¿Eres capaz de ver violencia en esta escena medieval?

Por Antonio Ledesma (CSIC) *

A diferencia de lo que muchas personas piensan, la Edad Media no fue un período marcado solo por la violencia y la guerra, como da a entender la serie Juego de tronos. Sin embargo, en este post vamos a fijar la atención en los conflictos sociales de la época. Lo haremos de una forma muy particular: relacionándolos con los procesos constructivos. La historia del arte es una disciplina muy útil para abordar las manifestaciones culturales de un período histórico, pues, como afirma Paul Zanker, “el mundo de las imágenes (…) refleja el estado interno de una sociedad y permite obtener una idea de la escala de valores y de las proyecciones de los contemporáneos, aspectos que frecuentemente no se manifiestan en las fuentes literarias”.

Entre los años 1050-1300, en Europa se advierte una gran eclosión constructiva. “Parecía como si el mundo, queriendo sacudirse de sus sucios harapos, fuera a vestirse con el blanco manto de las iglesias”, escribió entonces el monje cluniacense Raúl Glaber, que vivió a comienzos del siglo XI. En esta época se desarrolló lo que se conoce como arte románico, estilo que predomina en el continente durante los siglos XI, XII e inicios del XIII, y cuyo peso en la construcción de la identidad cultural europea justifica, por ejemplo, su presencia en los billetes de diez euros.

Ahora te animamos a observar una escena correspondiente a aquel momento:

Vista completa de la escena representada en el capitel del monasterio de San Pedro de Valdecal (Palencia). / © Javier M. - Proyecto Petrifying Wealth

Vista completa de la escena representada en el capitel del monasterio de San Pedro de Valdecal (Palencia). / © Javier M. – Proyecto Petrifying Wealth

Esta representación se encuentra en un capitel identificado entre los restos del monasterio de San Pedro de Valdecal, conjunto que se localizaba en tierras palentinas y del que hoy solo restan algunos vestigios y unos cuantos testimonios documentales. En palabras de Miguel Ángel García Guinea, el monasterio tuvo que ser “uno de los edificios desaparecidos más importantes del románico palentino”. El capitel, que se expone en la actualidad en el Museo Arqueológico Nacional (MAN), resulta excepcional por la escena que representa y por eso ha recibido la atención de especialistas renombrados, como García Guinea o Serafín Moralejo. Y tú, ¿qué ves? ¿Crees que hay violencia en esta, aparentemente, “inocente” escena?

En el proyecto Petrifying Wealth pensamos que sí. Hasta la fecha la imagen era considerada por la comunidad investigadora como una escena vinculada con el proceso constructivo, que representaba a porteadores de agua o de argamasa, materiales necesarios para la obra. Desde este punto de vista, el capitel de San Pedro de Valdecal reinterpretaría un capitel considerado como su referente: el que se encuentra en el interior de la iglesia del antiguo y afamado cenobio de San Martín de Frómista, también en Palencia, a casi 50 kilómetros de distancia en línea recta de Valdecal. Este referente repercutiría también en un capitel fracturado del interior de Santa Julián en Santillana del Mar, ya en tierras cántabras, donde la acción representada se ha vinculado más con la vendimia.

Sin embargo, en Valdecal los objetos y los gestos de los personajes representados plantean una lectura complementaria que dota a la pieza de especial interés y tiene enormes implicaciones, ya que añade un rasgo especial: la violencia. Es probable que este capitel constituya uno de los testimonios artísticos más singulares que reúne violencia y construcción.

Capitel del monasterio de San Pedro de Valdecal (Palencia) y detalle del mismo. © Museo Arqueológico Nacional.

Capitel del monasterio de San Pedro de Valdecal (Palencia) y detalle del mismo. / © Museo Arqueológico Nacional

Sumamente sintética y con varios destellos de gran virtuosismo técnico, la escena se compone por cuatro figuras en total, dos centrales y una en cada costado, todas masculinas y en edad juvenil. Los dos personajes del frente llevan una gran herrada a hombros e interactúan con sus contrarios en un tipo de acción que es familiar en la cultura visual popular gracias a los característicos belenes navideños, que suelen presentar tareas y disposiciones similares. No obstante, aquí el portador de la izquierda es golpeado en su espalda por un instrumento de disciplina que es agarrado con firmeza con las dos manos por el sujeto del costado; mientras que el portador de la derecha es tirado del cinturón por la figura del extremo derecho, que busca su control. El sojuzgado rehúye a su vez su autoridad colocando su mano izquierda sobre la muñeca del agresor, lo que genera una clara tensión entre ambos, a diferencia de lo que sucede con los otros dos sujetos. De este modo, se puede hablar de dominio y de una coacción nada sutil hacia los portadores (todo delata que siervos), por parte de los otros dos sujetos. Estos últimos, además, van calzados –al contrario que los porteadores, que llevan los pies desnudos– y presentan una mayor corpulencia, factores ambos que acentúan las diferencias sociales y su relación jerárquica.

Un caso singular en el que se identifica ‘construcción y violencia’

Durante los siglos que abarca este período se han documentado en contextos constructivos conflictos de diversa índole, en especial de carácter económico, si bien no siempre violentos. Sin embargo, en representaciones artísticas no se conocen más testimonios a nivel hispano que combinen constructio et violentia, aunque no hay que perder del horizonte el abultado número de testimonios existentes y la imposibilidad de reconocer todos. Para hacernos a la idea, solo la provincia de Palencia concentra el mayor número de monumentos románicos en toda Europa. Esta situación acentúa el interés de este ejemplar pétreo sin que se pueda hacer referencia a un unicum.

Pero, ¿por qué se eligió representar una escena de estas características y con qué objetivos? Es un interrogante difícil de responder, ya que se han perdido el contexto sociocultural del que emergió y la casi totalidad de las piezas del rompecabezas. Todo parece indicar que se trata de una escena de conflicto enmarcada en un ciclo laboral, tal vez en el contexto de una construcción, y que podría corresponder a una amonestación a la violencia ejercida por los que ostentaban el poder, pero su descontextualización impide poder concretar más. “Aún queda gran cantidad de no libres, de hombres y mujeres cuyo cuerpo pertenece a alguien que lo vende, que lo da, y a quien deben obedecer en todo”, afirma el historiador Georges Duby sobre la Europa del año mil. Según un testimonio documental, el monasterio ya estaría en construcción en el primer cuarto del siglo XII y para la obra esculpida se han barajado fechas entre fines del siglo XI y principios del XII. De ser así, construcción y representación podrían ser simultáneos cronológicamente, aunque no es posible aventurar mucho más.

En cualquier caso, con la escena de este capitel y la nueva lectura que podemos hacer de ella, nos encontramos ante un testimonio audaz y no muy corriente en el que coexisten violencia y construcción durante la Edad Media.

 

* Antonio Ledesma es investigador postdoctoral en el Instituto de Historia del Centro de Ciencias Humanas y Sociales del CSIC. Este caso de estudio de un conflicto social relacionado con el ámbito de la construcción se ha llevado a cabo gracias al proyecto ERC ‘Petrifying Wealth, dirigido por Ana Rodríguez. Una de las ideas motrices de este proyecto busca conocer las correspondencias y los límites entre conflictos sociales y la construcción edilicia en los diferentes territorios europeos durante el período 1050-1300.

Una inmensidad fría y estéril: ¿Será así el final del universo?

Por Mar Gulis (CSIC)

A finales del siglo pasado, la mayor parte de la comunidad científica pensaba que el cosmos iría frenando poco a poco su expansión debido a la acción de la gravedad. Algunos incluso creían que, luego, el universo comenzaría a contraerse de forma progresiva hasta terminar concentrado en un punto, que señalaría el final del espacio-tiempo. En ese caso el final del cosmos sería una gran implosión o Big Crunch, algo semejante a una película al revés del Big Bang.

remanante supernova

Remanente de una explosión de supernova termonuclear. / NASA.

Con el objetivo de medir la desaceleración del universo, en los años 90 dos equipos científicos independientes (el High-z Supernova Search Team y el Supernova Cosmology Project) se propusieron determinar la velocidad de alejamiento de galaxias situadas a diferentes distancias. Lo hicieron observando supernovas termonucleares, también conocidas como supernovas de tipo Ia.

Estas estrellas en explosión se forman a partir de enanas blancas, objetos muy densos en los que acaban convertidas la mayoría de las estrellas tras perder su combustible nuclear. Cuando una enana blanca absorbe materia de una estrella cercana –o se funde con otra enana blanca– y su masa supera en 1,44 veces la masa del Sol, se alcanza el denominado límite de Chandrasekhar. En ese momento “la enana se contrae con rapidez y esto da lugar a la ignición termonuclear explosiva de la mezcla de carbono y oxígeno de la que está formada”, explica Pilar Ruiz Lapuente, investigadora del CSIC e integrante del Supernova Cosmology Project.

Las supernovas termonucleares constituyen un excelente patrón para medir distancias, ya que es posible calibrar su luminosidad con una gran precisión. Es como si observásemos a lo lejos una bombilla cuya potencia en vatios conocemos previamente: midiendo el brillo con el que su luz llega a nuestros ojos podemos saber a qué distancia se encuentra. Otra ventaja de estas supernovas es que son muy brillantes. “Mientras que con las cefeidas [estrellas cuya luminosidad también puede calibrarse] solo podemos ir a distancias de algunos millones de años-luz, con las supernovas podemos alcanzar miles de millones de años-luz: la supernova que más lejos se ha observado, por el momento, está a 12 mil millones de años-luz”, señala Ruiz Lapuente en su libro La aceleración del universo (CSIC-Catarata).

En 1998 los dos equipos presentaron sus impactantes conclusiones: las supernovas más lejanas observadas se encontraban entre un 10 y un 15% más distantes de lo esperado. Estos resultados, confirmados y reforzados después por otras investigaciones, acreditan que el universo, en lugar de desacelerar su expansión, está expandiéndose a un ritmo cada vez mayor.

El misterio de la energía oscura

Si tiramos una moneda al aire, esperamos que más tarde o más temprano comience a caer por efecto de la gravedad. Si en lugar de eso, empezase a alejarse de nosotros a mayor velocidad, pensaríamos que hay un componente que está contrarrestando la acción de la gravedad. La causa de que el universo siga el mismo patrón que la moneda del ejemplo y se expanda aceleradamente es lo que se conoce como energía oscura.

Todavía no se ha podido precisar la naturaleza física de la energía oscura, pero la mayoría de los datos actuales apuntan a que es una energía intrínseca al espacio-tiempo: una energía del vacío cuya presencia relativa aumenta a medida que el espacio-tiempo se expande. Así, aunque en los inicios del universo la energía oscura habría constituido una pequeña parte de toda la masa-energía del universo, en la actualidad constituye un 73% de la misma. El también investigador del CSIC Alberto Casas aclara que “la razón es que la densidad de materia va disminuyendo a medida que el universo se expande, ya que la misma cantidad de materia se va diluyendo en un espacio cada vez mayor. Pero la energía oscura está asociada al propio espacio, por lo que su densidad no disminuye.”

En concreto, las observaciones muestran que el universo no siempre se ha expandido de forma acelerada: hace más de 5.000 millones de años –la edad del cosmos se estima en unos 13.700 millones de años­– las galaxias estaban reduciendo el ritmo al que se alejaban unas de otras; pero, llegado ese momento, empezaron a distanciarse a un ritmo cada vez mayor. Todo indica que el espacio-tiempo había alcanzado una dimensión en la que la energía oscura se hizo dominante con respecto al resto de componentes del universo, y que fue entonces cuando sus efectos antigravitatorios comenzaron a notarse.

Gráfica energía oscura

En el centro, esquema de la historia del universo que refleja cómo la proporción de energía oscura ha ido aumentando con el tiempo. Arriba a la izquierda, visión de cómo se produce una supernova de tipo Ia en un sistema binario: la enana blanca absorbe materia de la estrella cercana hasta alcanzar el límite de Chandrasekhar (1,44 veces la masa del Sol) y muere en una explosión de supernova. / Nobel Prize Foundation

 

De ser así la energía oscura habría venido a resucitar la constante cosmológica de Albert Einstein. Cuando el físico alemán formuló su ecuación original del campo gravitatorio estaba convencido de que el universo ni se contraía ni se expandía, sino que era estático. Sin embargo, se percató de que “según su ecuación el cosmos perdería ese equilibrio y pasaría a contraerse bajo la acción de la gravitación”, señala Ruiz Lapuente. Por eso, introdujo la constante cosmológica en la ecuación, un término que actuaba como una ‘antigravitación’ que mantenía al universo en equilibrio.

En 1931 el ‘padre’ de la teoría de la relatividad tuvo que aceptar la evidencia de que el universo estaba en expansión. Eso hacía innecesaria la constante cosmológica, idea a la que renunció públicamente afirmando que había sido uno de los errores más importantes de su vida. Ahora vemos que quizás Einstein no estaba tan desencaminado: si la energía oscura es realmente una energía del vacío como la descrita –esta hipótesis todavía necesita confirmarse–, vuelve a ser necesario introducir la constante cosmológica en su ecuación. Esta vez no como factor de equilibrio del universo, sino como responsable de su expansión acelerada.

Malos tiempos para la cosmología

Todo ello tiene importantes implicaciones a la hora de predecir el destino del universo. Según Ruiz Lapuente, “si, en efecto, se confirma que la constante cosmológica es la causa de esta aceleración, esto significa que el universo seguirá expandiéndose de forma acelerada. Su materia será cada vez más dispersa e incapaz de formar galaxias y sistemas estelares. Además, lo que exista irá perdiendo conexión causal paulatinamente y no se podrían transferir señales de un punto del universo a otro. El panorama que surge es el de un universo que va apagando sus luces al acabarse la vida de las estrellas y va enfriándose hacia un final de una inmensidad fría y estéril”.

Casas, autor del libro El lado oscuro del universo, ahonda en esta idea: “Las pocas dece­nas de galaxias que forman el Grupo Local, pequeño cúmulo al que pertenece la Vía Láctea, continuarán ligadas por atrac­ción gravitatoria. Es decir, nuestro Grupo Local permanecerá unido, pero el resto de miles de millones de galaxias actual­mente visibles se alejarán de nosotros cada vez a mayor velo­cidad (de forma exponencial). Cuando el universo tenga 100.000 millones de años, la luz que nos llegará del resto de galaxias será tan débil y estará tan desplazada hacia el rojo, que se volverán invisibles a todos los efectos.”

“Sin embar­go, todavía habrá estrellas durante cientos de miles de millo­nes de años. Es decir, que podemos imaginar observadores inteligentes en esa época futura. A ellos les parecerá que el universo consiste en unas pocas galaxias que flotan en un océano de espacio totalmente vacío, exactamente como les parecía el universo a los astrónomos alrededor del año 1900. Además, no verán la expansión del universo (ya que no verán galaxias distantes alejándose) y no podrán detectar la propia energía oscura, principal responsable de la situación. En consecuencia, no podrán aprender del universo lo que hemos aprendido noso­tros (a menos que les dejemos algún tipo de testimonio que pudiera llegar hasta ese futuro extraordinariamente lejano, algo difícil de concebir). No será una época muy buena para hacer cosmología, esta es más divertida”, añade el investigador del CSIC.

“Los otros cúmulos de galaxias que vemos en el cielo actual formarán también sus propios universos-isla, totalmente desgajados unos de otros. Más allá de aquella época, las estrellas terminarán de consu­mir su combustible (hidrógeno y otros elementos ligeros) y se apagarán. Literalmente, la desolación final será absoluta. ¿Hubiera preferido usted el apoteósico final del Big Crunch?”, concluye Casas.

Para saber más:

Ojos en el cielo: los drones que cuidan nuestras cosechas

Por Alicia Boto (CSIC)*

Cuando era pequeña, recuerdo que la gente se empezó a ir del campo a las ciudades. Los motivos, sin duda, eran variados, pero uno de ellos era que el campo daba mucho trabajo, el agua era cara y, por si fuera poco, los intermediarios entre los que cultivaban la tierra y los consumidores finales se llevaban muchas de las ganancias, por lo que mantener la agricultura acababa por compensar poco. Además, la tecnología comenzó a posibilitar que una sola persona cultivara mucho terreno, así que la desbandada fue general.

Hoy día, de algún modo, las cosas están cambiando en ese sentido. Ahora el agricultor puede llegar directamente a sus clientes y, además, gracias a los avances que sigue habiendo en la tecnología, es posible cultivar tierras sin que esto implique una atadura constante y presencial. En un futuro no muy lejano, tendrá desde drones para monitorizar, tratar las cosechas o controlar las malas hierbas, a robots que le ayuden en las faenas del campo. Con un click en un programa de ordenador, sin salir de casa, los campos podrán ser vigilados, regados o fumigados. Y lo mejor: gracias a ‘ojos’ que ven con más tipos de luz que los humanos, los nuevos drones podrán detectar un problema antes de que aparezca a simple vista.

Dron vigilando viñedos en Canarias. / Proyecto Apogeo

Vamos a verlo en el caso real en un viñedo y un dron equipado con dos tipos de cámaras: una normal, que solo capta la luz visible, y otra multiespectral, que capta también la luz ultravioleta y la infrarroja. Tras ser envidas por un ordenador para que las interpretase y ‘pintase’, las imágenes recogidas por este dispositivo indicaron que algunas plantas no estaban sanas. Mientras que el suelo y la tierra aparecían en color azul y las vides más sanas en rojo y naranja, las que estaban en peor forma se mostraban en amarillo y verde-azulado.

Cuando el técnico del dron vio la imagen, avisó a la directora de las bodegas. Una vez en el terreno, las plantas parecían todas iguales a simple vista, pero pronto se detectó que el sistema de riego de la zona norte se había taponado parcialmente. Las plantas no estaban recibiendo suficiente agua. Sin embargo, sus hojas no parecían aún secas porque, para ahorrar líquido, las vides dejaron de producir muchas uvas. Si el problema no se hubiera localizado, la cosecha de esa zona habría bajado mucho. Por suerte, una vez corregido el problema, las vides aumentaron su producción de fruta.

Imagen que muestra la cámara normal de un dron que sobrevuela el viñedo. / Proyecto Apogeo

La cámara multiespectral del dron detecta un problema en la zona del recuadro blanco. / Proyecto Apogeo

Las imágenes del dron también permiten detectar en una etapa temprana otros problemas. Los colores de la imagen cambian rápidamente si al suelo le faltan nutrientes, si las plantas se han infectado con patógenos, o si son atacadas por una plaga. Como el problema se descubre de forma precoz, solo hay que tratar unas pocas plantas, y así se ahorran muchos productos, como fertilizantes, pesticidas o fitosanitarios. Esto hace que los gastos sean menores, tanto para quien cultiva como para quien acaba finalmente consumiendo los productos. Además, los residuos que quedan en las plantas después de un tratamiento disminuyen mucho.

Con esta estrategia, el proyecto de investigación MAC-INTERREG APOGEO desarrolla drones con cámaras multi e hiperespectrales, programas de ordenador que interpretan los datos para dar al agricultor un informe rápido de la situación de sus cultivos y nuevos fitosanitarios más selectivos y respetuosos con el medio ambiente. Aunque el proyecto se centra en viñedos, los resultados pueden extrapolarse a muchos tipos de cosechas, desde frutales a hortalizas. La iniciativa, que cuenta con la participación de varias universidades de Canarias y Madeira, el CSIC, la Dirección General de Agricultura del Gobierno de Canarias, cabildos insulares y asociaciones de viticultores, supone también la realización de cursos de formación para jóvenes agricultores. Con ello, se busca contribuir a que la gente se anime a volver al campo, pueda obtener buenas ganancias y de pie a una economía local y sostenible.

*Alicia Boto es investigadora en el Instituto de Productos Naturales y Agrobiología (IPNA) del CSIC.

APOGEO es un proyecto de investigación coordinado INTERREG-MAC en el que participa el Instituto de Productos Naturales y Agrobiología del CSIC, La Laguna, Tenerife, Canarias, y que lidera el Instituto Universitario de Microlectrónica Aplicada de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria. También participa la Dirección General de Agricultura del Gobierno de Canarias, la Universidad de Madeira, Cabildos, y empresas.

¿Cómo cambiará el coronavirus nuestra alimentación?

María Dolores del Castillo y Amaia Iriondo (CSIC)

Especialistas y empresas del sector agroalimentario apuntan que la ‘primera fase’ de la crisis del coronavirus ha tenido un impacto dramático en lo que comemos. En primer lugar, se ha observado una polarización del mercado: mientas unos hogares han apostado por productos más saludables, otros se han visto obligados a reducir el gasto en alimentación. Todo indica que no habrá clase media en cuanto a alimentos se refiere.

Sin embargo, con independencia de esta polarización, parece que cada vez más personas van a demandar alimentos y bebidas de mayor calidad, por lo que la innovación en este campo será el principal reto de la industria alimentaria.

¿Por qué decimos esto? Porque los consumidores que marcan tendencia son los llamados millenials –personas con edades comprendidas entre los 20 y los 30 años– y los estudios realizados indican que esta generación está especialmente preocupada por el impacto de la pandemia en su estilo de vida, su salud y su economía. Este grupo poblacional parece ser el más propenso a introducir cambios en sus hábitos como consecuencia de la pandemia y a demandar alimentos y bebidas más saludables. Para esta generación, la relación entre la alimentación y la salud nunca había sido tan clara.

Las empresas del sector tendrán que adaptarse al nuevo escenario. Entre los cambios que algunas ya están introduciendo figuran el impulso del comercio electrónico y de un ‘nuevo entorno de compras’ próximo y cómodo, así como la inversión en el desarrollo de productos que reduzcan el riesgo de enfermedades crónicas (diabetes y obesidad) que, a su vez, favorecen el desarrollo de otras patologías. A la industria de los alimentos no le va a quedar más remedio que innovar y para ello tendrá que buscar la colaboración con especialistas en ciencias de la alimentación y profesionales de la salud.

¿Cómo será la oferta de alimentos y bebidas post-COVID19? Esencialmente, se regresará a lo básico, sin renunciar a la comodidad y a lo saludable.

  • El sabor seguirá siendo primordial. Los productos con mayor éxito serán aquellos que los consumidores consideran más saludables, pero también más placenteros. Por muy nutritivos y beneficiosos que sean para la salud, los alimentos y bebidas ‘funcionales’ sólo llegarán a un pequeño porcentaje de personas si no alcanzan los niveles de calidad sensorial esperados. Así pues, tendrán que seguir siendo deliciosos y de aspecto agradable.
  • Productos para fortalecer la inmunidad (inmunonutrición). Debido a la pandemia, los alimentos y bebidas para fortalecer la inmunidad disfrutarán de un interés creciente. Los ingredientes que tienen más probabilidades de tener éxito durante este período son aquellos con propiedades beneficiosas asociadas a la inmunidad, como la vitamina C, la vitamina D, los probióticos, las proteínas y la fibra dietética.
  • Alimentos saludables y sostenibles. Las alternativas a los productos cárnicos y lácteos cobran cada vez más relevancia: el 39% de los consumidores europeos están interesados en productos vegetales y el número de personas que cambiaron sus hábitos alimentarios a opciones vegetarianas por razones de sostenibilidad creció en un 44% entre 2014 y 2017. En su mayoría, estos cambios en los hábitos dietéticos están encaminados a favorecer al medioambiente y la salud y el bienestar personales. Las empresas de alimentos tendrán que tener en cuenta los factores que los consumidores consideran más importantes a la hora de seleccionar este tipo de productos: su contenido en proteínas (35%), el empleo de ingredientes naturales (41%) y el sabor (68%). También será necesario encontrar alternativas sostenibles a los plásticos y otros materiales de envasado no reciclables. Es una demanda creciente de la sociedad.
  • Bienestar total. Como vemos, es previsible un incremento de los productos para la promoción de la salud y la dieta flexitariana, pues cada vez más personas buscan el ‘bienestar total’ y la ‘salud holística’ (física, mental y emocional) a través del consumo de determinados alimentos. Ello explica el creciente interés por las hierbas, las especias y la importación de ingredientes naturales de origen vegetal de otras culturas. Y también el aumento de la demanda de productos con beneficios extra para la salud ricos en antioxidantes, antiinflamatorios, proteínas vegetales y fibra dietética. Estas tendencias ofrecen una gran oportunidad para la innovación alimentaria y el desarrollo de snacks

 

* María Dolores del Castillo y Amaia Iriondo son investigadoras del CSIC en el Instituto de Investigación en Ciencias de la Alimentación (CIAL). 

Sombreros de plumas: el lado oscuro de la moda

Por Carmen Martínez (CSIC)*

La industria de la moda es una de las más dañinas para la conservación del entorno natural. Promueve el consumo insostenible de prendas y sus procesos productivos son, en general, muy contaminantes. Existen zonas del planeta donde cada año los ríos se tiñen del color que marca la tendencia en occidente. Esta realidad ya era palpable en el siglo XIX, cuando el consumo de ingentes cantidades de plumas para decorar vestidos y sombreros condujo a la extinción de numerosas especies. Durante el período conocido como Plume Boom, el auge de la pluma, se pagaban auténticas fortunas por los sombreros con plumas de aves, lo que llevó al exterminio de millones de ellas.

Mujer con sombrero de plumas. / National Audubon Society

Londres era el centro internacional para el comercio de plumas. En las salas de venta londinenses se realizaban periódicamente subastas, en las que los comerciantes ofertaban pieles y plumas de las aves más bellas del mundo. No resulta extraño que el zoólogo americano, William Temple Hornaday, pionero en el movimiento de conservación de la vida silvestre en los Estados Unidos y primer director de la Sociedad Zoológica de Nueva York, fundada en 1895, denominase Londres como “la meca de los asesinos de aves del mundo”.

En el último tercio del siglo XIX, los sombreros femeninos eran cada vez más elaborados y vistosos. Para decorarlos, se utilizaban partes de las aves como las alas, las cabezas, los penachos o el animal completo. Los pájaros disecados se fijaban en armazones para dar la impresión de movimiento; en ocasiones, se colocaban sobre nidos, o bien con las alas extendidas para aumentar su naturalidad.

Decenas de especies afectadas

Eran muchas las especies perjudicadas por esta próspera industria: avestruces, faisanes, pavos reales, patos, garzas, palomas, aves del paraíso, etc. Se ha calculado que entre 1905 y 1920 se habrían exportado cada año entre 30.000 y 80.000 pieles de aves del paraíso con destino a las subastas de plumas de Londres, París y Nueva York. Solo en 1911, 41.000 pieles de colibrí se vendieron en Londres y es posible que otras tantas en París. Y en el invierno de 1886-1887, 40.000 charranes fueron abatidos en Cape Cod (Massachusetts) para satisfacer la demanda de un único comerciante de sombreros.

Fábrica de plumas, ca 1907-1933. / NYPL Digital Collection

En la industria de la sombrerería las avestruces también eran muy solicitadas y su comercio se convirtió en un negocio muy rentable. A mediados del siglo XIX se estaban extinguiendo debido a una caza desmesurada, de modo que se fomentó su cría en cautividad. En 1863 se domesticó la primera avestruz en el Cabo (Sudáfrica) y un año después se patentó la primera incubadora. Después del oro, los diamantes y la lana, era el producto más valioso que se exportaba desde Sudáfrica.

Otras aves muy demandadas eran algunas especies de garzas que, en la estación reproductiva, exhibían unas largas plumas blancas muy bellas. Lo más cruel es que, no sólo se las mataba, sino que su caza se realizaba cuando estaban nidificando, con lo que se condenaba a las crías a morir de hambre. Un detalle que da idea de la magnitud de la masacre proviene de una casa de subastas londinense que en 1902 vendió 48.240 onzas (1.368 kilos) de plumas de garza, lo que suponía el exterminio de casi 200.000 ejemplares, sin contar los pollos y los huevos sacrificados. Otro registro contabiliza más de un millón de pieles de garcillas bueyeras vendidas en Londres entre 1897 y 1911.

Sociedades conservacionistas: el freno a la masacre animal

La situación llegó a ser tan dramática que finalmente las mujeres conservacionistas de ambos lados del Atlántico se unieron para luchar contra esta lacra. Así surgieron los primeros movimientos de conservación, que darían lugar a dos de las sociedades conservacionistas más importantes del mundo: la británica Royal Society for the Protection of Birds y la americana National Audubon Society.

Manguito y esclavina confeccionados con gaviotas argentinas. / Metropolitan Museum of Art, Nueva York

En 1889 se creó en el Reino Unido la Society for the Protection of Birds como grupo de presión contra el comercio mundial de plumas para la confección de sombreros, gracias al coraje y la determinación de dos mujeres victorianas: Emily Williamson y Eliza Phillips. En 1904 el rey Eduardo VII otorgó a la sociedad el título “Real”, convirtiéndose así en la Royal Society for the Protection of Birds (RSPB). La lucha sin tregua de la RSPB consiguió que en 1921 se aprobase una ley que prohibía la importación de plumaje en Gran Bretaña.

Mientras tanto, en Estados Unidos, también fueron dos mujeres las que impulsaron el movimiento para proteger a las aves de este ominoso comercio. En 1896, Harriet Hemenway y su prima Minna B. Hall decidieron organizar una serie de reuniones de té para convencer a las damas de la sociedad de Boston de que no llevasen sombreros con plumas de aves. Estas reuniones culminaron con la fundación de la Sociedad Audubon de Massachusetts en 1896, que, en apenas dos años, consiguieron que el estado aprobase un proyecto de ley que prohibía el comercio de plumas de aves silvestres. En 1905, conforme fueron surgiendo secciones locales en todo el país, pasó a llamarse National Audubon Society, cuyo nombre hace honor al dibujante y naturalista John James Audubon, pionero de la ornitología norteamericana.

Catálogo de plumas y alas./ T. Eaton Co, Toronto

En 1918 el congreso de Estados Unidos aprobó la Ley del Tratado de Aves Migratorias que ilegalizó la persecución, caza, captura o venta de cualquier ave migratoria o cualquiera de sus partes, incluidos los nidos, los huevos y las plumas. Esta ley puso fin al comercio de sombreros de plumas, y salvó con ello a cientos de millones de aves.

Paso a paso, las conservacionistas fueron ganando terreno y, a partir de la Primera Guerra Mundial, esta moda se convirtió en algo del pasado. Con la guerra, las plumas, al igual que los alimentos y la ropa, eran un bien escaso. También había cambiado la vida cotidiana, y las ocasiones de lucir sombreros de gran tamaño había disminuido. Por ejemplo, el automóvil se había vuelto popular, pero los asientos difícilmente eran compatibles con aquellos sombreros tan grandes y extravagantes. Además, en Gran Bretaña se consideraba antipatriótico adornarse con plumas, ya que éstas ocupaban un valioso espacio de carga en un tiempo tan difícil… y solo por vanidad.

Había llegado el final de lo que se describió como “Era del exterminio” y el triunfo de los primeros grandes movimientos de conservación gracias al impulso de cuatro mujeres.

 

* Carmen Martínez es investigadora del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN) del CSIC. Este texto es un extracto del artículo ‘Sombreros de plumas, el lado oscuro de la moda’ publicado en la revista Naturalmente.

 

 

La asimetría, una propiedad esencial para la vida

Por Luis Gómez-Hortigüela y Mar Gulis (CSIC)*

Los documentos del caso es una novela epistolar de misterio escrita por Dorothy Sayers en 1930. En la trama —atención, spoiler—, Harrison, un marido engañado aficionado a buscar setas, aparece muerto, aparentemente tras haber consumido una seta venenosa por error. Sospechando que podría haber sido asesinado por el amante de su madre, el hijo del fallecido, Paul, decide investigar su muerte. Descubre que la muscarina, el veneno que acabó con la vida de Harrison, es un producto natural procedente del hongo Amanita muscaria, pero también puede ser preparado artificialmente en el laboratorio. Entonces, ¿falleció el padre de Paul por comerse la seta equivocada o alguien acabó con su vida deliberadamente?

La respuesta a esta cuestión está en la quiralidad, una propiedad que compartimos seres vivos, objetos cotidianos como un tornillo o un sacacorchos y compuestos químicos como la muscarina. Un objeto es quiral cuando no es superponible con su imagen especular. El ejemplo clásico son nuestras manos. Si ponemos la mano izquierda frente a un espejo, se convierte en la derecha. Y si hacemos lo mismo con un tornillo, veremos que la rosca parece girar en sentido contrario. A escala humana, se manifiesta entre otros rasgos en que tenemos el corazón desviado a la izquierda y un cerebro que compartimenta las funciones de forma asimétrica en sus dos hemisferios, así como en la mayor habilidad en nuestra mano diestra (o zurda). La quiralidad está pues estrechamente asociada a la asimetría, es decir, a la falta de simetría. Las dos formas especulares no superponibles entre sí de un objeto o de una molécula quiral se denominan enantiómeros. Si retomamos el ejemplo de nuestras manos, la derecha y la izquierda serían los dos enantiómeros. Lo mismo sucede a nivel molecular, donde muchos compuestos son quirales y poseen dos enantiómeros, ambos imágenes especulares que no son superponibles entre sí, constituyendo por tanto diferentes entidades.

Ejemplar de cangrejo violinista (Uca tangeri) con una de sus pinzas claramente mayor que la otra. / Esmeralda Ramos-García Neto. Fundación Aquae

Pero lo que en el mundo macroscópico es fácil de comprobar —podemos observar a simple vista las diferencias entre nuestras manos o pies derechos e izquierdos— ¿cómo se manifiesta en el microscópico? Uno de los principales rasgos de los compuestos quirales es que poseen actividad óptica, es decir, cuando son expuestos a la luz polarizada tienen la propiedad de rotar el plano de luz un cierto ángulo en uno u otro sentido, según el enantiómero de que se trate.

Volvamos a nuestro protagonista fallecido y su hijo con sed de verdad. A estas alturas ya intuirán que la asimetría algo tiene que ver con la resolución del misterio de la muerte de Harrison. Pues sí. La muscarina es un compuesto quiral. Tanto la muscarina natural como la sintética comparten la misma composición y propiedades, salvo una sutil diferencia: la de procedencia natural tiene actividad óptica, mientras que la sintética es ópticamente inactiva, no produce ningún cambio en el plano de la luz. Al analizar la muscarina ingerida por su difunto progenitor con un polarímetro, Paul observa que esta no posee actividad óptica, lo que no deja lugar a dudas sobre su origen artificial. Descartada la procedencia natural de la muscarina que tomó su padre, Paul consigue demostrar que, efectivamente, Harrison había sido deliberadamente envenenado. Fue Louis Pasteur quien descubrió la quiralidad molecular a mediados del siglo XIX en un experimento que ha sido calificado como el más hermoso de la historia de la química, y constituye la clave para explicar qué le ocurrió a Harrison.

‘Homoquiralidad’: la naturaleza es asimétrica

La investigación del asesinato que plantea Sayers pone de manifiesto una diferencia crucial entre los compuestos quirales de origen sintético, preparados en el laboratorio, y los de origen natural, extraídos a partir de algún componente de un ser vivo. Los primeros, al ser preparados a partir de reacciones químicas que implican movimientos de electrones —sometidos a fuerzas electromagnéticas que no distinguen entre derecha e izquierda— se obtienen como mezclas al 50% de ambos enantiómeros, siendo ópticamente inactivos –la rotación de la luz polarizada en un sentido propiciada por un enantiómero se cancela por la rotación en sentido inverso del otro enantiómero. Por el contrario, los de origen natural, que se obtienen a partir de rutas metabólicas reguladas por diversas entidades bioquímicas presentes en todos los seres vivos, constan de un solo enantiómero, siendo por tanto ópticamente activos. Así, en palabras de Pasteur, la actividad óptica es una firma de la vida.

Moléculas quirales que conforman las macromoléculas funcionales de los seres vivos. En la imagen aparece a la izquierda un L-aminoácido y a la derecha un D-aminoácido. Solo los primeros se encuentran en las proteínas de la materia viva. / Wikipedia

La materia inanimada o inerte está asociada a la existencia de simetría, bien por estar constituida por elementos no quirales o por la existencia de ambas formas especulares en igual proporción de elementos quirales, mientras que la materia animada está invariablemente asociada a la quiralidad en su forma enantioméricamente pura. Podríamos decir que la naturaleza en su conjunto es un sistema quiral.

La mayoría de las moléculas que constituyen los organismos vivos son quirales y, en todos los casos, existe una clara preferencia por uno de los dos enantiómeros, lo que se conoce como ‘homoquiralidad’. Esto es lo que ocurre con los ‘ladrillos’ de los que estamos formados todos los seres vivos: los aminoácidos que componen las proteínas y los azúcares que conforman los ácidos nucleicos, el ADN, con sus hélices retorciéndose invariablemente hacia la derecha, y el ARN.

Así, a través de mecanismos aún desconocidos quiso la vida comenzar su andadura usando exclusivamente la forma L de los aminoácidos y exclusivamente la forma D de los azúcares. A su vez, quiso la evolución imprimir esta caprichosa selección quiral en todos y cada uno de los seres vivos existentes, al menos en lo que a nuestro planeta concierne, haciendo de la asimetría una propiedad esencial asociada intrínsecamente a la vida.

Luis Gómez-Hortigüela es investigador del Instituto de Catálisis y Petroleoquímica del CSIC y autor del libro ‘La quiralidad’ (CSIC-Catarata) de la colección ¿Qué sabemos de?

Diatomeas: las algas que ayudan a respirar al planeta y limitan el cambio climático

Por Mar Gulis (CSIC)

Viven cautivas en cápsulas microscópicas de cristal, miden una décima parte de un milímetro y surgieron hace 240 millones de años en los océanos del Triásico, al mismo tiempo en que los primeros dinosaurios comenzaban a caminar sobre los continentes. Las diatomeas, algas unicelulares capaces de producir más oxígeno que todos los bosques amazónicos, centroafricanos e indonesios juntos, son ‘el otro pulmón’ de la Tierra.

Al igual que en los continentes, en los océanos también hay bosques y desiertos, y las diatomeas forman una parte esencial de los primeros, donde sirven de alimento para larvas, moluscos, crustáceos y peces. “Si pudiésemos acumular sobre los continentes toda la biomasa que producen las diatomeas, en tan sólo dos décadas tendríamos suficiente como para reemplazar todos los bosques tropicales del mundo”, explica Pedro Cermeño, investigador del CSIC en el Instituto de Ciencias del Mar y autor de Las diatomeas y los bosques invisibles del océano (CSIC-Catarata).

Ejemplares de algas diatomeas  ‘Coscinodiscus wailesii’ (redondas)  y de ‘Thalassiosira rotula’ (con forma de cadena). / Isabel G. Teixeira.

Otra de sus cualidades es que incrementan la eficiencia de la bomba biológica, un proceso mediante el cual los ecosistemas marinos absorben dióxido de carbono (CO2) de la atmósfera y lo transfieren hacia las capas más profundas del océano, lo cual contribuye a paliar el efecto invernadero y a enfriar el clima del planeta. Según Cermeño, “la mayor parte de los microorganismos que componen el fitoplancton no superan los 0,01 milímetros de diámetro, mientras que las diatomeas pueden llegar a sobrepasar los 0,5 milímetros”. Si volvemos al símil del bosque, estas algas unicelulares son el análogo oceánico de cedros y secuoyas. Sus abultadas dimensiones y sus pesadas cápsulas de sílice hacen que se hundan rápidamente al morir. “De esta forma, aumentan sobremanera los efectos de la bomba biológica”, añade el investigador del CSIC.

Las diatomeas también han sido un componente crucial en la formación de petróleo marino. Del mismo modo que la madera de los árboles acaba transformándose en carbón mineral fósil, una fracción de la biomasa de fitoplancton, principalmente de diatomeas, se acumula en los sedimentos marinos que, con el tiempo, se convierten en petróleo.

Pero, ¿cómo alcanzaron la hegemonía de la producción primaria oceánica estas “joyas del mar”, un sobrenombre que reciben por el color dorado de sus células? Desde su origen, hace 240 millones de años, hasta que lograron convertirse en los productores primarios más importantes de los océanos, las diatomeas pasaron 200 millones de años en la retaguardia. Una de las claves de su éxito reside en haber desarrollado vacuolas de almacenamiento, “algo así como una despensa para momentos en los que los nutrientes escasean”, ilustra Cermeño. La posibilidad de acumular nutrientes en vacuolas les permitió proliferar en ambientes turbulentos como los surgidos en los océanos durante la segunda mitad del Cenozoico, hace 40 millones de años, hasta la actualidad.

Ejemplares de diatomeas ‘Guinardia flaccida‘ y ‘Guinarida delicatula’. / Isabel G. Teixeira Pedro Cermeño

Aplicaciones beneficiosas para el medioambiente

Además de regular el clima y servir de sustento a las redes tróficas marinas, en el futuro las diatomeas podrían contribuir a la sostenibilidad de la agricultura y a conseguir un consumo energético sin huella de carbono.

Las principales ventajas de su uso agrícola son que las diatomeas producen de forma natural sus propios pesticidas, que frenan la proliferación de plagas y aumentan la productividad, y pueden ser útiles en la depuración de aguas residuales, un medio muy similar al utilizado para el crecimiento de microalgas en el laboratorio. En concreto, las diatomeas son expertas en procesar nitrato, amonio, fosfato, hierro, silicio y metales pesados como el cadmio, el cromo o el cobre, a menudo abundantes en las aguas residuales. Además, sus vacuolas les permitirían resistir las posibles fluctuaciones en la composición nutricional de este medio. También liberan sustancias pegajosas, lo que favorece la formación de agregados que, junto a la alta densidad de las capsulas de sílice, facilitan la decantación y la recolección de su biomasa. Con todos estos factores se abre un campo de estudio en expansión que “podría cambiar el paisaje en torno a nuestras ciudades si el cultivo de microalgas consigue ganar terreno y convertirse en un medio de aprovechar la fotosíntesis para depurar las aguas residuales”, afirma el autor.

La comunidad científica también ha visto en el uso de las microalgas una alternativa a los combustibles fósiles, ya que pueden cultivarse en terrenos marginales o en plataformas flotantes usando aguas residuales, como se ha mencionado, o aguas saladas. “Con un suministro adecuado de luz y nutrientes, las microalgas pueden producir más de 100 toneladas de biomasa por hectárea y año, hasta 30 veces más que un cultivo agrícola convencional. La biomasa generada se convertiría en biocombustible mediante la aplicación de procesos termoquímicos que imitan las condiciones geológicas bajo las que se forma el petróleo crudo en el interior de la Tierra”, apunta el investigador.

Reducir los costes de producción de la biomasa e incrementar la eficiencia de conversión de biomasa en biocombustible son algunas de las claves para poder producir biocombustible en cantidades relevantes y a precios competitivos con los combustibles fósiles. Y, de nuevo, las diatomeas se colocan como favoritas. “Los excelentes rendimientos fotosintéticos y las altas eficiencias de conversión de biomasa a biocombustible las convierten en una de las materias primas bioenergéticas con mayor potencial: está en nuestras manos producir en minutos el petróleo que la Tierra tardó millones de años en generar”, concluye Cermeño.

 

¿Cómo funciona en realidad un ordenador cuántico?

Por Carlos Sabín (CSIC)*

En una entrada reciente hablábamos de uno de los tópicos más resistentes en la divulgación de la física cuántica, aquel según el cual las cosas estarían en “dos sitios a la vez”. Cuando esa manera de pensar se traslada a los computadores, el ordenador cuántico es presentado como una máquina que estaría en un montón de estados a la vez y que, por tanto, sería capaz de “hacer un montón de cálculos en paralelo”. Este suele ser el enfoque, de hecho, en casi todos los textos divulgativos que se escriben sobre computación cuántica. Es un enfoque consistente desde el punto de visto lógico, pero tiene un problemilla: es falso.

Interior de un ordenador cuántico

Interior de un ordenador cuántico. / IBM Research (CC-BY-SA).

Como explica brillantemente Scott Aaronson en un cómic ilustrado por Zach Weinersmith, la computación cuántica tiene poco que ver con un montón de ordenadores clásicos trabajando en paralelo. De hecho, no sería tan interesante si fuera así, ¿no? En realidad, la computación cuántica se basa en dos ideas, digamos, ‘genuinamente cuánticas’, que en jerga técnica se denominan con las palabrejas ‘superposición’ e ‘interferencia’.

La primera es precisamente la palabra para designar que en la física cuántica las propiedades pueden estar indefinidas o, mejor dicho, definidas solo por probabilidades. Esto hace que el cúbit, la unidad mínima de información en computación cuántica, pueda comportarse de un modo muy distinto a los bits clásicos. Mientras que un bit tiene que estar necesariamente en uno de sus dos estados posibles, 0 ó 1, un cúbit se puede preparar para que tenga una cierta probabilidad de estar en 0 y otra cierta probabilidad de estar en 1. Lo mismo puede hacerse con un conjunto de cubits: se pueden preparar para tener una cierta probabilidad de estar en, digamos, 0000011000… y una cierta probabilidad de estar en 0000111111… o lo que sea.

La segunda palabreja quiere decir que en física cuántica las cosas pueden interferir, de la misma forma que interfiere la luz: cuando dos ondas de luz se encuentran en un sitio, el resultado puede ser que no haya la misma luz que la suma de la luz de las dos ondas por separado: puede haber más luz (interferencia constructiva) o menos luz (interferencia destructiva). Un ordenador usaría la interferencia constructiva para aumentar la probabilidad de tener una de las posibilidades iniciales (la solución del problema) y la interferencia destructiva para reducir las de todas las demás. Esto sólo es posible si en el proceso se genera el famoso entrelazamiento cuántico: es decir, en algún punto es preciso que un conjunto de cubits no solo esté en superposición, sino que existan correlaciones muy fuertes entre ellos, correlaciones que solo pueden alcanzarse en un sistema cuántico. No todas las superposiciones tienen esa propiedad.

Un ejemplo que sí la tiene sería un caso con dos cubits preparados para que tengan una probabilidad del 50% de estar en 00 y la misma probabilidad de estar en 11. El estado de cada cúbit es completamente aleatorio (cada uno de ellos tiene la misma probabilidad de estar en 0 o en 1) pero está totalmente correlacionado con el de su compañero: si hago una medida y determino que el estado de uno de ellos es, por ejemplo, 0, inmediatamente sé que el estado del otro cúbit es también 0.

Circuito de cuatro cubits

Circuito de cuatro cubits. / IBM Research (CC-BY-SA).

El ejemplo de la guía telefónica

Veamos un ejemplo bonito de esto. Por diversos motivos, el interés de este ejemplo es meramente académico, pero confío en que sirva para entender mejor cómo podría funcionar un ordenador cuántico.

Imagine que tiene un número de teléfono pero no sabe a qué persona pertenece. Imagine también que se le ocurre usar la guía telefónica para esto. Puesto que el orden de la guía es alfabético para los nombres, resulta que los números no tienen ninguna ordenación en absoluto, así que ya se puede preparar para una búsqueda lenta y tediosa.

¡Ah, pero podemos usar un ordenador! El ordenador, básicamente, hará lo mismo que haría usted: ir número por número y compararlo con el que tiene usted, hasta que haya una coincidencia. Podría haber mucha suerte y que el ordenador encontrase esa coincidencia tras comparar pocos números… pero también podría haber muy mala suerte y que el ordenador tuviese que rastrear casi toda la guía.

En general, podemos decir que el número de búsquedas que habrá que hacer (el número de pasos del algoritmo que está aplicando el ordenador) crecerá linealmente con el número total de teléfonos de la guía: si multiplicamos por dos el número total de números de teléfono, también aumentará por dos el número de pasos. Pues bien: si tenemos un ordenador cuántico, podemos usar una receta, el ‘algoritmo de Grover’, que hará que encontremos el resultado correcto en menos pasos. Con este algoritmo si aumentamos por dos el número total de teléfonos, el número de pasos aumentará sólo en la raíz cuadrada de dos.

Simplifiquemos aún un poco más, para ver exactamente de qué estamos hablando. Imagine que tras una fiesta usted ha apuntado cuatro números de teléfono en un ordenador (por supuesto, a estos efectos, un teléfono móvil es un pequeño ordenador), cada uno con su nombre correspondiente. Unas semanas más adelante, vaciando los bolsillos, usted se encuentra con una servilleta arrugada donde hay un número escrito, pero ya no se distingue el nombre. No hay problema: solo tiene que introducir el número en su ordenador para que busque a cuál de los cuatro contactos que usted apuntó corresponde.

Si su aparato es clásico, su agenda digital de cuatro números necesitará unos cuantos bits: la información de cada número (por ejemplo, “Nombre: …, Número: …”) estará clasificada por el valor de dos bits: o bien 00, o bien 01, o bien 10, o bien 11. Pongamos que el número que busca está guardado en la casilla 10. Cuando usted teclee el número de la servilleta, el ordenador irá casilla por casilla hasta encontrar la 10, identificar el nombre asociado al número y devolvérselo. Con mucha suerte, su número estará en la primera casilla de búsqueda, pero con mala suerte estará en la última, y el ordenador tendrá que dar cuatro pasos antes de encontrar lo que usted busca.

Pero usted mola mucho más que todo eso y tiene un pequeño ordenador cuántico. Entonces, para encontrar su número solo necesita dos cubits y haberse bajado la app ‘Grover’. El primer paso que dará la app será preparar los cubits para que tengan una probabilidad del 25% de estar en 00, una probabilidad del 25% de estar en 01… y así con las cuatro posibilidades. Cuando usted introduzca el número, la app lo identificará como el correspondiente a, por ejemplo, 01, y entonces sabrá la operación (puerta lógica cuántica) que tiene que aplicar sobre el ambos cúbits. Tras esa operación, el algoritmo de Grover nos dice que los cubits ahora estarán en un estado tal que la probabilidad de estar en 01 (o el que sea) es exactamente el 100%. Es decir, en este caso concreto, con solo cuatro números, usted encontrará siempre el número en un solo paso.

Errores cuánticos

Naturalmente, esto (aunque es muy molón) no tiene gran aplicación práctica: la diferencia en el número de pasos no es muy grande, y usted puede encontrar un número en una lista de cuatro con un golpe de vista. Pero si pensamos en una guía de un millón de números, estamos hablando de la diferencia entre hacer un número de pasos del orden de un millón (con un ordenador convencional) o del orden de mil (con un ordenador cuántico). Por supuesto, para eso necesitamos correr la app Grover en un ordenador cuántico con muchos más cubits, y eso todavía no es posible. De momento, los ordenadores cuánticos tienen a lo sumo unas cuantas decenas de cubits, y todavía cometen muchos errores.

Uso dos cubits del ordenador cuántico de IBM para encontrar un número de teléfono en una lista de 4.

Uso dos cubits del ordenador cuántico de IBM para encontrar un número de teléfono en una lista de 4.

Para hacernos una idea, he lanzado el experimento que acabo de describir con dos cubits en el ordenador cuántico de IBM, que es accesible en línea. En la imagen, vemos las operaciones que hay que hacer en el caso de estar buscando el 00. En el primer instante de tiempo (todo lo que ocurre en la misma línea vertical es simultáneo) las dos puertas H sirven para preparar a los cubits en el estado inicial descrito más arriba. Todo lo demás, salvo las dos últimas operaciones, es el proceso de transformación de los cubits, y podemos considerar que es un paso del algoritmo de Grover (este paso sería distinto si estuviera buscando el 01, el 10 o el 11). En el camino, los cubits se entrelazan. Para una búsqueda en una lista más larga, ese paso tendría que repetirse un cierto número de veces.

Las dos últimas operaciones son medidas del estado de los dos cubits. La teoría nos dice que en un ordenador cuántico ideal el resultado de estas medidas sería siempre 00, con probabilidad 100 %. Como los ordenadores cuánticos reales todavía tienen errores que los alejan del comportamiento ideal, el resultado real no es perfecto: como vemos en la segunda imagen, tras 1024 repeticiones del experimento, la probabilidad de obtener el 00 fue del 87 % (ocurrió en 890 ocasiones). Esto nos da una idea realista del estado de la computación cuántica en la actualidad: incluso en ejemplos sencillos y académicos como este los errores son todavía significativos. Por supuesto, esto podría cambiar rápidamente en los próximos años, pero, como ven, hay mucho trabajo por delante todavía.

Resultados de 1024 repeticiones del experimento de la imagen anterio

Resultados de 1024 repeticiones del experimento de la imagen anterior. El resultado correcto se obtuvo el 87% de las veces.

Como resumen, confiamos en que haya quedado claro que un ordenador cuántico no es un aparato que realiza muchas operaciones a la vez o en paralelo. Si así fuera, no sería muy distinto de un supercomputador clásico. Al contrario, un ordenador cuántico usa las propiedades de la física cuántica para acelerar un cálculo concreto. Las correlaciones entre los distintos bits cuánticos pueden hacer que se llegue al resultado deseado significativamente antes de lo que lo haría un ordenador convencional. Eso requiere de recetas específicas para cada problema, las cuales conocemos en un número pequeño de casos, de momento. En el futuro, no solo habrá que diseñar esas recetas para cada caso de interés, sino que habrá que conseguir que los ordenadores cuánticos cometan muchos menos errores, o sean capaces de corregirlos.

* Carlos Sabín es investigador del CSIC en el Instituto de Física Fundamental, responsable del blog Cuantos completos y autor del libro Verdades y mentiras de la física cuántica (CSIC-Catarata).

Zeolitas en Etiopía: una solución ecológica contra la fluorosis

Por Mar Gulis (CSIC)

¿Te has preguntado alguna vez por qué aparecen manchas en los dientes? El tabaco o el vino tinto son algunas de las causas que te vendrán a la cabeza más rápidamente. Entre la multitud de motivos posibles que encontrarás, nos detendremos en uno que va más allá del esmalte dental: la fluorosis. Además de las manchas que produce en los dientes, esta enfermedad ósea causada por el consumo excesivo del ión fluoruro (conocido como flúor) en la dieta, sobre todo a través del agua, puede provocar osteoesclerosis, calcificación de los tendones y ligamentos, deformidades de los huesos, y otras afecciones.

Fuente de agua potabilizada

Fuente de agua potabilizada por la tecnología del CSIC en Etiopía. / César Hernández.

Según estima la Organización Mundial de la Salud (OMS), la fluorosis afecta a unos 300 millones de personas en el mundo. No en vano, la OMS considera que el flúor es una de las diez sustancias químicas que constituyen una preocupación para la salud pública, entre las que también figuran el amianto, el arsénico y el mercurio, entre otras.

A pesar de que el fluoruro tiene efectos beneficiosos para nuestra dentición como la reducción de las caries, la presencia de elevadas cantidades de este elemento en el agua puede convertirlo en un contaminante natural. Consumir agua con una concentración de fluoruro superior a 1,5 miligramos por litro (límite establecido por la OMS) puede provocar problemas de salud asociados a la fluorosis, como los antes citados, y es especialmente perjudicial para mujeres en estado de gestación y niños/as que están formando sus huesos.

La existencia de flúor en el agua tiene un origen geológico, es decir, se debe a que el agua está en contacto con rocas de acuíferos que tienen el ion fluoruro en su composición química. Estas rocas se hallan en terrenos volcánicos, por tanto, más de 25 países en todo el mundo están afectados por la contaminación de fluoruros en el agua, entre los que se encuentran España, China, India, Estados Unidos y Etiopía. En este último país, el 41% de sus fuentes de agua potable tienen una concentración de fluoruro superior a 1,5 mg/l y se calcula que aproximadamente el 15% de la población etíope está afectada por fluorosis.

Zeolitas naturales

Mineral de Estilbita, zeolita natural de Etiopia. / Defluoridation Ethiopia.

Filtros naturales para atrapar el fluoruro

Etiopía es uno de los países pertenecientes al valle del Rift, junto con Kenia, Uganda y Tanzania. En la zona del valle del Rift etíope, “donde se abra un pozo, va a haber contaminación por fluoruro y, por tanto, la enfermedad tiene elevados números”, asegura Isabel Díaz, investigadora del CSIC en el Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (ICP). Díaz es además una de las inventoras de una tecnología que permite extraer el fluoruro del agua de una manera barata y sostenible.

Esta tecnología está basada en zeolitas naturales, un mineral abundante en Etiopía, así como en otros lugares del mundo, ya que también es de origen volcánico. “Su principal característica es que es un material muy poroso, lleno de cavidades de tamaño molecular”, explica la científica del CSIC. Gracias a esta estructura, las zeolitas tienen la capacidad de atrapar una amplia variedad de elementos, como sodio, potasio, calcio y magnesio, y son utilizadas como catalizadores y absorbentes en un gran número de procesos químicos industriales, sobre todo en la industria petroquímica.

Estructura zeolita

Estructura atómica de la Estilbita. En azul moléculas de agua, verde cationes calcio y morado cationes sodio. / Defluoridation Ethiopia.

Con la nueva tecnología desarrollada por el grupo del ICP —además de Isabel Díaz como investigadora principal, forman parte del equipo los científicos Joaquín Pérez Pariente y Luis Gómez Hortigüela—, junto con la Universidad de Adís Abeba, se modifica la zeolita para que absorba selectivamente el ion fluoruro. “De esta forma es posible abastecer a la población de agua potable”, afirma Díaz. Esta solución resulta primordial en el valle del Rift en Etiopía, dado que el agua de los pozos en la zona tiene una concentración de fluoruro de 2-3 mg/l, prácticamente el doble del límite que establece la OMS.

Planta potabilizadora

Planta potabilizadora con zeolitas en Etiopía. / César Hernández.

Aunque este tipo de métodos basados en absorbentes generan una gran cantidad de residuos tras su uso, una de las mayores ventajas de la zeolita es que luego puede usarse como fertilizante del suelo. En la actualidad, se han instalado dos plantas potabilizadoras con zeolitas en las localidades etíopes Dida y Obe, gracias al proyecto Defluoridation Ethiopia, del CSIC y la ONG Amigos de Silva. Esta acción supone un primer paso para que empiece a mermar la cifra de 14 millones de personas en riesgo de padecer fluorosis que, según los estudios, viven en el país africano.

 

El calendario científico de 2021 está en marcha. ¡Participa con tu efeméride!

Por Mar Gulis (CSIC)

Una curiosidad científica por cada día del año. 365 efemérides con las que descubrir investigadoras apenas conocidas, inventos que han revolucionado nuestras vidas, datos sorprendentes y avances tecnológicos inesperados. Para 2021, el Instituto de Ganadería de Montaña (CSIC-Universidad de León) pretende elaborar un nuevo calendario –el de 2020 fue todo un éxito– que acerque la cultura científica a estudiantes de Primaria y ESO.

calendario científico 2020

¿Quién descubrió la Antártida y en qué día se produjo el hallazgo? ¿Cuándo se confirmó que las células humanas pueden contener ADN con una hélice cuádruple? ¿En qué fecha la sonda espacial New Horizons sobrevoló Ultima Thule, el objeto celeste más alejado al que se ha llegado por el momento? A lo largo de los meses, el curioso almanaque revelará estos y otros muchos acontecimientos relacionados con la ciencia.

Coordinado por el investigador Pablo G. Toral, el proyecto, que nació con el calendario científico de 2020, vuelve a basarse en el método colaborativo. Cualquiera que tenga propuestas de aniversarios y efemérides puede participar en la elaboración de los contenidos. Si quieres plasmar tu hito preferido de la historia de la ciencia, o rendir homenaje a alguna de sus figuras destacadas, o simplemente dejar huella en el calendario, escribe tu curiosidad científica en el documento que encontrarás en este enlace. De paso podrás ‘cotillear’ las efemérides que han anotado otras personas.

extracto calendario

Extracto del calendario científico 2020

Como en 2020, el objetivo de esta iniciativa es fomentar la cultura científica entre la población más joven, dar a conocer descubrimientos recientes y visibilizar las aportaciones de investigadoras y tecnólogas. Otro de sus propósitos es divulgar la actividad de los centros de investigación españoles. Para ello, el calendario irá acompañado de una guía didáctica que podrá utilizarse en las aulas.

Inspirado en las versiones existentes en Rumanía y Escocia, el almanaque científico de 2020 superó en solo dos semanas las 50.000 descargas. La edición de 2021 volverá a estar disponible online para su descarga gratuita y, como el año anterior, todos los contenidos se traducirán al euskera, catalán, gallego y asturiano.

extracto calendario

Extracto del calencario científico 2020

Si te gusta la idea, ¡participa! Elige tu efeméride y anótala aquí antes del 1 de septiembre.

Este proyecto cuenta con la colaboración de la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología-Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades. Asimismo, asociaciones orientadas a promover la divulgación de la ciencia y el pensamiento crítico, y profesionales del ámbito educativo, respaldan la iniciativa.