Apuntes científicos desde el MIT

Texto escrito por Bruno Sánchez Andrade Nuño
Astrofísico del Naval Research Laboratory en Washington DC

DIARIO DE UN ASTRÓNOMO, por Brunosan

El 1 de Septiembre de 1859 Carrington estaba observando el Sol, como cada día, desde el telescopio que su fortuna le permitió construir en su casa. Libro de notas en mano, dibujaba la manchas que veía a través del ocular. Con paciencia y arte, consciente de ser quizá la única persona en el mundo que estaba viendo el Sol con esa calidad, en ese momento. Suya era la responsabilidad de retratar el Sol, científicamente. Una bella imagen de la ciencia de la época.

A mitad de dibujo pudo ver claramente como el Sol, normalmente majestuoso y pausado en su evolución, mostró en segundos un brillo completamente inusual que se propagaba a toda velocidad. En un instante había cruzado la distancia equivalente al tamaño de la Tierra. Adrenalina. Todo su cuerpo en tensión para intentar dibujar rápidamente lo que ya había pasado. Nadie había nunca reportado cosa parecida a la que Carrington tenia en su cabeza y debía plasmar en papel antes que se difuminara de su memoria. Aún hoy, se considera esa llamarada solar la más potente jamás observada. Aunque claro, no entenderíamos la causa física o relación con el "clima espacial " hasta muchos años después de muerto su descubridor.

Sin duda ésta es una imagen romántica de la astronomía, verídica sólo en el pasado. Hoy en día todo el proceso se hace por ordenador. Varios ordenadores se encargan de apuntar el telescopio, de controlar la temperatura, la humedad y el estado de todo espejito y sección por donde pasa la luz. Algunos telescopios están flotando en el espacio, automatizados y atentos a casa segundo de datos, sin problemas de nubes, noche o un observador que sepa dibujar. Otros telescopios siguen estando en Tierra, manejados un poco a la antigua usanza, donde esa magia de observar todavía perdura. Obviamente, no es nostalgia, existen razones para seguir manteniendo telescopios en Tierra, pero no, nadie tiene que dibujar. En esta entrada os narro, un poco noveladamente, cómo es eso de observar con un telescopio de última generación, como el que yo usé durante 100 maravillosos días durante mi tesis. No todos seguidos, claro!

Cuatro líneas un poco más serias. Un observatorio de este calibre supone un esfuerzo millonario continuo. Hay que tener una muy buena razón para usarlo y demostrar capacidad para poder hacerlo. En mi caso mi objetivo era mi tesis doctoral . De entre los mucho misterios que guarda el Sol, mi tema era intentar entender la capa de la atmósfera solar (la cromosfera) en la que la temperatura empieza a aumentar según te alejas. Si el calor viene del centro, no tiene sentido que esto pase, ¿no? Mi trabajo fue obtener nuevos datos con los que aprender muchos más detalles de la dinámica de esas capas y confrontarlos con las teorías actuales.

Vamos de observaciones

Aterrizas en Tenerife con tu jefe y otro doctorando a medio día, y vas corriendo a comprar provisiones para 2 semanas. Deberás llenar las enormes neveras del telescopio, ya que un viaje para recargar la despensa te puede costar una tarde de buenos datos. Con el coche lleno emprendes la subida al atardecer, zigzagueando por la estrecha y mareante carretera, cuando todos los turistas vuelven a sus hoteles. Poco antes de llegar hay que apagar las luces y conducir a oscuras despacito. Deslumbrar las observaciones de algún compañero astrónomo nocturno con los focos del coche no es la mejor de las ideas. Llegar y descargar. El telescopio tiene una planta con 5 habitaciones, salón, baños, cocina.. hasta gimnasio y mesa de pimpón! Cena con los que observaron ese día, un poco de charla, y a la cama.

Estamos a 2200 metros sobre el nivel del Mar. Si corres al piso de arriba, te cansas como si fueran cuatro. El agua para cocinar la pasta tarda mucho más en hervir. La poca humedad hace que tengas los labios siempre secos, y que tocar cualquier cosa metálica pueda resultar en chispa; ¡Haz tierra antes de tocar cualquier ordenador!

Las vistas desde cualquier ventana son increíbles.

El primer dia de observaciones es quizás el único que te levantes después del amanecer. Las mejores horas son las primeras, hasta el mediodía. A esa hora el turno anterior de observadores te hace entrega de "las llaves" y el telescopio ya es tuyo. De tu grupo. Disponemos de nuestra privilegiada ventana al Sol. Empieza el show.

Preparas el instrumento. Montas los cacharros que haga falta. Enciendes todos los ordenadores. Compruebas que la luz va por donde debe ir y llega a la cámara. Bien. Colocas con sumo cuidado los filtros, que valen más que todo su sueldo de doctorando (en realidad todo lo que te rodea vale más), arrancas el programa esperando ver el Sol, tu Sol, y... todo negro. No funciona. Tranquilo, sabes que siempre puede haber problemas. A cada problema su solución. Si algo te enseña ir de observaciones, o el doctorado, es a luchar contra la tendencia natural de la tecnología a fallar. Hay mil cachivaches, todos complejos y cada uno puede fallar a su manera. Afortunadamente acabas por conocerlos casi todos. Sabes que puedes arreglarlo, y si no, siempre tienes protocolos o números de teléfono para llamar y pedir ayuda. Montar, ajustar, calibrar, comprobar, poner a punto el telescopio, despejar espacio en los discos para tus datos y demás os llevará típicamente el resto de día.

A la mañana siguiente hay que madrugar más que el Sol. Abres la cúpula mientras ves salir el Sol a su hora exacta. Maravillosa vista mientras ajustas los espejos para que el Sol entre bien por el tubo. Encender los sistemas, apuntar. Apagar las alarmas de los errores. Arreglar el problema. Encender las cámaras. Hacer los últimos ajustes, apuntar, comprobar todo y, al final, dar al botón de grabar. Una vez que has decidido todos los detalles de observaciones, el sistema toma el control. En teoría, porque siempre hay que hacer reajustes, el sistema necesita de tus decisiones, o simplemente cambias de idea al ver una zona más interesante un poco mas a la derecha.

En ese momento te reclinas en la silla y, con un ojo en las 10 pantallas, te sientes el rey del mundo. Ese mastodonte de telescopio (8 pisos de altura y 4 sótanos), todo entero con sus kilómetros de cables, haces de luz y kilos de material de ultima tecnología, está funcionando al unísono, grabando en tu disco los mejores datos de su clase. Está guardando un trocito de Sol para siempre. Y tú eres el capitán del barco en ese momento. Bueno, tú o tu jefe, que esta detrás con media sonrisa de orgullo.

En la zona de pantallas se ven algunas imágenes que se guardan. Casi 1000 Megas cada minuto con los que tendrás que luchar durante meses para sacar una tesis doctoral de ellos. Llegar a este punto cuesta meses de trabajo, pero es sólo el principio de la tesis. Quizás pares en turnos para ir a hacer unos espaguetis o otro café, pero ese será tu sitio hasta la tarde. Una sala a oscuras, refrigerada, al lado del instrumento, sin hacer ruido para que no afecte a los delicados cristales. Normalmente el Sol evoluciona pausadamente, y no ves ningún cambio a simple viste. Pero a veces, como le paso a Carrington, observas que "algo" se mueve. Alucinas, miras a todos los controles nervioso para comprobar que todo vaya bien, y te reclinas en la silla para disfrutar del exclusivo espectáculo en directo. Sabes que cada instante está siendo bien guardado en tu disco y podrás verlo una y otra vez. Sabes que lo harás. Si Carrington nos viera... Aunque sea por su honor, apuntas la hora y haces un dibujito en tus notas para acordarte de ello el mes que viene cuando te enfrentes a esos datos en tu despacho, a miles de Km de allí, en Alemania.

La tensión no termina, ya que cada conjunto de datos necesita unas medidas de calibración antes y después de cada observación. Hasta que no hagas ese paso extra al final no podrás relajar la cabeza. Las últimas horas de Sol no son buenas, así que puedes aprovechar y hacer algún experimento y ahorrarte preciosos segundos a la mañana siguiente. Al final del día hay que comprobar que todo fue bien, apagar algunos de los sistemas y cerrar la cúpula, claro. Después, a mover los datos al sistema de almacenaje y copia de seguridad. Quizás pedir mas nitrógeno liquido para mantener la cámara fría a sus -200 grados. A la cama ya de noche, que el Sol aparecerá por el horizonte opuesto en unas horas.

Y así cada día. Unos en que todo va bien, otros en que aprendes nuevos problemas y nuevas soluciones, y otros -pocos-, donde hay que parar y empezar de cero porque algo va mal. Si tienes "suerte" se nublará algún día y podrás bajar a la ciudad a tomar algo. Pero playa... poca. Si hay Sol, hay trabajo. Caso especial es la "calima", viento con mucho polvo directo desde el Sahara. En estos casos es posible que no puedas observar y aun así, tengas algo de Sol. Aunque seguramente te quedará trabajo atrasado por hacer y tu jefe querrá que le hagas "unos calculillos".

Típicamente se está en el telescopio una semana, de la cual obtendrás unas 15 horas de buenos datos. El último día entregas las llaves al siguiente grupo, comentas como te fue, y te vas del observatorio a descansar y a esperar tu vuelo en la casa base, que está cerca del aeropuerto. Y de la playa.

El 23 de Julio de 2008 fue el ultimo día que observé allí. Ya como Dr. gracias a los datos que allí obtuve, cuando me fui, me dio bastante nostalgia.
Si quieren ver más fotos, aquí hay unas pocas. Y si alguien se queda con ganas de saber más, ya saben, pregunten.

Impresionante la calidad de vuestros comentarios en el post sobre energía nuclear .
La intención era aprovechar las diferencias mostradas por Obama y McCain para analizar los pros y contras de la energía nuclear, e intercambiar opiniones sobre el rol que pueden ejercer las diferentes alternativas a los combustibles fósiles a medio y largo plazo.
El debate ha sido tan enriquecedor, y se ha introducido tal diversidad de elementos, que sin duda merece un resumen de las mejores jugadas para que el lector recién llegado se anime a revisar los contenidos del post anterior, y pueda incorporarse a tan interesante discusión.
Sin vuestro permiso, procedo a reproducir algunas de vuestras opiniones. Si en un exceso de síntesis distorsiono algún comentario, os ruego que me disculpéis y corrijáis sin reparos pero con piedad.

Amancio empezó advirtiendo de la escasez del uranio: quizás las renovables no pueden sustituir a los combustibles fósiles, pero con las reservas de uranio que quedan, a medio plazo las centrales nucleares todavía menos.
Ferdinando y Serguei mostraron las primeras opiniones favorables a la nuclear, pero Ma Luisa reaccionó de manera contundente: “es cara, peligrosa y obsoleta. La solución la encontraremos mirando al futuro (eficiencia energética y renovables) y no recuperando algo que ya ha mostrado sus limitaciones.”
Ana P, Ana y Marisa citaron problemas de seguridad para sumarse a las fuertes críticas. Patri añadió un listado de 10 argumentos por los que la energía nuclear no debe ser considerada ni siquiera una alternativa: es peligrosa, es sucia, no genera empleo, es cara, no es necesaria, no soluciona el cambio climático, no genera independencia energética, queda poco uranio, no tiene respaldo social y es incompatible con un modelo energético sostenible.
En su primer comentario la física Laura menciona la esperanza en la fusión nuclear y duda de lo realista que es un escenario futuro basado sólo en renovables. Ella sí daría una oportunidad a la nuclear de fisión como parche temporal. Gaspart también asegura que no es tan fácil prescindir de la nuclear y aporta una serie de datos para corregir algunos de las quejas de Patri. Adelante con las renovables, pero “la nuclear debe ser una más en el mix”, escribe.

Santi Barroso defiende las renovables y el ahorro, pero matiza un punto que suele generar confusión cuando se habla de energía: Una cosa es la energía eléctrica, y otra diferente es la energía para el transporte que se obtiene de quemar combustible. Muchas veces cuando se pretende ensalzar o minimizar el poder de una determinada fuente energética, los porcentajes de su rendimiento se pueden comparar sólo con la producción de electricidad o a la energía total.

Federico recoge el comentario de Laura sobre fusión e introduce otro elemento en el que profundizará durante una serie de mensajes: la investigación científica nos puede llevar a una nueva fuente de energía que no estemos contemplando en estos momentos. La ciencia ya ha demostrado su capacidad para transformar el mundo con un descubrimiento revolucionario.

Ma Luisa vuelve a participar con otro tema clave: el ahorro. “las bombillas de bajo consumo gastan un 80% menos que las convencionales”. Hormiguilla explica cómo él mismo ha logrado reducir el gasto energético en su propio hogar.
El autor del blog sobre identidad cubana y caribeña critica duramente el despilfarro energético de la sociedad estadounidense, país cuyas costumbres representan la antítesis de la sostenibilidad y que por desgracia ha contagiado a otros países ricos. Apunta que Europa debería tomar una mayor responsabilidad en el asunto, y cómo este modelo injusto perjudica a las sociedades pobres. “No tiene lógica lo que plantea McCain en cuanto a centrales nucleares que sólo serán un minuto de la historia. Es un modelo de infraestructura irracional e insostenible si toda la población de la tierra lo adopta para si”

Anónimo cita la visión de Rifkin sobre el posible uso del hidrógeno como vector para almacenar energía obtenida de las renovables en los lugares donde sea fácil producirlas, y luego repartirla por redes inteligentes.
En ese momento resurgió por medio de Daniel y Juanma la idea de mantener temporalmente la nuclear mientras no se expandan las renovables, pero Jose Luis reaccionó rápido diciendo que ésta noción es un concepto virtual promovido por el lobby pronuclear. Volvió a mencionar coste, tiempo de construcción de las centrales, peligrosidad de los residuos, y el fiasco de una central nuclear Finlandesa (Olkiluoto-3 ), que como explica Peio unos comentarios más adelante (citando un informe de greenpeace) lleva dos años de retraso, un sobrecoste de 1500 millones de euros sobre los 2500 previstos, y se han detectado multitud de defectos en su construcción.
Un médico de pueblo opina que por desgracia el debate se establece más en términos de rentabilidad económica que medioambientales, y añade algo muy trascendente: España tiene una posición aventajada en el desarrollo tecnológico de las renovables, y no debería perderlo.

Leafar representa otro testimonio tremendamente relevante, ya que como profesor de secundaria le tocó explicar a sus alumnos los pros y contras de las fuentes de energía. Su conclusión tras hablar con expertos y visitar diferentes tipos de instalaciones es que todas tienen ventajas y desventajas y parece inevitable la idea de mix, en la que se mantenga o incluso incremente temporalmente la nuclear si no hay más remedio.

Amancio vuelve a participar aportando datos sobre el petróleo restante y explica la teoría del pico de Hubbert , según la cual el principal problema en la extracción de petróleo no es que se termine, ni que llegue a ser económicamente costoso y los precios se disparen, sino que la energía necesaria para obtenerlo sea mayor de la que después se obtenga de él. En ese momento perforar pozos petrolíferos perderá cualquier sentido.

También aparecieron un par de opiniones contrarias a la relación entre la actividad humana y el calentamiento global. Hipatia mencionó la manipulación de la opinión pública por grupos de interés y la distorsión de un debate artificioso en el que cada lobby defiende sus intereses. Afirmó que el CO2 no es el causante del calentamiento global, y que tal calentamiento no es peligroso para la especie humana. Laura revocó sus argumentos, pero Parménides no quedó satisfecho con ellos y defendió una visión escéptica del cambio climático.

Miguel se posiciona en contra de la energía nuclear y mostró su confianza en la sostenibilidad de las renovables, pero explicó que paradójicamente, un país como Noruega en que las renovables están bien implantadas es a su vez un gran exportador de petróleo.
José cita ocultación de datos en el escape de Ascó para criticar de nuevo la nuclear, y Pedro menciona específicamente la energía solar.

Alberto Lira introduce una nueva perspectiva muy interesante. Como investigador en física de la complejidad conoce la importancia de la interacción entre todos los elementos que forman un sistema complejo, y sabe que el comportamiento final no está dirigido de arriba abajo, sino que es una propiedad emergente de todas estas interrelaciones. En este sentido, cuando un elemento falla se llega a una crisis, un momento de caos, y el sistema se autorregula generando un nuevo patrón de comportamiento. Y eso es imprevisible. A ver qué pasa con el declive de un nodo tan interconectado como el petróleo. Al final de su nota cita de nuevo la fusión, una energía que promete ser limpia, cuantiosa y casi inagotable. Entonces Sergio plantea una duda que algunos futuristas también han planteado: Si tuviéramos una fuente tan poderosa de energía, ¿no llegaremos a un colapso energético? Gran parte de la energía termina degradándose en calor; ¿que consecuencias para el planeta podría tener este futuro derroche energético?

Con un toque apocalíptico Angelote menciona la catástrofe maltusiana según la cual la escasez de recursos generada por nuestra sobreexplotación del medio natural puede desembocar en un decrecimiento drástico de la población.
Anónimo también refleja cierto pesimismo, y entre otras cosas muestra dudas sobre la viabilidad de la fusión, la fuente de energía que desde hace varias décadas se encuentra siempre a varias década vista. No descarta la fisión nuclear, pero vuelve al punto abierto por Federico y que es tremendamente importante: confiar en la creatividad de la investigación científica y abrir las miras a disciplinas que puedan ofrecernos pistas relevantes. Menciona los materiales y procesos inspirados en sistemas biológicos, y como no, la energía solar. Se añade también el grave problema de la pérdida de energía en la distribución eléctrica, uno de los que sin duda deberán mejorar.
Critias aparece con una de esas posibilidades descabelladas que en ocasiones se han convertido en realidad, pero tpt vuelve a una visión más realista y muestra dudas sobre la utopía de que la sociedad en su conjunto esté preparara para reducir el consumo de manera considerable. Incide de nuevo en la solar “todas las renovables (menos mareas y geotérmica) son secundarias de la solar”, y hace hincapié en que el actual problema es que nos llegan muy dispersas en lugar de concentradas a gran intensidad en un corto espacio de tiempo, y eso dificulta su eficiencia.

Indi defiende una postura objetiva en la que se analicen con rigor las ventajas e inconvenientes de las diferentes fuentes, y no sólo ver lo que nos interese de cada una. Jose Manuel cita al futurista Jacque fresco , que diseña ciudades enteras sostenibles integradas en el mundo natural. Un ejemplo de lo que significaría realmente un cambio de planteamiento radical.

Ander resume los conceptos que más le han influido y añade que un posible accidente nuclear es mucho más problemático para nosotros que para la naturaleza. También incide en la necesidad de hallar mejores baterías que permitan hacer efectivo un coche eléctrico que pueda ser alimentado por renovables, y una deslocalización de la producción eléctrica: Para evitar las pérdidas por difusión en el transporte de energía, en lugar de tener grandes centros donde se genera y distribuye, debería haber dispositivos locales de producción y almacenamiento en la propia casa.

Dinero es deuda vuelve a la búsqueda de “una fuente de producción que resuelva el problema energético”, y profundiza en la propuesta original de Federico sobre buscar alguna manera de aprovechar la fuerza de la gravedad, que ha sido tratado en varios posts y no me atrevo a intentar resumir.

Por último, con la simple frase “no a la iluminación navideña”, Anónimo parece pedir sean ayuntamientos e instituciones las que empiecen por dar ejemplo de ese ahorro energético que se le sugiere al ciudadano.

Me siento más abrumado ahora que al empezar a escribir este texto, y siento que he traicionado alguno de los fabulosos comentarios que ya estaban tremendamente bien sintetizados. El objetivo sincero era reflejar las opiniones vertidas, mantener vivo el debate y estimular nuevas opiniones. Insisto, vale la pena leer los argumentos completos .

Yo había pensado desarrollar otra idea, pero me limito a transmitirla a modo de comentario.

No sólo por el medioambiente
Cuando Obama dice que invertirá un dineral en investigación para nuevas fuentes de energía, biocombustibles, coches eléctricos… no está hablando sólo de reducir la emisión de CO2, ni de depender menos del petróleo exterior. Está hablando también de una gran oportunidad económica para su país, de innovación tecnológica que puedan exportar a otros continentes, y de liderazgo en la poderosa industria emergente que se generará alrededor de las nuevas fuentes de energía.

Hasta el momento EEUU se ha preocupado poco por este asunto y va muy por detrás de otros países, pero ya han demostrado reiteradamente que cuando deciden apostar por algo, no escatiman en recursos y son capaces de adelantarse al resto en poco tiempo.
Saben muy bien que la motivación inicial viene del dinero público en investigación, luego ya llegarán las patentes, las industrias privadas que las exploten, y un mercado que recompense con creces el capital invertido.

No hay ninguna duda que en los próximos años el modelo energético sufrirá cambios considerables y aparecerán múltiples oportunidades de innovación. Si como decía un médico de pueblo España va aventajada en energía solar, no debería desaprovecharlo.

Cuando Obama dice “quiero que el coche eléctrico del futuro se fabrique en Detroit” (o algo parecido) está pensando en el medioambiente y en prescindir del petróleo extranjero, pero también en exportar ese coche junto con todo lo que le acompaña.

El debate sobre asuntos científicos entre Obama y McCain está siendo menos jugoso de lo que un iluso esperaba, pero sí podemos rescatar una clara diferencia entre ambos candidatos: Su visión sobre la energía nuclear.
Da buenos augurios que ambos candidatos se preocupen por el cambio climático y afirmen sin suspicacias su clara intención de reducir las emisiones de CO2, pero conscientes de que la demanda energética no va a disminuir, difieren respecto el rol de las diferentes fuentes para suplir a los combustibles fósiles.
McCain no descarta las energías renovables, pero ha prometido la construcción de 45 nuevas centrales nucleares de aquí al 2030.
Obama se hace el despistado y no reniega de la energía nuclear, pero cuando cita residuos, seguridad y coste deja entrever que ni de lejos es una opción de su agrado. Él apuesta por impulsar en serio la inversión en energías renovables, y de paso crear una nueva industria en la que US lidere la innovación tecnológica.

Según una encuesta reciente de Harris Poll a más de 2700 personas, el 49% de los estadounidenses están a favor de la construcción de nuevas centrales nucleares. Sólo el 32% se opone, y el 19% restante se declara indeciso. Lo más curioso es que la opinión sobre la energía nuclear se hace más favorable con la edad, siendo únicamente en el grupo de 18-31 años donde hay más gente en contra que a favor.

(gráfico robado sin ninguna contemplación pero con mucho respeto del blog Tierney Lab del NYT)

¿Y vosotros? ¿Qué opinión os merece la energía nuclear?¿Creéis que es una buena alternativa para disminuir las emisiones de CO2?

Reconozco que es un tema incómodo, y mi perspectiva va fluctuando cada vez que escucho los bien documentados y aparentemente obvios argumentos que los expertos esgrimen tanto a favor como en contra.
A veces da la sensación que el debate no ha cambiado en los últimos 20 años, pero lo cierto es que dio un vuelco en el momento en que el CO2 pasó a ser el enemigo a batir, y los riesgos del calentamiento global pasaron a considerarse mayores que los propios de la energía nuclear.
La necesidad imperiosa de luchar contra el cambio climático ha hecho que incluso muchos ecologistas la consideren la manera más rápida y efectiva de disminuir la dependencia de los combustibles fósiles.

Los defensores de la energía nuclear aseguran que en estos momentos es absolutamente segura, saben cómo gestionar los residuos, y es la que genera menos impacto ambiental. Según ellos las energías renovables están lejos de ser una alternativa factible a gran escala, y aunque se debe invertir en ellas, si realmente nos preocupa el cambio climático no hay tiempo que perder con idealismos engañosos; debemos ser pragmáticos, valorar la situación objetivamente, liberarnos de prejuicios anticuados, y concluir que hoy por hoy la energía nuclear es la mejor opción de que disponemos.

Los detractores opinan que la gestión de residuos todavía es problemática y mencionan los riesgos de proliferación, pero su gran ataque es al coste económico de las centrales nucleares. Construir una central nuclear es carísimo, y cada vez lo será más si de verdad se pretende tener en cuenta la seguridad y los residuos. Además, tampoco se construyen y empiezan a ser operativa en dos días, no es ni mucho menos una solución inmediata como sus defensores aseguran. Por otro lado, las energías renovables está mejorando a un muy buen ritmo, y no es ser un ingenuo pensar que a medio plazo puedan ser más efectivas que la energía nuclear. Es cuestión de ser valientes y apostar de una vez por un nuevo modelo que nos de soluciones medioambientalmente óptimas. Es uno de los retos científicos del siglo XXI y debemos atajarlo en serio. Invertir en nucleares es evitar el salto adelante, y considerarlas un parche temporal es una trampa, porque ralentiza y debilita el empujón que debe darse a las fuentes alternativas renovables.

No quiero extenderme demasiado, podemos ampliar el tema en futuros posts. Me gustaría leer vuestras opiniones, tanto de entendidos como de no, sobre la energía nuclear. ¿estáis a favor o en contra? ¿ha cambiado vuestra perspectiva en los últimos 10 años?

También dejo sobre la pantalla una reflexión sobre la encuesta de hace dos semanas en EEUU: la diferencia de valoración por edades más o menos coincide con la intención de voto entre Obama y McCain. ¿Creéis que es una coincidencia o hay alguna relación?
Si la hay… ¿es porque los candidatos reflejan la opinión de sus votantes? O porque los partidarios de un líder determinado se dejan influir por sus planteamientos?
Si no la hay, ¿significa que los jóvenes son más idealistas? O que se preocupan más de cómo será el planeta dentro de 40 años?
Cómo interpretáis esta diferencia generacional en la percepción de la energía nuclear?

En seguida os hablo del prometedor avance que científicos del MIT han realizado en el campo de la energía solar: un nuevo catalizador que descompone el agua en hidrógeno y oxígeno de forma mucho más sencilla y eficiente que hasta ahora.
Pero antes os quiero mostrar uno de los gráficos más informativos que conozco. No es nuevo en absoluto y seguro que muchísimos ya lo habíais visto. Pero a los que no os suene, merece la pena que invirtáis medio minuto observándolo. Muestra de donde viene la energía que utilizamos, y en qué nos la gastamos. Nada más, y nada menos. Es un diagrama que ayuda sobremanera a comprender el panorama energético actual, y que deberíamos tener siempre en mente a la hora de valorar las posibilidades de las renovables, el peso relativo de la nuclear, la dependencia del petróleo, la sustitución del carbón…

El ancho de cada “tubería” indica la proporción de energía que se obtiene de cada fuente, y cómo termina distribuyéndose. La línea negra es carbón, la violeta corresponde a la biomasa, solar, eólica, geotérmica… el gris indica la energía perdida y el amarillo lo que realmente se aprovecha.
Son datos de EEUU y un poco antiguos. Aquí podéis ver cifras más actuales, pero el diagrama me perece menos ilustrativo, y la visión global no cambia sustancialmente.
Si alguien tiene acceso a una mejor fuente, que no dude en añadirlo en los comentarios.
Ahora, a por el logro del MIT:

Emular a las plantas
La idea básica no es nueva: utilizar la energía del sol para disociar el agua (H2O) en hidrógeno (H2) y oxígeno (O2), guardaros por separado, y obtener energía al unirlos de nuevo en una pila de combustible.
Las plantas hacen algo parecido con la fotosíntesis, y los científicos ya hace tiempo que son capaces de reproducir este proceso en el laboratorio.
Pero en temas energéticos lo más importante no es si algo se puede hacer o no, sino a qué precio y con qué rendimiento.
Separar el oxígeno del agua era un proceso costoso que requería unas condiciones difíciles de implantar a gran escala. El hito del grupo liderado por Daniel Nocera ha sido encontrar un catalizador formado por materiales baratos (cobalto y fósforo) que permite hacer la reacción a pH neutro y en condiciones de temperatura y presión normales.
Según Nocera , “Es lo que estábamos buscando desde hace años. La energía solar siempre se había considerado limitada, una solución lejana. Ahora podemos plantearlo seriamente como algo potencialmente ilimitado y cercano.”

En detalle: La electricidad obtenida por energía solar (o eólica) llega a un electrodo sumergido en una solución acuosa. Allí, gracias al catalizador de cobalto y fósforo se empieza a separar el H2O en oxígeno y protones (H+). Luego, otro electrodo une los protones formando hidrógeno gas (H2).
Esta segunda reacción todavía necesita mejorar, porque utiliza un electrodo de platino al que se debería encontrar un sustituto más barato. Pero no es lo que más preocupa a los investigadores. El gran reto era disociar el oxígeno de forma sencilla, y esto es lo que acaban de conseguir.
Una vez separados H2 y O2, puedes guardarlos y utilizar una pila de combustible “convencional” para volver a generar agua y liberar energía cuando la necesites.
En el fondo el hidrógeno es un vector, una manera de guardar la energía del sol (o eólica) y poder utilizarla de noche, cuando esté nublado o no sople el viento.
Almacenar energía de forma barata y en dispositivos de un tamaño que puedas alojar en tu casa es uno de los grandes problemas de fuentes de energía intermitentes, como algunas renovables.
El hallazgo de Nocera está en una etapa científica, pero puede significar un punto de inflexión en las expectativas de aprovechamiento de la energía solar. Ahora falta un laborioso trabajo de ingeniería para desarrollar dispisitivos que quizás permitirán ensanchar la fina línea violeta del diagrama con que hemos abierto el post.

Descubrir un nuevo planeta extrasolar ya no es noticia. Fue un gran hito en 1995, cuando se descubrió el primero, pero ahora que ya se conocen unos 300 dando vueltas alrededor de estrellas lejanas, ¿Qué es lo realmente relevante en este campo? ¿Cuál es el contexto de las investigaciones?
La semana pasada leí la noticia publicada en nature sobre el descubrimiento de metano en un planeta extrasolar, y me di cuenta que no sabía muy bien cómo ubicar este estudio: ¿era un gran hallazgo o no? ¿Y si lo era… por qué?
En ciencia, cuando una disciplina avanza muy rápido, es difícil seguirle la pista y mantener una idea clara del contexto global en el que se enmarcan las píldoras que nos llegan por los medios de comunicación.
El estudio de exoplanetas es algo tan nuevo, que es fácil perderse. Por eso contacté con Joshua Winn , el principal experto del MIT en el estudio de planetas extrasolares. Ya nos había impartido un seminario meses antes, donde insistió en que nos atendería encantado si teníamos dudas. Comprobé que lo decía en serio. El café que tomamos duró 2 horas, y sus explicaciones me resultaron tan útiles para adquirir una visión global del tema, que intentaré transmitiros los puntos más destacados de nuestra conversación.

¿Es nuestro sistema solar extraño?
Los dos grandes objetivos son: entender cómo se forman los sistemas solares, y encontrar pistas en atmósferas lejanas que indiquen existencia de vida. Empecemos por el primero.
A partir del único ejemplo de sistema solar que teníamos (el nuestro) se construyó la siguiente teoría: Grandes cantidades de materia se acumularon formando un disco giratorio alrededor del sol. En él las partículas se iban agrupando creando estructuras más grandes. El disco se aceleraba, se producían grandes colisiones y algunas de estas estructuras adquirían una masa crítica que les permitía atraer todavía más materia, hasta acabar convirtiéndose en planetas. Esta explicación concuerda muy bien con el hecho de que los planetas pequeños y rocosos estén cercanos a la estrella, y los gigantes gaseosos estén lejanos. Así es nuestro sistema solar; no problem.
Pero sorpresa!
A medida que se han ido descubriendo planetas, un par de detalles no encajan del todo: Hay una gran cantidad de planetas gaseosos (estilo Júpiter) en posiciones muy muy cercanas a su estrella; demasiado cercanas según la teoría del disco giratorio. Y además, se han observado órbitas exageradamente elípticas.
Comparado co lo que estamos observando, parece como si nuestro sistema solar fuera atípico... ¿Habríamos construido una teoría que explicaba una excepción?
No del todo. Según Josh la teoría básica del disco giratorio es correcta, pero debe haber otros procesos que acerquen los planetas grandes a las estrellas, y que no se habían tenido en cuenta. Él está estudiando posibles colisiones durante la formación de los sistemas solares que, como si fueran canicas, moverían a los planetas de sitio. La “anormalidad” de nuestro sistema solar se debería a que no sufrió estos efectos “extra” a lo largo de su historia.
Para Josh estos nuevos ejemplos de sistemas solares representan una herramienta fantástica para entender mejor la formación planetaria.

¿Alguno de estos planetas alberga vida?
Esta es la segunda gran pregunta que se quiere responder. Para ello los astrofísicos analizan la atmósfera de los planetas. La idea es simple: buscar biomarcadores, elementos que no puedan haberse originado en un mundo inerte. Si en una atmósfera se descubre oxígeno, por ejemplo, indicará que allí hay algo que lo está generando. Se trata de encontrar moléculas “extrañas” en la atmósfera que nos indiquen que allí hay algún tipo de metabolismo.
Pero esto no pasará dentro de poco. De momento los planetas que se han descubierto son gigantes gaseosos como Júpiter, y se encuentran demasiado cercanos a su estrella como para poder albergar una vida parecida a la que conocemos. Para encontrar planetas más pequeños, y en órbitas más grandes, los telescopios y métodos de observación deben mejorar un poco.
En el camino de la búsqueda de vida, el primer gran paso (y que sí merecerá estar en las portadas de los periódicos) será encontrar un planeta rocoso menor a 10 veces la masa de la Tierra, y situado en la “zona habitable" (suficientemente apartado de la estrella como para tener agua líquida). A los científicos no les gusta especular, pero Josh pronostica que el primer planeta de estas características se podría descubrir en unos 5-10 años. El siguiente paso será intentar analizar con detalle su atmósfera. Esto requerirá bastante más tiempo, con lo que el descubrimiento de vida extraterrestre no está a la vuelta de la esquina.

¿Cómo XXXX se puede detectar un planeta tan lejano?
A mí esto me fascina más que los propios descubrimientos.
Vemos fácilmente las estrellas porque emiten luz, pero un planeta es un cuerpo opaco, oscuro, aparentemente invisible para cualquier telescopio. ¿Cómo podemos ver un planeta? La clave está en detectarlos de forma indirecta, midiendo los efectos que ejercen sobre la estrella que orbitan.
La principal herramienta es el efecto doppler: Cuando un planeta da vueltas a una estrella, ejerce una fuerza de gravedad que la hace oscilar levemente. Es decir, a veces se acerca un poquito a nosotros y a veces se aleja. Es un efecto tremendamente sutil, pero se puede descubrir analizando el espectro de la luz que recibimos.
Otra metodología utiliza cambios en la intensidad de la luz de la estrella. Si un planeta transita por delante de una estrella, afecta a su brillo. El 10% de los exoplanetas han sido descubiertos de esta manera.
Existe un tercer método de microlentes gravitacionales que permitirá descubrir planetas más pequeños, pero este no me atrevo a describirlo…

¿Y saber lo que hay en su atmósfera????
En cuanto a analizar la atmósfera, esto parece todavía más inconcebible. Pero tiene su explicación, claro. También basada en las propiedades de la luz, en este caso de la que rebota en el planeta y llega a nosotros.
Si estuviéramos en el espacio, a simple vista podríamos distinguir el océano azul del desierto amarillento. Esto es porque la luz emitida (rebotada) por el mar tiene unas características, y la emitida por la arena otras. Por eso vemos diferentes colores. Pero el espectro electromagnético es muchísimo más amplio que el rango de luz visible, y los detectores pueden discernir variaciones infinitamente más precisas que nuestro ojo. Mirando la luz que proviene de un planeta pueden detectar los elementos que lo constituyen, o saber la temperatura a la que se encuentra.

¿Era importante la noticia del metano?
Cuando para concluir se lo pregunté a Josh, hizo esa mueca en la que se levanta el labio superior y se acacha la nariz, y empezó a ladear la cabeza. Dijo que el descubrimiento en sí no era lo importante. No hay nada inesperado en que una atmósfera tenga metano. Lo relevante era demostrar que técnicamente se podía llegar a medir esta molécula en una atmósfera tan lejana. La metodología era lo trascendente. Y es que los grandes hallazgos vendrán acompañados de mejoras en las técnicas de medición.

La búsqueda de planetas extrasolares es uno de los campos más activos de la astrofísica actual. Si vas a un congreso anual de investigación sobre el cáncer, posiblemente no oigas avances revolucionarios respecto al año interior. En cambio en ciertas disciplinas, como es el caso de los exoplanetas, las novedades son constantes. No se cuando tardará a quedarse anticuado este largo post, ni si cumplirá su modesto objetivo de dar un contexto a estas investigaciones. Pero yo lo necesitaba, como mínimo para comprender un poco mejor los futuros artículos sobre exoplanetas que sí cuenten algo concreto.