la prescripción de drogas contra el TDAH en los últimos 30 años se ha multiplicado por 20, lo cual como poco indicaría una aterradora epidemia. Y si bien es cierto, y está más que comprobado, que fármacos como el Ritalin o el Aderall (marcas comerciales de mezclas de anfetaminas en los EE UU) mejoran la concentración de las personas en tareas repetitivas y monótonas en el corto plazo, resulta que los estudios a largo plazo no muestran mejoras. Las pastillas estarían, tal vez, ayudando a los niños hoy, pero no mejorando su prognosis a largo plazo. Y lo que es peor; no hay estudios que analicen qué otros efectos puede estar causando en el desarrollo del cerebro infantil la administración de anfetaminas durante años. 

La progresión de nuestra capacidad de actuar sobre el cerebro y su funcionamiento debería hacernos pensar seriamente sobre lo que queremos, porque como en la vieja maldición puede que acabemos por obtenerlo. Quizá tengamos la capacidad de mejorar mediante la química la concentración de nuestros niños en tareas repetitivas y monótonas, pero ¿y si el problema es un sistema educativo que se basa en la repetición y la monotonía? ¿Es el individuo el enfermo, o es la sociedad y su definición de enfermedad? ¿Queremos niños y adultos que se adapten a los engranajes existentes a pastillazos, sin cuestionarnos si esos engranajes son los mejores, más humanos, o simplemente los adecuados para nuestro futuro?

Sin duda hay niños cuya falta de atención y sintomatología asociadas son patológicas, y derivan de problemas en su cerebro y en su mente que necesitan atención. Pero también cabe poca duda que tres millones de niños bajo tratamiento en solo un país hacen sospechar que la definición de esa enfermedad se ha ido de las manos, y que demasiados niños están siendo tratados simplemente para hacerlos más dóciles y menos problemáticos. Deberíamos plantearnos seriamente qué es lo que queremos y cómo obtenerlo. Y además tendríamos que tener mucho cuidado con la modificación a gran escala del cerebro de nuestros hijos por medio de la química. Incidentes como la reciente oleada de pánico en el mercado estadounidense ante los rumores sobre una escasez de Aderall en el mercado, con padres almacenando cantidades ridículas de medicación (y provocando, precisamente, la escasez temida) no invitan al optimismo. 

Hay muchos intereses que presionan para extender el rango de lo enfermo, de lo que debe ser tratado médicamente, a expensas de lo que es simplemente diferente, idiosincrásico, peculiar. Cuanto mayor sea nuestro control sobre el funcionamiento del cerebro, mayores serán las presiones para definir socialmente un estado deseable y convertir en enfermedad todo lo que suponga una desviación de ese estado ideal. No faltará quien nos venda los medicamentos para ‘curar’ las desviaciones con independencia de las consecuencias, como ya estamos viendo que ocurre hoy. Disponer del poder de modificar nuestro propio cerebro, y con él nuestros propios valores, deseos y suelños, puede ser el mayor reto moral de la historia de la Humanidad, y un punto clave de nuestra evolución. Y también un desastre de proporciones incalculables, si lo hacemos mal.