Archivo de la categoría ‘Ciencias de la Tierra’

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.

 

Sumérgete en el océano desde casa: una propuesta del CSIC para explorar los ecosistemas marinos

Por Mar Gulis (CSIC)

3, 2, 1… ¡Al agua! Este viaje comienza con los habitantes más pequeños del océano: protozoos, microalgas, virus, bacterias y animales microscópicos como los tardígrados o las pulgas de agua. Aunque no los vemos a simple vista, son millones de seres diminutos que cumplen un papel esencial para el funcionamiento de los ecosistemas marinos. Este fascinante micromundo te espera en ‘El océano en casa’, un proyecto del Instituto de Ciencias del Mar (ICM-CSIC) que ofrece todo tipo de materiales para que el público infantil se sumerja en las aguas oceánicas sin moverse del sofá.

Solo tenéis que entrar en su web y elegir entre varios bloques temáticos que dan a conocer la biodiversidad marina y la importancia de los mares en nuestro día a día. Si os decantáis por el epígrafe ‘Un océano con muchas características’, encontraréis lecturas, dibujos para colorear o rompecabezas y enigmas sobre los distintos ambientes marinos que hay en el planeta. También podréis probar el juego ‘De tierra o de mar’ o experimentar el viaje que realiza un grano de arena desde los Pirineos hasta el cañón de Palamós.

La web del proyecto, cuyos contenidos fueron inicialmente publicados en catalán y ahora se han traducido al castellano, está llena de recursos para niñas y niños curiosos. Por ejemplo, los epígrafes ‘El océano: un mar de ríos’, ‘Las praderas del mar’ y ‘Animales del océano’ incluyen animaciones de la NASA, experimentos caseros, unidades didácticas y hasta cuentos y cómics para aprender qué son las corrientes marinas, ver prados de posidonia y conocer la diversidad animal que esconden mares y océanos.

El viaje no ha hecho más que empezar, porque el bloque titulado ‘El océano y nosotros/as’ está repleto de contenidos para seguir buceando y descubriendo organismos fascinantes. A través de varios vídeos, en el primer apartado, dedicado a las medusas, entenderéis por qué estos animales nos pican cuando nos bañamos en la playa, qué necesitamos para identificarlos y cómo actuar en caso de una picadura. Quienes quieran saber más sobre estos extraños invertebrados podrán también participar en el proyecto de ciencia ciudadana ‘Observadores del mar’.

La aventura continúa con ‘Buques oceanográficos’, donde encontraréis información sobre las grandes embarcaciones donde muchos científicos y científicas investigan a la vez el océano. Si estáis listos para embarcar, buscad el vídeo que os llevará a bordo del Sarmiento de Gamboa, uno de los buques oceanográficos del CSIC.

Hay más. Los epígrafes ‘El fitoplancton’, ‘Basura marina’ y ‘Océano y atmósfera’ contienen audiovisuales para descubrir ese universo de microbios y pequeños organismos acuáticos o calibrar el impacto que tienen los microplásticos y otros residuos en el mar. En esos apartados se puede acceder a otro montón de actividades para realizar en casa: experimentos, guías didácticas o incluso fichas para colorear y entender el ciclo del agua.

Si el mundo marino os engancha, estad atentos a la web de ‘El océano en casa’ porque habrá nuevos contenidos. ¡Y participad! El Instituto de Ciencias del Mar os anima a enviar comentarios, preguntas o sugerencias a la dirección de correo electrónico oceanliteracy@icm.csic.es. Al otro lado de la pantalla, alguien dedicado a investigar el universo marino os contestará.

 

 

Ciencia online: más de 100 conferencias de divulgación del CSIC para ver en casa

Por Mar Gulis (CSIC)

¿Por qué el cambio climático es un problema urgente? ¿De qué está hecho el universo? ¿Cómo se extinguieron los Neandertales? ¿Tiene la vida un origen extraterrestre? Estos días de confinamiento suponen una excelente oportunidad para saciar tu curiosidad científica. Las más de 100 charlas para todos los públicos que el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ofrece en sus canales online te ayudarán a buscar respuestas a estas y otras muchas preguntas. Además, te permitirán conocer los últimos avances de la ciencia por boca de investigadores e investigadoras que trabajan en una gran variedad de campos, como la demografía, la biología, la geología o la física teórica.

Fernando Valladares

Fernando Valladares, investigador del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC), en una de sus charlas sobre cambio climático.

Del universo a las partículas elementales

Si lo que te interesa son los meteoritos, las estrellas o la vida extraterrestre, puedes asomarte al impresionante catálogo de conferencias del Ciclo Lucas Lara, organizado por el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC). En ellas no solo oirás hablar de astronomía, sino también de asuntos como la inteligencia artificial, el dolor o los mosaicos de La Alhambra.

En caso de que te vaya más la física ‘pura y dura’, las conferencias del Instituto de Física Teórica (IFT-CSIC/UAM) no te defraudarán. El bosón de Higgs y el misterio de la masa, el fin del espacio-tiempo o las misteriosas propiedades de los neutrinos son solo algunas de las muchísimas cuestiones tratadas en ellas. De todas formas, la física del CSIC no se agota aquí. En esta misma área del conocimiento, tampoco puedes perderte las charlas del Instituto de Física Fundamental (IFF-CSIC), que se ocupan de temas como la antimateria, los mitos de la física cuántica o la computación cuántica.

La investigadora Laura López-Mascaraque, del Instituto Cajal (IC-CSIC), habla de la ruta de los aromas de la nariz al cerebro en el ciclo ‘¿Qué sabemos de?’.

Para saber de todo

Para quienes no tengan tan definida una temática de interés, el ciclo Jam Science ofrece la oportunidad de ver a investigadores e investigadores de perfil muy diverso hablando de su trabajo en un ambiente muy distendido: nada más y nada menos que un bar. Organizada por la científica del CSIC Carmen Fernández, esta iniciativa ha abordado cuestiones como el enigma de los Neandertales, el posible origen extraterrestre de la vida en nuestro planeta, la exploración antártica o la importancia de las vacunas. Los vídeos de estas charlas están disponibles en los canales de Youtube DC SciCommAgora Mundi Ciencia.

Otro ciclo de contenido científico amplio que te permitirá aumentar tus conocimientos son las Friday Talks. ‘Música y neurociencia’, ‘Un nuevo océano en la era del plástico’ o ‘Gatos y tigres… ¿bajo el mar?’ son títulos de algunas de las intervenciones recogidas por esta propuesta del Instituto de Ciencias del Mar (ICM-CSIC).

Y aún hay más. ¿Qué somos capaces de hacer editando genes? ¿Cómo sabe el cerebro lo que la nariz huele? ¿Se va a convertir la Comunidad Valenciana en un desierto? Estos interrogantes sirven de partida a tres de las conferencias del ciclo ‘¿Qué sabemos de?’ con el que la Delegación del CSIC en Valencia te propone indagar en las claves científicas del bienestar.

Los Neandertales son el eje de esta charla de Antonio Rosas, del MNCN-CSIC, en el ciclo Jam Science.

Cambio climático y geología

Volviendo a temáticas más específicas, el investigador del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC) Fernando Valladares te invita a reflexionar sobre el cambio climático y los desafíos que plantea en su serie de vídeos La salud de la humanidad, en la que intercala conferencias con varias piezas informativas de elaboración propia. Y en una línea similar, Daniel García-Castellanos, del Instituto de Ciencias de la Tierra Jaume Almera (ICTJA-CSIC), comparte su pasión por la geología en sus charlas sobre megainundaciones, tectónica de placas y erosión del suelo.

Y para terminar, puedes darte una vuelta por los ciclos Demografía hoy y ¿Qué sabemos del arte rupestre?, así como los seminarios de la Estación Biológica de Doñana. Estos vídeos, de contenido algo más especializado que los anteriores, te permitirán profundizar en las cuestiones que tratan.

Como ves, tienes muchas conferencias para elegir. ¿Por cuál quieres empezar?

Si quieres conocer más recursos del CSIC para aprender ciencia desde casa, pincha aquí.

Te mostramos en un minuto las mejores imágenes científicas de FOTCIENCIA17

Por Mar Gulis (CSIC)

La extraordinaria anatomía de los caballitos de mar retratada a través de cuatro técnicas lumínicas, una imagen de microscopio que nos muestra los grandes ojos compuestos de los mosquitos o los surcos geométricos de un cultivo sostenible de cebada observados desde un dron. Estas son algunas de las siete propuestas seleccionadas en la 17ª edición de FOTCIENCIA, una iniciativa del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT), con apoyo de la Fundación Jesús Serra, que trata de acercar la ciencia a la sociedad mediante la fotografía.

Las enormes antenas en forma de abanico que algunas luciérnagas de Brasil utilizan para detectar las feromonas del sexo opuesto o la asombrosa estructura del nanoplancton marino amenazado por el cambio climático en el Mediterráneo son otros de los fenómenos reflejados en las imágenes, que han sido escogidas por un comité compuesto por profesionales relacionados con la fotografía, la microscopía y la comunicación científica.

Las dos fotografías restantes llaman nuestra atención sobre los microplásticos que se encuentran en los organismos que constituyen la base de la cadena trófica marina y que llegan a los consumidores finales, los seres humanos, así como sobre el hecho de que la naturaleza es química y que la química está en la naturaleza. Puedes ver todas ellas en el vídeo que acompaña a este post.

Con estas imágenes y una selección más amplia de entre las cerca de 450 presentadas, próximamente se realizará una exposición itinerante y un catálogo.

Para saber más sobre las imágenes escogidas, pincha aquí.

En esta 17ª edición, FOTCIENCIA se ha sumado a los 17 Objetivos de Desarrollo Sostenible declarados por Naciones Unidas.

¿Nos encaminamos hacia la sexta extinción?

Por Mar Gulis (CSIC)

“El 25% de las especies de la Tierra desaparecerá en las próximas décadas si el cambio climático persiste. Es decir, en función de las emisiones y del grado de calentamiento global, perderemos de 500.000 a un millón de especies de animales y plantas”. Esta es la respuesta de la bióloga evolutiva Isabel Sanmartín, investigadora en el Real Jardín Botánico (RJB-CSIC), a la pregunta de si hay evidencias científicas suficientes para predecir el impacto del aumento de las temperaturas sobre la biodiversidad.

Invernadero del Real Jardín Botánico del CSIC / Irene Lapuerta

A partir del análisis de fósiles y de reconstrucciones de ADN, Sanmartín investiga cómo se adaptaron las plantas en el pasado a las variaciones climatológicas. Esas indagaciones le dan pistas para entender lo que sucede en el presente y vislumbrar qué sucederá en el futuro. Y las evidencias se acumulan: “El calentamiento global se está produciendo tan rápido que es muy difícil que las especies consigan adaptarse”, señala. Ahí están los datos: “Por ejemplo, en los bosques tropicales, donde vive el 50% de los organismos de la Tierra, calculamos que desaparecerá el 45% de las plantas”.

El aumento de la temperatura y la destrucción de hábitat, en gran medida provocados por la actividad humana, son las principales causas de esta pérdida de biodiversidad que ya se denomina “sexta extinción masiva”, afirma la bióloga.

Las variaciones del clima no son algo nuevo. A lo largo de la historia de la Tierra, factores geológicos como la tectónica de placas han generado cambios climáticos. Las reconstrucciones paleoclimáticas realizadas permiten afirmar que “cuando los continentes estaban juntos, en Pangea, el clima era árido y frío; en cambio, cuando se separaron el clima se hizo tropical. Eso se ve a lo largo de los últimos 600 millones de años”, explica Sanmartin.

¿Qué es entonces lo que hace que el actual calentamiento global dispare las alarmas en la comunidad científica? Básicamente, la velocidad a la que se producen estos cambios y lo que ello implica. “Quizá lo más relevante de esta era del Antropoceno es precisamente lo distinta que es de otras extinciones masivas que se han producido antes. En los cambios climáticos producidos por el movimiento de los continentes, los tiempos son geológicos; estamos hablando de varios de millones de años. El Antropoceno son [como mucho] 10.000 años, desde la aparición de la agricultura, y sin embargo la tasa de extinción de fondo –el número de extinciones por millón de especies por año (background extinction)– ha aumentado entre 100 y 10.000 veces”, detalla Sanmartin.

Más allá del impacto ambiental, la desaparición de tantas especies afectará directamente a la agricultura y por tanto a la obtención de alimentos para el sustento humano, pero también a la economía o incluso a la aparición de conflictos entre comunidades. La Plataforma Intergubernamental de Ciencia y Política sobre Biodiversidad y Servicios de los Ecosistemas (IPBES) de la ONU advierte que estamos ante la primera gran extinción causada por el ser humano, y desde distintos foros científicos, personal investigador de todo el mundo acumula conocimiento y plantea soluciones a este problema.

La pérdida de biodiversidad es uno de los grandes desafíos asociados al cambio global, entendido este como el conjunto de impactos medioambientales provocados por la actividad humana. En el CSIC queremos divulgar lo que dice la ciencia respecto a esta cuestión. Con ese objetivo hemos creado el espacio ‘Científicas y Cambio Global’, donde entrevistamos a Isabel Sanmartin y otras investigadoras que, desde muy diversas disciplinas, tratan de comprender el alcance de este fenómeno, sus causas, sus efectos y qué podemos hacer para afrontarlo.

Científicas y Cambio Global cuenta con la colaboración de la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología – Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades.

¿Para qué sirve un láser?

Por José Vicente García Ramos (CSIC)*

Cuando se inventó, en 1960, el láser no servía para nada. De hecho, en aquellos tiempos algunos científicos se referían a él como “una solución en busca de problema”. Entonces, ¿para qué lo inventaron? Parece que querían probar, experimentalmente, que el mecanismo de amplificación de la luz por emisión estimulada, predicho por Einstein en 1917 y demostrado con microondas en 1954, podía extenderse a la luz visible.

Hoy, sin embargo, la situación es muy diferente y el láser ha encontrado tantas aplicaciones que nos resulta casi imposible enumerarlas. Las tres características que diferencian la luz de un láser de la luz del Sol o de la generada por una bombilla son que, en el caso del láser, se trata de un haz de luz monodireccional, monocromático y coherente.

Hoy día los láseres tienen numerosas y variadas aplicaciones. / Wikimedia Commons

Hoy día los láseres tienen numerosas y variadas aplicaciones. / Wikimedia Commons

Cualquier láser contiene al menos tres elementos fundamentales: un medio activo, un sistema de bombeo y una cavidad resonante. El medio activo es el material (sólido, líquido o gaseoso) que emite la luz. Para que este medio activo emita luz hay que excitarlo de alguna manera, del mismo modo que el filamento de una bombilla necesita una corriente eléctrica que pase por él. En el caso de un láser se trata del sistema de bombeo, que puede consistir en otro láser, una lámpara convencional o una corriente o descarga eléctrica. El medio activo se coloca entre dos espejos que forman una cavidad resonante donde la luz rebota entre ellos y ayuda a la amplificación, como lo que ocurre en la caja de resonancia de una guitarra que amplifica las ondas acústicas. Uno de los espejos es semirreflectante, por lo que parte de la luz amplificada sale de la cavidad resonante en forma de haz.

El volumen de información que transmite una onda electromagnética depende de su frecuencia; en este sentido, la luz de un rayo láser resulta idónea para la transmisión de señales. Por eso, entre sus aplicaciones más usadas está la lectura de discos compactos, la fabricación de circuitos integrados y la lectura de códigos de barras. En el ámbito de la medicina, la tecnología láser se aplica a los bisturís cauterizantes, ya que permite realizar cortes muy finos de gran precisión, evitar cualquier riesgo de contagio y cauterizar de manera inmediata, alejando el peligro de hemorragias.

Fibra óptica, impresoras o espionaje

Sin embargo, muchas de las aplicaciones del láser no dependen tanto de su capacidad para generar un rayo de luz como del hecho de que representa una concentración extremadamente intensa de energía. Basándonos en esta propiedad, podemos enumerar tres aplicaciones sumamente importantes en el terreno de la óptica. Una de ellas son las telecomunicaciones mediante fibra óptica. En este caso, las señales eléctricas que hasta hace poco tiempo se desplazaban a través de conductores metálicos han sido reemplazadas por pulsos ópticos que se transmiten a través de fibra de vidrio del grosor de un cabello. Como potente fuente de luz, el láser confiere a estas fibras una elevada capacidad de transmisión.

Espectáculo de luces con láseres. / kpr2 - Pixabay

Espectáculo de luces con láseres. / kpr2 – Pixabay

La segunda aplicación óptica importante está en la holografía, que es una técnica para crear imágenes tridimensionales, inventada en 1947 por el ingeniero eléctrico húngaro Dennis Gabor (1900-1979), que obtuvo por ello el Premio Nobel en 1971. Esta técnica se basa en la interferencia entre dos rayos de luz. Uno de los aspectos básicos del sistema es la necesidad de utilizar luz coherente, y cuando se inventó solo se disponía de fuentes relativamente débiles de este tipo de luz. La llegada del láser transformó la situación, porque la generación de una poderosa fuente de luz coherente es su esencia. Con el tiempo, la holografía llegó a hacerse muy familiar en una variedad de formas, como en la marca de seguridad de las tarjetas de crédito y en publicidad.

La tercera aplicación importante está en las impresoras de los ordenadores, donde, controlando un haz láser, se dibujan las palabras que se quieren imprimir.

También podemos destacar las aplicaciones que dependen de su capacidad para concentrar una gran cantidad de energía sobre una superficie muy pequeña (alrededor de un millón de vatios por centímetro cuadrado) durante un periodo de tiempo extremadamente breve. Algunas de las más importantes aplicaciones industriales de los láseres son fruto de esta capacidad: la perforación, la soldadura y el corte de distintos materiales.

Además, puesto que un rayo láser es muy fino y prácticamente no sufre divergencias, se puede usar para medir largas distancias con gran precisión. La técnica (semejante a la del radar) consiste en captar el rayo reflejado por el objeto distante y medir el tiempo transcurrido desde el envío de la señal hasta la recepción de su reflejo. Conociendo la velocidad de la luz, resulta fácil calcular la distancia. En los años setenta, este método se empleó para determinar con precisión la distancia de la Luna, utilizando los reflectores que habían instalado allí los astronautas norteamericanos.

Pero eso no es todo, también se han empleado láseres hasta para temas relacionados con el espionaje. En 1968 se descubrió que un láser puede detectar perfectamente desde el exterior las vibraciones del cristal de las ventanas producidas por las conversaciones en el interior de una casa. Vemos cómo el láser, que en un principio era como “un invento en busca de un empleo”, tiene en la actualidad un sinfín de variadas aplicaciones.

 

* José Vicente García Ramos es Vocal del Comité de Ética del CSIC y autor del libro Las moléculas: cuando la luz te ayuda a vibrar (Editorial CSIC-Los Libros de la Catarata). Hasta su jubilación en 2016 fue investigador en el Instituto de Estructura de la Materia del CSIC.

¿Qué sabemos del cambio climático? Respuestas científicas a 5 preguntas frecuentes

Por Armand Hernández (CSIC)*

Aunque ha habido muchos cambios climáticos a lo largo de la historia de nuestro planeta, sabemos que ahora la Tierra se está calentando a un ritmo sin precedentes.  Ya no hay duda de que el cambio climático actual es un hecho reconocido por la ciencia. Sin embargo, la sociedad sigue haciéndose preguntas al respecto. En este post respondemos a algunas de las más frecuentes.

¿Cómo sabemos que el clima está cambiando?

 Los registros instrumentales a nivel global nos muestran que estamos experimentando las temperaturas más altas desde que se empezaron a medir hace algunos siglos. Diecisiete de los dieciocho años más cálidos desde que existen registros instrumentales se han producido durante el siglo XXI. Además, las observaciones indirectas de registros naturales como el hielo de los casquetes polares, las estalagmitas, los anillos de los árboles, los corales y los sedimentos marinos y lacustres sugieren que este calentamiento no tiene precedentes en los últimos cientos de miles de años.

Gráfica calentamiento

Temperaturas globales anuales entre 1850 y 2017. La escala de colores representa el cambio en las temperaturas en un rango de 1.35°C. / Autor: Ed Hawkins (University of Cambridge). Datos: HadCRUT4 (Climatic Research Unit-University of East Anglia y Hadley Centre-Met Office).

¿Qué está causando el cambio climático actual?

La fuente principal de la energía que consumimos en la actualidad proviene de combustibles fósiles como el carbón, el petróleo y el gas, que producen emisiones de gases de efecto invernadero.

Cuando la comunidad científica trata de reproducir el calentamiento global actual con modelos climáticos, solo se obtienen resultados satisfactorios si se tienen en cuenta las concentraciones de gases de efecto invernadero procedentes, principalmente, de la quema de combustibles fósiles. De esta manera, se descarta que esta tendencia sea causada sólo por procesos naturales.

¿Qué va a pasar?

Con el aumento de la temperatura global, podemos esperar cambios más rápidos y de mayor magnitud en el medio ambiente, con diversas implicaciones para las diferentes regiones del planeta.

El deshielo en los polos, así como la expansión del agua debido a las mayores temperaturas, provocarán un aumento del nivel del mar, que se prevé que alcanzará más de 1 metro a finales del siglo XXI. Esto es muy importante, ya que la mayor parte de la población mundial vive en zonas costeras.

También se espera que los fenómenos climáticos extremos se hagan más frecuentes, duraderos, intensos y devastadores. Una consecuencia de todos estos cambios podría ser un aumento de los movimientos migratorios y la generación de una inestabilidad geopolítica creciente.

¿Cuánto tiempo tenemos hasta que el cambio climático sea irreversible?

Es casi imposible saber cuánto tiempo nos queda para que el cambio climático sea irreversible. En realidad, algunos de los impactos causados por el cambio climático ya no tienen vuelta atrás, mientras que otros se reducirían si se detuvieran de inmediato las emisiones de gases de efecto invernadero de origen humano.

Según el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático de las Naciones Unidas (IPCC, siglas en inglés), deberíamos reducir a la mitad las emisiones de dióxido de carbono para el año 2030 y alcanzar el “cero neto” para el año 2050, para así poder mantener el calentamiento global en 1,5 °C a finales del siglo XXI.

Esto es importante, ya que mantener el aumento de la temperatura global por debajo de 2°C es vital para reducir los impactos asociados a los efectos de larga duración, como la pérdida de algunos de los ecosistemas más sensibles (los arrecifes coralinos, por ejemplo) o la capacidad de cultivar ciertos alimentos básicos, como el arroz, el maíz o el trigo.

Estas y otras preguntas, así como sus respuestas, las puedes encontrar en el audiovisual “Climate Change: the FAQs” elaborado por un grupo de científicos/as internacionales (entre los que se encuentran dos integrantes del CSIC) para resolver las dudas planteadas por estudiantes de secundaria y bachillerato.

¿Qué están haciendo las instituciones al respecto?

A menudo se hace hincapié en que los pequeños cambios, como por ejemplo el uso del transporte público o la bicicleta, pueden ayudar a reducir las emisiones de CO2. Sin embargo, para que estas acciones sean suficientes, deben ir acompañadas de cambios drásticos en los sistemas de producción y consumo promovidos por los gobiernos e instituciones a nivel internacional.

La Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC) es el principal acuerdo internacional sobre el clima. Entró en vigor en el año 1994 como medio de colaboración entre los países para limitar el aumento de la temperatura mundial y hacer frente a sus consecuencias.

Veinte años después, en el famoso Acuerdo de París 2015, y siguiendo las directrices del IPCC, se alcanzó un consenso político mundial para detener el incremento de temperaturas por debajo de los 2ºC respecto a los niveles preindustriales. En virtud de ese acuerdo, cada país decide su contribución a la mitigación del calentamiento global. Como no existe ningún mecanismo que obligue a un país a fijar o cumplir objetivos específicos en fechas concretas, el acuerdo tiene un impacto limitado.

A modo de ejemplo tenemos los resultados de la reciente Cumbre sobre la Acción Climática de las Naciones Unidas, en la que sólo 77 países se comprometieron a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero a “cero neto” para el año 2050. Además, únicamente 70 países anunciaron que impulsarán sus planes de acción nacionales para 2020 (en el marco del Acuerdo de París) o que han comenzado el proceso para hacerlos realidad.

Si es suficiente o no, sólo el futuro nos los dirá, pero de lo que no hay duda es que nos enfrentamos a un reto global sin precedentes.

 

* Armand Hernández (@armandherndz) es paleoclimatólogo e investigador en el Instituto de Ciencias de la Tierra Jaume Almera del CSIC.

La mineralogía salva la vida a Iron Man

Por Carlos M. Pina (CSIC-UCM) y Carlos Pimentel (UPM, UCM)*

[Contiene spoilers] Han pasado ya casi 6 meses desde que los Vengadores nos salvaron por última vez. Después de que Thanos asesinase a la mitad de los seres vivos del Universo utilizando las Gemas del Infinito, estas fueron utilizadas por Bruce Banner (Hulk) para devolverles a la vida. Tras ello, los ejércitos de Thanos se enfrentaron a los Vengadores y sus aliados en una cruenta batalla. Para detenerla, Tony Stark (Iron Man) utilizó el Guantelete del Infinito, con el que logró destruir a Thanos y sus ejércitos. Sin embargo, las heridas producidas por el poder de las gemas también causaron su muerte. ¿Fue el sacrificio de Tony Stark en vano?

Miremos detenidamente el Guantelete del Infinito. Está compuesto por 6 gemas con distintos poderes y colores, que juntas tienen un poder inimaginable. Pero lo que todos podemos apreciar es su color, no su poder, incluido Thanos por muy titán que sea. ¿Qué hubiese ocurrido si los Vengadores hubiesen sabido algo de mineralogía? Podrían haberle dado el cambiazo a Thanos y haber sustituido las Gemas del Infinito por gemas iguales pero que careciesen de poderes, como la amatista (morado), el rubí (rojo), el zafiro (azul), el crisoberilo (amarillo), el topacio (naranja) y la esmeralda (verde); gemas muy comunes y mucho más baratas que cualquier armadura de Iron Man. Así, los Vengadores hubiesen ganado la Guerra del Infinito antes de comenzar, Tony Stark seguiría vivo y Steve Rogers continuaría siendo el Capitán América.

Partiendo de la idea de que los minerales que aparecen en la ciencia ficción y la fantasía (por ejemplo, Star Wars, Star Trek, Mundodisco o X-men) hemos escrito una Pequeña guía de minerales inexistentes (Ediciones Complutense, 2019) y organizado una exposición con el mismo nombre en Madrid, que podrá visitarse en la Biblioteca María Zambrano de la UCM hasta el 6 de noviembre. En ellos presentamos 16 minerales ficticios, indicando su origen, sus imposibles propiedades y aplicaciones, e incluso información sobre sus imposibles estructuras y composiciones químicas. El libro también describe minerales o materiales similares reales que muestran propiedades análogas.

¿Hay algún mineral tan radiactivo como la kryptonita que aparece en Superman? En la naturaleza existen algunos minerales altamente radiactivos, como por ejemplo, la uraninita, la pechblenda (variedad impura de la uraninita) y la becquerelita. Sin embargo, ninguno de estos minerales sería capaz de derrotar a Superman, para decepción de Lex Luthor.

¿Existe algún material tan duro como el adamantium que recubre los huesos de Lobezno? Sí, aunque sin su increíble dureza. Se trata de la widia, un metal que se usa, por ejemplo, en las brocas de los taladros.

¿Qué minerales se han usado para comerciar como el tiberium del popular videojuego Command & Conquer? Los metales preciosos, las gemas, la sal común (que es un mineral llamado halita) han sido utilizados históricamente como moneda de cambio.

Tiberium realizado con impresora 3D y que forma parte de la exposición.

¿Podemos pensar en algún mineral como los cristales de adegan de Star Wars? Por supuesto. El rubí fue el mineral con el que se fabricaron los primeros láseres, aunque no sirve para hacer sables láser como los de las películas (una lástima para los frikis).

¿Algún mineral mágico como el octirón de Mundodisco? Por supuesto que no, ya que los minerales no tienen propiedades mágicas. Por más que en muchas tiendas de minerales se les atribuyan ciertos poderes, esto es completamente falso.

¿Y por qué es importante saber de minerales? No es sólo para saber cómo salvar a nuestros personajes de cómics, películas o videojuegos preferidos. Los minerales también son esenciales en nuestra vida diaria. Para fabricar el móvil o la tablet en la que estás leyendo esta noticia se han utilizado al menos 13 minerales distintos, la electricidad llega a tu casa a través de cables de cobre que se extraen de minerales y hay minerales y rocas en tu cocina, como la sal o la encimera de granito. Además, los minerales nos cuentan, a geólogos y mineralogistas, cómo fue la Tierra en épocas pasadas. Gracias a su estudio, se ha podido determinar, por ejemplo, cómo era el clima en la época de los dinosaurios o cómo era la Tierra en el pasado.

La exposición podrá visitarse en la Biblioteca María Zambrano de la UCM hasta el 6 de noviembre. El 16 de octubre a las 18:00 habrá un acto de presentación tanto de la exposición como de la guía de minerales inexistentes.

* Carlos M. Pina es profesor titular de Cristalografía y Mineralogía en la Facultad de Ciencias Geológicas de la Universidad Complutense de Madrid e investigador del Instituto de Geociencias (IGEO, CSIC-UCM). Carlos Pimentel es investigador en la E.T.S.I. de Montes, Forestal y del Medio Natural de la Universidad Politécnica de Madrid y colaborador honorífico del Departamento de Mineralogía y Petrología de la Facultad de Ciencias Geológicas de la Universidad Complutense.

Cremas solares: ¿una amenaza para el Mediterráneo?

Por Antonio Tovar (CSIC)*

¿Sabías que España es, sólo por detrás de Francia, el segundo destino mundial en cuanto a visitantes extranjeros? Cada año batimos nuestro récord, con 82,6 millones de visitantes en 2018, casi el doble de la población española. La mayoría buscan un turismo de sol y playa: cerca de la mitad se concentran en las zonas costeras, muy particularmente en la costa mediterránea durante los meses de verano. Si contamos los turistas que reciben otros países del área (por ejemplo, Italia, Francia, Turquía, Grecia, Croacia o Marruecos) veremos que en 2016 se alcanzaron en el Mediterráneo 329,2 millones de visitas, cifra equivalente a la población del tercer país más poblado del mundo, Estados Unidos. Esta afluencia afecta positivamente a la economía de estos países –la actividad turística generó a la Unión Europea 1,1 billones de euros durante 2016–, pero supone también un impacto en el medio ambiente, especialmente en el medio marino, que requiere de una urgente atención.

Crema solar

Entre los múltiples impactos que tiene el turismo sobre los mares, la contaminación por el uso de las cremas solares está recibiendo especial atención de la comunidad científica, ya que nos encontramos ante un problema de alcance global. Las pruebas que sustentan esta afirmación son:

  • La creciente preocupación en las últimas décadas sobre los riesgos asociados con la exposición de la piel a la radiación ultravioleta (UV) se traduce en un incremento en el uso de protectores solares. Estos productos acaban en el mar, bien durante el baño o indirectamente a través de las plantas de aguas residuales.
  • El aumento del turismo de sol y playa lleva aparejado un incremento del consumo de cosméticos. De hecho, el valor de los protectores solares en el mercado alcanzó en 2018 los 7.350 millones de euros y se pronostica que llegará a los 10.430 millones de euros en 2025.
  • Se trata de cosméticos en cuya formulación se incluyen multitud de ingredientes químicos, no todos específicamente indicados en sus etiquetas.
  • Estudios científicos recientes han demostrado la toxicidad de las cremas solares en su conjunto o de alguno de sus ingredientes (como el dióxido de titanio, el óxido de zinc, o la oxibenzona) sobre organismos del ecosistema marino (microalgas, mejillones, erizos, crustáceos, peces, corales, etc.).
  • Se han encontrado ingredientes químicos usados en la formulación de las cremas solares en multitud de animales, como peces, delfines o huevos de aves, y en lugares muy remotos del planeta, como la Antártida.

Todo apunta, por tanto, a que nos encontramos con un problema real, de alcance global y con efectos de magnitud aún desconocida. Ante tales ‘pistas’, algunos gobiernos ya han adoptado medidas sin precedentes para tratar de proteger sus ecosistemas. Así, el estado de Hawái (Estados Unidos) aprobó en 2018 una ley para prohibir la venta y distribución de protectores solares que contengan entre sus ingredientes oxibenzona y sus derivados, que resultan tóxicos para los corales. En el mismo año, y por el mismo motivo, el archipiélago de Palaos (Micronesia) aprobó una ley para prohibir por completo el uso de cremas solares, convirtiéndose en el primer país del mundo en adoptar dicha medida. Sin embargo, existen otras zonas del planeta, como el Mediterráneo, donde el problema puede estar especialmente magnificado, y donde no se ha adoptado ninguna medida encaminada a evaluar o minimizar el impacto de las cremas solares en sus ecosistemas marinos.

Punto caliente de biodiversidad

A pesar de que este impacto no ha sido aún evaluado, el Mediterráneo presenta una serie de características físicas, químicas, biológicas y socioeconómicas que hace que sus ecosistemas sean, desde el punto de vista de la contaminación, unos de los más amenazados del mundo.

Este mar es una cuenca semi-cerrada donde la pérdida de agua por evaporación supera la entrada por precipitaciones y descargas de los ríos. Esto genera un déficit hídrico que se compensa parcialmente con un intercambio limitado de agua con el océano Atlántico a través del Estrecho de Gibraltar (de tan solo 12,8 km de ancho y unos 300 metros de profundidad), y que es la única conexión con el océano abierto. Todo ello hace que la renovación del agua del Mediterráneo sea mucho más lenta que la de cualquier otra zona oceánica, y por tanto el efecto de cualquier contaminante, como podrían ser las cremas solares, permanezca en sus aguas durante más tiempo.

Posidonia

Posidonia oceanica. / Alberto Romeo (CC BY-SA 2.5).

Con más de 17.000 especies marinas, el Mediterráneo es uno de los puntos calientes de biodiversidad del planeta, con especies endémicas de gran valor ecológico y muy sensibles a la contaminación, como las praderas de Posidonia oceanica. A pesar de su riqueza biológica, es un mar oligotrófico, es decir, su producción primaria es muy baja como resultado de la escasa concentración de determinados nutrientes disueltos en sus aguas, principalmente el fósforo. Esta característica confiere a sus aguas un aspecto azulado y cristalino.

Además tiene una media de 250 días de sol al año, el clima es suave y húmedo durante el invierno, y cálido y seco durante el verano. Todo esto, junto con un rico patrimonio cultural y una situación sociopolítica favorable, crea en las regiones costeras mediterráneas un escenario idílico que atrae a millones de turistas cada año.

Nos encontramos, por tanto, ante una región que recibe de manera masiva turistas atraídos en buena parte por las características medioambientales y ecológicas del medio. Esto genera una gran riqueza económica, pero a la vez perjudica y amenaza los recursos ambientales. Es una responsabilidad de los gobiernos buscar alternativas que garanticen un turismo sostenible que priorice la conservación de los ecosistemas y evitar que el crecimiento turístico del que presumimos se convierta en víctima de su propio éxito. La búsqueda de dichas alternativas requiere ineludiblemente de la cooperación entre la comunidad científica, empresas cosméticas y farmacéuticas, gestores ambientales y políticos.

 

* Antonio Tovar es investigador en el Instituto de Ciencias Marinas de Andalucía, del CSIC.

Arte y ciencia se alían contra la contaminación urbana

Por Fernando del Blanco Rodríguez (CSIC)*

Zabol, Onitsha, Peshawar, Gwalior… Tal vez a un oído europeo no le diga mucho el nombre de estas ciudades. Sin embargo, cada una de ellas se encuentra representada en uno de los doce relojes que conforman la instalación artística conTIMEminación, que se exhibe el Centro de Investigación y Desarrollo de Barcelona (CID-CSIC). ¿Por qué?

conTIMEminacio

Pues precisamente porque estas ciudades presentan algunos de los índices de polución ambiental más altos del mundo si atendemos a los datos de la Organización Mundial de la Salud (OMS) de 2016 sobre calidad de aire y, en concreto, a los indicadores de presencia de material particulado en suspensión (PM).

Este material particulado al que alude la OMS y que es posible detectar en la atmósfera de nuestras ciudades se suele clasificar en dos grupos según el tamaño de las partículas que lo constituyen: por un lado, las partículas de diámetro aerodinámico igual o inferior a los 10 micrómetros (µm) –un micrómetro equivale a una milésima parte de un milímetro–, denominadas PM10; y, por otro, la fracción respirable más pequeña, las partículas de diámetro aerodinámico inferior o igual a los 2,5 micrómetros, a las que nos referimos como PM2,5.

El tamaño no supone la única diferencia entre ambos grupos. Las PM2,5, consideradas las más potencialmente peligrosas para la salud, se originan sobre todo en fuentes de combustión creadas por los seres humanos, como las emisiones de los motores diésel. Mientras, una parte significativa de las partículas de mayor tamaño suele ser de tipo metálico o mineral, ya sea de origen antrópico (humano) o natural.

La instalación conTIMEminación, creada por el artista Francisco Martínez Gómez, explora los problemas derivados de la presencia de estas partículas en nuestros entornos. Consta de doce relojes en funcionamiento, cada uno de los cuales ha sido inyectado con un producto metafóricamente tóxico que detendrá su mecanismo a medida que la agujas ya no sean capaces de superar la resistencia creciente e incesante de la sustancia extraña que las entorpece.

El proyecto, que cuenta con la colaboración de los investigadores del CSIC Xavier Querol y Sergi Díez, propone una reflexión en torno al volumen de contaminación al que estamos sometidos los habitantes de los núcleos urbanos y esboza el desenlace alegórico al que nos abocaría no comprender la magnitud de este riesgo.

Cada reloj representa una ciudad: Zabol (Irán), Onitsha (Nigeria), Peshawar (Pakistán), Riyadh (Arabia Saudí), Gwalior (India), Guangzhou (China), Moscú (Rusia), Estambul (Turquía), Buenos Aires (Argentina), París (París), Barcelona (España) y Lima (Perú). El artista y los investigadores matizan que la instalación no pretende reflejar los datos científicos de forma precisa, sino ilustrar la dimensión global del problema. Estas ciudades sufren significativos problemas de polución, aunque no todas presentan los indicadores más altos de contaminación.

Tendencias opuestas

“La tendencia de la calidad del aire en el mundo puede llegar a seguir evoluciones temporales opuestas en función del desarrollo económico”, explica Querol. “Mientras en Europa, Australia, EEUU, Japón y otras sociedades desarrolladas, la calidad ha mejorado drásticamente en las últimas décadas, en algunas ciudades de Irán, Pakistán, India y China se evidencia un empeoramiento muy marcado”, aclara este investigador del Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua (IDAEA) del CSIC.

Concentración de material particulado con diámetro aerodinámico igual o menor a 2,5 micrómetros (PM2,5) en cerca de 3.000 áreas urbanas, 2008-2015. / Organización Mundial de la Salud, 2016

Mapa PM 10

Concentración de material particulado con diámetro aerodinámico igual o menor a 10 micrómetros (PM10) en cerca de 3.000 áreas urbanas, 2008-2015. / Organización Mundial de la Salud, 2016

El caso de España está en sintonía con el europeo. Si en 2005 en nuestro país 49 zonas incumplían la normativa para PM, en la actualidad solo lo hace una (Avilés). Esta tendencia ha reducido notablemente las muertes prematuras anuales atribuibles a la mala calidad del aire en la Unión Europea: según la Agencia Europea de Medio Ambiente, se ha pasado de una estimación de un millón de muertes al año en 1990 a otra de 400.000 en 2016.

Querol considera que “los países y ciudades más avanzados en política ambiental han asumido social y políticamente que la calidad del aire no es un tema solamente de ecologismo, sino que lo es de salud pública en primer lugar”. Sin embargo, estos avances no han servido para alcanzar metas como la estrategia europea inicial en materia ambiental. “Prueba de ello es que desde 2010 debíamos cumplir una legislación en dióxido de nitrógeno que se ha infringido ampliamente en toda la Europa urbana; o que aún no se han adoptado como normativos los valores guía para PM de la OMS, a pesar de que la primera directiva de calidad del aire en Europa establecía que esto debía hacerse en 2010”, afirma el investigador.

A su juicio, para reducir la contaminación urbana es necesario adoptar medidas que “afectan al vehículo privado y la distribución de mercancías”. En esta dirección se enfoca el proyecto europeo Airuse Life +, galardonado como el mejor proyecto `Ciudades Verdes´ de 2018 y coordinado por este especialista. La iniciativa propone una reformulación urbanística, logística y del transporte muy profunda como estrategia para conseguir reducir la contaminación del aire en nuestras ciudades.

Mientras esto pasa en Europa, conTIMEminación se pregunta si estas medidas –en caso de que se implementen– llegarán a tiempo, y si lo harán en aquellos entornos –como los de los países en desarrollo– donde sus habitantes sufren un tipo de pobreza aun escasamente contemplada como un fenómeno de desigualdad geoeconómica: la pobreza ambiental. La imposibilidad de respirar aire digno.

Zabol, Onitsha, Peshawar, Gwalior…

* Fernando del Blanco Rodríguez es bibliotecario en el Centro de Investigación y Desarrollo del CSIC.