conCIENCIAtecCiencia, Tecnología y Medio Ambiente

Hay muchas formas y posturas a la hora de definir qué es ciencia. Para mi, se podría definir así:

La ciencia es el conjunto de conocimientos adquiridos mediante el estudio y la observación de un fenómeno con el fin de comprender su funcionamiento y deducir las leyes generales que lo rigen.

En lo que respecta a las propiedades, pienso que para que algo sea considerado ciencia debe ser:

• racional: debe crearse en base a razonamientos y proposiciones.
• descriptivo: debe describir y explicar mediante leyes el funcionamiento del fenómeno de estudio con el fin de poder predecir cómo se comportará en un momento dado.
• preciso: en sus explicaciones, debe usar un lenguaje comprensible y preciso, que no dé lugar a ambigüedad.
• demostrable: el conocimiento que se ha adquirido debe poder ser sometido a cualquier tipo de pruebas para comprobar su veracidad.
• objetivo: debe explicar la realidad tal como es sin estar influenciado por intereses, religión…, es decir, debe ser igualmente válido para todos los individuos.
• sistemático y metódico: debe estar ordenado según un plan previamente descrito que asegurará su coherencia; el nuevo conocimiento se sustenta en otras teorías ya existentes y probadas.

Ciertos gases presentes en la atmósfera, más concretamente el CO2 (dióxido de carbono), CH4 (metano), N2O (óxido nitroso), O3 (ozono) y los CFC (clorofluorocarbonos) tienen la capacidad de absorber la energía que la tierra y el mar emiten a la atmósfera en forma de rayos infrarrojos al calentarse debido a la radiación solar. Estos gases, denominados de efecto invernadero, atrapan este calor y lo irradian de nuevo a la superficie provocando un aumento de la temperatura en la Tierra.

El dióxido de carbono destaca por ser el gas que más contribuye a este efecto invernadero y lamentablemente se emite cada día en enormes cantidades debido a la quema de combustibles fósiles como el carbón y el petróleo y de combustibles orgánicos, como la madera.

La empresa gallega Sistema Hidráulico Solar S.L. ha instalado en Villalba (Lugo) un prototipo del seguidor solar más grande del mercado. Se llama SHS 345 y cuenta con una superfice de nada más y nada menos, 345 metros cuadrados para la colocación de placas solares fotovoltaicas. Todo un logro de ingeniería.

SHS 345

Entrada al MOSI

Lo que más recuerdo del Museo de Ciencia e Industria de Manchester son los enormes espacios que tiene llenos de locomotoras de tren, enormes motores y máquinas de vapor, aviones, coches… Está formado por varios edificios y tienes que ir de uno a otro para verlo todo. Es inmenso. Sin duda es una visita muy recomendable si vas a Manchester (si te gustan estos temas, claro).

Vas a encontrar una zona sobre ciencia y tecnología, en la que tienen instrumentos científicos y auténticas “reliquias” de la computación. Otras enormes zonas están llenas de trenes y antiguas locomotoras gigantescas, aviones y coches clásicos. En esta zona dedicada el Transporte está la Locomotora Novelty, que compitió y fue derrotada por la Rocket en el concurso de Rainhill, cuando se buscaba la mejor locomotora para cubrir la línea ferroviaria que iba a unir Manchester y Liverpool. Esta fue la primera línea de ferrocarril del mundo y se inauguró el 15 de Abril de 1830 (en el post sobre el Museo de la Ciencia de Londres he colgado una foto de lo Locomotora Rocket). También tienen expuestos antiguos aparatos de fotografía, telégrafos, teléfonos,… Una sección completa dedicada a la energía con motores de vapor, motores de combustión interna y otras máquinas que funcionaban con gas, agua,… un poco de todo.

Lo cierto es que está muy bien, y la entrada es gratis! Es estupendo que todo ese conocimiento esté al alcance de cualquiera.

Espacios exteriores

Locomotora Novelty

La arquitectura bioclimática es el diseño de edificaciones teniendo en cuenta las condiciones climáticas del entorno. Sus bases son el aprovechamiento de los recursos disponibles, como la luz del sol, la vegetación, el viento,etc., para reducir los consumos de energía y la minimización del impacto ambiental. Esta filosofía suena muy actual, y de hecho está en auge en nuestros días pero, ¿es realmente algo nuevo? La respuesta es no ya que desde hace siglos, aunque bajo el nombre de arquitectura tradicional en vez de bioclimática, el ser humano ha adaptado su vivienda a las circunstancias de su entorno.

Casa típica de la Antigua Grecia

Ya en la arquitectura de la antigua Grecia podemos encontrar ejemplos del aprovechamiento de las condiciones climáticas del entorno. Gran parte de las ciudades griegas se ordenaban en cuadrícula, los espacios habitables se orientaban al sur y se comunicaban con un patio a través de un pórtico que los protegía del alto sol del verano, a la vez que dejaba penetrar el sol bajo del invierno.

Los griegos descubrieron y aplicaron desde muy temprano este principio de diseño bioclimático, válido para las regiones frías y templadas del hemisferio norte. Este principio de protección térmica de los espacios interiores fue utilizado por otras culturas en otros momentos de la historia, por ejemplo, en la antigua China y en el Imperio Romano.

Además, en la antigua Roma se instalaban, en ciertas zonas de los edificios de las termas, ventanales de vidrio orientados para captar la máxima radiación solar, sobre todo en invierno, y así para conseguir mayor confort térmico en el interior a la vez que luz. Este es otro principio de la arquitectura bioclimática conocido hoy en día como efecto invernadero.

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La hipótesis de Gaia (nombre de la diosa griega de la Tierra), fue formulada por el químico medioambiental James Lovelock en 1969, aunque no fue publicada hasta 1979. Esta teoría concibe al planeta Tierra como una  “entidad viviente”, un sistema autorregulado y autoorganizado en el que es la propia vida la que hace posible mantener las condiciones adecuadas para sí misma. Gaia es un sistema complejo que abarca la biosfera, la atmósfera, los mares y océanos y la tierra.

En palabras del propio Lovelock, “Los científicos clásicos dijeron “qué suerte que la Tierra se encuentre justo a la distancia adecuada respecto del Sol, lo que hace que la temperatura sea la adecuada para todo ser vivo de la Tierra.” Pero esto no tiene sentido alguno. Quizá hubo un tiempo -cuando apareció la vida en la Tierra- en que ésta se encontró más o menos en el lugar adecuado. Sin embargo, una vez aparece la vida en el planeta, éste ya no evoluciona como suelen hacerlo los planetas, perdiendo su agua de forma constante, convirtiéndose cada vez en más desértico como ha ocurrido en Marte o Venus, sino que en cierto modo la vida se hace cargo de todo y controla la evolución”.

Hay varios argumentos que llevaron a Lovelock a formular esta hipótesis. Uno de ellos tiene que ver con la composición de la atmósfera. Según la segunda ley de la termodinámica, todo sistema cerrado tiende a la máxima entropía, lo que quiere decir que nuestra atmósfera debería encontrarse en equilibrio químico, con un porcentaje muy alto de dióxido de carbono (hasta un 99%), como ocurre en otros planetas en los que no hay vida, como Marte (95% de CO²) o Venus (96% de CO²). Sin embargo, la atmósfera de la Tierra no está en equilibrio, sino que mantiene constantes unos porcentajes de 78% de nitrógeno, 21% de oxigeno y apenas un 0,03% de dióxido de carbono. Según la hipótesis de Gaia, esto sólo puede ser posible debido a la existencia de seres vivos que, con su actividad y su reproducción, mantienen estas condiciones atmosféricas óptimas para que el planeta Tierra siga siendo un  lugar habitable para una gran variedad de organismos.

Además de este desequilibrio de la atmósfera terrestre, Lovelock investigó otros procesos como el control global de la temperatura en la superficie terrestre, la salinidad de mar,… que se han mantenido constantes durante miles de años, y postuló que tampoco pueden ser explicados sin tener en cuenta la presencia de la vida.

El frecuente uso de ciertos compuestos ricos en cloro llamados CFC (clorofluorocarbonos), que se emplean en refrigeración, aire acondicionado, disolventes, etc. es la principal causa de la degradación de la capa de ozono. Los CFCs emitidos que llegan a la estratosfera sufren la intensa radiación ultravioleta del Sol lo que causa la ruptura de sus enlaces químicos y la liberación de los átomos de cloro que contienen. Cada átomo de cloro liberado ataca a las moléculas de ozono (O₃),  capturando uno de sus tres átomos de oxígeno y convirtiéndolas en dioxígeno, el oxígeno común (O₂). Un solo átomo de cloro es capaz de destruir miles de moléculas de ozono, ya que el mismo no sufre ningún cambio permanente, lo que le permite repetir el proceso.

La destrucción de la capa de ozono es uno de los problemas medioambientales más graves, ya que actúa como filtro bloqueando las radiaciones ultravioleta del Sol, dañinas para la vida. Una disminución de la capa de ozono significa un aumento de la radiación ultravioleta que llega a la Tierra, lo que se traduce en un crecimiento del número de casos de cáncer de piel, cataratas oculares y deterioro del sistema inmunológico, entre otros.

Un tratamiento estándar de aguas residuales típicamente consta de cuatro fases:

1. Pre-tratamiento

Consiste en la separación de sólidos (plásticos, palos…) y arenas y se realiza mediante procesos mecánicos, utilizando desarenadores, desgrasadores, rejas y tamices de desbaste.

2. Tratamiento primario (físico-químico)

Persigue la separación de los sólidos que se encuentran en suspensión o medio disueltos en el agua. Para ello se utilizan sustancias químicas coagulantes y floculantes que, añadidas al agua, hacen más rápida y eficaz la precipitación o sedimentación. Este tratamiento se lleva a cabo en unos tanques denominados sedimentadores

3. Tratamiento secundario (biológico)

El tratamiento secundario es un proceso natural controlado durante el cual se lleva a cabo una depuración biológica cuyo objetivo es reducir la carga orgánica coloidal o disuelta de las aguas residuales hasta unos niveles apropiados. En el proceso participan los microorganismos presentes en el agua residual junto con otros que se desarrollan en un decantador secundario. Estos microorganismos, habitualmente bacterias, se alimentan de la materia orgánica que se encuentra disuelta en el agua residual consiguiendo así eliminarla. Como resultado del tratamiento y del crecimiento de los microorganismos se producen unos fangos “vivos”.

4. Tratamiento terciario

El tratamiento terciario es una etapa final que tiene como objetivo el mejorar la calidad del agua resultante del proceso de depuración para que alcance unos mínimos aceptables. Este tratamiento es específico dependiendo de la composición del agua residual, de los contaminantes presentes en ella y del uso final al que será destinada.

Hoy 1 de Mayo, después de 5 años de obras, China inaugura el puente marítimo más largo del mundo, que atraviesa un tramo de 36 kilómetros sobre el mar y que se estima será transitado por más de 40.000 vehículos al día. El puente tiene una anchura total de 33 metros, con tres carriles para cada sentido, y comunica las orillas Norte y Sur de la bahía de Hangzhou. Se realizará un doble ceremonia de apertura, una en cada extremo del puente, en las localidades de Jiaxing, al Norte y Ningbo, al Sur. La apertura de este puente constituirá una gran aportación al desarrollo del delta del río Yangtsé y mejorará enormemente las comunicaciones entre Shanghai, primer puerto mundial de carga, y Ningbo, el segundo puerto chino.

La construcción de este puente supuso un enorme reto para los ingenieros, ya que, además de las fuertes corrientes y el oleaje que a menudo azota esas aguas, la zona fue atravesada por 19 tifones sólo durante los 5 años que duraron las obras. Otro importante problema al que tuvieron que enfrentarse son los terremotos, razón por la cuel el puente ha sido diseñado para soportar temblores de hasta 7 grados en la escala de Richter.

El puente marítimo más largo del mundo

Gracias a esta espectacular obra de ingeniería, cuya inversión total fue de 1067 millones de euros (el 30% cubiertos por capital privado), la zona metropolitana de Shanghai se convertirá en la sexta mayor del mundo, por detrás de París, Londres, Nueva York, Tokio y Chicago.