De lo que hablarán las ciencias en el 2011

POR GEORGE SIMONS

1.      Identidad virtual

Con la Web 1.0, el usuario era sólo receptor de la información; con la Web 2.0 el usuario puede interactuar, con lo que se convertirá en receptor de información, pero también en creador de información; ejemplo de ello son los wikis, gracias a los cuales todos son potenciales autores de la red.

Ahora, con la tecnología de Web 3.0 se busca que el usuario tenga una identidad en la red, de manera que se realicen búsquedas más precisas e inteligentes, e interacciones diversas como la 3D; todo ello consumiendo menos recursos de redes.

De acuerdo con Cisco System, el principal proveedor de redes de Internet a nivel mundial, en el 2011 se cuadruplicará el tráfico IP, es decir, llegará a un mínimo de ocho exabytes anuales, lo que requeriría implementar el nuevo sistema Web 3.0.

En la actualidad, compañías como Google y Microsoft trabajan en proyectos que ampliarían la interoperabilidad entre los sistemas informáticos y añadirían metadatos semánticos y ontológicos a la World Wide Web (www). Otro posible camino para la Web 3.0 en el 2011 es el desarrollo de tecnología 3D, la cual perfecciona el Web 3D Consortium. Esto implicaría transformar la Web en una serie de espacios 3D, y llevar más lejos el concepto propuesto por el sitio Second Life.

2.      Adiós, malaria

Según el periodista científico Alun Anderson, gracias al esfuerzo conjunto de la Malaria Eradication Research Agenda (malERA) –grupo de científicos que investigan diversas herramientas para erradicar esta bacteria– y de la Malaria Elimination Group –organización que asesora a países en la implementación de estrategias para mitigar y prevenir el contagio de esta epidemia–, la malaria podría ser erradicada en el mundo en el 2011. Entre ambas instituciones aplicarán un conjunto de estrategias que van desde la distribución gratuita de repelentes, vacunas y terapias hasta la implementación de puestos de salud. Esto se llevaría a cabo sistemáticamente siguiendo las rutas geográficas de transmisión de la enfermedad en diversos países. De esa manera, se podrá mitigar el contagio hasta desaparecerlo.

La importancia de eliminar la malaria estriba en la cantidad de víctimas que mueren a causa de ella anualmente. Trasmitida subrepticiamente por picaduras de mosquitos, entre 400 a 900 millones se ven infectados cada año, y mueren entre dos y tres millones anualmente, lo que supone un aproximado de una muerte cada 15 segundos, según el científico Pedro Alonso, codirector del Centro de Investigación en Salud de Manhiça (Mozambique).

3.      Para mirar lo invisible

El 2011 quedará operativo el telescopio más potente del mundo en el observatorio IceCube en el Polo Sur, a cargo de la Universidad de Wisconsin-Madison. A diferencia de los telescopios tradicionales que registran la luz de estrellas distantes, éste busca registrar las partículas subatómicas conocidas como neutrinos. Los neutrinos no tienen carga eléctrica y sólo tienen interacciones débiles, pueden viajar distancias muy largas sin que los absorba la materia o los rechacen los campos magnéticos. Por tanto, podrían proporcionar nueva información sobre objetos y eventos astrofísicos tan antiguos como el universo.

Construido a una profundidad entre los 1,450 y 2,450 metros en el hielo antártico, está compuesto por millares de sensores ópticos (fotomultiplicadores). Éstos son desplegados en “cuerdas” de sesenta módulos cada una dentro de hoyos fundidos en el hielo por medio de un taladro de agua caliente. Solamente bajo tales condiciones de aislamiento y temperatura podrían captarse y reproducirse los neutrinos.

Específicamente este experimento busca comprobar la teoría de las supercuerdas, la cual supondría, además, develar la naturaleza de la materia negra, hipotéticamente asociada a estas partículas subatómicas.

4.      Llévame a la luna

En el 2011, el turismo espacial dará su primer paso gracias a la compañía Virgin Galactic, propiedad del británico multimillonario Richard Branson (columnista de Semana Económica). De acuerdo con The Economist, la Spaceship Company entregará a Virgin Galactic la primera serie de naves espaciales para vuelos turísticos al espacio en el 2011. Es más, la compañía inauguró en octubre pasado el primer cosmódromo comercial, Spaceport America, en el estado de Nuevo México, en EEUU, destinado a los lanzamientos de las naves espaciales comerciales.

De acuerdo con Virgin Galactic, el boleto para viajar hasta la órbita a bordo del SpaceShip Two costará US$200,000. El itinerario incluye la estadía de tres días en el lujoso hotel diseñado por el famoso arquitecto Norman Foster, ubicado en el mismo  cosmódromo. Durante esos días los futuros tripulantes del vuelo espacial pasarán por previos análisis médicos, entrenamientos con simuladores y charlas informativas. El viaje durará 150 minutos e incluirá cinco minutos de vuelo en estado de ingravidez. Virgin Galactic ha otorgado la venta exclusiva de sus boletos en el Perú a la agencia de viajes Rosario Flórez. Ya son 12 los peruanos que han reservado sus boletos.

5.      Reivindicación de la química.

Los investigadores Ferenc Krausz y Louisa Gouliamaki, del instituto alemán Max Planck, llevarán a cabo experimentos en el avistamiento de fenómenos químicos a niveles subatómicos, donde se podrá observar los electrones de valencia. Éstos, que se encuentran en los mayores niveles de energía del átomo, son los responsables de la interacción entre átomos. Esta interacción dura apenas attosegundos. Imagínese: un attosegundo es la trillonésima parte de un segundo.

Los experimentos realizados suponen pulsos ultrarrápidos de láser que duran varios miles de attosegundos, los cuales eyectan un electrón de valencia de un átomo simple, para luego inyectar otro electrón por medio de otro láser ultrarrápido en el espacio que el anterior dejó libre. Por medio de la variación en el tiempo entre uno y otro se calcula cómo cambia la función de onda de los electrones de valencia, lo cual equivaldría a saber el recorrido de esa partícula.

En el 2011 comenzarán a probar con estructuras atómicas más complejas como la del ozono, compuesta por dos átomos. Éste sería el primer paso para el estudio detallado de procesos químicos, como la fotosíntesis. En opinión del periodista científico Jan Piotrowski, de conducirse exitosamente estos experimentos, la química recobraría una preponderancia igual a la que tienen hoy en día la biología o la física.

6.      Burbuja Neonatal

En próximo año, comenzará a comercializarse la Burbuja Artificial Neonatal (BAN), cuyo objetivo es mejorar la atención de los neonatos. BAN es la primera patente de la sección de electricidad-electrónica de la Pontificia Universidad Católica del Perú otorgada por EEUU. Si bien en el Perú existen ya incubadoras, éstas son máquinas costosas y delicadas que no llegan a hospitales de provincias ni a postas médicas. En el desarrollo del proyecto, los investigadores Bruno Castillón y Eduardo Ajito cayeron en la cuenta de que no podían imitar las tecnologías conocidas, sino que debían crear una nueva tecnología que se ajustara a los requerimientos locales. Así, nace el concepto de Burbuja Neonatal, con lo que se logran ventajas competitivas significativas a nivel internacional respecto de las incubadoras convencionales en ambientes no climatizados.

La patente BAN está compuesta básicamente por dos subsistemas: el circuito cerrado de aire temperado y el circuito ventilatorio continuo. Éstos consiguen conjuntamente una propagación uniforme del calor, una mayor duración de los filtros bacterianos, menor ruido sonoro en el habitáculo que contiene al recién nacido, además de una reproducción de sonidos que mejoran el bienestar de los neonatos. Cuenta con un mezclador de aire y oxígeno integrado al sistema que supone un menor consumo de oxígeno; así, pues, se logra una menor probabilidad de contaminación entre recién nacidos. Con esto la nueva tecnología peruana superará las tradicionales incubadoras y sobrepasará los estándares internacionales.

7.      Conociendo los genes de plantas y animales

El primer centro de genoma funcional nacional comenzará a operar en el 2011 en la Universidad Peruana Cayetano Heredia en Lima. Se trata, pues, de un centro de investigaciones a nivel de posgrado, especializado en biotecnología de animales y plantas. La biotecnología ha adquirido mayor importancia internacional, en la actualidad, por su potencial para el desarrollo económico industrial, agrario, pesquero y minero, y por el incremento de la seguridad alimentaria y nutricional; así como también es importante en el sector salud.

Esta plataforma biotecnológica desarrollada por la Dra. Patricia Herrera Velit junto con los doctores José Espinoza Babilón y Luis Destéfano Beltrán ganó el status Cátedra Concytec gracias a las investigaciones sobre los genes de la alpaca y la maca. El Dr. José Espinoza Babilón explica que la novedad consiste “en los microarreglos (muestras en láminas de silicio) de ADN, que permiten buscar genes que codifican las proteínas que dan las propiedades energizantes de la maca y los genes asociados a los rasgos de productividad de fibra de la alpaca”. A lo largo del próximo año, este proyecto permitirá identificar los genes funcionales de otros tantos recursos de la biodiversidad peruana de gran importancia económica.

8.      Para un agua mejor

En el 2011 comenzarán a comercializarse filtros de nanopartículas desarrollados por los doctores Abel Gutarra, Walter Estrada, Juan Rodríguez y Hugo Alarcón, fruto de sus investigaciones para mejorar la calidad del agua. Ello tendrá un gran impacto social en el Perú, puesto que en las zonas rurales del país el 37% de la población no tiene agua potable y el 60% no cuenta con servicio de sanidad.

“Se conoce desde hace mucho tiempo que si se pone en contacto a la plata (metal) con algunas bacterias, éstas pierden su capacidad reproductiva y son eliminadas de la fuente de agua. Pero nuestro aporte es que –según nuestros experimentos– mientras más pequeña sea la partícula su acción bactericida es muchas veces mayor; y si además se logra una distribución adecuada dentro de la matriz nanoporosa de la arcilla, obtendríamos filtros de muy alto rendimiento”, enfatiza el Dr. Gutarra. En efecto, el grupo de investigación peruano ha logrado fabricar nanopartículas de óxidos de plata, hierro y zinc que se usan en filtros de arcilla, que debido a su estructura de nanoporos, y tras un proceso térmico, pueden incorporar las nanopartículas en su estructura interna y generar una portentosa propiedad bactericida.

Los cálculos preliminares del proyecto indican que podrían desarrollarse filtros con nanopartículas con precios de S/.20 aproximadamente.

9.      Un elemento más al CHON

Recientemente el Servicio Geológico de Estados Unidos y el Instituto de Astrobiología de la NASA han descubierto un microorganismo, el GFAJ-1, bacteria de la familia de las Halomonadaceae que se encuentra en el alcalino y supersalado lago Mono, en California, cuya sorprendente cualidad estriba en ser capaz de utilizar el arsénico, en vez del fósforo, para crecer y vivir.

Los elementos más comunes entre los organismos vivos son cuatro: carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno (CHON). Si bien la bacteria puede prescindir del fósforo para vivir, también puede utilizarlo, lo cual ha puesto en cuestión la validez del experimento. Sin embargo, ello no quita que una nueva rama en el árbol de la vida sea posible; si bien no con un origen independiente, el GFAJ-1 puede ser un indicador de organismos incluso más raros.

De acuerdo con Jorge Heraud, director del Instituto de Radioastronomía del Perú, este descubrimiento incentivará en el 2011 a buscar otras variaciones de vida en otros mundos en el universo, pues la estrategia para hacerlo es seguir los elementos químicos claves de su existencia. Después del hallazgo de la bacteria del lago Mono, a los cuatro elementos habituales habrá que sumar el arsénico, porque ya hay constancia de que al menos un microorganismo terrestre puede alimentarse y crecer a partir de él.

10.Observando la memoria

Según André A. Fenton, profesor en el Centro de Neurosciencia en la Universidad de Nueva York, en el 2011 “podríamos ver dentro de nuestro cerebro la organización física de la memoria”. Durante décadas, neurocientíficos han explorado el cerebro buscando señales concretas de cómo funciona la memoria. Encontraron, pues, evidencia de que los recuerdos se forman por el contacto de neuronas a partir de las cuales crecen ramas de neuronas intercomunicadas; a la par que otras pierden fuerza. El Dr. Fenton descubrió que una molécula en particular está siempre presente en aquellas ramas de neuronas que aparecen en la formación de una memoria: la PKMzeta. Cuando esta interconexión de PKMzeta se ve bloqueada, el recuerdo desaparece.

Según Fenton, se tienen en agenda experimentos con animales, por medio de los cuales se les enseñaría a realizar ciertas actividades, para luego comparar el cerebro del animal que los ha aprendido con aquellos cerebros que no lo han hecho. Se espera que en los primeros aparezcan interconexiones de moléculas PKMzeta que formarían la nueva memoria, mientras que en los otros no. Luego los científicos podrían mapear las neuronas y sus ramificaciones aparecidas en el momento en que el animal recuerde lo aprendido. Así, en el 2011 se podrá ver la anatomía neuronal de la memoria.