A lo largo del mundo, los países productores de petróleo miran y revisan una curva vital para su futuro. Y para el nuestro. Es un grafico que recoge sus reservas y la producción estimada para los próximos años.
Quien mas quien menos todos estamos preocupados por el precio de los combustibles. Y no falta quien diga que se deben solo a la especulación o vean conspiraciones en ello. Tal vez hay algo de eso pero hay una razón mucho más básica. El petróleo es un producto no renovable y acabará por terminarse. Lo que no suele comprenderse es que tendremos problemas mucho, mucho antes. En cuanto la producción se reduce por debajo de la demanda el precio tiende a dispararse. La pregunta para los geólogos es cuando llegaremos a ese punto.
M. King Hubbert fue un geofísico que en 1956 publico un articulo histórico, “Nuclear Energy and the Fossil Fuels”. Sus estudios indicaban que la extracción de petróleo seguía un curva gaussiana que crecía conforme más y más pozos se ponían en producción y decrecía al agotarse los mismos sin que apareciesen nuevas reservas. Es la conocida como curva de Hubbert. Para la producción continental de los Estados Unidos pronosticó un máximo alrededor de 1970 para decaer progresivamente después. Justo como sucedió.
Estudios posteriores sobre la producción mundial auguraban el máximo de la producción poco después del año 2000. Eso no significa que se acabe. Solo que la producción comenzará a bajar. Lo malo es que el petróleo es un producto con demanda inelástica, es decir aunque aumente el precio es difícil bajar el consumo lo que hace que los precios sigan subiendo sin llegar a un equilibrio. Un ejemplo podría ser Indonesia que acaba de anunciar que va a dejar la OPEP. Simplemente necesita internamente todo el petróleo y no le queda nada para exportar. Es previsible que otros pequeños productores sigan el mismo camino.
Pero antes de alarmarnos hay más datos a tener en cuenta. Desde que se realizó esa predicción se han descubierto más pozos petrolíferos y ha mejorado la tecnología de extracción. Las estimaciones más optimistas proceden de la Agencia Internacional para la Energía que estima que el máximo de la producción mundial hacia 2030 o incluso más tarde en función del crecimiento de consumo.
El elemento mas importante y controvertido en estas previsiones es la tasa de recuperación, es decir, que porcentaje del petróleo de un pozo puede extraerse de forma rentable con la tecnología existente. Y se trata de un nivel en constante cambio. Los precios altos y nuevas tecnologías ayudan a hacer rentables pozos casi agotados con lo que el tope de producción puede retrasarse bastante años. Pero no es un consuelo si tienes que pagar precios más y más altos. Aun así se estima que más de la mitad del petróleo quedará en el suelo sin que merezca la pena extraerlo. De hecho, el límite real no es el precio sino la cantidad de energía que cuesta extraerlo y bombearlo hasta la superficie. Con el tiempo no tendrá sentido utilizarlo como energía aunque seguro que tendrá aplicaciones por ejemplo para fabricar plásticos.
En resumen, el petróleo no se ha acabado. Esta aun lejos de hacerlo y la producción es ahora mayor que nunca. Pero hay pocas dudas de que el precio va a seguir subiendo aunque pueda haber descensos puntuales gracias a avances tecnológicos o a crisis económicas que reduzcan el consumo. A pesar de ello, el petróleo seguirá mucho tiempo con nosotros.
El Sol es el más gigantesco reactor de fusión de nuclear que podemos tener cerca sin que nos cause problemas. Y, a muy pequeña escala, nuestros paneles solares se aprovechan de él. Sin embargo, hay quien ha propuesto planes más ambiciosos. ¿Qué tal utilizarla toda? El Sol entero y completo.
Se calcula que 564 millones de toneladas de hidrogeno se consumen cada segundo en nuestro sol. Como media, esto es valido para cada puntito de luz que vemos en el cielo nocturno. Y los planetas que orbitan alrededor del sol interceptan solo una insignificante parte de su energía.
Aunque consigamos dominar las reacciones de fusión nunca tendremos suficiente hidrógeno para producir ni siquiera una millonésima parte de esa energía. Así que hay quien ha propuesto un plan alternativo. Ya hablamos de posibilidad de colocar centrales solares en la órbita terrestre. Es una propuesta cara y complicada pero dentro de nuestra tecnología. Pero si vamos mas allá podemos pensar en la colocación de paneles solares a lo largo de toda la órbita de la Tierra alrededor del Sol. Aunque siendo realmente ambiciosos, ¿por qué limitarse a un fino cinturón de paneles alrededor del sol? ¿Por qué no crear una esfera completa que lo rodee y capture toda la energía que emite?
Se conocen como esferas de Dyson, en honor a Freeman Dyson que fue el primero en proponerlas. No hay nada en las leyes de la física que impida construirlas, aunque nuestra tecnología esta muy, muy lejos de poder hacerlo. El primer problema es diseñar una estructura que se mantenga estable bien girando en torno al sol o bien flotando gracias a la presión de la radiación solar. Un anillo como el famoso mundo-anillo de Larry Niven o una esfera no son estables y necesitan algún tipo de motor para mantener su posición. Una estructura basada en velas solares tiene mejores posibilidades.
El segundo problema es conseguir material suficiente para hacerlo. Es difícil calcular cuando se necesita porque depende mucho del grosor que queramos darle y de la distancia al Sol. Una esfera de 3 metros de grosor a la distancia de la Tierra requeriría deshacer y utilizar todos los planetas y asteroides entre el Sol y Júpiter. En cambio, un enjambre de finas velas solares y habitats flotantes podría construirse utilizando un asteroide como Palas.
Que aún no podamos construirlas no significa que no podamos verlas. En realidad, la energía procedente de un sol no puede ser contenida dentro de una esfera de Dyson. Incluso después de ser utilizada, termina emitiéndose en forma de calor residual por el exterior de la esfera. Podríamos distinguirlas como estrellas con temperaturas y espectros anormales. Se han realizado algunas búsquedas astronómicas de esferas de Dyson aunque sin resultados positivos. Al menos, de momento.
Casi desde su creación los telescopios tendieron a hacerse más y más grandes para aumentar su sensibilidad a las señales mas débiles. Pero cuando se trata de detectar partículas tan esquivas como los neutrinos es necesario buscar algo más que tamaño. ¿Una posible solución? Convertir un kilometro cúbico de hielo en un gigantesco telescopio.
Los neutrinos son partículas procedentes de las reacciones nucleares que apenas interaccionan con la materia ordinaria. Tanto si son generadas en el interior de nuestro Sol como dentro de un reactor nuclear son capaces de atravesar la materia que les rodea sin ser detenidas. O casi. Se calcula que seria necesaria una pared de plomo de ¡un año-luz! de espesor para lograr detener con seguridad a la mitad de ellos. Sin embargo, es tan grande el número de neutrinos que nos atraviesan constantemente, a casi la velocidad de la luz, que un ínfimo porcentaje de ellos puede chocar contra un átomo y ser detectado gracias a la radiación de Cherenkov producida a consecuencia del choque. Los físicos que buscan localizarlos han diseñado un telescopio basado en más de 4.000 de detectores de luz enterrados entre 1450 y 2450 metros de profundidad en el hielo antártico. Dado que tiene la forma aproximada de un cubo ha sido apropiadamente bautizado como IceCube.
Este telescopio, aún en construcción, tiene como predecesor un sistema más pequeño denominado AMANDA (Antarctic Muon And Neutrino Detector Array ). La idea básica en la misma. Unos sensores de luz extraordinarias sensibles se colocan en líneas que rodean el cubo para detectar cualquier destello y determinar la trayectoria de la partícula responsable. Para ello es necesario perforar y volver a cerrar túneles de miles de metros a través de los bloques de hielo. Si alguien tiene curiosidad por ver los detalles de su construcción hay una interesante descripción, en inglés, en el siguiente vídeo.
Pero una vez superados los problemas de construcción, la localización tiene muchas ventajas. La profundidad bloquea otras partículas, como las procedentes de los rayos cósmicos, que podrían confundir las medidas. Y el aislamiento de la Antártica reduce el “ ruido” originado por la producción humana de neutrinos. Una vez acabado se calcula que podrá utilizarse durante unos 20 años. Desde luego el mantenimiento no parece nada fácil
Cuando una tecnología es nueva toca probar todo tipo de cosas curiosas. En este video podemos ver algunos ejemplos de aviones de principios de siglo. Aunque, en algunos casos, llamarlos aviones es algo optimista. En lugar de alas tenemos sombrillas. O batidoras. O extraños cilindros perforados, tal vez para aprovechar el efecto Magnus. Quizás mi preferido es un avión que consigue volar con un ala en forma de disco o platillo. Por favor, “conspiranoicos” abstenerse de hacer comentarios sobre ovnis y hombrecillos verdes.
Me pregunto si podríamos decir que un robot esta vivo si es capaz de reproducirse por si solo a partir de unos materiales básicos. De momento es una pregunta teórica pero poco a poco nos vamos acercando como podremos ver en los siguientes videos. El primero es de 2006 y pertenece a un desarrollo de la Universidad de Cornell. Podemos ver a un robot capaz de construir copias de si mismo a partir de piezas ya construidas y colocadas cuidadosamente a su lado.
Todavía se trataba de un modelo muy limitado. Pero apenas dos años mas tarde la Universidad de Pennsilvania ha desarrollado un prototipo capaz de reconstruirse solo después de ser desmontado por una patada. Aun lejos de ser un Terminator T-1000 pero no deja de ser impresionante.
Todavía queda un último paso, quizás el mas complicado. El robot debería ser capaz de reproducir sus propios componentes. De hecho ya se esta trabajando en esa línea. Las llamadas impresoras 3-D son capaces de fabricar piezas de material plástico o cerámico a partir finas partículas de polvo. Uno de los modelos mas curiosos es el RepRap, (visto en microsiervos ) que es capaz de fabricar la mayor parte de sus componentes aunque, de momento, los circuitos electrónicos y las piezas mas complicadas aún están fuera de su alcance.
Lo más interesante es que los planos y la información están disponibles en Internet para que cualquiera pueda utilizarlos o perfeccionarlos. Aunque quizás el mayor reto sea integrar todas estas características en un único modelo. Pero yo no me atrevería a apostar en contra. De hecho, para bien o para mal, creo que llegaré a verlo y entonces ¿podremos decir que se trata de una nueva especie de ser vivo? Sea como sea, parece que las máquinas de Von Neumann están acercandose a pasos agigantados
De bacterias a monos pasando por ratones, gatos y perros (en vuelos distintos por si las moscas). La colección de animales que han volado al espacio es mucho mas amplia que lo que pensamos.
Volar al espacio y mantenerse vivo una vez que se llega a órbita implicaba resolver algunos problemas al límite de la tecnología de mediados del siglo XX. Por ello no es extraño que muchos países decidieses enviar primero animales para probar sus equipos antes de intentarlo con seres humanos. Lo sorprendente es la variedad de animales y los grandes riesgos, muchas veces mortales, a los que fueron expuestos. Ninguna agencia espacial se atrevería a repetirlo ahora y enfrentarse a la publicidad negativa.
Los más conocidos son los animales que “simulaban” ser tripulantes de una cápsula espacial. Inicialmente los norteamericanos eligieron los monos y los soviéticos los perros. Alrededor de una veintena de perros y media docena de monos volaron sobre los primeros cohetes sin llegar a órbita. Dos de los monos y al menos cuatro perros perdieron la vida por fallos en las cápsulas o porque el diseño no permitía recuperarlos con vida.
Mas tarde llegaron los vuelos orbítales como el de la perra Laika. Una herramienta de propaganda que no pudo ocultar que la cápsula no estaba diseñada para permitir el regreso a la Tierra. Y, aunque se esperaba que viviese unos días hasta terminar su reserva de oxigeno, murió a las pocas horas por el estrés y el exceso de temperatura. Otra decena de perros volaron posteriormente y dos de ellos murieron al desintegrarse la cápsula que los traía de regreso. Gordo, un pequeño mono lanzado como respuesta por los norteamericanos se ahogó al fallar el paracaídas de su cápsula.
Nada de esto impidió que otras potencias menores siguieran su camino. Francia lo intentó con diversos animales desde ratones a monos aunque destaco por ser la única en utilizar gatos en dos misiones. En la primera el gato Félix logro regresar sano y salvo, un segundo gato cuyo nombre no he podido localizar murió por su fallo técnico en el segundo lanzamiento. China también realizo numerosas misiones con diversos animales pero hay poca información al respecto
Para concluir son innumerables los diversos pequeños animales que se han utilizado para experimentos en el espacio. Desde tortugas a arañas, de moscas y peces pasando por cucarachas o conejos. En este caso la mayoría son experimentos médicos con muchas aplicaciones terrestres porque amplían nuestros conocimientos todo tipo de procesos biológicos como el crecimiento de los huesos.
Sigo siendo un firme partidario de los vuelos espaciales y, evidentemente, muchos más animales han sido sacrificados en otras investigaciones. Sin embargo, no puedo evitar pensar que detrás de los ensayos estaban las prisas de los políticos y no la seguridad de los astronautas. Habría sido mejor ir más lentamente y perfeccionar la tecnología antes de realizar estos ensayos. Incluso es posible que hubiéramos logrado llegar más lejos. Naturalmente solo es una opinión personal,la NASA no esta de acuerdo.
Creo que la mayoría de los que escribimos blogs sobre ciencia leemos un buen número de otros blogs sobre el mismo tema. Al menos, ese es mi caso. A los que, además de leer, les guste escribir puede interesarles participar en este certamen de ensayos sobre divulgación científica y humanística.
El certamen de ensayos cortos «Teresa Pinillos» va por su cuarta edición recogiendo trabajos de divulgación en castellano sobre temas de comunicación científica, tecnológica y humanística. En esta ocasión los premios son de 2.000 euros para el autor del ensayo ganador y 1.000 para el segundo. Además, la Real Sociedad Española de Química patrocina un galardón especial al mejor ensayo en el campo de la química.
Para los que tengáis tiempo para participar la convocatoria esta abierta hasta el 31 de mayo. Podéis consultarlas las bases y mas detalles en su página web o bien en su blog Ciencia para impacientes . Mucha suerte a todos.
“Es agosto de 1854 y la ciudad de Londres es una ciudad de carroñeros” . Siempre he pensado que una buena frase al comienzo de un libro es lo mejor para engancharte. Como en este caso.
No suelo comentar los libros que leo pero aprovechando que se acerca San Jordi (Día Internacional del Libro ) es una buena ocasión para imitar a Omalaled y Remo y comenzar a hacerlo. Como motivación añadida, una nueva editorial, Ilustrae , tuvo la amabilidad de enviarme su último libro “El mapa fantasma” de Steven Johnson para que lo comentase si me resultaba interesante. Y ciertamente es interesante.
El mapa fantasma es casi un documental sobre la ciudad de Londres (a ratos me recordaba a Azogue de Neil Stephenson) a mediados del siglo XIX. Y sobre la vida de algunos de sus habitantes justo antes de sufrir uno de sus periódicos brotes epidémicos de cólera. Uno muy especial porque permitió identificar por primera vez el origen de la enfermedad y la mejor forma de luchar contra ella.
Treinta años antes de que Koch identificase el bacilo del cólera no se conocían ni su origen, ni su forma de transmisión. Pero se sabía que podía matar en días o incluso en horas. La consecuencia inevitable era que la superstición, el miedo y los charlatanes hacían tanto o mas daño que la propia enfermedad. Mientras tanto, las impotentes autoridades discutían sobre si el culpable era el aire viciado, o seguían el ejemplo del jefe médico de la policía que recomendaba utilizar el láudano (un preparado que incluye opio) como remedio eficaz. Una solución que no era descabellada puesto que el opio provocaba estreñimiento y el cólera es una enfermedad que mataba, y sigue matando, por una deshidratación masiva.
En este contexto dos personas, John Show y Henry Whitehead, colaboraron para intentar detener la enfermedad. Curiosamente y aunque John Show era un médico prestigioso, de hecho había actuado como anestesista para la reina, la solución no fue médica. Incapaces de ver el bacilo con los primitivos microscopios de la época recorrieron las casas y hospitales buscando una pauta que les permitiese averiguar como se propagaba la enfermedad. Hacia falta valor para hacerlo cuando la opinión mayoritaria era que el cólera se transmitía por el aire o por contacto. Su persistencia en buscar información, las numerosas entrevistas con victimas y familiares, y el análisis posterior de los datos dio origen a la epidemiología, es decir, al estudio sistemático de la evolución de una enfermedad dentro una población humana para ver como se propaga.
El sencillo mapa de la imagen recogía las muertes según el domicilio de los fallecidos y fue una revolución tan poderosa como la invención de los antibióticos. En el libro recoge este momento con una cantidad de detalles casi abrumadora. Junto a ellos, el autor realiza diversas reflexiones sobre la evolución mundial hacia sociedades urbanas, sus ventajas y sus peligros, con la experiencia de lucha contra cólera como ejemplo. Mi impresión es que las comparaciones son, en ocasiones, algo forzadas pero eso no desmerece la calidad general del libro. Divulgación de gran calidad que es algo que no abunda así que espero que la editorial siga por esa línea. Y, si os interesa el tema, una lectura muy recomendable.
Después de todos los siglos que la humanidad lleva persiguiendo al oro resultaría realmente paradójico descubrir que el oro se concentra siguiendo a la vida. O para empezar con la pregunta mas apropiada, ¿Qué ocasiona que se formen las preciosas pepitas de oro?
No solo de joyería vive el oro. En una entrada anterior comentábamos la enorme cantidad de aplicaciones industriales del oro. Todas estas aplicaciones compiten por un material escaso y cada vez mas difícil de encontrar. El oro puede encontrarse disperso en casi cualquier parte, por ejemplo hay 50 kilogramos de oro en un kilómetro cúbico de océano, pero para extraerse de forma rentable es necesario buscar donde se concentra en forma de pepitas. El problema es que, para empezar, seguimos sin estar seguros de que ocasiona que el oro se concentre en pepitas.
La idea mas extendida tradicionalmente sostenía que las bacterias eran las principales responsables de crear una pepita de oro. Sobre todo las más diminutas y casi microscópicas que forman muchos de los yacimientos actuales. El oro, como buen metal pesado, seria tóxico para ellas. Filtrarlo del ambiente y concentrarlo como un desecho seria la respuesta de la naturaleza a este problema. En este sentido los análisis de diminutas pepitas de oro entre 0,1 y 2,5 milímetros han detectado restos de ADN de una bacteria, Ralstonia metallidurans http://en.wikipedia.org/wiki/Ralstonia_metallidurans, conocida por su capacidad para sobrevivir en presencia de metales pesados. De hecho, se estudia su utilización para recuperar terrenos contaminados por estos metales.
Sin embargo, el problema de la formación de las pepitas de oro sigue sin estar resuelto. Otros estudios recientes se han concentrado en analizar la estructura cristalina de las pepitas. Según sus resultados las pepitas solo pudieron formarse a grandes presiones y temperaturas como las existentes en el interior de la Tierra. Mas tarde, los procesos geológicos las habrían traído a la superficie. Queda en el aire saber como el oro pudo concentrarse en primer lugar lo que no es un inconveniente pequeño.
A pesar del enorme interés por parte los grandes consorcios mineros el problema sigue sin estar totalmente resuelta. Lo más probable haya diversas causas y el origen de las pepitas no sea único. Tal vez existan pepitas “iniciales” con origen geológico y otros secundarias formadas por las bacterias a partir de las trazas existentes en el ambiente. Aun así es un buen recordatorio de cómo el mundo sigue lleno de pequeños misterios sin resolver. Afortunadamente.
Demasiado estable para combinarse químicamente, demasiado ligero para permanecer en la atmósfera, el helio tiende a escapar de nuestro planeta. Y con él pueden desaparecer muchas aplicaciones basadas en sus inimitables propiedades.
En realidad, el helio no debería encontrarse en la Tierra porque ha tenido millones de años para escapar. Si podemos disponer del mismo es gracias a que se genera constantemente dentro de nuestro planeta. Las radiaciones alfa, como las emitidas por el uranio natural o el radón, solo son núcleos de helio moviendose a gran velocidad. Tras ser generados bajo tierra, son detenidos por sucesivos choques y acabaran migrando a la superficie en forma de gas o, si tenemos suerte, queda retenidas como “impurezas” en bolsas de gas natural, donde alcanza porcentajes que llegan al 7%. Por ello, y a pesar de su enorme abundancia en el universo, aquí en la Tierra el helio es un recurso escaso y, al igual que el petróleo, no renovable. Existen algunos depósitos artificiales con reservas acumuladas a lo largo del siglo pasado pero se calcula que se agotaran en unos ocho años. La principal fuente natural, los yacimientos de gas natural, también se están acabando aunque deberían durar algo mas.
Con su agotamiento también podrían desaparecer numerosas aplicaciones. Algunas de ellas son aplicaciones cotidianas como los globos de feria. Otras tienen un importante componente tecnológico como su utilización en soldadura, como gas de mezcla para los para los equipos de respiración autónoma utilizados a grandes profundidades o en los dirigibles que, aunque escasos, no han desaparecido. Pero quizás las más importantes sean las aplicaciones científicas. El Helio es imprescindible para estudiar algunos fenómenos físicos únicos como la superfluidez o el comportamiento cerca del cero absoluto de temperatura. Sin olvidar su utilización auxiliar en otros proyectos como la refrigeración de los sensores de telescopios infrarrojos como el Spitzer. Todos estos estudios podrían detenerse o volverse increíblemente caros si no se consigue un suministro adecuado de helio
Naturalmente, el helio no desaparecerá totalmente. Seguirán extrayéndose pequeñas cantidades a un precio cada vez mayor. Tal vez lo suficiente alto como para permitir el desarrollo de un programa espacial que lo proporcione. Se cree que la superficie lunar esta bañada en pequeñas cantidades de los isótopos principales del helio, el He-3 y He-4 procedentes del viento solar que es otra posible fuente. Como alternativas más caras y complejas las atmósferas de Júpiter y Saturno contienen pequeños porcentajes de helio que serian más que suficientes para nuestras necesidades.
Con el helio, como con algunos minerales, empezamos a quedarnos sin suministros suficientes. Y aunque la tecnología pueda desarrollar alternativas para algunos usos tal vez tengamos que empezar a buscarlos fuera de la Tierra.
La serie comienza con una introducción sobre lo que Second Life es para la mayor parte de los mortales, lo que se puede hacer dentro del mundo virtual y el por qué querrías hacerlo....
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