Apuntes científicos desde el MIT

Apuntes científicos desde el MIT

Este Blog empezó gracias a una beca para periodistas científicos en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Boston, donde pasé un año aprendiendo ciencia con el objetivo de contarla después. Ahora continúa desde Nueva York buscando reflexiones científicas en otras instituciones, laboratorios, conferencias, y conversando con cualquier investigador que se preste a compartir su conocimiento.

Sobre el autor

Pere Estupinya

. Soy químico, bioquímico, y un omnívoro de la ciencia, que ya lleva cierto tiempo contándola como excusa para poder aprenderla.
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Libros

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En esta nueva aventura científica que recorre desde laboratorios y congresos de medicina sexual hasta clubs de sadomasoquismo o de swingers, Pere Estupinyà nos ofrece la obra más original y completa que ningún autor hispanohablante haya escrito nunca sobre la ciencia de la sexualidad humana.

El ladrón de cerebros La ciencia es la aventura más apasionante que puedas emprender.
En El Ladrón de Cerebros, Pere Estupinyà se infiltra en los principales laboratorios y centros de investigación del mundo con el objetivo de robar el conocimiento de los verdaderos héroes del siglo XXI —los científicos— y compartirlo con sus lectores. El Ladrón de Cerebros

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Programados para ser libres

Por: | 12 de marzo de 2009

- Texto redactado por Miriam Peláez , bióloga y editora de redes-tve -
Imagínate que un día cualquiera, al salir de casa y abrirse las puertas del ascensor, ves en su interior -cosa inusual- un amable ascensorista que te invita a pasar. Nunca le has visto y le das la mano a modo de saludo. En ese mismo instante una intensa corriente eléctrica pasa a través de su mano y recorre tu cuerpo de forma aguda y desagradable. He aquí una experiencia –algo surrealista sin duda- que marcará y permanecerá grabada en tu memoria. Se creará un recuerdo que resurgirá sin falta la próxima vez que tomes el ascensor y, si volviera a aparecer el extraño ascensorista, no le darías en ningún caso la mano. Quizás fingirías estar esperando a alguien para no subirte y tomar después el siguiente ascensor. Este pequeño incidente se incorpora en forma de huella física en la red de neuronas que conforman tu cerebro, en algún lugar de esa extraordinaria trama de 100.000 millones de neuronas y de 1.000 billones de sinapsis o conexiones entre ellas. Se habla de huella sináptica, porque es en el reforzamiento de las sinapsis donde queda materializada esa marca. A partir de experimentos realizados en este tipo de contextos –evidentemente con ratas de laboratorio- se llegó a una serie de descubrimientos clave para uno de los grandes armisticios entre dos importantes disciplinas: la neurociencia y el psicoanálisis. Este último daba por hecho que las experiencias marcaban al individuo de manera intensa hasta el punto de determinarlo en gran medida; la neurociencia, para los psicoanalistas, pecaba de reduccionista y entregaba todo el poder a las estructuras cerebrales con las que veníamos equipados. Pero llegó uno de los más arrolladores descubrimientos neurocientíficos de las últimas décadas: la plasticidad cerebral, es decir, la propiedad del cerebro de ser modificado estructuralmente por las experiencias y los estímulos externos, y también por las percepciones y estados internos. Esta es la base de todos los recientes estudios sobre la memoria y sus mecanismos cerebrales y moleculares. Y es también lo que ha permitido llevar a psicoanalistas y neurocientíficos a hablar en la misma mesa. Si las huellas impresas por las experiencias son realmente cambios arquitectónicos en la red neuronal, es evidente que las situaciones vividas van a determinar en gran medida al individuo. Representando esa reconciliación entre psicoanálisis y neurociencia, citemos a Pierre Magistretti , neurobiólogo de la École Polytechnique Fédérale de Lausanne y co-autor con el psicoanalista François Ansermet, del libro "A cada cual su cerebro". Magistretti pasó por Redes el pasado verano y nos habló de ese puente construido por la plasticidad cerebral entre la neurociencia y el psicoanálisis. Nos explicó que las huellas físicas dejadas por las experiencias en la estructura neuronal - podríamos llamarlas primarias- son más adelante reasociadas y recombinadas en otras redes distintas, configurando unas huellas secundarias, ya no estrictamente relacionadas con la experiencia. Magistretti y Ansermet apuestan incluso por decir que esas huellas secundarias son lo que nos configura realmente, constituyen nuestra identidad. Vamos a ver cómo esa identidad está tejida en el recóndito inconsciente. Ha sido gracias a numerosos experimentos que buscan indagar sobre la memoria y los mecanismos que la construyen que se han podido revelar poco a poco las bases fisiológicas del fenómeno de recombinación de los recuerdos al que alude Magistretti. Entre los investigadores que se dedican a este campo, está Cristina Alberini del Departamento de Neurociencia y Psiquiatría de la Mount Sinai School of Medicine, en Nueva York. Una de las líneas de investigación de su grupo analiza las bases moleculares de la memoria y los procesos de estabilización de la misma, encauzado al desarrollo de terapias para los desórdenes de estrés postraumático. Alberini fue una de las invitadas al coloquio organizado por Pierre Magistretti en mayo, en el Collège de France, titulado “Neurociencias y psicoanálisis: un encuentro entorno a la emergencia de la singularidad”. En su exposición , “La dinámica de nuestras representaciones internas: consolidación de la memoria”, Alberini describió los experimentos que le permitieron concluir sobre la función del proceso de re-consolidación de los recuerdos; esa reformulación de lo ya almacenado que iría elaborando con el tiempo la singularidad del individuo. Aunque los neurocientíficos trabajen con ratas de laboratorio, tomemos el caso con el que iniciamos el post. Se trataba primero de esclarecer qué regiones de tu cerebro y qué procesos se ponen en marcha para que la huella dejada por la experiencia, la primera vez que sucede, perdure y te permita reaccionar la próxima vez que te encuentres en semejante situación. Dicho de otra forma, ¿cómo se consolida la memoria declarativa, la que se refiere a hechos, personas y objetos que nos rodean? Dos áreas esenciales en el procesamiento de la información son el hipocampo y la amígdala. El primero encauza la información del contexto, la segunda tramita la memoria emocional, las respuestas de estrés y de miedo. Para que ambos procesen lo que está sucediendo, se han de producir cambios significativos en la actividad de las neuronas implicadas y en la comunicación entre ellas. Y eso, en el marco de un organismo vivo terrestre como un ser humano, se trasluce muchas veces en activación de genes y la consiguiente síntesis de proteínas. Éstas son las pequeñas máquinas que se encargan de mover, transformar, eliminar, reponer, activar, y un sinfín de funciones más. Para verificarlo, inyectamos en tu cerebro, con una cánula directa a tu hipocampo, una sustancia inhibidora de la síntesis proteica. Y ya que estamos, hagámoslo en diferentes momentos respecto al instante en que ocurre el suceso para indagar cuándo se ponen en marcha los procesos que consolidarán el recuerdo. Te inyectamos el inhibidor bien sea antes de que salgas de casa y llames al ascensor, bien cinco horas después del “susto”, 24 o 46h después. Si pudiéramos realizar estos cuatro tests, comprobaríamos que cuando la inyección que impide la síntesis de proteínas se efectúa a las cinco o a las 24 horas después del suceso, se trastoca la consolidación de la memoria, la huella no puede afianzarse y el recuerdo desparece: dos días más tarde, si apareciese el ascensorista, le volverías a dar la mano inocentemente, creyendo no haberle visto antes ni haber tenido ningún percance con él. Si la inyección es antes, no interfiere en la formación del recuerdo y si es 46h después, tampoco. Tras 46h, la huella ha dejado de ser vulnerable. Podemos decir que el proceso de fijación de la memoria se produce dentro de un margen de tiempo determinado tras la experiencia, con una intensidad máxima alrededor de las cinco horas. Tras ese tiempo, la memoria ha dejado de ser frágil, se estabiliza… pero ¿hasta cuándo? Se pensaba que para siempre, pero los neurocientíficos conocen ahora la existencia de un segundo procesamiento de la información almacenada; transcurre una vez el recuerdo de la experiencia es revivido, reactivado por un estímulo externo o interno. De forma que a pesar de tratarse de una huella estable, pierde su fuerza y vuelve a su estado frágil cuando el recuerdo es recuperado. Este nuevo tratamiento de la información almacenada, o re-consolidación, necesita también la síntesis de proteínas para llevarse a cabo. Para ver si se trata de un proceso distinto al del primer aprendizaje, y siguiendo los experimentos de Alberini, se diseña la continuación del caso anterior. Dos días después de tu primer y desagradable encuentro con el ascensorista inesperado, reactivamos el recuerdo: vuelves a verle inexplicablemente sonriéndote ante la puerta abierta. Te inyectamos entonces, justo después, el inhibidor de la síntesis proteica. Si lo hacemos en el hipocampo, le esquivarás de nuevo si te tropiezas con él dos días más tarde, recordando la primera experiencia. Pero si la inyección es general y no sólo dirigida al hipocampo, el recuerdo será dañado y en un tercer encuentro habrás olvidado lo sucedido, le sonreirás tontamente sorprendido y recibirás su calurosa descarga. Este proceso depende estrictamente de la recuperación o reactivación del recuerdo, ya que si te inyectáramos el inhibidor de la síntesis proteica sin haberte sometido a ese recordatorio, comprobaríamos que la memoria seguiría ahí y que huirías del ascensorista al reconocerlo dos o más días después. Por lo tanto, en la re-consolidación no participan exactamente las mismas regiones cerebrales, ni los mismos circuitos que en la consolidación. No es una mera repetición del afianzamiento del aprendizaje. ¿Cuál es entonces su función? Sí, efectivamente, para averiguarlo, hay que volver a realizar tests e inyecciones. Se establecieron dos hipótesis para este retorno de los recuerdos a un estado frágil: o bien se trataba de un proceso que mediara la integración de la información reciente con la antigua; o bien de un mecanismo para reforzar aún más la memoria. En el equipo de Alberini se dieron cuenta de que, en realidad, el mecanismo de re-consolidación no es el mediador de la integración de las nuevas experiencias con los recuerdos afianzados, aunque permite este proceso, pero sobre todo refuerza todavía más las conexiones que almacenan la información aprendida. La configuración de un recuerdo sería un proceso largo, constituido de varias etapas, iniciadas por el aprendizaje, seguido de sucesivas reactivaciones y “rescates” que permitirían fortalecer las huellas. El inconsciente sería el encargado de estas reasociaciones que autorizarían la integración en los recuerdos de información interna o nueva. Y aquí viene un punto importante: de esta forma, no corremos el riesgo de estar determinados por la propia plasticidad, puesto que si no existiera esa reorganización, habría una continuidad estricta entre las experiencias y las huellas dejadas en el individuo. La discontinuidad, el desfase entre experiencias y huellas reasociadas crea una realidad interna no-consciente, construida a partir de la percepción del entorno y de la percepción del estado interno. Y de esa discontinuidad emerge el grado de libertad, la singularidad, la posibilidad de ser únicos. La plasticidad cerebral conlleva un paradójico equilibrio en el que todo queda inscrito, todo se conserva, pero al mismo tiempo todo cambia y se transforma. Estos tejemanejes del cerebro para ir dando forma y sentido a las experiencias irían configurando una realidad interna inconsciente, que dirige nuestras acciones e interviene en nuestras decisiones. Como bien dice Pierre Magistretti, “la conciencia no es más que un mecanismo que a posteriori nos permite ser conscientes de lo que nuestro inconsciente ya ha decidido hacer”. Los experimentos de Alberini y de otros neurocientíficos que buscan las bases moleculares de la memoria acaban certificando que a pesar de todo lo que nos determina, desde los genes a las propias experiencias subjetivas que dejan una potente marca en nuestra arquitectura cerebral, en realidad, se podría decir que estamos determinados para no estar programados, para poseer un gran margen de libertad y de creatividad.
Miriam Peláez

El primer Porsche eléctrico tuneado

Por: | 09 de marzo de 2009

Te compras un porsche de los años 70 por ebay, se lo dejas a unos estudiantes del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT ), ellos se encargan de buscar quien les financie el proyecto, y a los pocos meses ya han sustituido el motor de gasolina por otro completamente eléctrico capaz de alcanzar los 150 km/h y recorrer 100 millas antes de necesitar conectarse a un enchufe convencional de nuevo. A ver… no es un modelo que compita con los vehículos eléctricos actuales. Cuando lo enchufes deberás esperar 8 horas a que esté del todo cargado, no planees llevar maletas porque las 18 baterías donadas por Valence ocupan tanto el capó como el maletero, tampoco se te ocurra hacer un adelantamiento arriesgado con su pobre aceleración de 0-100 en 22 segundos, y quizás los 40.000 euros por los que te saldría la reforma hagan que te cueste decidirte… pero según Fernando de Sisternes, ingeniero industrial español que realiza un postgrado en el MIT y forma parte del Electric Vehicle Team , competir no es el principal objetivo. “la motivación inicial fue reunir un grupo pluridisciplinar de 40 estudiantes y ser capaces de diseñar un prototipo que nos sirviera para experimentar, aprender, hacer pruebas, y también demostrar al público que construir coches eléctricos no es tan complejo como puede parecer”, dice. “Además, el proyecto ha sido tan exitoso que estamos trabajando en un nuevo modelo mejorado cuyo tiempo de carga será de 10 minutos y su autonomía más de 300 km. Y este sí podría ser competitivo!”, añade Irene Berry, la joven directora del proyecto desarrollado enteramente por estudiantes emprendedores a los que no se les escatiman recursos... ¿Qué falta para que todos conduzcamos coches eléctricos? La gran baza a favor de los vehículos eléctricos es obvia: eliminar la dependencia del petróleo y diseñar coches que no emitan CO2 a la atmósfera. Especialmente en países como España o Dinamarca, con un gran aprovechamiento de las energías renovables, el proceso global puede ser medioambientalmente muy limpio. Pero aunque en el peor de los casos la electricidad provenga de fuentes que sí generen emisiones, la eficiencia energética de estos coches es tan superior a los convencionales que son la verdadera apuesta a perseguir. ¿quedan limitaciones para una implantación masiva? Claro… desde el punto de vista técnico el coste, la autonomía y la rapidez de carga de las baterías todavía es una limitación fundamental, pero Fernando de Sisternes lo tiene claro: “dentro de no tantos años los vehículos eléctricos serán mejores que los de gasolina en todos los aspectos; esto no será una limitación en el futuro”. Otro punto muy importante a considerar, como apunta este recomendable artículo , es diseñar toda la red de puntos de recarga y distribución de la energía. En Australia fracasó una iniciativa que favorecía el uso de combustibles alternativos simplemente porque los usuarios no tenían suficientes puntos de repostaje a su disposición. Construir una red inteligente que vaya intercambiando electricidad entre ella y el coche es un gran reto que requiere una clara volutad política para desarrollarse, y aquí justamente es donde encaja la investigación de Fernando en el Technology and Policy Program del MIT, un programa que implica a científicos e ingenieros en grupos de trabajos multidisciplinares encaminados a desarrollar e implementar estrategias que saquen el máximo partido a nuevas tecnologías. “Si los gobiernos quieren apostar por este cambio deben dar un empujón inicial; sin un compromiso firme será muy difícil que esto llegue a implantarse. Por suerte, España ya tiene un proyecto piloto muy ambicioso”. Fernando de Sisternes muestra mucha confianza en el futuro del coche eléctrico; para él los biocombustibles y coches híbridos son soluciones transitorias: “los biocombustibles pueden funcionar a pequeña escala en ciertas zonas donde sea fácil generarlos, pero para una implementación masiva tienen demasiados problemas colaterales, sobre todo cuando afectan a la producción de alimentos. Los “plug-in hybrids”, que funcionan con electricidad y combustible, es algo intermedio. Existirán hasta que las baterías y la infrastructura de puntos de recarga estés suficientemente extendidos, pero al final se impondrán los coches 100% eléctricos”. Seguro que tenéis comentarios o cuestiones. Fernando se ofrece gentilmente a contestarlas en los comentarios.

Kepler: hacia el descubrimiento más fascinante de la historia

Por: | 05 de marzo de 2009

Hasta finales del siglo XX las esperanzas de descubrir vida extraterrestre pasaban por encontrarla en algún rincón de nuestro sistema solar. ¡Claro que en el vasto Universo debían existir multitud de planetas con seres vivos! Pero… ¿Cómo íbamos a encontrarlos? Podemos ver estrellas, supernovas o cometas porque emiten luz, pero los planetas son opacos; no había forma de verlos. Y de todos modos... si llegáramos a detectar alguno de manera indirecta a nosecuantos años luz, ¿cómo podríamos saber si albergaba vida? Guillem Anglada es un astrofísico de Ullastrell que realiza su investigación post-doctoral en la Carnegie Institution de Washington DC, y en estos precisos instantes se encuentra buscando planetas extrasolares en un observatorio astronómico de Hawaii . Científicos como él se las han apañado para encontrar maneras con las que ver indirectamente planetas lejanos. Pero no sólo eso, también son capaces de averiguar cuál es la composición de su atmósfera. Y si resulta que en ella observan una proporción de gases extraña, que no encaja con lo esperado en un mundo inerte, posiblemente significará que hay algo vivo pululando por allí. Personalmente, ahora sí estoy casi convencido que dentro de unos años las portadas de los periódicos electrónicos anunciarán uno de los descubrimientos más trascendentes de la historia de la humanidad: no estamos solos en el Universo. De momento, los planetas que pueden descubrir Guillem y compañía con los telescopios actuales son muy grandes y demasiado cercanos a las estrellas como para poder contener formas de vida mínimamente parecidas a la nuestra, pero mañana la NASA enviará al espacio un telescopio más potente que permitirá rastrear planetas parecidos a la Tierra, en lo que representa un nuevo gran paso para hallar señales de vida. Tardé sólo un par de cervezas en convencer a Guillem de que nos explicara más detalles sobre dicha misión Kepler, sobre qué métodos utilizan para buscar planetas extrasolares, que nos vaya explicando sus peripecias científicas en Hawaii, y que entre observación y observación se entretenga respondiendo las consultas que podamos plantearle en los comentarios. Esta es la primera de una serie de participaciones periódicas sobre astrofísica de Guillem Anglada en este blog. Démosle la bienvenida! Buscando planetas más allá del Sistema Solar, por Guillem Anglada ¿Por que buscamos planetas en otras estrellas? Para satisfacer nuestro instinto de curiosidad y exploración! Si, vale… Pero científicamente hablando, a que pregunta queremos responder? La detección de planetas extrasolares nos ayuda a comprender las circunstancias de formación del Sistema Solar y es el primer paso para entender cuan extraña, preciosa y variada puede emerger la vida en el Universo. Hace 15 años, sabíamos de una estrella que albergaba un sistema planetario, el Sol, y de los nueve planetas que lo orbitan sabemos sólo de uno que contenga vida. Este panorama está cambiando. En un par de años se van a mandar sondas a Marte para buscar formas de vida exóticas en el subsuelo y a día de hoy tenemos evidencia de más de 350 mundos alrededor de otras estrellas. La mayoría de exoplanetas conocidos son gigantes de gas como Júpiter, porque es mas fácil detectarlos, pero ya empezamos a encontrar a los más pequeños (supertierras ). Fig 1.- Representación artística del sistema planetario en Gliese 581 que contiene un trío de supertierras. Créditos : ESO ¡Detectar exoplanetas no es fácil! No emiten luz propia, solamente la reflejan y hay que buscarlos de forma indirecta. Aunque se han propuesto muchos métodos de detección, en la práctica solamente unos pocos han funcionado: espectroscopia Doppler, tránsitos, microlentes gravitatorias, astrometría e imagen directa. El orden no está escogido al azar. La espectroscopia Doppler es el método que ha dado más y mejores resultados. La mayoría de los 350 candidatos se deben a esta técnica que consiste en medir el movimiento radial de la estrella debido a la fuerza que ejerce el planeta sobre ella a lo largo de su órbita. Fig 2.- La estrella se acerca y se aleja periódicamente debido a la fuerza que hace un pequeño planeta al orbitarla. La velocidad de la estrella puede medirse gracias al efecto Doppler en la luz que recibimos. Créditos : ESO Su éxito se debe, en parte, a una coincidencia afortunada que cogió a todo el mundo por sorpresa. En Diciembre de 1995 los astrónomos suizos Michel Mayor y Didier Queloz anunciaban la detección del primer objeto de masa planetaria alrededor de otra estrella, 51 Peg b , una estrella cercana poco peculiar y parecida al Sol. Sin embargo, 51 Peg b si tiene un elemento sorprendente; su periodo orbital es de 4,2 días solamente. Como más corto es el periodo orbital de un planeta, más cercano debe estar a la estrella y más rápido debe moverse, de ahí el éxito del método espectroscópico. En comparación, la órbita de Mercurio es de casi tres meses. Haciendo caso a los teóricos de la época, 51 Peg b nunca debería haber existido. Los planetas gigantes deben formarse en órbitas alejadas, donde el gas es frío y abundante durante los primeros millones de años de vida de una estrella. Actualmente, la idea más aceptada es que los planetas migran, es decir, cambian su órbita significativamente después de su formación. Esto no ocurrió de forma muy drástica en el sistema solar o Júpiter habría barrido la Tierra y el resto de pequeños planetas interiores. En 51 Peg no tuvieron tanta suerte. La existencia de órbitas tan cercanas a la estrella sugiere otro método de detección: los tránsitos. Un planeta pasará por delante de su estrella periódicamente bloqueando una pequeña parte de la luz si la inclinación orbital es la adecuada. Fig 3- Un planeta transita delante de su estrella boqueando una pequeña fracción de la luz que nos llega. Créditos : CNES Para órbitas como la de la Tierra la probabilidad de que esto ocurra es minúscula (<0.01%), pero para planetas como 51 Peg b es del 10%. En 2001 se detectaron por primera vez los tránsitos de HD 209458 b, otro Júpiter caliente como 51 Peg b. La cantidad de luz bloqueada depende del cociente de áreas entre la estrella y el planeta. Un objeto del tamaño de Júpiter oculta el 1% del brillo de una estrella como el Sol. Para un objeto de tamaño terrestre la ocultación es de un parte entre 10 000 y no hay mas remedio que ir al espacio para evitar la variabilidad inducida por la atmosfera. Esto hace la misión COROT (CNES/ESA) siguiendo 10 000 estrellas con un telescopio de 15 cm. Hace dos semanas anunciaron la detección de su primera supertierra, de la que aún no han podido medirle la masa, ya que es muy pequeña y la estrella bastante activa. Una forma poco científica de anunciar resultados, pero es que les ha entrado la prisa. Este sábado la NASA lanza Kepler , su primera misión exclusivamente dedicada a planetas extrasolares también por el método del tránsito pero con un telescopio ‘algo’ más grande (1 metro), que monitorizará 100000 estrellas durante 3 años y medio. Las estadísticas apuntan a que, al menos, el 10% de las estrellas tienen gigantes gaseosos y que el 30% contienen una o más supertierras. Basándose en esta tendencia, los teóricos apuestan que la práctica totalidad de las estrellas tienen planetas tipo Tierra en órbita. Esta es la pregunta que Kepler va a responder. Al margen de los grandes acontecimientos que ocurren en el mundo, me preparo para mi primer experimento planetario en el Mauna Kea , Hawaii. Llegar fue toda una aventura, hay niebla, me equivoqué de volcán, llegué tardísimo a la montaña y no tenía habitación reservada… En fin, si el tiempo acompaña vamos a confirmar la detección del planeta más joven… si es que está! Las estrellas jóvenes son tan activas que es necesario un espectrógrafo infrarrojo para sacarles la velocidad radial, pero esa es otra historia que ya os contaré otro día. En resumen, un pasito más hacia la respuesta a una vieja pregunta que trasciende a la astronomía. ¿Existen otros lugares como la Tierra? ¿Es la vida, tal y cómo la conocemos, un fenómeno común en el universo?... ¿estamos solos?

Guillem Anglada (rezando al espíritu de la montaña para que se vayan las nubes)

Metano, petróleo y CO2 circulando por medios porosos

Por: | 02 de marzo de 2009

Durante mi regreso a Boston, donde placer, ciencia y trabajo se entremezclan, un amigo me aconsejó: “Deberías conocer a Rubén Juanes, un profesor español del MIT que trabaja en algo muy interesante”. - “¿En qué?” - “Investiga cómo los fluidos se mueven entre los medios porosos” Sonreí y me quedé unos instantes reflexionando sobre el concepto tan raro de “interesante” que tienen los científicos…, pero cuando al rato visité la web de este ingeniero coruñés y descubrí que aplicaba dicho “movimiento de fluidos en medios porosos” a averiguar cómo mejorar el rendimiento de los pozos petrolíferos, a entender los peligrosos escapes de metano de los hidratos de gas en los fondos oceánicos, y a buscar maneras de inyectar bajo tierra el dióxido de carbono emitido por las centrales térmicas, le escribí de inmediato para pedirle que nos recibiera en su despacho del departamento de ingeniería civil y medioambiental del Instituto Tecnológico de Massachussets. Volveremos con calma a estos temas extensísimos, pero hagamos hoy honor a la filosofía con que nació este blog llamado “Apuntes científicos desde el MIT”, y todavía desde Cambridge resumamos de manera desenfadada las principales anotaciones que realicé durante mi conversación con Rubén sobre el “movimiento de fluidos en medios porosos”. Hidratos de gas – El hielo que se enciende Tanto las bajas temperaturas de las zonas polares como la presión existente en los fondos oceánicos hace que se produzca un fenómeno extraño: en zonas donde la descomposición de materia orgánica genera gran cantidad de gas metano, cuando el agua se congela deja atrapado este gas en su interior y forma una especie de hielo que puede llegar a encenderse. Los hidratos de metano se descubrieron hace más de 30 años, y según algunas estimaciones estas gigantescas capas en el subsuelo oceánico y el permafrost ártico pueden llegar a contener más carbono orgánico que todo el carbón, petróleo y gas natural existente en la Tierra. Por tanto, la primera gran línea de investigación que apareció sobre los hidratos de gas fue averiguar cómo poder extraer el metano atrapado en ellos para quizás convertirlo en una nueva fuente de energía. Según Rubén todavía hay enormes limitaciones tecnológicas para conseguir rescatar el de los océanos, pero hay regiones de Canadá en las que se han hecho ensayos prometedores sobre los hidratos situados en capas superiores. La otra línea importantísima, y aquí aparece el “movimiento en medios porosos” de Rubén, es entender los mecanismos por los que este metano atrapado en el hielo de los sedimentos oceánicos se va escapando hasta llegar a la atmósfera y contribuir significativamente al calentamiento global del planeta. El metano es un gas que provoca un efecto invernadero considerable, y existe un enorme interés en comprender el rol exacto que tiene en las alteraciones del clima terrestres. ¿Cuánto petróleo queda? Rubén me cuenta que de media, en cada yacimiento petrolífero sólo se extrae el 20-30% del petróleo que contiene. El resto está demasiado impregnado en el subsuelo y es tan complicado extraerlo que con la tecnología actual no resulta rentable hacerlo. Él, analizando el “movimiento de fluidos por medios porosos”, es uno de los muchos que investiga para mejorar la recuperación de petróleo. No es un campo que cojee en financiación, cualquier pequeño avance en este aspecto tiene unas repercusiones económicas muy considerables. No pude resistirme a la típica pregunta acerca de cuántos años de petróleo nos quedan. “No tiene mucho sentido plantearlo de esta manera”, respondió, “el petróleo nunca se terminará, simplemente dejará de utilizarse cuando su precio suba por las nubes y resulte más barato utilizar otras alternativas energéticas”. Obvio, pero insistí un poco y le pedí que valorara el baile de cifras que solemos recibir dependiendo de las fuentes. Me explicó que para obtener tales estimaciones utilizan el “ratio R/P”, que significa la relación entre las Reservas restantes y la Producción o ritmo al que se extrae. La diversidad de pronósticos es considerable, pero admite que desde hace 40 años se está repitiendo que queda petróleo para 40 años más. El motivo de que el petróleo se resista a terminarse no está en la “P” sino en la “R”: En las últimas décadas se han ido descubriendo grandes yacimientos petrolíferos que han ido aumentando las reservas contabilizadas, y además la extracción es cada vez más efectiva. Pero ojo! Rubén advierte que está todo ya tan explorado que cada vez es más improbable descubrir ningún otro gran yacimiento oculto que añada más años de vida al petróleo. La única opción para mantener el R/P estable es aprender a mejorar ese 20-30% de rendimiento en las extracciones. Ahí está el reto, y parte del trabajo sobre “movimiento de fluidos por medios porosos” de Rubén. La epopeya de inyectar CO2 bajo tierra Mejorar la eficiencia energética e incrementar la producción con fuentes de energía renovables es sin duda la gran apuesta del reto energético al que nos enfrentamos, pero analizando ciertos datos parece utópico imaginar un futuro libre de combustibles fósiles. “Compruébalo”, me dijo Rubén, “pero China está construyendo alrededor de 100 centrales térmicas al año”. Todas estas centrales emiten grandes cantidades de CO2 a la atmósfera. Una posibilidad para reducir estas emisiones es capturarlo e inyectarlo bajo tierra para secuestrarlo entre diferentes estructuras rocosas del subsuelo. El asunto es controvertido porque para conseguir por esta vía un efecto significativo en la reducción del CO2 atmosférico se requiere un proyecto faraónico. Implantar a gran escala estas costosas medidas significaría sin duda un notable aumento del precio de la energía eléctrica, y además se necesitaría una legislación a nivel global que obligara a todos los productores mundiales a implantar estas tecnologías. Pero uno de los factores más importantes a resolver antes de ponerse a construir estos sistemas es averiguar si el CO2 se quedaría permanentemente en el subsuelo, o si de alguna manera se filtraría y volvería a escaparse a la atmósfera. Como podéis imaginar, aquí se enmarca la investigación en el “movimiento de fluidos en medios porosos”. El grupo de Rubén busca las zonas idóneas para que esta inyección de dióxido de carbono capturado a la salida de las centrales térmicas sea lo más estable posible. Rubén confiesa sus dudas de que algo tan costoso pueda llegar a implantarse de manera global, pero al mismo tiempo advierte que se necesita una solución de este estilo; los combustibles fósiles no van a desaparecer de las ecuaciones energéticas, y aunque parezca descabellado adaptar mecanismos de captura de CO2 a la salida de las centrales térmicas para inyectarlo bajo tierra, es sin duda una opción muy a tener en cuenta. La otra inquietante opción es, como le dije hacia el final de mi visita, “que todo continúe igual y a ver qué pasa”. Vi en su cara una expresión de resignación que parecía indicarme “por desgracia, ésta también es una opción posible…” Dejando de lado este turbador último mensaje, una de las conclusiones que saqué de nuestra charla es que “ el análisis del movimiento de fluidos por medios porosos” es muchísimo más interesante de lo que yo pensaba. De largo. Evidentemente, una conversación así debía terminar acompañado de otros científicos en el bar con el nombre más inspirador de Cambridge: “The Miracle of Science”.

El País

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