La primera gran cumbre del siglo XXI

Diario El Comercio del 06 de diciembre de 2009, suplemento El Dominical.
Por: Martha Meier

“The American way of life is not negotiable” (El estilo de vida americano no es negociable), dijo convencido George Bush padre durante la Cumbre de la Tierra (Río de Janeiro, junio 1992), cuando se invocaban acciones concretas contra el cambio climático. Dignísimo padre de su lamentable hijo y al fin y al cabo con una fortuna vinculada al petróleo, Bush papá dejó claro que lo suyo no era preocuparse por reducir el uso de combustibles fósiles.

Cambia, todo cambia
Mañana en Copenhague se reunirán los principales líderes del mundo —representantes de 192 países— justamente para acordar reducciones de las emisiones —especialmente de dióxido de carbono, CO2— generadas por los combustibles fósiles, responsables del calentamiento global. Esto llevará sin duda a notables cambios en el estilo de vida de los terrícolas. “La Conferencia sobre Cambio Climático en Copenhague (COP-15) será el punto de quiebre en la lucha para prevenir el desastre climático”, dice Yvo de Boer, secretario ejecutivo de Naciones Unidas para el tema. Y añade: “La ciencia lo demanda, la economía lo apoya, las futuras generaciones lo requieren”.

De Kyoto a Copenhague
En 1995, la ONU lideró las negociaciones para un convenio climático. El instrumento dio fuerza vinculante a la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático (CMNUCC), suscrita en 1992 en Río de Janeiro. El asunto nuevamente no desveló a la administración de Bush padre. El 11 de diciembre de 1997, finalmente —como era de esperarse sin Estados Unidos—, el planeta adoptó el Protocolo de Kyoto (vigente hasta el 2012 y razón de las negociaciones para un tratado sustitutorio). Ya con los demócratas asentados en la Casa Blanca, el 12 de noviembre de 1998 un sonriente Bill Clinton, en gesto simbólico y fotográfico, suscribió el protocolo (pese a que el Senado ya había rechazado el documento por 95 votos contra 0). En marzo del 2001, el presidente George W. Bush, dignísimo hijo de su lamentable padre, retiró a Estados Unidos del protocolo jamás ratificado por su país. Por coincidencia o mensaje de la Pachamama, el 2001 fue uno de los años más calurosos en muchas décadas.

Con los ojos en Obama
No es de sorprender que los ojos del mundo recaigan hoy sobre el presidente Barack Obama. Estados Unidos junto con China han sido una verdadera piedra en el zapato a lo largo del proceso hacia la COP-15 Copenhague. Dos potencias económicas en el limbo, reacias a establecer compromisos. Nada para estar optimistas. En las últimas semanas ambas naciones han dado señales positivas. Habrá que esperar con los dedos cruzados al 19 de diciembre. Fin de la reunión y ¿comienzo de una nueva era?

El club del co2
Comunidad Europea: Con una población claramente identificada con la causa ambiental y menos dependiente de los combustibles fósiles desde la Segunda Guerra Mundial, por los altos precios. Copenhague es la ciudad del planeta que más usa la bicicleta como transporte, y 20% de la producción energética de Dinamarca procede del viento. Fue Europa la que mantuvo vivo el Protocolo de Kyoto, ratificándolo cuando Estados Unidos lo dejó

Estados Unidos: El congreso perfila —a paso de perezoso— una ley sobre el clima. Muy presionados por los lobbies energéticos. La lógica de Obama es: “No hagamos de lo perfecto enemigo de lo esencial”, con lo que queda claro que cualquier reducción es mejor que ninguna. Todd Stern es el negociador encargado.

China: El mayor emisor de CO2 del planeta. Propone que el 0,7% del PBI anual de las naciones desarrolladas (295 mil millones de dólares) doten de fuentes de energía limpia a los países en vías de desarrollo.

India: Sostiene que sus emisiones per cápita nunca serán tan altas como las de los estadounidenses. No llevan propuestas.

Los de los bosques tropicales:
Son países en vías de desarrollo. No tienen muchas emisiones pero sí mucha quema y tala de bosques, con lo que se pierden importantes sumideros de carbono. El interés es que se reconozca el valor de sus árboles en pie por los servicios ambientales que prestan. ¿Ficha principal? Brasil.

Australia: el mayor exportador de carbón mineral del mundo.

Japón: No muestra mucho entusiasmo.

Estados del golfo: Pueden beneficiarse gracias a sus inmensas reservas de gas, energía considerada “semilimpia” y cuyos precios se elevarían.

El Gran Impacto Cósmico Que Pudo Acabar Con los Dinosaurios, Emplazado en la India y No en México


Una misteriosa cuenca frente a la costa occidental de la India podría ser el mayor cráter conocido de la Tierra, provocado por un devastador impacto cósmico. Y si las conclusiones de un nuevo estudio están en lo cierto, este impacto pudo haber sido el responsable del exterminio de los dinosaurios hace 65 millones de años.
Sankar Chatterjee, de la Universidad Tecnológica de Texas, y un equipo de investigadores examinaron detenidamente la enorme Cuenca de Shiva, una depresión sumergida en la zona Oeste de la India, que es explotada intensamente por su petróleo y gas. Algunos cráteres complejos están entre los yacimientos de mayor producción de hidrocarburos en el planeta.

Si los investigadores tienen razón, éste es el cráter más grande conocido en nuestro planeta. Se ha calculado que el astro que ocasionó este cráter debía medir unos 40 kilómetros de diámetro. El impacto de un cuerpo de estas dimensiones es capaz de generar su propia tectónica.
En cambio, el objeto que golpeó la Península de Yucatán, y al que comúnmente se considera culpable de exterminar a los dinosaurios, tenía sólo entre 8 y 10 kilómetros de diámetro.

Es difícil imaginarse el cataclismo causado por el impacto que forjó la Cuenca de Shiva. Pero si el equipo tiene razón, el choque vaporizó la corteza de la Tierra en el punto de colisión, dejando sólo el material ultracaliente del manto. Es probable que el impacto impulsara las colosales erupciones volcánicas de las cercanas Deccan Traps, que desparramaron lava en una enorme área a su alrededor. Además, el impacto separó las Islas Seychelles de la placa tectónica de la India, y las envió hacia África.

La evidencia geológica es espectacular. El borde externo de la Cuenca de Shiva forma un anillo de unos 500 kilómetros de diámetro, rodeando el pico central. La mayor parte del cráter yace sumergida sobre la plataforma continental de la India, pero el lugar donde toca tierra firme está caracterizado por altos acantilados, fallas activas y manantiales de aguas termales. El impacto parece haber recortado o destruido la mayor parte de la capa de granito de 50 kilómetros de espesor en la costa occidental de la India.

El Artico Podría Llegar a Emitir Más Dióxido de Carbono del Que Absorbe

El Ártico podría alterar el clima de la Tierra si se convierte en una fuente neta de dióxido de carbono. El Ártico captura o absorbe actualmente hasta el 25 por ciento de este gas, pero el cambio climático podría alterar esa cantidad, según un nuevo estudio.
David McGuire del USGS (U.S. Geological Survey, el servicio estadounidense de prospección geológica) y de la Universidad de Alaska en Fairbanks, y sus colegas, muestran que el Ártico ha sido un importante sumidero de carbono desde finales de la última Edad del Hielo, pero que eso puede cambiar drásticamente. En promedio, el Ártico ha representado entre un 10 y un 15 por ciento de todo el sumidero global del carbono. Sin embargo, la rápida velocidad del cambio climático en el Ártico, casi dos veces mayor que en latitudes más bajas, podría eliminar este sumidero y convertir la región en una fuente neta de dióxido de carbono.

El carbono entra generalmente en los océanos y masas de tierra del Ártico procedente de la atmósfera, y se acumula en grandes cantidades en el permafrost, la capa helada del suelo por debajo de la superficie de la tierra. A diferencia de las tierras activas, en el permafrost el carbono no se descompone. Gracias a ello, el carbono queda atrapado en la tierra helada. Las condiciones frías de la superficie también retardan la velocidad de descomposición de la materia orgánica, permitiendo que la absorción de carbono en el Ártico exceda lo que éste produce.
Pero las tendencias recientes al calentamiento podrían cambiar este equilibrio. Las temperaturas más cálidas que las de antaño podrían acelerar la tasa de descomposición de la materia orgánica de la superficie, liberando más CO2 a la atmósfera. Mayor preocupación reviste el hecho de que el permafrost ha empezado a deshelarse, exponiendo los suelos previamente helados a la descomposición y la erosión. Estos cambios podrían revertir el papel histórico del Ártico como un sumidero de dióxido de carbono.

En el plazo de unas pocas décadas, el permafrost en deshielo podría dejar también los terrenos más encharcados, una situación que podría promover la actividad de organismos productores de metano.

Actualmente, el Ártico es una fuente sustancial de metano emitido a la atmósfera: la cantidad liberada cada año alcanza tanto como 50 millones de toneladas. La cifra de 400 millones de toneladas de dióxido de carbono que el Ártico captura anualmente es ciertamente más elevada. Pero el metano es un gas de efecto invernadero muy potente, aproximadamente 23 veces más potente que el dióxido de carbono. Si se acelera la descarga de metano ártico a la atmósfera, el calentamiento global podría acelerarse de manera notable.
20 de Noviembre de 2009

LAS TIERRAS RARAS

UNOS MINERALES MUY NECESARIOS
Por: Tomás Unger
Diario El Comercio del 17 de noviembre de 2009.
En el desarrollo tecnológico las ideas siempre han precedido a los inventos, en muchos casos debido a la falta de los materiales adecuados. El ala delta de Leonardo hubiera volado si en lugar de caña, lona y soga, hubiera tenido tubos de duraluminio, cables de acero y nailon. El diseño básico del motor de los automóviles de Fórmula 1 data de 1911, pero los metales, lubricantes y combustibles de la época no permitían pasar de 3.000 revoluciones por minuto, mientras los de hoy pasan las 16.000.
En la era digital nuestros millones de artefactos electrónicos y su infraestructura requieren de materiales con características especiales. Esto es más notorio cuando se trata de producir en gran escala artefactos cada vez más pequeños y livianos. Entre los materiales requeridos, aunque en pequeñas cantidades, se encuentra un grupo de metales que lleva el nombre de tierras raras. El nombre no se debe a que sean escasos, sino porque en los minerales se presentan siempre combinados y en pequeñas cantidades difíciles de separar.
LA FAMILIA
La familia de las tierras raras consta de 17 elementos, todos metales. Quince forman un bloque en la tabla periódica (del número atómico 57 al 61) llamados lantánidos; los otros dos elementos, el escandio y el itrio (números atómicos 21 y 39), se encuentran en otro lugar de la tabla pero tienen características muy parecidas. Por esta razón la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (Iupac) considera que los elementos que forman las tierras raras son 17.
El primer elemento de esta familia fue descubierto en 1787 en una roca negra del pueblo de Ytterby de Suecia. Del análisis del mineral los químicos suecos aislaron varios elementos, entre los cuales estaba uno que no conocían, al que bautizaron itrio en honor al pueblo donde lo encontraron. Para 1803 habían aislado otro al que llamaron cerio en honor a la diosa Ceres, y fue la primera tierra rara de los lantánidos identificada como elemento.
DEL LASER AL PETRÓLEO
Los 15 elementos desde el lantano, con el número atómico 57, hasta el lutecio, con el número atómico 71, son similares en sus características físicas y en estado natural nunca se presentan solos. Por sus características físicas y químicas, que son similares en todos, tienen aplicación en diversos artefactos electrónicos y, como elementos de aleación, dan características especiales a los metales y al vidrio. Algunos ejemplos pueden ilustrar la variedad de los usos y la razón por la cual ha crecido la demanda de las tierras raras.
El escandio (Sc), un metal blanco plateado descubierto en 1869 en Suecia, con bajo peso específico y un alto punto de fusión (1,541º C), es un componente de ciertas aleaciones ligeras de la industria aeronáutica (los aviones MIG 21 y 29 lo usan). Pequeñas cantidades también se usan en las lámparas halógenas y los tubos de la cámaras de TV. El itrio (Y), a pesar de llamarse tierra rara, es 400 veces más abundante en la corteza terrestre que la plata, pero se presenta en los minerales en muy pequeña proporción. Curiosamente, las rocas traídas de la Luna tienen un contenido relativamente alto de itrio. Este metal se usa en los sensores de oxígeno (sonda Delta) en los escapes de automóviles, en la fabricación de diodos emisores de luz (LED) y en los cristales para lentes fotográficos, entre otros.
Con características parecidas al itrio, el lantano (La), se usa en encendedores y en los tubos de vacío. La industria cinematográfica lo usa para cristales ópticos especiales. Ahora un nuevo uso le ha dado gran importancia al lantano: en las baterías de níquel-hidruro metálico, como las que emplea el automóvil híbrido Prius. El cerio (Ce) se usa en convertidores catalíticos para automóviles, en aditivos para combustible diésel y en imanes de tungsteno, entre otros.
El prometio (Pm) es un elemento obtenido artificialmente que la NASA emplea en baterías nucleares. El samario (Sm) se usa para las luces de arco en los proyectores de cine, en láseres y en reactores nucleares. También hay samario en los imanes de los auriculares, en las guitarras eléctricas y otros instrumentos electrónicos. El europio (Eu) se emplea en la fabricación de láseres, televisores y lámparas fluorescentes. Entre sus diversos usos están las tiras fosforescentes que tienen los billetes de euros para evitar la falsificación.
El gadolinio (Gd) se emplea en tubos de TV, en ciertos tipos de memoria de computadora y en aleaciones de acero y cromo. Otro uso es como agente de contraste intravenoso para la resonancia magnética. El terbio (Tb) se usa en los sensores del sonar marino y para dar el verde intenso a las pantallas de TV. El disprosio (Dy) se emplea en la fabricación de láseres y discos compactos, entre otros. El holmio (Ho) es el más magnético de todos los elementos conocidos, por lo que se utiliza en imanes y en ciertos láseres y en aparatos de microondas especializados. El erbio (Er) tiene un uso muy importante en la transmisión por fibra óptica, donde también se emplea en los láseres que amplifican la señal.
El tulio™ se usa en rayos X y el iterbio (Yb) para producir rayos gamma y aleaciones de acero. El praseodimio (Pr) es también un amplificador para la fibra óptica, se usa en iluminación y para colorear cristales ópticos. Los imanes permanentes más potente son de neodimio (Nd), por lo que se usa para discos duros, auriculares, micrófonos y guitarras eléctricas. También se emplea para lentes de astronomía y en el láser más potente del mundo*. El lutecio (Lu) por su rareza y alto precio tiene menos aplicaciones, pero siempre se usa en el craqueo catalítico del petróleo.
EL FUTURO
Debido a que se usan en muy pequeñas cantidades, los volúmenes de tierras raras que se consumen son relativamente pequeños. Por ejemplo, el neodimio, a pesar de sus múltiples e importantes aplicaciones, tiene una demanda de solo 7.000 toneladas al año, pero que va en aumento. Este es el caso para todas las tierras raras. Hasta los años 90 la producción estaba repartida entre China, EE.UU., con un tercio cada uno, y el tercio restante dividido principalmente entre Australia, Brasil, India y Sri Lanka. Debido al costo, la mayoría de las minas han cerrado y hoy el 95% de la producción está en China, cuya industria electrónica usa dos tercios. Para el tercio restante China está imponiendo cuotas.
Esta situación y la demanda de tecnología “verde” ha aumentado la búsqueda de depósitos minerales que contienen tierras raras. A pesar de la crisis económica se están invirtiendo cientos de millones en esta búsqueda. Por lo pronto se ha encontrado nuevos yacimientos en Australia y empresas mineras los están buscando en Norteamérica y Sudáfrica. En Sudamérica, Chile ya tiene yacimientos de tierras raras y, dada la geología similar de los Andes, es posible que tengamos alguno, lo cual sería una nueva fuente de riqueza para nuestro futuro.En Gran Bretaña, para la investigación nuclear se ha construido el Helen, un láser de neodimio y vidrio de un teravatio (un millón de millones de kW).

La digitalización de imágenes

Los premios Nobel
Por: Tomás Unger
Hace unos días fueron anunciados los premios Nobel de Ciencia de este año. Entre ellos hay biólogos y físicos, hoy nos ocuparemos de uno de los últimos. El premio de Física fue dividido en dos, la mitad para el físico chino-inglés Charles Kuen Kao, llamado el padre de la fibra óptica. La otra mitad será compartida por el físico canadiense Willard Sterling Boyle y el físico norteamericano George Elwood Smith, por haber inventado el sensor CCD (dispositivo de carga acoplada) que ha hecho posible la digitalización de imágenes, elemento esencial de la era digital multimedia.
EL PRINCIPIO
Hace 40 años los físicos de los famosos laboratorios Bell* decidieron hacer un teléfono con pantalla de TV. Se trataba de una manera más sencilla y compacta de captar y transmitir una imagen y una memoria para almacenarla. Fue en 1969 que Boyle y Smith, que trabajaban en este proyecto, construyeron un semiconductor que podía captar, transmitir y almacenar datos. Se dieron cuenta de inmediato de que, aplicando el efecto fotoeléctrico (conversión de luz en electricidad), podían captar imágenes. Así nació el CCD.
Hoy millones de cámaras fotográficas y de video son fabricadas con pequeños CCD de gran capacidad. Cada uno de ellos es miles de veces más eficiente que el creado hace 40 años, pero el principio con el que funciona es el mismo: el CCD convierte en corriente la imagen a través de píxeles, diminutas celdas fotoeléctricas sensibles a la luz. El voltaje fluctúa de acuerdo con la intensidad de la luz y es registrado digitalmente. Este flujo de información que describe la variación de la luz es registrado por la corriente cuyas fluctuaciones son almacenadas en una memoria.
Este es el proceso que describe una pantalla de píxeles, cada uno con su registro de intensidad de luz y hasta armar el cuadro. El primer CCD fue fabricado comercialmente en 1974 por la empresa Fairchild y tenía 100 píxeles de ancho por 100 de alto, en total 10 mil (diez kilopíxeles). Unos años después el ingeniero Kazuo Iwama de Sony** logró fabricar un CCD de gran capacidad y en 1986 presentó el primer formato digital. El video no era comprimido y requería un enorme ancho de banda para manejar la información. Iwama, quien hubiera debido participar de este Nobel, murió en 1982, pero en su tumba hay un CCD en reconocimiento a su gran contribución.
EL COLOR
El CCD se fue perfeccionando y rápidamente encontró una gran variedad de aplicaciones. A diferencia de nuestra retina o la película fotográfica, el CCD puede ser sensible a la luz infrarroja y a la ultravioleta, con lo cual se puede usar en cámaras para visión nocturna o, como hacen ciertos insectos, observar el mundo en ultravioleta. Esta capacidad de registrar en frecuencias más allá de la luz visible ha revolucionado la astronomía y ha permitido una nueva visión del universo. En esta gran variedad de usos la aplicación del CCD es siempre la de captar imágenes, ya sean fijas o en movimiento, grabarlas y almacenarlas, para que luego puedan ser reproducidas.
Para reemplazar la película fotográfica, cosa que eventualmente ha hecho, al CCD le faltaba la capacidad de captar el color. Para distinguir colores, como lo hace nuestra retina, hay que separar los tres componentes básicos: rojo, verde y azul, y medir la proporción en la que producen el color captado. Con este fin el CCD registra separadamente, ya sea por filtros o prismas, la intensidad de rojo, verde y azul, convirtiéndola en información digital que es almacenada. Siempre se trata del mismo principio, un proceso de información, con una larga fila de datos que describen lo que ha captado la pantalla del CCD punto por punto. Así, en una cámara fotográfica que tiene 4 megapíxeles (4 millones), hay tres datos de intensidad de color por cada píxel y su mezcla produce el color original.
FOTOGRAFÍA DIGITAL
Una cámara digital comercial típica tiene un CCD pequeño, que no llega a 8 mm x 6 mm, con unos 4 millones de píxeles. Para esto hay que tener en cuenta que un CCD capta aproximadamente el 70% de la luz que recibe, por lo que es mucho más eficiente que la película fotográfica a la cual ha sustituido, que captura solo alrededor de 2% de la luz que incide en ella.
La eficiencia del CCD ha permitido crear una variedad de cámaras, que han encontrado una gran diversidad de usos. Desde las pequeñas cámaras de vigilancia, la webcam que permite videoconferencias, las cámaras de los teléfonos celulares 3G, hasta el telescopio espacial Hubble usan algún tipo de CCD.
En el caso de la astronomía, aun el telescopio más potente o el espacial que está fuera de la atmósfera no pueden captar directamente la débil imagen de galaxias que están a millones de años luz de distancia. Sin embargo, el CCD, con su gran sensibilidad, en una exposición de varias horas ha logrado captar galaxias a más de 10 mil millones de años luz de distancia.
EL ARCHIVO
El Nobel recibido por los físicos Boyle y Smith refleja solo en parte la importancia del invento por el cual su contribución fue premiada. Hoy la imagen es parte de nuestro gigantesco archivo digital. Esto incluye la capacidad de transmitirla, guardarla en discos ópticos (CD), procesarla, comprimirla y manipularla con diversos programas. La transición a la televisión digital es posible gracias al CCD. Además de la proliferación de cámaras, desde las de vigilancia hasta las de más alta resolución usadas en astronomía y las destinadas a reemplazar la película en el cine, todas usan como “retina” un dispositivo de carga acoplada que convierte la luz en una corriente cuyas fluctuaciones se registran como información digital.
A partir de la aparición del CCD, y una de sus versiones que es el escáner, nuestra capacidad de recuperar, conservar y archivar imágenes ha crecido en varios órdenes de magnitud. No sería posible imaginar la era digital de multimedia sin el pequeño dispositivo inventado hace 40 años, que hoy se fabrica por decenas de millones cada año.
Diario El Comercio del 20 de octubre de 2009

Científicos británicos descubren un planeta “suicida”

ASTRONOMÍA

LONDRES [EFE]. Un equipo de científicos británicos descubrió un planeta con un volumen diez veces superior al de Júpiter que orbita tan cerca de su estrella matriz que las corrientes estelares deben haberlo conducido ya a la destrucción. En un novedoso estudio que publica la revista científica “Nature”, un grupo de astrónomos de la Universidad de Keele (Reino Unido) asegura que este planeta, bautizado como WASP-18b, es una rareza en el mundo de la astronomía y que la probabilidad de observar un fenómeno semejante es de una entre mil.
Diario El Comercio del 27 de agosto de 2009.

El primer telescopio cumplió cuatro siglos de creación

ASTRONOMÍA. INVENTO DE GALILEO GALILEI
Cuando se presentó ante las autoridades en 1609 se recalcó su uso militar y no el científico.
ROMA [EFE]. Los astrónomos de todo el planeta conmemoraron ayer el cuarto centenario del reconocimiento oficial del primer telescopio, un invento del científico italiano Galileo Galilei (1564-1642) que cambió para siempre el rumbo de la astronomía.
El 25 de agosto de 1609 el Senado de Venecia hacía suyo este invento del genio renacentista y aprobaba un aumento de salario para Galileo como profesor de Geometría, Mecánica y Astronomía en la Universidad de Padua, cargo que ocupó durante unos meses hasta que decidió volver, con su telescopio, a Florencia.
Las autoridades de la República de Venecia aceptaron así la propuesta del científico toscano de quedarse con el uso exclusivo de un telescopio que solo cuatro días antes había sido presentado oficialmente en la torre del campanario de la plaza de San Marcos y que, en un principio, sería utilizado con fines defensivos.
“El lugar de la presentación fue el campanario de San Marcos, que aún existe. Desde una altura de unos 60 metros, se podía observar más allá del horizonte del mar. Allá arriba Galileo había montado su telescopio”, explica a Efe Paolo Galluzzi, director del Museo de Historia de las Ciencias de la ciudad italiana de Florencia.
“Allí mostró a los presentes, que eran numerosos senadores y personajes destacados, las prestaciones de este nuevo instrumento, sobre todo por su valor militar y estratégico”, añade.
Como resultado de esta presentación y de las posibilidades casi mágicas que el telescopio ofrecía, el Senado de Venecia acordó aumentar el salario de Galileo de 320 a 1.000 florines, es decir, lo triplicó, y dio muestras del valor que tenía el invento del pisano.
El genio renacentista, que mostró interés por casi todas las artes existentes en la época, se convirtió así en el padre de un invento que ha supuesto y sigue suponiendo mucho para una Astronomía que no volvió a ser la misma desde entonces.
Tomado del Diario El Comercio; edición del 26 de agosto de 2009.