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CURIOSIDADES CIENTÍFICAS PARA COMPARTIR

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¿Desconfías de los robots? Estás en el ‘valle inquietante’

Por Mar Gulis (CSIC)

El campo de la robótica parece avanzar a pasos agigantados gracias a la ciencia y a la ayuda de las películas y series de ciencia-ficción. Algo como llegar al mostrador de un hotel y que un robot sea la recepcionista nos hubiese parecido digno de Blade Runner y sin embargo ahora es una realidad. Tras los superordenadores capaces de vencer al campeón del mundo de ajedrez o las inteligencias artificiales que engañan a los dichosos ‘captchas’ (Test de Turing público completamente automático para diferenciar entre humanos y máquinas o captcha por sus siglas en inglés) de las webs, el campo de la inteligencia artificial disputa ahora mismo la batalla de la empatía con el ser humano, es decir, conseguir que ese robot que tendremos enfrente el día de mañana no nos provoque repulsión.

Si alguna vez has sentido esa sensación al contemplar un robot humanoide, no te preocupes, es algo normal y científicamente probado. Es lo que se denomina como valle inquietante, o uncanny valley. Este concepto de la robótica fue desarrollado en 1970 por el japonés Masahiro Mori, profesor de robótica del Mukta Research Institute de Japón. Su hipótesis se basaba en cómo variaba la respuesta emocional humana ante un ente no humano en función de su aspecto y semejanza a un ser humano real. En España, son el Centro de Automática y Robótica (CAR) y el Instituto de Investigación en Inteligencia Artificial (IIIA) los centros del CSIC que trabajan con esta hipótesis.

Gráfico ‘Valle inquietante’. / Edgar Talamantes.

El director del IIIA, Ramón López de Mántaras, planteaba en su libro Inteligencia artificial (CSIC-Catarata) que lograr que una maquina tenga una inteligencia similar a la humana es un reto a la altura de explicar el origen de la vida o comprender el universo, pero lograr la apariencia de un humano está más cerca de lo que parece. En la presentación del libro, Mántaras describió en tono divulgativo las características de la hipótesis de Mori: “Si el robot no es muy similar a la apariencia física externa humana se consigue una cierta empatía por parte del ser humano, pero a medida que se asemeja aún más, de repente la aceptación cae súbitamente (creando ese ‘valle’) y finalmente vuelve a aumentar cuando ya se pierde la posibilidad de distinguirlo de un ser humano real, a menos que se nos informe de ello.”

De ahí que robots tan conocidos como R2-D2 (Star Wars) o Wall-E (Pixar) nos parezcan adorables y dignos de confianza y sin embargo cuando vemos un robot con una ‘cara humana’ o actores y actrices ‘resucitados’ (Carrie Fisher en Rogue One) o rejuvenecidos digitalmente (Jeff Bridges en Tron Legacy), nos cause cierto rechazo o incomodidad. No obstante, este rechazo desaparece cuando el parecido es casi total o idéntico, entonces la curva del valle vuelve a subir y desaparece esa repulsión, cuando es indistinguible el ser humano del ser robótico.

R2D2, Wall-E, Carrie Fisher y Jeff Bridges (en versión digital). / Gordon Tarpley, Mike Renlund y Disney.

Llegados a este punto se plantea un nuevo interrogante: si nos encontrásemos de frente con una persona desconocida pero no supiésemos que en realidad es un robot, ¿cambiaría nuestra percepción sobre él/ella al descubrirlo? Esta cuestión nos sitúa en un futuro en el que los robots humanoides convivirían a diario entre nosotros como auténticos ‘replicantes’. Sobre esta convivencia, Mántaras también comentó el debate actual al respecto: “hay quienes pensamos que siempre se debe tener el derecho a saber si se está interactuando con una persona o no. Ahora mismo esto es un debate ético en el mundo de la robótica”.

Robot ‘ASIMO’ (Honda), ‘Einstein’ (HUBO) y ‘Sophia’ (Hanson Robotics). / Vanillase, Dayofid e ITU Pictures.

Por tanto, superado el valle inquietante, el siguiente gran dilema sería la convivencia directa con los robots. Idénticos al ser humano a simple vista, ¿cómo respondería la sociedad ante este nuevo elemento de convivencia si nos viésemos forzados a interactuar con ellos…? ¿Desarrollaremos prejuicios? ¿Racismo? ¿Clasismo entre ‘mecas’ y ‘orgas’ (mecánicos y orgánicos al estilo de Inteligencia Artificial)? Quién sabe qué dilemas nos afectaran en un futuro plagado de seres robóticos, quizá debamos recurrir a un nuevo Rick Deckard encargado de dar caza a robots rebeldes o vivamos el ludismo del siglo XXI en forma de rebelión contra las máquinas. O simplemente, que nos adaptemos a estos cambios.

 

La falsa historia del Grial de León

Por Luis Molina (CSIC)*

Ningún científico debería hablar del Grial –a no ser, claro está, que se trate de un especialista en literatura artúrica– por el riesgo de verse contaminado por esa amalgama de religiosidad heterodoxa, misticismo de saldo y esoterismo. En ese mundo de crédulos y de descarados, de cándidos y de aprovechados, poco tiene que hacer la ciencia, puesto que en él se habla un idioma y se siguen unos procesos mentales incompatibles con los usos de la labor investigadora.

Pero en ocasiones esos universos paralelos se presentan con ropajes científicos en un intento de ampliar su limitada grey. En esos casos es responsabilidad del científico acudir en ayuda de aquellos susceptibles de ser confundidos por las apariencias, ya sea por el empaque serio del producto o por el perfil académico del autor.

Caliz Urraca

Cáliz de Doña Urraca. / Vía José M. Benito Álvarez

Hace unos años, en 2014, se publicó el libro Los Reyes del Grial cuyos autores, Margarita Torres y J.M. Ortega, pretendían demostrar que un cáliz conservado en San Isidoro de León era el auténtico Grial, la copa en la que bebió Jesús en la ‘Última Cena’. Ese cáliz era conocido desde antaño como el Cáliz de doña Urraca, por haber sido donado por esa infanta, hija de Fernando I, a San Isidoro, y nunca se había visto en él más que un valioso ejemplo de la orfebrería hispana del siglo XI. La tesis defendida por los autores del libro sostiene que el cuenco de ónice que constituye la parte superior del cáliz es la auténtica copa de la ‘Última Cena’, es decir, el Grial. No tengo espacio en este artículo para comentar los argumentos que presentan para llegar a tan asombrosa conclusión. Otros lo han hecho ya y no han sido precisamente benévolos con el trabajo de Torres y Ortega. Yo me limitaré a tratar un punto de su estudio que, aunque en principio pueda parecer marginal, constituye la única prueba concreta que aportan para sostener su teoría, dado que el resto de los indicios presentados no pasan de ser, como es norma en los estudios griálicos, coincidencias forzadas, sospechas infundadas y saltos al vacío.

Se trata de una serie de documentos árabes que, según los autores, demuestran que el sultán de Egipto había regalado el cáliz, que se hallaba en Jerusalén, al soberano de la taifa andalusí de Denia, quien, a su vez, se lo habría entregado al rey de León, Fernando I. Los textos árabes que citan son de dos tipos. En primer lugar hay varios pasajes de obras bien conocidas y publicadas desde hace tiempo en los que Torres y Ortega creen encontrar inequívocas alusiones al cáliz regalado al rey de Denia. El otro tipo de textos son dos pergaminos hallados de forma casi milagrosa en una biblioteca de El Cairo que vienen a confirmar punto por punto la tesis de los autores.

San isidoro

Vista nocturna de la Basílica de San Isidoro de León. / Vía Nacho Traseira.

En lo que se refiere a los textos conocidos anteriormente y de autenticidad indudable, he demostrado en un trabajo reciente que la traducción que de ellos se ofrece en Los Reyes del Grial es absolutamente disparatada. En ninguno de ellos hay la menor mención a ningún cáliz, ni sagrado ni profano. Me imagino que habrá que achacar a la casualidad el hecho de que los numerosos errores de esas traducciones vayan siempre en la misma dirección: la de apoyar la tesis de los autores del libro.

Y en cuanto a los pergaminos de El Cairo, muchos especialistas han mostrado su incredulidad ante tan afortunado hallazgo, porque las circunstancias de su descubrimiento son inverosímiles. Por mi parte, aún estoy analizando el texto de ambos documentos y, por tanto, todavía no puedo ofrecer conclusiones definitivas, pero los datos preliminares me permiten hacerme una idea de en qué momento y en qué circunstancias se elaboraron esos pergaminos. Y ni aquél es remoto, ni éstas son cabales.

Cuando se publicó el trabajo en el que demostraba que las traducciones estaban manipuladas, Torres se apresuró a declarar que ellos se habían limitado a incluir los textos que les había enviado el arabista Gustavo Turienzo, a quien habían encargado la tarea y que había sido el descubridor de los pergaminos de El Cairo. Sin embargo, éste había escrito hacía ya tiempo un artículo en el que se desmarcaba completamente de lo dicho en Los Reyes del Grial. ¿Quién dice la verdad en todo esto? Por el momento eso no es relevante; el tiempo –tal vez con algún pequeño empujón por nuestra parte– lo aclarará. Por ahora bástenos saber que, aunque no conocemos el pecador, sí el pecado, y no es pecado venial.

Last Supper Juan de Juanes

‘La Última Cena’, con el Santo Grial en el centro, pintada por Juan de Juanes en 1562. / Wikimedia.

Por cierto, en los últimos meses estamos asistiendo a un posible caso de fraude científico que pone en entredicho el trabajo de una investigadora de prestigio en el campo de la biología molecular. Las sospechas de manipulación de los datos en los que ha basado sus trabajos han provocado una serie de medidas severas: cinco de sus artículos han sido retirados de las revistas en las que fueron publicados, ha sido despedida de la institución en la que estaba contratada y le ha sido retirada la financiación por parte del Europena Research Council (ERC). Estas acciones contrastan dolorosamente con lo que estamos viendo en el caso que nos ocupa: ningún organismo ni institución de las que han intervenido cobijando o financiando un trabajo tan sometido a graves sospechas ha dado señales de vida. Cuando finalice el análisis de los pergaminos de El Cairo y se confirmen las conjeturas, ¿cuál será la reacción de esos organismos? ¿Seguirán en silencio o recurrirán al clásico “no podíamos imaginar”? Porque no hace falta imaginación, sino únicamente interés en preservar la reputación de las instituciones y en velar por el destino del dinero de los contribuyentes.

 

Luis Molina es investigador de la Escuela de Estudios Árabes en Granada (EEA-CSIC).

 

¿Qué tienen que ver Papá Noel, la seta matamoscas y el pis de reno?

Por José Antonio López Sáez (CSIC)*

En algunas zonas de Laponia y Siberia, los chamanes tienen por costumbre beberse la orina de los renos; no porque sean psicotrópicos, sino porque estos grandes cérvidos de la tundra y la taiga gustan de alimentarse de la seta matamoscas (Amanita muscaria), rica en alucinógenos. Esto ha llevado a algunos autores a relacionar estos hechos con toda la simbología de Santa Claus, que vive en el Polo Norte como los renos (lugar donde se sitúa el eje del mundo o axis mundi de la cosmovisión chamánica), viste de rojo y blanco (colores de la matamoscas), y es capaz de volar en su trineo tirado por renos alucinados.

Un reno olisquea el suelo en busca de comida en Inarijärvi (Finlandia). / Via Manfred Werner

El género Amanita, de los basidiomicetes, cuenta con unas 600 especies de hongos. Algunos son reputadísimos comestibles, como la amanita de los césares (Amanita caesarea). Otros son irremediablemente mortales y se cuentan entre los tóxicos más potentes, como la oronja verde (Amanita phalloides), que contiene amatoxinas y la letal amanitina. Otros pocos son alucinógenos y, aunque no son tóxicos para el hígado, su consumo puede provocar reacciones diferentes dependiendo de cada individuo y de la dosis. Algunas sobredosis de amanitas alucinógenas pueden ser mortales.

Se han identificado sustancias psicoactivas en doce especies del género Amanita. De todas ellas, sin lugar a dudas, la más famosa es la matamoscas, también conocida como falsa oronja, agárico pintado u oronja pintada (Amanita muscaria). Se trata de un hongo muy popular no sólo por su potencial enteógeno, es decir, con capacidad de provocar estados de inspiración profética o poética, sino también por haber formado parte del mundo mágico de los gnomos y otros seres encantados, así como del chamanismo siberiano antes mencionado.

Los constituyentes psicoactivos claves de estos hongos son tres alucinógenos isoxazolínicos: ácido iboténico, muscimol y muscazona. El consumo de amanitas alucinógenas produce efectos semejantes a una intoxicación etílica, aunque estos hongos son capaces también de inducir fuertes alucinaciones e ilusiones, habla incoherente arrastrando las palabras, convulsiones, náuseas y vómitos severos, sueño profundo o coma, así como un dolor de cabeza que puede persistir durante semanas. El gran problema radica en que las especies de Amanita son difíciles de diferenciar unas de otras, por lo que no son pocos los casos de intoxicación mortal.

Ejemplar de Amanita muscaria en suelo boscoso. / Via Flemming Christiansen

La dosis hace el veneno

De los alucinógenos presentes en la seta matamoscas, el muscimol, muy abundante debajo de su piel, es el compuesto realmente enteogénico. Las reacciones al muscimol comienzan a partir de los 6mg, mientras que para el ácido iboténico son necesarios al menos 30-60mg. Unos 100g de matamoscas deshidratados contienen hasta 180mg de ambos alucinógenos, de los cuales sólo 25 mg son de iboténico. Es decir, comiendo poca cantidad de este hongo se pueden conseguir efectos psicoactivos relativamente potentes. Dichos efectos comienzan treinta minutos después de la ingestión, con picos de máxima actividad a las dos o tres horas.

Al secarse, el ácido iboténico se transforma en muscimol, el cual, a pesar de su gran potencia alucinógena, no es metabolizado sino que directamente se elimina con la orina. Esto explica por qué entre los chamanes siberianos existe la costumbre de beber la orina de animales que consumieron matamoscas.

Las prácticas chamánicas en torno a este hongo se extienden por todo el Círculo Ártico e incluso entre algunas tribus nativas norteamericanas. Jugó un papel etnomicológico fundamental como droga alucinógena entre las etnias siberianas, las cuales posteriormente lo llevaron a través del Estrecho de Bering a Canadá, y desde aquí se difundió por toda América. Hoy se sabe también que Amanita muscaria fue con toda probabilidad el ingrediente principal de una bebida enteogénica utilizada en las ceremonias religiosas de los arios en la India, el Soma, hace más de tres milenios.

 

José Antonio López Sáez es investigador del Instituto de Historia del CSIC en Madrid y autor del libro Los alucinógenos, disponibles en la Editorial CSIC Los Libros de la Catarata.

 

¿Te inspiran la fotografía y la ciencia? Participa en #FOTCIENCIA

Por Mar Gulis (CSIC)

¿Te gusta la fotografía? ¿La ciencia y la tecnología disparan tu creatividad? Pues estamos esperando tus propuestas. FOTCIENCIA es una iniciativa que celebra su 15ª edición y que seleccionará las mejores imágenes de ciencia del año para conformar un catálogo y una exposición itinerante. La muestra resultante recorrerá una veintena de museos y centros culturales de España en 2018. Las fotografías pueden presentarse hasta el próximo 14 de diciembre de 2017 a las 14:00 horas.

Las imágenes deben estar relacionadas con la investigación científica o sus aplicaciones, y pueden reflejar aspectos como el objeto de estudio de la investigación, las personas que la realizan, su instrumentación e instalaciones, los resultados del avance científico, etc. Para participar es necesario presentar las fotografías en formato digital a través de un formulario disponible en la página web www.fotciencia.es, junto con un texto que permita interpretarlas. El jurado valorará tanto la imagen –su calidad técnica, originalidad y valor estético– como la claridad de la explicación aportada por el autor o autora.

En esta iniciativa puede participar cualquier persona mayor de edad que presente fotografías propias que no hayan sido seleccionadas en procesos similares. Pero también hay una modalidad, ‘La ciencia en el aula’, dirigida al alumnado de centros educativos y de formación profesional, que pueden participar a través de sus profesores y profesoras.

 

Vídeo con las imágenes seleccionadas en la pasada edición de FOTCIENCIA (2016).

 

Las propuestas se pueden presentar a una de las siguientes modalidades:

  • Micro, cuando la dimensión real del objeto fotografiado sea menor o igual a 1 milímetro o la imagen haya sido obtenida mediante un instrumento de micrografía (óptica o electrónica) o técnicas de difracción.
  • General, cuando la dimensión real del objeto fotografiado sea mayor de 1 milímetro.

Además, los autores y autoras también pueden adscribir su imagen a otras modalidades específicas, como ‘Agricultura sostenible’ ‘Alimentación y nutrición’, que cuentan con el apoyo de dos centros del CSIC: el Instituto de Agricultura Sostenible (IAS) y el Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (IATA).

Las dos mejores imágenes de la categoría General y las dos mejores imágenes de la categoría Micro, según los criterios mencionados anteriormente, serán remuneradas con una cantidad de 1.500€ cada una. En las demás modalidades, se seleccionará una foto que recibirá 600€.

La organización hará una selección adicional de fotografías para incluirlas en el catálogo y en la exposición itinerante, que se prestará gratuitamente a las entidades que la soliciten. Todas las fotos presentadas pasarán a formar parte de la galería de imágenes de la web de FOTCIENCIA.

FOTCIENCIA es una iniciativa organizada por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT), con la colaboración de la Fundación Jesús Serra.

Toda la información y normas de participación están disponibles en www.fotciencia.es

 

Semana de la Ciencia del CSIC: viajar al pasado, hacer catas científicas y más

Por Mar Gulis (CSIC)

Viajar al pasado a través de los restos orgánicos de un yacimiento navarro (Instituto de Ciencias de la Vid y el Vino), aprender sobre los caballitos de mar (Instituto de Investigaciones Marinas) o realizar catas catas de queso para conocer sus propiedades nutricionales (Instituto de Productos Lácteos de Asturias) son tres de las 331 actividades con las que el CSIC abre este año la Semana de la Ciencia. A través de los más de 81 centros de investigación participantes, esta iniciativa, organizada con apoyo de la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT), ofrecerá propuestas para todos los públicos en torno a diversas áreas del conocimiento.

Muchas de las actividades de la Semana de la Ciencia del CSIC han sido diseñadas para que el público asuma un papel activo e interactúe con el personal investigador.

Las actividades, gratuitas y dirigidas al público general, se presentan en formatos clásicos, como exposiciones, rutas científicas o conferencias, y en otros más novedosos, como degustaciones, cafés científicos, concursos o los innumerables talleres diseñados para que el público interactúe con la ciencia. Así, ‘Convierte tu móvil en un microscopio’, organizada por el Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla, el taller ‘Experimenta con partículas’, del Centro Nacional de Aceleradores, o ‘Iluminación estroboscópica’, una iniciativa del Laboratorio de Investigación en Fluidodinámica y Tecnologías de la Combustión, reflejan la vertiente práctica de la Semana de la Ciencia.

En esta edición, el CSIC estrena ‘Ciencia de Tomo y Lomo’, una aventura conjunta entre investigación y librerías en Madrid. Además, el consejo también ha incorporado la ciencia ciudadana a su programación, a través de iniciativas como ‘Plásticos 0 en la playa’, un taller del Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados. El objetivo en este caso es que la propia sociedad recabe datos valiosos para evaluar los efectos de los residuos marinos sobre los ecosistemas costeros.

El pasado 2 de noviembre arrancó la cita anual con la divulgación científica en muchas comunidades autónomas. En la mayoría de ellas, la Semana de la Ciencia se prolongará hasta finales de mes. ¡Consulta la programación y participa!

¿Por qué se quema antes una sabana que un bosque? Cinco cuestiones sobre inflamabilidad e incendios

Por Juli G. Pausas (CSIC)*

La inflamabilidad de las especies vegetales es relevante en los incendios, aunque su papel depende de diversas condiciones. Vamos a intentar aclarar algunas cuestiones al respecto:

  • La inflamabilidad es la capacidad de prender y propagar una llama

La inflamabilidad no se debe confundir con la cantidad de biomasa, que es la carga de combustible. Es decir, una planta, una comunidad vegetal o una plantación es más inflamable que otra si, teniendo aproximadamente una misma biomasa, prende y propaga mejor el fuego.

  • Hay especies de plantas más inflamables que otras

Todas las plantas son inflamables, pero unas más que otras. Una aliaga o un brezo arde mejor que un lentisco o un alcornoque. Entre las características que incrementan la inflamabilidad nos encontramos, por ejemplo, tener hojas y ramas finas, madera ligera, retener ramas secas o tener elevado contenido en compuestos volátiles. En cambio, tener hojas gruesas y pocas ramas, gruesas y bien separadas, reduce la inflamabilidad. Árboles con abundantes ramas basales son más inflamables que árboles con las primeras ramas elevadas y con espacio entre el sotobosque y la copa.

Aliaga_incendios

La aliaga (Ulex parviflorus) es una planta muy inflamable porque casi toda la biomasa es muy fina y acumula ramas secas. / Juli G. Pausas

No obstante,  todas estas características no tienen por qué estar correlacionadas entre sí; las plantas pueden tener diferente grado de inflamabilidad según la escala en que se mire. Por ejemplo, hay algunas especies de pino que tienen una alta inflamabilidad a escala de hojas pero baja inflamabilidad en la estructura del árbol, por tener la copa elevada. Por lo tanto, en incendios poco intensos el fuego se propagará superficialmente pero no alcanzará la copa, como en el caso de incendios de sotobosque.

  • Hay comunidades vegetales más inflamables que otras

En algunas comunidades pueden dominar especies más inflamables que en otras, lo que condiciona la inflamabilidad de toda la comunidad vegetal, ya sea natural o una plantación.

Además, hay otras características que incrementan o reducen la inflamabilidad a escala de comunidad. Entre ellas podemos mencionar:

    • la continuidad y distribución de las especies muy o muy poco inflamables
    • el número de plantas muertas por sequía, por ejemplo
    • las condiciones microclimáticas que se generan dentro de la comunidad. En bosques densos dichas condiciones pueden inhibir la probabilidad de fuego
    • las condiciones topográficas. Una mayor humedad en depresiones topográficas reduce la inflamabilidad de las plantas.

Así, se quema más fácilmente un aulagar o un brezal mediterráneo que un bosque denso y sombrio; o una sabana que un bosque. Los sistemas sabana-bosque tropicales son claros ejemplos de mosaicos determinados por diferente inflamabilidad.

Pinar de pino carrasco (Pinus halepensis). No solo las hojas son bastante inflamables sino que la continuidad entre el suelo y las copas hace que todo el árbol y el pinar sea muy inflamable, y genere incendios intensos de copa. / Juli G. Pausas

  • La gestión forestal puede modificar la inflamabilidad

La gestión forestal puede modificar la estructura de los árboles, de la comunidad, y del paisaje. Reduce la cantidad de biomasa, el combustible, pero también la continuidad, y por lo tanto, la probabilidad de que se propague el fuego. Por ejemplo, tanto en bosques como en plantaciones forestales, a menudo se realizan cortas del sotobosque y de ramas inferiores de los árboles, se introduce pastoreo o se realizan quemas prescritas, todo con el objetivo de estimular el crecimiento en altura de los árboles y generar una discontinuidad vertical entre el sotobosque y la copa. De esta manera, el fuego se propaga sólo por el sotobosque, los incendios son menos intensos, y la mayoría de árboles sobrevive.

Pinar de pino_incendios

Pinar de pino laricio (Pinus nigra) con árboles que tienen baja inflamabilidad, ya que hay una discontinuidad entre el sotobosque y la copa, de manera que el fuego se propaga por la superficie y no llega a alcanzar las copas (incendios de sotobosque). / Juli G. Pausas

En matorrales, la gestión puede reducir la biomasa, pero no es fácil reducir la inflamabilidad. Las plantaciones forestales a menudo son masas densas y homogéneas de árboles, muchas veces de especies muy inflamables como eucaliptos, y por lo tanto propensas a propagar incendios. Por lo tanto, la gestión forestal es clave para reducir la cantidad de combustible y la inflamabilidad de estas plantaciones. Además, a escala de paisaje, se puede disminuir la capacidad de propagación de un incendio mediante cortafuegos y generando paisajes en mosaicos.

 

  • El tamaño de los incendios puede estar  determinado por la inflamabilidad de las especies

En general, el tamaño de un incendio está condicionado por la cantidad, continuidad, y homogeneidad de la vegetación, sea natural o plantaciones, el grado de humedad de esta, y por el viento. La inflamabilidad de las especies también es relevante en el comportamiento del fuego y el tamaño de los incendios, pero su papel relativo depende de las condiciones. En incendios poco intensos, diferencias en la inflamabilidad (ya sea por cambios en la estructura forestal debidos a la gestión, o por diferencias naturales de las especies), pueden condicionar que una zona arda o no, y por lo tanto, el tamaño del incendio. En condiciones extremas de sequía y fuertes vientos, las diferencias en inflamabilidad serán poco relevantes. Igualmente, dependiendo de las condiciones, un cortafuegos puede o no frenar un incendio.

 

Juli G. Pausas  es investigador del CSIC en el Centro de Investigaciones sobre Desertificación Incendios Forestales (CIDE), y autor del libro Incendios forestales (CSIC-La Catarata) perteneciente a la colección ¿Qué sabemos de?, disponible en la Editorial CSIC Los Libros de la Catarata.

 

¿Se puede resolver el juego del ajedrez?

Por Razvan Iagar (CSIC)*

Cuando la gente me pregunta a qué me dedico, al responder que aparte de investigador en matemáticas soy un jugador activo de ajedrez en competiciones, me hacen preguntas como: “Pero, ¿no está el ajedrez ya resuelto?, ¿no hay ya máquinas que pueden dar la mejor jugada?”. Voy a dar respuesta a estas cuestiones, argumentando por qué el ajedrez no solo no está acabado, sino que goza de muy buena salud y tiene un gran futuro por delante.

Por “resolver el ajedrez” entendemos establecer una estrategia óptima para jugar la partida; es decir, encontrar el camino que contiene las mejores jugadas tanto para las blancas como para las negras, desde el principio, o desde cualquier posición dada, hasta el final. En un sentido más débil, también podemos entender por “resolver el juego” el hecho de predecir el resultado óptimo (con el mejor juego posible) de una partida. Es decir, a partir de la posición inicial, cuál de los tres resultados posibles -victoria de las blancas, victoria de las negras o el resultado de tablas- es el resultado del juego óptimo de un encuentro entre dos jugadores perfectos sin exponer necesariamente la estrategia óptima.

Tan solo a través de fuerza bruta de cálculo, ninguna máquina puede resolver en la actualidad el ajedrez

Se trata de un problema abierto que ha surgido a partir del desarrollo de los programas informáticos de ajedrez. Pero esta cuestión ya se ha intentado solucionar antes. Claude Shannon, ‘el padre de la teoría de la información’, explicó en un artículo en 1950 la tarea de una máquina para analizar todas las variantes posibles de jugadas y concluyó que “una máquina operando con una tasa de una variante por microsegundo necesitaría un tiempo de 1090 años para calcular todas las posibilidades desde la primera jugada”. Shannon argumenta así que, tan solo a través de fuerza bruta de cálculo, ninguna máquina razonable podrá completar esta tarea.

Más recientemente, en 2007, se ha podido resolver el juego de las damas, emparentado con el ajedrez, pero con una complejidad mucho menor, sobre todo porque aquí todas las piezas son idénticas -tienen el mismo valor-, mientras que en el ajedrez las piezas tienen valores y capacidades diferentes. El equipo investigador liderado por el canadiense Jonathan Schaeffer, experto en inteligencia artificial, pudo comprobar que en las damas siempre se acaba en tablas si no se comete ningún error por parte de ninguno de los dos jugadores. El esfuerzo computacional para analizar de forma exhaustiva todas las posiciones ha tomado 18 años, utilizando en algunos periodos incluso 200 ordenadores conectados trabajando en paralelo y sin pausa, para analizar un número de posiciones del orden de 1014. ¡Todo un esfuerzo!

En 2007 se resolvió el juego de las damas.

Sin embargo, se trata un esfuerzo no extrapolable al ajedrez, ni en el aspecto de la capacidad computacional necesaria, ni en cuanto a método de demostración. Si miramos la complejidad del ajedrez desde el punto de vista del número total de partidas posibles que se pueden jugar (lo que en términos de la teoría de juegos recibe el nombre de ‘complejidad del árbol del juego’, game-tree complexity) alcanzamos un número muy grande, del orden de 10123. Esta estimación se deduce usando un cálculo basado en dos aproximaciones: que el número medio de jugadas completas de una partida es de 40 y que, en cada paso, el número medio de jugadas legales disponibles es de 35. El mismo Jonathan Schaeffer opina que solo después del establecimiento de una nueva tecnología de cálculo —ordenadores cuánticos— tendría sentido intentar ponerse a la tarea de resolver este juego milenario.

Por otro lado, el método de demostración que ha funcionado en las damas falla completamente en nuestro caso debido a los valores y capacidades diferentes de las piezas, y también por la existencia de algunas piezas con características especiales como el rey, cuyo mate acaba la partida en cualquier momento, incluso con todas las demás piezas en el tablero; o el peón, cuya coronación hace que reaparezcan en el tablero piezas más fuertes que posiblemente habían desaparecido antes en el transcurso de una partida. Así pues, no se puede establecer una base de finales de partidas con, por ejemplo, un número máximo de 10 piezas, de tal manera que cualquier partida tenga que pasar por una de esas posiciones. En efecto, un jaque mate puede ocurrir mucho antes de haber llegado a una situación de menos de 10 piezas en el tablero. Este razonamiento sencillo demuestra que es necesario tener la capacidad de analizar todas las posiciones posibles, sin simplificaciones.

Por todas estas razones, aunque el reto de resolver -o no- el ajedrez queda abierto (no hay una demostración matemática o lógica formal de que este hecho sea imposible), la mayoría de los especialistas consideran que no hay nada que indique una posibilidad práctica de llegar a una solución. Ni siquiera en el sentido débil, es decir, predecir el resultado sin decir las jugadas, a corto o medio plazo. Así pues, los maestros y aficionados pueden estar tranquilos: ¡el juego tiene todavía mucho futuro!

*Razvan Iagar es investigador del CSIC en el Instituto de Ciencias Matemáticas (ICMAT) de Madrid y autor del libro Matemáticas y ajedrez, de la colección ¿Qué sabemos de?, disponible en la Editorial CSIC y Los Libros de la Catarata.

El Sarmiento de Gamboa rescata de 1804 al ‘Nuestra Señora de las Mercedes’

Por Mar Gulis (CSIC)

El buque Sarmiento de Gamboa puede que no se parezca al DeLorean de ‘Doc’ y ‘Marty McFly’, pero este 17 de agosto ha zarpado desde Cádiz para realizar un auténtico viaje en el tiempo: una campaña de arqueología subacuática que transportará a su personal científico, técnico y tripulantes al 5 de octubre de 1804, día del hundimiento de la fragata de la armada española Nuestra Señora de las Mercedes. Con sus 70 metros de eslora y 16 metros de manga, el buque oceanográfico del CSIC surcará las aguas del golfo gaditano, pero en esta ocasión su misión no será la circulación oceánica global o evaluar la biodiversidad, sino recuperar piezas patrimoniales de este pecio histórico.

Buque Sarmiento de Gamboa. / CSIC

Hace doscientos años…

Trescientas personas zarparon el 9 de agosto de 1804 desde Montevideo rumbo a Cádiz a bordo de la fragata Nuestra Señora de las Mercedes. Su misión era llevar a la malograda y necesitada Hacienda de Carlos IV miles de monedas de plata y oro recaudadas en las colonias. La ‘Mercedes’, junto a otras tres fragatas, ‘Medea’, ‘Fama’ y ‘Santa Clara’, conformaba la flota comandada por José de Bustamante y Guerra, reconocido marino que incluso había ocupado el cargo de gobernador de Montevideo y que había colaborado con el célebre Alejandro Malaspina en su expedición científica.

La fragata ‘Mercedes’, capitaneada por José Manuel de Goicoa y Labart, transportaba en sus bodegas cerca de dos millones de pesos entre monedas y pasta de plata y oro (según datos del Ministerio de Educación, Cultura y Deporte). A estos valores hay que añadir barras de bronce, lana de vicuña, cubertería de plata e incluso un cargamento de plantas medicinales muy apreciadas en la época. Cuando apenas faltaba un día de navegación para llegar a Cádiz, pasando justo frente al cabo Santa María en el Algarve portugués, la flota fue atacada por navíos de la armada británica. En medio de la batalla fue alcanzada la ‘santabárbara’, o recámara de custodia de la pólvora, de la fragata ‘Mercedes’, saltando por los aires la embarcación y yendo a parar al fondo del mar todo su valioso cargamento. Este hecho tuvo como consecuencia el final del acuerdo de paz de Inglaterra y España, y fue el preludio de la batalla de Trafalgar.

La misión

Los trabajos de arqueología se llevarán a cabo a más de mil metros profundidad, utilizando un equipamiento considerado como el más moderno de la flota oceanográfica financiada por el Ministerio de Economía, Industria y Competitividad.  Entre estos equipos de vanguardia se encuentra un ROV (Remote Operated Vehicle) de altas profundidades del Instituto Español de Oceanografía (IEO) y un AUV (Autonomous Underwater Vehicle). Estos sofisticados artilugios servirán para bajar en busca de tesoros como los cañones de la fragata, que podrían estar en riesgo de desaparición, bien por la fragilidad debida al paso del tiempo o por su difícil ubicación, a más de mil metros de profundidad.

Con esta campaña también se busca seguir documentando el estado actual de los restos del pecio y las condiciones en las que se encuentra toda la extensión del sitio arqueológico, especialmente tras el sonado altercado en mayo de 2007 a causa del expolio de la empresa de ‘cazatesoros’ norteamericana Odyssey Marine Exploration. Tras la comprobación de que el cargamento fue extraído de la fragata Mercedes, las autoridades españolas determinaron que se trataba de patrimonio español. Después del litigio, finalizado en septiembre de 2011, el Tribunal de Apelaciones de Atlanta ordenó que la empresa entregara el tesoro a España. Las 17 toneladas de monedas y otros objetos viajaron desde Florida hasta su actual destino, el Museo Nacional de Arqueología Subacuática de Cartagena.

Historia del Sarmiento de Gamboa

El buque oceanográfico Sarmiento de Gamboa ya ha cumplido diez años dedicados a la ciencia, realizado más de 70 misiones en diferentes proyectos de investigación marina y recorrido más de 250.000 millas náuticas, equivalente a dar la vuelta al mundo por el ecuador diez veces. Construido y botado en los Astilleros Freire de Vigo en 2006, la variedad de misiones en las que se emplea este buque ha incluido desde monitorizar la sismicidad de la región en la falla de Al-Idrissi, en el Mar de Alborán, hasta el salvamento de 194 refugiados sirios en diciembre de 2014 cerca de las aguas de Sicilia.

El buque realizó su primera campaña de investigación oficial en 2007 y desde esa fecha ha conseguido hitos como el despliegue del primer laboratorio submarino (GEOSTAR) para alertas de tsunamis en el Golfo de Cádiz; la instalación del primer laboratorio submarino cableado de España (OBSEA) en la costa catalana; la participación en la expedición de circunnavegación Malaspina, o la primera obtención de imágenes de la corteza terrestre de la zona de colisión de Eurasia/África.

El capitán del Sarmiento de Gamboa, Pablo Fernández (izda.). / Miguel A. Jiménez

Bajo el mando de su actual capitán, Pablo Fernández (Argovejo, León, 1982), sus últimas misiones fueron las actividades de apoyo logístico al proyecto de remodelación de la Base Antártica Española (BAE) Juan Carlos I, empleando un total de 323 días fuera de su puerto base. La campaña de 2017 cubrirá un amplio espectro de investigaciones marinas, como el estudio de procesos ecológicos y demográficos de la merluza, el impacto antrópico en las zonas de pesca o la dinámica de las masas de aguas oceánicas.

El Sarmiento de Gamboa es una de las cuatro embarcaciones dedicadas a la investigación científica en las que participa el CSIC. A la lista de buques oceanográficos que gestiona el Consejo hay que sumar el Hespérides (propiedad de la Armada española), el García del Cid y el Mytilus. Todos ellos prestan servicios tanto a equipos científicos de diferentes centros del CSIC, como a otras instituciones nacionales e internacionales, pero además tanto el Hespérides como el Sarmiento de Gamboa, por sus particulares dimensiones, características y costes, son considerados ‘Infraestructuras Científicas y Tecnológicas Singulares (ICTS)’, instalaciones únicas y excepcionales con un alto coste de inversión y gracias a las cuales es posible la materialización de proyectos de vanguardia.

 

 

‘Nanobásculas’ para pesar virus y bacterias en la detección de enfermedades

Por Eduardo Gil Santos, Alberto Martín Pérez y Marina López Yubero  (CSIC)*

Cada virus y bacteria tiene una masa diferente. El simple hecho de poder pesarlos nos permitiría identificarlos y distinguirlos y, con ello, detectar de forma altamente precoz las enfermedades que provocan. Los recientes avances en nanotecnología han permitido la creación de unos nuevos dispositivos, los sensores nanomecánicos, que actúan como básculas a escala nanométrica, permitiendo detectar estos objetos con una precisión mucho mayor que los métodos convencionales de diagnóstico de estas enfermedades.

Cuerdas de ukelele

Los nanosensores vibran como las cuerdas de una guitarra para detectar virus y bacterias.

La detección de estas partículas mediante sensores nanomecánicos se obtiene estudiando los cambios en su vibración. Estos sensores vibran igual que las cuerdas de una guitarra: cuando pulsamos una cuerda de una guitarra, esta vibrará y las ondas se transmitirán por el aire, lo que percibiremos como sonido. Además, si unimos un objeto a la cuerda, esta pesará más y, en consecuencia, su movimiento será más lento, lo que dará lugar a un sonido más grave. Esta diferencia en el tono del sonido se puede relacionar directamente con la masa del objeto unido. De la misma manera, los sensores nanomecánicos vibrarán más lentamente cuando se une a ellos una partícula (virus o bacteria). Esto se comprueba fácilmente adhiriendo un pequeño imán a un diapasón. Sin embargo, en estos sensores las vibraciones no son perceptibles por el oído y se necesitan métodos ópticos muy avanzados (similares a los utilizados en la detección de ondas gravitacionales, pero a escala nanométrica) para detectar estos cambios en la vibración del sensor.

Bacteria en nanosensor

Imagen de microscopía electrónica de barrido de una bacteria E. coli sobre un sensor nanomecánico con forma de micropalanca. El peso de esta bacteria es de 300 femtogramos (0,0000000000003 gramos, diez mil millones de veces menos que una hormiga).

Estos dispositivos también permiten medir otra propiedad muy interesante de las partículas depositadas: la rigidez. Conocer la rigidez de las partículas biológicas (virus, bacterias o células) puede ser de gran utilidad, ya que, por una parte, la rigidez junto con la masa permite una identificación todavía más precisa de los distintos virus o bacterias. Asimismo, podría permitir diferenciar entre células cancerígenas y sanas, ya que se ha descubierto que aunque ambas tienen una masa similar (lo que no permite distinguirlas a través de su masa), muestran una rigidez distinta: las células cancerígenas son menos rígidas que las células sanas. Por último, medir la rigidez de los virus hace posible distinguir su estado de maduración y conocer su capacidad infecciosa.

El grupo de Bionanomecánica del Instituto de Micro y Nanotecnología del CSIC desarrolla este tipo de dispositivos desde hace más de diez años. En la actualidad, este grupo lidera una serie de proyectos financiados por la Unión Europea (ViruScan, LiquidMass, Nombis) que contribuirán a la implantación definitiva de estas tecnologías a nivel clínico. En tan solo cinco años, estos sensores se probarán en países empobrecidos con gran riesgo de epidemias para la detección de los virus que producen fiebres hemorrágicas.

Al mismo tiempo, el equipo trabaja en el desarrollo de nuevas tecnologías para la comprensión y detección precoz de muchas otras enfermedades (distintos tipos de cáncer, Alzhéimer, etc.). En un futuro no muy lejano, este tipo de sensores estarán implantados directamente en el interior de nuestro cuerpo, preparados para detectar cualquier infección en el mismo momento de contraerla, lo que permitirá actuar contra ella de manera mucho más eficaz.

 

* Eduardo Gil Santos, Alberto Martín Pérez y Marina López Yubero son personal investigador del CSIC en el grupo de Bionanomecánica del Instituto de Micro y Nanotecnología.

Acabar con los incendios es antinatural e insostenible

* Por Juli G. Pausas (CSIC)

Para que se produzca un incendio forestal se requieren tres condiciones: una ignición que inicie el fuego, un combustible continuo e inflamable, y unas condiciones de propagación adecuadas. ¿Se dan estas tres circunstancias en nuestros ecosistemas?

Empecemos por el final, las condiciones de propagación. Una de las principales características del clima mediterráneo es que la estación más seca coincide con la más cálida (el verano), cosa que no se da en la mayoría de los climas del mundo. En verano se genera un periodo relativamente largo con unas condiciones de elevadas temperaturas y baja o nula precipitación, que son ideales para que, si hay un incendio, se propague fácilmente. Además, no es raro tener días de viento relativamente fuerte, seco y cálido (por ejemplo, los ponientes en la costa valenciana) que facilitan aún más los grandes incendios.

Las tormentas de verano actúan como fuente de ignición e inician incendios forestales / D. Maloney.

La siguiente condición es la existencia de un combustible continuo e inflamable. En la mayoría de los ecosistemas ibéricos, la vegetación es lo suficientemente densa y continua como para que, si hay un incendio en verano, pueda extenderse a grandes superficies. Esto es aplicable tanto a los bosques como a la gran diversidad de matorrales que encontramos en nuestro territorio. De manera que la vegetación mediterránea forma lo que a menudo se llama el combustible de los incendios forestales. No hay que olvidar que este combustible está compuesto por una gran diversidad de seres vivos que tienen detrás una larga historia evolutiva; son parte de nuestra biodiversidad. Esta continuidad en la vegetación era especialmente evidente antes de que los seres humanos realizaran esa gran fragmentación que se observa actualmente en nuestros paisajes, principalmente debida a la agricultura, pero también a las abundantes vías y zonas urbanas.

Pero con una vegetación inflamable y unos veranos secos no es suficiente para que haya incendios, se requiere una ignición inicial. Hoy en día, la mayoría de igniciones son generadas por personas, ya sea de manera voluntaria o accidental. Pero, ¿hay igniciones naturales? La respuesta es . A menudo tenemos tormentas secas en verano, cuando las condiciones de propagación son óptimas, de manera que los rayos generados por estas tormentas pueden actuar como fuente de ignición e iniciar un incendio forestal. Tenemos muchos ejemplos de incendios generados por rayos (la mayoría sofocados rápidamente por los bomberos); y en los meses de verano, la Agencia Estatal de Meteorología (AEMET) detecta miles de rayos potencialmente capaces de generar igniciones (ver mapa).

31-07-2015, localización de 12.835 rayos que se registraron durante 6 horas en la Península Ibérica. / AEMET.

Por lo tanto, las tres condiciones arriba mencionadas se dan de manera natural en nuestros ecosistemas, y por lo tanto podemos afirmar que sí hay incendios naturales. Pero, ¿cuántos?

Las estadísticas de incendios actuales nos dicen que los generados por rayos son una minoría, comparado con la gran cantidad de incendios provocados por el ser humano. ¿Podría esta minoría de incendios por rayo representar la cantidad de los incendios esperables en condiciones naturales? La respuesta es no. Una gran cantidad de rayos cae en suelo sin vegetación combustible (zonas agrícolas y urbanas) y por lo tanto no producen los incendios que producirían en unas condiciones más naturales. La mayoría de las igniciones en el monte generadas por rayos son apagadas por los bomberos forestales cuando aún son sólo conatos o incendios muy pequeños. Nuestros bomberos apagan la inmensa mayoría de las igniciones; sólo un porcentaje muy pequeño se escapa y se transforma en los incendios que aparecen en los medios. Además, de los incendios que realmente progresan, la mayoría son más pequeños de lo que sería esperable en condiciones más naturales, porque los apagan los bomberos o porque se detienen en zonas no inflamables (zonas agrícolas, urbanas, cortafuegos, etc.). Como consecuencia, las estadísticas de incendios por rayos, ya sea en número de incendios o en área afectada, no reflejan la importancia que tendrían los incendios en condiciones naturales, sino que los subestiman. Algunos de los incendios que actualmente se dan por actividad humana, en realidad están sustituyendo a incendios naturales.

Es decir, en unos paisajes más naturales (con menos presión humana) que los actuales, sería de esperar que hubiese menos incendios porque habría muchas menos igniciones (la elevada población actual genera la mayor parte) pero, en muchos casos, esos incendios podrían ser más grandes. El balance probablemente sería de menos áreas afectadas por el fuego, pero sí habría incendios frecuentes. A todo esto hay que añadir que actualmente estamos alterando el clima, de manera que la estación con incendios tiende a ser más larga y las olas de calor más frecuentes. Todo ello incrementa la actividad de los incendios.

Incendio en el Parque Nacional Bitterroot, Montana (EE.UU.) . / John McColgan.

En definitiva, lo importante es saber si el régimen de incendios actual y futuro es ecológica y socialmente sostenible teniendo en cuenta el cambio climático. Eliminar los incendios es imposible, antinatural y ecológicamente insostenible. Nuestra sociedad ha de aceptar la existencia de incendios, aprender a convivir con ellos, adaptar las estructuras y los comportamientos, y gestionar las zonas semiurbanas, los paisajes rurales, las plantaciones forestales y los parques naturales para que el régimen de incendios sea ecológica y socialmente sostenible. Todo ello sin olvidar que lo normal es que un día puedan ser sorprendidos por un incendio.

* Juli G. Pausas trabaja en el Centro de Investigaciones sobre Desertificación (CIDE) del CSIC y es autor del libro Incendios forestales de la colección ¿Qué sabemos de?, disponible en la Editorial CSIC y Los Libros de la Catarata.