La ciencia en 2014: láseres, exoesqueletos y bebés con tres padres

Este año nos deparará importantes hitos científicos y también retos ineludibles si la humanidad quiere un mundo sostenible

Algunos exoesqueletos ya permiten moverse a parapléjicos / Designtoimprovelife
Algunos exoesqueletos ya permiten moverse a parapléjicos / Designtoimprovelife

La inauguración del Mundial de Fútbol de Brasil en junio puede ser uno de los mayores hitos científicos de 2014. El día de la patada inaugural, un joven con parálisis podría levantarse de su silla, caminar hasta el balón y dar la patada inaugural del campeonato gracias a un nuevo tipo de exoesqueleto controlado con el cerebro que están desarrollando cerca de un centenar de científicos de EEUU, Europa y América Latina. Los responsables del proyecto, llamado Walk Again (“andar otra vez”), ya lograron que un macaco controlase con su cerebro los movimientos de un robot. Ahora el equipo va a entrenar a un joven para que aprenda a usar el exoesqueleto y se pueda cumplir el objetivo marcado para la inauguración. Lo más importante, claro, vendrá después, con la llegada paulatina de estas tecnologías a las personas que tienen parte de sus miembros paralizados por accidentes o enfermedades.

Este año también esperamos el primer aterrizaje de una nave humana sobre un cometa. El hito lo protagonizará la misión europea Rosetta, lanzada en 2004. El próximo 20 de enero la sonda saldrá de su periodo de hibernación mientras sigue acercándose a su objetivo, el cometa Churyumov-Gerasimenko. En mayo, la nave comenzará a orbitar este cuerpo y en noviembre disparará el robot Philae para que aterrice en el cometa y lo analice. En 2015 Rosetta verá al Churyumov-Gerasimenko dirigirse a su posible fin, achicharrado en su órbita más cercana al Sol.

Mientras Philae analiza la composición del cometa, una misión pagada en parte por ejecutivos de Google comenzará un proyecto para viajar a asteroides y extraer recursos naturales. Mientras, las grandes agencias espaciales seguirán planeando su conquista de Marte y el espacio profundo. En septiembre, la NASA probará la nave en la que quiere enviar humanos a Marte, la cápsula Orion. El mes siguiente será el turno del IXV, un vehículo espacial reutilizable que serviría para misiones robóticas y tripuladas y que podría convertirse en el “avión espacial” del futuro, según la Agencia Espacial Europea. Y en cuanto a lo que sucede mucho más allá, fuera del Sistema Solar e incluso de nuestra galaxia, en 2014 continuará la caza de exoplanetas cada vez más parecidos a la Tierra. También podrían desvelarse nuevos datos sobre la materia oscura, que compone el 23% del universo, de la mano de los esperados resultados del experimento AMS.

A una menor distancia de la superficie de la Tierra, el Gobierno de EEUU pondrá a prueba una nueva generación de rayos láser. Se trata de dispositivos 10 veces más ligeros y pequeños que los actuales, pero con suficiente potencia como para incendiar barcos o derribar misiles y drones. Precisamente estos aviones no tripulados serán unos de las protagonistas de las tecnologías civiles de 2014, pues gobiernos como el de EEUU ya estudian la integración de estos aviones en la aviación civil. Y también avanzará sustancialmente la comunicación del futuro usando láseres. Se trata de la comunicación y computación cuántica, que en 2013 ha tenido importantes avances. En 2014, los expertos seguirán trabajando para establecer la primera red de comunicación cuántica entre China y Europa y seguir perfeccionando los componentes de los futuros ordenadores cuánticos.

Lluvia millonaria desde Europa

En biomedicina destaca el avance positivo de la nueva vacuna contra la tuberculosis, desarrollada en origen por un equipo español. Los datos definitivos de la primera ronda de análisis en humanos se tendrán este año y, si son positivos, se podrá comenzar a preparar un ensayo clínico mucho mayor, probablemente en África. Otros avances en este campo vendrán de mano de la política, por ejemplo la esperada decisión del Parlamento británico, que podría aprobar un nuevo sistema de fecundación in vitro para traer al mundo niños con tres padres, lo que evitaría que la madre pase al hijo ciertas enfermedades genéticas.

En un plano más general, este año verá la llegada de los primeros fondos de Horizonte 2020, el nuevo programa de investigación de la Unión Europea que planea invertir 70.000 millones de euros en I+D público y privado. Gran parte del dinero se dedicará a resolver los grandes retos de la humanidad como la salud, el envejecimiento, la alimentación, la energía, el medio ambiente o los nuevos materiales. Buena parte del futuro de la ciencia en España depende de aumentar la participación de equipos españoles en estos programas, como ha sucedido, por ejemplo, con buena parte de los megaproyectos sobre el grafeno y el cerebro humano.

Uno de los retos del programa europeo es el desarrollo de energías más limpias y la preservación del medio ambiente. Este año, el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC) de la ONU publicará su quinto informe, desarrollado por los mayores expertos del mundo en esta materia. El informe se centrará en el impacto socioeconómico del calentamiento global y, por primera vez, dará datos sobre cómo afectará este a las diferentes regiones del mundo. El trabajo aportará un marco de referencia clave para la negociación de un nuevo tratado mundial contra el cambio climático que sustituya al de Kioto. Todos los países del mundo intentarán acercar un acuerdo en la cumbre de Lima (Perú), que se celebra en diciembre.

 

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Y escrita por Nuño Domínguez

http://esmateria.com/2014/01/01/la-ciencia-en-2014-laseres-exoesqueletos-y-bebes-con-tres-padres/

Los objetivos de la ONU contra el cambio climático tendrían resultados desastrosos, según un estudio

Un equipo internacional de investigadores propone tomar cuanto antes medidas como eliminar las subvenciones a los combustibles fósiles y aplicar una tasa por emitir CO2 que reduciría un 30% las emisiones de EEUU en una década

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Los animales de zonas polares o de alta montaña son los primeros en mostrar la gravedad de los cambios provocados por el calentamiento global / Alan D. Wilson

El 11 de diciembre de 1997, los países más desarrollados del planeta se comprometieron en la ciudad japonesa de Kioto a tomar medidas para reducir la emisión de gases de efecto invernadero. A partir de ese momento, el ritmo al que se incrementaron las emisiones provocadas por el uso de combustibles fósiles como el gas o el petróleo pasó del 1,5% al año entre 1980 y 2000 al 3% entre 2000 y 2012. Este tipo de combustibles ha continuado teniendo unas subvenciones muy superiores a las de las energías renovables y nuevas tecnologías como el fracking siguen sacando a la superficie grandes cantidades de productos que incrementan unos niveles de CO2. Estos niveles ya han llegado a niveles nunca vistos en al menos tres millones de años y el consenso científico sobre el cambio climático es total. Sin embargo, se sigue actuando de una forma contraria a la que parecería razonable frente a un problema que puede poner en peligro la civilización tal y como la conocemos.

Ahora, un amplio análisis elaborado por instituciones de todo el mundo que se publica en la revista PLoS One proporciona algunos resultados alarmantes, pero también deja entrever cierta esperanza si, por fin, la humanidad decide hacer algo. La parte negativa es que, incluso si se cumpliesen los objetivos fijados por el Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC, de sus siglas en inglés), que estima que con una emisión acumulada de hasta 1.000 millones de toneladas de carbono desde mediados del siglo XIX habría una probabilidad de más del 66% de mantenerse por debajo de los 2 grados de incremento global de las temperaturas. Los autores, sin embargo, comparando lo que sucedió en épocas pasadas con incrementos de temperatura similares y ateniéndose a algunas evidencias de los efectos actuales del calentamiento, creen que los daños serían inaceptables.

Para empezar, indican que ya con un aumento de la temperatura de 0,8% desde el inicio de la era industrial como el actual, se están observando efectos nocivos. Según los autores, liderados por James Hansen, del Instituto de la Tierra de la Universidad de Columbia, grandes olas de calor, como las de Europa en 2003, Moscú en 2010, Groenlandia en 2012 o Australia en 2013 se han hecho más frecuentes y cada vez hay más datos que las vinculan con el cambio climático. El comportamiento de los animales, más sensibles a los cambios en sus ecosistemas, es otra muestra de los efectos del calentamiento. Desde 1975, tres cuartas partes de las especies marinas han desplazado sus hábitats hacia los polos hasta 1.000 kilómetros en busca de temperaturas más bajas. Algo similar ha sucedido con las especies terrestres, que se han desplazado hasta 600 kilómetros en dirección a los polos y han buscado mayores elevaciones con una variación de hasta 400 metros.

“Si el cambio climático no se detiene, muchas especies que viven en zonas polares o de alta montaña serán expulsadas del planeta”, afirman los autores del estudio. Además, algunos estudios incluidos en los informes del IPCC sugieren que un calentamiento que supere los 1,6 grados centígrados abocaría a la extinción a entre el 10% y el 30% de las especies, una cifra que podría alcanzar a casi el 52% de ellas si se llega a los 2,9 grados.

Una atmósfera más caliente, incrementaría las precipitaciones y las grandes inundaciones. Por otro lado, las elevadas temperaturas incrementarían la evaporación que podría intensificar las sequías en algunas regiones. Esto tendría efectos como los que se observaron durante la ola de calor que afectó a Europa en 2003 y provocó más de 70.000 muertes. Solo con dos grados más que en la actualidad, hace unos 120.000 años, durante el periodo Eemiano, el nivel del mar llegó a estar 9 metros por encima del actual. Con 3 grados más como los que se alcanzaron en el Plioceno, los océanos llegaron a estar hasta 25 metros más elevados que hoy.

Los cálculos de los autores indican que si se alcanzan emisiones acumuladas de 1.000 millones de toneladas de carbono, no solo se alcanzarán los 2 grados de aumento de temperatura, sino que se llegaría a 3 o 4 grados con consecuencias desastrosas. Con esas emisiones, otros gases con efecto invernadero, como el metano o el óxido nitroso, verían incrementados sus niveles que agravarían los efectos del CO2. Además, la progresiva modificación de las zonas climáticas que provoca el calentamiento dificultarían la labor de los bosques como almacenes de dióxido de carbono y se añadirían a otros procesos que irían agravando el cambio climático.

El impacto cada vez más evidente de los cambios del clima, mucho más intenso de lo previsto y cuando aún no se ha llegado a un grado de incremento, debería hacer que la sociedad se replantee lo que considera un nivel peligroso de calentamiento, advierten los autores.

Para detener el desastre, los científicos creen que es necesario tomar medidas cuanto antes para no alejarse de los 500 millones de toneladas de carbono que ya se habían emitido en 2011. Para lograrlo, creen que es necesario, en primer lugar, eliminar las grandes subvenciones que obtienen los combustibles fósiles. Esta fuente de energía solo es barata porque, además de recibir esas subvenciones de manera directa e indirecta, no pagan los costes que cargan a la sociedad. La contaminación del aire o el agua fruto de la extracción de estos combustibles tiene unos costes que, según los autores, incluyen la muerte de un millón de personas al año, y no se tienen en cuenta a la hora de calcular su precio.

Un precio por emitir CO2

Respecto a la política básica que sería necesaria para caminar hacia una economía sin carbón, los científicos recomiendan que la emisión de CO2 tenga un precio que integre los costes que hasta ahora no se tienen en cuenta dentro de lo que los usuarios pagan por la energía. Además, los precios deberían incrementarse de una manera predecible para permitir que los ciudadanos y los negocios se adapten a las nuevas circunstancias. La propuesta de precio de los autores sería de 15 dólares por tonelada con un incremento del precio de 10 dólares por tonelada al año. Así, calculan, en diez años se podrían reducir en un 30% las emisiones de CO2 en EEUU.

Además, proponen otras medidas, como la mejora de las centrales nucleares, para poder incorporar este tipo de energía, baja en emisiones de dióxido de carbono, con mayor seguridad y eficiencia que ahora. “La mayoría de las centrales nucleares actuales tienen una tecnología de hace 50 años con reactores de agua ligera”, explican los autores. Estas plantas “utilizan menos de un 1% de la energía que contiene el combustible nuclear, dejando el combustible sin utilizar como residuos nucleares de larga duración que deberán ser almacenados durante milenios”, añaden. Los reactores del futuro pueden utilizar el 99% del combustible nuclear reduciendo al mínimo los residuos producidos.

Por si fuera poco, el artículo considera que la tasa sobre la emisión de carbono y el cambio global del sistema energético generaría una gran cantidad de puestos de trabajo ayudando a que muchos países que aún sufren dificultades económicas tras la crisis encontrasen una salida. La guerra contra el cambio climático tendría así un efecto reactivador similar al que la Segunda Guerra Mundial tuvo sobre EEUU, pero en este caso sin provocar millones de muertos.

Por último, los autores advierten de que si las soluciones frente al cambio climático siguen basándose en la fijación de objetivos nacionales para la reducción de emisiones y sistemas de comercio de derechos de emisión como los propuestos tradicionalmente, el fracaso estará “prácticamente garantizado”. El ejemplo, según ellos, es el caso de Noruega. Este país, como el resto de los países nórdicos, es uno de los más implicados en la reducción de emisiones, pero solo en parte. La búsqueda de la eficiencia energética o de fomentar que sus industrias produzcan menos CO2 no les ha impedido aprobar, a través de la compañía estatal Statoil, un plan para ampliar sus perforaciones en búsqueda de petróleo en el Ártico.

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Y escrita por Daniel Mediavilla

http://esmateria.com/2013/12/03/los-objetivos-de-la-onu-contra-el-cambio-climatico-tendrian-resultados-desastrosos-segun-un-estudio/

Los océanos ocultan el cambio climático

Un estudio muestra que los mares han multiplicado la velocidad a la que absorbe el calor del planeta en los últimos 60 años

Islas de Raja Ampat, en Indonesia / Hulivili
Islas de Raja Ampat, en Indonesia / Hulivili

Después de la pérdida de interés que la crisis económica supuso para el cambio climático, el último mes de septiembre, un nuevo informe de Naciones Unidas dio argumentos a los escépticos que, pese al consenso científico, consideran este problema y su origen humano un invento con poco fundamento. El Panel Intergubernamental para el Cambio Climático (IPCC) señaló que en la última década el ritmo de aumento de las temperaturas se había ralentizado. Y sin embargo, según los modelos de los científicos el calentamiento debería continuar. Ahora, tres investigadores de EEUU creen que han encontrado el lugar donde se oculta buena parte del calor que se está produciendo: el océano.

Para conocer las variaciones de temperaturas a lo largo de varios milenios, los autores del trabajo, que hoy publican sus resultados en la revista Science, tomaron muestras de los sedimentos de los mares que rodean las islas de Indonesia. Entre esos sedimentos se encuentran un tipo de organismos compuestos por una sola célula que sirven como registro natural de las temperaturas del mar cuando ellos vivían. Esta información la conservan en sus diminutas conchas. Cuanto más calientes estaban las aguas en el momento en el que se formaron, mayor porcentaje de magnesio frente al calcio se encontraba en las conchas.

Quince veces más rápido

Con esta información, los investigadores reconstruyeron las temperaturas del océano Pacífico durante los últimos 10.000 años y han descubierto que esas temperaturas se han incrementado 15 veces más rápido durante los últimos 60 años que durante otros ciclos e calentamiento natural en los cien siglos anteriores. Según el autor principal del estudio, Yair Rosenthal, de la Universidad de Rutgers, este aumento en la velocidad de absorción de calor del océano puede “dar más tiempo para afrontar el cambio climático, pero no va a servir para detenerlo”.

Como planteamiento general, el estudio enfatiza la necesidad de tener en cuenta muchos otros factores además de la temperatura atmosférica para entender los procesos climáticos. La energía acumulada en los glaciares, en el vapor de agua de la atmósfera o, como ha mostrado este estudio, en el fondo de los océanos, puede tener un impacto que es necesario tener en cuenta para entender tendencias que pueden no resultar evidentes como la ralentización del calentamiento mencionada en septiembre por el panel del IPCC.

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Y escrita por Daniel Mediavilla

http://esmateria.com/2013/10/31/los-oceanos-ocultan-el-cambio-climatico/