La llegada de la energía solar asequible desatará una guerra comercial

La guerra comercial que se está gestando entre Estados Unidos y China empaña el que debería ser un momento triunfal para la industria fotovoltaica global: la llegada de la energía solar asequible. Tras décadas de competición y colaboración, muchos mercados de energía solar en todo el mundo han alcanzado la paridad con la red, el punto en el que generar energía solar, sin subsidios, cuesta menos que la electricidad de la red eléctrica convencional. En otras palabras, la tecnología solar está preparada para convertirse en un importante elemento para resolver la crisis energética y medioambiental de nuestro planeta.

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in embargo, el proteccionismo comercial amenaza con frenar la industria solar justo en el momento en el que está logrando nuevos niveles de interdependencia, colaboración y madurez globales.

El 18 de octubre de este año, al gobierno de Estados Unidos se le pidió que pusiera aranceles a las importaciones de células fotoeléctricas y paneles solares chinos. La justificación es que los productores con sede en China han recibido importantes subvenciones y están vendiendo productos de tecnología solar a precios bajos, lo que resulta injusto. Por lo tanto no debe sorprendernos el que algunas empresas chinas hayan pedido ahora al gobierno del país asiático que imponga aranceles a la importación de productos solares americanos, arguyendo que los productores con sede en Estados Unidos también han recibido importantes subvenciones. Así es como la producción de productos solares asequibles y competitivos se ha convertido en un tema político para los dos mayores consumidores y productores de energía del mundo.

El éxito de toda la industria solar depende no solo del éxito de un país o una empresa, sino de la competencia y colaboración globales, lo que permite mejoras en la eficiencia y reducción de costes a nivel mundial. La imposición de barreras al comercio en Estados Unidos, China o Alemania, podría causar un aumento significativo a escala global del precio de los productos solares, y por lo tanto de la electricidad con origen solar. Algo que podría erosionar el apoyo político a la industria solar en un momento crítico.

En resumen, una guerra comercial en torno a la energía solar podría destrozar décadas de innovación internacional y detener la adopción global de tecnologías solares avanzadas.

Gordon Brisner, presidente de la rama estadounidense de Solar World, una de las empresas que solicitan la creación de aranceles, ha afirmado que "la tecnología solar se inventó aquí [en Estados Unidos] y pretendemos que siga aquí". Yo estoy en completo desacuerdo. Igual que el sol es un recurso global compartido, la historia de la tecnología solar y la del desarrollo de la industria solar también han sido globales. Y debería seguir siendo así.

El efecto fotovoltaico fue observado por primera vez por un francés, Alexandre-Edmond Becquerel, en 1839. Muchos otros mejoraron las investigaciones de Becquerel, como Willoughby Smith en el Reino Unido. Diez años después, el americano Charles Fritts creó la primera célula fotovoltaica funcional. Luego, en 1887, el científico alemán Heinrich Hertz descubrió el efecto fotoeléctrico. Ese trabajo lo mejoró Albert Einstein, quien publicó un artículo sobre el efecto fotoeléctrico que acabó dándole el premio Nobel de Física y proporciono la base teórica para la compresión de la energía solar fotovoltaica.

La carrera espacial de finales del siglo XX financió extraordinarias investigaciones en torno a la energía solar fotovoltaica, mejorando exponencialmente en el laboratorio la eficiencia de las células solares de silicio cristalino. Los satélites Sputnik 3 de Rusia y Vanguard 1 de Estados Unidos -lanzados ambos en 1958- obtenían su energía de células solares. Poco después, instituciones dedicadas a la investigación de la energía solar en todo el mundo comenzaron a desarrollar diseños propios de este tipo de células para explorar los límites teóricos de la energía solar fotovoltaica. Por ejemplo, en 1985 nuestro equipo en la Escuela de Ingeniería Fotovoltaica y de Energías Renovables en la Universidad de New South Wales (UNSW, por sus siglas en inglés) en Sydney (Australia), creó la primera célula solar de silicio que rompió la barrera del 20 por ciento de eficiencia de la célula cristalina. En 1988 la célula de contacto trasero de la Universidad de Stanford (EE.UU.) consiguió una eficiencia del 22 por ciento. La siguiente gran mejora, en 1994, fue la célula PERL de la UNSW, la primera célula de silicio con un 24 por ciento de eficiencia; un diseño que hoy ostenta el récord mundial con el 25 por ciento de eficiencia.

Todos estos logros son esenciales para nuestra comprensión de la energía solar fotovoltaica. Pero no sirven de gran cosa a la humanidad si se quedan en el laboratorio. La parte más emocionante de nuestro trabajo ha sido ver cómo se comercializa la tecnología desarrollada en los laboratorios y llega al mercado.

La comercialización de la tecnología solar ha sido también global.

En 1954, Bell Labs en Estados Unidos comercializó la primera tecnología solar fotovoltaica: células solares con un 6 por ciento de eficiencia que costaban unos 250 dólares por vatio (aproximadamente 200 euros). Diez años después, Sharp Corporation de Japón produjo uno de los primeros paneles solares viables para aplicaciones terrestres. A partir de entonces, la competencia a escala global ha impulsado décadas de mejoras en la eficiencia y reducciones del coste en toda una serie de tecnologías fotovoltaicas y sectores de la industria. SunPower, con sede en Estados Unidos, fue la primera empresa que comercializó eficazmente la tecnología de contacto trasero desarrollada por la Universidad de Stanford, estableciendo varios récords mundiales en cuanto a la eficiencia de los paneles de silicio monocristalino. Suntech, con sede en China, fue la primera empresa que comercializó la tecnología PERL de la UNSW, lo que supuso un récord mundial en cuanto a la eficiencia de los paneles de silicio multicristalino.

Como consecuencia de la competencia global, el coste de un panel solar en la actualidad es de aproximadamente un dólar por vatio. Resulta fútil generalizar respecto a qué regiones han contribuido más a determinada industria, ya que hay mucho solapamiento y cualquier regla que se establezca genera decenas de excepciones importantes. Muchas empresas fabricantes con sede en Alemania han creado fantásticos equipos de alta precisión para la producción a gran escala de obleas solares, células y paneles. Muchas empresas de Estados Unidos han tenido un papel importante a la hora de bajar el precio del silicio, el ingrediente clave para la energía solar fotovoltaica, a menos de 40 dólares por kilo, el precio actual (unos 32 euros). Las empresas con sede en China, varias de las cuales han sido fundadas por antiguos alumnos míos en la UNSW, han hecho un trabajo impresionante desarrollando métodos innovadores y de bajo coste para fabricar células y paneles solares de gran calidad.

Y lo que es más importante, todas estas empresas y países dependen unos de otros para tener éxito. Juntos, representan una fuerza formidable que ha bajado paulatinamente el coste de la energía solar durante más de 30 años. Aislados, tienen relativamente poco poder.

Igual que la energía del Sol, la industria de la energía solar nos pertenece a todos. Ahora la industria tiene que estar por encima de la estrechez de miras y, con una sola voz, oponerse al proteccionismo en la industria. Debemos permanecer unidos en nuestro compromiso para hacer que la energía solar sea asequible para todos, en todas partes.

La Tierra debería tener una luna más

Un estudio de la forma en que nuestro planeta captura temporalmente asteroides sugiere que la Tierra debería tener, al menos, una luna extra en cualquier momento. El pasado 2006, el Estudio del Cielo Catalina, en Arizona, observó un misterioso cuerpo que había empezado a orbitar la Tierra. Este objeto tenía un espectro que era notablemente similar a la pintura blanca de titanio usada en las etapas de los cohetes Saturno V y, es más, se sabe que un número de etapas de cohetes orbitan al Sol cerca de la Tierra.

²Pero este objeto no era nuestro. En lugar de eso, 2006 RH120, como se bautizó, resultó ser un diminuto asteroide de apenas unos metros de diámetro - un satélite natural, como la Luna. Fue capturado por la gravedad terrestre en septiembre de 2006, y orbitó junto a nosotros hasta julio de 2007, cuando se perdió en el Sistema Solar en busca de un vecino más interesante.

006 RH120 fue el primer ejemplo fiablemente documentado de una luna temporal.

Pero debería haber muchos más ejemplos, dice Mikael Granvik y sus colegas de la Universidad de Hawái en Honolulu. Hoy, estos chicos dicen que han modelado la forma en que el sistema Tierra-Luna captura estos objetos, para comprender la frecuencia con la que que se puede esperar tener lunas adicionales y cuánto tiempo deberían estar en órbita.

La respuesta es fácil de enunciar. "En cualquier momento dado, debería haber al menos un satélite natural de la Tierra de 1 metro de diámetro orbitándonos", dicen Granvik y compañía. Estos objetos deberían permanecer ahí durante unos 10 meses y dar unas tres vueltas al planeta. Esto significa que la Tierra debería tener ahora mismo una luna de un metro de tamaño.

Esto tiene más interés aparte del académico. La NASA ha dicho repetidas veces que es interesante enviar humanos cerca de un asteroide. ¿Qué mejor que lanzarlos hacia uno que está aquí en órbita?

Encontrar un candidato adecuado, sin embargo, será complejo. Los asteroides que probablemente se conviertan en satélites temporales en un futuro cercano, serán pequeños y difíciles de observar. Es más, estarán sujetos a tantas fuerzas que tiran y empujan de ellos que predecir cuándo, y si alguna vez serán capturados, será casi imposible.

Pero una mejor monitorización podría ayudar a observarlos cuando estén aquí, lo que podría permitir que se planifique de antemano un lanzamiento. Granvik y compañía concluyen: "El potencial científico de ser capaz de caracterizar de forma remota por primera vez un meteoroide, y luego visitarlo y traerlo a la Tierra no tendría precedentes.

Nuevo estudio sobre el virus del dengue

Un nuevo estudio de ensayos clínicos nicaragüenses arroja luz sobre factores clave responsables de la severidad de las epidemias de dengue en años recientes.

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os hallazgos deberán ayudar a investigadores en el diseño de una muy necesitada vacuna contra el dengue. Transmitido por mosquitos, el virus del dengue típicamente causa una enfermedad tipo influenza que a veces desencadena una infección potencialmente mortal llamada fiebre hemorrágica del dengue. Aquí, Molly OhAinle y colegas muestran que cambios en los sistemas inmunológicos de los individuos en combinación con cambios en la genética del virus del dengue podrían ayudar a explicar por qué algunos pacientes -pese a combatir una primera infección de dengue - sucumben a la forma hemorrágica de la enfermedad cuando son infectados una segunda vez con un subgrupo del virus llamado DENV-2.

Los autores previamente llevaron a cabo dos ensayos clínicos independientes de las epidemias en Managua, Nicaragua en 2004-20005 y 2008-2009. Utilizando muestras de sangre de pacientes de los ensayos clínicos, junto con técnicas de secuenciación viral, el equipo descubrió que el estatus inmunológico de niños, incluyendo tanto la fecha como el subgrupo del virus precisos de una infección previa, junto con la composición genética específica del segundo virus infeccioso, son factores clave que pusieron a los niños en Managua bajo mayor riesgo de desarrollar severa enfermedad del dengue durante ciertas temporadas pero no otras.

Los resultados sugieren que desarrollar vacunas capaces de proteger a los individuos de todos los cuatro subgrupos del virus del dengue podrían ser más difícil que lo que se había pensado anteriormente.

El futuro de nuestro planeta

Investigadores de la Universidad de Toulouse y la Universidad de Montreal han detectado dos planetas de tamaños comparables a la Tierra orbitando alrededor de un estrella que acaba de pasar la etapa de gigante roja.

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egún han señalado los expertos, este hallazgo, que se ha publicado en 'Nature', puede arrojar nueva luz sobre la evolución de las estrellas y de los sistemas planetarios. Este sistema se encuentra cerca de la constelación de Cygnus, a una distancia de 3.900 años-luz de la Tierra. Uno de los autores del estudio, Gilles Fontaine, ha indicado que "los dos planetas, llamado KOI 55.01 y KOI 55.02, se encuentran a una corta distancia de su estrella madre" y se ha comprobado que sus núcleos son gaseosos. Por su parte, la estrella anfitriona, a la que han bautizado como KIC 05807616, consta de un núcleo expuesto de una gigante roja que ha perdido casi la totalidad de su envoltorio y, de hecho, los planetas pueden haber contribuido al aumento de la pérdida de masa que es necesaria para la formación de este tipo de estrella.

Esta situación ha llevado a los investigadores a teorizar acerca de los sistemas planetarios y la influencia que pueden tener los cuerpos en la evolución de sus estrellas madre. Durante el estudio de la estrella algunos expertos atribuyeron en un principio la pérdida de masa a las oscilaciones de la estrella, pero la presencia de los cuerpos orbitantes se convirtió, finalmente, en la única explicación plausible. Concretamente, los científicos han explicado que las variaciones observadas son los efectos conjuntos de la reflexión de la luz de la estrella sobre la superficie iluminada de los planetas y de la diferencia en la emisión térmica que se produce entre el 'día' y la 'noche' en estos cuerpos. "La situación es similar a las variaciones de brillo de la Luna dependiendo de las fases de iluminación en función de su posición en relación con el Sol y los observadores en la Tierra", apunta el estudio. Precisamente, estos cálculos sobre el brillo de la estrella sobre los planetas, ha permitido a lo expertos hayan podido determinar que los planetas que orbitan a KIC 05807616 son de un tamaño similar ala Tierra.

Lo más sobresaliente del año, en ciencia

Los hallazgos científicos en 2011 cubrieron todas las disciplinas y alcanzaron lo más lejano del universo y los más profundos misterios de la célula. Como cada año, la revista científica "Science" presentó su recuento de lo más sobresaliente del año.

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.- Guerra contra VIH. La terapia antirretroviral HPTN de Myron Cohen demostró que protegen en 96% a una pareja estable heterosexual que mantenga relaciones con una persona infectada.

2.- Exploración espacial: El regreso de la sonda espacial japonesa Hayabusa que trajo por primera vez polvo de la superficie de un asteroide.

3.- A. sediba ¿el eslabón perdido? Una nueva especie de ancestros humanos se descubrió en 2010, pero hasta este año se analizó el código genético y se encontró que muchos humanos todavía son portadores de variantes de ADN heredado de humanos arcaicos que probablemente moldeó el sistema de inmunidad del homo sapiens.

4.- Genómica. Científicos japoneses mapearon la estructura de la proteína Photosystem II, esencial en el proceso fotosintético de las plantas.

5.- Gas prístino. Astrónomos del Observatorio W.M. Keck detectaron dos nubes de gas que podrían ser remanente de la Gran Explosión en el comienzo del Universo.

Como las nubes son demasiado difusas como para formar estrellas y no muestran trazas de "metales", que es el término que emplean los astrónomos para cualquier elemento más pesado que el hidrógeno y el helio. Esa ausencia indica que esos gases nunca han estado involucrados en la formación de estrellas en los dos mil millones de años desde la explosión inicial.

6.- Microbioma. El ser humano se divide en tres grandes grupos según su flora intestinal, independientemente de la raza o tipo de dieta.

7.- Salud. Una vacuna (RTS,S) protege en gran medida a los niños africanos frente a la malaria clínica y grave. Tres dosis reducen 56% el riesgo de que los niños sufran malaria y 47% en el caso de la malaria grave.

8.- Exoplanetas. La búsqueda de Tierras u otros planetas fuera del sistema solar que expliquen con mayor detalle su formación es una tarea que ha cobrado más fuerza. Este años, más de 710 exoplanetas se descubrieron y la cuenta continúa creciendo.

9.- Innovación en materiales. Investigadores encontraron nuevas formas de adaptar el tamaño de los poros de la zeolita, familia de minerales porosos que se utilizan como catalizadores en diversas reacciones como es obtener gasolina del petróleo o fabricar detergentes. Las nuevas zoelitas son más delgadas, más baratas y eficaces.

10.- ¿Clave del envejecimiento?. Eliminar del organismo las células secescentes, aquellas que ya no se dividen, pueden retrasar la aparición de síntomas de envejecimiento como las cataratas o la debilidad muscular.

La sangre joven puede refrescar los cerebros "viejos"

Un estudio sugiere que señales químicas relacionadas con la edad y que están presentes en la sangre perjudican el crecimiento de nuevas neuronas, pero también que la sangre joven puede refrescar los cerebros viejos.

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n cliché de las historias de vampiros es que la sangre joven es preferible a la vieja; pero un nuevo estudio sugiere que puede haber algo de verdad en ello.

Un artículo publicado el jueves pasado en la revista Nature demuestra que cuando ratones jóvenes son expuestos a la sangre de ratones más viejos, sus células cerebrales se comportan más como las de los cerebros de edad avanzada y viceversa. Los investigadores que han llevado a cabo la investigación también descubrieron señales químicas en la sangre vieja que pueden reducir el crecimiento de nuevas células cerebrales, lo que sugiere que el declive de la función cerebral con la edad puede estar causado en parte por factores relacionados con la sangre más que con un fallo intrínseco de las células del cerebro.

Para llegar a este descubrimiento, los investigadores estudiaron a parejas formadas por un ratón joven y un ratón viejo que estaban, literalmente, unidos por la cadera. Usaron una técnica denominada parabiosis, en la que se une mediante cirugía a dos ratones a lo largo del lomo, lo que conduce a que desarrollen un sistema circulatorio compartido. La técnica se ha utilizado para estudiar el desarrollo del sistema circulatorio y, más recientemente, para investigar los efectos de la edad al emparejar ratones viejos con ratones jóvenes.

El autor principal, Tony Wyss-Coray, neurocientífico de la Universidad de Stanford (Estados Unidos), afirma que cinco semanas después de crear estas parejas de ratones jóvenes y viejos, "hallamos efectos sorprendentes tanto sobre los cerebros jóvenes como sobre los viejos". En los ratones jóvenes se había reducido la producción de nuevas neuronas (neurogénesis), había aumentado la inflamación del cerebro y había menos actividad en las sinapsis que conectan las neuronas.

En los ratones viejos, por el contrario, observaron un aumento de las neuronas nuevas, menos inflamación y una mayor actividad en las sinapsis. "Casi se podría definir como un efecto rejuvenecedor", sostiene Wyss-Coray.

En un experimento aparte y para comprobar si el efecto pudiera influir en el comportamiento, inyectaron plasma de ratones viejos a ratones jóvenes y viceversa y descubrieron que el plasma viejo perjudicaba la capacidad de los animales más jóvenes de realizar tareas de aprendizaje y de memoria, mientras que el plasma joven mejoró las capacidades de los ratones viejos.

Las células sanguíneas de un ratón no pueden entrar en el cerebro del otro ratón por causa de la barrera hematoencefálica, así que el equipo llegó a la conclusión de que las responsables de este efecto debían ser moléculas libres existentes en la sangre, que sí son capaces de pasar esta barrera. Al comparar más de 60 quimioquinas -los mensajeros químicos segregados por las células que circulan en la sangre- los investigadores identificaron varias asociadas con el efecto perjudicial de la sangre vieja. Al administrar uno de estas quimioquinas, la denominado CCL11, a ratones jóvenes redujeron la neurogénesis y dañaron el aprendizaje y la memoria. La CCL11 se ha estudiado por su papel en las alergias y el asma, pero no está claro cómo influye en las neuronas.

Richard Ransohoff, director del Centro de Investigación de la Neuroinflamación de la Clínica Cleveland (Estados Unidos), que no está relacionado con el estudio, afirma que la investigación es interesante en el contexto de un estudio que el año pasado relacionó la neurogénesis con el ratio de dos tipos distintos de células inmunes en la sangre. Ambos descubrimientos son "muy, muy sorprendentes", explica y sugieren que "se puede afectar al proceso de neurogénesis desde fuera del cerebro". Como las células madre que dan lugar a nuevas neuronas "viven en un microentorno y ese entorno está íntimamente ligado con los vasos sanguíneos", expone, estás células pueden verse influidas por elementos químicos que viajan a través de la sangre, incluyendo las señales del sistema inmune.

Wyss-Coray asegura que el grupo continuará investigando si factores sanguíneos específicos producen un deterioro cognitivo con la edad u ofrecen protección en cerebros jóvenes. Ransohoff también señala que dichos factores podrían ser útiles como biomarcadores para la neurogénesis y otros marcadores de la salud cerebral, puesto que la sangre es muchísimo más accesible que el cerebro.

Un estudio demuestra que la hipnosis puede provocar sinestesia

La hipnosis puede inducir episodios de sinestesia, por la que un sentido desencadena percepciones en otros sentidos, según una nueva investigación llevada a cabo por investigadores españoles, británicos e israelíes. Los resultados forman una importante contribución a nuestro entendimiento sobre las causas de la sinestesia.

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l trabajo, financiado parcialmente por una beca intraeuropea Marie Curie de la UE, aparece publicado en la revista Psychological Science.

En las personas con sinestesia, las percepciones en un sentido desencadenan experiencias en otros sentidos. En su forma más común, la sinestesia digital-color, los números y las letras tienen colores; una persona que sufra sinestesia puede ver el dígito "8" como rojo, por ejemplo. En otras palabras, algunas palabras pueden desencadenar gustos y algunas personas incluso asignan personalidades a letras, números o días de la semana.

Las causas de la sinestesia llevan tiempo siendo objeto de debate; una de las teorías más comunes afirma que las personas que la padecen tienen conexiones neuronales adicionales entre determinadas partes del cerebro. Otra teoría atribuye el fenómeno a una mayor interconexión entre diferentes regiones cerebrales.

En este estudio, los científicos sometieron a personas no sinestésicas a sugestiones posthipnóticas para inducir sinestesia digital-color. Durante el experimento, los voluntarios manifestaban experiencias similares a las manifestadas por personas afectadas por sinestesia en su vida diaria.

"Cuando voy por la calle, veo los números de las matrículas de los coches, si estos números están en la matrícula, los veo en estos colores", dijo un participante. Asimismo, los sujetos sometidos a hipnosis no fallaron una prueba que las personas sinestésicas suelen fallar. Cuando se hipnotizó a los participantes para experimentar el número siete como rojo, no eran capaces de ver un siete negro sobre un fondo rojo.

Los resultados ponen en duda la idea de que la sinestesia viene causada por conexiones adicionales en el cerebro, porque no es posible que surjan nuevas conexiones y que devengan funcionales durante la breve duración del experimento. Mientras tanto, los estudios han sugerido que la hipnosis puede aumentar el grado de intercomunicación entre diferentes regiones del cerebro.

"Nuestro estudio muestra que la hipnosis puede inducir experiencias sinestésicas en personas, lo que sugiere que no se necesitan conexiones cerebrales adicionales para experimentar interacciones intersensoriales y que es un cambio en los procesos inhibitorios (una mayor interconexión en el cerebro) el que causa estas experiencias», explica Roi Cohen Kadosh de la Universidad Ben-Gurión del Neguev, de Israel. "Esto nos acerca un paso más al entendimiento de las causas de la sinestesia y de las interacciones intercerebrales anormales."

Las bacterias anticipan cambios en su entorno y reaccionan ante ellos

Sobreviven gracias a que “adivinan” lo que va a pasar y actúan en consecuencia

Las bacterias aprenden a interpretar las señales de su entorno para prevenir acontecimientos venideros, según ha revelado una investigación llevada a cabo en la Universidad de Princeton, en Estados Unidos. El descubrimiento desafía la idea actual de que sólo los organismos con un sistema nervioso complejo pueden adaptarse a modificaciones ambientales antes de que se produzcan, es decir, pueden ser previsores. Y es que, a pesar de carecer de cerebro, la bacteria más común, la E. coli, presente en los intestinos de todos los vertebrados de sangre caliente, incluidos los humanos, ha demostrado que su vida no depende sólo de la homeostasis: estas bacterias sobreviven gracias a que "adivinan" lo que va a pasar y actúan en consecuencia. El descubrimiento ayudará a abrir nuevas vías de investigación para, entre otras cuestiones, evitar el desarrollo bacteriano de resistencia a los antibióticos. 

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nvestigadores de la Universidad de Princeton, en Estados Unidos, han demostrado por primera vez que las bacterias no sólo reaccionan a los cambios que se dan en su entorno sino que, además, los anticipan y se preparan para ellos.

Este descubrimiento desafiaría la idea actual de que sólo los organismos con un sistema nervioso complejo pueden adaptarse a modificaciones ambientales antes de que éstas se produzcan, es decir, prever lo que sucederá.

Según declaró el director de la investigación Sabed Tavaoie, en un comunicadoemitido por dicha universidad, "lo que se ha descubierto supone la primera evidencia de que las bacterias pueden utilizar las señales que perciben de su entorno para inferir a partir de ellas acontecimientos futuros". Tavaoie es profesor de biología molecular y ha trabajado en esta investigación con otros dos científicos: Ilias Tagkopoulos y Yir-Chung Liu.

Bacterias previsoras

Para el estudio, se realizaron por un lado pruebas de laboratorio que demostraron el fenómeno, y también una serie de simulaciones informáticas que explicarían de qué forma la red genética y las proteínas de especies microbianas pueden evolucionar con el paso del tiempo para generar un comportamiento tan complejo. Ambas líneas de investigación sirvieron para demostrar que redes bioquímicas simples pueden llevar a cabo sofisticadas tareas, según Tavazoie.

Los científicos explican en un artículo aparecido en Science, que el marco homeostático (de homeostasis, que es la tendencia del sistema a conservar la estabilidad interna) ha dominado en la comprensión de la fisiología celular. Sin embargo, los científicos se cuestionaron si la homeostasis podía explicar, por sí sola, las respuestas microbianas a los estímulos ambientales, por lo que decidieron investigar la capacidad de las redes intracelulares de comportarse con predicción.

De esta forma, descubrieron que la homeostasis no es todo lo que ocurre en estos organismos. Este descubrimiento, además de verter luz en algunas de las cuestiones más profundas de la biología, podría ayudar a los científicos a comprender cómo mutan las bacterias para desarrollar la resistencia a los antibióticos o para desarrollar bacterias especializadas con fines útiles, como limpiar la contaminación medioambiental.

En el caso de los antibióticos, las bacterias se vuelven resistentes a éstos gracias a su gran capacidad de adaptación, que les permite desarrollar mecanismos de resistencia que inhiben la acción de los medicamentos. Esta resistencia bacteriana constituye un grave problema para la salud pública, y obliga al desarrollo y utilización de nuevos agentes antibacterianos, más costosos y a veces más tóxicos que los empleados habitualmente.

Escherichia coli inteligente

La bacteria en cuestión investigada por los científicos de Princeton fue la Escherichia coli (E.coli), que es quizá el organismo procarionte más estudiado por el ser humano. La E. coli se encuentra generalmente en los intestinos, tanto de animales como de personas. En general, de los vertebrados de sangre caliente.

Sobre la E.coli existe una cuestión pendiente desde hace mucho tiempo: ¿cómo responden sus genes a los cambios de temperatura y de cantidad de oxígeno que se producen cuando la bacteria penetra en el intestino?

La respuesta convencional es que la bacteria reacciona a estos cambios tras sentirlos, pasando de una respiración aeróbica (el oxígeno se utiliza como oxidante para la extracción de energía de las moléculas) a una respiración anaerobia (el oxidante es una molécula inorgánica distinta del oxígeno). Este último tipo de respiración la realizan sólo algunos grupos de bacterias.

Sin embargo, si esta fuera la respuesta definitiva, el organismo estaría en desventaja durante el tiempo en que se requiere que el cambio de respiración se produzca. Por tanto, los científicos propusieron una estrategia alternativa: durante el ciclo de vida de la E. coli, el nivel de oxígeno no es lo único que cambia. Estas bacterias también experimentan un aumento continuo de la temperatura cuando penetran en la boca de un animal. ¿Podría ser que este calentamiento súbito indique a la bacteria que debía preparase para la consiguiente falta de oxígeno que le espera en el intestino?

Las bacterias aprenden

Para probar esta idea, los investigadores expusieron a una población de E. coli a diferentes cambios de temperatura y de oxígeno, y después midieron la respuesta genética en cada caso. Los resultados demostraron que un incremento en la temperatura tenía aproximadamente el mismo efecto en los genes de las bacterias que una disminución del nivel de oxígeno. De hecho, en una transición hacia una temperatura más alta, muchos de los genes esenciales para la respiración aerobia fueron prácticamente "desconectados".

Posteriormente, los científicos cultivaron la bacteria en un entorno biológico en el que los niveles de oxígeno aumentaban, y seguidamente se producía un aumento también de la temperatura. En unas cuantas generaciones, las bacterias se adaptaron parcialmente a este nuevo ritmo, y dejaron de "apagar" los genes de la respiración aeróbica cuando la temperatura subía.

Según Tavazoie, esta reprogramación indica claramente que las bacterias "aprenden" sus respuestas a base de asociar temperaturas específicas con niveles específicos de hidrógeno. ¿Cómo es posible que esto se produzca si no tienen cerebro? ¿Cómo pueden estos organismos tan simples realizar esta proeza si carecen de sistema nervioso?

Según Tavazoie, mientras que un animal más evolucionado puede aprender un nuevo comportamiento en el tiempo de una sola vida, el aprendizaje bacteriano se produce a lo largo de muchas generaciones.

Sistema informatizado

Para comprender mejor el fenómeno, los investigadores desarrollaron, por otro lado, un ecosistema microbiano virtual bautizado como "Evolución en un Entorno Variable", en el que cada microbio aparecía representado como una red de genes y proteínas interactivos. En este entorno cambiante, las bacterias virtuales conformaban una población en desarrollo y competición por recursos limitados. Es decir, como en el mundo real.

El rastreo de cientos de genes, proteínas y otros factores biológicos de esta población fue posible gracias a un trabajo de casi 18 meses, en el que colaboraron ingenieros informáticos y se utilizaron potentes ordenadores. En este mundo virtual, los microbios parecen tener más probabilidades de supervivencia si conservan la energía que gastan en comer. Para conseguirlo, deben anticipar la llegada de comida y "encender" su metabolismo justo a tiempo. Para ello, los científicos les facilitaron una serie de señales.

"Para predecir los tiempos de comida de manera exacta, los microbios deben resolver algunos problemas lógicos", señaló Tagkopoulous. Pero, al cabo de varios miles de generaciones, aparece un microbio que hace exactamente lo necesario. Esto ocurrió para cada patrón de claves relacionadas con el alimento que los investigadores probaron. Según ellos, la prueba ha significado poder comprender la manera en que los organismos tan simples como las bacterias procesan información del medio para anticipar eventos futuros.

Este descubrimiento abre nuevas vías de investigación, aseguran los científicos, que ahora planean utilizar métodos similares para estudiar cómo las bacterias intercambian genes entre sí (transferencia genética horizontal), cómo los tejidos y los órganos se desarrollan o cómo se extienden las infecciones. Para Tavaoie, lo más importante del descubrimiento es que reúne y establece conexiones profundas entre los campos de la ecología microbiana, de la evolución y del comportamiento, tradicionalmente separados.

Las bacterias en sí son organismos misteriosos. Anteriormente habíamos hablado de la extraña comunicación que se establece entre ellas, aunque estén físicamente separadas (comunicación que les permite saber cómo resistir a los antibióticos), y también de la posibilidad de descifrar su lenguaje para evitar su propagación, al menos en el caso de la bacteria del cólera.

l Mediterráneo da las gracias a la Antártida

Como cada verano, millones de turistas viajan hacia las costas de los países mediterráneos, en busca de disfrutar del Sol y de unas temperaturas cálidas. Científicos australianos afirman que la Europa mediterránea debería dar las gracias a la Antártida por estas condiciones climáticas tan favorables.

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os expertos de la University of New South Wales han llegado a esta conclusión modelando el clima terrestre y analizando cómo se comportan las corrientes oceánicas y sus efectos. Así, han constatado que las corrientes de los mares helados antárticos permiten que la famosa Corriente del Golfo dicte las condiciones meteorológicas cálidas que reinan en la mayor parte del Atlántico Norte.

El dominio climático de la Corriente del Golfo sobre Europa descansa sobre sucesos ocurridos hace unos 30 millones de años, cuando la Antártida empezó a enfriarse después de que Gondwana, el supercontinente sureño, se desmembrara.

El Dr. Matthew England y su estudiante de doctorado Willem Sijp explican que la pérdida del "puente terrestre" entre Australia y la Antártida aisló a esta última y redujo su temperatura en unos 9 grados Celsius. Una vez quedó sola en el océano del sur, se creó una potente corriente circumpolar que mantuvo separada a la Antártida de las aguas cálidas subtropicales del norte.

Esta corriente circumpolar antártica es una fuerza masiva. Fluye a un ritmo de más de 100 millones de metros cúbicos de agua por segundo y necesita ocho años para rodear por completo el continente helado. Como resultado de ello, las aguas frías de esta zona no dominan a las corrientes oceánicas globales y el clima como lo hacían hace 30 millones de años.

La Corriente del Golfo es una corriente atlántica supercaliente que mueve aguas tropicales hacia el norte, hacia Europa. Al hacerlo, libera calor hacia la atmósfera, proporcionando a los países adyacentes un clima más cálido de lo que sería de otra forma. Las naciones mediterráneas disfrutan de temperaturas más elevadas que otros lugares situados en las mismas latitudes (como Nueva York).

Las corrientes atlánticas, gracias a la presencia de la Antártida, que ha aislado sus aguas frías del resto de los océanos, continúan pues mandando en el clima europeo. Si la Antártida no se hubiera separado como lo hizo hace 30 millones de años, los habitantes del Viejo Continente no pasarían tanto calor en verano.

Una novedosa tecnología permite crear chips autorreparables

Está basada en microcápsulas de metal líquido que subsanan cualquier grieta de los circuitos integrados, de forma casi inmediata

Cuando un diminuto circuito, integrado en un chip, se rompe o falla, todo el chip, e incluso todo el dispositivo que contiene al chip, se estropea. ¿Qué pasaría si dicho circuito pudiera arreglarse solo, con tanta rapidez que ni siquiera se note que se ha roto? Científicos de la Universidad de Illinois, en Estados Unidos, han conseguido desarrollar una técnica que consigue precisamente eso: su sistema detecta cualquier rotura dentro de un circuito integrado y la repara sobre la marcha, en un intervalo de tiempo menor que el de un parpadeo. Y todo ello, sin que los usuarios se den cuenta. El avance podría ayudar a prolongar la vida de los dispositivos electrónicos y a mejorar las baterías. 

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uando un diminuto circuito, integrado en un chip, se rompe o falla, todo el chip, e incluso todo el dispositivo que contiene al chip, se estropea. ¿Qué pasaría si dicho circuito pudiera arreglarse solo, con tanta rapidez que ni siquiera se note que se ha roto?

Un equipo de investigadores de la Universidad de Illinois, en Estados Unidos, ha aplicado a sistemas eléctricos su experiencia en polímerosautorreparables, para desarrollar una tecnología que podría aumentar la vida útil de los dispositivos electrónicos y de las baterías.

En concreto, los ingenieros han desarrollado un sistema que se autorrepara y que restaura la conductividad eléctrica de un circuito roto, en menos tiempo de lo que dura un parpadeo.

Dirigidos por el ingeniero aeroespacial Scott White, y la ingeniera especializada en ciencias de los materiales, Nancy Sottos, los investigadores han publicado los detalles de su desarrollo en la revista Advanced Materials.

Simplificar los sistemas

Según declaraciones de Jaffrey Moore, otro de los autores del avance, recogidas en un comunicado de la Universidad de Illinois, esta novedosa tecnología simplificará los sistemas electrónicos.

Gracias a ella, en lugar de tener que fabricar en exceso para sustituciones o de tener que fabricar sensores de diagnóstico para controlar el funcionamiento de los circuitos, éstos se podrán reparar los problemas por sí solos, explica Moore.

A medida que los dispositivos electrónicos evolucionan para llevar a cabo tareas cada vez más sofisticadas, la densidad de los chips va en aumento.

Esta mayor densidad da lugar a muchos problemas de fiabilidad, y a fallos como los originados por las temperaturas fluctuantes derivadas de la propia operatividad o de la fatiga de los dispositivos. Cualquier problema en cualquier punto de los circuitos puede acabar con todo el aparato.

Las soluciones en estos casos, según Sottos, son muy limitadas: "hay pocas posibilidades de reparación manual. A veces no se puede acceder al interior (de los sistemas). En un circuito integrado multicapas, por ejemplo, no existen aperturas. Normalmente, para repararlo sólo queda reemplazar el chip entero. Lo mismo ocurre con las baterías: habría que destrozarlas para encontrar el origen del fallo".

Como consecuencia, la mayoría de los dispositivos electrónicos precisan ser sustituidos con cierta frecuencia, lo que da lugar a demasiados desechos electrónicos.

Cómo funciona

Para desarrollar la tecnología de autorreparación, los investigadores de Illinois crearon en primer lugar un sistema de autorreparación de materiales poliméricos, que adaptaron posteriormente a sistemas conductores.

En concreto, los científicos diseminaron pequeñas microcápsulas de un diámetro de tan solo 10 micras (una micra equivale a 0,001 milímetros) sobre un cordón de oro que funcionaba como circuito.

Cuando en este cordón se produjo una grieta, las microcápsulas se rompieron y liberaron un metal líquido contenido en su interior. Este metal se introdujo en la grieta del circuito, reparándolo y permitiendo que en él se restableciera el flujo eléctrico.

Con este método, se consiguió restablecer el 99% de la conductividad original del oro. Este porcentaje de éxito se repitió en un 90% de los casos probados, incluso usando una pequeña cantidad de microcápsulas.

Los científicos explican que estas microcápsulas sólo se abren al ser interceptadas por una grieta, por lo que la reparación se produce únicamente en el lugar que se ha roto, y no por toda la superficie del conductor.

Múltiples ventajas

La principal ventaja de esta tecnología es que no requiere de intervención humana ni de diagnósticos previos. Por esta razón, puede resultar muy útil para la reparación de dispositivos que no pueden abrirse, como las baterías.

Asimismo, también podría servir para aparatos a los que no puede accederse, como los dispositivos presentes en satélites o naves espaciales.

Por otro lado, este sistema de autorreparación es autónomo, algo que resulta fundamental en ciertas condiciones: "En una nave espacial hay miles y miles de cables de conducción. A menudo se desconoce dónde se producen los fallos. El carácter autónomo en este contexto es fantástico: el sistema sabrá lo que se ha roto y dónde, incluso aunque nosotros no lo sepamos", explica Sottos.

Según White, éste es el primer ejemplo del uso de microcápsulas reparadoras aplicadas a la conductividad. Hasta la fecha, este tipo de microcápsulas había sido utilizado para reparaciones estructurales, pero no para reparación de dispositivos electrónicos. Los resultados demuestran, por tanto, que el concepto puede ser trasladado a otros campos.

Los científicos planean ahora afinar el sistema y explorar otras posibilidades. Particularmente, están interesados en aplicar esta tecnología de autorreparación por microcápsulas a baterías, para mejorar la seguridad y duración de éstas.