¡Felices fiestas a todos!

Sean cuales sean los ritos y creencias con los que las acompañen...

Los Cajales que no conocías

Santiago Ramón y Cajal es, sin duda, el mayor exponente de la ciencia española del siglo XIX y comienzos del XX. Su personalidad singular, pilar fundamental de su éxito en una España decadente, ha quedado perfectamente capturado en sus numerosas obras autobiográficas. En un magnífico lenguaje, nos descubre sus vivencias y opiniones.


CAJAL ESTUDIANTE REBELDE

El joven Santiago tuvo unos comienzos difíciles en sus estudios. Tras pasar su infancia de pueblo en pueblo de Aragón cada vez que su padre, médico, encontraba nuevos destinos, Cajal solicitó su entrada en los Escolapios de Jaca:

"Encargóles [mi padre a los reverendos Escolapios que vigilaran severamente mi conducta y me castigaran sin contemplaciones en cuanto me desmandara en lo más mínimo. El director dio plena satisfacción a mi padre acerca de ese punto, y para tranquilizarle nos presentó al padre Jacinto, profesor de primero de latín, que era por entonces el terrible desbravador de la comunidad y a quien, según fama, no se había resistido ningún rebelde. [..]

Merced al régimen de las farinetas y a los ayunos de castigo [..], quedé hecho un espárrago. Creo que mis entendederas, no muy despiertas, declinaron bastante. Dijérase que el engrudo de maíz se me embebió en la cabeza y ocupó el lugar de los sesos; pues según veremos luego, los buenos de los frailes se vieron negros para imprimir en ellos unos pocos latines."

CAJAL TERRORISTA

"Tomé un trozo de viga [...] y a fuerza de trabajo y de paciencia, labré en el eje del tronco un tubo, que alisé después todo lo posible a favor de una especie de sacatrapos envuelto en lija. Para aumentar la resistencia del cañón, lo reforcé exteriormente con alambre y cuerda embreada [...].

Engreído y satisfecho estaba con mi cañón, que encomiaron extraordinariamente los amigos: todos ardíamos en deseos de ensayarlo. [...] Decidimos izar el cañón por encima de las tapias de mi huerto y ensayarlo sobre la flamante puerta del vecino cercado, puerta que daba a cierto callejón angosto, bordeado de altas tapias y apenas frecuentado.

[...] El estampido resultó horrísono y ensordecedor; pero contra los vaticinios de los pesimistas, el cañón no reventó; antes bien, desempeñó honrada y dócilmente su contundente función. Un ancho boquete abierto en la puerta nueva, por el cual, airada y amenazadora, asomó poco después la cabeza del hortelano, nos reveló los efectos morales y materiales del disparo."

Ramón y Cajal, a sus 11 años, pagó la travesura con una breve estancia en la cárcel del pueblo.

CAJAL CULTURISTA

"Mi aspecto físico tenía poco del de Adonis. Ancho de espaldas, con pectorales monstruosos, mi circunferencia torácica excedía de 112 centímetros. Al andar mostraba esa inelegancia y contoneo rítmico de característicos de los Hércules de feria [...] En suma, vivía orgulloso y hasta insolente con mi ruda arquitectura de faquín, y ardía en deseos de probar mis puños en cualquiera" 

CAJAL ESCÉPTICO

"¡Qué espectáculo tan humillante para nuestra vanidad de dioses es ver cómo sabios ilustres y pensadores geniales, dotados de agudo sentido crítico, cuando de aquilatar las condiciones de un fenómeno científico se trata, aceptan tan cual irrecusables pruebas las innumerables artimañas, supercherías y sugestiones de histéricas, médiums, faquires y videntes!"

Éstas y más citas del gran científico las encontraréis en sus muy recomendables obras "Mi infancia y juventud" y "Charlas de café". Esta entrada participa en la VIII edición del Carnaval de Biología, organizada este mes por este blog.

VIII Carnaval de Biología

Tenemos el honor en, este vuestro blog, Resistencia Numantina de alojar la edición de diciembre del Carnaval de la Biología. El Carnaval de Biología es una iniciativa de varios blogs para compartir entradas divulgativas sobre el mundo de la Biología. Hasta medianoche del próximo 31 de diciembre (exactamente el momento en el que Ramón García se tome la última uva) hay tiempo para mandar una o varias entradas, que serán recogidas en la entrada de clausura del Carnaval a comienzos de Enero del año que viene.




Reglas de participación:

1. Participación libre, bien a través de un blog propio o como autor invitado en el blog de un amigo, familiar, etc o pidiéndoselo al anfitrión de turno del carnaval. 

2. Cada mes el blog anfitrión anunciará el inicio del carnaval indicando la fecha de comienzo (se recomienda que sea la misma que la del anuncio y en la segunda semana del mes) y la fecha de fin del mismo (preferiblemente a finales de cada mes).  

3. La temática será libre pudiendo ser de cualquiera de los muchos campos dentro de la biología: evolución, botánica, zoología, microbiología, bioquímica, genética, etc. Sin embargo, el anfitrión puede proponer un tema concreto sobre el que los participantes pueden escribir, dibujar, cantar, o lo que tengan pensado.  

4. Cada entrada (post) publicado deberá indicar que participa en la n-Edición del Carnaval de Biología citando y enlazando al blog organizador. Tenéis dos posibles formas de avisar, directamente al blog anfitrión o al twitter del carnaval @biocarnaval.  

El correo electrónico al que tenéis que dirigiros para avisar de vuestra participación es rnumantinablog(arroba)gmail(punto)com. El parrafito que tenéis que añadir en cada entrada participante puede ser parecido a:

"Esta entrada participa en la VIII edición del Carnaval de Biología, organizado por el blog Resistencia Numantina (@rnumantinablog)."

5. Cada organizador puede ir mejorando e innovando con nuevas propuestas y apuestas. Todo debe funcionar solo.

La temática es libre, como sabéis, pero el punto 3 de la presente convocatoria me autoriza a proponer una temática opcional. Como probablemente habréis leído, el mes pasado murió la bióloga Lynn Margulis, defensora hasta su muerte de la teoría, un tanto heterodoxa y muy probablemente falsa, de la simbiogénesis. A los valientes les propongo que rescaten a alguna otra Margulis de las que ha dado la historia de la Biología, un científico defendiendo contra toda evidencia y la comunidad científica alguna teoría, ya sea equivocándose... ¡o acertando!

Y nada, eso es todo ¡Espero vuestras participaciones!

Ediciones anteriores del Carnaval de Biología

I edición (febrero de 2011): MicroGaia

II edición (marzo de 2011): La muerte de un ácaro

III edición (abril 2011): El Pakozoico

IV edición (mayo 2011): BioUnalm

V edición (junio 2011): Feelsynapsis

1ª edición del Biocarnaval de verano (julio y agosto de 2011), coordinado por Marimarus blog y ¡Jindetrés sal!

VI edición (mayo 2011): Diario de un copépodo

VII edición (junio 2011): Curiosidades de la Microbiología

¿Aburrido y solo en tu estación espacial?

Pues aprende a jugar al baseball contigo mismo, como hace el astronauta japonés Satoshi Furukawa en la Estación Espacial Internacional. Gracias a la microgravedad de la estación, el astronauta puede lanzar la bola de modo que avance muy despacio a lo largo del laboratorio. Así, puede adelantarla, batearla, y eliminarse a sí mismo ¡Todo un "Forever alone"!

Vía Popular Science.

Personaje 4: John Scott Haldane

Tras hablar de Auguste Piccard y su determinación por viajar al límite de lo explorado para hacer sus investigaciones, hoy traigo a otro científico que se jugó la vida en numerosas ocasiones por salvar la de miles de personas: el gran fisiólogo escocés John Scott Haldane.

HÉROE DE LAS MINAS

Nos lo podemos imaginar un día de Junio de 1894, viajando en tren desde Oxford. La combinación de sus botas y casco (no muy propios de un caballero decimonónico), un maletín negro en el que se podía leer "London Fever Hospital" y los ratones enjaulados que viajaban con él, le garantizaban un viaje en solitario en su compartimento de primera clase. Haldane se preparaba así para un episodio más de su lucha contra la siniestralidad en las minas.

Las explosiones y otros siniestros eran algo muy frecuente en las minas de aquel tiempo, y mataban a más de mil personas cada año sólo en Reino Unido. Como Haldane averiguó gracias a sus frecuentes visitas, el principal riesgo para los mineros eran los gases. Los trabajadores usaban una llama como alarma: si la concentración de oxígeno en el aire bajaba de 18% la llama se apagaba, alertando a los mineros. Haldane sabía que esto no era suficiente: en muchos casos los mineros se desvanecían mientras la llama permanecía aún encendida, indicando que el nivel de oxígeno no era peligrosamente bajo.

Las autopsias señalaban a un culpable: el monóxido de carbono. Este gas es incoloro e inodoro en pequeñas concentraciones... ¿Cómo poder luchar contra tan insidioso enemigo? Como tantas veces haría a lo largo de su vida, Haldane experimentó los efectos sobre su propio cuerpo: respirando una concentración de 0.39%, tardó media hora en sufrir los efectos del gas. Con la misma concentración, un ratón o un pequeño pájaro, debido a su menor relación entre volumen y superficie, presentaban síntomas al par de minutos, para desvanecerse poco después.

Así ideó Haldane su simple, pero eficaz, sistema de seguridad para los mineros. Consistía en una jaula (imagen de la derecha) con un canario que acompañarían al minero. Si el canario se desvanecía por un escape de gas, los mineros podían abandonar el lugar antes de que el gas les afectase a ellos. La propia jaula tenía un depósito de oxígeno que permitía reanimar al canario.

LA FISIOLOGÍA DEL BUCEADOR

Tras su éxitos en el estudio de "los malos aires" en las minas, el Almirantazgo Británico se interesó por Haldane. Sus buceadores tenían problemas al ascender desde grandes profundidades y algunos habían muerto en este proceso de descompresión.

Suponiendo que la composición es la misma, un buceador que respira aire comprimido absorbe una mayor cantidad de oxígeno y nitrógeno. El oxígeno es rápidamente metabolizado, pero el nitrógeno permanece, disolviéndose en los tejidos. Cuando la presión baja muy rápidamente (por ejemplo, en una ascensión rápida a la superficie), la solubilidad del agua disminuye, formándose burbujas de nitrógeno que pueden obturar vasos sanguíneos y producir la muerte del buceador.

Haldane descubrió que una lenta ascensión a velocidad constante no resolvía el problema. Averiguó que la cantidad de nitrógeno liberado dependía, no tanto de la diferencia de presiones a las que se sometía al buceador, sino de su ratio. El peligro de descompresión era, por ejemplo, el mismo al ascender de 15 atmósferas a 5, que de 3 a 1.

Haldane calculó que no tendría que haber ningún problema de descompresión si el buceador ascendía de modo que la presión final fuese la mitad que la inicial. Tras una pausa a profundidad constante, el buceador habría eliminado el nitrógeno sobrante y estaría preparado para un nuevo tramo de subida. Basándose en este principio, Haldane elaboró las primeras tablas de descompresión, que fueron adoptadas inmediatamente por el Almirantazgo británico y son la base de todas las usadas hoy en día.

GUERRA QUÍMICA

22 de Abril de 1915, segunda batalla de Ypres. Alemania lanzó el primer gran ataque químico de la Primera Guerra Mundial. Aproximadamente 6 000 soldados aliados murieron asfixiados en un lapso de diez minutos. Haldane sospechó que el gas era cloro, aunque fue un químico canadiense, el coronel George Neishmith, la primera persona en corroborarlo. Una curiosa defensa temporal fue propuesta: se ordenó a los soldados empapar un trapo con su orina y respirar a través de él. Como era de esperar, el amonio presente en la orina precipitó el cloro de la nube, lo que permitió a dos compañías canadienses repeler el ataque alemán del día 24 de Abril.

Las propuestas que llegaban desde Londres no eran tan acertadas. Churchill insistió en la producción en masse de unas sencillas máscaras de algodón, que Haldane y muchos otros científicos tildaron de inútiles. A pesar de ello, 90 000 unidades fueron mandadas a Francia, un grave error que tuvo terribles consecuencias para los soldados que las utilizaron.

Recién regresado de Francia, donde había viajado para aconsejar en los tratamientos de los soldados afectados por el gas, Haldane se puso a trabajar en una máscara antigas eficaz. Haldane respiró en su laboratorio de Oxford diferentes concentraciones de cloro y otros gases usados por los alemanes, probando diferentes respiradores de su propia invención. Pronto desarrollaría uno lo suficientemente eficaz, un respirador que filtraba el aire a través de algodón empañado en carbonato sódico. Producidos en grandes cantidades, estos respiradores salvarían la vida de decenas de miles de soldados aliados durante la contienda.



Fuente: - Martin Goodman, "Suffer and Survive: The Extreme Life of J. S. Haldane"

Esta entrada participa en el Carnaval de Biología, que este mes organiza el blog Curiosidades de la Microbiología.

Usos pacíficos de las explosiones nucleares

Cuando pensamos en fines pacíficos de la energía nuclear, lo primero que nos viene a la mente son las centrales nucleares para producción de energía, en las que se hace uso de reacciones controladas de fisión nuclear. Aunque parezca extraño, las explosiones nucleares, esto es, reacciones incontroladas de fisión o fusión nuclear, han sido también utilizadas con fines pacíficos. Lo cierto es que un par de centenares de las más de 2000 detonaciones nucleares producidas el pasado siglo no tuvieron fines militares, habiendo sido diseñadas con objetivos científicos o ingenieriles.

1. EXPERIMENTOS CIENTÍFICOS

Las propuestas de uso pacífico de las explosiones nucleares son tan antiguas como las propias bombas. Ya en el Proyecto Manhattan, cuna de los artefactos nucleares que explotarían sobre Japón, el físico vienés Otto Robert Frisch propuso que se podría hacer uso de los neutrones producidos en las detonaciones nucleares para experimentos en física de partículas y nuclear.

Un ejemplo es la producción de elementos más pesados que el Uranio, no disponibles en la naturaleza. Su producción requiere un gran flujo de partículas (por ejemplo, neutrones) que "engorden" los núcleos naturales. 5 experimentos de este tipo se llevaron a cabo en Estados Unidos, recuperándose más de 100 veces la cantidad de $^{257}_{100}Fm$ obtenido hasta la fecha por otros métodos.

Además de replicar los experimentos de obtención de trasuránidos, la Unión Soviética utilizó bombas nucleares para estudios de geología. Un total de 39 detonaciones nucleares subterráneas sirvieron para estudiar perfiles geológicos a profundidades de hasta 200 o 300 km. Esto va mucho más allá de lo que se puede obtener con explosivos convencionales, que habitualmente no pueden explorar más allá de la discontinuidad de Mohorovičić (que marca la transición entre el manto y la corteza terrestre, a unos 35 km de profundidad).

2. INGENIERÍA.

La gran potencia de una detonación nuclear hace de éstas una muy importante herramienta en grandes obras de ingeniería. Por ejemplo, en Estados Unidos se propusieron estos métodos para ensanchar o construir un nuevo Canal de Panamá, construir un puerto artificial en Alaska, carreteras en áreas montañosas, en minería, o en la formación de depósitos subterráneos de agua, petróleo o gas.

Pese a las numerosas pruebas de concepto (como Sedan, la explosión de 104 kTon que produjo en Nevada en 1962 el mayor cráter artificial de la historia), el único proyecto que llegó a la fase de ejecución fue la de estimulación de la producción de gas natural en suelos de baja permeabilidad. Entre 1967 y 1973, cinco explosiones nucleares subterráneas produjeron un aumento considerable de la producción de gas natural en tres yacimientos diferentes (operaciones Gasbuggy, Rulison y Rio Blanco).



El correspondiente programa soviético, denominado Programa Nº7, fue mucho más extenso. Comenzó en 1965 con una explosión subterránea de 135 kTons y, aparentemente cual Fraga en Palomares, fue el ministro soviético Efrim P. Slavskly el primero en bañarse en el lago artificial resultante, demostrando así su confianza en el proyecto. Desgraciadamente, los desechos nucleares producidos no quedaron confinados, y hoy en día el lago Chagan tiene niveles de radiactividad 100 veces superiores a los normales. Otras 4 detonaciones nucleares tuvieron como objetivo la creación de depósitos de agua similares, y dos la construcción de diques.

Tres explosiones se llevaron a cabo como prueba de la construcción del canal Kama-Pechora (proyecto "Taiga"), un proyecto de trasvase de 112 km desde la cuenca ártica al Volga. La construcción de este canal, que hubiese involucrado el uso de varios centenares de bombas nucleares con una potencia total de más de 3000 kTon, sería finalmente abandonada por su alto coste.

La Unión Soviética utilizó también con éxito explosiones nucleares para formar cavidades subterráneas. En suelo salino, es un procedimiento bastante seguro que permite crear cavidades estancas: los desechos nucleares, quedan atrapados en la sal derretida en el suelo de la oquedad, evitando cualquier escape. En total, la Unión Soviética produjo 23 cavidades, aunque 6 de ellas no pudieron ser utilizadas por culpa de filtraciones de agua. En ellas, se pudo almacenar hasta 400 000 toneladas de gas natural. Otras dos explosiones nucleares (proyecto Kama) fueron utilizadas para fragmentar terreno en la construcción de depósitos subterráneos para desechos tóxicos industriales.

Se llevaron a cabo en la URSS seis proyectos de estimulación de yacimientos de gas y petróleo involucrando un total de 20 explosiones nucleares. Otras dos explosiones se utilizaron para romper una veta de apatito en la mina Kuel’por (península de Kola), usando una técnica especial que consiguió mantener los residuos nucleares confinados lejos de la veta.



Uno de los mayores éxitos del Programa Nº7 fue la extinción de incendios en pozos de extracción de gas. A finales de 1966, el campo de gas de Urtabulak (Uzbekistan) llevaba 3 años ardiendo descontroladamente, perdiendo 2 millones de metros cúbicos de gas al día. Durante ese tiempo, todo tipo de estrategias habían sido puestas en práctica para intentar su extinción, sin ningún éxito. Finalmente, las autoridades dieron luz verde a la solución nuclear. Se excavó un túnel que llegaría a unos 35 m del que estaba descontrolado, a una profundidad de 1450 m. La explosión en ese punto de una bomba nuclear de 30 kTon, fabricada especialmente para la ocasión, estranguló el túnel descontrolado, extinguiéndose el incendio 23 segundos después. El mismo procedimiento fue utilizado con éxito para extinguir otros cuatro pozos de gas, sin reportarse ninguna fuga radiactiva.

La disolución de la Unión Soviética puso fin al desarrollo de nuevos proyectos. Sin embargo, muchas de las estructuras creadas mediante el Programa Nº7 se siguen utilizando hoy en día.

3. EL ESPACIO.

El uso de armas nucleares para desviar asteroides en ruta de colisión con la Tierra se ha discutido en muchas ocasiones. Sin embargo, la aplicación más sorprendente de una deflagración nuclear en el espacio podría haber sido la de propulsar una nave espacial.

Fuente

A finales de los años 50 se empezó a estudiar seriamente esta opción. Las bombas nucleares (llamadas unidades de propulsión) irían explotando sucesivamente detrás de la nave, impulsando la placa propulsora, unida al resto de la nave por un sistema de amortiguadores. Pronto quedó claro que este tipo de propulsión tendría potencialmente un impulso específico decenas o centenares de veces mayor que los motores cohete más eficientes disponibles actualmente.

El proyecto estadounidense Orión sirvió para demostrar la viabilidad del proyecto, presentando el diseño de una nave que podría haber llegado a Saturno con un viaje de sólo 5 años de duración, todo ello con tecnología disponible a finales de los años 60 y un coste similar al proyecto Apollo. Sin embargo, la prohibición de explosiones nucleares en el espacio, firmado entre la Unión Soviética y Estados Unidos en 1963, supuso el comienzo del fin para el proyecto.

Fuentes:

USSR Nuclear Weapons Tests and Peaceful Nuclear Explosions. 1949 through 1990
M. D. Nordyke "The Soviet Program for Peaceful Uses of Nuclear Explosions" U.S. Department of Energy (2000)
Popular Science Sep 1958
"Peaceful Nuclear Explosions" World Nuclear Association
Eureka: Orión, la nave imposible

Esta entrada participa en el Carnaval de la Tecnología, que este mes organiza Eureka Blog.