Hacia la Eternidad (II)

Ya os dije una vez que escribir entradas del blog es como comer cerezas: muchas veces al coger una del cuenco se enganchan un par más, y ¿quién puede resistirse a zampárselas también? Tienen tan buena pinta, y saben tan deliciosas… Lo que en principio era una sola entrada acerca del documental Into Eternity se ha convertido en una trilogía sobre la energía nuclear que, si bien con distintos títulos y bajo distintos prismas (aséptico, inquietante, poético), llega hoy a su quinta semana consecutiva. Por lo visto, mis entradas también tienden a prolongarse hacia la Eternidad… Os prometo que ésta de hoy es la última entrega de la serie, y que la Maldición de Tutankamon caiga sobre mí si miento.

Las estructuras arquitectónicas complejas más antiguas sobre la faz de la Tierra son, como ya hemos dicho, las Pirámides, con 5.000 años. El sistema de comunicación compleja, de escritura, más antiguo que nos ha llegado es el cuneiforme, de los sumerios (en el sur del actual Irak), que no es muy anterior a las tumbas de los Faraones: data de hace 6.000 años. Como vimos la semana pasada, los residuos generados en los procesos de fisión nuclear nos plantean el reto de preservar una estructura de contención y la información relativa a la misma (para las señales de advertencia) durante 100.000 años: un tiempo veinte veces mayor. ¿Lo conseguirán en Finlandia? ¿Lo conseguiremos en el resto de países? Son preguntas de difícil respuesta, porque estos intervalos de tiempo tan grandes en comparación con nuestros ciclos vitales, con la escala biológica de Tiempo, escapan a nuestra comprensión. Resulta escalofriante pensar que el Hombre de Neanderthal, uno de nuestros primos cercanos en el Árbol de la Vida, se extinguió en el sur de la Península Ibérica hace unos 25.000 años… justo el tiempo que tiene que pasar antes de que se pueda vivir de nuevo de forma segura en la zona de Chernobyl.

Uno de los efectos del fuego invisible en los alrededores de la central ucraniana accidentada fue el nacimiento de niños con deformaciones, pero en este momento no quiero hablar de las mutaciones perjudiciales causadas por la radiación; me gustaría elucubrar sobre la hipotética posibilidad de que, gracias a determinadas mutaciones beneficiosas, nuestra especie pudiera precisamente evitar las radiaciones dañinas. En otras palabras, ¿sería posible que en el Futuro remoto desarrolláramos un nuevo sentido que nos permitiera detectar la radiactividad? Esto no es del todo imposible; al fin y al cabo, y según he oído, las cucarachas tienen un metabolismo que las hace casi inmunes a la radiación… Pero en el caso de los humanos, y suponiendo que sólo actuase la Evolución de forma natural, un cambio tan radical en nuestros sentidos requeriría muchos, muchos años. La escala evolutiva de Tiempo, al igual que la escala geológica, está cuatro o cinco órdenes de magnitud por encima de la biológica: mientras que una vida en particular dura unos 100 años, tenemos que hablar de unos pocos millones de años para que cambie apreciablemente la fisonomía de un paisaje, o el aspecto externo de una especie animal o vegetal.

En La Máquina del Tiempo de H.G. Wells el protagonista viaja al año 802.701 de la era cristiana (aunque supongo que para entonces ya nadie se acuerda de Jesús de Nazaret) y descubre que la raza humana ha evolucionado en dos ambientes distintos, dando lugar a dos especies completamente diferentes, los Morlocks y los Eloi. Que esto pueda ocurrir en ese intervalo de tiempo es plausible, pero me parece que desarrollar un sexto sentido para la radiación cuesta bastante más que hacer crecer a los Morlocks el pelo de brazos y piernas o volver sus ojos más sensibles a la oscuridad. Aceptemos, por tanto, que nos llevaría varios millones de años conseguirlo… Esto, sin duda, es demasiado tiempo. El convertirnos en seres con un contador Geiger incorporado, por así decir, nos permitiría huir a tiempo del peligro y contrarrestar en parte los efectos nocivos de las pruebas y accidentes nucleares del último siglo (la duración de una vida, por cierto), efectos que están ahí para quedarse durante al menos 100.000 años (son las terribles consecuencias de querer hacer las cosas demasiado rápido, de aplicar los descubrimientos científicos antes de pensar detenidamente en las implicaciones). Por consiguiente, lo ideal para nosotros sería que pudiéramos evolucionar en los próximos 100.000 años, para que la nueva habilidad nos resultase útil cuanto antes… Tal vez sería posible si le echáramos una manita a la Evolución natural usando técnicas de ingeniería genética que aceleraran el proceso. ¿Quién sabe? Como ya comentamos hace unas semanas, alcanzar objetivos como éste parece cosa de magia, pero a lo mejor dentro de un tiempo se inventa una tecnología lo suficientemente avanzada como para conseguirlo.

En la entrega de hoy os he estado hablando de genética, y en la anterior os hablé de lo difícil que es preservar información a lo largo de intervalos grandes de tiempo… Para terminar, quiero compartir con vosotros un razonamiento que combina ambos conceptos. Si lo pensáis detenidamente, el método de almacenamiento de información más duradero que conocemos por ahora no se debe a nosotros pero está dentro de nosotros (y de las demás especies): es el del ADN, que contiene la información necesaria para generar un ser vivo y para que éste lleve a cabo sus funciones correctamente. Por medio de la mitosis y meiosis y de la reproducción sexual y asexual el ADN hace millones de copias de seguridad de esta información, una en cada célula de cada individuo, lo cual ha permitido la preservación de la misma desde que apareció la primera Vida sobre la Tierra hace 3.500 millones de años.

Este “libro de instrucciones” de las distintas especies no es estático, sino que se ha ido modificando y diversificando desde entonces, pero supongo que el de las bacterias o protozoos actuales más similares a los seres primigenios se ha mantenido casi intacto a lo largo de todo este tiempo. Resulta, por tanto, bastante humillante contemplar a través de un microscopio a unos simpáticos microorganismos, que se retuercen y se pasean despreocupados por su gotita de agua, y pensar que la Naturaleza ha sido capaz de preservar la estructura anatómica de esa especie y la información relativa a ella durante 3.500 millones de años, mientras los Homo Sapiens nos estamos rompiendo los cuernos para intentar sobrepasar los 100.000 (es decir, 0,1 millones) en los que los residuos radiactivos son peligrosos. Una vez más se hace patente que todo es relativo, que cualquier cantidad puede ser grande o pequeña dependiendo de con qué se la compare… Los cien mil años, que antes nos parecían una Eternidad, de repente se nos antojan pequeños, diminutos, en la escala Cosmológica de Tiempo; son menos que un instante comparados con los latidos del Universo.

Hacia la Eternidad (I)

Hace tres semanas, en la primera parte de esta trilogía sobre la energía nuclear, hablamos de lo que conocemos acerca de ella en el Presente, y en la segunda parte resumimos los buenos y malos usos que le hemos dado en el Pasado y los peligros que conlleva. Hoy viajaremos a un Futuro muy, muy lejano y veremos que, incluso gestionándolas de manera totalmente eficiente, las centrales nucleares comportan problemas a largo plazo que también hay que tener en cuenta… pero antes de dar este salto hacia el Futuro remoto, vayamos un par de pasos atrás para coger carrerilla. La estructura más antigua construida por el hombre y aún en pie son las Pirámides de Egipto, de hace cinco mil años. Para asegurar la vida eterna del Faraón era necesario preservar su cuerpo (mediante el proceso de momificación) y su lugar de enterramiento lo mejor posible. Las cámaras funerarias eran de muy difícil acceso una vez sellada la Pirámide, para evitar el saqueo por parte de ladrones más adelante. Es conocida la siguiente anécdota acerca de la tumba del Faraón Tutankamon, descubierta intacta a finales de 1922 por el egiptólogo Howard Carter: al parecer el contenido se había preservado tan bien que Carter pudo fotografiar, al entrar por primera vez, unas flores secas de miles de años de antigüedad que se desintegraron casi al instante.

 

 

Hablemos ahora de otro tipo de desintegración. Los productos resultantes de las reacciones de fisión de una central nuclear no son estables, sino que siguen transformándose en otros tipos de átomos, en secuencias de reacciones secundarias que se conocen como series de desintegración radiactiva. Es decir, que después de extraer la mayor parte de la energía de una barra de combustible, ésta sigue activa y emitiendo diversos tipos de radiaciones (alfa, beta, gamma o de neutrones). En una muestra de átomos inestables no podemos predecir cuándo va a cambiar cada uno de ellos en particular, dando lugar a una emisión; podría transcurrir tan sólo un instante o un intervalo de tiempo enorme… Se comportan un poco como las palomitas de maíz en una sartén: si tenemos un número grande de ellas, habrá algunas que no exploten prácticamente nunca. Por tanto, una muestra radiactiva nunca llega a ser del todo segura, pero sí podemos estimar cuándo se han transformado la mitad de sus átomos, o el noventa por ciento, o el noventa y nueve. Haciendo uso de estas estimaciones, se calcula que los residuos radiactivos de una central siguen siendo peligrosos durante unos cien mil años (Como podéis ver, comparados con esta cifra, los cinco mil años de las Pirámides no son más que un suspiro). Durante todo este tiempo hay que evitar que la radiación afecte a cualquier forma de vida animal o vegetal; por eso los residuos son como una patata caliente de la que todo el mundo quiere deshacerse. El fuego invisible del que hablábamos hace poco es, además, un fuego casi eterno.

 

 

Hay distintas categorías de lugares de almacenamiento para residuos nucleares, y todas ellas se basan en la idea de que si las radiaciones rompen sólo moléculas de agua o de roca no son peligrosas. Muchas centrales nucleares, entre ellas las españolas, guardan por ahora sus propios residuos dentro de piscinas de agua controladas. Otra posible opción es lo que se conoce como Almacén Temporal Centralizado, o ATC, que puede albergar residuos de alta actividad de manera segura. Sin embargo, la táctica de poner tierra (o agua) de por medio, que en principio parece sencilla, se convierte en una ardua tarea si buscamos la certeza de que esto será así por un largo periodo de tiempo. Tanto las piscinas como los ATC requieren mantenimiento, y pueden garantizar el aislamiento de los residuos durante tal vez cien años, pero hay que tener en cuenta que a largo plazo siempre ocurren cambios, y a muy distintos niveles, en la fisonomía de los lugares: es necesario prever la posibilidad de guerras, terremotos u otros desastres naturales. Se necesitan por tanto estructuras que alberguen los residuos durante decenas de miles de años: son los Almacenes Geológicos Profundos, o AGPs, excavados en las entrañas de la Tierra. Al ser éste un problema del que se ha tomado conciencia muy recientemente, hay muy pocos AGPs en el mundo, y su grado de efectividad previsto es variable. Por ejemplo, en los Estados Unidos hubo una propuesta para utilizar el enclave de Yucca Mountain, en Nevada, pero el gobierno de Obama la ha desestimado. Yo me centraré aquí en el caso más notable y más prometedor, que es el de Onkalo, actualmente en construcción y periodo de pruebas.

Hace unos años los finlandeses acordaron hacerse responsables de sus desechos radiactivos y enterrarlos en su propio suelo. Después de considerar distintos puntos del país, decidieron construir el AGP en un área próxima a las centrales nucleares de Olkiluoto, a unos doscientos kilómetros de Helsinki. Al proyecto, llevado a cabo por una empresa también finlandesa, se le ha dado el nombre de Onkalo, que significa “Lugar oculto” o “Cueva”, y consiste en perforar en la roca un túnel de acceso hasta casi medio kilómetro de profundidad, excavando entonces una gran cantidad de pasillos en horizontal donde se depositarán los residuos que se vayan produciendo en Finlandia, en distintos contenedores de boro, cobre y arcilla que actuarán como barreras protectoras. Está previsto que la fase de almacenamiento comience en 2020 y que dure hasta el 2100, fecha en que se procederá a sellar los pasillos y a rellenar el túnel de acceso con hormigón. El depósito está diseñado para no precisar mantenimiento y, como decíamos antes, tiene que durar cien mil años: el equivalente a tres mil generaciones de hombres y mujeres. Para que os hagáis una idea de la magnitud de la cifra, os recuerdo que el Homo Sapiens, nuestra especie propiamente dicha a partir de la evolución del habla, tiene una antigüedad igual a dos veces este intervalo de tiempo. Los análisis geológicos de la zona indican que Onkalo debería permanecer estable durante la totalidad de dicho intervalo, ya que el lecho de granito en el que se encuentra no tiene fallas ni volcanes cerca y lleva dos millones de años inalterado, con una alta probabilidad de seguir así.

 

 

Pero no se trata sólo de evitar que los residuos vuelvan a la superficie, hay que impedir además que los hombres bajen a las profundidades del depósito… En el magnífico documental Into Eternity, de Michael Madsen, que en realidad fue la semilla inicial de las entradas de las últimas cuatro semanas, se habla de los residuos nucleares y también del problema de la comunicación con el Futuro distante. Finlandia podría sufrir movimientos migratorios masivos originados por conflictos bélicos, o por un cambio climático (se estima que dentro de sesenta mil años podría comenzar una nueva era glacial)… ¿Qué pasa si mucho más adelante vuelve a la zona el mismo pueblo que la abandonó, que con el tiempo ha olvidado Onkalo, o un pueblo distinto? ¿Y si excavando en busca de minerales liberan accidentalmente la fuente de radiactividad, y si avivan la llama invisible que ardía oculta en las sombras? ¿Hay que avisarles para que no se acerquen, para que den media vuelta? ¿Qué tipo de marcadores, de señales de peligro, es el más adecuado?

Frente a este problema, se manejan tres enfoques diferentes. El primero consiste simplemente en informar de la naturaleza y situación del AGP. Por ejemplo, y saltando el océano por un instante, el método de alerta que se baraja para cuando se clausure el Waste Isolation Pilot Plant, una planta de almacenamiento de Nuevo Méjico, podría constar de varios perímetros concéntricos con altas columnas de granito, y en el centro de éstos, justo por encima del depósito radiactivo, una habitación sin techo hecha de losas también de granito. Tanto en las columnas como en las losas se planea incluir, grabados en la piedra, información y mensajes de advertencia en los seis lenguajes oficiales de las Naciones Unidas (inglés, español, ruso, francés, chino y árabe) y en la lengua nativa de Nuevo Méjico, el navajo, dejando espacio para otras traducciones a las lenguas de uso común en el Futuro e incluyéndose también distintos pictogramas explicativos.

¿Y qué pasa si el depósito se redescubre en un Futuro muy, muy lejano en el que ya no se recuerda ninguna de las lenguas utilizadas en su señalización? Un segundo enfoque encaminado a evitar la profanación de Onkalo, que puede usarse en combinación con el anterior, consiste en apelar a una parte más primitiva, más instintiva, del cerebro de los intrusos, con elementos que induzcan un cierto temor o desasosiego. Las propuestas oscilan entre incluir una representación del Grito de Munch hasta una inmensa escultura en forma de paisaje de espinas rodeando la zona. Hay otro viaje al Futuro lejano, el narrado por Herbert George Wells en La Máquina del Tiempo, en el que aparece una edificación que también alberga un gran peligro y que combina dos elementos perturbadores muy similares a los citados: se trata de la guarida de los Morlocks, en cuyo techo hay una escultura con forma de cabeza de esfinge, a cuyos lados aparecen una serie de grandes pinchos que suben y bajan por medio de un mecanismo oculto.

 

 

Volviendo de nuevo a Egipto, la leyenda de la Maldición de Tutankamon se generó cuando en los meses siguientes al descubrimiento de su tumba en 1922 empezaron a morir algunas de las personas implicadas en el mismo, incluyendo a Lord Carnarvon, que había financiado la búsqueda, y a Sir Douglas Reid, que radiografió la momia del Faraón. Aunque muchos autores niegan que hubiese ninguna advertencia por escrito, otros aseguran que Howard Carter encontró en la antecámara de la tumba un fragmento de arcilla con la siguiente inscripción: “La Muerte golpeará a quien ose turbar el reposo del Faraón”. Teniendo en cuenta que en los doce años siguientes sólo murieron ocho de las cincuenta y ocho personas presentes en la apertura de la tumba y del sarcófago, y que tanto Carter como el médico que dirigió la autopsia de Tutankamon murieron de viejos muchos años después, es fácil comprender que la Maldición del Faraón no fue más que una exageración de la prensa sensacionalista de la época… Sin embargo, está científicamente demostrado que la amenaza de la radiación emitida por los residuos nucleares es bien real.

Aunque las Pirámides del Antiguo Egipto intentaban alcanzar la mayor altura posible y los Almacenes Geológicos Profundos se construyen cavando bien hondo hacia las profundidades de la Tierra, estoy viendo que hay bastantes semejanzas entre ellos: ambos se construyen para perdurar en el Tiempo, para transportar su contenido en un viaje hacia la Eternidad; y pasados los milenios, cuando el conocimiento sobre ellos se ha emborronado con el olvido, no se sabe a ciencia cierta si encerrarán algo bueno (un tesoro) o algo malo (una maldición, ya sea de tipo espiritual o radiactivo). Ante la duda, los hombres del Futuro podrían creer que las advertencias sobre supuestas maldiciones están ahí sólo para despistar, que lo que realmente hay dentro es algo muy valioso, o bien un lugar de enterramiento que les permitirá aumentar su conocimiento sobre el Pasado. En este caso, toda señalización tendría un efecto totalmente contrario al deseado, ya que no haría sino llamar más la atención sobre el AGP. Es aquí donde entra el tercero de los posibles enfoques de los que hablábamos: esta opción consiste en no señalizar Onkalo en absoluto, olvidarse de él, y, de hecho, durante las primeras generaciones, hacer un esfuerzo consciente y activo por acordarse de olvidarlo, evitando toda referencia al depósito en medios escritos o cualesquiera otros que pudieran perdurar en el Tiempo. De esta forma, Onkalo, como su propio nombre indica, se convertiría de verdad en un lugar oculto, no sólo a los ojos sino también a las mentes; se convertiría, con un poco de suerte, en un lugar secreto, en un pozo invisible para un fuego invisible, por el resto de la Eternidad.

Cinco Minutos para la Medianoche (II)

En la primera parte de esta entrada relatamos los acontecimientos más importantes del siglo XX en relación con los usos militares de la energía nuclear y la carrera armamentística entre los USA y la URSS. Hablemos ahora de los usos civiles (y civilizados) de los isótopos radiactivos de alta o baja intensidad. Dejando de lado las auténticas locuras que se hicieron en los años treinta y cuarenta, cuando aún no se comprendían bien (o no se querían comprender) los efectos de la radiactividad, los avances en Física Nuclear nos han proporcionado un gran número de aplicaciones muy útiles en investigación, medicina e industria: Radiografías, TACs, contrastes, radioterapia, control de espesores, eliminación de electricidad estática, trazadores, detectores de humo, radioluminiscencia, esterilización de instrumental, irradiación de alimentos, esterilización de plagas, datación por carbono 14…

A partir de los años 70 las reacciones de fisión se han usado de manera controlada como fuente de energía para producir electricidad en las centrales nucleares. El que la reacción en cadena (de la que hablábamos la semana pasada) no se convierta en una explosión se logra haciendo que sólo uno de los neutrones liberados en la fisión de un núcleo dé lugar a una nueva fisión. Ésta es una aplicación sumamente importante: actualmente las centrales nucleares proporcionan el 6% de la energía y el 13% de la electricidad mundiales. Hay unos 440 reactores en marcha en 30 países (USA, Francia y Japón son líderes en este campo), más otros 180 usados para propulsar buques, portaaviones o submarinos. Se están construyendo unos 70 reactores más, 30 de ellos en China, aunque después del desastre de Fukushima ha habido un replanteamiento de la situación a nivel mundial y algunos países como Alemania o Italia han decidido prescindir de la energía nuclear.

Aunque las centrales son caras de construir, la nuclear es una energía sostenible y además reduce las emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera. Sería una fuente de energía limpia y segura si todo se hiciera correctamente, pero accidentes como el de Chernobyl en 1986 o el de Fukushima en 2011 nos demuestran que siempre puede haber imprevistos, bien por negligencia humana o bien por catástrofes naturales. El número de víctimas en accidentes por unidad de energía producida es menor en el caso nuclear que en el de los combustibles fósiles o la energía hidroeléctrica, pero seguramente esta estadística no ha descontado la gran cantidad de energía y tiempo que hay que emplear para solucionar los accidentes nucleares y para el adecuado almacenamiento de los residuos radiactivos.

Por tanto, ¿estoy a favor o en contra de la fisión para producir energía? Creo que la clave está en tomar las decisiones políticas adecuadas y alcanzar el punto justo de equilibrio, considerando detenidamente tanto los pros como los contras de las distintas opciones, sin dejarse llevar por criterios partidistas, cortoplacistas o exclusivamente económicos. El llegar a convivir en armonía con la energía nuclear pasa, entre otras cosas, por reducir nuestra dependencia energética (en general) por la vía del Decrecimiento, limitar el número de centrales, construirlas en lugares sin actividad sísmica y gastar todo el dinero que haga falta en su adecuado mantenimiento y en medidas de seguridad.

¿Y qué pasa con la fusión? Los procesos de fusión nuclear controlada serían mucho mejores como fuente de energía, porque no harían falta materiales radiactivos peligrosos como uranio o plutonio, sino que bastaría con hidrógeno, un elemento presente por todas partes a nuestro alrededor, y además los productos de la reacción serían núcleos estables de helio no radiactivo. Sin embargo, las altas temperaturas requeridas para la fusión hacen esto inviable con los medios de los que disponemos; por ahora la llamada fusión fría es cosa de ciencia ficción, y no se espera conseguirla antes del año 2050.

Recordemos la primera parte de la entrada y pasemos a la segunda gran pregunta de hoy: ¿Estoy a favor o en contra de los usos bélicos de la fisión y la fusión? Totalmente en contra, por supuesto. Todos esos dirigentes políticos del siglo XX que hicieron caso a los militares antes que a los científicos no entendían que un gran poder conlleva una gran responsabilidad; el problema no está en la energía nuclear en sí, sino en el uso que nosotros hacemos de ella… La verdadera arma de destrucción masiva somos nosotros. Aunque éste no es un tema como para tomárselo a broma, con el tiempo he aprendido a dejar de preocuparme al respecto. Tengo fe en que los líderes políticos sabrán reconocer los errores del pasado y en que no llegará la sangre al río; al fin y al cabo, estoy seguro de que los coreanos del norte también aman a sus hijos como el resto de la gente, y eso para mí ya es garantía suficiente. Sin embargo, siempre queda un pequeño margen para la duda… ¿Y si ese dios perverso y bromista del que hablaba la semana pasada lanzase sus dados de nuevo y alguno de los líderes mundiales pulsara el botón rojo?

Volvamos, para ir concluyendo, al Reloj del Juicio Final: desde su creación en 1947, la manecilla de los minutos se ha ido moviendo cada cierto tiempo hacia delante o hacia atrás, en función de los acontecimientos recientes a nivel mundial, incluyendo también en los últimos años los efectos del cambio climático. En el peor momento hemos estado a dos minutos de las doce y en el mejor a diecisiete; actualmente estamos a cinco minutos de la medianoche. Si algún día el Reloj marca las doce en punto, habrá empezado la Tercera Guerra Mundial, que seguramente será la última guerra que se produzca en mucho, mucho tiempo… En otra ocasión seguiremos hablando de ello; baste por ahora decir que fueron dos bombas atómicas las que pusieron fin a la Segunda Guerra Mundial porque Japón no tenía armamento nuclear con el que responder. Si se inicia la Tercera Guerra Mundial, serán también los misiles nucleares los que le pongan fin, pero en este caso es posible que no quede nadie para recordarlo después.

Cinco Minutos para la Medianoche (I)

La semana anterior nombramos de pasada al matrimonio Curie y a Albert Einstein, que junto con otros científicos contribuyeron, a finales del siglo XIX y principios del XX, a estudiar el fenómeno de la radiactividad y establecer las bases de la Física Nuclear. En toda rama de la Ciencia se comienza siempre por la investigación básica, es decir, se piensa sobre el asunto, se hacen hipótesis y se intenta entender cómo funciona el proceso en cuestión. El siguiente paso consiste en comprobar dichas hipótesis y, una vez comprobadas, encontrarle a estos conocimientos aplicaciones prácticas que nos sean de utilidad, que hagan nuestra vida más fácil. El problema está en que el primer empujón para el desarrollo tecnológico en un determinado campo casi siempre está relacionado con las aplicaciones militares, o lo que es lo mismo, el dinero lo ponen personas que quieren hacer su vida más fácil mediante la destrucción de la vida de los demás.

El descubrimiento del neutrón por Chadwick en 1932 permitió la radiactividad inducida y aceleró la investigación nuclear, pero fue durante la Segunda Guerra Mundial cuando esta disciplina dio un paso de gigante con el Proyecto Manhattan, dirigido por Robert Oppenheimer y Enrico Fermi y llevado a cabo en distintas sedes, entre ellas la de Los Álamos, en Nuevo Méjico. Esta tarea de investigación y desarrollo permitió comprender las reacciones nucleares de fisión de distintos isótopos del uranio y el plutonio. Antes de proseguir, expliquemos brevemente que la fisión de un núcleo pesado inestable se produce cuando éste se divide en dos núcleos más ligeros, aparte de otras partículas más pequeñas. Por ejemplo, un núcleo de uranio 235 que recibe un impacto de un neutrón no muy rápido puede escindirse en dos núcleos, de kriptón y bario, liberando en el proceso tres neutrones rápidos y una gran cantidad de energía. Esta energía aparece porque, como dijimos en la entrada anterior, la masa final de todos los productos ha disminuido un poco con respecto a la inicial, a pesar de que no han cambiado ni el número total de protones ni el de neutrones. La clave del asunto está en que si se consigue ralentizar los neutrones emitidos para que produzcan a su vez nuevas fisiones, se puede alcanzar una reacción en cadena que libera una cantidad ya no grande sino enorme de energía.

 

 

Tras muchos cálculos y muchas pruebas de laboratorio, no exentas de accidentes a veces mortales, la primera detonación de un ingenio nuclear, con el nombre clave de Trinity, tuvo lugar el 16 de julio de 1945 cerca de Socorro, Nuevo Méjico (Muy apropiado, el nombre). La bomba, conocida como The Gadget (El Cacharro), tenía un mecanismo de implosión y usaba plutonio como combustible. Las dos siguientes bombas atómicas han sido las únicas utilizadas en combate en toda la Historia, y pusieron fin a la Segunda Guerra Mundial. Little Boy, parte de cuyos componentes fueron llevados a Japón por el infortunado USS Indianapolis, explotó sobre Hiroshima el 6 de agosto de 1945. Del uranio usado como combustible (del tamaño de una pelota de tenis, como decíamos la semana pasada) se convirtieron en energía tan sólo entre 600 y 860 miligramos, que bastaron para matar, bien al instante o bien en los meses siguientes, a unas cien mil personas, aunque la cifra varía dependiendo de la fuente. La segunda, Fat Man, una bomba de plutonio con un diseño similar a The Gadget, estaba destinada a caer sobre Kokura tres días después, pero la espesa nubosidad hizo que se cambiara de objetivo en el último momento y se lanzara sobre Nagasaki (Cuando leí esto me vino a la mente la imagen de un dios perverso jugando a los dados). Se activó a quinientos metros de altitud, como Little Boy, y debido a la mala visibilidad no dio de lleno en el blanco, matando “sólo” a unas cincuenta mil personas. Después de esto, Japón firmó la rendición.

Tras la Segunda Guerra Mundial, la mayor parte de la comunidad científica, horrorizada, trata de hacer comprender a los líderes políticos y al público en general los peligros de las armas nucleares, pero aun así continúan los ensayos en suelo americano, muchos de ellos en Nevada. Los soviéticos hacen su primera prueba en 1949, iniciando así la carrera armamentística nuclear y la Guerra Fría entre los Estados Unidos y la Unión Soviética. En el Boletín de Científicos Atómicos nace la idea del Reloj del Juicio Final como metáfora de la proximidad del holocausto nuclear, representado por la medianoche. Incluso el propio Robert Oppenheimer utiliza su posición para intentar frenar la escalada armamentística, llegando a hacerse molesto hasta el punto de que en 1954 se le retira su acceso a proyectos de alta seguridad. Después de un largo y tenso debate, los Estados Unidos deciden fabricar una bomba basada en la fusión nuclear, siendo seguidos meses después por los soviéticos.

 

 

Detengámonos un poco a explicar qué es la fusión: es un tipo de reacción nuclear que consiste en la unión de dos núcleos en uno de mayor tamaño. En algunos casos de fusión de isótopos ligeros la masa final es menor que la inicial, y por tanto también se libera energía; el problema es que para vencer la repulsión eléctrica entre los protones cargados positivamente, para conseguir acercar los dos núcleos lo suficiente como para que actúen los enlaces nucleares fuertes, hay que someter las muestras a temperaturas muy altas que hagan vibrar los átomos a una gran velocidad. Un ejemplo es el del deuterio y el tritio, dos isótopos del hidrógeno, que cuando logran acercarse lo suficiente se fusionan en un núcleo de helio, mucho más estable, emitiéndose también un neutrón y mucha energía. Esto es precisamente lo que ocurre en el interior del Sol, un reactor de fusión gigante que nos proporciona la gran mayoría de la energía que usamos en la Tierra; bien de forma directa, como energía solar, o indirecta, siendo absorbida en la fotosíntesis por las plantas que después dan lugar (junto con los animales que se las comen) a los combustibles fósiles de los que dependemos ahora mismo. Por tanto, una bomba de fusión es como una pequeña estrella que nace y vive por unos instantes aquí, en la superficie terrestre, y es mucho más potente que las de fisión.

La década de los cincuenta, época de gran tensión entre los USA y la URSS, comienza con la detonación de los primeros ingenios termonucleares basados en la fusión del hidrógeno, llevada a cabo por los Estados Unidos en distintos atolones del Pacífico. Ivy Mike, el dispositivo termonuclear de deuterio líquido probado en 1952, no podía ser utilizado como arma debido a su gran tamaño; el dudoso honor de ser la primera bomba de hidrógeno propiamente dicha probada en la Historia corresponde a Castle Bravo, en 1954, que con una energía liberada de quince megatones constituye el record absoluto de los Estados Unidos, aunque no llega ni a un tercio de la energía del artefacto más potente jamás detonado, la Bomba Zar.

 

 

A principios de los sesenta las dos potencias firman un tratado que prohíbe las pruebas nucleares atmosféricas, aunque se siguen realizando muchos ensayos con bombas bajo tierra o bajo el agua. Francia y China comienzan sus propias pruebas a finales de la década. En los setenta se firman algunos acuerdos, pero no surten el suficiente efecto, y además India prueba su primera bomba. Con la retirada de los atletas olímpicos estadounidenses en Moscú en 1980 y la llegada de Ronald Reagan al poder, la Guerra Fría está más tensa que nunca, y el diálogo entre las dos potencias es prácticamente nulo. A finales de los ochenta, gracias a la política de Mijaíl Gorbachov y a la caída del Muro de Berlín, la situación se relaja y tanto Estados Unidos como Rusia reducen bastante sus arsenales. Con el cambio de milenio, el número de cabezas nucleares continúa en descenso pero se siguen realizando pruebas, por ejemplo en Pakistán, y corren rumores de que Irán también quiere desarrollar armamento nuclear. Además, en los últimos años, a este problema se le suma el del cambio climático, que también amenaza con destruir la civilización occidental tal y como la conocemos, pero de esto ya hablaremos más adelante… En total, y a día de hoy, se han hecho unas dos mil pruebas nucleares en toda la Historia, en una docena de puntos del planeta. Desde 1998, que sepamos, sólo Corea del Norte ha detonado tres artefactos, el último de ellos el pasado febrero.

La entrada me ha quedado bastante larga, así que al final he preferido “fisionarla” en dos para que podáis asimilar bien todos los datos, que como veis son bastante escalofriantes… No es buena una dosis tan alta de radiactividad en tan poco tiempo. La semana que viene os hablaré de los usos pacíficos de los isótopos radiactivos y de las ventajas y desventajas de las centrales nucleares, y responderé a la pregunta de si estoy a favor o en contra de éstas. También volveré a hablar, en las conclusiones, del Reloj del Juicio Final, y os diré si creo que sus manecillas llegarán a señalar alguna vez la medianoche.

El Fuego Invisible

Uno de los objetivos principales de los alquimistas en la Edad Media era el de encontrar la Piedra Filosofal, una sustancia presuntamente en forma de polvo rojo que permitía transformar en oro otros metales como el plomo. No fue hasta varios siglos después, en torno al año 1900, que empezaron a comprenderse los procesos por los cuales un elemento de la tabla periódica se transforma en otro distinto. Empecemos la entrada de hoy explicando la diferencia entre una reacción química y una reacción nuclear. En las primeras, partimos de unas sustancias iniciales cuyas moléculas se combinan y se reorganizan, formando moléculas de distinto tipo con propiedades diferentes; es decir, los átomos que había antes y los que hay después son exactamente los mismos en tipo y cantidad, pero ahora están unidos de distinta forma. En una reacción nuclear, sin embargo, los cambios se producen en el interior de los propios átomos, y afectan a los protones y neutrones del núcleo, no a los electrones de la corteza, que son los que mantienen unidos los distintos átomos de una molécula. Al cambiar el número de protones o neutrones, por transformarse o ser emitidos algunos de ellos, cambia también el tipo de átomo. Por tanto, y resumiendo, en una reacción química se produce un cambio de unos tipos de molécula a otros, mientras que en una reacción nuclear hay un cambio de un tipo de átomo a otro, lo que se conoce con el nombre de transmutación.

 

 

En las reacciones químicas los enlaces involucrados (rompiéndose algunos de ellos y formándose otros) son de tipo electromagnético (covalente, iónico, metálico…), mientras que en las nucleares los que se reorganizan son los enlaces nucleares fuertes, responsables entre otras cosas de compensar la repulsión eléctrica entre los distintos protones del núcleo. La cantidad de energía encerrada en los enlaces fuertes del núcleo es, por término medio, un millón de veces mayor que la contenida en los enlaces covalentes entre átomos: por eso es mucho más difícil provocar el inicio de una reacción nuclear, y por eso la cantidad de energía que puedes sacar de ella una vez iniciada también es mucho más grande. Para haceros una idea, basta con imaginar un pequeño montón de madera al que se le prende fuego, dando lugar a una reacción química de combustión, y ahora comparar la energía liberada en la hoguera con la de las bombas de Hiroshima o Nagasaki: la cantidad de combustible que se utilizó en ellas para la reacción nuclear de fisión ronda el tamaño de una pelota de tenis.

¿De dónde sale toda esta energía liberada en algunas reacciones nucleares? Mientras que en una reacción química la masa total de las sustancias iniciales (los reactivos) es prácticamente la misma que la de las sustancias finales (los productos), en las reacciones nucleares se aprecia un pequeño cambio en la masa total: a veces aumenta ligeramente (cuando comunicamos energía a los reactivos) y otras veces disminuye (cuando la reacción libera energía). Lo que ocurre en este segundo caso es que la masa perdida al reorganizarse los enlaces nucleares se transforma en la energía liberada. ¿Y cuál es la fórmula que relaciona esta pequeña variación de masa y la gran cantidad de energía emitida? Pues ni más ni menos que E=mc², la famosa ecuación de la equivalencia masa-energía propuesta por Albert Einstein en su teoría de la Relatividad Especial de 1905. En esta expresión, c es la velocidad de la luz en el vacío, que incluso sin elevar al cuadrado tiene un valor muy, muy grande: esto explica que salga tanta energía de tan poca masa.

 

 

De los isótopos de la tabla periódica que producen reacciones nucleares se suele decir que son radiactivos; este nombre se debe a que el radio fue uno de los primeros elementos con estas características que fue descubierto, concretamente por Marie y Pierre Curie en 1898. Tanto en los procesos de desintegración radiactiva como en los de fisión y fusión, de los que hablaremos más adelante, se suelen emitir distintos tipos de partículas y radiaciones que pueden afectar seriamente a la salud, así que conviene que hablemos un poco de ellos. Las principales son las partículas alfa, compuestas por dos protones y dos neutrones, las partículas beta, que son electrones muy rápidos, y los rayos gamma, radiación electromagnética de muy alta energía. Las partículas alfa son muy ionizantes, porque en su camino después de ser emitidas pueden romper muchos enlaces de otras moléculas (hasta 10.000) antes de perder velocidad; en el lado positivo, estas partículas son inofensivas si nos mantenemos a distancia prudencial de la fuente radiactiva, porque tienen un alcance de tan sólo unos centímetros en el aire. Las partículas beta son menos ionizantes (pueden romper del orden de 100 moléculas hasta ralentizarse) pero tienen un alcance mayor que las alfa. En cuanto a la radiación gamma, cada fotón rompe sólo una molécula, pero su alcance en el aire es muy superior, con lo que en grandes cantidades esta radiación es peligrosa incluso a distancia.

¿Dónde radica para nosotros el peligro de una fuente radiactiva de intensidad media? Si las moléculas que se rompen por acción de las partículas emitidas no pertenecen a seres vivos, en principio no hay problema; incluso si la radiación deteriora las moléculas de la membrana o del fluido interior en una de nuestras células, las consecuencias a largo plazo no son muy importantes… La cosa ya cambia si los enlaces covalentes rotos pertenecen a un tipo muy particular de moléculas gigantes: las cadenas de ADN que codifican en cada una de nuestras células la información que nos caracteriza como seres vivos únicos e irrepetibles. En este caso el daño producido por la radiación podría amplificarse no sólo porque estas cadenas dirigen los procesos biológicos de las células, sino también debido a su capacidad para autoreplicarse. Una célula con una cadena defectuosa podría no funcionar correctamente en algunos aspectos y, lo que es peor, daría lugar a otras células defectuosas si se divide por mitosis, lo cual puede pasar un día después de producirse el daño, un mes después, diez años después, o nunca. En lo relativo a los efectos de la radiación, por tanto, las probabilidades juegan un papel muy importante. Cuando las células defectuosas se reproducen sin control y a gran velocidad pueden llegar a formar lo que llamamos un tumor: en este caso la exposición a la radiación ha dado lugar a un cáncer. En niños y jóvenes en edad de crecimiento, cuyas células necesitan duplicarse más a menudo, hay que extremar las precauciones ya que el riesgo de aparición de tumores es mayor… y no digamos ya en el caso de no natos, que pueden presentar terribles malformaciones si sus células reciben la radiación mientras se están desarrollando en el útero materno.

 

 

El peligro inherente a la radiación se reduce, lógicamente, alejándose de la fuente emisora… pero esto a veces no es tan fácil como parece: no todos los escenarios de interacción con la radiactividad incluyen una muestra bien localizada dentro de un grueso contenedor de plomo que se pueda cerrar para evitar el riesgo. A veces los átomos emisores nos rodean por todas partes sin que podamos detectarlos (a no ser, claro, que dispongamos de un contador Geiger): por ejemplo, después de la explosión de una bomba atómica o de un accidente en una central nuclear, la zona circundante podría estar llena de motas de polvo radiactivas que, a pesar de ser apenas perceptibles a la vista, contendrían millones de átomos emisores de partículas alfa o beta, o de radiación gamma. Si inhalamos estas motas de polvo con el aire que respiramos o las ingerimos con el agua o la comida, podrían instalarse en el interior de nuestro organismo, rompiendo enlaces moleculares y produciendo daños de manera continua.

Sólo en casos muy concretos de altas dosis de radiación, a una distancia corta de una fuente muy intensa, los efectos son bien visibles y aparecen a corto plazo; es lo que se conoce como Síndrome de Radiación Aguda: quemaduras en la piel, caída del pelo, náuseas, vómitos, diarreas, fallo masivo de los órganos… Pero uno de los aspectos más inquietantes de la radiación es que, como hemos dicho antes, en la mayoría de ocasiones no podemos detectarla hasta que ya es demasiado tarde, no hay ninguna señal de alerta que nos prevenga del peligro. Una llama producida por una reacción química de combustión emite luz que nuestros ojos pueden ver y calor que nuestra piel puede sentir, pero no tenemos mecanismos naturales para detectar las partículas alfa o los rayos gamma, nada que nos diga que debemos apartar la mano o salir corriendo para huir de este fuego invisible.

Vemos pues que la Ciencia es una herramienta muy poderosa para aumentar nuestro Conocimiento de lo que nos rodea y también para controlarlo, al menos en parte. ¿Qué cara habrían puesto los alquimistas del Medievo si hubieran podido comprobar que la Física Nuclear permite transmutar unos elementos en otros? ¿Acaso no les habría fascinado ver cómo en las centrales nucleares se utilizan estas reacciones para producir ingentes cantidades de un fuego invisible que podemos utilizar en nuestro provecho? Esto me recuerda aquella célebre cita del escritor de ciencia ficción Arthur C. Clarke: “Toda tecnología lo suficientemente avanzada es indistinguible de la magia”… La próxima semana hablaremos de la magia negra, es decir, de cómo la Ciencia y la tecnología se han usado muchas veces para la destrucción; y de cómo un gramo de masa convertido por entero en energía mató una vez a más de cien mil personas.

Simple Pleasures (II)

La semana pasada retrocedimos al Japón de hace mil años para hablar de Sei Shonagon, de su trabajo en la corte, de sus libros de poemas y de las cosas que hacían latir su corazón más deprisa. Al margen de su trabajo y de sus obras, Shonagon tuvo al parecer dos hijos de dos matrimonios distintos, además de numerosos amantes. Después de todas estas experiencias, tras la muerte de la Emperatriz Consorte, permaneció aún unos años más en la corte y posteriormente se ordenó religiosa budista, manteniéndose gracias a las limosnas en los alrededores de la capital y viviendo errante hasta el fin de sus días.

Remontémonos hoy aún más atrás en el Tiempo, al Nepal y a la India de hace dos milenios y medio, donde según las crónicas el príncipe Siddharta Gautama, tras vagar seis años en busca del Sentido de la Vida, alcanzó finalmente el Nirvana sentado bajo un árbol, convirtiéndose en el Buda (el Despierto). Después de su despertar, la primera enseñanza a sus discípulos fueron las Cuatro Nobles Verdades, que contienen casi todas las ideas importantes del budismo:

-Toda existencia conlleva sufrimiento. El sufrimiento está siempre presente: el nacimiento, la enfermedad, la vejez o la muerte suponen sufrimiento; incluso la felicidad no llega a ser nunca completa del todo. Al sufrimiento se le designa en lengua Pali con la palabra Dukkha, que se puede traducir también como dolor, tristeza, insatisfacción, imperfección o insustancialidad.

-La causa del sufrimiento es el deseo. El origen de todo dolor se halla en pasiones humanas como el odio, el anhelo (el deseo hacia lo que no se tiene) o el apego (el miedo a perder lo que se tiene), y en la ignorancia acerca de la interdependencia de las cosas y su fugacidad en el Mundo. Para el deseo se emplea en Pali el término Tanha, llamándosele también el anhelo, la sed o el ansia.

-El sufrimiento puede ser vencido extinguiendo el deseo. Cada cual debe embarcarse en un estudio para conocer y comprobar las causas de su propio sufrimiento, y después eliminarlas, vaciándose de todo deseo y alcanzando así la sabiduría.

-El camino que lleva al cese del sufrimiento, permitiéndonos alcanzar el despertar, el Nirvana, es lo que se conoce como el Noble Sendero Óctuple: Comprensión correcta, Pensamiento correcto, Palabra correcta, Acción correcta, Ocupación correcta, Esfuerzo correcto, Atención correcta y Concentración correcta.

 

 

 

Según los estudiosos de esta religión, las cuatro afirmaciones anteriores vienen a ser el equivalente a un procedimiento médico, pero para curar en este caso una enfermedad del espíritu: el síntoma es el sufrimiento, el diagnóstico es el deseo, el pronóstico de recuperación es razonablemente bueno y la prescripción o receta consiste en seguir el Noble Sendero Óctuple. Aunque yo personalmente no estoy muy familiarizado con esta doctrina, me parecen bastante razonables la mayoría de las afirmaciones anteriores, e incluso creo que algunas de ellas ya se han comentado antes en el blog en otras palabras: sin duda el paso del Tiempo y el apego a la Belleza fugaz que nos rodea producen sufrimiento. Sin embargo, hay que hacer una puntualización: no debemos reducir nuestros deseos o aspiraciones totalmente a cero, porque eso supondría en cierto modo renunciar a la Belleza del Mundo. Creo que la clave para ser feliz radica en encontrar el punto justo de equilibrio entre el hedonismo y el ascetismo, entre la búsqueda continua de nuevos placeres y la supresión de placeres tan básicos como hacer tres comidas al día. Se trata de conformarse con los placeres sencillos de la vida, de los que ya estuvimos hablando la semana pasada.

Pero ¿cómo se define lo que es exactamente un placer sencillo? Yo soy un hombre de placeres realmente simples, más habituales y fáciles de conseguir que algunos otros de los que habla la gente por la Red: no siempre es sencillo encontrar nieve virgen para pasear por ella mientras un sol de luz tibia y roja se pone por detrás de los abetos; y no todos los días es el cumpleaños de un amigo, ni hay tiempo de sobra para preparar una fiesta sorpresa, y jugar al escondite o romper una piñata llena de caramelos; y a mí me parece sencillo disfrutar de un buen desayuno con ricos croissants y café con leche, pero no es tan sencillo que te los traiga a la cama tu preciosa novia que te ama con locura, en el piso de arriba de tu lujosa casa de campo… Este concepto equivocado de lo que son los pequeños placeres de la vida presupone que hace falta suerte o esfuerzo para conseguirlos, que hay que ir a buscarlos en lugar de dejar que vengan a ti, en cuyo caso dejan de ser sencillos, ¿no? Ya sé, ya sé que todo esto es bastante confuso, pero nadie dijo que la búsqueda de la Felicidad fuera algo fácil.

 

 

En este tema juegan un papel muy importante las expectativas previas. La misma película puede gustarte más o menos dependiendo de lo que te hayan comentado de ella antes: si te han dicho que es un asco, puedes salir contento del cine, pensando que no está tan mal; y si te han dicho que es una obra maestra puedes acabar decepcionado con lo que has visto. O si hablamos de salud, las expectativas de un paciente previas a un tratamiento o intervención médica influyen en su nivel de satisfacción final. Cuando tus expectativas no se cumplen, no eres feliz; o, en la terminología que hemos usado arriba, no obtener lo que deseas te produce sufrimiento. El problema está en que, como ya comentamos brevemente en anteriores entregas, nuestro entorno, la presión social, la publicidad y determinadas películas o programas de televisión nos hacen generar unas expectativas demasiado altas acerca de lo que podemos esperar de la vida.

La diferencia entre las expectativas generadas y la capacidad para hacerlas realidad es lo que se conoce como expectation gap, que se podría traducir como brecha (o desfase) de expectativas. La clave está en hacer que esta brecha no sea muy grande, en no desear lo que no se puede conseguir. No se trata de conformarnos con lo que tenemos aunque sea poco, ni de reducir nuestras expectativas al mínimo, sino de llevarlas a unos niveles razonables, de tener unos objetivos vitales realistas. Y para esto, primero hemos de conocer bien nuestras propias habilidades y capacidades con el fin de poner nuestras expectativas sólo un poco por encima, como estímulo para intentar superarnos día a día. En definitiva, somos más felices cuando las expectativas son parecidas a los logros, cuando lo que deseamos no es mucho más de lo que ya tenemos: es siempre cuestión de mantener un equilibrio.

 

 

Hablando de equilibrios… recuerdo que hace ya tiempo encontramos un buen ejemplo de cómo apreciar la Belleza, un caso a medio camino entre los de Henri-Marie Beyle y Ricky Fitts… Es verdad que uno de los síntomas del Síndrome de Stendhal es el ritmo cardíaco acelerado, pero no hace falta llegar a ese extremo para disfrutar de la Belleza del Mundo: basta con recordar que el mayor deseo de Amélie Poulain a los seis años era que su papá la cogiera en brazos de vez en cuando, y que por eso lo que le hacía latir el corazón más deprisa era el contacto físico excepcional que tenía con él durante el examen médico mensual… Sin duda, Amélie es un buen ejemplo a seguir: cuando seas capaz, como ella, de hacer que el Mundo sea hermoso a tus ojos día tras día, de encontrar Belleza en cualquier detalle cotidiano, entonces tendrás el Mundo en tus manos.