investigación y ciencia 279- diciembre 1999

7/22/2019 Investigación y ciencia 279- Diciembre 1999

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INFORME ESPECIAL: INTERNET EN CASA • HEPATITIS C • EL REINO DE NEFERTARI

DICIEMBRE 1999

800 PTA. 4,81 EURO

¿Vida en Europa?



Diciembre de 1999 Número 279

SECCIONES

4

HACE...50, 100 y 150 años.

32PERFILES

Edward Teller:infamia y honor

en el Café Atómico.

34CIENCIA Y SOCIEDAD

Venido del fondo marino...¿Qué es una onda?...

Ver la luz...

Cambios en el CERN.

La conservación del legado de Nefertari Neville Agnew y Shin Maekawa

Nefertari, esposa de Ramsés II, fue sepultada parasu eterno descanso entre las más bellas pinturasmurales producidas por los artífices egipcios.Hoy día, conservacionistas internacionalesemplean los medios más avanzados en la lucha

contra la sal, la humedad y el moho, para frenarel deterioro de esta impresionante tumba.

Internetpor cable

Milo Medin y Jay Rolls

DSL: banda anchapor teléfonoGeorge T. Hawley

La más ancha

de las bandas anchasPaul W. Shumate, Jr.

Satélites: el campode batalla estratégico

Robert P. Norcross

Servicio de distribuciónmultipunto local

John Skoro

Luz al extremo

del canalP. William Bane y Stephen P. Bradley

INFORME ESPECIALEn carrera: datos de alta velocidad para los hogares

Introducción por David D. Clark

Al demandar los consumidores acceso rápido de "banda ancha"a Internet, una variedad de servicios alámbricos, inalámbricos,y por satélite, están tomando posiciones para suministrar estoscanales de datos. En este informe, representantes de cada técnicadefienden su opción, y se analiza lo que consumidorese inversionistas pueden ganar o perder en esta carrera.

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Edición española de

SECCIONES

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TALLER Y LABORATORIOReproduccionesdel universo atómico,por Shawn Carlson

82JUEGOS MATEMÁTICOS

Contorsión cónica,por Ian Stewart

84NEXOS

Una cuestión de grados,por James Burke

86LIBROS

Física del siglo XX.

91IDEAS APLICADASImpresoras láser,

por Louis A. Bloomfield

92INDICE ANUAL

El océano oculto de Europa Robert T. Pappalardo, James W. Head y Ronald Greeley

Esta luna de Júpiter, cubierta de hielo, ahoraparece, inesperadamente, el único lugar denuestro sistema solar que no sea la Tierradonde podría abundar el agua líquida. Pordebajo de su superficie agrietada y heladaexiste quizás un océano calentado por laenergía geotérmica, un lugar donde pudieradarse vida primitiva.

24 Por qué se rompen los objetos

Mark E. Eberhart

¿Por qué algunos materiales se deforman algolpearlos con un martillo, mientras que otrosse rompen en pedazos? En última instancia, larespuesta reside en los enlaces químicos entrelos átomos de la sustancia. Recientes avanceshan permitido que los investigadores empiecena predecir con precisión cómo los materialesresponden a las fuerzas de deformación. Unconocimiento que podría iniciar una nueva eraindustrial.

40 Hepatitis C Adrian M. Di Bisceglie y Bruce R. Bacon

En Occidente, varios millones de adultos sonportadores del virus de la hepatitis C, una causaimportante de la enfermedad hepática crónica,con consecuencias potencialmente mortales.La mayoría lo desconoce. Se ha progresado enel control de la difusión del virus. No basta.Por eso, los investigadores siguen luchandopara conocerlo mejor y en el desarrollo detratamientos eficaces.

46 Brotes de formación estelarCasiana Muñoz Tuñón

y Guillermo Tenorio Tagle

Estructuras de brillo intenso, los brotes,nacidos de la macroagregación de complejosmoleculares, forman sistemas de estrellas quemodifican la morfología y la evolución de lasgalaxias. En los brotes, además, hallamos lasmayores factorías de metales.



INVESTIGACION Y CIENCIA

DIRECTOR GENERAL Francisco Gracia GuillénEDICIONES José María Valderas, director ADMINISTRACIÓN Pilar Bronchal, directora PRODUCCIÓN M.a Cruz Iglesias Capón

Bernat Peso InfanteSECRETARÍA Purificación Mayoral MartínezEDITA Prensa Científica, S. A. Muntaner, 339 pral. 1.a – 08021 Barcelona (España)

Teléfono 93 414 33 44 Telefax 93 414 54 13

SCIENTIFIC AMERICAN

EDITOR IN CHIEF John RennieBOARD OF EDITORS Michelle Press, Managing Editor ; Philip M. Yam, News Editor ;Ricki L. Rusting, Senior Associate Editor ; Timothy M. Beardsley y Gary Stix, Associate Editors; W. Wayt Gibbs, Senior Writer ; Kristin Leutwyler, On-Line Editor ; Mark Alpert, Carol Ezzell, Alden M. Hayashi, Madhusree Mukerjee,George Musser, Sasha Nemecek, Sarah Simpson y Glenn Zorpette, Editors; Graham P. Collins; Marguerite Holloway, Steve Mirsky y Paul Wallich,Contributing Editors

PRODUCTION William ShermanCHAIRMAN Rolf GrisebachPRESIDENT AND CHIEF EXECUTIVE OFFICER Joachim P. Rosler

PROCEDENCIADE LAS ILUSTRACIONES

Portada: Don Dixon

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Fuente

G. AldanaNeville AgnewG. AldanaNASA /Laboratorio de Propulsión aChorro; Cynthia Phillips y MosesMilazzo (arriba); NASA (izquierda y centro); Tom Moore (derecha)NASA /Laboratorio de Propulsión aChorro; Alfred T. Kamajian (abajo,izquierda)NASA /Laboratorio de Propulsión aChorro; Cynthia Phillips (abajo,izquierda); NASA /Laboratoriode Propulsión a Chorro (arriba,izquierda); Sarah Donelson, fuente:Thomas B. McCord (arriba,derecha)Max Coon (izquierda); NASA / Laboratorio de Propulsión aChorro, Roland Wagner (derecha)NASA /Lab. de Propulsión a Chorro,Paul Geissler y Moses Milazzo(arriba); Tom Moore (abajo)Tom Moore, fuente: FrankD. Carsey y Martin J. SiegertNASA

/Lab. de Propulsión a Chorro;Cynthia Phillips (izquierda);Nicole Spaun (derecha)Matthew HolmesSlim Films (izquierda); Kudo(derecha)Chris Jones (izquierda); SlimFilms (derecha)David FiersteinSlim FilmsAP /Wide World PhotoTony Stone Images, manipulaciónfotográfica Jana BrenningYohko K. ShimizuLaurie Grace (arriba); ElizabethM. Brunt (abajo)Keith Kasnot, fuente: CharlesM. Rice

AURA/STScIObservatorio Español del Roque delos Muchachos (IAC)Cortesía de M. BalcellsObservatorio Español del Roque delos Muchachos (IAC)Casiana Muñoz Tuñóny Guillermo Tenorio TagleSlim FilmsSarah Donelson, fuente: XiaoweiYang M.I.T.Ian WorpoleSlim FilmsSarah DonelsonGeorge Musser; Daniels & Daniels; fuente: MolecularDinamicsBryan Christie

Dusan PetricicBryan Christie

COLABORADORES DE ESTE NUMERO

Asesoramiento y traducción:

José Manuel García de la Mora: La conservación del legado de Nefertari ; Mónica Murphy: El océano oculto de Europa; Néstor Herrán: Por qué se rompen los objetos; Esteban Santiago: Hepatitis C ; Luis Bou: En carrera: datos de alta velocidad para los hogares y Juegosmatemáticos; Angel Garcimartín: Internet por cable, DSL: banda ancha por teléfono, La más ancha de las bandas anchas y Perfiles; J. Vilardell: Satélites: el campo de batallaestratégico, Servicio de distribución multipunto local, Hace..., Taller y laboratorio e Ideasaplicadas; José M.ª Valderas Martínez: Nexos

Ciencia y sociedad: Juan Carlos Rodríguez Rubio: Venido del fondo marino; Juan Pedro

Campos: ¿Qué es una onda?; Luis Bou: Ver la luz; Néstor Herrán: Cambios en el CERN

Copyright © 1999 Scientific American Inc., 415 Madison Av., New York N. Y. 10017.

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Difusión

controlada



4 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 1999

...cincuenta años

SUPERNOVAS. «Está claro que las explosiones de super-

novas no son de naturaleza química, pues a las enormestemperaturas de la materia estelar todos los compuestosquímicos están disociados. Sabemos que las estrellas seabastecen de energía mediante algún sistema de reaccionestermonucleares, siendo de ellas la más plausible la delllamado ciclo del carbono, que transforma el hidrógenoen helio. Supóngase que en cierta etapa de la evoluciónde una estrella, una reacción endoenergética hiciese quela presión en su centro bajara bruscamente. El cuerpode la estrella se hundiría, casi como la techumbre de unedificio en llamas. —George Gamow»

NUEVOS TRATAMIENTOS HORMONALES. «En unos tér-minos insólitos para un clínico, Walter Bauer, de la

Facultad de Medicina de Harvard, hablando en una reuniónsobre los fármacos hormonales, saludó el descubrimientode los efectos terapéuticos de lahormona adrenocorticotrópica, oHACT, como ‘el comienzo de unanueva era en medicina’. La HACTy la cortisona han resultado espec-tacularmente eficaces para tratarla artritis y la miastenia gravis.Otros de los presentes informa-ron de buenos resultados de laHACT con el asma, la gota y eleccema. Pero investigadores de laFacultad de Medicina y Cirugíade la Universidad de Columbiahan afirmado que puede causardolores de cabeza y elevar lapresión arterial. Además, poseeunos efectos psicológicos pecu-liares, como confusión mental yviolencia.»

¿TRADUCTORA UNIVERSAL? «Si pueden construirse máquinaspara calcular, jugar al ajedrez,incluso ‘pensar’, ¿por qué nouna máquina para traducir de unidioma a otro? Expertos británi-cos están diseñando una traductora

basada en el almacenamiento oaparato de ‘memoria’ de una má-quina matemática. ‘Leído’ con unaparato de barrido fotoeléctricoel texto a traducir, la máquina buscaría las palabras enel diccionario integrado en la unidad de memoria delinstrumento y pasaría las traducciones a máquinas deescribir eléctricas.»

...cien años

CUESTIONES DE FÍSICA FUNDAMENTALES. «¿Qué esla materia? ¿Qué es la gravitación? Newton y grandesastrónomos posteriores han probado que, dentro de las

distancias planetarias, la materia atrae con una fuerzainversamente proporcional al cuadrado de la distancia.Pero, ¿dónde está la prueba de que esa ley sea válida

para distancias más cortas? Entonces, ¿qué podemosdecir acerca de la relación entre la gravitación y eltiempo? ¿Podemos suponer por un instante que per-manece inalterada la gravitación de dos cuerpos quese muevan por el espacio a grandes velocidades? Creoque no. Tampoco podemos aceptar la demostración deLaplace de que las fuerzas gravitatorias se propagueninstantáneamente a través del espacio, pues resulta fácilimaginar hechos importantes compensatorios imprevistospor Laplace.»

EL ÚLTIMO BÚFALO. «Uno de los hechos más ex-traordinarios que han caracterizado a esta segunda mitadde siglo es el exterminio, la aniquilación, del bisonte

americano. Es el ‘crimen del siglo’. En las manadas delsur, entre 1872 y 1874 los blancos mataron 3.158.780cabezas, cuyas pieles llegaron aleste por las rutas de Atchinson,Topeka y Santa Fe. Durante esemismo tiempo los indios ma-taron 390.000, y los colonos ylos indios de las montañas otros150.000. Pero la culpa última esdel gobierno, que durante todosesos años permitió a unos pocoscongresistas ignorantes bloquearlas leyes para la protección delbisonte.»

EL CABALLO DE TROYA. «LaOpera de París ha puesto en escena‘La toma de Troya’, de Berlioz.Si consultamos La Ilíada y La Eneida, podría admitirse perfec-tamente que el caballo presentese asemeja a la máquina de gue-rra que construyeron los griegos,pero como la Opera no ofrece lamisma representación cada día,fue necesario que el caballo pu-diera desmontarse fácilmente. Enel caballo no hay espacio paraesconderse, pues la pieza no re-

quiere la salida de los guerrerosgriegos ante el público.»

...ciento cincuenta años

EL SUEÑO DE CALIFORNIA. «Según las últimas noticiasde California, se ha adoptado allí una constitución y hansolicitado el ingreso en la Unión. Hay un gran númerode chinos en California trabajando de carpinteros y sonunos ciudadanos muy industriosos y apacibles. El oroabunda todavía y las perspectivas son buenas, trabajandoduro y, por desgracia, con posibilidad de enfermar. Losabastecimientos son cuantiosos y no hay exaltamientospolíticos. Se ha concedido un divorcio.»

HACE...

Arte y artificio: el caballo de Troyaen la Opera de París



INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, diciembre, 1999 7

Sabemos muy poco de lavida de Nefertari, esposafavorita del faraón Ram-

sés II, que reinó en Egipto de

1290 a 1224 a.C. aproximada-mente. De lo que no cabe dudaes del amor que le profesó sumarido. Este se aseguró de que laestatua dedicada conjuntamentea Nefertari y a la diosa Hator,en Abu Simbel, fuese del mismotamaño que la suya propia, honorque a ninguna otra reina egipciale fue tributado.

Los epítetos que aplica elfaraón a Nefertari constituyenseñales inequívocas de su pasión:“dama de ensueño”, “dulzuradel amor”, “bellísima de cara”,“por quien el sol resplandece”.Al morírsele Nefertari, RamsésII le rendiría aún un último yespectacular tributo de adora-ción. Pese a no ser de sangrereal, hizo que la sepultaran enel Valle de las Reinas, en unatumba decorada.

Los murales de la cámara mortuoria se cuentan entrelas pinturas más bellas del arte funerario faraónico.Como sucede en otras tumbas, a Nefertari sólo se la harepresentado en su viaje al más allá y en sus encuentroscon Isis y Osiris, entre otras deidades. Ninguna pinturaversa sobre su vida cotidiana con Ramsés II o con sus

seis o siete hijos. Pero hasta en el describir un viajeritual —ateniéndose al estricto formulismo establecidoen el capítulo 174 y en otros pasajes del Libro de los Muertos— las pinturas de la tumba son únicas por suvívido colorido y su riqueza de detalles.

Puede que la devoción de Ra-msés II a su reina haya protegidoa ésta en su viaje por el másallá, pero de lo que no podía

protegerla es del inexorable pasodel tiempo. Cuando, en 1904,el arqueólogo italiano ErnestoSchiaparelli descubrió la tumba,ésta había sido ya profanada ysaqueada. Los tesoros que sepretendió que acompañasen aNefertari en el otro mundo ha-bían sido robados, su sarcófagoestaba roto y su momia habíadesaparecido.

Las pinturas murales de latumba estaban también muy de-terioradas, pero ello no se debíaa saqueadores sino a procesosnaturales. La roca caliza en quese labró la cavidad fue soltandoa lo largo de los siglos muchasal, que, al cristalizar bajo lacapa de enlucido que servía desoporte a las pinturas, habíadestruido gran parte de éstas.En los decenios posteriores al

descubrimiento, los visitantes de la espectacular tumbafueron acelerando el deterioro de la decoración. Lomás probable es que los mayores daños los causarael continuo toqueteo de las frágiles superficies, perola humedad producida por la respiración y los sudo-res de tantas personas debió de contribuir también al

estropicio. Los arqueólogos y los historiadores del artese interesaron cada vez más por la tumba, y, en losaños veinte, el Museo Metropolitano de Nueva Yorkfinanció una minuciosa documentación fotográfica de losmurales. (Con este registro se complementó la serie de132 placas en negativo que el fotógrafo de Schiaparellihabía ido confeccionando en 1904 y 1905, así comootros registros fotográficos efectuados en años sucesi-vos.) Pero las pinturas seguían en peligro; la cosa sehizo, por fin, tan evidente que, en las postrimerías delos años treinta, el gobierno egipcio decidió cerrar alpúblico la tumba.

A partir de entonces, el amable legado de Nefertaripermaneció sumido en la oscuridad y en el silencio, vi-

La conservación del legadode Nefertari

La tumba de esta reina del antiguo Egipto testimonia el gran amor del

faraón Ramsés II. Su recuperación refleja los progresos en las técnicas de

conservación de los monumentos del pasado

Neville Agnew y Shin Maekawa

1. PASADO Y PRESENTE se miran cara a cara. LorenzaD’Alessandro limpia una pintura que representa a la reinaNefertari ( página contigua), imagen cuyos deterioros deberán sersubsanados del mejor modo posible. Como lo hace ya presentirsu polícroma entrada, la tumba de Nefertari en el Valle de lasReinas encierra algunas de las más espectaculares pinturas desu tiempo ( arriba).




sitado tan sólo por algunos especialistas. Pero, a finalesde los setenta, la UNESCO, el Centro Internacional deEstudios sobre Conservación y Restauración del PatrimonioCultural, la Universidad de El Cairo y otras entidadesemprendieron una serie de estudios sobre la situación real

de varias tumbas importantes. La investigación sacó denuevo a la luz el deplorable estado en que se hallabanlas pinturas de la tumba de Nefertari. Más recientemente,los responsables del Instituto Getty para la Conservacióny los de la Organización Arqueológica de Egipto insta-ron la salvación de las pinturas que aún quedan, con laposible reapertura de la tumba al público.

Entre 1986 y 1992 ambas instituciones trabajaronen la conservación de las pinturas con los más ade-lantados instrumentos y técnicas. En la tarea aportaronsus conocimientos historiadores del arte, expertos enconservación, físicos del aire, topógrafos, químicos,microbiólogos y técnicos especializados. Porque no setrataba sólo de proteger las pinturas murales —lo que

ya era bastante complicado— sino que, además, habíaque estudiar a fondo el microclima y las condicioneshidrológicas de la tumba entera para disponerla de talsuerte que, después de tantos trabajos, no empezara otravez a deteriorarse.

Hoy, a los siete años del término de semejante labor,parece ser que las pinturas se mantienen estables y quees duradero el buen éxito logrado. Las pinturas puedencontemplarse de nuevo; el público puede admirar la se-rena belleza de la reina Nefertari, sabiendo que lo queadmira son las obras originales y no meras reproduccioneshechas por manos del siglo XX. El equipo que trabajóen la difícil empresa de su conservación estuvo desde elprincipio de acuerdo en no realizar restauración alguna,esto es, en no añadir ni una pincelada donde faltase lapintura original, aunque los registros fotográficos habríanposibilitado tal restauración.

A veces, la restauración de obras de arte se llevaa cabo, con reticencias o sin ellas, para recrear la

2. LOS CRISTALES DE SAL, formados al infiltrarse el aguapor la roca caliza donde se excavó la cámara, fueron em-pujando del fondo rocoso el enlucido de yeso y destruyeronmuchas pinturas antes de que los conservadores iniciaransus trabajos ( foto superior de las de encima). En anterio-res intentos de restauración tan sólo se había procurado,infructuosamente, frenar el deterioro sujetando en su sitioel soporte con gasas engomadas ( arriba, foto inferior) . Encambio, los trabajos más recientes se plantearon y ejecutaroncon mejor acuerdo: los conservadores quitaron los cristalesde sal, fijaron de nuevo el soporte a las paredes y limpiaronlas pinturas ( derecha).



armonía visual y la coherencia originarias de la pieza.Pero, procediendo así, se compromete inevitablemente laintegridad del objeto artístico. En el caso de la tumbade Nefertari, todos los implicados decidieron que lomejor era dejar que en las pinturas se patentizase el

transcurso del tiempo y que lo antiguo no debía hibri-darse con lo moderno.

Comprobación del deterioro

Lo primero que hizo el equipo de conservadores fueevaluar el estado general de las pinturas. Estudia-

ron milímetro a milímetro el material de enlucido paraver dónde no lo había ya, si el que quedaba era o noconsistente y si seguía estando adherido a la roca de lapared o si se había separado y resquebrajado; distinguie-ron también los sitios en que la roca estaba a punto deasomar a través de esa capa alisadora. A continuación,examinaron la pintura para ver si se desconchaba, si

había peligro de que se desprendiese, si perdía densidady cohesión, y si estaba sucia de polvo, microorganismoso nidos de insectos. Al mismo tiempo, el equipo fueregistrando los grados de cristalización de la sal sobrela superficie de las pinturas y entre el enlucido de so-

porte de la pintura y la roca de las paredes. Finalmente,acotaron las intervenciones anteriores: las partes en quese había retocado la pintura o se había querido suplirsu falta cubriendo, por ejemplo, los desconchados congasas o cinta adhesiva.

Concluido el minucioso examen del estado general,Paolo Mora, que había sido en Roma conservador jefedel Instituto Central de Restauración, y su esposa, LauraMora, dieron comienzo al arduo trabajo de conservar laspinturas. Los Mora y sus colegas empezaron extrayendode las pinturas y del soporte minúsculas muestras desus pigmentos. Dado el extraordinario refinamiento deaparatos y técnicas empleados —difracción por rayos X,fluorescencia por rayos X, microscopios de luz polari-




zada, cromatografía de gases y líquidos, etcétera—, losinvestigadores sólo necesitaban muestras mínimas de losmateriales para descubrir su composición química. Unavez conocidos los ingredientes, no sería ya difícil idearla mejor manera de salvar o estabilizar las pinturas.Entre tanto, evitaron su ulterior degradación aplicando alenlucido tiras de papel de corteza de morera japonesa,que impedían que esa capa de soporte se siguiera des-prendiendo de las paredes y podrían quitarse fácilmenteal llevar a cabo el trabajo definitivo.

Los investigadores descubrieron que los pigmentoseran, como cabía esperar, típicos de la época de Ne-fertari: verde egipcio, azul egipcio (o cuproazurita),rojo obtenido mezclando óxido de hierro con algo de

manganeso y arsénico, ocre para el amarillo, calcita,anhidrita y caolinita para el blanco, y carbón vegetalpara el negro. Como mordiente que mantuviera adheridoslos pigmentos se usaba casi siempre goma arábiga, unaresina producida por una acacia local. Algunas de laspinturas aparecían barnizadas con resina natural y clarade huevo, aunque los análisis de laboratorio denunciarontambién la presencia de dos modernas resinas sintéticas,lo que indicaba que algo antes se había hecho un in-documentado esfuerzo restaurador. El enlucido se habíacompuesto mezclando yeso, anhidrita y légamo del Nilocon algo de piedra caliza triturada; para reforzarlo yevitar que, al secarse, se resquebrajara se había intro-ducido paja de trigo.

Sabiendo lo que se tenía ante sí, empezaron los tra-bajos de conservación. Durante 469 días —repartidos enmás de cinco años— los expertos limpiaron las pinturas,

quitaron los cristales de sal de las superficies de la rocay de algunos puntos de debajo del soporte. Después,lo pegaron de nuevo a la piedra empleando para elloun adhesivo acrílico mezclado con arena local y polvode yeso. A continuación, volvieron a fijar al fondo losfragmentos que estaban a punto de desprenderse, y enlos sitios en que el mordiente fijador de los pigmentosse había degradado añadieron un copolímero acrílicopara evitar que se estropeara del todo. Taparon los rotosy las grietas con argamasa y eliminaron los anteriores

arreglos chapuceros.Era importantísimo que estos esfuerzos no menoscabaran

los colores originales. Así que, antes de que empezasenlos trabajos de conservación, Michael Schilling, del Ins-tituto Getty para la Conservación, hizo 1500 medicionesdel color en 160 puntos de diversas partes de la tumba.Se sirvió de un cromómetro (un Minolta CR-121) paracerciorarse de los valores exactos de cada colorido. Talesregistros no sólo ayudaron a dar el debido cumplimientoal proceso, demostrando que no se habían alterado loscolores originales, sino que facilitan también el controlde las pinturas.

Mantener a raya la sal

Las preocupaciones por el futuro de estas pinturas gi-ran en torno a la amenaza más palmaria: la sal.

Desde un comienzo, se descubrieron por debajo delenlucido unas estructuras de sal de hasta 15 milíme-tros de espesor, que promovían el desprendimiento dela capa de soporte. Esta sal proviene de la roca calizade Tebas, el sedimento marino en el que excavaron latumba sus constructores. La sal no es ningún peligropara la mayoría de las tumbas, porque la extrema se-quedad del clima egipcio sirve de poderoso preservativoque mantiene íntegros e incorruptos las momias y susobjetos acompañantes. Pero en la cámara funeraria deNefertari hubo alguna fuente de agua que disolvió lasal y la movilizó.

No todos los que han trabajado allí están de acuerdo—tras años de estudios— sobre cuál fuese exactamente


NEVILLE AGNEW y SHIN MAEKAWA trabajan juntos enel Instituto Getty para la Conservación, cuya sede está enLos Angeles. Agnew, doctor en química, dirige el despachode información y comunicación. Maekawa, especialista en mi-croambientes, ideó y vigiló la instalación del sistema anóxicode conservación de momias en el Museo de El Cairo.

3. EL CONTROL DEL AMBIENTE es decisivo para elfuturo de las pinturas. Shin Maekawa (izquierda) estudióel microclima de la tumba empleando para ello un sistemaalimentado por energía solar; determinó que había que re-gular el número de visitantes para que la temperatura y lahumedad no intensificaran otra vez la formación de cristalesde sal en el interior de la tumba. Ahora sólo se permite queentren 150 turistas por día.



el origen de esa humedad. Algo de ella es evidente que

lo introdujeron los muralistas al aplicar a las paredes deroca el enlucido húmedo. Sin embargo, aquella mezcla nohabría bastado para que se formaran tan espesas capasde cristales. Una causa más probable del fenómeno esla muy ocasional pero fortísima lluvia que cae allí cada50 años más o menos. Muchas tumbas de la región,incluidas las del Valle de los Reyes, se han inundadorepetidamente desde la antigüedad. La infiltración dehumedades salta a la vista en la tumba de Nefertari,sobre todo en la entrada. Es probable que el agua sedeslizara entre las grietas, lixiviando a su paso la saldel lecho rocoso, y que después, al irse evaporando,dejara tras sí esa sal que se iría acumulando sobre lassuperficies pintadas de las paredes.

Para controlar la humedad y la temperatura, uno denosotros (Maekawa) registró durante varios años y es-taciones el clima exterior y el microclima de la tumba.Halló que en el exterior la temperatura variaba de los40 grados Celsius en verano a los 10 grados Celsiusen las mañanas de invierno; la humedad exterior cam-biaba también mucho, del 80 % en invierno a sólo el10 % durante el resto del año. Estas condiciones delexterior podían afectar al estado de las tumbas a travésde los resquicios de la entrada, aunque en su mayorparte la temperatura del interior persistía en torno alos 29 grados Celsius y la humedad se estabilizó entorno al 50 por ciento. Notó además Maekawa que,en invierno, había allí una ventilación natural: el airefrío penetraba en la tumba hasta el nivel del suelo yexpulsaba el aire caliente impeliéndolo hasta la entradade la escalera. Este movimiento del aire hacía que laspinturas y el yeso del enlucido se mantuvieran secos.En cambio, cuando empezaron a menudear las visitas,aumentó drásticamente la humedad.

Maekawa cayó en la cuenta de que, al producirse lamáxima afluencia turística durante el verano, precisamentecuando el aire no circula tanto hacia la salida de latumba, en su interior podía quedar humedad concentrada.Y cuanto más húmedo estuviese su ambiente interno másprobabilidades habría de que hongos y bacterias invadiesenlas superficies de las pinturas, destruyéndolas, y de quese desarrollaran de nuevo los cristales de sal.

Además de controlar la temperatura y la humedad,

Maekawa tuvo que vigilar los niveles de dióxido decarbono. Por ser escasa la ventilación natural de latumba, este gas no sale de ella fácilmente y podríaconvertirse en riesgo para la salud de los turistas. Eldióxido de carbono puede reaccionar con la mezcla delaire, produciendo ácido carbónico, que destiñe los murales.Maekawa comprobó que, cuando los turistas visitaban latumba, la proporción de dióxido de carbono aumentabade un promedio de 340 ppm (partes por millón) a otrode 2500 ppm. Por razones de salud, las proporcionesno deberían pasar de 1000 ppm.

Basándose en estos datos, la Organización Arqueo-lógica de Egipto —hoy Consejo Superior de Arqueolo-gía— ideó un medio de proteger la tumba, sin tener


4. LAS PINTURAS MURALES DE ESTA TUMBA han sido,por fin, objeto de una excelente labor conservadora, graciasa la cual muchas de las imágenes del viaje de Nefertari alotro mundo pueden ser contempladas en todo su esplendor.El que sigan manteniéndose así dependerá de que se logre unbuen equilibrio entre el acceso del público y las limitacionesde entrada que exige su protección.



que clausurarla. Se instalaron unaslámparas que dan muy poco calor yun sistema de ventilación que extraeel aire de la tumba y deja entrar enella, sin filtrarlo, el aire seco delexterior para que reemplace el airehumidificado por las visitas. Desdefinales de 1995 solamente se permitecada día la entrada a 150 visitantes,en grupos de 10 a 15 personas, y para

estancias de no más de 15 minutos.Hasta la fecha, el único impactonotorio de la afluencia de visitantesha sido un aumento del polvo, queadhiriéndose a las pinturas las haoscurecido algo.

Hay que considerar muy en seriolos daños que, a pesar del rigurosocontrol, pueden causar las visitas,y hay que irlos evaluando periódi-camente. Aunque el público deberíapoder contemplarlas libremente y ex-perimentar siempre que quisiera elsobrecogedor misterio de esta puerta

que se abre hacia nuestro pasado,hemos de establecer un equilibrioentre esa libertad y los daños quese seguirían de ejercerla sin limita-ciones; tarea, por cierto, muy difícily a la que, más allá de la tumba deNefertari, le incumben también todoslos demás yacimientos arqueológicosamenazados de deterioro o de destruc-ción. Siendo los daños irreversiblesy acumulativos —y dado que hoylos humanos parecemos capaces dedestruir en unos pocos lustros loque había perdurado milenios—, talvez no todos tengan auténtico dere-cho a entrar en cualquier sitio quese les antoje. Al fin y al cabo, loque pretendió Ramsés II fue que suesposa disfrutase de una existenciatranquila, defendida con el sello deuna inviolable imperturbabilidad.


BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA

THE GREAT BELZONI: ARCHEOLOGIST

EXTRAORDINARY. Stanley Mayes,Walker, 1961.

ART AND ETERNITY: THE NEFERTA-RI WALL PAINTINGS CONSERVATION

PROJECT 1986-1992. Dirigido porM. A. Corzo y M. Afshar. GettyConservation Institute, Los Ange-les, 1993.

LA VIDA DIARIA EN EL ANTIGUO

EGIPTO. Andrea G. McDowell, en Investigación y Ciencia, páginas60-65, febrero de 1997.

HOUSE OF ETERNITY, THE TOMB OF

NEFERTARI. John K. McDonald. J.Paul Getty Museum, Los Angeles,1996.



¿Hay seres vivos en otros lugares de nuestro sistema so-

lar o es la Tierra el único enclave capaz de albergarvida? Transcurridos treinta años desde que el hombre co-menzara la exploración de planetas y satélites naturales en busca derespuesta, sólo queda un número restringido de posibles moradas de lavida. Quizá la más interesante sea Europa, luna helada de Júpiter.

Durante siglos los astrónomos conocieron de ese satélite sólo unpuntito de luz, apenas perceptible ni siquiera con los telescopios máspotentes. Pero llegaron los años sesenta y la espectroscopía nos mostróesa luna cubierta de hielo, igual que otros muchos cuerpos inhóspitosdel sistema solar exterior. Con temperaturas en superficie de 110 gra-dos kelvin cerca del ecuador y 50 grados kelvin en la vecindad delos polos, el hielo se torna duro caparazón. No había forma de quela investigación traspasara esa costra, ni abundaban los motivos paraesperar que sus entrañas encerraran algo especial. Pero desde hace unosaños, las espectaculares imágenes enviadas por las misiones espacialeshan revelado una superficie joven y muy deformada. Bajo ese capara-zón de hielo ha de existir, parece, un interior fluido y templado. ¿Setratará acaso de hielo glacial? ¿O reinará en el interior de Europa calorbastante para mantener un océano de agua líquida? De probarse estoúltimo, podríamos dejar que volase nuestra imaginación y preguntarnossi no habrá vida en sus oscuras profundidades.

Los astrónomos llevan tiempo inquiriéndose qué se esconde dentro deEuropa, con particular intensidad desde que los Voyager pasaron cerca deJúpiter y sus satélites en 1979. Por imperativo de la mecánica celeste,las naves no pudieron acercarse a Europa. Pese a ello, sacaron unasfotografías impresionantes. Europa se asemejaba, con sus brillantes llanurascruzadas por bandas y crestas, a un ovillo de lana. Las caras opuestasde algunas de esas bandas oscuras, cuneiformes, encajaban perfectamente.Por alguna razón la brillante superficie de hielo se resquebrajó y liberó

un material oscuro, lo bastante fluido como para llenar la consiguientehendidura. Estas formaciones recuerdan las aberturas repletas de líquidoentre las placas flotantes de hielo marino de la Tierra.

Lo que nadie esperaba es que los Voyager encontraran pocos crá-teres grandes de impacto. Las superficies planetarias acumulan pau-latinamente cráteres de impacto producidos por choques de cometasy asteroides. Si Europa apenas tiene cráteres visibles, es que losrellenaron en un pasado reciente fenómenos volcánicos o tectónicos.Basándose en el número de cometas cuyas órbitas se cruzan conJúpiter, Eugene Shoemaker dedujo que, en promedio, debía formarseun cráter de más de diez kilómetros de diámetro una vez cada 1,5millones de años. Extrapolando los datos relativos a los cráteresde Europa conocidos, tendría que haber 45 cráteres de ese tamañodispersos por el satélite; la edad de la superficie, pues, no superaría


El océano ocultoGarabatos y manchas, suaves llanuras

y criptoicebergs esculpen la superficie

de esta luna de Júpiter, la más brillante.

¿Esconde un océano en su interior?

Robert T. Pappalardo, James W. Head y Ronald Greeley

1. EL SEMBLANTE GLACIAL DE EUROPA seasemeja a una cáscara de huevo agrietada.Una materia rojiza se asoma por las fractu-ras que abren las fuerzas gravitatorias deJúpiter. Existen muy pocos cráteres, pruebade la juventud de la superficie. En esta ima-

gen tomada por la nave Galileo los colores,aunque realzados, son auténticos. Otrosinstrumentos a bordo de la nave revelaronque el interior de Europa está formado ensu mayor parte de roca, con una capa exte-rior de agua (en estado sólido o líquido) decien kilómetros de grosor (abajo, derecha ).La mayor parte de esa agua debe ser fluidao semifluida para explicar los accidentesdel relieve, como los montículos circularesempujados hacia arriba por masas ascen-dentes de hielo, en comparación caliente(derecha ), que de vez en cuando marcaríanla superficie.



NUCLEO DE HIERRO CAPARAZON DE HIELOCAPA

SUPERFICIALFRIA Y RIGIDA

HIELOSUPERFICIALTEMPLADO

MANTO ROCOSO CORTEZA DE H2O OCEANO DIAPIRODE HIELO

EN ASCENSION

OCEANO


de Europa




los 30 millones de años, un instante en la cronologíageológica. Shoemaker apuntó que, si el interior estabacaliente, cabría también que los cráteres principales

se hubiesen allanado con el paso del tiempo. Europapodría seguir activa.Pero, ¿cómo confirmar la hipótesis? Las imágenes de los

Voyager carecían de la resolución necesaria para identificarcráteres menores. Las llanuras brillantes se entremezclancon un terreno polícromo y cubierto de manchas oscu-ras, montículos y oquedades. Algunos adujeron que loscráteres se ocultarían tras esas peculiares regiones, encuyo caso la superficie sería antigua. Además, ¿cómoiba a seguir activo un satélite? Cuerpos de un tamañosimilar, nuestra Luna sin ir más lejos, son esferas inertesde roca que hace mucho perdieron la mayor parte desu calor interno, producido por la radiactividad. Europadebía estar ahora muerta y fría.

Las flexibles lunas de Júpiter

Por entonces se empezó a reconocer el poder de una

fuente de calor exótica: la fricción por marea,proceso que genera la actividad volcánica en Io, vecinapolícroma de Europa. De las cuatro lunas grandes deJúpiter —Io, Europa, Ganimedes y Calisto, que integranel conjunto de los satélites galileanos en honor a sudescubridor—, las tres primeras describen un elegantebaile orbital, la resonancia de Laplace. Con la precisiónde un reloj suizo, cada vez que Ganimedes da una vueltaalrededor de Júpiter (con un período de 7,2 días terres-tres), Europa describe dos órbitas (3,6 días) e Io cuatro(1,8 días). El tira y afloja gravitatorio que se produceen virtud de este fenómeno distorsiona sus órbitas ylas vuelve muy elípticas. En cada revolución orbital seacercan y alejan del planeta; por ello en el cuerpo de

100 KILOMETROSEUROPA

Aterrizaje suave en Europa



los satélites suben y bajen mareas. Este movimiento demarea genera calor.

Los efectos son más profundos en Io, el satélite más

cercano a Júpiter. La temperatura interna asciende hastaalcanzar la temperatura de fusión de la roca, lo quegenera continuas erupciones volcánicas. Europa, que seencuentra a una distancia mayor, presenta menos tempe-ratura. No obstante, los últimos cálculos indican que suinterior podría permanecer lo bastante caliente como parafundir el hielo a una profundidad de 10 a 30 kilómetrosy generar así un océano bajo su superficie.

Tras los Voyager , la comprobación mediante observa-ciones de la hipótesis del océano hubo de esperar veinteaños, hasta la visita a los mundos descubiertos por Galileode la nave bautizada con su nombre, que empezó a des-cribir órbitas alrededor de Júpiter en diciembre de 1995.Desde entonces su trayectoria le lleva a pasar cerca de

uno de los satélites galileanos cada pocos meses; juntoa Europa ha volado ya una docena de veces.

Aunque la sonda Galileo no hubiera mandado a Tierra

ni tan siquiera una imagen, nos habría proporcionadoconocimientos fundamentales. En cada aproximación sehan ido siguiendo las señales de radio de la nave conel fin de medir el campo gravitatorio de Europa. Dadoque cualquier luna en rotación y distorsionada por lasfuerzas de marea es un poco oblonga, está ligeramenteachatada, su campo gravitatorio tampoco será esférico.La fuerza irregular produce pequeños cambios en lafrecuencia de la señal de la sonda Galileo a partir delos cuales se ha podido cuantificar el grado de acha-tamiento de la luna y, con ello, la distribución de sumasa interna (para una velocidad de rotación dada, unsatélite cuya masa esté más concentrada en el centroserá menos achatado que otro homogéneo).


1 KILOMETRO

KILOMETROS 10 KILOMETROS 5 KILOMETROS

2. BLOQUES GIGANTES DE HIELO del tamaño deuna pequeña ciudad se descubren progresiva-mente en esta secuencia de imágenes de la naveGalileo . Una X colosal, formada por dos crestas(primeras tres imágenes, fila superior ), viene bienpara señalar el lugar, mientras las imágenes am-plían la zona de Caos de Conamara (dos imáge- nes siguientes ) hasta que llegan a verse bloquessueltos de hielo similares a los icebergs (superior ).Hielo templado, hielo a medio derretir o agua lí-quida llenaron alguna vez el “mar”, ahora helado,sobre el que se asientan los bloques. En el dibujoartístico (izquierda ), que simula un punto de ob-servación situado varios cientos de metros porencima de la superficie y que mira en direcciónsur (flec ha en la imagen superior ), apreciamos lacaída de tierra, cuesta abajo, conforme se van eva-porando finas partículas de hielo.

Visión simulada de los bloques de hielo, de unos tres kilómetros de ancho



Tapices y cojinetes hidráulicos

Apoyados en su densidad promedio de 3,04 gramospor centímetro cúbico, deducimos que en Europa

predominan formaciones rocosas. De los datos gravimé-tricos se desprende que la roca está emparedada entre unnúcleo central de hierro y una corteza externa de H 2O.Si se tiene en cuenta el intervalo de valores probablesde la densidad del núcleo de hierro y del manto de roca,la capa de agua vendría a alcanzar un grosor de entre

80 y 170 kilómetros (resulta verosímil cifrarla alrededorde 100). Si una parte considerable fuera líquida, suvolumen superaría a todos los océanos terrestres juntos.Pero los datos sobre la gravedad proporcionados por lasonda Galileo no revelan si esta capa de agua es sólidadel todo o líquida en parte.

Para resolver la cuestión, hemos de estudiar las imá-genes. El equipo que analiza las que remite la sondaGalileo encontró en ellas un mundo sin parangón. Susuperficie teje un lienzo complejo de fracturas, crestas,bandas y manchas. Cabe suponer que las fracturas seprodujeron a medida que las fuerzas de marea alterabanla superficie de hielo hasta rajarla. Omnipresentes sontambién las crestas, que cortan la superficie a pares, con

un valle estrecho en medio. Los modelos más factiblespara explicar su formación se basan en la ascensión deagua líquida o de hielo templado por las fracturas. Un“magma” acuoso o helado podría haber forzado haciaarriba el hielo rígido situado cerca de la superficie,deformándolo hasta configurarlo como una cresta doble.Cabría también que una erupción superficial de lodo de

hielo hubiese levantado cada cresta. También se aprecianmuchas crestas en paralelo, que dan a entender que elproceso podría repetirse y crear unas crestas al lado deotras. Las más anchas acostumbran rodeadarse de franjasoscuras, rojizas, de contornos difusos. Es posible que elgolpe de calor asociado a la formación de las crestas fueraresponsable de la creación de estos márgenes oscuros, yase tratase de vulcanismo helado o de la sublimación deuna superficie helada sucia. Sea cual fuere el mecanismode formación, las crestas revelan una historia geológica

dinámica y una subsuperficie caliente.A partir de los garabatos que parecen dibujar al azar

las fracturas y las crestas se ha intentado comprenderel estiramiento y distorsión de Europa. La fricción pormarea produce un patrón distintivo, al que se atienenalgunas de las grietas y crestas mejor conservadas. Perodebe de estar ocurriendo algo más. Aunque parezcaextraño, da la impresión de que el patrón de tensionesha ido barriendo con el tiempo la superficie.

El patrón quedaría explicado si la superficie de Europahubiese estado girando a mayor velocidad que su interior.La mayoría de los satélites del sistema solar se encuen-tran en rotación sincrónica: por acción de las fuerzas demarea, dan exactamente un giro alrededor de sí mismos

por cada revolución orbital, mostrando siempre la mismacara a su planeta progenitor. (Por esa causa siemprevemos desde la Tierra la misma parte de nuestra lunay se nos veda su “cara oculta”.) Pero si disociásemos—separásemos mecánicamente— del interior rocoso deEuropa su superficie helada, la gravedad de Júpiter haríaque la superficie girase a una velocidad un poco mayor

50 KILOMETROS



que la sincrónica. Un océano subsuperficialpodría fácilmente actuar como un cojineteque hiciera que la capa de hielo flotantegirase de forma no sincrónica.

No puede asegurarse si en la actualidad larotación no es sincrónica o si la superficieguarda un antiguo patrón de alineacionesahora inactivas. Al comparar la localiza-ción de los accidentes de Europa según lasimágenes de la Galileo y según las de losVoyager , se advierte que no ha acontecidoningún cambio mensurable en los veinte añosque las separan. Con relación al interior, lasuperficie no puede estar girando ahora aun ritmo superior a una vez cada diez milaños, como mucho.

La cámara instalada a bordo de la sondaGalileo también se detuvo en las bandasoscuras, cuneiformes, donde las imágenes debaja resolución de los Voyager apuntaban auna separación completa de las llanuras surcadas porlas crestas. Análisis más recientes confirmaron que laspartes opuestas de estas bandas encajaban a la perfec-ción. El material oscuro que se encuentra entre ellas

presenta estrías muy finas y, por lo general, se apreciaun surco central prominente y cierto grado de simetría.Estas bandas podrían ser los equivalentes glaciales delos centros de expansión que encontramos en el fondode los océanos terrestres, donde las placas tectónicasse separan y aflora roca nueva. De ser cierto, el hieloque está bajo la superficie debía ser móvil y templado

en el momento en que esas formaciones se crearon. Sinembargo, la tectónica de placas es un juego de sumacero: si una parte del material emerge del interior, otrahabrá de descender. En la Tierra esa subducción ocurre

en determinadas zonas; en Europa aún no se ha iden-tificado ninguna zona de subducción.

Masas de hielo templado

El misterioso terreno polícromo proporciona más pis-tas acerca del interior de Europa. Las imágenes del

terreno que tomó la nave Galileo son de diez a cienveces más detalladas que las de los Voyager . Evidencianun terreno salpicado de accidentes circulares y elípticosdenominados lenticulae (“pecas”) por el equipo que ana-liza las imágenes. Muchos son domos, algunos fosas omanchas oscuras lisas; otros tienen una textura rugosa yenmarañada. Las cimas de los domos guardan semejanzacon algunas zonas de las llanuras más antiguas cruzadaspor crestas, indicio de que aquéllos se formaron al sufrirlas llanuras un empuje desde abajo.

Podría explicarse la variedad de lenticulae apelando ala conducta del caparazón helado: se hubiera comportadocomo una lámpara de lava planetaria, con masas de hielotemplado que emergieran a través del hielo más fríosituado bajo la superficie. En ese caso, se levantaríanlos domos al ejercer esas masas presión sobre la parteinterior de la superficie. Las texturas rugosas podríanindicarnos las zonas donde esas masas rajaron y des-truyeron las llanuras. Las manchas oscuras lisas podríanser agua de fusión liberada por las masas ascendentesy congeladas de nuevo rápidamente.

Las masas de hielo —diapiros— se acumularían de

forma natural si el caparazón helado de Europa flotasesobre agua líquida. En estas circunstancias, las flexionesgeneradas por las mareas inyectarían calor en la base delcaparazón, donde el hielo está cerca del punto de fusióny se deforma con mayor facilidad. El hielo templadoes menos denso que el hielo frío que tiene encima, ypor tanto tiende a subir. Si el caparazón de hielo eslo bastante denso, las fuerzas ascensionales superaránla resistencia viscosa a fluir (que disminuye conformeaumenta la profundidad). Como la cera mineral que subeen una lámpara de lava, los diapiros de hielo templadoalcanzarían la superficie, donde crearían las “pecas”. Losmodelos dicen que el caparazón presentaría un espesormínimo de 10 kilómetros.

LLANURAS DE HIELO

MATERIAL ROJO

EPSOMITA

1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

LONGITUD DE ONDA (MICROMETROS)

R E F L E C T A N C I A

1,0

0,5

0,0

4. SE VEN MANCHAS ROJIZAS en los lugares donde se produjo unaemanación de líquido salado sobre la superficie de Europa (izquierda ).Las mediciones espectrales (derecha ) señalaron que las brillantes lla-nuras que las rodean (azul ) constan, sobre todo, de agua helada. Elmaterial rojizo (rojo ) se asemeja mucho al espectro de laboratorio delsulfato magnésico, o epsomita (amarillo ).

3. ESTE CURTIDO EXOESQUELETO es, en rea-lidad, un terreno caótico de Europa, uno de lospaisajes más extraños del sistema solar. Laregión Tera (mitad izquierda del mosaico ) con-

tiene placas de hielo brillantes desplazadas desu lugar original. La región Tracia (mitad de-

recha ) es alargada, el hielo forma montícu-los y está más elevada. Se funde con una

banda gris, la Línea líbica , situada másal sur. Puede que estas regiones apa-

reciesen cuando un océano sub-terráneo fue derritiendo el hielo

a través del caparazón con-gelado de Europa o cuando

unas masas ascendentesde hielo templado rajaron

la superficie.




Además de las lenticulae, el terreno veteado contiene elrasgo más espectacular del relieve de Europa: las regionesde “caos”. Diríase que en estas zonas hay restos de hieloremanentes de anteriores llanuras cruzadas por crestas,que se hubiesen empotrado en una matriz de hielo depor sí ya accidentada, como icebergs que se desprendeny caen a un mar a medias helado, a medias líquido. Ladisposición original de esos bloques de hielo semejantesa los icebergs se puede reconstruir cual si se tratase deun rompecabezas. Eso es lo que se ha hecho con unade esas zonas, el Caos de Conamara. Si estas regionesse formaron al ir el agua subsuperficial fundiendo hieloa través del caparazón de Europa, que luego se volvió acongelar, la imagen del iceberg podría ir bien encaminada.Cabe también que uno o más diapiros ascendiesen haciala superficie y calentasen el hielo cercano a ésta, creandoun lecho de hielo y líquido mezclados sobre el que sedeslizarían libres los bloques de hielo resquebrajados ydesplazados de su sitio original. En cualquier caso, lasregiones “caóticas” hablan de una subsuperficie templaday de al menos una fusión parcial.

Sin embargo, hay un tipo de accidente que brilla porsu ausencia en el terreno jaspeado. Nos referimos a crá-

teres de impacto pequeños. Ello nos mueve a pensar en

una superficie joven. Desarrollando los cálculos de edadque realizó Shoemaker, se han ideado modelos de loscometas y asteroides del sistema solar para determinarcon qué frecuencia se estrellan contra Europa. Coincidencon la sugerencia de Shoemaker de que son sobre todolos cometas los que chocan contra los satélites galilea-nos, dado el número insuficiente de asteroides. A partirde la cantidad, presumida y observada, de cometas quese encuentran en las cercanías de Júpiter —incluyendoel Shoemaker-Levy 9 que chocó contra el gigante degas en julio de 1994—, se calcula que la superficie deEuropa, con tan reducido número de cráteres, tiene unaantigüedad de 10 a 250 millones de años. En términosgeológicos se trata de una edad cortísima y, por tanto,parece probable que Europa siga activo incluso hoy día,pese a que no se han encontrado indicios de vulcanismocomo en Io.

La escasez de cráteres en la superficie de Europase convierte en parámetro del grosor del caparazón dehielo. A diferencia de los cráteres de impacto con formade cuenco o de base plana que encontramos en otrosmundos, las dos mayores formaciones de impacto deEuropa ofrecen una zona central lisa, rodeada de anillos

concéntricos. Las explosiones que crearon estas huellastuvieron que penetrar en el hielo rígido cercano a lasuperficie hasta alcanzar una capa inferior más débil.Incapaz la capa menos resistente de mantener una con-figuración de cráter, el hielo a medio derretir y el yaderretido ocuparían el hueco, arrastrando hacia el interiorel hielo cercano a la superficie y recortando en éstalos anillos concéntricos. En esencia, los anillos vienena ser el recuerdo congelado de una piedra arrojada aun estanque, una roca y un estanque muy grandes. Apartir de la huella visible, se calculan las dimensionesdel impacto original. La profundidad de la capa menosresistente es de seis a quince kilómetros, cifra que con-cuerda en términos generales con los valores que dan los


ROBERT T. PAPPALARDO, JAMES W. HEAD y RONALDGREELEY han trabajado juntos durante varios años en elequipo de análisis de imágenes del proyecto Galileo. Pa-ppalardo, asociado a la Universidad Brown, colabora convarios museos de la ciencia en la preparación de exposi-ciones sobre los descubrimientos planetarios. Head enseñageología en la misma universidad y ha participado en lasprincipales misiones planetarias importantes. Greeley, otroveterano de la ciencia planetaria, da clases ahora en laUniversidad estatal de Arizona.

5. LAS FISURAS DEL HIELO en la Tierra (izquierda ) y Europa(derecha ) guardan cierta semejanza. Al fracturarse el hieloen los océanos polares de la Tierra se ve agua, más oscura,que se congela rápidamente. Las fisuras pueden cerrarse ylevantar crestas. En Europa, sin embargo, se cree que lasbandas oscuras y crestas emparejadas son el resultado de

procesos tectónicos. La escala es muy dispar: la fractura enel hielo del mar mide cien metros de ancho; más de quincekilómetros, la banda oscura de Europa.



modelos de las masas ascendentes de hielo y la teoríadel calentamiento generado por las mareas. Pero algunasde las regiones de la corteza helada de Europa podríanser mucho más delgadas que otras, cuestión disputadahoy entre los astrónomos.

Las bandas observadas por el NIMS

Además de su cámara, la sonda Galileo llevaba abordo un espectrómetro cartográfico sensible al

infrarrojo cercano (el instrumento NIMS), que ha ana-lizado la luz reflejada por la superficie de Europa. Talcomo se esperaba, NIMS encontró las bandas espectralescaracterísticas del agua helada. Sin embargo, las bandasson oblicuas y tienen formas asimétricas, signo de quehay impurezas en el hielo, especialmente en las zonasque en las longitudes de onda visibles aparecen másoscuras y rojizas. Uno de los principales sospechososes una sal, sulfato magnésico en concreto. De ser co-rrecta esta deducción, Europa contaría con las mayoresconcentraciones de epsomita del sistema solar.

Ya que las sales en general carecen de color o sonblancas, tiene que haber también algún otro tipo dematerial que explique la tonalidad rojiza. Mientras se

trata de dilucidar la identidad del elemento contami-nante, las sospechas recaen en compuestos del azufrey el hierro. Antes de la misión Galileo, algunos habíanpredicho que el océano interno de Europa sería salado,fundados en que muchos meteoritos contienen sales. Losmateriales presentes en la superficie de Europa quizásestén mostrándonos la química de un océano ocultomoderadamente salado.

Refuerzan la hipótesis oceánica dos instrumentos más,instalados a bordo de la nave Galileo. El fotopolaríme-tro-radiómetro midió temperaturas en toda la superficiedel satélite. De noche, las latitudes superiores muestranuna temperatura anómala (unos cinco kelvin más) encomparación con las regiones del ecuador. Esta desvia-ción podría corroborar que, además del calentamientoexterno por acción de los rayos solares, Europa cuentacon una poderosa fuente de calor interno, a saber, lafricción por mareas.

El equipo encargado del magnetómetro de la sondaespacial ha aportado una de las indicaciones más fas-cinantes del estado actual del interior de Europa. Lossatélites galileanos se hallan inmersos en el intensocampo magnético de Júpiter. Las mediciones del campoambiental en la vecindad de Europa muestran desvia-ciones asociadas con el satélite. Estas desviacionestendrían justificación si Europa contara con un campomagnético intrínseco, sólo que el eje magnético deberíatender un ángulo demasiado inclinado con respecto aleje de rotación. Otra posibilidad es que la subsuperficie

de Europa fuese un conductor eléctrico y respondiese alcampo magnético joviano con un campo inducido propio.Según esta hipótesis, el conductor interno tendría queser tan conductivo como el agua salada.

Para mayor sorpresa, el magnetómetro detectó tambiénun campo similar cerca de Calisto, un satélite cuyasuperficie está repleta de cráteres sin indicio algunode la existencia de un océano interno. La posibilidadde que todos los grandes satélites helados del sistemasolar posean océanos salados en su interior, como ves-tigios de un pasado más cálido, resulta emocionante. Laúltima aproximación de Galileo a Europa, prevista paraenero del 2000, estará dedicada a determinar la fuentede este campo.

La teoría y la observación se han unido para ofrecercoherentes y firmes razones en favor de la existencia,en la actualidad, de un océano global en el interior deEuropa. Pero aún no ha podido demostrarse de modocontundente tal realidad. El hielo templado que subyace

6. LA FORMA EN OJO DE BUEY del punto de impactoMácula de Tiro —uno de los pocos cráteres grandes deEuropa— apunta la presencia de agua en estado líquido.La depresión central mide 40 kilómetros de ancho. Losanillos concéntricos son fracturas producidas cuando elcráter se desplomó hacia dentro. Acribillan la superficieotros cráteres secundarios pequeños, excavados por los

restos del impacto. Las líneas negras indican lagunas enel conjunto de datos.


7. LA DANZA ORBITAL de los satélites mayores de Júpi-ter determina que Europa adopte una órbita elíptica. Enrazón de ello, las fuerzas de marea de Júpiter, que dan aEuropa una forma oblonga, son más intensas en ciertospuntos de la órbita de ésta que en otros. (Ni órbitas, nilunas, ni planeta, ni efectos de marea se han representadoa escala.)

EUROPAJUPITER

Distorsiónmáxima

de marea

Distorsiónmínima

de marea




NO RT E

ANTARTIDA

Lago Vostok

180° 135° E

90° O

70° S

80° S

135° O

90°E

0° 45° E45° O

EL LAGO VOSTOK permanece oculto

en una depresión de la zona este de la

Antártida, cubierto por cuatro kilómetros

de hielo que se desplaza lentamente. El

hielo flota a la manera de los icebergs

(izquierda); para soportar una ligera su-

bida de la superficie de hielo, la del lago

presenta una inclinación descendente de

sur a norte de unos 400 metros. En el

fondo podrían hallarse sedimentos. La

estación rusa Vostok está justo sobre el

extremo sur ( punto rojo). (La escala ver-

tical está distorsionada.)

El lago del que se olvidó el tiempo

Frank D. Carsey y Joan C. Horvath

S i alguna vez ha habido un lugar per-dido en medio de la nada, ése es el

lago Vostok, en la Antártida. Para llegarhasta allí primero hay que pasar por labase científica rusa del mismo nombre,famosa por su clima: el peor del mundo.A continuación, tendríamos que perforar

cuatro kilómetros en el hielo, para al-canzar, aislada del mundo exterior desdehace millones de años, una reserva deagua potable cuya extensión es similara la del lago Ontario y es el doble deprofunda. Posiblemente se trate de lomás parecido que hay en la Tierra alhipotético océano de Europa.

La primera noticia de ese lago perdidollegó en los años setenta. Lo descu-brió un radar de sondeo aéreo, quepenetraba el hielo y se reflejaba enla roca o el agua que hubiese debajo.La intensidad de la señal reflejada yla geometría plana de la superficiesituada bajo el hielo revelaban la exis-

tencia de agua, como se confirmó másadelante al volver a examinar viejosdatos sísmicos rusos. Pero la cienciano conoció la verdadera dimensión dellago hasta 1996, tras la exploración dela lisa superficie de su cubierta helada,sondeada por el Satélite Europeo deDetección Remota . No se han realizadotodavía perforaciones, aunque existenplanes para ello.

La superficie de hielo alcanza unaaltura de 3700 metros y la del lagoestá situada justo por debajo del niveldel mar. A juzgar por los perfiles de laroca viva circundante, es posible quela cuenca del lago sea una depresióntectónica, una zona fallada como el mar

Rojo o el lago Baikal. ¿Por qué hay

agua en vez de hielo? Algunas pruebasgeológicas sugieren la presencia de unpunto caliente similar, aunque menor,al que se atribuye el levantamiento delarchipiélago de Hawai. Mas, aun cuandono lo hubiera el calor que llega delinterior de la Tierra basta para alcanzar

el punto de fusión local debido al efectoaislante del hielo. No escasean en laAntártida los lagos sumergidos debajo.Vostok es el mayor de todos.

Al tiempo que británicos y rusos car-tografiaban el lago Vostok, otros lugaresnos demostraban cuán importantes eranpara la ciencia las aguas prístinas dellago. Aparecían microbios en mediosinhóspitos —alrededor de chimeneasvolcánicas de profundidades marinas,en lagos de la propia Antártida menosprofundos y cubiertos también de hielo,en lagos alcalinos como el lago Monode California— que sólo compartían lapresencia de agua en estado líquido.

Mientras tanto, la misión Galileo ibadescubriendo que Europa podría tenerun océano sumergido bajo el hielo de susuperficie. La potencia de la cubierta dehielo en el Vostok y en Europa es similar,y salvo por la presión más reducida enEuropa (su gravedad es una séptimaparte de la terrestre), las condicionesen ambos podrían ser comparables. Sila vida ha colonizado el Vostok, cabepensar que también haya encontradoun nicho en Europa.

Hace tres años propusimos, con otrosinvestigadores del Laboratorio de Propul-sión a Chorro, la exploración de estosdos enclaves siguiendo una estrategiabásica común. Vostok podría beneficiarse

de la técnica desarrollada para Europa

al tiempo que podría ensayarse un ex-plorador de Europa cerca de casa. Encolaboración con expertos del InstitutoOceanográfico de Woods Hole y de laUniversidad de Nebraska investigamos laviabilidad de dos ingenios cibernéticos:un “criobot” que se abriese camino a

través del hielo fundiéndolo y un subma-rino en pequeño, “hidrobot”, que buscaraformas de vida y realizase determinadasmediciones.

Huelga decir que será difícil diseñar-los. Las altas presiones en los maressubsuperficiales —que superan las de lacubierta del sumergido Titanic — parecenexigir un “hidrobot” grande, acorazado,pero no es fácil enviar a Europa unamáquina voluminosa. Tendría que serautónomo y capaz de responder a unambiente complejo, con rocas, grietas,etc. Los pequeños laboratorios químicosque albergaría en su interior habríande estudiar el entorno y reconocer los

microorganismos, aun cuando no separecieran en nada a los habituales.Y ambos aparatos deberían estar total-mente esterilizados, de modo que nocontaminasen el agua con microbioscomunes. El cumplimiento de estos re-quisitos no está al alcance de las téc-nicas actuales de perforación del hieloy sumergibles en miniatura. El plan escomenzar la exploración del lago Vostoken el 2003 y la de Europa una décadamás tarde quizá.

FRANK D. CARSEY y JOAN C. HOR- VATH dirigieron la Iniciativa Lago Vostok- Europa en el Instituto de Tecnología de

California en Pasadena.



bajo la superficie podría reproducir los efectos de unocéano interno. Aunque la superficie del satélite estácasi desprovista de cráteres y su edad es corta desde elpunto de vista geológico, la búsqueda de pruebas defini-tivas de actividad geológica en el momento presente haresultado infructuosa. Es posible que Europa tuviera unocéano en un pasado reciente y que ahora se encuentretotalmente helado. Sólo queda un modo de descubrirlo:enviar una sonda a Europa y entrar esta vez en órbitaa su alrededor.

Y esto es precisamente lo que se propone la NASA.Para noviembre del 2003 está previsto el lanzamientode la misión Europa Orbiter ; la entrada en la órbitade Júpiter se produciría tres años más tarde. Unos dosaños después, la nave entraría en órbita alrededor deEuropa a una altura media de 200 kilómetros. Un se-guimiento riguroso de su posición y altitud cartografiaríael campo gravitatorio y el relieve de Europa con eldetalle suficiente como para determinar el movimientode las mareas durante su trayectoria alrededor de Júpiter.

Con un océano en el interior, la superficie de Europaregistrará movimientos ascendentes y descendentes de30 metros cada órbita de 3,6 días; de no ser así, elabombamiento causado por la marea será de tan sóloun metro. Europa Orbiter aportaría la prueba crucialde la hipótesis del océano.

La cámara de la nave fotografiará el satélite y elradar sondeará la subsuperficie en busca de zonas pocoprofundas donde el hielo esté fundido. Según la tempe-ratura del hielo y su pureza, la señal de radar podríaincluso atravesar la capa de hielo de Europa y detectarun océano que estuviese debajo, tal y como se cartogra-fió recientemente el lago Vostok, en la Antártida, bajocuatro kilómetros de frío hielo glacial.

La vida, tal como la conocemos y la entendemos,requiere tres ingredientes básicos: energía, carbono yagua en estado líquido. En Europa podrían estar presenteslos tres. La fricción mareal calentaría la capa de roca ydaría lugar a actividad volcánica en el fondo del océanode Europa. En las regiones volcánicas de los océanosterrestres el agua circula a través de las rocas calientesy emerge enriquecida en nutrientes químicos. En estoscálidos oasis medran formas variopintas de vida. Perodependen en gran medida del ecosistema de la superficie;por ejemplo, el oxígeno disuelto en el agua del marproviene de la fotosíntesis. La vida en las profundidadesdel océano de Europa se encontraría desamparada, ya quelos medios de energía química disponibles serían muylimitados. Aunque podría subsistir la vida microbiana,seguramente no sobrevivirían organismos complejos, deltipo de los que habitan los océanos de la Tierra.


EUROPA: INITIAL GALILEO GEOLOGICAL OBSERVATIONS .Ronald Greeley et al. en Icarus, vol. 135, págs. 4-24,septiembre, 1998.

THE NEW SOLAR SYSTEM. Cuarta edición. Dirigido por J.Kelly Beatty, Carolyn Collins Petersen y Andrew Chaikin.Cambridge University Press, 1998.

La página Web del proyecto Galileo puede verse en www. jpl.nasa.gov/gali leo.

La página Web del Europa Orbiter puede verse en www. jpl.nasa.gov/ice_fire//europao.htm.


8. COMO UN ROMPECABEZAS puede recomponerse laregión Caos de Conamara . La nave Galileo observó unconjunto de bloques de hielo insertados y girados enuna matriz helada (izquierda ). La reconstrucción (derecha ) ha logrado identificar la matriz (rojo ) y devuelto

los bloques desprendidos de las crestas, en la medidade lo posible, a su localización original. Pero más dela mitad de las piezas ha desaparecido, integrada enla matriz. Esta intrincada región da fe de la vivacidadgeológica de Europa.



La rotura o deformación de unobjeto es un pequeño dramapara el común de los mor-

tales. Para mí suele ser todo unacontecimiento. Cuando veo un cristalroto, empiezo a reagrupar los frag-mentos e imaginar la evolución de

la fractura en sentido inverso. Enotras ocasiones me detengo ante unárbol añoso para reconstruir de quémodo su crecimiento ha retorcido laverja de hierro. No abrigo ningúninterés perverso por la destrucción,sino que me mueve descubrir cuándoun material se quiebra en seguida(es frágil como el vidrio) y cuándorequiere para ello más energía (esdúctil como el hierro).

La historia de la técnica refleja elaprovechamiento de las posibilidadesde estos dos tipos de rotura. El con-trol de la fractura frágil del sílex le

franqueó al hombre la entrada en laprimera era técnica, la Edad de Pie-dra, hace 2,5 millones de años. Enuna fecha más cercana, 5000 añosatrás, el descubrimiento de sustanciasresistentes a la fractura frágil, comoel oro y el cobre, allanó el camino

hacia la Edad de los Metales. Losartesanos de la antigüedad hallaronque estos metales dúctiles eran ade-cuados para fabricar joyas y adornos,con una blandura que permitía suextensión y moldeo. Pero a pesar deque estos materiales absorben gran-des cantidades de energía cuando sedeforman, su vida es corta si se losutiliza para cortar o raspar.

La fabricación de todo tipo de objetos —desde espadas hasta rascacie-los— requiere compuestos lo bastanteresistentes para mantener su formabajo presión y lo bastante maleablespara no romperse en pedazos. Esta es

la razón por la que los metales sehan vuelto omnipresentes en

nuestra cultura: es el únicogrupo de elementos quí-micos que muestran uncomportamiento frágil ydúctil. Las herramientasy armas de piedra per-dieron interés, cuandola gente aprendió que

la mezcla de cobre conestaño producía un metal

más resistente y maleable,

el bronce.Más duras incluso que elbronce son las aleaciones de hie-

rro y carbono, cuyo empleo no segeneralizó hasta el año 1000 antesde Cristo, cuando los metalúrgicosinventaron hornos lo bastante calientespara extraer el hierro de su mena.

Las aleaciones de hierro y carbono

son duras, pero no pueden absorbermucha energía sin romperse. Los me-talúrgicos aprendieron pronto que, sise inyectaba aire en la aleación, sucontenido en carbono se reducía yel metal se volvía más dúctil; asíse obtuvo el primer acero. Desde

entonces, la técnica ha progresadoa la par que la capacidad de idearmateriales con diferentes grados deductilidad y fragilidad.

Defectos fatales

A pesar de esta remotísima cone-xión entre progreso técnico y

propiedades de los materiales, hastael siglo XX no se dispuso de unaexplicación científica del mecanismode ruptura. Pero la complejidad mi-croscópica de muchos detalles deestos procesos persiste envuelta enel misterio. Por ejemplo, no se com-prende por qué la adición de tresátomos de hidrógeno por cada millónde átomos de hierro hace de un acerodúctil un cuerpo peligrosamente que-bradizo. Durante los últimos veinteaños, con objeto de responder a estay otras cuestiones, he recurrido ala química molecular para predecircómo se rompen los materiales. Mipropósito es diseñar materiales quese rompan en el instante deseado.Para conseguirlo, tuve que abordarprimero la naturaleza de la ruptura

del enlace químico.A principios de siglo se dio unpaso importante en la comprensióncientífica del fallo de los materiales,al conocerse que un sólido era unconjunto de átomos unidos medianteenlaces químicos. En un comienzo, losquímicos representaron los enlaces amodo de varillas que unían pares de

Por qué se rompen los objetos Desde principios de siglo se sabe que los cuerpos se quiebran

o deforman en razón de sus enlaces químicos. Se ha dado un paso más

y ahora se predice qué tipo de degradación se producirá

Mark E. Eberhart

1. LOS BATES Y LAS PELOTAS no se rompen en el golpe, porque puedenabsorber la energía de impacto. En cambio, una ventana de cristal se hace

añicos. El comportamiento de los objetos que sufren una fuerza dependede los enlaces químicos entre sus átomos.





átomos. Los cuerpos parecían polie-dros apilados —cubos u octaedros, porejemplo—, donde los vértices definenlas posiciones de los átomos y lasaristas corresponden a los enlacesquímicos. Cuando esta figuración seestira, cada enlace responde alargán-dose una parte proporcional de estaextensión. El enlace se rompe cuandola separación alcanza cierto puntocrítico; si se rompen una cantidadsuficiente de enlaces el sólido seagrieta.

El estudio de los fallos de losmateriales hubo de hacer frente a unproblema madrugador. Los investiga-dores descubrieron que incluso losmateriales más fuertes se rompíancon tensiones diez veces menoresque las necesarias para romper losenlaces químicos. A principios de losaños veinte, A. A. Griffith mostró quela resistencia de un material no eraconsecuencia directa de la solidez desus enlaces, sino que dependía dedebilidades producidas por defectos

en su estructura. Estos defectos, ofisuras, pueden ser microscópicos ovisibles a simple vista, según la ela-boración del material. Griffith se diocuenta de que, al estirar un materialde forma perpendicular, por encima ypor debajo de una grieta, los enlacesdel extremo de ésta sufren mayorelongación que los enlaces de otrossitios del defecto. Cuando un enlace seestira más allá de su punto de fisura,la tensión se concentra en los enlacesrestantes, que se rompen a su vez.




Así, la grieta abre el material comosi fuera una cremallera. Resultado:fractura por fragilidad.

Artesanos e ingenieros aprovechanlas propiedades de fractura de losmateriales para encauzar la formaciónde fisuras hacia lugares de conve-niencia. Por ejemplo, la fuerza quese necesita para romper una hoja decristal a lo largo de un surco abiertocon un diamante es mucho menorque si la lámina está impoluta. Losenlaces del fondo del surco concentranmucha tensión cuando se estiran yse rompen antes que cualquier otraparte de la estructura.

En cambio, el cobre y otros ma-

teriales dúctiles no se rompen a lolargo de una hendidura somera. JamesR. Rice y Robert G. Thompson sugi-rieron en 1973 que la misma fuerza

que amplía la grieta de un materialquebradizo debe debilitar las fisurasen un material dúctil. En su opinión,los enlaces se rompen primero en-tre planos inclinados con respectoal plano de fisura, pero no formannuevos defectos. Antes bien, las capasinclinadas de átomos se deslizan entresí para aliviar la tensión, enlazandonuevos pares de átomos durante esteproceso. La eficacia del mecanismo dedeslizamiento depende de la facilidadcon que se hacen y deshacen enlacesa lo largo de este plano.

Los materiales muestran, pues, uncomportamiento frágil o dúctil segúnla celeridad de ruptura de los enlaces

comparada con la velocidad de for-mación de nuevos enlaces. Medianteel microscopio electrónico, los me-talúrgicos determinaban qué planosse fracturaban y cuáles deslizaban.Pero la razón precisa por la que unmaterial no se comportaba igual queotro seguía escondida en el misterio delos enlaces químicos, que resultaronser más complicados de lo imaginadoen un comienzo.

La representación habitual delenlace químico —una varilla quepone en conexión átomos adyacen-

tes— describe con bastante exactitudnumerosas notas de las moléculas,pero no aporta una explicación ade-cuada de la ruptura y deformación delos materiales. Aunque fuera posiblepermanecer sobre la agrupación deprotones y neutrones de un núcleoatómico, no podríamos caminar porun puente hasta un átomo vecino.En realidad, las propiedades de losenlaces químicos están determinadaspor variaciones de densidad en laestructura electromagnética del ma-terial.

La carga eléctrica es más densaen el núcleo, donde se encuentranlos protones dotados de carga po-

sitiva. Fuera del núcleo sólo existeuna nube de carga negativa gene-rada por los electrones. Esta nubesuele ser más densa en la direccióndel núcleo más cercano, donde sesolapan los electrones que pertene-cen a ambos átomos. En 1926, losfísicos descubrieron las leyes de lamecánica cuántica que describen ladistribución de cargas en átomos ymoléculas, pero la resolución de lasecuaciones para un gran número deátomos requiere el uso de ordenadoresmuy potentes.

MARK E. EBERHART es profesorde química y geoquímica en la Es-cuela de Minas de la Universidad deColorado, cuyo centro de ingeniería,computación y simulación de mate-riales dirige.

FISURATENSION CONCENTRADA

PLANO DE FRACTURA



Sólo a finales de los años setentase dispuso de suficiente capacidad decálculo para realizar exploracionesteóricas rudimentarias de la relaciónentre la estructura electrónica de uncuerpo y su fractura. En los añosnoventa se dispuso de ordenadoresmás rápidos y los físicos pudieronaprovechar los algoritmos más re-finados que requiere la simulaciónde roturas y deformaciones. Estosavances sirvieron de ayuda inestima-ble para Gregory B. Olson y demásadscritos al grupo de investigaciónsobre el acero de la Universidad delNoroeste. Olson organizó el equipoen 1985 con objeto de construir las

herramientas necesarias para el diseñopor ordenador de aceros superrefor-zados.

El grupo de Olson ideó un métodopara determinar las diferencias en ladensidad de carga de materiales simila-res mediante programas informáticoscreados por Arthur J. Freeman. Cal-cularon la densidad de carga de unaaleación “virtual”, primero cuando dosplanos de átomos se separan y luegocuando uno desliza encima del otro.Apoyados en la densidad de carga,determinaban la energía exigida para

provocar la fractura o el desliza-miento. A continuación, modificaronla composición de la aleación virtualy volvieron a realizar los cálculos.Mediante la comparación entre lasenergías de uno y otro material, elgrupo determinaba si la aleación eradúctil o quebradiza. Las diferenciasde energía que encontraron entre lasaleaciones virtuales guardan plenoacuerdo con los fallos característi-cos de aleaciones reales, medidosen laboratorio.

Los cálculos de Olson y Freemanmostraron que se podían recrear lasfracturas y los deslizamientos en elordenador de forma realista, pero esta

capacidad todavía no permitía prede-cir qué cambios se tenían que haceren la química de la aleación paraproducir comportamientos dúctiles oquebradizos. Yo deseaba desarrollaruna teoría de este tipo. En particu-lar, quería predecir qué elementosdebían agregarse a una estructuraquímica para conseguir los cambiosdeseados. La experiencia nos habíaenseñado que sólo ciertos elemen-tos funcionarían, pero ¿cuáles eran?Responder a esta cuestión implicóun cambio revolucionario en la re-

presentación de los enlaces químicosen un cuerpo.

Conexiones profundas

Una teoría con capacidad predic-tiva de los fallos intrínsecos

de los materiales sería utilísima paraquienes se dedican a proyectar nuevasaleaciones. Por ejemplo, el aluminiurode níquel se podría utilizar en cons-trucciones aeronáuticas por su ligerezay resistencia; ésta, a diferencia de loque ocurre en otros metales, aumentacon el calor. El problema es que,como suele suceder en las aleacionesde alta temperatura, el aluminiuro de

níquel es demasiado quebradizo paraaplicarlo a la fabricación de motores areacción. Tenía que dar con la manerade predecir qué átomos de la estruc-tura del material debían reemplazarsepara volverlo más dúctil.

Los modelos clásicos describen losenlaces químicos en función de lacantidad de carga electrónica que hayentre los átomos, pero esta visión espoco realista. Conforme los átomosse van separando, la carga disminuyesin llegar a desaparecer por completo.La conexión del enlace nunca se


PLANO DE DESLIZAMIENTO

FISURA TENSION CONCENTRADA

3. LOS MATERIALES DUCTILES se deforman a lo largo deplanos inclinados con respecto a las fisuras microscópicas. Losátomos se deslizan entre sí a través de este plano inclinadoy alivian la tensión ejercida sobre los enlaces de la fisura.

De esta manera, un golpe en el extremo de la fisura absorbeenormes cantidades de energía, haciendo que los metalesdúctiles sean más seguros que los quebradizos y se utilicenen objetos que deben resistir colisiones.



rompe; no hay fracturas. Se requiereotra característica de la densidad decarga que represente mejor el enlacey su rotura. Richard F. W. Bader ladescubrió: la topología, rama de lamatemática que estudia las propie-dades que permanecen invariantes enun objeto cuando éste se estira ose aplasta.

La topología original de un cuerpo

se destruye cuando se hacen corteso combinaciones de formas. Desdeuna óptica topológica, una taza deté y una rosquilla son idénticas: sepuede transformar una rosquilla dearcilla en una taza de té sin cortarlautilizando el agujero para formar elasa. En cambio, una bola de arcillano se puede moldear en forma derosquilla o taza de té sin agujerearlani separar partes que habían estadopreviamente conectadas.

Bader aplicó sus ideas revolucio-narias sobre los enlaces químicos al

análisis de moléculas orgánicas. Com-probé que sus observaciones ofrecíanun medio excelente para abordar lossólidos metálicos. Las fracturas sonprocesos que cambian la naturalezade las conexiones en el interior deun objeto, de forma que tenía sentidodescribirlas topológicamente. Perotuve que demostrar en un sólido, talcomo hizo Bader para las moléculas,la vinculación entre la representacióntopológica y la representación clásicade los enlaces químicos.

Para explicar bien la naturalezade una conexión topológica entreátomos, se compara la densidad decarga con el mapa de una cadenamontañosa. En esta imagen la alturacorresponde a la densidad de carga:los picos designan las zonas con cargamáxima y las cuencas correspondena los lugares con menor carga. Dosátomos están conectados topológica-mente si hay una línea de cresta dedensidad de carga entre sus picos.Estos perfiles o crestas equivalen alas varillas que, en la representaciónclásica, simbolizan los enlaces quí-micos entre átomos.

Durante cuatro años efectué cálcu-los sobre metales y aleaciones simplespara mostrar que la perspectiva topo-lógica del enlace ponía en conexiónlos mismos átomos que la represen-tación tradicional. La topología nosdice que no tenemos que examinartoda la densidad de carga para carto-grafiar el terreno: importan cumbres,cuencas y desfiladeros. Si se conocela posición de estos puntos críticos,se puede interpolar el terreno que lassepara. En particular, si se conocenlas posiciones de dos picos y de


ROTURADEL ENLACE

ENLACE

ATOMO

Una nueva perspectiva de los enlaces químicos

El modelo clásico representa los enlaces químicos mediante varillasque conectan átomos. No sirve para describir por qué se rompen

las cosas. En realidad, las varillas simbolizan nubes de carga electrónica,que pierden densidad cuando los átomos se separan. Como esta carganunca desaparece, no existe ninguna indicación de que ha ocurrido unafractura. Para encontrar qué desaparece cuando los enlaces se rompen,hemos de fijarnos en la topología de la densidad de carga, que describe

las conexiones dentro de grupos de átomos.

La densidad de carga en dos dimensiones se asimila a un mapa demontaña. Los picos representan las concentraciones máximas de densidadde carga, que corresponden al núcleo de los átomos; una cuenca daidea de una zona de baja densidad de carga, y las aristas que unendos picos designan enlaces químicos. La topología de la densidad de

carga equivale a la presentación tradicional de la estructura molecularporque sus componentes se corresponden uno a uno.

Cuando se estira un material los átomos se separan y la carga a lolargo del enlace disminuye. El enlace se rompe —y deja de existir comoconexión topológica entre átomos— cuando el punto menos elevado dela cresta pasa bajo el nivel del fondo de la cuenca. —M.E.E.



un desfiladero entre ellos, se puede

asumir sin riesgo a equivocarse quehay una línea de cresta —un enlacequímico— que va de un pico al otroa través del paso.

Demostrar la validez de la perspec-tiva topológica de los enlaces quími-cos en un sólido fue tarea sencilla.Pero sólo me indicaba qué átomosestaban conectados. Ignoraba si era ono fácil romper los enlaces. Respondera esta cuestión exigía examinar lamorfología del terreno en las proxi-midades de los puntos críticos; talmorfología se caracteriza mediantelas curvaturas principales en cadapunto, números que especifican lacurvatura según la dirección en quela altura cambia más deprisa y segúnla dirección perpendicular.

La curvatura principal es nega-tiva cuando la altura decrece, comosucede en los picos. A la inversa,las curvaturas positivas ocurren allídonde la altura aumenta. En undesfiladero entre dos montañas —elcentro de la línea de cresta querepresenta un enlace— la altura au-menta rápidamente en la direcciónde los picos cercanos y decrece

en la dirección perpendicular. Eldesfiladero tiene una curvatura prin-cipal negativa y la otra curvaturaprincipal positiva. Es un punto ensilla de montar.

Para una descripción completa ladensidad de carga se amplía la re-presentación a las tres dimensionesdel espacio, donde cada punto críticotiene tres curvaturas principales. Eneste caso, un enlace tridimensionalestá definido por un punto de silla demontar con dos curvaturas principalesnegativas y otra positiva.

Las primeras predicciones

¿Cómo exponer la ruptura de unenlace topológico? La pri-

mera interpretación llegó al asociar losenlaces con una característica definidade la densidad de carga. Cuando dosátomos enlazados en un cuerpo seseparan, cambian las curvaturas alo largo del eje del enlace y en lasdos direcciones perpendiculares. Encuanto se anula la curvatura a lolargo de una de estas direcciones,o de las dos, desaparece también laconexión topológica entre los átomos.La clave estriba en que los enlacesno se rompen cuando desaparece ladensidad de carga entre los átomos,sino cuando los dos átomos pierdensu conexión topológica.

La descripción topológica del en-lace, junto con la magnitud de lascurvaturas principales implicadas,nos permiten realizar un análisismás cuantitativo de la fractura.Consideremos un punto de sillabidimensional, sirviéndonos de laimagen de la cadena montañosa. Sinos situamos en el desfiladero entredos montañas, podemos caminar en

cuatro direcciones distintas —dosde ellas hacia los picos respecti-vos— sin que cambie la altura (ni,por tanto, la densidad de carga). Sicuatro personas se colocan en el pasoy toman respectivamente cada unade estas direcciones, sus trayecto-rias dibujarán una X. El plano quecontenga estas trayectorias en aspadefinirá un ángulo agudo con lapendiente escarpada que desciendehacia el lago situado en la cuencainferior, que simboliza la zona conmenor densidad de carga. Este án-

gulo depende de la razón entre las

dos curvaturas principales.Si los dos picos (o átomos) seseparan el enlace pierde carga, comosi se barrenara el desfiladero pararebajarlo. El valor del ángulo ini-cial, previo a la separación, informade cuánta tierra puede removerse;el ángulo disminuye a medida quela excavación avanza. Cuando esteángulo se aproxima a cero, la alturadel desfiladero se hace menor queel nivel del lago y éste empieza avaciarse. Cuando el ángulo es iguala cero, y el desfiladero desaparece,el enlace se rompe. Para entonces, elpaso alcanza la misma profundidadque el punto más bajo de la cuenca,drenando la última gota de agua.

De forma similar, podría formarseun enlace mediante la adición decargas. Este proceso de construcciónde enlaces sería similar a acarreartierra del paso excavado para formarun dique —o línea de cresta— enel centro del lago. En resumen, serompe el enlace cuando se eliminacarga del área que ciñe a un puntode silla de montar; se forma unenlace cuando se añade carga cerca

de un mínimo.La analogía del desfiladero devienemás complicada cuando se recurrea ella para describir la densidad decarga en tres dimensiones. Hay quesustituir por formas geométricas losángulos que se utilizan. En vez deun plano que contiene las cuatrodirecciones, donde podríamos pa-searnos sin ganar ni perder altura,hemos de representar una forma quecontendría todas las direcciones enlas que la densidad de carga fueraequivalente.


ALUMINIO

CRISTAL DE ALUMINIURO DE NIQUEL

NIQUEL FORMACION DE ENLACE

ROTURA DE ENLACEENLACE NUEVO

PLANO DE DESLIZAMIENTO

4. LA TOPOLOGIA DE LA DENSIDAD DE CARGASrevela exactamente dónde y cuándo se rompen y se creanlos enlaces a medida que un sólido se deforma, algo quelos modelos tradicionales nunca explicaron del todo. Na-die sabía con seguridad, por ejemplo, que se forma unenlace entre dos átomos de aluminio cuando se estira un

cristal de aluminiuro de níquel a lo largo de un plano dedeslizamiento. La carga necesaria para formar este enlaceprocede de la rotura de los enlaces entre los átomos dealuminio y níquel. La manipulación de esta transferenciade cargas encierra la clave para fabricar aleaciones másdúctiles.



Si se toma la X formada por lasdos direcciones bidimensionales deigual densidad de carga y la hacemosgirar alrededor del eje correspondienteal enlace químico, se obtienen dosconos unidos por el vértice. Losconos forman un ángulo agudo conun plano perpendicular al enlace,que atraviesa el punto de unión deambos conos. Estamos describiendoel ángulo que mide la cantidad decarga que debe perderse en el puntode silla de montar para que se rompael enlace. A medida que el ángulo sehace más pequeño, las bases del conose acercan y terminan por dibujar un

disco. Como sucedía en el ejemplobidimensional, cuanto mayor sea elángulo de partida tanto más carga hayque eliminar para reducir el ánguloa cero y romper el enlace.

El reverso de la ruptura de un enlacees la formación de un enlace. Ne-cesitamos entender los dos procesospara explicar un fallo. Si un cono nossirve para ilustrar un enlace, habránde valernos otras formas geométricaspara representar otros puntos críticos.Los mínimos, que pueden convertirseen enlaces si se añade carga suficiente

en sus alrededores, se comparan conelipsoides. En estos casos se nece-sitan dos ángulos para especificar laforma y medir la cantidad de carga—o tierra— que se debe transferirdesde un punto de silla de montarpara crear un enlace. Los ángulostambién nos dicen en qué direcciónes más sencillo construir un diqueen el lago.

Con esta representación geomé-trica de todos los puntos críticosdel sólido, nos es dado determinarcon exactitud dónde y cuándo cam-bia la densidad de carga durante laformación y rotura de enlaces. Que

un material ceda por fractura frágil opor deformación dúctil, dependerá deltipo de proceso predominante, lo queimplica que debemos privilegiar unofrente al otro. Así razoné cuando hubede explicar el fallo característico delaluminiuro de níquel y dos aleacionespróximas, a saber, los aluminiuros dehierro y cobalto.

Estos tres compuestos tienen es-tructuras idénticas y, por tanto, pro-porcionan un banco de pruebas idealpara el nuevo enfoque de los fallosde los materiales. Me proponía acla-

rar las diferentes propiedades de lastres aleaciones —dejadas de lado enlos modelos tradicionales— y sugerirqué elementos había que añadir alaluminiuro de níquel para hacerlomás dúctil. Esto significaba alargaral máximo la vida de los enlacesoriginales y estimular la formación denuevos enlaces a lo largo del planode deslizamiento, tan pronto comofuera posible. Semejante transacciónimplicaba destinar carga de los enla-ces rotos a la formación de nuevosenlaces. Para determinar en qué casosesto era posible necesitaba nuevosprogramas informáticos que generaran

los cálculos necesarios para cartogra-fiar la densidad de carga y evaluarlos cambios de su topología.

James M. McLaren, de la Uni-versidad de Tulane, desarrolló lasherramientas que yo precisaba paracalcular la densidad de carga de lostres aluminiuros y, más importanteaún, para identificar los puntos crí-ticos y los ángulos que los descri-ben. Las simulaciones informáticasconcordaban con las propiedades derotura y deformación experimentalesde estos metales. Del aluminiuro de


Roturas peligrosas

Cuando se trata de la seguridad de estructurascomplejas —los aviones, por ejemplo— un

fallo repentino se convierte en una tragedia. Losaben por experiencia los pasajeros y tripulacióndel infausto vuelo 243 de las líneas aéreas Aloha.El 28 de abril de 1988, veinte minutos después deldespegue, se abrieron varias fisuras en los remaches

que unían las planchas del fuselaje del avión. Elaire del interior del avión, que tenía mayor presiónque el de fuera, hizo saltar una sección de seismetros del fuselaje, provocando que 90 pasajerostuvieran que realizar un aterrizaje de emergenciaen lo que entonces era un avión descapotable. Laexplosión lanzó una azafata fuera del avión; fue laúnica víctima.

Si se hubieran realizado inspecciones concienzudasdel avión antes del accidente se habría descubiertoque las fisuras microscópicas a lo largo de los rema-ches habían ido creciendo durante sus 19 años deservicio y habían ensanchado las junturas metálicas.En su último vuelo, las fracturas alcanzaron unalongitud crítica y se abrieron del todo. Sin embargo,

hasta el momento de la catástrofe, la fatiga delmaterial sólo se había manifestado a lo largo deestas fracturas, tal como pretendían sus ingenieros.Esta deformación dúctil crece lentamente aliviandola tensión en el metal y aflojando los extremos delas fracturas, y proporciona una oportunidad inme-

jorable de ver signos de fatiga antes de que algose rompa en pedazos.

La exigencia de seguridad guía a los ingenierosde materiales en su búsqueda de ductilidad a

agregar en metales que son lo bastante rígidospara mantener su forma bajo tensiones como lasproducidas por los cambios de presión que expe-rimenta un avión en vuelo. Para hacer un materialmás dúctil se añaden los elementos adecuadosen la aleación base, lo que durante centenaresde años ha consistido en un arduo proceso de

prueba y error. Es muy reciente el descubrimientodel método para prever qué elementos cumplenmejor con este trabajo.

Los metalúrgicos han desarrollado un segundométodo para hacer que un material frágil se vuelvamenos propenso al fallo catastrófico: el control dela estructura microscópica, disponiendo uno a unolos cristales microscópicos como si empaquetaranpiezas de porcelana. Por ejemplo, pueden envolvercristales de un material quebradizo con capas deotro intrínsecamente dúctil, como el cobre. De lamisma manera que se envuelven vajillas con es-puma para protegerlas de las tensiones, cualquierfractura en un cristal metálico frágil se extenderá tansólo hasta la frontera con el dúctil cobre. Cuando

se escoge la mejor aleación base, sólo hace faltaeste diseño microestructural para hacer a la alea-ción lo bastante dúctil y segura, o por lo menos,para que ofrezca señales de aviso antes de queocurra la catástrofe.

—M.E.E.

LOS PASAJEROS LUCHAN por salir de la cabinadescubierta en el vuelo 243 de las Aerolíneas Aloha.



hierro se sabía que era la más dúctilde las tres aleaciones; las simula-ciones revelaron que tenía la cargamás intensa en torno al punto desilla de montar, en los enlaces entrelos átomos de hierro y aluminio.Este aluminiuro mostraba también elmínimo más plano entre átomos dealuminio adyacentes; sólo se requeríauna carga muy pequeña para formarun enlace entre ellos.

La sugerencia de que se podíanobtener las características de fallode estas tres aleaciones a partir dela forma de su densidad de cargaalrededor de dos únicos puntos me

permitió dar el siguiente paso. Pre-dije que podía alterar las propie-dades de fallo del aluminiuro deníquel sustituyendo algunos átomosde níquel por un elemento porquedirigía más carga a lo largo delenlace entre el níquel y el aluminio.Así, esta carga estaría disponiblepara formar nuevos enlaces entrelos átomos de aluminio del mínimo.Esta redistribución de las cargasmejoraría la forma de la densidadde carga hasta hacerla más parecidaa la de un material dúctil.

Como la carga de cada elementosiempre tiene la misma forma en unentorno dado, no era difícil determinarque el hierro era el mejor sustitutodel níquel. Volviendo a la analogíade la cadena montañosa, sabía quecada elemento determina una montañacon diferentes laderas que bajan desu cumbre. Una montaña de hierrocercana a otra de aluminio añademás roca al desfiladero y levanta unacuenca más plana que si la montañaes de níquel. Con el hierro se puedesacar bastante roca del enlace paraconstruir una nueva línea de crestaentre los átomos de aluminio de la

cuenca. En cambio, una montaña decobalto no aporta roca suficiente aldesfiladero para construir la líneade cresta.

Cuando se logró este resultado, secumplían 15 años de búsqueda em-pírica de elementos de aleación paramejorar el aluminiuro de níquel. Erade esperar que otros hubieran des-cubierto que el hierro incrementabala ductilidad. En una conferenciacelebrada a finales de 1998 se rati-ficó que, de acuerdo con los ensayosexperimentales, la sustitución del 10

por ciento de níquel por hierro pro-ducía el efecto predicho.

Predecir el futuro

Si bien mis predicciones llegarondemasiado tarde para tener un

efecto real en el desarrollo de alea-ciones de aluminiuro de níquel, hayrazones para alegrarse. Una teoría que

permitiera crear materiales con lascaracterísticas deseadas podría revo-lucionar —e incluso sustituir— a lasinvestigaciones tradicionales basadasen el método de prueba y error.

Ya ha empezado la búsqueda denuevas aleaciones más ligeras, mássólidas y capaces de retener suspropiedades a mayores temperaturas.Tales aleaciones mejoradas se podránutilizar en aviones supersónicos ehipersónicos antes del año 2010. Peroel programa de desarrollo de esosmateriales procederá de un modo

distinto del seguido por el resto.En vez de buscar a ciegas unaaleación base con un conjunto idealde propiedades características, losingenieros de materiales utilizaránordenadores para calcular la densidadde carga de un conjunto escogidode aleaciones base. A partir de esainformación determinarán de qué ma-nera se debe modificar la densidad decarga para producir las propiedadesdeseadas y prever qué elementos dealeación producirán estos cambios.Por primera vez se pergeñará unanueva aleación a partir de su estruc-tura electrónica.

Si bautizaran el primer aeroplanofabricado con esta aleación rom-piendo contra el morro una botella dechampán me gustaría estar presentey examinar los cristales.


ATOMS IN MOLECULES: A QUAN-TUM THEORY. Richard F. W. Bader.Oxford University Press, 1994.

COMPUTATIONAL METALLURGY. MarkEberhart en Science, vol. 265, págs.332-333; 15 de julio de 1994.

STUFF. Ivan Amato. BasicBooks, 1997.THE VISUALIZATION AND USE OF

ELECTRONIC STRUCTURE FOR ME-TALLURGICAL APPLICATIONS. M. E.Eberhart y A. F. Giamei en Mate-rials Science and Engineering A:Structural Materials, volumen 248,n.o 1, págs. 287-295; 1998.

Se puede consultar información adi-cional sobre estructura molecularen la página Web www.chemistry.mcmaster.ca/faculty/bader/





Al salir hacia el aeropuerto John

F. Kennedy, le dije a una co-lega que me ausentaba para

entrevistar a Edward Teller. “¿Aúnvive?”, me preguntó asombrada. Undía después me encuentro frente afrente con un hombre de 91 añosrepantigado en un sillón, que hadejado su bastón de madera labradade metro y medio de largo apoyadocontra una mesa encima de la quecuelga la Medalla Nacional de laCiencia con la que le premió RonaldReagan.

Con los ojos nublados por la ul-ceración, mira fijamente a la cara.Las que deben de haber sido lascejas más pobladas del mundo sehan vuelto ralas. Una bota camperacubre la prótesis que sustituyó alpie que perdiera en un accidente detráfico, allá por 1928. Su secretariame informa de que su memoria delos sucesos recientes se ha debilitadoa raíz de un ictus. Me preguntoincluso si alcanza a verme o si serácapaz de mantener la entrevista.

Al poco de sentarme,inicia el diálogo con vozlenta, fuerte y de bien en-tonada cadencia. “He sidocontrovertido en algunosaspectos. Quiero saber loque conoce usted de la con-troversia y lo que piensasobre ella.” Rebusco migrabadora, pero me detienecon un gesto. Mi azoradae ininteligible respuestasólo sirve para que meespete: “¿Qué piensa ustedde Robert Oppenheimer?”,refiriéndose al científico

que dirigía el ProyectoManhattan, cuya creden-cial oficial de seguridad lefue retirada a raíz de latestimonial de Teller. “Clara-mente existían diferenciasentre Oppenheimer y yo.¿Qué sabe usted de estacontroversia, y qué piensade ella?”

Quizá sea la revanchapor los tres artículos queScientific American pu-blicó en 1950 en los que

se expresaba una fuerte oposición aldesarrollo de la bomba de hidrógeno,arma cuyo inflexible promotor fueTeller cuando muchos otros físicosatómicos estaban en contra. Teller mepide entonces que le enseñe lo queescriba antes de que se publique. Yome niego. “Se dará usted cuenta deque ahora estoy tentado de cancelarla entrevista, y lo más que puedohacer es concedérsela con extremacautela, para asegurarme de que nohaya malentendidos.”

El nonagenario de cuyas faculta-

des dudaba hace unos momentos meha puesto contra las cuerdas. Acabode experimentar en carne propia elcoraje y la resolución que se im-pusieron a presidentes, generales ymiembros del Congreso. Ahora quelleva ventaja en nuestro encuentro,Teller parece dispuesto a cejar ensu interrogatorio.

Lo ocurrido en las pocas horassiguientes fue como volver a veruna vieja película. Gran parte dela trama del guión resulta familiar,

pero el efecto de su declamaciónno hace sino crecer conforme serepite. “¿Qué hubiera ocurrido —lepregunto— si no hubiéramos fabri-cado la bomba de hidrógeno?” Yrepone: “Usted me estaría entre-vistando en ruso, aunque para serexactos no me entrevistaría usted.Yo no estaría vivo. Hubiera muertoen un campo de concentración.” Apropósito del veto a los ensayosnucleares, se manifiesta con idénticacontundencia: “El espíritu de acabarcon los ensayos es el espíritu de

la ignorancia; estoy contento dehaberlo violado. Creo que no loviolamos lo suficiente.”

El personaje de Teller —esa mezclade científico y político halcón— estáenraizado en las tensiones que sacudie-ron Europa durante la primera mitaddel siglo, particularmente en la tomade Hungría por los comunistas en1919. “Mi padre era abogado; su des-pacho fue ocupado, cerrado y tomadopor los rojos. Pero lo siguiente fueun régimen fascista antisemita, y yo

estaba al menos tan opuestoa los fascistas como a loscomunistas.”

Para comprender a Teller,se debe recordar que ocupauna puesto de honor en elCafé Atómico: estuvo pre-sente en muchos de losprincipales acontecimientosde la física nuclear del si-glo XX.

Intervino en el ProyectoManhattan para fabricar labomba atómica y se convir-tió en paladín infatigable ycolaborador científico en la

construcción de otra bombaque liberaría cantidades ini-maginables de energía enla fusión nuclear. En 1952Teller dio un paso más yayudó a organizar la fi-nanciación de un segundolaboratorio de producciónde armas, el Lawrence deLivermore, que competi-ría con el de Los Alamos.En Livermore se consiguióreducir el tamaño de lascabezas atómicas de ma-

PERFILESGary Stix

EDWARD TELLER: Infamia y honor en el Café Atómico

1. Edward Teller no alberga remordimientossobre su controvertida trayectoria




nera que cupiesen en los submarinosnucleares.

Teller concibió una multitud deusos para las explosiones nucleares,desde la minería hasta la alteracióndel tiempo atmosférico. Se erigióen defensor incansable de la energíanuclear. Se alió con el gobernadorNelson Rockefeller en los años sesentapara emprender programas de construc-

ción de refugios nucleares. Fue unode los más fervientes en persuadira Ronald Reagan y a George Bushpara que promovieran los programasde defensa contra misiles empleandotécnicas aún inconclusas, como elláser de rayos X. No hace muchoproponía desviar los cometas y as-teroides que nos amenacen medianteexplosiones nucleares.

Me interesa conocer su opinión dellegado que deja. Le pregunto cómo legustaría que le recordaran. “Se locontaré con todo detalle”, replica.

“Me da lo mismo cómo me recuer-den.” ¿No guarda ningún remor-dimiento el padre de la bombade hidrógeno y el adalid de la“Guerra de las Galaxias”? “¿Hayalgo que usted crea que quizá nose debió hacer?”, le pregunto. Tras15 segundos de silencio llega larespuesta: “En conjunto, no.” Leinterrogo sobre si todavía creeque el Proyecto Chariot, el planpara crear un puerto en Alaskaque nunca llegó a realizarse, con-sistente en una voladura con seisbombas de hidrógeno, era unabuena idea. “Mire”, replica conun énfasis pedante, “con un buenpuerto, el norte de Alaska se hubieraintegrado mucho más eficazmente enla economía norteamericana, comoocurrió con Hawai.”

Teller es también implacable en loque se refiere a su contribución a laconcepción de la bomba de hidrógeno.La mayoría de los relatos atribuyena Stanislaw Ulam la intuición claveque posibilitaba una explosión ter-monuclear, una idea que surgió sólodespués de que Teller hubiese tentado

otro enfoque para lo que se denomi-naba “la Superclásica” que no llevóa ningún lado. Ulam propuso quela onda de choque mecánica de unabomba atómica podría comprimir elcombustible de hidrógeno y desenca-denar una reacción de fusión. Tellerdepuró la idea de Ulam y apeló a laradiación de la explosión inicial —envez de la fuerza mecánica— paraalcanzar la compresión necesaria.

Así que le pregunto quién reclamapara sí la paternidad del arma defini-tiva de destrucción en masa, cuya ig-

nición se conoce como el mecanismode Ulam-Teller. Una vez más, Tellerno se muerde la lengua: “Yo contribuí,Ulam no. Siento tener que contestarde manera tan ruda. Ulam estabadescontento, con razón, de un viejoenfoque. Me vino a ver con parte deun modelo que yo había desbrozadoy sobre la cual me resultaba difícilatraer la atención de la gente. Estaba

él entonces dispuesto a firmar unartículo. Pero cuando luego llegó elmomento de defender ese artículo yde echar toda la carne en el asador,se echó atrás. ‘No tengo fe en eso’,me dijo.” Le objeto que la mayoríade los informes relatan que Ulamsugirió emplear la compresión parainiciar la reacción de fusión. “Lo sé,y es mentira”, ataja.

Pese a este muy suyo ponerse elmundo por montera, reconoce la con-

fusión que sufrió al verse rechazadoentre sus colegas por testificar contraOppenheimer. En 1954 la Comisión deEnergía Atómica estaba investigandosi su adscripción filocomunista le in-dujo a Oppenheimer a obstaculizar eltrabajo sobre la bomba de hidrógeno.La intervención de Teller contribuyóa que Oppenheimer perdiera su cre-dencial de seguridad y su puestode asesor en la comisión. “Es muydoloroso”, es la concisa respuesta querecibo cuando le pregunto cómo se

siente hoy ante tal aislamiento.Tampoco le gustan las inevita-bles asociaciones que se crean enla mente del público entre él y elsabio malvado de la ficción. “No mellamo Strangelove. No sé quién esStrangelove”, estalla. “No me interesaStrangelove. ¿Qué más puedo decir?”Momentos después, como porfío enla cuestión, me advierte: “Vamos aver. Si repite otras tres veces esenombre, le echo del despacho.”

Con todo, Teller retiene una agudapercepción de lo que los otros ven

en él. Hace tres años, tras habersufrido un ictus, una enfermera leinterpeló para discernir si estaba lú-cido: “¿Es usted el famoso EdwardTeller?” “No —le corrigió—, soy elinfame Edward Teller.”

Me despido. Mientras doy un pa-seo por las calles de Palo Alto nopuedo apartar de mi mente cuántoha influido la determinación de este

hombre en la humanidad de la se-gunda mitad del siglo. Mi propioentorno familiar. Veo a mi padre ymi abuelo, sentados a la mesa delcomedor, ponderando los materialesnecesarios para construir un refugioantiatómico en el sótano que pudieradetener los letales rayos gamma deuna explosión nuclear que alcanzaraNueva York, enfrascados ambos enla histérica vorágine que Teller con-tribuyó a alimentar. Me pregunto si

no tendría razón Isidor I. Rabi,premio Nobel de física, cuando

decía que “el mundo hubiera sidomejor sin Teller”.Camino por la Avenida de la

Universidad, junto a veinteañeroscon sus ordenadores portátiles,quién sabe si pensando en unnegocio en Internet. Es obvio queel mundo maniqueo, de buenosy malos, en el que todavía viveTeller se ha diluido. Su despachode la Institución Hoover se encuen-tra en el epicentro del recinto deStanford, donde se incubó la eraposnuclear de las industrias elec-trónicas y de la biotecnología. Lossoviéticos nunca podrían competir

con el arsenal electrónico americano,y mucho menos con la vibrante eco-nomía del norte de California queprodujo los ordenadores Macintoshy los procesadores Pentium. HastaFidel Castro cavila anhelante cómoconvertir Cuba en una potencia de labiotecnología. En último extremo, losmicroprocesadores y el ADN recom-binante —dos sillares de la economíadel bienestar— ayudaron a acabar conla guerra fría de una manera que niel más fantasioso de los láseres de

rayos X de la Guerra de las Galaxiashubiera podido.Pero Teller no está acabado. A su

edad, renuncia a dar tregua a susgrandiosas visiones de salvación através de la técnica. Junto con otroscolegas ha enviado un artículo a Nature en el que sugiere dispersardióxido de azufre u otras partículassubmicrométricas en la estratosferapara obstruir la luz del sol y detenerel calentamiento global, una opciónmás barata, asegura, que reducir lasemisiones de dióxido de carbono.

2. Derogar la prohibición de ensayos,tal era el mensaje de Teller

a una comisión del Senado en 1963



Venido del fondo marino

Epidemias oceánicas

Diciembre de 1992. Bangladesh.Miles de personas de la costa

meridional sufren vómitos intempes-tivos acompañados de diarreas; porculpa de los tejidos deshidratadoslos ojos se hunden en las cuencasy se arruga la piel de la yema delos dedos. Muchos mueren a lospocos días.

No se trataba de ninguna nove-dad. Esa tierra conoce muy bienel cólera, enfermedad infecciosa que

halla en el agua un cómodo mediode transmisión. Pero en esta oca-sión el brote epidémico coincidía conun afloramiento marino; el agua delfondo oceánico subió a la superficieinmediata a la línea de costa. Quizános encontramos ante un presagiode lo que le espera al mundo, si elhombre continúa vertiendo las aguasfecales, depuradas o no, al océano.

Crecen con los días las pruebasde patógenos, muchos exclusivos deheces humanas, en las profundidadesoceánicas. Esa suerte de frigorífico,en expresión de Rita R. Colwell,instalado a miles de metros, podríadevolvernos con los afloramientos loque ha mantenido en estado latentey desencadenar una epidemia. De

hecho se han detectado varios virusque infectan el tracto gastrointestinal—incluidos los poliovirus y los rota-

virus— en muestras de agua oceánicatomadas a más de 1000 metros deprofundidad.

Además, los microorganismos per-duran. A finales de los años ochenta,Sagar M. Goyal aisló bacterias in-testinales de muestras obtenidas deaguas de albañal, a más de 170kilómetros de la costa neoyorquina,30 meses después de la suspensión delos vertidos. Las bacterias, resistentesa varios antibióticos, demostraban queprocedían de personas que habíantomado fármacos.

Paul R. Epstein, experto en saludpública de la Universidad de Harvard,tiene otra explicación de la epidemiasufrida en 1992 en Bangladesh. Unafloramiento pudo haber traído a lasuperficie nitrógeno y fósforo, nu-trientes abundantes en aguas profun-das. Ello favoreció una eclosión deplancton, que a su vez posibilitó lamultiplicación en masa de copépodos,en cuyos intestinos prolifera a su vezel vubrión del cólera. La presenciade microorganismos patógenos en lasprofundidades constituye, además, unaamenaza contra la estabilidad delecosistema. Algunos son resistentesal cloro de las depuradoras.

CAROL EZZELL

¿Qué es una onda?

Y otras cuestiones básicas

Los más presuponen que, por es-tar en el centro de todos los

fenómenos que observamos, hay unadefinición uniforme de qué es unaonda. Pero no es fácil definir esteconcepto básico

Pida a sus compañeros y alumnosque definan qué es una onda. Lesorprenderán, más de lo que imagina,las respuestas dadas. Hasta los quese dedican a los fenómenos ondu-

latorios propenden a la confusión yla vaguedad cuando se las ven conuna pregunta de tamaña simplicidadaparente. Los estudiantes suelen caeren el pecado de circularidad: “unaonda es una solución de la ecuaciónde ondas.” Pero, ¿qué es una ecuaciónde ondas? Lo más probable es que unprofesional masculle algo acerca dela velocidad de propagación, como siel olor y el calor no se propagasena alguna velocidad. Los matemáticostienden a dar caracterizaciones forma-les basadas en la hiperbolicidad deciertas ecuaciones diferenciales.

Así como una definición de ruidodebe fundamentarse empíricamente,para definir una onda hay que ver quéofrece la naturaleza. Una respuestaprovisional podría ser la siguiente:una onda es un desequilibrio que sepropaga. La noción de desequilibrioestá presente también en un osciladorsimple, en el que la energía cinéticay la potencial se intercambian du-rante la oscilación. El principio deHamilton (que un sistema dinámicotoma una trayectoria que minimizala integral en el tiempo de la dife-

rencia entre las energías cinética ypotencial) es una formalización deesta idea de intercambio entre dosformas de energía. No obstante, loque hace que una onda difiera de unoscilador individual es que se propa-gue ese desequilibrio. (Cierto es quedos ondas que viajan pueden formaruna estacionaria, pero ignoremos estacomplicación de momento.)

Equilibrios estables

En el más simple de los niveles,la ubicuidad de las ondas (clásicas)


CIENCIA Y SOCIEDAD

Este rotavirus, patógeno humano, puede sobrevivir a grandes profundidades.Constituye una amenaza para la salud durante los episodios de aflora-

miento oceánicos




puede atribuirse al amor de la na-turaleza por los equilibrios estables.Sean las que sean las fuerzas (elec-tromagnéticas o las gravitatorias, porejemplo) que conecten unas partes demateria con otras, serán aproximada-mente lineales para perturbacionespequeñas en torno a un punto deequilibrio estable; una fuerza restau-radora lineal supone que haya una

oscilación armónica; los sistemasacoplados de osciladores dan lugara perturbaciones tanto estacionariascomo en propagación. La linealidadimplica también superposición, asíque podemos sumar como es de-bido soluciones periódicas y obtener“paquetes” de ondas finitos. De estaforma, para perturbaciones pequeñasalrededor de un estado de equilibriode sistemas acoplados o extensos lasondas son la consecuencia natural dela estabilidad del movimiento armó-nico simple.

El milagro de las ondas que vemoses la organización que exhiben, perohay ejemplos en los que esa organi-zación se destruye. Una intensa dis-persión produce un comportamientodifusivo en vez de una propagaciónondulatoria. Los dispersores destruyenel nivel de organización de la ondaincidente y en última instancia con-ducen a un comportamiento difusivo(no ondulatorio). De manera similar,cuando una ola rompe en una playalos términos advectivos de la ecua-ción de movimiento acoplan todas lasescalas de longitud de la onda y sedestruye la organización que vemosen el oleaje; la ola, por último, sedisipa convertida en calor. A la vistade estos ejemplos, en los que unaonda deja de serlo a causa de ladestrucción de su grado de organiza-ción, nos vemos llevados a modificarnuestra definición de onda para quediga: una onda es un desequilibrioorganizado que se propaga.

En múltiples ocasiones, describi-mos la propagación de una ondamediante una ecuación diferenciallineal. En la realidad es importante

la no linealidad, capaz de destruirlas ondas. Volvamos a las olas delas playas. Si se mira al mar desdeuna playa, se verá que a lo lejos susuperficie tiene ondulaciones con unperíodo de 5-10 segundos. A medidaque se acercan a la playa sus altu-ras aumentan hasta que no puedensoportar más su propio peso y serompen catastróficamente. La causa,matemáticamente hablando, es que lostérminos no lineales de la ecuaciónde movimiento van incrementandosu importancia conforme crecen las

olas. Cuando la no linealidad setorna determinante, el movimientoondulatorio organizado se transformaen un movimiento turbulento. Es im-posible decir exactamente en quépunto de este proceso la onda dejade ser onda.

La no linealidad es a veces esen-cial para mantener la organizaciónde una onda. En los solitones laexpansión ondulatoria por dispersiónse compensa exacta y milagrosamentecon la inclinación no lineal de laonda; la onda solitaria mantiene asísu identidad. De donde se desprende

que la no linealidad conduce por iguala la creación y a la destrucción deorganización.

El solitón más sencillo de produ-cir es el salto hidráulico cilíndrico.Vaya a la cocina y abra el grifo delfregadero. Cuando el agua da en elfregadero su momento vertical se con-vierte en momento horizontal. En lamayoría de los casos, cuando el aguaimpacta en la superficie, viaja a unavelocidad superior que la que llevanlas ondas en la superficie del agua;en virtud de ello, las perturbaciones

pierden capacidad para propagarse enforma de ondas superficiales, siendoarrastradas corriente abajo por el agua.Pero el agua ha de frenarse; llegaráun momento en que su velocidad seráya sólo la de las ondas superficiales.Lo que sucede vale la pena reseñarlo.Se engendra un salto, un fenómeno dechoque: el espesor del agua aumentacasi discontinuamente. Más allá, co-rriente abajo, la superficie del aguaes barrida por ondas superficiales,ahora libres de propagarse. Pero elsalto es estacionario, ¿por qué vamosa tener que considerarlo un fenómeno

ondulatorio? Bueno, imagínese queva en un bote arrastrado corrienteabajo por el agua. En su marco dereferencia el salto hidráulico será una“onda” solitaria que cursa corrientearriba, de manera muy parecida alfrente de una marea.

Difusión

Volviendo a la pregunta original,muchos aludirían a la contraposiciónentre comportamiento ondulatorio ycomportamiento difusivo. En mu-chos fenómenos físicos no hay una

El campo ondulatorio registrado que se ha propagado a travésde un cristal homogéneo de silicio en tres momentos tras la excitaciónal otro lado del cristal. Este ejemplo muestra que los frentes de ondas

en un medio homogéneo pueden ser cuadrados en vez de redondos.(Por cortesía de J. P. Wolfe.)




distinción clara entre estos dos com-portamientos extremos. Tomemos porejemplo la propagación de la luz enun medio turbio, en leche, digamos.La turbiedad es el resultado de ladispersión. (La sección eficaz de ab-sorción de las moléculas de la grasade la leche es mucho menor que lasección eficaz de la dispersión; en latinta ocurre al revés.) Las ecuaciones

que gobiernan el campo eléctricoson todavía las mismas ecuacionesondulatorias lineales que se siguen delas ecuaciones de Maxwell. Pero loque el ojo registra no es el campoeléctrico mismo, sino su intensidad.Como el campo que llega al ojoes la superposición de un númeroincontable de ondas dispersadas ori-ginadas en la leche (las ecuacionesson lineales), la intensidad real esla intensidad de esa superposición.Es fácil ver que esta intensidad totaltiene en la superposición un término

coherente y otro incoherente.Si no hay interferencia constructivaentre las ondas dispersadas, la intensi-dad total será meramente la suma de lasintensidades de cada onda individual.Si asociamos ahora estos términos dedispersión individuales, que no inter-fieren, a un número enorme de trayec-torias brownianas no correlacionadas através de la leche, a nadie sorprenderáque sin interferencia la intensidad sa-tisfaga una ecuación de difusión (quees la ecuación de la distribución deprobabilidad del movimiento brow-niano). El campo eléctrico satisface,pues, una ecuación ondulatoria, comodijo Maxwell, pero la magnitud quemedimos (la intensidad) satisface unaecuación de difusión.

Algunos fenómenos son claramentedifusivos, sin consecuencias ondulato-rias. Por ejemplo, el calor. Todos “sabe-mos” que la conducción del calor estágobernada por la ecuación de difusión.Maxwell, en realidad, tenía sus dudasal respecto. La ecuación de difusiónordinaria no tiene en cuenta ningunavelocidad de propagación, luego nopuede ser en verdad una descripción

fundamental del transporte del ca-lor; según esa ecuación, si se aplicauna fuente de calor a un extremo deuna barra, ¡en el otro la temperaturaempieza a cambiar instantáneamente!Maxwell, que se basaba en la teoríacinética, introdujo un término balís-tico en las ecuaciones de conduccióndel calor. Obtuvo al final la ecua-ción del telégrafo (tiene derivadasprimeras y segundas con respecto altiempo), con su toma y daca entreel comportamiento difusivo (que salede la derivada primera con respecto

al tiempo) y el balístico (procedentede la derivada segunda con respectoal tiempo). Maxwell abandonó esetérmino balístico tras llegar a la con-clusión de que “podía ser despreciado,ya que el ritmo de la conducción seestablecerá rápidamente”.

Esto concordaba con los expe-rimentos de hace cien años, peroahora ya no. En los años sesenta ya

se observaron impulsos balísticos decalor a temperaturas bajas. La ideaes que el calor es sólo la manifes-tación del movimiento macroscópico.El cálculo de las frecuencias reso-nantes clásicas de los átomos o delas moléculas en una red da númerosdel orden de 1013 Hertz, es decir,caen en el infrarrojo; cuando lasmoléculas vibran desprenden calor.A estas vibraciones de la red se lesllama fonones, que tienen propiedadesondulatorias y corpusculares. Las vi-braciones de la red son responsables

del transporte del calor, y sabemosque el calor es un fenómeno difusivo.Ahora bien, si la red se enfría cercadel cero absoluto, el camino mediolibre de dispersión de los fononespasa a ser comparable al tamañomacroscópico de la muestra. Cuandosucede esto las vibraciones de la reddejan de portarse difusivamente y sonen realidad ondulatorias. Controlandola temperatura de una muestra esposible controlar la medida en queel calor es balístico (ondulatorio) odifusivo. En esencia, si se lanza unpulso de calor sobre esa muestra(mediante el paso de una corrientepor un cable), los fonones, siemprey cuando atraviesen la muestra sindispersarse, se propagarán como on-das. Cuanto más se dispersen, másdifusivamente se portarán. Cuando elfrío aprieta, se propagan ondas decalor como ondas.

Las ondas, de carácter escurridizo,son ubicuas en la naturaleza. Nuestrosdos principales sentidos, la vista yel oído, dependen de las ondas. Losllamamos los sentidos “principales”porque aportan la información más

precisa acerca del entorno. No faltantérminos en el lenguaje ordinario parala pérdida de la vista o del oído;otra cosa es en el caso del gusto, eltacto o la percepción del calor. Lamayor parte de lo que sabemos delmundo que nos rodea lo aprendemosde las ondas. Además, las neuronasfuncionan por medio de la propaga-ción de ondas eléctricas a través delos axones. Un ejemplo de pro es eldisparo del corazón por medio de unimpulso eléctrico que se propaga porel tejido cardiaco.

Hasta el espacio-tiempo se agita conondas. Se las llama ondas gravitatoriasy se propagan a la velocidad de laluz. Se está trabajando en observa-torios con oportunidades reales dedetectarlas. Esos instrumentos, inter-ferómetros larguísimos, podrán medircambios de dimensión del orden de10–20 o menores.

Mecánica cuánticaOtro campo donde las ondas tie-

nen un papel central es la mecánicacuántica, de la que aprendemos quetodo tiene un carácter ondulatorio.Con la relación E = hf (la energíaes la constante de Planck por lafrecuencia) Einstein puso en conexiónla frecuencia ondulatoria de la luzcon la energía de los cuantos discre-tos de la luz (fotones). De Broglieextendió esto a los electrones y de-más materia ponderable. En el casode las ondas clásicas la disipación

amortigua el movimiento ondulatoriohasta que, por fin, todo queda enreposo. La mecánica cuántica enseñaque las ondas de materia no sufrendisipación. Hasta el estado funda-mental del oscilador armónico tieneun movimiento armónico. Llevandoesta última idea un paso más allácabe conjeturar que la ubicuidad delas ondas es crucial para nuestroconcepto de tiempo. El cambio esla manifestación del tiempo, y lasoscilaciones regulares son una claramanifestación de cambio. Con todarazón, las ondas que se propagan enlos cristales de cuarzo son ahora laherramienta dominante para medir elpaso del tiempo.

Está claro que las ondas sonubicuas en la naturaleza y ocupanun lugar central tanto en la estruc-tura de la materia y del tiempocomo en muchos fenómenos fí-sicos, biológicos y químicos. Eschocante que cueste tanto definirla noción de onda y que la dis-tinción entre los comportamientosondulatorio y no ondulatorio sea tanborrosa. Teniendo en cuenta todos

estos ejemplos, nos quedamos connuestra definición de onda comoun desequilibrio organizado que sepropaga, pero, eso sí, no se nos pidaque definamos “organizado”.

JOHN A. SCALES Departamento de Geofísica

y Centro de FenómenosOndulatorios, Escuela de Minas

de ColoradoROEL SNIEDER

Departamento de Geofísica,Universidad de Utrecht




Ver la luz

Sensores de imagen CMOS

Entre los cuentos felices de la eraelectrónica figura el dispositivo

de carga acoplada (CCD), de pre-sencia inexcusable allí donde hayque convertir la imagen en señales

eléctricas. Los CCD son las “pelí-culas” electrónicas, reutilizables, delas cámaras digitales; constituyen,asimismo, componentes críticos deun sinfín de otros productos de elec-trónica de consumo.

Pese a tan sólida posición, los CCDvan a tener que afrontar un temibledesafío. El competidor recién llegadoes el sensor CMOS, que, tras añosde desarrollo, se dispone a tomar elmercado por asalto, merced a fuer-

tes inversiones de Eastman Kodak,Motorola, Toshiba, Intel, Rockwell,Sarnoff y sus homólogos.

Se pronostica que una oleada deaparatos novedosos o de precios mo-destos, basados en sensores CMOS,multiplique la cuota de mercado delos sensores CMOS a lo largo delos años próximos. Estos sensoresse hicieron con alrededor del 1,5por ciento de los 678 millones dedólares invertidos en sensores deimágenes en 1996. En el año 2001podrían representar al menos un 9 porciento de un mercado que se cifraen 1564 millardos de dólares, segúnlas previsiones de Brian O’Rourke,

analista que sigue la evolución delos sensores de imágenes.

Las ventajas de los sensores CMOSemanan de su procedimiento de fabri-cación, sustancialmente el mismo queel de los semiconductores metal-óxidocomplementarios, utilizados en loscircuitos integrados modernos, comolos microprocesadores y las memo-rias dinámicas de acceso aleatorio.

Los CCD, por su parte, se fabricansegún una variante de una técnicaen buena parte envejecida, llamadaN-MOS (semiconductor metal-óxidode canal N).

Los sensores CMOS comparten conlos microcircuitos CMOS su exiguoconsumo de energía. Y lo que es másimportante, los sensores CMOS pue-den ser integrados directamente conotros elementos circuitales, por ejem-plo, para la conversión de analógico

en digital, o para el pro-cesamiento de imágenes,

con el resultado de mayorahorro en costo, consumoenergético y tamaño. Enesas propiedades se fundanquienes adivinan la llegadapronta de la “cámara enun chip”.

Se espera que esta eco-nomía en el coste de fa-bricación y su frugalidadenergética abran nuevasaplicaciones para los senso-res de imagen CMOS. Laidea de instalar uno en unpequeño teléfono celularpara producir un videófonode bolsillo es perfecta-mente factible. Otras desus posibles aplicacionespueden contarse en los asis-tentes personales digitales,en buscapersonas e inclusoen juguetes.

Siendo tales las ventajas, ¿por qué no habríanlos sensores CMOS de

reemplazar a los CCD? Porque eneste momento conllevan un sacrificio,y es la calidad de la imagen. Los

sensores de imagen CMOS acos-tumbran ser más “ruidosos” que losCCD, lo que significa que la señalde la imagen sufre degradacionespor diversas causas. Para solventareste problema, algunos fabricantes, enespecial Motorola, que se ha aliadocon Kodak en el desarrollo de sen-sores CMOS, están retocando suslíneas de fabricación de CMOS paraadaptarlas mejor a la producción desensores.

GLENN ZORPETTE

Cambios en el CERN

Del LEP al LHC

Situado en los aledaños de Ginebra,el Centro Europeo de Investiga-

ciones Nucleares alberga el mayoracelerador de partículas, el Gran Co-

lisionador de Electrones y Positrones(LEP). Desde 1989, el LEP ha ve-nido generando haces rápidos y muyenergéticos de electrones y de susrespectivas antipartículas —los posi-trones— para provocar luego el cho-que entre ambos. En las colisiones seemiten energía y partículas. Los hacesde electrones y positrones adquierenvelocidad y energía a medida quegiran alrededor de un túnel circularde 27 kilómetros de circunferencia,enterrado a 100 metros de profun-didad. Hay cuatro detectores en los

puntos de colisión.Durante estos años, los detectoresdel LEP han permitido identificaralgunos de los constituyentes bási-cos de la materia que se hallabanpresentes justo después de la granexplosión originaria. Pero los días delcolisionador están contados. El acele-rador permanecerá en servicio hastaoctubre del próximo año, momento enque se cerrará y desmantelará paraque culminen las últimas fases deconstrucción del Gran Colisionadorde Hadrones (LHC).

Se espera que el LHC entre enfuncionamiento en el año 2005.Cuando lo haga, producirá colisionesde partículas (en este caso, protoneso núcleos de plomo) a energías yvelocidades que para el LEP soninalcanzables. Uno de los objetivosprincipales del proyecto LHC es con-tinuar la búsqueda del esquivo bosónde Higgs. Los físicos postulan queel espacio está repleto del campode Higgs, y suponen que los quarksy los leptones adquieren sus masasinteraccionando con él. El bosón deHiggs es una partícula asociada con

este campo.El nuevo acelerador se extenderápor los mismos 27 kilómetros detúnel que ahora ocupa el LEP, a loque hay que sumar unos pocos túnelescortos de conexión y cuatro cámarassubterráneas para los detectores, unode ellos el ATLAS, asentado en unacámara de 35 metros de altura y unabase rectangular de 53 metros de largopor 30 metros de ancho, a unos 100metros bajo la superficie.

SASHA NEMECEK

Sensor de imagen CMOS, integradocon otros elementos electrónicos



La vida empieza en los océanos con los pro-ductores primarios, que aprovechan la energíalumínica para sintetizar materia orgánica

y generan formas de vida espectaculares y abun-dantes: el fitoplancton. Hablamos de organismoscon una tasa de reproducción muy rápida (desdemenos de un día a varios días); presentan cambiosen el tiempo muy notables. A los pocos días seobserva una enorme variación en la composiciónespecífica. Las comunidades planctónicas difierenen estructura, forma y color a lo largo de lasestaciones del año.

Los organismos fitoplanctónicos son la base detodas las cadenas tróficas marinas. Menudean des -de la superficie hasta la zona de extinción de laluz. Formas unicelulares o coloniales, viven libresen la columna de agua, adheridas a objetos osobre el fondo marino. Al igual que otros mu-chos organismos del plancton, tienen una ampliagama de estrategias para permanecer en las capasiluminadas del agua. Para evitar la sedimentación,

las especies de fitoplancton fían en su tamaño(micrométrico), sin desdeñar otros mecanismos.Así, unos son móviles y poseen flagelos (como endinoflagelados); dirigen su movimiento hacia la luzo realizan migraciones diarias en la columna deagua. Otras especies no tienen capacidad de mo-vimiento propio (como las diatomeas planctónicas)y han de recurrir a estructuras que favorezcan laflotación (prolongaciones o setas). Hay quienes,como la dinoflagelada Ceratium ranipes, combi-nan los dos sistemas anteriores. Las diatomeasbentónicas, por su parte, sólo pueden desplazarse

sobre superficies; ello, unido a su forma “sustrato-dinámica”, les capacita para migrar hacia dentroy hacia afuera del sedimento.

DE CERCA

Diversidad y forma

Texto y fotos: Maximino Delgado, Claude Carrè y Josep-Maria Gili

1. Instantánea de una muestra de fitoplanctondel mar Mediterráneo, dominada por diatomeas

del género Chaetoceros




2. Comunidad de dinoflageladas, dominada por Ceratium spp. y Protoperidinium spp.

3. Ceratium ranipes , una dinoflagelada

4. Ejemplares de la dinoflageladaheterotrófica Noctiluca scintillans

5. Comunidad variopintade diatomeas planctónicas

6. Asterolampra sp. 7. Ejemplares ordenados manualmente de 3 especiesdistintas de diatomeas bentónicas



Hasta avanzados los ochenta, ayer mismo comoquien dice, no se oía hablar de la hepati-tis C extramuros de la comunidad médica. Hoy

es motivo de seria preocupación en todo el mundo.Esta infección de curso lento puede desembocar, enuna veintena de años, en una grave patología hepáticao en cáncer. Sólo en Estados Unidos, alrededor del1,8 por ciento de la población adulta porta el virusde la hepatitis C; en su mayoría sin saberlo. Unade las causas principales de la enfermedad hepáticacrónica, hay que atribuir al virus probablementemás casos que al abuso del alcohol; también es larazón más habitual de los trasplantes de hígado.Unas 9000 personas mueren cada año en los EstadosUnidos de complicaciones de la infección, cifra quese acepta que se triplicará hacia el 2010. Aunque lainformación acerca de la hepatitis C en otros paísessea menos fiable, nadie cuestiona que nos hallamosante un problema sanitario mundial.

Médicos, historiadores y mandos militares sabíanque la hepatitis —inflamación del hígado— provocaba

ictericia. La coloración amarilla en la zona blancade los ojos y en la piel aparece cuando el hígadodeja de segregar bilirrubina, un pigmento que seacumula en el organismo. Pero de unos decenios aesta parte, se ha avanzado en el diagnóstico de lahepatitis. Los médicos distinguen actualmente entrediversas formas. Hasta cinco virus diferentes, por lomenos, pueden causar la patología, amén de ciertosfármacos y sustancias tóxicas (alcohol).

La investigación de la hepatitis de origen víricoempezó en los años treinta. En ese decenio y en elsiguiente el estudio abordó los enclaves de frecuenteaparición de la ictericia: cárceles y frenopáticos. Iden-tificaron dos formas distintas con diferentes pautas

Hepatitis CSe cuentan por millones

los individuosinfectados

con el virus

de la hepatitis C,

en su mayoría

sin saberlo

Adrian M. Di Biscegliey Bruce R. Bacon





de transmisión. La que se transmitíapor contacto con heces de individuosinfectados recibió el nombre de he-patitis infecciosa, o hepatitis A. Laotra parecía transmitirse sólo por lasangre y se la denominó hepatitissérica, o hepatitis B.

Se produjo un avance importantemediado el siglo. Se idearon proto-colos para determinar la lesión he-

pática basados en la presencia deciertas enzimas en el suero sanguíneo.Cuando las células del hígado —loshepatocitos— mueren, liberan dichasenzimas en el torrente circulatorio,donde sus concentraciones puedenmedirse con facilidad. Niveles séricoselevados de alanina aminotransferasa(ALT) y, sobre todo, de aspartatoaminotransferasa (AST) pasaron aser signos más fiables de alteraciónhepática que la ictericia. (Además dela hepatitis, existen algunas enferme-dades metabólicas congénitas, poco

frecuentes, que pueden incrementarla síntesis de enzimas hepáticas.)Así estaban las cosas hasta que

Baruch Blumberg, del norteamericanoInstituto Nacional de la Salud (NIH),consiguió romper el frente a media-dos de los años sesenta. Blumbergidentificó la rúbrica de un agentevírico en la sangre de esos enfer-mos. (Se trataba, lo sabemos hoy,del virus de la hepatitis B.) Consu descubrimiento, que le valió elpremio Nobel, Blumberg posibilitóel desarrollo de pruebas sanguíneasfiables para la detección del virus. Undecenio después Stephen M. Feins-tone, del NIH también, identificabaun agente vírico diferente en lasheces de enfermos con hepatitis A.En seguida llegaron las pruebas quepermitían detectar anticuerpos contrael virus de la hepatitis A en la sangrede las personas infectadas.

Desde hace tiempo, la hepatitisviene amenazando a quienes recibentransfusiones y otros productos san-guíneos. En los años sesenta, de losreceptores de transfusiones un 30 porciento desarrollaba niveles elevados de

ALT y AST, o incluso ictericia, unassemanas después. Se sospechaba de laculpabilidad de un agente infeccioso.Cuando aparecieron las nuevas prue-bas de la hepatitis A y B, en los añossetenta, se descubrió muy pronto queuna proporción sustancial de casos dehepatitis detectados después de unatransfusión no se debía a ninguno deestos dos virus. A la nueva entidadpatológica se la denominó hepatitis“no-A, no-B”.

Había un clima de esperanza enla identificación inmediata del agente

responsable. Pero transcurrieron casi15 años antes de que Michael Houg-hton y sus compañeros de la empresaChiron hallaran el virus de la hepatitisC, tras el estudio de muestras desuero de chimpancés infectados queles había proporcionado Daniel W.Bradley, de los Centros de Controly Prevención de la Enfermedad. Lahepatitis C representa la mayoría de

los casos de hepatitis vírica que nopertenecen a los tipos A o B, aunqueen ocasiones son el resultado de otrosvirus más raros.

Aguja en un pajar de ARN

La hepatitis del virus C se resis-tió a la identificación por su

renuencia al desarrollo en cultivoy porque chimpancés y tamarinosparecen ser los únicos animales sus-ceptibles, además del hombre. Enestos obstáculos, que aún impiden

el estudio del virus, se esconde larazón de que estemos hablando delprimer agente infeccioso descubiertopor clonación de su ácido nucleico. Elgrupo de Chiron empezó por extraerel ARN de las muestras séricas conla seria sospecha de que portarían elagente vírico buscado. (El materialgenético de muchos virus es ARN,no ADN.) Puesto que hay tambiénARN en las células sanas, el problemaestribaba en identificar la pequeñísimafracción correspondiente al genomavírico desconocido.

En Chiron se sirvieron de una en-zima para copiar fragmentos múltiplesde ADN a partir de ARN; cada unollevaba así parte de su secuenciagenética. Insertaron luego este “ADNcomplementario” en entidades semejantes a virus que infectaban Esche-richia coli; las bacterias se vieronimpelidas a manufacturar fragmentosproteicos que este ADN codificaba.Los investigadores promovieron el de-sarrollo bacteriano y la formación decolonias. Y a continuación estudiaronla capacidad de dichos clones parainducir una reacción visible con el

suero de chimpancés y una hepatitishumana no-A, no-B.Se mantenía la esperanza de que

los anticuerpos del suero se unieran aclones que producían la proteína delagente infeccioso. Del millón de clo-nes bacterianos estudiados, sólo unoreaccionó con el suero de chimpancésenfermos, pero no con el suero delos mismos chimpancés antes de quesufrieran la infección. Del resultadose infería que este clon portaba se-cuencias genéticas del agente de laenfermedad. Se partió de ese clon

para caracterizar después el restodel material genético y desarrollar elprimer ensayo diagnóstico, una pruebaque detecta anticuerpos de la hepati-tis C en la sangre. Desde 1990 estaprueba diagnóstica y sus versionesposteriores han permitido investigar

todas las muestras de sangre donadasa los bancos de sangre y determinarcualquier signo de infección.

La prueba con los anticuerpos de-mostró que la hepatitis C era unaamenaza gravísima contra la saludpública. Por su tendencia a conver-tirse en crónica, se distingue de lasinfecciones producidas por la mayoríade los virus, que se autolimitan: lainfección de hepatitis A no suele durarmás allá de unas semanas, mientrasque casi el 90 por ciento de laspersonas con hepatitis C la padecendurante años o decenios.

Los pacientes no suelen conocer elorigen de su virus, pero sí recuerdanque recibieron una transfusión, seinyectaron droga o se pincharon conuna aguja hipodérmica que conteníasangre de un individuo infectado.Alrededor del 40 por ciento de lospacientes que parecen exentos de esosfactores de riesgo, caen de planoen otras categorías utilizadas porlos epidemiólogos; nos referimos almantenimiento de una relación sexualcon algún paciente de hepatitis ocon más de una persona durante el

último año, y pertenecer a un estratosocioeconómico bajo.No hay unanimidad sobre la trans-

misión de hepatitis C por vía sexual.Son muy raros los casos de transmi-sión entre personas que se atienena una relación monógama estable.La tasa de infección entre varo-nes homosexuales no es superior ala que se observa en la poblaciónen general. De ello podría inferirseuna escasa incidencia por transmisiónsexual, conclusión que resulta, sinembargo, difícil de conciliar con los

1. ¿CULPABLE? Esta micrografía elec-trónica revela presumibles partículasde virus de la hepatitis C incluidas enuna vesícula celular.




hallazgos epidemiológicos. La para-doja sigue sin resolverse. Algunospacientes que niegan la inyecciónde drogas pueden ser incapaces derecordarlo o resistirse a confesarlo.Otros podrían haberse infectado conmaquinillas de afeitar o instrumentosde tatuaje sin esterilizar. Las pajitas

empleadas en la inhalación de drogaspodrían transmitir también el virusa través de mínimas cantidades desangre.

Progreso lento

El descubrimiento del virus de lahepatitis C y el desarrollo de una

prueba segura de detección marcanun hito en el progreso de la saludpública. Se ha eliminado casi porcompleto el riesgo real de infecciónpor transfusión. Más aún, el ritmo deinfecciones entre drogadictos parecebajar, gracias a las campañas antisidaque desaconsejan el uso compartidode jeringuillas. Pero la hepatitis Csigue presentando numerosos pro-

blemas, sin perspectiva de una plenaerradicación del virus. La búsquedade una vacuna se desmorona ante lacomprobación de que ni siquiera losanimales que aclaran el virus de suorganismo logran adquirir inmunidadpara una infección posterior. Y secuentan por millones las personas

con infección crónica, en peligro, portanto, de contraer una enfermedadhepática grave.

El mecanismo de la lesión se co-noce en líneas generales. Las in-fecciones víricas pueden causar unalesión bien porque el virus mate lascélulas directamente, bien porque elsistema inmunitario ataque directa-mente también las células infectadas.El virus de la hepatitis C provocala enfermedad a través del segundomecanismo. El sistema inmunitarioposee dos divisiones operativas. Sucomponente humoral, responsable dela producción de anticuerpos, se revelaharto ineficaz frente al virus de lahepatitis C. Aunque fabrica anticuer-pos contra varios componentes delvirus, los anticuerpos se muestranincapaces de neutralizar al invasor; supresencia no indica inmunidad, cosaque sí ocurre con la hepatitis B.

Quizás el virus de la hepatitis Cse escapa de esta defensa amparadoen su tasa de mutación, en particularde las regiones de su genoma res-ponsables de la síntesis de proteínasen la zona externa del virus a la

que los anticuerpos pueden unirse.Se han identificado dos de estasregiones hipervariables dentro de lasregiones genómicas de la envoltura. Sehan identificado hasta seis genotiposdistintos y muchos otros subtipos delvirus. Existen numerosas variantesincluso dentro un mismo paciente.

En contraste con el humoral, elcomponente celular del sistema inmu-nitario, que se especializa en lasinfecciones víricas, monta una defensavigorosa frente a la hepatitis C. Pa-rece ser responsable de buena partede la lesión hepática. Los linfocitoscitotóxicos T estimulados para el

reconocimiento de las proteínas dela hepatitis C se encuentran en lacirculación y en el hígado de indi-viduos con infección crónica; hayrazones para atribuirles la muerte delos hepatocitos que exponen proteínasvíricas. Por fortuna, el tejido hepáticose regenera bien, si bien no es raroque el de los pacientes con hepatitispresente numerosos hepatocitos muer-tos o agonizantes, amén de célulasinflamatorias crónicas (linfocitos ymonocitos).

Consecuencias a largo plazo

Si la hepatitis persiste años, la afec-ción progresa y las células es-

trelladas, adyacentes a los hepatoci-tos, abandonan su estado quiescentenormal para activarse de un modoinsólito. Estas células segregan colá-geno y otras proteínas, que rompenla estructura fina del hígado y vanminando su capacidad para procesarmateriales. Se produce fibrosis. Porsu origen y función, las estrelladasrecuerdan a las otras células desenca-denantes de fibrosis en otros órganos,

como los fibroblastos de la piel ylas células mesangiales del riñón.Almacenan vitamina A y producenla matriz extracelular del hígado, suentramado. Es posible que muchos delos procesos que inician la respuestafibrótica del hígado ocurran en estosotros tejidos también.

TEJIDOFIBROSO

TEJIDO FIBROSOQUE RODEAEL CONDUCTO BILIARY VASOS SANGUINEOS

CONDUCTOBILIAR NODULOS CIRROTICOS

CELULASINFLAMATORIASCRONICAS

CHIMPANCECON HEPATITISNO-A, NO-B

ARN EXTRAIDODE SUS CELULAS

COPIA DE ADNSOBRE EL ARN

ADN INCORPORADOEN BACTERIOFAGOS

Así se descubrióel virus de la hepatitis C

Se identificó el virus de la hepatitis Cmediante una estrategia bioquímica que

consistió en obtener copias de ADN a partirdel ARN extraído de células de chimpancésinfectados. Para clonar el ADN se valieronde bacteriófagos que lo introdujeran en lasbacterias. Se comprobó entonces si existíancolonias positivas con el suero de chimpancésinfectados. Una produjo reacción inmunitaria,

lo que indicaba que llevaba en su interiorsecuencias genéticas víricas

—A.M.D. y B.R.B.

2. EL TEJIDO HEPATICO de pacientes con hepatitis C muestra a menudo fibro-sis —exceso de colágeno (aquí teñido de azul ). La imagen superior da pruebade una fibrosis ligera típica. La imagen inferior corresponde a una cirrosis,patología grave en que el tejido fibroso rodea nódulos de hepatocitos que seregeneran; se aprecian también células inflamatorias crónicas.



Si la fibrosis se agrava, cursa concirrosis, condición que se caracterizapor bandas de fibrosis que encierrannódulos de hepatocitos en regene-ración. El progreso se acelera enpersonas de más de 50 años enel momento de la infección, en lasque consumen más de 50 gramos

de alcohol al día y en los varones.Pero la cirrosis puede darse tam-bién en pacientes que no pruebanel alcohol. Fibrosis y cirrosis sesuponen irreversibles, aunque ciertoshallazgos recientes ponen sordina aesa arraigada creencia.

Un 20 por ciento de los pacientesdesarrollan cirrosis en los primeros20 años de la infección. Con eltiempo, unos alcanzan un estado deequilibrio, sin nuevas lesiones hepá-ticas, mientras que otros continúanexperimentando una fibrosis, aunquelenta, inexorable. En su estadio finalla enfermedad hepática trasluce icte-ricia, ascitis (acumulación de líquidoen el abdomen), hemorragias de venasvaricosas en el esófago y confusión.La infección de hepatitis C constituyecausa indirecta importante del cáncerprimario de hígado. No es el virus porsí mismo el que nos coloca en situa-ción de grave riesgo, sino la cirrosisinducida por el virus. La cirrosis es,en efecto, culpable del mal causadoen la infección. Resulta anecdóticoque algunos pacientes recuerden unepisodio de ictericia, cuando adqui-

rieron probablemente su infección; la

hepatitis C crónica suele ser asinto-mática. Los signos, cuando se dan,resultan inespecíficos, vale decir, unasensación vaga de cansancio, náuseaso malestar general.

En la naturaleza insidiosa de laafección hemos de buscar otra presu-mible razón de que se tardara tanto

en descubrirse la hepatitis C. Laenfermedad pasa inadvertida dece-nios enteros. Y ni siquiera todos losindividuos infectados reaccionan dela misma manera. Algunos puedenportar el virus durante decenios sinsufrir lesiones de importancia; otrosen cambio experimentan alteracionesgraves en el curso de pocos años.

El trasplante de hígado puede salvaralgunos pacientes en estado terminal,pero el suministro de hígados dispo-nibles para el trasplante es del todoinsuficiente. No hay más remedioque seguir trabajando en tratamientosque nos lleven a la erradicación delvirus. El primer agente terapéuticoque se mostró eficaz fue el inter-ferón alfa, una proteína de nuestroorganismo. El interferón desarrollauna acción antivírica inespecífica ypuede elevar también la actividad delsistema inmunitario. El fármaco se ad-ministra generalmente por inyecciónsubcutánea tres veces por semanadurante 12 meses. Sin embargo, sóloentre un 15 y un 20 por ciento delos pacientes muestran una respuestasostenida, definida por la vuelta de

ALT y AST a los niveles normales yla ausencia de ARN del virus de lahepatitis C en suero durante al menosseis meses después de cumplido eltratamiento. Se ignora la razón delfracaso de la terapia en la mayoríade los pacientes, aunque se sabe quealgunos genotipos parecen ser mássusceptibles al interferón que otros.

En 1998, el ente norteamericanoque entiende de alimentación y farma-cia (FDA) aprobó otro medicamento,el ribavirín, para tratar la hepatitis Cen unión con el interferón. El ribavirín

inhibe muchos virus. Sin embargo,parece carecer de efecto directo sobreel de la hepatitis C. Lo que sí hacees reforzar los efectos del interferónsobre el sistema inmunitario. El in-terferón y el ribavirín administradosdurante un período de seis a docemeses terminan por eliminar el virus

en un 40 por ciento de los pacientes.Se busca ahora el modo de obtenerel máximo beneficio de la adminis-tración conjunta de ambos agentes.La atención se ha centrado en formasde interferón de uso prolongado querequieren su administración sólo unavez a la semana.

En período de prueba, se está admi-nistrando otra medicina a un númerorestringido de pacientes. La compa-ñía Vertex Pharmaceuticals investigaun compuesto que inhibe la inosinamonofosfato deshidrogenasa. El vi-rus de la hepatitis C cuenta con laintervención de esta enzima humanapara formar los componentes de suARN. Se desconocen los resultadosde estas pruebas.

A falta de medicamentos contun-dentes con el virus, el NIH acabade embarcarse en un estudio paraestablecer si la administración a largoplazo de interferón alfa puede frenarel progreso de la lesión hepática enpacientes incapaces de aclarar el virus.Por nuestra parte estamos investi-gando los efectos de la extracciónregular de medio litro de sangre.

Con ello rebajamos la cantidad dehierro en el organismo, con la caídaconsiguiente de los niveles de ALTy AST. Nos queda por confirmarsi además frena el desarrollo de lalesión hepática.

El virus como objetivo final

Las mejores perspectivas para untratamiento eficaz de la hepatitis

C recaen en los agentes dirigidos deintento contra el virus. Lo mismoque los de cualquier tratamiento útil


LOS BACTERIOFAGOSINFECTAN

BACTERIAS E. COLI

COLONIAS BACTERIANAS SEPARADAS

INVESTIGACIONULTERIOR

SE AÑADE SUERO DE CHIMPANCECON HEPATITIS NO-A, NO-B;LA COLONIA QUE CONTIENE

SECUENCIAS VIRICAS PRODUCEREACCION VISIBLE

ADRIAN M. DI BISCEGLIE y BRU-CE R. BACON han realizado unalarga carrera en la investigación de lahepatitis C. Di Bisceglie, especialistaen hepatitis vírica y cáncer primariode hígado, enseña en la facultad demedicina de la Universidad de SanLuis, donde Bacon dirige la divisiónde gastroenterología y hepatología.



para el sida. Con ese objetivo, sedeterminó la estructura fina del vi-rus de la hepatitis C. Su genomaconsta de una sola hebra de ARN.Por su tamaño y organización, estegenoma se asemeja al de los virusde la fiebre amarilla y el dengue.De ahí que se incluya entre losvirus de la familia Flaviviridae. Lasenzimas del interior celular se valendel ARN vírico para producir poli-proteína, una proteína enorme que seescinde luego en múltiples proteínascon funciones peculiares. Algunas sonproteínas estructurales, que formaránnuevas partículas víricas; otras sonenzimas que replican el ARN ori-

ginal infeccioso. A ambos lados del

genoma existen zonas de ARN queno se traducen en proteínas. Una deesas regiones terminales parece serla promotora de que las células in-fectadas manufacturen la poliproteínavírica; hacia ese dominio se ordenanlas pruebas de diagnóstico. El otroextremo interviene, a buen seguro,en la iniciación de la replicación delARN vírico.

La proteína nuclear, de funciónestructural, ciñe al ARN para daruna partícula vírica dentro de lanucleocápside. Entre las proteínas noestructurales hay una proteasa víricaresponsable de la escisión de la po-liproteína, así como otras enzimas

que se ocupan de la preparación

química del ARN vírico (trifosfatasa),de copiar el ARN (polimerasa) y dedesenrollar la copia recién sintetizada(helicasa).

Se ha logrado ya la caracteriza-ción de la proteasa y la helicasa.Por cristalografía de rayos X se hadilucidado también su estructura tridi-mensional. Tras esos pasos obligadospara el diseño de fármacos inhibidoresde enzimas, las compañías Shering-Plough, Agouron Pharmaceuticals yEli Lilly y Vertex Pharmaceuticalsestudian inhibidores potenciales dela proteasa y de la helicasa de lahepatitis C. Es de esperar que den-tro de pocos años comiencen las

pruebas clínicas. Se avanza tambiénen la polimerasa. Habrá que ver siel virus se torna resistente frente aestos agentes.

En un futuro inmediato podríanidearse terapias antihepatitis C más


1 Unión del virusal receptor e inicio

de su inclusióncelular

3 Síntesis celularde poliproteína,dirigida porel ARN

CELULA HEPATICA HUMANA

MEMBRANA CELULAR

2 Penetracióndel ARN víricoen el interiorde la célula

Centro

Proteínacentral

Regiónterminal

RegiónterminalGEN

PROTEINAS Proteínasde la envoltura

Proteína/ helicasa

ARNpolimerasa

Envol-tura

1

Envoltura2

Noestruc-

tural2

No estructural3

Noestructural

4

No estructural5

Así se reproduce el virusde la hepatitis C

La infección con el virus de la hepa-titis C comienza cuando las partículas

víricas del torrente circulatorio encuen-tran el camino para penetrar en célulaspredispuestas, hepatocitos en particular.Por lo que se ve, la proteína E2, vírica,facilita la entrada al engancharse en unreceptor específico. Al penetrar, el viruspierde su capa lipídica y su envolturaproteínica, con lo que se libera su ARN.Las enzimas de la célula lo toman demolde para sintetizar una proteína víricade gran tamaño, la poliproteína. Esta seescinde en varias proteínas pequeñasque se integran hasta formar nuevaspartículas víricas y participan en la laborde copia del ARN vírico.

El ARN vírico se copia para dar unARN de hebra “negativa”, que porta lasecuencia inversa, o complementaria, dela original. Este sirve de molde pararealizar copias múltiples del ARN original,que se incorpora en nuevas partículasvíricas, junto con proteínas estructurales,en el complejo de Golgi. De la célulainfectada terminarán por salir partículasvíricas completas, después de adquiriruna capa lipídica envolvente. Estudiosrecientes sugieren que un paciente pro-duce hasta mil millones de copias devirus de hepatitis C al día, la mayoríaen el hígado.—A.M.D. y B.R.B.

3. GENOMA DEL VIRUS DE LA HEPATITIS C, constituido por un gen de ARN condos regiones terminales. El gen determina una poliproteína, que posteriormentese escinde para formar diversas proteínas menores. De éstas, unas se usanpara hacer nuevas partículas víricas y otras son enzimas que intervienen en lareplicación del ARN vírico para su inclusión en virus nuevos.



fáciles. Hace escasos meses, el equipoencabezado por Ralf Bartenschlager,de la Universidad Johannes-Gutenbergde Maguncia, publicó un informesobre un constructo genético de ARNque incluye las regiones codificado-ras de las enzimas del virus y seautorreproduce en líneas celulares decáncer hepático. El constructo encuestión podría ser muy útil paraabordar fármacos dirigidos contraestas enzimas.

Se ha acometido la investigaciónde la interrupción brusca del procesoque activa las células estrelladas ylas insta a promover la fibrosis. Sesabe que en este mecanismo partici-

pan citoquinas, o señales químicas,que las células hepáticas de Kupferliberan estimuladas por linfocitos.La suspensión del proceso, una veziniciado, debería prevenir la mayoríade las consecuencias indeseables dela infección de la hepatitis C.

Algunos investigadores se hancentrado en las regiones termina-les cortas del genoma del virus.Una idea que persigue RibozymePharmaceuticals es el desarrollo demoléculas terapéuticas que puedancortar allí secuencias terapéuticas

constantes. Las ribozimas, brevescadenas de ARN o productos quí-micos relacionados, pueden conse-guirlo. La dificultad podría estribaren la introducción de suficientesribozimas en las células infecta-das. La administración de cantidadesadecuadas de un agente terapéuticoconstituye un problema compartidopor tratamientos innovadores. Po-dríamos encontrar entre éstos laterapia génica que dotara a las cé-lulas hepáticas de resistencia contrala infección, el ARN “antisentido”,que pueda inhibir genes especifi-

cados, y proteínas construidas poringeniería genética, que activen unmecanismo de autodestrucción de lacélula cuando las corte la proteasade la hepatitis C.

Esta lucha contra la hepatitis C,desde tantos frentes, necesita unagenerosa subvención, que no sueledarse. Si los gobiernos fueran sen-sibles a la amenaza que se ciernesobre millones de ciudadanos semostrarían menos reticentes. Confia-mos en que las terapias mejoraráncon el tiempo, sin descontar unaposible vacuna.


4 Escisiónde lapoliproteína

5 A partir del ARN original,copia del ARN inversopor enzimas víricas

NUCLEO

COMPLEJO DE GOLGI

6 A partir del ARN negativo,múltiple copia enzimáticade ARN original

7 Adquisiónde una cubiertaproteica por el ARN

8 Liberación de nuevaspartículas víricascon su capalipídica externa

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Se cuentan por centenares, pormiles, las estrellas de masa in-gente que se despojan con vio-

lencia de sus capas más externas,desgarran el gas que encuentran a sualrededor, lo empujan hacia el medio

interestelar y lo apilan en nubes in-mensas. Fotones ultravioleta ionizan elgas que ciñe a las estrellas. Estamosante un brote estelar (starburst ).

Las estrellas masivas se forman engrupo o asociación. No hay mayoresaglomeraciones que en los brotes. Laenergía involucrada en el desarrollode un brote estelar deja su sello enlos discos de las galaxias, huellasque perduran millones de años, es-tructurando el medio interestelar yen ocasiones la apariencia general dealgunas galaxias.

En buena medida, el material ex-pulsado por las estrellas masivas seha ido transformando a través dereacciones termonucleares. Estas soninevitables, si consideramos las den-sidades y temperaturas que reinanen el corazón de las estrellas. Talesreacciones transforman el hidrógeno enhelio, luego en carbono, en oxígeno,en hierro, que termina siendo arrojadodurante la explosión de supernovas.

Todos los elementos químicos se hansintetizado en hornos estelares. En unbrote, con sus múltiples estrellas ma-sivas, hallamos las mayores factorías

de metales. En astrofísica, metal es

cualquier elemento más pesado queel hidrógeno o el helio.

¿Cómo se originan estos brotesviolentos de formación de estrellas?¿Cuál es su impacto y qué papel des-empeñan en la vida de una galaxia?

¿Cuáles son los procesos físicos quellevan a estructurar el medio interes-telar alrededor de estos objetos? Lasrespuestas que demos definirán elconjunto de parámetros a utilizar enlos modelos de formación y evoluciónde las galaxias.

De los brotes pueden emerger mi-les de millones de estrellas. Un 10por ciento de éstas tienen una masamayor que ocho veces la masa solar.Sin nada que lo impida, mueren en elcanto del cisne que es la explosiónde supernova. (La masa del Sol es2 × 1027 toneladas.) En efecto, cuantomayor masa posee una estrella, másbreve es su vida. Si tiene 100 masassolares, explotará a los tres millonesde años; si veinte veces la masadel Sol, vivirá 10 millones de años;si ocho masas solares, su vida seprolonga allende los 50 millones deaños. Comparados con la edad dela galaxia, los brotes estelares sonsistemas muy jóvenes.

Dentro de las estrellas masivas, lasde 20 veces la masa solar emitenun flujo intenso de fotones ultravio-leta (superior a los 1048 fotones por

segundo) y fotoionizan el hidrógenodel medio circundante, “iluminándolo”y haciéndolo visible a telescopiosópticos. El volumen de las nubesde hidrógeno fotoionizado, donde losátomos de hidrógeno han perdido suúnico electrón, se llama región HII.El II romano caracteriza a la regióncon hidrógeno ionizado y la distinguede las que constan de hidrógeno enestado neutro, HI.

Dentro de la región HII, el hidró-geno en estado de plasma se afanapor capturar el electrón que le falta.

Durante la vida de las estrellas másmasivas, el flujo ultravioleta restable-cerá continuamente la ionización delplasma. El proceso incesante de ioni-zación y recombinación de los átomosde hidrógeno lleva a la producción

de líneas de emisión en el espectrode la región HII. Así, la emisiónHα a la longitud de onda λ = 6563angstrom en la parte roja del espectrovisible es una de las empleadas paraidentificar y cartografiar las áreas degas caliente.

Las regiones HII asociadas a brotesimponentes miden más de 500 par-secs de diámetro (1 parsec equivale a3,3 años luz). Se les llama regionesHII gigantes, para distinguirlas delas asociadas a nubes con tamañosde decenas de parsecs, que estánionizadas por un numero pequeñode estrellas.

Si contemplamos el universo in-mediato, lo más parecido a un

brote estelar es la nebulosa de Orión.Situada a 1500 años luz de distancia,en la constelación del mismo nombre,parece a simple vista una manchadifusa. Pero se trata de una nube degas de unos 10 parsecs de diámetroque se deja ver gracias a la fotoio-nización producida por las estrellasmasivas. Orión, que contiene sóloalgunas estrellas masivas, es mucho

más modesto que un brote estelar; aescala, nos hallamos ante un sistemacien veces menor que el menos lla-mativo de los brotes estelares.

Gracias a su intensa luminosidad,los brotes se localizan fácilmente enlas galaxias espirales, por ejemplo,donde aparecen sobre los brazos. Así,en M 101 se ven focos luminosos,nebulosidades de centenas de parsecs,que resaltan sobre el trazado de losbrazos espirales.

En M 33, galaxia del Grupo Local,cúmulo al que pertenece la Vía Láctea,

CASIANA MUÑOZ TUÑÓN y GUI-LLERMO TENORIO TAGLE vienencolaborando desde hace años en temasrelacionados con el artículo. MuñozTuñón es investigadora del Institutode Astrofísica de Canarias y TenorioTagle, profesor invitado del Institutode Astronomía de la Universidad deCambridge.

Brotes de formación estelar Estructuras de brillo intenso, los brotes, nacidos de la macroagregación

de complejos moleculares, forman sistemas de estrellas que modifican

la morfología y la evolución de las galaxias

Casiana Muñoz Tuñón y Guillermo Tenorio Tagle




se encuentran otros dos ejemplos debrotes que, al brillar tanto, han sidocatalogados como objetos con enti-dad propia. Los brotes de M 33 sellaman NGC 604 y NGC 588. Formansistemas enormes y aislados, de apa-riencia diferenciada del resto de lasnebulosidades que trazan los brazosespirales, son mayores, más lumi-nosos y, a primera vista, de formaredondeada.

La Gran Nube de Magallanes

(LMC), a 160.000 años luz, es unagalaxia irregular del Grupo Local degalaxias. Aloja el brote más cercanode todos los censados, la nebulosa dela Tarántula, iluminada por el grupode estrellas 30 Doradus. Aunque laGran Nube de Magallanes tiene unamasa total de 10.000 millones demasas solares, un décimo de la masade la Vía Láctea, es muy rica engas. Ahí se esconde quizás una delas razones por las cuales su broteestelar, 30 Doradus, es mucho mayorque cualquiera de la Vía Láctea.

Hay otras razones que conducen ala formación de brotes masivos deestrellas. La LMC tiene una estructurabarrada, resultado verosímil de proce-sos de interacción entre galaxias, quepodrían haber inducido la formaciónde grandes complejos moleculares,materia prima para la generación deun brote violento.

Las galaxias irregulares, de apa-riencia amorfa y estructura poco

definida, abundan en el universo. Sinla masa de las espirales, su rango sehalla entre 1000 y 10.000 millonesde veces la solar, es decir, la centé-sima parte de la masa típica de unagalaxia espiral. Muchas encajan en laclasificación de galaxias enanas.

Abundan las irregulares ricas engas. Así, la Nube de Magallanes y,por extensión, las Irregulares Maga-llánicas (IM). Las IM disfrutan denotable capacidad para formar estrellasy son prolíficas generando brotes; porcitar una, la galaxia NGC 4449 tiene

40 brotes catalogados. La masa totalinvolucrada en estos fenómenos es devarios millones de masas solares; enesa cifra hay que incluir el materialconvertido en estrellas, el gas ioni-zado por luz ultravioleta y el materialrestante, ya sea hidrógeno neutro omolecular (H2).

Saltemos a brotes estelares másimponentes, con cientos de miles de es-trellas masivas. Se dan en los núcleosde galaxias, espirales o irregulares.

Ejemplos de estos brotes nucleares,así se les llama, son las galaxiasM 82 y NGC 253. La galaxia irregularM 82 acoge en su núcleo un brotemuy aparatoso, donde se registranfrecuentes explosiones de supernovas,con una luminosidad que rebasa laluz conjunta de la galaxia entera.Del brote nuclear surgen filamentosradiales que recuerdan la estructura delos rayos producidos en una tormentay se extienden miles de parsecs dedistancia.

1. GALAXIA ESPIRAL M 33 (izquierda) y de su regiónHII gigante, la nebulosa NGC 604 ( derecha ). En el centrode la nebulosa hay unas 200 estrellas a una temperaturade decenas de miles de grados kelvin, con una masa de15 a 60 veces la solar; esos objetos fotoionizan el gasde la nebulosa haciéndolo visible en el rango óptico delespectro electromagnético. Obtenidas ambas imágenes porel Telescopio Espacial Hubble, la de NGC 604 fue tomadacon diferentes filtros, que combinados permiten obtener

la imagen en color. La imagen de la galaxia anfitriona,M 33, está tomada con un único filtro, de ahí que seamonocromática. Distinguimos en la imagen un sinfín dearcos y filamentos que resultan de la energía mecánica delas estrellas masivas sobre el medio interestelar. Los vientosestelares y las explosiones de supernova que sufren estasestrellas generan ondas de choque que acaban apilando elgas que encuentran, confiriendo a la nebulosa una estruc-tura llena de burbujas y huecos.




La galaxia espiral NGC 253 albergaen su núcleo un brote de gran energía.Presenta ella una hermosa estructuraespiral con brazos sembrados de nubesde gas fluorescente, que se retuercenabrazando a una zona central brillantey extensa. NGC 253 está a 10 mi-llones de años luz y es miembro deun grupo de galaxias en la direcciónde la constelación Escultor, en el

hemisferio sur. Rodeada de polvo,que cela su estructura interior. Laformación estelar violenta está con-finada al núcleo en una región deunos 1000 años luz de dimensión.Como en todos los brotes violentos,el ritmo de formación de estrellas esalto; se identificó merced al excesode radiación en el rango infrarrojoemitido por el polvo caliente queatraviesa la región del brote.

Los brotes más luminosos residenen el interior de las IRAS, galaxiasultraluminosas descubiertas por el sa-

télite IRAS (“Infrared Astronomical

Satellite”). Estos objetos celestes, muyconcentrados, emiten en el rango in-frarrojo del espectro, alrededor de 100micras, irradiando más de un billón deveces la luminosidad del Sol. Algunassólo se dejan ver en el infrarrojo,pero otras coinciden con objetos yadetectados en el rango óptico.

La emisión proviene de grandescantidades de polvo caliente a una

temperatura de cientos de gradoskelvin. La emisión térmica de losgranos de polvo es el resultado desu exposición al flujo incidente defotones liberados por las estrellas. Deesos fotones, se absorbe una fraccióny se produce el calentamiento. Latemperatura de equilibrio se alcanzacuando la reemisión térmica de losgranos interestelares en el infrarrojo—los granos radian energía al en-friarse— compensa la absorción delos fotones que llegan de la luz delas estrellas. En nubes de polvo frías,

la temperatura de equilibrio es aproxi-

madamente 10 grados kelvin, pero elpolvo situado en la cercanía de lasfuentes estelares puede estar muchomás caliente.

El desplome gravitatorio de nubesinmensas de gas desemboca en lacreación de estrellas. La caída de gassobre sí mismo provoca las densida-des y temperaturas que permiten lacolisión frecuente de los núcleos ató-

micos, favoreciendo su transmutacióny liberando enorme energía que, alser absorbida por las capas exteriores,éstas detienen la pérdida de energía yconvierten la masa de gas en fuentesluminosas, en estrellas.

De la nube que se hunde, sólo unporcentaje termina transformándose enestrellas. El resto sale despedido haciael medio interestelar.

Para formar un brote se requierencantidades fantásticas de gas. Aunqueéste abunda en las galaxias, los lu-gares idóneos para la gestación de

estrellas son las regiones más densas,

2. GALAXIA IRREGULAR NGC 2366 (izquierda) y am-pliación de la región gigante de formación de estrellas enla misma ( derecha ). La imagen de la galaxia fue obtenidacon el telescopio CFHT (Canadá-Francia-Hawai) de MaunaKea, en Hawai; la ampliación, con el Telescopio EspacialHubble. Se trata de una galaxia magallánica con unadistribución de estrellas que le dan apariencia de barraluminosa. En astrofísica se llaman irregulares de tipo ma-gallánico las galaxias que se parecen a la Gran Nube deMagallanes. La región gigante de formación de estrellas es

muy parecida al brote que observamos en la Gran Nube deMagallanes, la nebulosa de la Tarántula, fotoionizada porel cúmulo de estrellas llamado 30 Doradus. Las observacio-nes de galaxias de tipo magallánico como NGC 2366 nosayudarán a entender por qué galaxias tan débiles y tanpequeñas pueden generar brotes de formación de estrellastan luminosos y masivos. La barra luminosa de estrellaspodría ayudar a la acumulación de gas y a la formaciónde nubes grandes de hidrógeno molecular que serán lasemilla de brotes potentes.




los complejos de nubes moleculares.Tales complejos equivalen a vecesa un millón de masas solares. Laaparición de un brote estelar exigenubes muy densas.

No conocemos bien los procesosque llevan a la formación de nubesmoleculares. Sí sabemos que, parafraguar moléculas, hay que blindar elgas frente a la radiación ultravioleta

de las estrellas, pues toda moléculaexpuesta a esa radiación se disocia.

Se necesitan grandes cantidadesde gas y polvo para apantallar elgas interior y proteger la síntesis demoléculas. En los brazos de galaxiasespirales abundan las aglomeracionesde material capaces de aportar elblindaje. En esas acumulaciones, unasuerte de pozos o silos, se apila el

material; los complejos molecularesque de ellos resultan adoptan unafigura alargada, de un centenar deparsecs. El contenido de los complejosmoleculares de la Vía Láctea, detec-tado por transiciones en las frecuenciasde radio, multiplica millones de vecesla masa solar.

Se han propuesto otros mecanismospara la formación de nubes molecula-

3. GALAXIAS EN INTERACCION. En 1966, Halton Arpmostró las deformaciones y figuras extrañas que adoptabanlas sometidas a una interacción gravitatoria, llevándolas ensu caso más extremo a la fusión con otras galaxias. Lasimágenes de las cuatro que presentamos han sido tomadascon el telescopio Isaac Newton de 2,5 m del Observatorio

del Roque de los Muchachos en la isla de La Palma. Eltítulo que aparece sobre cada imagen de la figura corres-

ponde al número de clasificación de la galaxia según elNew General Catalogue (NGC); en el caso de la Arp 141usamos la numeración correspondiente al catálogo de Arp.Todas ellas presentan estructuras diferentes y dos núcleos,pertenecientes a cada una de las galaxias que se estánfusionando. Al final del proceso de fusión se perderán los

restos de la morfología individual y sólo podremos verun núcleo.

NGC 2535/2536 NGC 3226/3227

Arp 141 NGC 3690




res. Según unos se trata de la meraaglomeración de nubes menores quehan quedado encajadas tras un cho-que. Recurren otros a la inestabilidadgravitatoria a gran escala. El procesoimplica el colapso gravitatorio de unsector importante de la galaxia, demiles de años luz de dimensión, quecomprime y protege, mediante la gra-vedad, volúmenes ingentes de gas yorigina complejos moleculares. Estos

mecanismos llevan a la formación denubes moleculares concentradas en elplano de la galaxia y es ahí dondeharán acto de presencia los brotesestelares.

Hay también procesos físicos quecausan cambios drásticos en el po-tencial gravitatorio de las galaxias,con las consiguientes modificacionesbruscas en la distribución de su masaque conducen a la acumulación localde cantidades ingentes de gas. A tra-vés de esos procesos, en las barrasde estrellas, que cruzan los núcleos

galácticos, y también en éstos, seamontonan miles de millones de masassolares de gas en escasas decenas demillones de años.

Tales fenómenos de agitación cós-mica pudieron hacerse frecuentes enfases precoces del universo, cuandola densidad de galaxias era muy alta.Tienen mayor incidencia dentro de loscúmulos galácticos. A ese respecto,los procesos de fusión han potenciado

la formación de macrogalaxias cuyamasa supera en varios órdenes demagnitud la Vía Láctea.

La fusión e interacción de galaxiaspuede desembocar en la formaciónde galaxias enanas satélite, que apa-recería de manera preferente en las“colas de marea”. En un trabajo quevenimos desarrollando en el Institutode Astrofísica de Canarias hemosencontrado que, en el campo querodea las galaxias interactuantes, seregistra una densidad más alta deobjetos extensos que podrían ser las

enanas predichas por los modelosteóricos.

La investigación, todavía en curso,proseguirá con el análisis de los es-pectros de luz emitida por los distintosobjetos, para su ulterior clasificación.Los espectros resolverán si se tratade galaxias enanas con estrellas queestán emitiendo la radiación observadao si son condensaciones de gas —nó-dulos un poco más densos— que se

forman en las colas de marea y queson visibles gracias a los fotones io-nizantes de la poderosa fuente centralconstituida por el brote resultante dela interacción.

No sólo el canibalismo de ga-laxias lleva a la acumulación de gasy al nacimiento de nubes molecula-res. Basta el paso por la proximidado la interacción entre galaxias paraarrancar pedazos sustantivos de una yarrastrarlos hacia la otra, tendiendo asíun puente de conexión. Lo comproba-mos en “la corriente de Magallanes”,

4. LAS ANTENAS, ejemplo espectacular de la fusión de lasgalaxias NGC 4038 y NGC 4039. Este objeto presenta dos colasluminosas que emergen de la parte central y son el resultadode las fuerzas de marea que se originan en la fusión de dosgalaxias. La imagen, ampliada, de la zona central muestra losnúcleos de las dos galaxias; se ven como condensaciones de color

naranja. Las bandas oscuras son filamentos de polvo (grafito

y silicatos) que los atraviesan; la estructura pseudoespiral estáplagada de estrellas calientes, azules en la imagen, que sonel resultado de la formación estelar que se ha disparado enel proceso de colisión de las dos galaxias. En el centro delencuentro se detectan miles de estrellas brillantes, jóvenes ymasivas, un poderoso brote que se ha generado como resultado

de la interacción gravitatoria.




que fluye desde la Nube Mayor deMagallanes hacia la parte externa dela galaxia. El contacto cercano entredos galaxias insta también un cambiorepentino en el potencial gravitatoriode ambas y sus núcleos reciben unaavalancha de material que les lluevedesde los discos.

Por tanto, en los brazos de galaxiasespirales, en las barras de galaxias

irregulares y espirales, en los nú-cleos galácticos y en los lugares deinteracción o fusión intergaláctica seengendran los complejos molecula-res dotados de mayor masa, semillasdonde germinarán los brotes.

En el estudio de brotes masivos deformación estelar importa encontrarel número de estrellas en cada rangode masa, lo que se llama la funcióninicial de masa (IMF). Inició esalínea de trabajo E. Salpeter, de laUniversidad de Cornell. Sus resultadoshan recibido confirmación del estudio

sobre las asociaciones de estrellasen nuestra galaxia y sobre cúmulosextragalácticos.

La IMF presenta dos notas distin-tivas. Primera, una ley de po-

tencias con un exponente –2,3, quecaracteriza a las estrellas cuya masasupere la solar; segunda, un cambiodrástico de pendiente para masas pordebajo de la solar. Por la funcióninicial de masa se sabe que el 10%de la masa de una asociación seencuentra en estrellas de más de 10masas solares, responsables directasdel daño visible en el medio circun-dante. Por otra parte, el cambio dependiente para masas pequeñas nosremite a una escasez de estrellas demasa menor que la solar y, al mismotiempo, indica que casi toda la masade un cúmulo corresponde a estrellasde tipo solar.

Los cúmulos globulares son brotesestelares masivos que emergieron hacemucho tiempo, cuando surgió nuestragalaxia. Sólo muestran lo que quedade ellos, tras 12.000 millones de añosde evolución. En la Vía Láctea, ga-

laxia espiral arquetípica, distinguimosdiversos componentes: un disco casiplano, sobre el cual se asientan losbrazos espirales, y un núcleo centralcon una densidad de estrellas muyalta rodeado por el bulbo, estructuraesferoidal y de naturaleza estelar, quese extiende hasta radios de hasta 2o 3 kiloparsecs.

En el disco se concentra el gas dela galaxia. El hidrógeno molecular, aunos 10 grados kelvin, el hidrógenoatómico (HI), que tiene temperaturasde alrededor de 1000 kelvin, y el

hidrógeno ionizado (HII) por el flujoultravioleta de las estrellas masivas ycuya temperatura se eleva a 10.000kelvin. A modo de globo, lo envuelvetodo el halo de la galaxia, caracteri-zado por un gas de baja densidad, atemperaturas de algunos millones degrados kelvin. En él se distribuyenlos cúmulos globulares, los sistemasmás antiguos que se encuentran enuna espiral.

En la Vía Láctea hay más de uncentenar de cúmulos globulares (CG).Estas concentraciones de estrellas, dehasta un millón de “soles” ligadospor fuerzas gravitatorias, describen unsinnúmero de órbitas y trayectorias

dentro del volumen restringido que ocu-pan. Son sistemas en equilibrio cuyamasa total, dimensión y dispersión develocidades obedecen al teorema delvirial, con la energía potencial iguala dos veces la energía cinética totalde cada sistema. Los CG son objetosestelares, sin resto alguno de gasinterestelar. Por su avanzada edad,carecen ya de estrellas masivas; éstas,al quemar rápidamente su combustiblenuclear, son efímeras.

En las estrellas masivas, la energíaliberada en las reacciones operadas en

el núcleo acaba superando a la ener-gía gravitatoria que mantiene unidoal plasma estelar. En razón de ello,las capas exteriores salen despedidasal medio interestelar en ráfagas ovientos intensos que van desnudandoel corazón de la estrella. Al final desu vida, todas las estrellas masivasexplotan convertidas en supernova,autodestruyéndose y dispersando elproducto de su evolución.

Los vientos estelares y las ex-plosiones de supernova generan unaenorme cantidad de energía mecánica,al acelerar al material procesado hastavarios miles de kilómetros por se-gundo. Semejante celeridad, allende

la velocidad del sonido en el mediointerestelar, desencadenan fuertes on-das de choque que barren y acelerancuanto material interestelar encuentrana su paso; lo apilan en cascaronesque alcanzan dimensiones de hastacientos de miles de veces el tamañode sus estrellas generadoras.

Remontándonos varios miles demillones de años hacia atrás enel tiempo, observaríamos cúmulosglobulares en la brevísima fase enque aún contenían estrellas dotadasde abundante masa y gran cantidad

5. M 15, UN CUMULO GLOBULAR DE LA GALAXIA, el más denso conocido,en esta imagen tomada con el telescopio Isaac Newton de 2,5 m del Observatoriodel Roque de los Muchachos en la isla de La Palma. El cúmulo se encuentra en

la Vía Láctea, a una distancia de 37.000 años luz. Tiene una edad aproximadade 12.000 millones de años y se caracteriza por la elevada densidad de estrellasque hay en su núcleo. Cada cúmulo constituye una galaxia en miniatura, con unnúmero total de estrellas que va desde 100.000 hasta un millón, apiñadas en unaestructura esférica. Los mayores cúmulos globulares, entre los que se incluye M 15en la constelación de Pegaso, se perciben a simple vista en una noche oscura sinluna. Los cúmulos globulares casi no contienen gas o polvo y no muestran indiciosde formación estelar reciente. Son “restos primigenios”, sistemas que se formarondurante el nacimiento de la Vía Láctea. Constituyen excelentes laboratorios paraestudiar la evolución estelar y además sirven para establecer límites a la edaddel universo.




de gas. Nos referimos a la “era dela acción”, en que el material queparticipó en el desplome, aunquesin extinguirse en estrella, se violanzado lejos del cúmulo, exento dela atracción gravitatoria ejercida porla acumulación de estrellas y diluidoen una medio muy distante del puntode la galaxia donde se originó. A laaparición de las estrellas masivas le

precedió, por necesidad, una largafase de formación de estrellas debaja masa.

La formación de estrellas requiereel previo desplome de una cuantíaimportante de material. Para crear unbrote estelar, la acumulación hundidatiene que ser aún mayor. Millones demasas solares pueden transformarseen estrellas. En el caso extremo debrotes nucleares, hay miles de millonesde estrellas que actúan al unísono enla manifestación más luminosa de laformación estelar.

Algunos modelos predicen la frag-mentación repentina de este gas enmillones de pequeñas estructuras,origen, cada microestructura, de unaprotoestrella. El colapso gravitatoriode una gran nube molecular no en-gendra un objeto supermasivo centraly único, sino millones de estrellas.De ahí se infiere la necesidad de lafragmentación múltiple. Resulta, sinembargo, difícil saber si el procesode fragmentación es instantáneo entoda la nube o si nacen estrellaspoco a poco, a lo largo del procesode colapso gravitatorio.

Si las estrellas se forman poco apoco, es preciso que aparezcan pri-mero las de menor masa, los soles,los millones de soles que encontra-mos aun después de que las estrellasmasivas hayan perecido, restos fósilesdel intenso proceso de generaciónestelar que aconteció en la nube pri-migenia. El colapso gravitatorio seinicia cuando las temperaturas sonmuy bajas, entre 10 y 100 gradoskelvin. Las estrellas de baja masadeben, pues, emerger primero, ya queal aparecer las estrellas masivas, más

energéticas y destructivas, calientanal gas inhibiendo su colapso y, conello, la producción de más estrellas.Para cuando aparecen las estrellasmasivas, se han constituido ya todaslas estrellas de baja masa del broteviolento.

Un factor importante a considerares la “eficiencia de la formación es-telar” (ε). Representa el porcentajedel material de la nube que terminaconvertido en estrella. (Nube sometidaa desplome gravitatorio, por supuesto.)El parámetro indica cuánto material

gaseoso queda en el sistema, unavez terminada la formación estelar.Se requiere un buen rendimiento, porencima del 50%, para justificar la

existencia de un cúmulo globular.Además, tras la aparición de las es-trellas masivas y su acción dispersorasobre el material restante, el sistemaha de retener aún masa suficiente parapersistir integrado mediante la acciónde la gravedad.

Los cúmulos de estrellas menosestructurados, trabados con un ren-dimiento débil, acaban dispersadoscuando el material gaseoso sale des-pedido, muy lejos, por las estre-llas masivas. Estos cúmulos que sedispersan, también llamados cúmulos

abiertos, se diluyen en unos cienmillones de años.

En el caso de brotes nucleares degalaxias espirales, la hidrodinámica

explica las grandes estructuras cónicasfilamentarias y los supervientos quelanzan el material de la galaxia haciael medio intergaláctico.

Durante los años ochenta se hizoevidente que las estrellas masivas apa-recían en grupos. Tales asociacionescausarían, obligadamente, un impactoen su entorno. La acción conjunta defuertes vientos estelares, sumada a laexplosión secuencial de las estrellasmás masivas, denunciaba no sólo unagran cantidad de energía depositadaen un volumen pequeño, comparado




con las dimensiones de la galaxia,sino que, además, toda esta energíase produciría durante la corta vida delas estrellas masivas (unos cincuentamillones de años).

En consecuencia, el impacto produ-cido por estrellas masivas, situadas enel espacio y en el tiempo, promoveríala creación de grandes estructuras,burbujas y cascarones, capaces dealcanzar y sobrepasar las dimensionesdel disco de la galaxia que las acoge.La acción de todas las estrellas, muypróximas unas de otras, se asemejaen seguida a la de una fuente sin-gular que reuniera el poder integradodel conjunto estelar. La evoluciónresultante remeda entonces el cursoseguido por la explosión de una su-

pernova, aunque con la energía demiles de ellas.Dado el tamaño finito de los dis-

cos galácticos, las estructuras que segeneran alcanzan la escala de alturadel disco. Así, la onda de choque seacelera penetrando en el halo galáctico,mientras que el sector correspon-diente del cascarón de material queha barrido se fragmenta por culpa deinestabilidades del tipo de RayleighTaylor, inducidas por la aceleraciónsúbita del cascarón al encontrarse conla orilla del disco galáctico.

La rotura del cascarón facilita elflujo libre del material procesado—rico en metales— hacia el halo ga-láctico. Se desencadena un torrente degas de alta temperatura que recalientael halo de las galaxias y dispersa,además, los elementos pesados sin-tetizados en la evolución estelar; losenvía lejos del brote de formaciónestelar que los originó.

Si partimos de una galaxia dondela densidad del medio interestelardecrece suavemente con la distanciaal plano galáctico, difiere bastante larespuesta hidrodinámica del sistema ala gran energía liberada por un broteviolento. En este caso, el cascaróndel material barrido, empujado por laburbuja creada con material lanzado

por la estrella, no se rompe, aunquesí puede deformarse al crecer másrápidamente en la dirección de lospolos galácticos. La evolución llegaa su fin después de la ultima explo-sión de supernova. Al terminarse elsuministro de energía, el gas calientecomenzará a enfriarse y a depositarseen el disco galáctico.

En los núcleos de galaxias espiralesy en los de muchas otras galaxias seasiste a la eclosión de brotes violentosde formación estelar. Las galaxiasamorfas, en vez de brotes esparcidos,

presentan una concentración centralde la formación estelar. Las galaxiasenanas o HII tienen una gran partede su hidrógeno ionizado por la ra-diación ultravioleta que emana de lasestrellas masivas del brote nuclear.Todos estos tipos de galaxias portanun halo extenso de hidrógeno neutrode muy baja densidad, que terminaacotando el alcance de la energética

estelar.

La dimensión de los núcleos ioni-zados es de algunos miles de años

luz, tamaño que duplican o triplicanlas superburbujas organizadas por laenergía mecánica estelar. Estas estruc-turas dibujan una herradura ancladaen el brote de formación nuclear. Sinembargo, los halos de material neutro,claramente visibles en la línea de 21cm del hidrógeno neutro, son hastadiez veces mayores. A algunas deestas galaxias, dado su bajo contenido

en metales, se las consideró galaxiasprimigenias. Cierto es que entre ellaestán los objetos menos metálicosdel universo.

La propia ausencia de elementospesados, resultado directo de la evo-lución estelar, llevó a suponer que enesas galaxias se estaba observandoel primer episodio de formación deestrellas de toda su historia. Másadelante se pensó que lo que suce-día era que estas galaxias, mínimas,podían deshacerse fácilmente de susmetales. Los cascarones de materialbarrido, encerrando superburbujas conmaterial estelar, muy caliente y conalto contenido en metales, no tardaríanen crecer hasta exceder las dimensio-nes de la galaxia. Cuando el cascarónse liberase de ésta, se despedazaríacon la liberación plena del materialprocesado y encerrado. Los metales,sueltos, en el medio intergalácticolimpiarían la galaxia de los restosde la evolución estelar.

Semejante cuadro, archidivulgado,permitía justificar el bajo contenidoen metales que se aprecia en galaxiasenanas; explicaba también la contami-

nación de elementos pesados que seobserva en el medio intergaláctico.Pero a medida que la sensibilidadde los radiotelescopios aumentaba yse disponía de antenas de superficiesmayores, se han venido “extendiendo”las galaxias, detectando la emisióndel hidrógeno neutro más allá de suslímites supuestos.

Los halos galácticos de hidrógenoneutro que engloban a las imágenesde los cascarones demuestran, sinembargo, que tales galaxias no puedenlanzar sus metales al medio interga-

6. DEL IMPACTO DE EXPLOSIONES ESTELARES en el medio interestelar noshabla Vela, resto de una supernova que explotó en nuestra galaxia. Tomada con eltelescopio Isaac Newton de 2,5 m del Observatorio del Roque de los Muchachos,la imagen en falso color se obtuvo combinando imágenes de la nebulosa en tresfiltros. Una vez las estrellas han convertido el hidrógeno de su núcleo en helioy éste en carbono y después en oxígeno y en hierro, dejan de generar energía.La transmutación de hierro en elementos más pesados consume energía en vezde liberarla. En ese momento, el corazón de la estrella se desploma, con velo-cidades cercanas a la de la luz y, en fracciones de segundo, se compacta hastaalcanzar densidades nucleares. No pudiendo comprimirse más, el interior de laestrella experimenta un rebote y produce una onda de choque, que barre las

capas estelares exteriores, acelerándolas a varios miles de kilómetros por segundoy desmantelando la estrella, haciéndola explotar. La onda de choque desplaza yapila el material interestelar cercano a la explosión. Cuando la masa de materialbarrido supera la cantidad lanzada durante la explosión, el cascarón empieza adecelerar. Se forma una segunda onda de choque, que se enfrenta al materialeyectado transformando su energía cinética en energía térmica. El material estrellaalcanza una temperatura de varias decenas de millones de grados kelvin, quele hace expandirse. En ese momento tenemos una gran burbuja, encerrada poruna pared esférica. De este modo, la energía térmica del gas-estrella continúaempujando a través del cascarón la onda de choque principal, mientras que éstasigue apilando el material interestelar hallado. El material caliente intenta des-hacerse del exceso de energía acumulada irradiándola y al hacerlo va perdiendotemperatura. El enfriamiento radiativo produce una disminución de volumen yasí el material barrido se condensa en una cáscara más fría y muy delgada.Con el tiempo, la temperatura baja lo suficiente y la densidad se hace mayorpor el efecto de condensación; podemos verla emitiendo a las longitudes de ondacorrespondientes al rango óptico del espectro. La burbuja, aún muy caliente,emite radiación de muy alta energía, detectable en el rango de los rayos X. Laexpansión de la burbuja decrece a medida que aumenta la masa del materialque va apilando. Cuando el ritmo de expansión se asemeja ya a la velocidadde los movimientos caóticos del medio interestelar (unos cuantos kilómetros porsegundo), la cáscara de material barrido comienza a ser despedazada por impactoscon el medio circundante, perdiendo su forma y movimiento de expansión, paradeshacerse, diluida en el medio interestelar.




H2

a

b

ONDA

DE CHOQUEINTERNA

MATERIAL INTERESTELARBARRIDO(ACUMULADO)

ESTRELLADE BAJA MASA

ONDA DE CHOQUEEXTERNA

HI I

σ*

σgas (H2) =σestrellas~(G M/r)1/2

HII

d

HII

c

e

7. FORMACION Y EVOLUCION de un brote masivo de es-trellas. El proceso comienza con el desplome de un complejomolecular y la consiguiente aparición de un protocúmulo( a). Los movimientos de las estrellas de baja masa detienenel desplome. A través de los cometas que se generan por ladeformación del viento estelar, se transfiere momento de los

millones de soles al gas. Las estrellas dotadas de gran masa( símbolos asteriformes) fotoionizan el gas circundante y creanla región HII gigante ( b). Paulatinamente las estrellas masi-vas van gestando burbujas y cascarones que, al trascenderlas dimensiones de la nube, se romperán dispersando el gasencerrado ( c, d y e)




láctico. Las dimensiones y velocidadde expansión de las superburbujasnos revelan que los metales aloja-dos no pueden llegar al confín desu galaxia.

Las galaxias enanas no lo son tanto.Su bajo contenido de metales indica,en todo caso, que la actividad estelarse desarrolla en ellas sólo de vez encuando, en grandes brotes estelares

que están separados por largos inter-valos de tiempo. En consecuencia, enel transcurso de larguísimos interva-los de inactividad, sólo una cantidadpequeña de elementos pesados, losprocesados por la anterior generaciónestelar, podrán depositarse en el mediointerestelar galáctico, incrementado li-geramente la metalicidad.

Los brotes nucleares de formaciónde estrellas que surgen en ga-

laxias espirales culminan, por lo quea masa y energía se refiere, el rango

de tales fenómenos espectaculares. Lamasa de brotes así nacidos excede porbillones de veces la del Sol; son, porende, los sucesos más luminosos delas galaxias. El número de estrellasmasivas por brote es notable, suficientepara atribuirle varias explosiones desupernova por año. La energía asociadaa la explosión local de supernovasdomina sobre la actividad de la ga-laxia entera.

Se sabe que los brotes nuclearesencierran una cantidad enorme de gasmolecular. D. Sanders y F. Mirabelcifran en varios miles de millones demasas solares de hidrógeno molecular(H2) las involucradas en el proceso.El disco de nuestra Vía Láctea, queocupa un volumen de unos 75.000años luz de radio, contiene una masasimilar en hidrógeno molecular, es-parcido por la galaxia.

Pero en las galaxias con brotesnucleares ese gas, y todo el que yase ha transformado en estrellas, seencuentra en la región del núcleo, den-tro de los tres mil años luz centralesdel volumen galáctico. El impacto detal formación estelar es devastador.

Las frecuentes explosiones de super-nova construyen una superburbuja,que excede las dimensiones de discogaláctico, con la rotura inevitable de lacáscara de material barrido, liberandoasí el material procesado lanzándolohacia el halo de la galaxia.

Las velocidades alcanzadas por elmaterial eyectado es de varios milesde kilómetros por segundo: superan lavelocidad de escape de la galaxia. Elgas lanzado termina creando plumas ochorros de gas, llamados supervientosgalácticos; detectables sólo en rayos

X, se extienden cientos de miles deaños luz desde el núcleo galácticoque les dio forma.

En un principio se creyó que lahidrodinámica causada por los brotesnucleares sería idéntica a la instadapara los brotes estelares de los bra-zos de galaxias, con las adaptaciones

de escala obligadas. Pero hay otrosfactores; el más importante quizá,la caída de material en el núcleo.La introducción de ese parámetro enlos cálculos está justificada por lanecesidad de un transporte rápidoy eficiente de una gran cantidad dematerial: el gas molecular y el trans-

8. DISPERSION DE METALES A GRAN ESCALA y su mezcla en el medio in-

terestelar. Las explosiones de supernova de un brote lanzan el material procesadoal medio interestelar. El material procesado, mal llamado metales en astronomía,donde metal es cualquier elemento más pesado que el helio, es termalizado (con-versión de energía cinética en térmica) al cortar la onda de choque, generada enrespuesta hidrodinámica del medio interestelar a la violenta explosión. En virtud dela temperatura alcanzada, el material eyectado se expande hasta ocupar la mayorparte del volumen barrido por la onda de choque principal. Esta, en su avance,aprisiona el material interestelar que encuentra a su paso. Las “superburbujas”que se crean pueden medir miles de años luz de diámetro. Las superburbujas,alimentadas por la energía liberada por las explosiones de supernova, continuaráncreciendo hasta que explote la última estrella masiva del cúmulo. La estructurainterna de las superburbujas empieza a irradiar energía enfriándose. Sus partesmás densas radian más; por tanto se enfrían antes y, al enfriarse, se comprimen.El gas caliente que las rodea es menos denso y permanece a una presión másalta, con lo que también contribuye a comprimir las zonas más densas. El procesolleva a una mayor densidad y ésta a un enfriamiento aún más rápido. Los metales

comprimidos empezarán a caer originando una lluvia de elementos pesados sobreel disco galáctico. Las condensaciones metálicas conservarán su identidad hastaque la radiación ultravioleta producida por las estrellas masivas de una nuevageneración de estrellas las deshaga.




formado en estrellas que se detectanen estas fuentes.

El flujo de material acumula gas enel núcleo, donde se dispara la forma-ción de estrellas, y define el númerode estrellas que han de constituirsepara contrarrestarlo. Si el númerode estrellas que se forman es insu-ficiente, las enterraría el material deldisco que continúa cayendo sobre el

núcleo y se “apagaría” el brote. Deocurrir eso tendrían que formarse másestrellas, hasta que la energética estelarconjunta, sumada a la liberada porvientos y explosiones de supernova,creciera y alejara el material incidentedel disco.

En efecto, para que se equilibre elproceso, la energía producida por lasestrellas debe ser similar a la energíacinética del material del disco quecae sobre el núcleo de la galaxia.En un marco de equilibrio, la su-perburbuja generada por la energética

estelar podrá crecer hasta superar lasdimensiones del disco galáctico yproceder a la rotura del cascarón enla dirección perpendicular al planode la galaxia. A su vez, la energíaestelar frenará la caída de materialsobre el disco; el material se acu-mulará en la zona donde una y otraenergía se igualen.

Alcanzado ese punto de conver-gencia, las dos ondas de choque

—la que frena al material del disco yla que termaliza (convierte la energíacinética en térmica) el material lan-zado por el brote estelar— mantienenuna posición estacionaria. El materialdel disco, frenado y atrapado entrelas dos ondas de choque, adquiereuna gran presión y busca una salida,organizando un nuevo flujo perpen-dicular al plano de la galaxia, haciaregiones de menor presión. Lo mismoocurre con el material supernóvico,rico en metales.

Una vez que la superburbuja excedelas dimensiones del disco galácticoempieza a fluir con violencia, aleján-dose, rauda, del disco de la galaxia.

El material del disco acumulado, aldespegarse hacia regiones extradis-cales y entrar en contacto con elmaterial que fluye del brote, formauna estructura bicónica densa y muyfilamentaria.

La estructura cónica se abastececon el nuevo material incidente, re-conducido fuera del disco al pasarpor la onda de choque estaciona-ria, inducida por la energía de laestrella. Mientras continúe el flujode material del disco cayendo sobreel brote nuclear, se mantendrá una

situación estacionaria. La estructuracónica resultante puede así alcanzardistancias de hasta 10.000 años luzfuera del disco galáctico; canaliza elmaterial expulsado por el brote estelar,que fluye como un viento galácticohasta las profundidades del espaciointergaláctico.

Los vientos galácticos contaminanel medio intergaláctico. Por centena-

res de miles se cuentan las estrellasque, en cada brote nuclear, explotancomo supernova. Cada explosión lanzaalgunas masas solares de materialprocesado por la evolución estelar; portanto, son varios millones de masassolares en metales las que se expulsanen estos supervientos, canalizados através de los polos galácticos, haciael medio intergaláctico.

Interesa conocer cuántos factorespromueven la realimentación de laformación estelar y los que tienden ainhibirla. La gravitación, la agregación

de macrocomplejos moleculares y lacaída de material sobre el núcleogaláctico favorecen la generación deestrellas. Los vientos estelares, lafotoionización y las explosiones desupernovas, todas ellas manifestacio-nes de la energía estelar, causan ladestrucción de las nubes molecularesy calientan al gas a temperaturas alas que resulta imposible el desplomegravitatorio y la consiguiente apari-ción de nuevas estrellas. Diríase quela formación estelar constituye unfactor autorregulador. La autorregula-ción encierra, en efecto, la clave denuevos descubrimientos. Clave quenos hará avanzar en el conocimientodel nacimiento, evolución, impacto ymuerte de las estrellas.


NUCLEAR STARBURST HYDRODYNA-

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CANDIDATES AROUND INTERACTING

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En un plazo de diez años, los habitantes de los paí-ses desarrollados podrán disponer de conexiones

a Internet que serán decenas, cientos de veces másrápidas que las de uso común hoy. Tal vez no parezcaun terremoto, pero sí anunciará un estadio totalmentenuevo en la evolución de esa red global.

Dichas conexiones de alta velocidad hasta los domi-cilios particulares —adopten la forma física de hilostelefónicos, de cable coaxial de televisión o de enlacepor satélite— harán surgir un conjunto de aplicacionesinédito. No sólo los aficionados entusiastas podrán saltarinstantáneamente de una página a otra de la Telaraña—que usarán, por consiguiente, con mucha más frecuen-cia— sino que podrán también disfrutar de aplicacionesque hoy existen sólo en forma de prototipos inmaduros.Los servicios de música de alta fidelidad en tiemporeal, de telefonía, de videoconferencia, de radio y te-levisión podrían estar todos suministrados por unasola compañía y a través de un único enganche.El ocio contará con nuevas opciones, así laspelículas a la carta, y características

nuevas, como la posibilidad de solicitar informaciónsobre el director o los actores de una película mientrasaparecen en la pantalla. Los usuarios podrán enfrentarseen juegos en línea —en directo— con muchos adversa-rios repartidos por todo el planeta. Personas separadaspor miles de kilómetros podrán compartir experienciasde realidad virtual o colaborar en proyectos comercialeso académicos.

El veloz crecimiento de aplicaciones muy popularesde Internet, como la World Wide Web, o Telaraña, estáimpulsando a la industria a construir la infraestructuranecesaria para llevar hasta los hogares sistemas decomunicaciones de gran anchura de banda.Casi todo el mundo se conecta a travésde un módem telefónico, undispositivo bidireccional

EN CARRERA: datos de alta velocidad

para los hogares La red global está entrando en una etapa de su evolución que engendrará

aplicaciones inéditas y hará de los módems telefónicos piezas de museo

David C. Clark

INFORME ESPECIAL



capaz de convertir flujos de datos digitales en secuenciasde tonos de frecuencia audible y recíprocamente, lo queconsiente enviar datos binarios por líneas telefónicas,proyectadas en principio para la transmisión de la voz.En el otro extremo de la línea, un proveedor de servi-cios de Internet actúa como una especie de portal deacceso, a través del cual el suscriptor puede ponerse encontacto e intercambiar datos con un sinfín de nodosrepartidos por el planeta.

Los módems telefónicos vienen ya instalados en la

mayoría de los ordenadores. Pero ofrecen un rendi-miento limitado. Además, la necesidad de efectuar —yabonar— una llamada telefónica para establecer conexióncon el proveedor del servicio significa que el acceso aInternet no está disponible de forma continua y cómoda.En cuanto entren en servicio las técnicas de banda anchaserá posible recibir y enviar por Internet textos, imágenes,sonido, o vídeo, y hacerlo sin apenas demoras. Internetsiempre estará activa en diversas pantallas del hogar,lista para prestar servicio en cuanto se pulse una tecla

o se dicte una orden. Las técnicas traerán consigo unapléyade de nuevos servicios de comunicación de datos,de multimedios y de televisión. Y harán todo esto aun precio aceptable.

Cablear el hogar

La diferencia de velocidad entre las distintas formasde conexión a servicios de telecomunicaciones es

impresionante. Hoy los módems más rápidos de uso

general reciben y transmiten datos a 56.000 bits por

1. EN CARRERA HACIA EL HOGAR: al me-nos cinco técnicas compiten para entregarinformación a velocidades enormementemás rápidas que las posibles hoy con losubicuos módems telefónicos.




segundo (56 kilobits por segundo, o brevemente, kbps).Se trata del límite al que pueden conectar la mayoría delos ordenadores domésticos. En las oficinas, los ordena-dores personales suelen hallarse conectados con otros dela compañía a través de una red local; la más utilizada,Ethernet, tiene una velocidad límite de unos 10 millonesde bits por segundo (10 megabits por segundo, o Mbps)—unas 200 veces más rápida que el módem—. Pero amenos que la compañía disponga de una línea de altavelocidad “dedicada” al enlace con un PSI (proveedor

de servicio Internet), la experiencia de sus empleadosen lo tocante a Internet queda limitada al módem.

Algunas compañías disponen de enlaces de alta ve-locidad. Menos, los hogares y los pequeños negocios.Además, los usuarios no dejan conectado todo el día suordenador y su módem al PSI; el costo de la utilizacióncontinua de la conexión telefónica sería prohibitivo. Ladiscontinuidad de la conexión comporta una doble conse-cuencia. La primera, que cuando se quiere usar Internethay que esperar a que el módem se conecte; en segundolugar, no es posible sacar partido de aplicaciones comola recepción de llamadas telefónicas por Internet, puesno se puede entrar en contacto con el destinatario siéste no se encuentra conectado ya.

En última instancia, el deseo de disponer de comunica-ciones de banda ancha para el hogar es consecuencia dela velocidad creciente de los ordenadores. Siguen éstosuna senda de desarrollo que multiplica su rendimientoen un factor 10 cada cinco años. Tal avance permanentesuscita aplicaciones no previstas. Hace nueve años, laTelaraña era poco más que una idea brillante. Empero,la velocidad creciente de los ordenadores no produciráaplicaciones de comunicación más rápidas si los usua-rios continúan atascados tras un módem telefónico. Y56 kbps es la máxima velocidad que estos dispositivospodrán alcanzar.

La variedad de líneas y cables tendidos hasta la ma-yor parte de los hogares constituye también una barrerapara el funcionamiento en alta velocidad. Ninguno deestos enlaces fue proyectado para la transmisión dedatos a velocidad alguna; no digamos para transmisio-nes extremadamente rápidas. Los pares telefónicos, dehilos de cobre, se instalaron para transmisión de voz;los cables coaxiales, para señales de televisión; y lasgruesas líneas de potencia son, obviamente, para trans-portar energía eléctrica.

A pesar de todo, los ingenieros están ensayando variosmétodos para llevar hasta los hogares canales de datosde alta velocidad. Se describen en este informe cincode ellos. Los dos primeros utilizan técnicas muy sagacespara exprimir al máximo las líneas ya tendidas hastael hogar; los sistemas híbridos de tipo fibra-coaxial sevalen de la infraestructura de la industria de TV por

cable, que cuenta con líneas de fibra óptica, además delas de cable coaxial; la línea de abono digital, mientrastanto, recurre a frecuencias mucho más altas que lasutilizadas para transportar conversaciones, con el fin deenviar rápidamente datos por los pares telefónicos. Eltercer método consiste en tender hasta los hogares untipo de línea nuevo, un cable de fibra óptica. Existenvarias configuraciones para este sistema, entre ellas,“fibra hasta la acera” y “fibra hasta el hogar”, segúnlo cerca del domicilio que llegue la fibra.

Cabe prescindir por completo de alambres, cables yfibras. Las técnicas cuarta y quinta son inalámbricas,es decir, se basan en ondas electromagnéticas. Y hay,para cada una, un sistema similar en el reñido terreno

de la telefonía móvil. Se ha pensado en diversas redesde satélites destinadas a una Internet de banda ancha,de funcionamiento similar al del sistema Iridium desatélites telefónicos, pues los orbitadores comunicaríandirectamente con el abonado. En el caso del sistema paraInternet, el usuario accedería a los datos mediante unapequeña antena parabólica. El otro método, conocido porservicios de distribución local multipunto, se parece a lasredes de telefonía celular móvil; utiliza ondas de radiopara transmitir datos entre torres y antenas parabólicas

instaladas en el domicilio.No existe una métrica única y sencilla para comparar

estas técnicas de banda ancha. Sería agradable poderordenarlas por su velocidad relativa, por ejemplo, perocasi todas ellas son capaces de operar en un abanicode velocidades, dependiendo de cómo sean implantadasen la práctica.

Al considerar las características esenciales de cadauna, podemos inferir las probables respuestas que pue-den recibir cuestiones fundamentales del tenor siguiente:¿Llegará alguna de estas técnicas a imponerse a las de-más? ¿Competirán varias entre sí? ¿Será económicamenteposible disponer pronto del servicio de banda ancha? Laindustria trabaja para zanjar estas cuestiones.

Una Internet fulgurante

Aunque la industria de la televisión por cable desa-rrolló su extensa red coaxial para ofrecer televi-

sión, desde finales de los años ochenta fue reforzandola capacidad de sus equipos para que pudieran prestar,entre otros servicios, el acceso a Internet y el serviciotelefónico. Los refuerzos consistieron en el tendido delíneas de fibra óptica desde puntos clave de distribuciónde señal hasta cubrir casi todo el camino hasta las zonasresidenciales, usando después el cable coaxial original paradistribuir la señal por los hogares de un barrio o de unaparte de una ciudad. Al utilizar fibra óptica solamentedonde más necesario era, las compañías de cable pudie-ron gastar mucho menos de lo que costaría reemplazarla red entera por líneas ópticas. Solución parcial que, noobstante, mejoró la calidad de la señal de televisión yposibilitó que la red soportase una doble vía de Internety tráfico telefónico. Para acceder a Internet, el usuarioha de disponer de un módem de cable coaxial, un dis-positivo que se conecta al cable exactamente igual queun convertidor de TV, pero que descodifica y manipuladatos en lugar de señales de televisión.

La capacidad de un sistema híbrido fibra-coaxial (HFC)es considerable. Sólo uno de los muchos canales detelevisión ofrecidos a los suscriptores puede transportarcasi 30 Mbps hasta el hogar. Además, no se oponencortapisas técnicas en la asignación de varios canales

para Internet de banda ancha si la demanda generaseingresos suficientes, que justificasen el desplazamientode otros canales de televisión.

En un sistema híbrido de tipo HFC, el canal de datosestá compartido entre los hogares enlazados por coaxialhasta el extremo local de la línea de fibra óptica. Portanto, la velocidad real de transmisión de datos de-pende del número de usuarios que compartan el canalen un momento dado. Pero un sistema bien diseñadopuede disparar al usuario ráfagas de datos de Interneta velocidades que rondan los 10 Mbps. Hay tambiénun canal de velocidad más baja que lleva en direccióncontraria, para transportar un retorno de datos desde eldomicilio hasta Internet.



De la central telefónica al usuario

La industria telefónica ha desarrollado técnicas origi-nales con la idea de transmitir datos a elevada veloci-

dad por las líneas de pares de hilos de cobre, concebidaspara la transmisión de voz. Desde hace años se disponede la RDSI (Red digital de servicios integrados), quefunciona a 64 o 128 kbps. Pero la complejidad de lossistemas de tarifación, más una introducción largamentedemorada por problemas de reglamentación, ha hecho que

en la actualidad la RDSI sólo supere marginalmente alos módems telefónicos más rápidos. Un servicio muchomás veloz, T1, nació para llevar a las empresas múltiplesenlaces de voz; tiene capacidad para transportar datos a1,544 Mbps; las pequeñas empresas y ciertos hogares hanempezado a utilizarlo para el acceso de datos. No obs-tante, las tarifas de T1 han venido siendo las de accesoprofesional de voz, que es mucho más costosa, muy porencima de lo que el común de las gentes puede pagarpor el acceso a datos.

La técnica telefónica más prometedora es la línea deabono digital (DSL, el inglés “digital subscriber line”).Aunque funciona a través del tendido telefónico, con-sigue tasas de transferencia más elevadas con sistemas

electrónicos de nuevo cuño en los extremos de la línea.El par trenzado que sale de los hogares corre hastaun edificio no muy distante, la central local, desdedonde se conecta a una centralita de conmutación. Lascentrales son equipos complejos que encaminan lasllamadas hacia otras centrales o hacia otros teléfonos,según sea necesario. En su mayoría se proyectaron parala transmisión exclusiva de voz, carentes de opcionesespeciales para el manejo de datos de alta velocidad.Si los módems telefónicos funcionan es porque sus di-señadores se tomaron enormes molestias en crear paralos datos sistemas especiales de codificación, para quelas centrales existentes pudieran manejarlos.

La DSL, mucho más rápida, no utiliza los equipos deconmutación existentes. En la oficina central se instalanconmutadores de nuevo tipo para explotar la capacidadde transporte de datos del par trenzado, que las llamadastelefónicas normales no pueden utilizar. La DSL empleatambién sistemas refinados que codifican los datos enuna banda de frecuencias mucho más ancha, y ocupafrecuencias mucho más elevadas que las reservadas paravoz. Existen diversas variantes de la DSL, dependiendode la distancia del domicilio a la oficina central. Enla actualidad, el domicilio ha de estar a menos de 5kilómetros de la central local para poder aplicar elsistema. Predomina una versión, la línea asimétrica deabono digital, cuya sigla en inglés es ADSL (“assyme-tric digital subscriber line”). Es capaz de entregar de3 a 4 Mbps en los domicilios, y de transmitir desde

el domicilio a ritmo más lento, normalmente, de unafracción de megabit por segundo.Las líneas de fibra óptica presentan numerosas ventajas

sobre los pares de cobre o los cables coaxiales. Unaprincipal: la fibra puede transmitir datos a una veloci-dad de millones de megabits por segundo. Debidamenteoptimizada, una sola fibra óptica podría transportar todaslas llamadas telefónicas que se estuvieran haciendo encualquier instante en los Estados Unidos. Se cuentanpor centenares, o millares, los tendidos de fibra quecubren el país, verdadera columna vertebral de las redesde telefonía, televisión por cable e Internet.

Para enviar las señales se utiliza una luz láser quees transmitida por la fibra. Merced a las propiedades

ópticas de la fibra, la luz sigue las idas y venidasdel filamento que la guía, y puede salir por el otroextremo de esa hebra, donde se detecta. Se enciendey apaga el láser a un ritmo de miles de millones deveces por segundo, generando una ristra de pulsos lu-minosos correspondientes a bits, que son enviados porla fibra, y devueltos a la forma de señales eléctricasen el extremo receptor.

Lo mismo que con cualquier tipo de infraestructura, lainstalación de una red que enlace con muchas viviendas

resulta harto cara. Una forma de reducir costes consisteen utilizar una fibra para atender a un núcleo de resi-dencias, en vez de llevar una fibra independiente hastacada casa. Este sistema más económico, que ofrece unarelación costo/rendimiento bastante buena, se conoce por“fibra hasta la acera”. Una fibra llega desde una oficinacentral hasta una caja cercana a la acera, y desde ella,mediante cables coaxiales, o los pares trenzados tradi-cionales, son conectadas 10 o 15 viviendas.

¿Llegará LEO a lanzar su rugido?

De entre todos los servicios de banda ancha en trancede aflorar, el servicio basado en satélite es el más

avanzado y el que mayores riesgos entraña, desde unadoble perspectiva técnica y económica.La mayoría de los satélites de comunicaciones son

geosincrónicos. Están situados sobre la Tierra a la al-titud justa y precisa para que orbiten con la velocidadangular del movimiento de rotación terrestre. Por ello,con respecto a un receptor situado en tierra, parecenocupar un punto fijo en el cielo. Y en consecuencia,las antenas parabólicas de recepción de señales de TVpueden permanecer estáticas para seguir al satélite.

Pero los satélites geosincrónicos presentan varios in-convenientes. Se encuentran a gran altitud (unos 36.000km), por lo que la ida y vuelta de la señal supone unademora que ronda un cuarto de segundo; tal demoradegrada muchas formas de transmisión de datos. Tangran distancia entraña también que el satélite ha decontar con un potente emisor, o de lo contrario, ha detransmitir datos a baja velocidad. Finalmente, la órbitageosincrónica tiene un espacio limitado y, en su mayorparte, está ocupada ya.

La próxima generación de satélites, presta para eldespliegue, tendrá órbitas mucho más bajas. En lugarde parecer estacionarios, irán desfilando sobre nuestrascabezas. Situando en órbita un número suficiente, almenos uno se encontrará al alcance de cualquier puntodado. Estos satélites de órbita baja (LEO, del inglés“low-Earth-orbit”) se hallarán en comunicación unos conotros. Así, una unidad remota en una vivienda puede ha-blar con otra unidad situada en cualquier lugar, enviando

datos al satélite que en ese instante se encuentre sobreella; éste trasladará el mensaje por el espacio hasta elsatélite que se encuentre en ese momento al alcance dela segunda unidad remota.

Los sistemas LEO presentan muchas ventajas. Porser inferior a los 2000 kilómetros su altitud orbital,los tiempos de propagación resultan muy cortos. Comolos satélites pueden operar a diversas altitudes, cabenmuchas órbitas y pueden desplegarse muchos sistemas.La baja altitud de su órbita exige potencias de emisiónde radio inferiores, por lo que a la vivienda le bastacon una antena pequeña.

El costo de despliegue e instalación de un sistemaLEO sería muy elevado, pues requeriría una flota de




decenas de satélites. Y está por demostrar que la demandallegue a justificar el costo. No obstante, ya están enservicio sistemas LEO de transmisión de voz, como laconfiguración Iridium de Motorola, y varias compañíasestán proyectando sistemas de datos LEO cuyas tasasprevistas de transmisión conjunta de datos lleguen asumar hasta un gigabit por segundo.

Sistemas inalámbricos sobre Terra Firma

El servicio de banda ancha puede tener base terres-tre e inalámbrica. De hecho, éstas son las carac-

terísticas distintivas de un conjunto de técnicas que sevan explorando con miras al mercado. Aquí nos ceñimosa una opción concreta, los servicios de distribuciónlocal multipunto (LMDS, del inglés “local multipointdistribution services”), que está recibiendo muchísimaatención de los proveedores de acceso. Los sistemasLMDS utilizan una señal de altísima frecuencia (28gigahertz).

De acuerdo con la premisa fundamental en que sebasan las redes inalámbricas, el componente principaldel costo de instalación de cualquier sistema de bandaancha basado en cables o en fibras ópticas no es el cable

propiamente dicho, sino la mano de obra necesaria. Seha de rehuir, por tanto, la instalación de líneas fijas. Encambio, estas otras redes, como las de telefonía móvil,emplean enlaces radioeléctricos desde la antena de unaestación base hasta las unidades remotas instaladas enlos domicilios.

Los ingenieros están desarrollando diversas configu-raciones, categorizadas en razón de la distancia entreestaciones base, la velocidad de transmisión de datosy el carácter (móvil o no) de las unidades remotas.A diferencia de la telefonía móvil, los usuarios deInternet permanecen estáticos, lo que simplifica muchoel sistema.

Uno de estos sistemas inalámbricos para datos estádiseñado para utilizar las torres de telefonía móvil yaexistentes. Debe, pues, operar utilizando el espaciamiento

intertorres de tales servicios. Por ahora, estos sistemasofrecen sólo velocidades de transmisión bastante módicas(de 10 a 50 kbps), y son comercializadas para usuariosmóviles, no para el acceso desde los hogares. Ello noobsta para que la industria de telefonía móvil se propongarealizar un uso más agresivo de sus torres y explotarlaspara desplegar servicios con tasas de transmisión a lasviviendas de hasta 1 Mbps. Se espera que el sistemapueda venderse dentro de un par de años.

Otros sistemas inalámbricos se basan en estaciones

base más próximas. Se instalarían antenas menores enlo alto de los postes telefónicos, o incluso entre postes,suspendidas de cables. Tales sistemas, aunque más costososde instalar porque exigirían mayor número de estacionesbase, podrían ofrecer velocidades de transmisión máselevadas, al ser más cortos los enlaces inalámbricos.

La muy alta frecuencia de LDMS impone ciertaslimitaciones, porque las ondas de radio sólo viajan enlínea recta, quedando bloqueadas por los edificios yotros obstáculos. Más problemática todavía resulta suincapacidad para atravesar la humedad, que les impidecruzar bien el follaje. Pero la gran anchura de bandaasignada al sistema (1,3 GHz) da pie a la posible crea-ción de servicios de alta velocidad hasta el hogar. Se

asiste ahora a los primeros ensayos de sistemas LDMS,en los que participan alrededor de 10.000 suscriptoresen los Estados Unidos.

¿A qué llamar rapidez?

Por las breves descripciones anteriores, resulta claroque los sistemas de banda ancha difieren entre sí

en rendimiento y servicios. El sistema de ADSL, porejemplo, no tiene capacidad para transportar televisión,circunscribiendo su idoneidad a voz y datos. Ciertasformas de “fibra hasta la acera” pueden dar servicio detelevisión; otras, únicamente de voz. Los satélites desple-gados están especializados en voz, datos o televisión.

Estos sistemas llevan cierto tiempo en servicio, por loque el vertiginoso crecimiento de Internet ha impuesto


T I E M P O D E T R A N S F E R E

N C I A P O R L A W E B ( s e g u n d o s )

1000

100

10

1

0,01 0,1 1,0 10

VELOCIDAD DE ACCESO (en megabits por segundo, Mbps)

Ethernet (10 Mbps)

RDSI (Red digital de servicios integrados) 128 kbps

módem de 56 kbps

HFC (híbrido fibra-coaxial)

DSL (línea de abono digital)

2. EL ACCESO a alta velocidad haceque Internet responda mejor, al reducirlos tiempos de transferencia de datos.La curva indica la dependencia deltiempo total de descarga de una páginacompleja de la Telaraña, que contieneimágenes y subcomponentes, cuyasede se halla en un lugar distante, enfunción de la velocidad de acceso. Lacurva, obtenida mediante una simula-ción minuciosa del funcionamiento dela red, hace ver que, para este ejemplo,

un módem de 56 kbps podría necesitarmás de 40 segundos, mientras que lastécnicas de banda ancha requierentiempos inferiores a 10 segundos. Nose han presentado todas las opcionesde banda ancha. Para muchos orde-nadores personales, la red Ethernetde 10 Mbps define el límite superiorde velocidad, e incluso el sistema defibra hasta el hogar (que con sus 100Mbps se sale de la escala) puede bajarde unos seis segundos, impuestos porlos tiempos de procesamiento y por lavelocidad de la luz.



un nuevo conjunto de problemas de diseño. Una llamadatelefónica exige una cantidad conocida de capacidad dela red, lo que permite idear un sistema de telefoníapara un número esperado de conferencias. Análogamente,un sistema de televisión por cable está diseñado paratransportar un número conocido de canales de televisión.Pero la velocidad del servicio de Internet puede variaramplísimamente. Por ello, en este momento, ingenierosde sistemas y empresarios tienen que evaluar por símismos cuánto estarán los usuarios dispuestos a pagar

por ir más rápido.Los ingenieros ignoran qué será lo que en el futuro

demanden los usuarios. Hoy por hoy, la aplicaciónmás popular de Internet es la Telaraña (la Web), quetiene un conjunto de exigencias de capacidad. PeroInternet puede dar cabida a toda clase de aplicaciones,cada una de las cuales comporta comunicaciones condiversos requisitos, y no está claro cuáles llegarán aser populares durante la vida útil de un sistema quese instale hoy.

En vista del amplio abanico de sistemas y exigenciastécnicas, resulta tentador especular cuál de las técnicasde banda ancha predominará. Pero las diferencias téc-nicas tienen una mínima influencia en el despliegue.

Los sistemas son todos técnicamente factibles. Contodos se ha experimentado, excluidos los satélites LEOpara enlaces de datos, y se han instalado en diversogrado. La auténtica barrera para el acceso generalizadoa la banda ancha es el costo de la instalación. Comocabía imaginar, las decisiones sobre el despliegue es-tán sometidas a razones económicas y de estructuraempresarial.

Las estimaciones de la industria sugieren que el costopara recablear de nuevo un vecindario para la banda ancha,dividiendo el costo de instalación a partes iguales entretodas las residencias, se cifra en torno a las 150.000pesetas por hogar. Como en los Estados Unidos hayaproximadamente 100 millones de hogares, parece quequizás hubiera allí que invertir unos 100 millardos dedólares para suministrar una nueva conexión de bandaancha a todos los hogares del país. Se trata de unasuma enorme, cuya justificación no está clara, por larazón de que la importancia de Internet (y del accesoa ella por banda ancha) está todavía a medio demostrar.Efectuar los tendidos bajo demanda, a razón de un hogarpor vez, resulta todavía mucho más caro; ello significaque el cableado bajo demanda a consumidores aisladossería menos factible todavía.

Por estas razones, las compañías telefónicas y losoperadores de cable están avanzando a través de mejorasincrementales, más económicas que el reemplazo total.En la actualidad, no puede sorprender que las compa-ñías de televisión por cable estén vendiendo servicio de

Internet de banda ancha basado en sus redes híbridasde fibra y de cable coaxial y en sus módems de cablecoaxial. Mientras tanto, las compañías telefónicas estánofreciendo servicio de Internet de banda ancha basadoen ADSL y sus ubicuas líneas de par trenzado. Laeventual combinación de las técnicas de cable y DSLnada tendrá que ver con sus relativos méritos técnicos,y sí, por contra, con los niveles relativos de inversióny de mercadeo de estas dos fuerzas.

Son pocos los inversionistas dispuestos a aventurarseen la instalación nueva de cable, como el sistema defibra hasta el hogar. Pero cuando es necesaria unanueva instalación, para atender, sea por caso, a unasubdivisión, existen razones para instalar un sistema

lo más moderno posible. Por ello podemos ver “fibrahasta la acera” en nuevas instalaciones, llevada, congran probabilidad, por una compañía telefónica o decable local. Curiosamente, es posible que los sistemasde fibra, sea hasta la acera o hasta el hogar, permitana las compañías de luz entrar en el negocio de latransmisión de datos, en un momento en que, segúnmuchos, se están desafiando con éxito sus monopo-lios en la generación de energía. Un recurso valiosocuya titularidad todavía poseen muchas compañías de

suministro eléctrico es el derecho de paso, que son elrecurso constituido, fundamentalmente, por los postesy tendidos que corren por las calles de los barrios ylas vías principales de las ciudades. Sería francamentesencillo tender nuevas líneas de comunicaciones adosadasa los viejos cables de energía. Esta posibilidad hacehincapié en la idea de que convendría que cada unade las técnicas de tendido fuera ocupando un nichoeconómico, sin entrar a competir unas con otras enfunción de sus méritos técnicos.

A las compañías que deseen entrar en el negociode la banda ancha, pero no posean ya tendidos hastael hogar o derechos de paso, no les quedan más quelos sistemas inalámbricos y los satélites. La erección

de tales sistemas, especialmente en áreas municipalescon elevadas densidades de población, es menos caraque la instalación de cables nuevos, pero aun así, muyonerosa.

Choque de titanes: el cable contra las telefónicas

Las técnicas de banda ancha no han llegado al mer-cado con la rapidez que algunos observadores ha-

bían esperado. La frustración que ha suscitado la lentitudde su despliegue ha llevado a especular que tal vez noexista una demanda real suficiente que justifique lasgrandes inversiones requeridas. El veloz crecimientode Internet acelerará las cosas. Se había esperado quela liberalización de las telecomunicaciones animase alas telefónicas a ofrecer a las compañías de televisióny de cable la posibilidad de ofrecer servicios de te-lefonía, mejorando así la competencia en cada sector.En realidad, poco de eso ha ocurrido. Pero la enormedemanda de Internet, de la que pueden encargarse porigual las dos industrias, está incitándolas a entrar encolisión por vez primera

La industria que más invierta en infraestructura podríamuy bien quedarse con la parte del león del mercado debanda ancha. Por el momento, las compañías de cable,con su técnica híbrida de fibra óptica y cable coaxial,tienen la mayor participación. Pero las compañías tele-fónicas poseen el capital —y ahora, con DSL, tambiénla técnica— para hacerse hueco en el mercado, y están

empezando a hacerlo. Es demasiado pronto para decirsi los sistemas inalámbricos o de satélite supondrán undesafío importante para el cable y la DSL, mientras quelos sistemas de fibra hasta el hogar parecen destinadosa ser una propuesta prohibitivamente cara, al menos, acorto plazo.

A la larga, el consumidor recibirá mejor servicio sitodos tienen éxito, lo que suscitará más vigorosa compe-tencia y más opciones para elegir. De hecho, uno de lospuntos más fuertes de Internet es que puede operar concualquiera de estas técnicas. Felizmente, no es necesarioque haya una única vencedora para llevarnos al nuevoestadio de evolución de Internet, con independencia dela forma específica que ese estadio adopte.




Usar por primera vez los servicios de Internet víacable puede constituir una experiencia sobreco-gedora. Las imágenes y los textos vuelan ins-

tantáneamente ante nuestros ojos. Las películas y elsonido se reproducen sin estridencias. Eso era lo quese pretendía de Internet. Incluso para los veteranos deInternet, se abre un mundo nuevo.

La red de televisión por cable sale con ventaja enla carrera para proporcionar acceso de datos a altavelocidad, desde el hogar. El sistema, que cuenta, sóloen Norteamérica, con un millón largo de suscriptores

al cable a través de módem ha madurado desde susinicios en 1995, cuando no era más que una serie deinstalaciones experimentales, convirtiéndose en un serviciocomún en la mayoría de las grandes ciudades.

El acceso a Internet por cable procede a una velocidadque centuplica la celeridad de las líneas telefónicas. Estafuerza bruta es el catalizador responsable del inmensocambio operado en los servicios típicos de Internet. Y laconexión está “siempre encendida”, lo que permite a losusuarios visitar un puesto en el momento en que deseen.Se acabaron los días en los que había que conectarsea la red. Las compañías telefónicas han comenzado aintroducir sus propios servicios de alta velocidad, perohasta el momento su oferta es bastante más lenta queel cable y, en la mayoría de los casos, más cara.

¿Cómo logra el cable estas tasas de transmisión? Afinales de los ochenta y principios de los noventa losoperadores de cable iniciaron la instalación de fibraóptica en sus redes. Las compañías de cable tendieronfibras hasta cada barriada y aprovecharon la infraes-

tructura de cable coaxial (esa toma que se conecta altelevisor o al reproductor de vídeo) para cubrir “elúltimo kilómetro” hasta el hogar. Las fibras ópticasconectan las plantas centrales del operador de cable(la “cabecera”) con cada barriada (el “nodo”), quesuele cubrir un millar de hogares, usuarios potencialestodos ellos.

La fibra ha multiplicado la capacidad y la fiabilidad delas redes de televisión por cable. Con una conexión porcable a Internet, los datos ocupan el espacio de un canalde televisión. Sintonice ese canal y sólo verá “nieve”,

pero conéctelo a su módem de cable y se convertiráen un torrente de datos que fluyen a unos 40 megabitspor segundo (Mbps), que se pueden transmitir a unordenador personal a una cadencia de hasta 10 Mbps.La red de fibra permite también devolver señales desdeel hogar hacia la cabecera, posibilitando los serviciosinteractivos de vídeo y de teléfono. Aproximadamente lamitad de los hogares norteamericanos a los que llega elcable disponen de esta capacidad de funcionar en ambossentidos; en Europa y Japón son menos.

Más que un módem

U

n módem de cable puede conectarse a más de unPC del hogar, un excelente apoyo a las redes do-

mésticas. Estas redes, junto con la conexión permanenteque caracteriza al servicio, fomentarán la proliferaciónde electrodomésticos “inteligentes”, como hornos demicroondas que leen un código de barras y eligen elprograma de cocción adecuado de una base de datos

Internet por cable

Milo Medin y Jay Rolls

cor cor


1 Los contenidos setransfieren de Inter-net a la red domés-tica del proveedorde servicios porfibra óptica.

2 El centro de operaciones dered (COR) supervisa la condi-ción de la red, valiéndose delos datos que aportan los mó-dems de cable.

3 Un centro de datos regionalguarda copias en caché de laspáginas de la Red solicitadas

con más frecuencia y otroscontenidos locales; también go-bierna los servidores de correoelectrónico y de noticias.

INFORME ESPECIAL

Arquitectura de una red híbrida fibra-coaxial




4 La información se re-transmite por fibra óp-tica (rojo ) a las “cabe-ceras”, que a su vezse encargan de mu-chos nodos de fibra.

5 Cada nodo de fibra se co-necta por cable coaxial (azul )a unas 1000 casas.

6 En casa, un módemde cable descodi-fica del tráfico in-formático los da-tos del usuario.

7 Una oficina domésticapuede comprender undivisor que mande laseñal de televisióncorriente al televi-

sor y los datos almódem de cable,que puede dar ser-vicio a una red dePC.

de Internet o de una pantalla sensible al tacto en lacocina (que a lo mejor vendrá insertada en la puertade la nevera), que pondrán abundante información al

alcance de la mano.Los módems de cable emplean diversas técnicas avan-

zadas para llevar a cabo su tarea. De hecho, el nom-bre “módem de cable” no es muy afortunado, porquedesempeña varias tareas más: dirige el tráfico, cifra lacomunicación por mor de seguridad, verifica las señalesy sintoniza el canal adecuado.

Como el cable coaxial lo comparte todo el vecindario,los módems deben repartir equitativamente el ancho debanda entre los usuarios, para asegurar que uno solono monopolice todo el ancho de banda disponible.Conforme crece el número de usuarios, los operadoresde cable achican las demarcaciones del servicio paramantener un ancho de banda adecuado. Todos los datos

transmitidos por la red de cable están codificados parapreservar la intimidad; cada módem posee su clavecriptográfica propia.

Los módems proporcionan cumplida información sobrela situación de la red a los proveedores de servicios debanda ancha, como es Excite@Home. Si de actualizar losprogramas informáticos para los módems se trata, pode-mos contar con una coordinación central; las anomalíasdel servicio pueden resolverse sin intervención humana.Una advertencia a tiempo emitida por el módem permiteque el proveedor reaccione antes de que los problemaslleguen a afectar al servicio.

Un elemento importante para comunicar una sensaciónde banda ancha de alta calidad es un sistema de caché.A este respecto, Excite@Home almacena copias de loscontenidos de Internet solicitados más asiduamente enservidores locales próximos a los suscriptores. Las copiaslocales pueden obtenerse sin necesidad de recorrer todoel camino hasta el destino final, acelerándose el accesoa las páginas de la Red.

Los módems por cable permitirán una gran diversidad deservicios. El acceso a Internet a alta velocidad es quizás eluso más obvio para los módems de cable, pero empiezan

a aparecer aplicaciones de segunda generación que habránde afectar a muchos servicios a domicilio tradicionales.Los fabricantes de las arquetas de transmisiones con lasque se conectan los televisores a la mayoría de las redesde cable emplean la misma técnica para el transporte dedatos hacia y desde el televisor. Navegar por la Red oleer el correo electrónico en el televisor será tan normalcomo hacerlo en el PC.

Pero lo que entusiasma por igual a los magnates dela televisión y a los anunciantes es la integración de latelevisión con Internet, permitiendo que los suscriptorespasen de una a otra sin traba alguna. Por ejemplo,mientras uno ve su programa de televisión favorito, sepodría abrir una ventana en la pantalla para conectarse

a una tertulia en red y conversar con otros espectado-res. O para recabar información sobre el director y losactores de una película que estemos viendo. Quizá tengamás atractivo para las empresas la posibilidad de que elanunciante ofrezca la compra de la mercancía con sóloseleccionarla en la misma pantalla. Dado que virtualmentetodos los hogares poseen un televisor, en tanto que losPC no están tan extendidos, un sistema así constituidoen torno a la televisión expande la audiencia potencial deestos servicios. Sólo la red por cable está en condicionesde ofrecer esos servicios híbridos.

A medida que los operadores de cable van superando losretos técnicos, la atención se centra en la puesta en práctica:implantación, servicio y comercialización. Los ejecutivos delcable están transformando a toda prisa sus compañías paraconvertirlas en empresas de telecomunicaciones hechas yderechas. Y pronto las imágenes, el sonido y los datos detodo el orbe nos llegarán a tal velocidad, que nos daremoscuenta de la diferencia entre eso y la red de televisiónpor cable que conocieron nuestros padres.

Sólo las redes por cable se encuentran capacitadas para ofrecer servicios

híbridos de televisión e Internet, así como el acceso rápido a la red



¿Tendrá la humilde línea telefónica, técnica quetransformó el mundo nacida en la era victo-riana, un protagonismo destacado en la con-

figuración del tercer milenio? ¿Puede un simple par defilamentos de cobre trenzados entre sí transmitir conplena fiabilidad los datos de Internet a una velocidadde vértigo, permitiendo que se vean imágenes de altafidelidad en movimiento, sonido y enormes cantidadesde datos en la pantalla del ordenador personal o de latelevisión? La respuesta es afirmativa, como demuestrael éxito creciente de las líneas digitales por suscripción(DSL, de las iniciales en inglés).

Esos hilos de cobre, instalados en más de 600 millo-nes de líneas telefónicas a lo largo y ancho del mundo,proporcionan servicios de voz de alta calidad, pero du-rante más de un siglo buena parte de sus capacidadesde transmisión han permanecido en letargo. La técnicaDSL aprovecha este recurso, aportando una velocidad 50veces mayor a millones de usuarios de módem, acelerandoel crecimiento del comercio electrónico y trastocando lanaturaleza de las comunicaciones.

Subir el límite de velocidad

La capacidad de un canal de comunicaciones dependede un ancho de banda (la gama de frecuencias que

usa) y su relación señal-ruido (que depende de la calidadde la conexión). Una vez fijados estos parámetros, resultafísicamente imposible exceder el límite fundamental queestableció Claude E. Shannon en 1948. Una conexiónde voz a través de una red telefónica común emplea unancho de banda de unos 3000 hertz: desde unos 300Hz hasta los 3300 Hz. Un módem analógico que opere

a 33,6 kilobits por segundo (kbps) requiere un ancho debanda ligeramente más amplio (3200 Hz) y necesita unaconexión muy buena, que tenga una alta relación señal-ruido. La fórmula de Shannon indica que un módem asíse encuentra muy cerca de la capacidad teórica del canal,sobre unos 35 kbps, una proeza sólo lograda tras 30 añosde perfeccionamientos en los circuitos de módem. Losmódems que funcionan a 56 kbps alcanzan esas tasassacando partido de las ventajas de las conexiones digitales,que soslayan algunas fuentes de error en las transmisioneshacia el usuario final. (Siguen sujetos al límite de 33,6kbps para las señales enviadas por el usuario final hacia

el proveedor de servicio.)Pero estas tasas de transmisión están lejos del máximoalcanzable en el mismo par trenzado. Un proceso quelimita el ancho de banda y la potencia de la señal esla inexorable atenuación de la señal conforme viaja a lolargo de la línea, que afecta con más severidad a las altasfrecuencias. Por tanto, se dispondría de mayor capacidadsi la longitud de las líneas se mantuviera corta.

Joseph W. Lechleider propuso en los años ochentautilizar una línea telefónica ordinaria como canal conmuy elevado ancho de banda, en la corta distancia quemedia entre el usuario final y una oficina central deteléfonos. También propuso una codificación multinivelde la señal para alcanzar mayores prestaciones. Estatécnica de transmisión fue denominada línea digitalpor subscripción. A principios de los noventa, variascompañías, capitaneadas por PairGain Technologies (deCalifornia), habían desarrollado versiones de DSL dealtas tasas de transmisión (HDSL) que podían transmitircasi 800 kbps a lo largo de una distancia de cuatrokilómetros.

DSL: banda ancha por teléfono

George T. Hawley

Transmisión de datos y voz con gran ancho de banda por línea telefónica mediante ADSL

1 Los datos de Internet se transmiten porfibras ópticas hasta la “oficina central” de

la compañía telefónica en las inmediacio-nes del usuario.

2 En la oficina central, unmultiplexor de acceso a laDSL combina los datos delusuario con una señal de

voz de la conexión telefó-nica usual.

TOMADE VOZ

MULTI-PLEXOR


INFORME ESPECIAL



4 Un módem ADSL traduce losdatos para el PC del usuario;un microfiltro le traslada laseñal de voz al teléfono.

3 Los datos y la voz se envían a través de la misma línea telefónicaordinaria (un “par trenzado” de cobre) al usuario, hasta una distanciade cinco o seis kilómetros, en función de la calidad de la línea.

Teorema de Shannon-Hartley

La capacidad de un canal de comunicacionesen bits por segundo viene dada por la fórmula

C = A × log2 (s/r + 1)

donde A es ancho de banda de frecuenciasdel canal en hertz y s/r es la relación señal-ruido. Resulta físicamente imposible excedereste límite.

A la vez que el desarrollo del HDSL simétrico, John

Cioffi inventó una técnica de codificación de la señalllamada Multitono Discreto, empleándola para enviarmás de ocho millones de bits (“megabits”) por segundoa través de un par telefónico de más de 1,6 kilómetrosde longitud. La técnica divide un ancho de banda totalde aproximadamente 1 MHz en 256 subcanales de unos 4kHz cada uno. Esencialmente, crea 256 módems virtualesen funcionamiento simultáneo por la misma línea.

La técnica de los multitonos discretos se ideó en uncomienzo para enviar películas de entretenimiento por loscables telefónicos. Como este empleo demanda una trans-misión en un solo sentido, la mayoría de los subcanalesestaban destinados a la señal “de curso descendente” (enflujo hacia el consumidor) transportando unos 6 Mbps,

con unos 0,6 Mbps disponibles en el otro sentido. Estaforma asimétrica de DSL ha dado en llamarse ADSL, yla codificación de la señal siguiendo esa norma es muycorriente en todo el mundo.

Aunque el servicio de películas no se ha implantadotodavía, la transmisión asimétrica viene como anillo aldedo para navegar por la Red. Durante el pasado año elADSL ha comenzado a instalarse en las líneas telefónicaspara el acceso a Internet continuo, operando a varioscientos de kbps o más en los cables telefónicos de hastaunos 5,5 kilómetros de longitud. El atractivo del ADSL,del que carece la codificación multinivel empleada en elHDSL, es que los datos pueden emplear canales que fun-cionen por encima de la banda de frecuencia de la voz,de modo que una sola línea telefónica puede transmitirsimultáneamente voz y datos a alta velocidad.

El futuro del ADSL para el gran público se encuen-tra en G.lite, una normativa mundial que limita lastasas de transmisión a 1,5 Mbps en curso descendentehacia el consumidor y unos 0,5 Mbps en el sentidoinverso, ascendente. La limitación de velocidad permite

que G.lite funcione con fiabilidad en más del 70 por

ciento de las líneas telefónicas existentes y reduce elcoste y el consumo energético. Ya están a la ventaordenadores domésticos que contienen circuitos pre-parados para G.lite.

El ADSL tiene diversas ventajas sobre los sistemas queemplean una red de televisión por cable. Con ADSL laseñal de cada línea no se comparte con la de otros usua-rios. Los módems por cable funcionan en lo que acabasiendo una gigantesca línea compartida: cuando alguienestá recibiendo datos los demás no pueden hacerlo, loque no obsta para que cualquiera pueda escuchar lasseñales de todos los demás, aunque sin la clave paradescodificarlas, si están cifradas. Los cables telefónicos,por el contrario, son físicamente seguros.

Los tendidos de redes para ADSL transmiten señalescombinadas para unos pocos centenares de consumidoresa 155 Mbps e incluso más. Un canal de televisión tieneun caudal efectivo de sólo unos 24 Mbps, mermando surendimiento con el empleo de cientos de módems porcable. El tráfico ADSL también se beneficia de la eco-nomía de escala; así, 1550 personas que compartan untendido de 155 Mbps experimentarán mejores prestacionesque 240 en uno de 24 Mbps.

Además, para el uso eficiente de los módems por cableel operador debe invertir billones para poner a punto lared de cable con fibra óptica y equipos de transmisiónen los dos sentidos; el ADSL, por el contrario, se valedel mismo tipo de par telefónico que Alexander GrahamBell empleó en el siglo XIX.

Los módems por cable le llevan una ventaja de unpar de años a la DSL. No les bastará. Las prediccionesindican que el número de usuarios de DSL sobrepasaráa los de módem por cable dentro de un año, más omenos. A las viejas líneas telefónicas de cobre aún lesqueda mucha vida, y mucha capacidad.

Los beneméritos cables de cobre de Alexander Graham Bell

seguirán todavía prestando servicio en las comunicaciones

de alta capacidad del tercer milenio

MICROFILTRO




La fibra óptica ha reemplazado a los cables metá-licos en los tendidos primarios de casi todas lascompañías telefónicas —locales y de larga dis-

tancia—, las operadoras de televisión por cable y lasempresas proveedoras de servicios. ¿Por qué, pues, noprolongar las líneas de fibra óptica hasta los hogares delos usuarios? Con ello se eliminaría el cuello de botelladel último kilómetro, que constriñe el acceso a Internety a otros servicios. En los actuales sistemas de fibradoméstica, los clientes pueden descargar datos a velo-cidades de hasta 100 millones de bits por segundo (lasfuturas redes de fibra óptica superarán estas prestaciones),

que decuplica de largo la celeridad de las transmisionesactuales por cable metálico. La capacidad de la fibraóptica es tal, que puede gestionar todo tipo de señalesde comunicación simultáneamente; así, por la fibra quellega al usuario podría transmitirse el teléfono, la tele-visión, videoconferencias, películas a la carta, teletrabajoy tráfico de Internet.

Hasta hace poco, el principal obstáculo que se oponía ala implantación doméstica de la fibra residía en su precioprohibitivo. Es muy caro reservar una o dos líneas de fibraa cada consumidor, junto con la electrónica necesaria encada extremo para transmitir y recibir las señales ópticas.La factura de la instalación completa asciende ahora aunas 250.000 pesetas, la mitad de cuya cifra se la llevala electrónica; diez años atrás, importaba unas 750.000pesetas, y sigue bajando con el avance de la técnica dela fibra. Pero es todavía más alta, en la mayoría de loscasos, que el precio de conectar una casa equiparablecon cable metálico.

Los tendidos de las redes principales están pródi-gamente multiplexados, esto es, una sola fibra de la

red puede transmitir muchos canales independientesde señales. Por tanto, el precio por canal es barato.Compañías telefónicas y de televisión por cable sacanprovecho de la pasmosa capacidad de la fibra instalán-dola en algunos de los tramos que se dirigen hacia lascasas. En estos sistemas, con frecuencia denominadosfibra hasta el nodo, fibra hasta la cabina o fibra hastala acera, unas cuantas fibras conectan al proveedor deservicios con una casilla cercana a una barriada. Lacasilla contiene el equipo para convertir la señal ópticade la fibra en una señal eléctrica que pueda viajar através de cables metálicos. Las conexiones metálicas

hasta las casas varían en longitud, desde 30 metrosescasos hasta poco más de un kilómetro. Estos sistemasresultan económicos porque se comparten el precio dela fibra y la electrónica entre todos los suscriptores delgrupo, quizá varios centenares. Las tasas de transmisión,empero, son más bajas que si la fibra llega hasta elhogar, pues las conexiones metálicas del final actúancomo cuellos de botella.

Redes de luz

En más de tres docenas de pruebas reales y de ins-talaciones por todo el mundo, la técnica de la fibra

al hogar se ha aplicado con éxito. La primera vez que seempleó fue en Higashi-Ikoma (Japón) en 1977. Graciasa los progresos en arquitecturas y técnicas, empieza aresultar comercial. El primer cambio importante fue eldesarrollo de la red óptica pasiva (ROP); en ésta setiende una sola fibra desde un transceptor óptico ubicadoen el emplazamiento del proveedor de servicios hastaun divisor óptico asentado en las inmediaciones de un

La más ancha

de las bandas anchasPaul W. Shumate, Jr.

DIVISOROPTICO

DEPOTENCIA

INFORME ESPECIAL

2 El divisor de potenciaóptica reparte equitati-vamente la señal de luzentre las fibras que lle-gan hasta los usuarios.

Una manera menos carade llevar la fibra hasta el hogar

1 El proveedor de servicios codifica

los datos en luz láser. Los datospara una comunidad formada por16 a 32 casas se mandan poruna fibra óptica hasta un divisorde potencia óptica ubicado enlas inmediaciones.




pequeño grupo de casas. El divisor reparte las señalesde luz equitativamente entre 16 o 32 fibras de salida,que transmiten las señales hasta los hogares. En 1998 la

Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) norma-lizó las especificaciones de esas redes. Las ROP salenmenos caras que otros sistemas anteriores de fibras alhogar porque no requieren la instalación de un transceptoróptico ni de una fibra exclusiva para cada usuario. Otrosfactores que abaratan la fibra hasta el hogar son losperfeccionamientos en los láseres, componentes ópticos,cables de fibra y circuitos digitales integrados diseñadospara esta aplicación.

En la fibra la distancia importa menos que en loscables de cobre, porque las señales ópticas pierden muypoca potencia en su viaje. Las ROP funcionan igual enáreas rurales, donde las casas están separadas, que enlos barrios hacinados de las ciudades. La conexión sí

que implica un desembolso por el equipo y los costesde instalación que no se comparten totalmente entre losconsumidores, tales como los gastos del tramo final defibra desde el divisor hasta la casa y el de la terminalen el hogar donde tiene lugar la conversión de la señalóptica en eléctrica. Pero ya hay industriales que hanpergeñado una estrategia para reducir su precio dentrode poco.

Se enfrentan estas redes ópticas ante un reto formidable,el de organizar el tráfico digital de modo que una solafibra pueda acomodar simultáneamente diferentes tiposde señales. El sonido y el vídeo, por ejemplo, requierenvelocidades de transmisión casi constantes, mientras quelas transferencias de archivos y el correo electrónicopueden transmitirse en oleadas intermitentes. Se usanvarias técnicas para empaquetar todas estas señales enel ancho de banda disponible. La red especificada porla UIT emplea el modo de transferencia asíncrono, pro-yectado para gestionar tal mezcla de datos de maneraeficiente. Ethernet, protocolo más antiguo, tiene la ventajade que se encuentran muy fácilmente tarjetas Ethernet

baratas para instalar en los ordenadores personales. Conel multiplexado por división de frecuencias se creanmuchos canales en una sola fibra modulando la luz a

diferentes frecuencias para cada canal. Las ROP másavanzadas emplearán multiplexado por división de longi-tud de onda, que asigne una longitud de onda única, osea, un color de la luz, a la señal de cada usuario. Porahora, la mayoría de los dispositivos para multiplexarlongitudes de ondas son caros, pero los precios descen-derán sin tardanza, pues esta técnica suele emplearse enlos tendidos de la red principal.

Aunque de las primeras pruebas de los años ochentay principios de los noventa subsisten sistemas de fibrashasta el hogar, la industria de las telecomunicacionesopta por técnicas más recientes. Se han ensayadoredes ópticas pasivas en Inglaterra, Francia, Bélgica,las Bermudas y Japón. BellSouth y NTT —la princi-

pal compañía de telecomunicaciones nipona— planeaninstalar productos que cumplen con la normativa dela UIT este mismo año. Hay sistemas de fibra mul-tiplexada por división de frecuencia funcionando encomunidades rurales, que proveen de servicios tele-fónicos, televisión e Internet. En las áreas rurales lafibra al hogar parece resultar más económica que lasredes convencionales, con independencia del tipo demultiplexado que se emplee.

Con la aparición de productos normalizados a preciosrazonables, muchos comercios están volviendo a ponderarlas ventajas de la fibra hasta el hogar. Por descontadoque la demanda de servicios digitales de alta velocidadva a crecer, lo que significa que los usuarios pediránsistemas que puedan despachar aluviones de datos a bajoprecio. Las fibras ópticas pueden transmitir más datosque cualquier otro medio del mercado, y el precio deconexión a los hogares está bajando con rapidez. En losaños venideros se multiplicarán los usuarios decididos aintroducir la fibra en su hogar. Por ello la opción debanda ancha es la más atractiva.

Nuevas técnicas auguran un menor coste para conectar los hogares

con fibra óptica, el medio definitivo para la transmisión de datos

3 Los transceptores ópticos de cada casa convier-ten los datos recibidos en señales eléctricas quese despachan al ordenador del usuario y a otrosdispositivos.

En otras disposiciones más antiguas y ca-ras, se tendía una fibra óptica desde cadacasa hasta la red óptica del proveedor deservicios.




Quien desee adivinar el futuro de las comunica-ciones de banda ancha, mire al cielo. Muy prontoel firmamento podría aparecer invadido por no

menos de 400 satélites que ofrezcan a los usuarios deInternet unas conexiones, baratas y directas a domicilio,centenares de veces más rápidas que los actuales módemstelefónicos. Con un campo que cubre sin obstáculosprácticamente todo el globo, los satélites están preparadospara rendir servicios interactivos en banda ancha de unaforma que hasta las redes terrestres más avanzadas severían en graves dificultades para igualar.

Los satélites de la nueva generación actuarán cual

potentes repetidores situados en el cielo, recibiendo yreenviando radiotransmisiones procedentes de antenasinstaladas en tierra. De un costo muy inferior por ca-pacidad unitaria que la mayoría de los satélites hoy enservicio, emplearán técnicas digitales de nuevo cuño quemejorarán la capacidad, la fiabilidad y la seguridad de lascomunicaciones. Además, funcionarán a radiofrecuenciashiperaltas, lo que significa que harán uso de unos hacesde radio estrechos capaces de comunicarse con antenasmodestas, fácilmente instalables en las casas.

Sistemas de banda anchapor satélite

Se han propuesto dos sistemas por satélite. Los saté-

lites geoestacionarios orbitarán a 36.000 kilómetrospor encima del ecuador a la misma velocidad que rotala Tierra y así parecerán estar inmóviles. Se comunicarán

con antenas de plato de orientación fija montadas en losdomicilios y emplearán un procesado de señales avanzadopara compensar los retardos en la transmisión debidos alas grandes distancias que deben recorrer sus radioseñales.Por contra, los satélites de órbita terrestre baja, o satélitesLEO (“low-Earth orbit”), darán una vuelta al globo cadados horas a unas alturas inferiores a los 1500 km, redu-ciendo el tiempo necesario para radiar señales desde yhacia la superficie terrestre. Sin embargo, requerirán unasantenas de usuario más complicadas capaces de seguir, ycomunicarse con, los veloces satélites LEO.

Ambos tipos de satélites salvan la mayoría de las

complicaciones que infestan las redes terrestres. Citemosalgunas de sus ventajas:Ubicuidad. El talón de Aquiles de la banda ancha es-

triba en las limitaciones técnicas de las redes terrestres,que restringen su disponibilidad. En las líneas de usuariodigitales (DSL) las señales se amortiguan cuando la líneaes larga o de mala calidad. En las líneas de los serviciosde distribución multipunto locales (LMDS), las señalesno pueden traspasar los árboles frondosos, los edificiosu otros obstáculos. Las prestaciones de un cable se de-terioran si, en un mismo vecindario, acceden a la vezdemasiados hogares. En cuanto a las líneas domésticas defibra, éstas resultan tan caras de reconvertir para ponerlas

Satélites: el campo de batalla estratégico

Robert P. Norcross

2 El mensaje, cifrado en una radioonda,se transmite a los satélites en órbita.

1 Por una red de fibra óptica, un proveedor deservicios de Internet envía un mensaje a unaestación en tierra de un operador de satélites.

Creación de conexiones de Internet mediante satélites

INFORME ESPECIAL




al día, que acostumbran considerarse viables sólo en elcaso de edificaciones de nueva planta. Para la mayoríade la gente, la técnica por satélite no será una opción;

será la opción. Economía. Si los costos de los sistemas por satélite

son astronómicos, sus posibilidades impresionan más.La capacidad combinada de los sistemas por satélite debanda ancha propuestos bastaría, en teoría, para manejarvarias veces todas las comunicaciones por voz mundiales.Además, los satélites pueden asignar y repartir dinámi-camente entre los usuarios su capacidad de transmisiónpara asegurar su disponibilidad donde y cuando se lanecesita. Ello mejora el rendimiento de los satélites hastael punto de que un sistema es capaz de admitir decenasde millones de suscriptores, lo que redunda en un menorcosto del sistema por usuario.

Prestaciones. En la carrera de los bits-por-segundo,

los satélites ganan a todas las demás opciones, salvoa los sistemas de fibra doméstica, harto más caros.Las encuestas revelan que los usuarios de la bandaancha valoran la velocidad de transmisión de datospor encima de otros atributos del servicio; además,su “necesidad de rapidez” se dobla de lejos cadaaño a medida que los sitios de la Telaraña Mundialse complican más y contienen más información. Paraservir a esta incipiente demanda de descargas rápidasde Internet la posición de los satélites es perfecta,con unas velocidades de transmisión dobles que lasdel LMDS, de tres a seis veces más rápidas que los

módems alámbricos y hasta 12 veces más rápidasque las DSL.

Diversidad competitiva. Aunque el debate sobre comu-

nicaciones de banda ancha tiende a centrarse en cuestio-nes técnicas y económicas, el principal impulsor de losservicios por satélite podría radicar en las aspiracionescompetitivas de las grandes empresas de telecomunica-ciones. Ocurre que hay más compañías que proyectancomercializar servicios de banda ancha que redes terres-tres disponibles. Las compañías de telecomunicacionesque no poseen y no pueden adquirir redes telefónicaso alámbricas en zonas donde desean operar tendrán quebuscar otras opciones, y para servir esas necesidades lossatélites no tienen rival.

Pese a tan evidentes ventajas, los satélites recibenescasa atención respecto a las opciones de banda an-cha terrestres. Puede que ello refleje el malestar de la

industria de las telecomunicaciones con las nuevas téc-nicas por satélite o una inclinación hacia las solucionesterrestres para sus necesidades futuras. No obstante,varias compañías están saliendo de la etapa de diseñoy han anunciado planes para lanzar sistemas de satélitesen el 2002, con unos servicios de Internet por bandaancha disponibles un año después. Con los análisis demercado a la espera de que los satélites sirvan de un 15a un 20 por ciento de los usuarios de la banda ancha,en el mercado habrá espacio suficiente para que variossistemas compitan ofreciendo conexiones de Internet através del firmamento.

Los sistemas de comunicaciones que transmiten las señales a través de

satélites ofrecen numerosas ventajas sobre los sistemas instalados en tierra

3 Esa transmi-sión la reciben saté-lites de “tubo acodado”, queamplifican la señal y la devuelven

directamentea tierra.

4 Para cubrir distancias mayores, puede habersistemas conectados por repetidores que sepasen la señal entre ellos antes de retransmitirla.

5 Una antena de tejado recibe las transmisiones de lossatélites, procesando sólo las codificadas con la direc-ción de Internet correcta.

6 El cableado doméstico lleva la señalhasta un ordenador personal. Las respuestaspueden radiarse hacia los satélites y enviarse porrepetidores hasta el proveedor de servicios de Internet.




A lo largo de los diez últimos años se han produ-cido unas innovaciones fulminantes en el sec-tor de las telecomunicaciones, presto a satisfacer

la apetencia mundial por bandas cada vez más anchas.Varios hechos atizan ese crecimiento: la difusión de In-ternet, la dependencia de la información y la tendenciageneral hacia la liberalización de la industria.

En ningún otro dominio se evidencia mejor el fe-nómeno que en la busca por mitigar los efectos decuello de botella en los circuitos locales. Tal estran-gulamiento se da donde las redes de área local, queenlazan dispositivos internos de un edificio o de un

recinto universitario, se unen a las redes de área ex-tensa, que se entrecruzan en los países y mantienenunida la Telaraña Mundial.

Los avances en la técnica de las fibras ópticas hanampliado la capacidad de las redes de área extensa hastabillones de bits por segundo. Mientras tanto, las redesde área local están evolucionando desde los 10 megabitspor segundo (Mbps) hasta los gigabits por segundo. Lasconexiones entre los dos ámbitos no han mantenido elritmo, con la inmensa mayoría de los cables de cobrelimitados aproximadamente a la velocidad de 1,5 Mbpsde la línea T1. El usuario doméstico se enfrenta a uncaso más extremo del mismo achaque, con unos datosque se arrastran entre el ordenador e Internet con una

lentitud 30 veces mayor, a través de un módem y unalínea telefónica que trabaja a sólo 56 kilobits por se-gundo (kbps).

De las múltiples técnicas desarrolladas para conseguiraccesos inalámbricos de alta velocidad, el servicio dedistribución multipunto local (LMDS) ofrece una maneraideal para romper el atasco local. Igual que las redes deteléfonos celulares, el LMDS es un sistema inalámbrico,aunque ideado para distribuir datos por radio a veloci-dades de hasta 155 Mbps (las llamadas de voz en losteléfonos celulares emplean 64 kbps, u 8 kbps en lossistemas digitales comprimidos). El LMDS podría ser la

clave para suministrar datos multimedia a millones deusuarios de todo el mundo. Presta soporte a conexionesde voz, Internet, videoconferencias, juegos interactivos,discriminación de vídeo y otras aplicaciones de infor-mación a alta velocidad.

Una ventaja destacada de la técnica LMDS es quepuede desplegarse en seguida y a un precio moderado.Los recién llegados al mercado que no disfruten del lujode una red existente (de hilos de cobre o de fibra deoperadores en actividad), pueden construir sin demorauna red inalámbrica avanzada y comenzar a competir.Pero el LMDS es también atractivo para los operadoresactivos que necesiten complementar o ampliar redes exis-tentes. Por ejemplo, los operadores que estén montando


Conmutador

ATM

Proveedor

de servicios

de Internet

Proveedor

de servicios

de Internet

Servicio de distribuciónmultipunto local

John Skoro

Transmisión de datos en banda ancha mediante un sistema inalámbrico

1 Los datos procedentes del proveedor deservicios de Internet viajan por una redde fibra óptica y atraviesan un conmuta-dor de modo de transferencia asíncrona(conmutador ATM) para llegar a una es-tación base.

2 La estación base codifica los datosen forma de radioondas de alta fre-cuencia, que los transceptores de laestación emiten hacia los clientes deesa célula.

INFORME ESPECIAL




un servicio basado en líneas de suscripción digitales ydeseen ofrecer un servicio de acceso universal podríanemplear el LMDS para rellenar huecos en su cobertura.

Mientras los módems por cable se están introduciendoen clínicas, hospitales, residencias y oficinas, el mer-cado comercial (donde no hay redes por cable, o muypocas) pasa a constituir un auténtico nicho ecológico adisposición del LMDS.

La mayor capacidad del LMDS se debe a que funcionaen una amplia expansión, libre, del espectro electromag-nético. En EE.UU., la Administración ha subastado entrelos operadores de LMDS un ancho de banda total de1,3 gigahertz (GHz) de la banda de ondas “milimétricas”en frecuencias de unos 28 GHz. En otros países, enfunción de cada legislación, los sistemas inalámbricos debanda ancha operan en algún punto entre 2 y 42 GHz.Los sistemas de teléfonos celulares digitales normales

funcionan en torno a los 0,8 GHz con una asignaciónde ancho de banda típico de 30 MHz o menos.

Modo de operación

El envío de señales digitales de la complejidad re-querida a 28 GHz ha sido posible merced a re-

cientes mejoras en los costes y en las prestaciones delas técnicas de procesamiento de señales, sistemas demodulación avanzados y circuitos integrados de arseniurode galio, más baratos y rentables, a esas altas frecuen-cias, que los microcircuitos de silicio.

El LMDS emplea células inalámbricas que cubren áreasde dos a cinco kilómetros de radio. A diferencia de unteléfono móvil, cuyo usuario puede mover de célula a

célula, el transceptor de un cliente del LMDS está fijoy permanece dentro de una célula. Para conseguir unabuena visual con el transceptor central suelen instalarse

las antenas en los tejados.El tamaño de la célula del LMDS está limitado por

el “desvanecimiento por lluvia”: distorsiones de laseñal provocadas por gotas que dispersan y absorbenlas ondas milimétricas, a través del mismo procesoque opera en un horno de microondas. Además,los muros, los cerros y hasta los árboles frondososreflejan y deforman la señal, creando importanteszonas de sombra para un transmisor. Por eso se hapropuesto servir cada célula desde varios transmisorespara aumentar la cobertura; la mayoría dispondrá deun transmisor por célula, situados para acertar entantos usuarios como sea posible. De valor para losoperadores, en una industria con una gran rotación

de clientes, es la capacidad de recoger el equipo ytrasladarlo a otra ubicación, según dicte la economíadel mercado; solución ésta imposible con los tendi-dos telefónicos y las redes de televisión por cableo de fibra óptica. Los sistemas de LMDS envían lainformación mediante una técnica llamada modo detransferencia asíncrona, que se usa ampliamente enlas redes de área extensa y que permite entremezclardatos de tipos diversos. Así, un servicio de voz dealta calidad puede discurrir a lo largo de la mismacorriente que Internet y aplicaciones de datos y vídeo.En resumen, el LMDS será una opción versátil yrentable para los proveedores y para los usuarios deservicios en banda ancha; a los primeros les ofrecerapidez y economía en su despliegue.

Unidad

de interfaz

de circuito

Las redes inalámbricas terrestres que dan servicio en toda la banda

ancha pueden desplegarse prontamente y sin grandes costes

3 El “desvanecimiento por lluvia” limita el tamañode la célula.

4 Desde el transceptor de la basehasta el transceptor del cliente serequiere una visual sin obstáculos.

5 El transceptor instalado en eltejado del cliente alimenta laseñal a una unidad de interfazde circuito que discrimina lasinformaciones de voz, Internety vídeo y encamina cada unahacia los periféricos adecua-dos de la red de área local delusuario.



La escena global es harto conocida. Internet ha permitido intercambiar infor-mación digitalizada con rapidez, facilidad y conveniencia nunca antes igua-ladas. Pero no es tan evidente que el empleo de conexiones a velocidad

mucho mayor nos aporte algo más que una nueva versión, más rápida, de Internet.En un futuro inmediato asistiremos a un cambio más radical, conforme vayan pene-trando en Internet las técnicas de transmisión en banda ancha a gran velocidad. Lasindustrias de las comunicaciones, la información y el ocio convergerán, entonces,en un solo campo de actividades, de incesante expansión.

La transición no será suave, ni fácil de prever. En estos momentos iniciales, acasolo que más nos importe sea la repercusión de la transmisión en banda ancha sobrenuestra vida diaria.

A estas alturas el lector conoce ya las cinco soluciones técnicas que entran

en liza para llevar los servicios de banda ancha al hogar y a la oficina. Todoparece indicar que ninguna de ellas será vencedora absoluta y que, en cual-quier caso, la superioridad técnica no decidirá qué compañías se alzarán conla victoria. En los cinco próximos años, más o menos, las grandes firmas vana emprender fusiones, inversiones, compras y nuevas fusiones para conseguirdominar el terreno competitivo. Las técnicas que adopten esas compañías seránlas que prevalezcan.

Sin embargo, la banda ancha promete mucho más que la instauración de un ser-vicio de telefonía y televisión rápido y económico. Para transformar, o sanear almenos, por medio de Internet grandes sectores de la economía habrá que establecernuevos servicios, útiles y fiables, en la Red. El que tales beneficios cristalicen, yel momento en que ello ocurra, determinará el grado de penetración de la bandaancha y cuánto van a pagar los usuarios por disponer de transmisión de datos aalta velocidad, en una conectividad permanente.

LUZ

al extremo del canal

Una Internet mucho más rápida y fácil de utilizar

estimulará la introducción de nuevos servicios,

con las consiguientes transformaciones sociales

P. William Bane y Stephen P. Bradley

INFORME ESPECIAL




1. LA CASA CABLEADA del futuro podría recibir mu-chas formas distintas de datos por una línea de muyalta velocidad. Por un solo canal de banda ancha lle-garían Internet, el teléfono, la televisión, el fax y variasposibilidades incipientes, como el cine a la carta y elvideoteléfono.

75




¿Necesitamos banda ancha?

¿Se desea realmente la banda ancha? Todas nuestrasexperiencias con Internet así lo afirman. La In-

ternet actual es una suerte de red de banda ancha conandaderas. Incluso en esta fase incipiente, ha logradoenrolar clientes privados, ha fomentado la creatividaden las empresas y conectado en comunidades virtualesa individuos muy alejados entre sí. El índice de adhe-sión no tiene parangón; los hogares conectados se hanmultiplicado en un quinquenio. Por mor de comparación,38 años necesitó la radio, 36 años el teléfono, 13 añosla televisión y 10 años la televisión por cable paraconseguir niveles de penetración semejantes.

Internet está llamada a ejercer un influjo aún mayor.Los mensajes enviados a través del Protocolo Internet(IP, Internet Protocol), que fundamentalmente es el co-rreo electrónico (e-mail), van relegando la tradicionalcomunicación por teléfono y fax. El número de mensajescursados por IP en cualquier período determinado llegaya a igualar el número de mensajes telefónicos y defax, lo que supone una relación de sustitución de 1,0.

La historia enseña que alcanzar tales puntos de inflexiónproduce efectos notables. Cuando las envolturas de papely metal pasaron a ser de plástico, un resultado inesperadofue la aparición de comidas para llevar y el sector enterode la comida rápida, modificando los hábitos domésticos.Piénsese también en el abaratamiento del transporte aé-reo, que redujo la proporción de los viajes por barco yferrocarril e incluso de los desplazamientos en automóvil,con repercusiones en el comercio, la distribución de lapoblación y las culturas regionales.

La transmisión en banda ancha seguirá siendo decisivapara que Internet sustituya a tipos de comunicación másantiguos. En mayo de 1999, una encuesta de MercerManagement Consulting reveló que los usuarios pro-

vistos de acceso de alta velocidad buscan informacióny hacen compras en directo a un ritmo casi doble quelos que poseen módems analógicos de baja velocidad.La encuesta abarcó aproximadamente 1000 usuarios queacceden a Internet por módems de cable.

Por ahora están en minoría los equipados con accesode alta velocidad (banda ancha) a Internet. Pero hay tresfactores que se conjugan para acelerar la transición debanda estrecha a banda ancha: el precio de un ciertonivel de calidad operativa, el tiempo de respuesta y losefectos en la red.

Hasta la fecha la caída de los precios ha elevado la

demanda de los servicios electrónicos. Cuando AmericaOnline introdujo la tarifa plana en diciembre de 1996,se disparó el tiempo de conexión por individuo; al noaplicarse la tarifa por minutos, la gente entra en Internety permanece conectada, aunque no esté haciendo uso deella ni examinando el correo electrónico. El proceso noes gradual: apenas sucede nada hasta que se llega a unprecio umbral, a partir del cual estalla la demanda. Pareceque la implantación de la banda ancha se acerca a esteumbral, y esto hace esperar que pronto veamos nuevasy espectaculares mejoras en el comportamiento de losprecios, con el asociado crecimiento de la demanda.

La banda ancha ofrece asimismo un acceso másrápido con tiempo de respuesta mucho más corto, lo

0,19

0,08

0,340,30

0,53

0,971,00

1987 1989 1991 1993199219901988 19951994 19971996

0,10

0,01

U s u a r i o

s d e t é c n i c a n u e v a

U s u a r i o

s d e t é c n i c a a n t i g u a

Relación de familias con PCa familias sin PC

Relación de mensajes Interneta llamadas telefónicas

La nueva técnica sobrepasa a la técnica antigua

R E

L A C I O N

D E

S U S T I T U C I O N :

AÑO

0,15

2. EL CORREO ELECTRONICO sustituye al serviciotelefónico a un ritmo mucho más vivo que la intro-ducción de ordenadores personales en las familias. Alalcanzar la línea quebrada en lo alto del gráfico, lasrelaciones se igualan a la unidad; llegar a ese puntode inflexión suele augurar consecuencias importantes.Datos recogidos de diversas fuentes por Mercer Ma-nagement Consulting.



cual fomentará también la utilización de Internet. Dichoen pocas palabras, la mayoría de la gente no utilizaráInternet a menudo y para tareas muy diversas, hastaque no disponga de la alta velocidad y activación per-manente que caracterizan a la mayoría de los serviciosde banda ancha.

Por último, y de la máxima importancia, al expan-dirse la red crece exponencialmente su valor para cadauno de los usuarios y su conjunto. La utilidad de unsistema de correo físico o electrónico que cubra el 99

por ciento de las direcciones posibles es mucho másdel doble de la de otro sistema que sólo llegue al 50por ciento de los destinos. Los actuales ordenadores yteléfonos de reducida anchura de banda conectan entresí a los usuarios, pero sólo para relaciones de utilidadmoderada. Es comparable a un perro que anda sobrelas patas traseras; muchos dicen que el animal no lohace del todo bien, pero lo asombroso es que lo haga.Continuando con la metáfora, la banda ancha —conmás ofertas, más usuarios e interactividad muchísimomás útil— vendría a ser un galgo que corre sobre suscuatro patas.

Creación de utilidad social

No hay duda de que el precio bajo, la alta veloci-dad y la disponibilidad constante acelerarán el

crecimiento del comercio electrónico y las comunidadesen contacto directo. Sin embargo, para que los usua-rios se abonen a las comunicaciones en banda ancha,a un precio mayor que el de la telefonía clásica, latelevisión o el servicio de Internet, el sistema ha deofrecer algo más.

Ese plus añadido es la mayor utilidad social: el gozoo la satisfacción que el usuario obtiene del consumode un bien o el aprovechamiento de un servicio. Noes posible predecir exactamente qué servicios o bienesnuevos llegarán a aparecer, pero todos ellos tendránque proporcionar las tres dimensiones esenciales de lautilidad social: la variedad y el deleite, el consumoeficaz y el rendimiento económico.

La primera categoría, variedad y deleite, guarda rela-ción con el tiempo limitado para el ocio que tiene lamayoría de la gente. Siendo ese tiempo bastante fijo, lasnuevas formas de comunicación y entretenimiento sólopodrán prosperar si desplazan a las que ahora existen.Internet ha comenzado ya a invadir el tiempo dedicadoa ver televisión y cine (e incluso al sueño). Para queestas nuevas opciones sigan arrebatando tiempo a lastradicionales, habrán de conceder un mayor grado decontrol sobre la forma y el momento de ocurrencia dela comunicación y el entretenimiento. Si la variedad esamplia se podrá escoger entre más alternativas, y por

tanto será más probable obtener una mayor satisfacción.A ello contribuirán unas herramientas más refinadas queofrecerán nuevas posibilidades y consejos.

La eficacia en el consumo afecta a la fracción desu tiempo que un individuo dedica a leer el correo,pagar facturas, rellenar formularios de pedido, esperarcitas, declarar impuestos y otras tareas accesoriaspor el estilo. La banda ancha adquirirá un nuevovalor si logra automatizar los procesos, elevando asíla eficacia en el consumo. Para comprar un regalo,por ejemplo, se ha de elegir la mejor opción, dadoel dinero y el tiempo disponibles. Internet no sólopermite comprar una corbata con más rapidez ycomodidad, sino informarse también sobre regalos

que ni siquiera se habían imaginado o que pudierapreferir su destinatario.

En cuanto al rendimiento económico, la cuestiónprimordial es que los presupuestos familiares están rela-tivamente fijos y su variación es lenta. Las estadísticasrevelan que la renta familiar media, con los ajustes porinflación, ha crecido muy poco en los últimos veinteaños. Como sucede con el reparto del tiempo libre, lagente tendrá que suprimir ciertos gastos para costearlos servicios de banda ancha.

Una red de banda ancha no será verdaderamenterevolucionaria mientras no ofrezca servicios diferentesy superiores a los que hoy existen. En un experimentode mercado, Mercer Management Consulting utilizóuna interfaz de realidad virtual para presentar las va-riaciones de un entorno de banda ancha hasta alcanzarunos mil usuarios, a los que se preguntó si contrataríandiversos tipos de servicios futuristas y cuánto pagaríanpor ellos.

La mayoría de la gente contestaron que estarían dis-puestos a cancelar sus abonos a televisión por cable si lacompañía telefónica ofreciera servicios de entretenimientoo, a la inversa, que se darían de baja en la compañíatelefónica si la del cable les diera servicio telefónico.

También indicaron que tendrían que ver razones claraspara realizar estos cambios: una recepción de la imageno una gama amplia de servicios telefónicos.

Aunque la mayoría de los encuestados se prestabana reajustar sus actuales presupuestos para teléfono ytelevisión, manifestaron que sólo pagarían más por elconjunto de ambos si la comodidad o la utilidad fue-sen mucho mayores. No se gastarían más dinero en elservicio de televisión a menos que hubiera una totalflexibilidad horaria en la programación (tal que pudierasolicitarse ver cualquier programa pasado anteriormente),así como que fuera posible elegir entre miles de películasy visionarlas cuando le apeteciera al usuario.

Plataformas abiertas y gestores inteligentes

El perfeccionar el acceso a películas de cine, pro-gramas de televisión, juegos, concursos y otros

atrae a los consumidores y puede impulsar el desarrollode la transmisión por banda ancha. Pero no basta conel deseo para conseguir unos canales de comunicaciónmás capaces y económicos. En el caso de la televisiónde banda ancha, habrá que lograr el acuerdo entrefabricantes sobre la normalización del formato digital,encontrar dinero para realizar la conversión a ese for-mato y almacenarlo de un modo que sea económico yaccesible para la red de banda ancha. Hoy día estosrequisitos son costosos y problemáticos. También ha-brá que solventar el espinoso tema de los derechos de

propiedad intelectual.Como se desprende de lo anterior, el éxito en losmercados de banda ancha requiere mucho más que laimplantación de las mejores técnicas de acceso a lared. Además de una adecuada infraestructura, definidaen términos generales, el que triunfe en la competicióntendrá que predecir cómo obtendrán utilidad y valorsocial los usuarios y construir el modelo de empresaapropiado para suministrar estos servicios en explota-ción rentable.

No va a ser fácil que los proveedores conozcan lo queaprecian más los usuarios. Siempre que se ha mejorado laconectividad, las prioridades de los abonados han sufridocambios espectaculares. En la primera fase de la reñida




competición de Internet, la mayoría de los usuarios secontentaban con encontrar un proveedor de serviciosdigno de confianza. Tras el crecimiento exponencial dela información de acceso directo y los sitios Web, losusuarios y los inversores recurrieron a portales que lesayudan a navegar por los mares de datos. El comercioelectrónico —compra y venta de bienes y servicios através de Internet— surgió entonces como una nuevazona de actividad lucrativa.

Aunque en la próxima fase va a haber una intensademanda de transmisión en gran anchura de banda, nobastará para obtener rendimientos económicos positivos,si además no se ofrecen aplicaciones sugestivas quemejoren la utilidad social. Los beneficios acudirán hacia

las empresas capaces de crear productos y servicios queaporten un valor superior al de la mera elección depelículas a la carta o la videoconferencia. De hecho,los proveedores de servicios más avezados, como lascompañías telefónicas y de distribución por cable, vana basar el desarrollo de la banda ancha en una fértilplataforma informática de normalización abierta, de lacual brotarán miles de innovadoras aplicaciones.

El paradigma será semejante al que condujo, añosatrás, a la feliz introducción del sistema operativoDOS para ordenadores; Microsoft lo concibió comoplataforma abierta sobre la cual cientos de compañíaspudieran crear aplicaciones, razón por la cual se hizocon el mundo informático. Análogamente aparece ya unconjunto de aplicaciones de red, que podríamos calificarcomo residente en la Web.

Los actuales proveedores del servicio Internet conectanentre sí ordenadores, centrales telefónicas e instalacionesde distribución de televisión por cable. Pero al exten-derse el ámbito cubierto por Internet, también crecerá lainfluencia de un grupo que ahora despunta: los provee-dores de servicios de aplicaciones (ASP), que ofrecenaplicaciones alojadas en la Web. Entre ellas, la gestiónde bases de datos empresariales dispares, la explotacióny el mantenimiento de servidores que proporcionan correoelectrónico a pequeñas empresas que han optado por nocomprar ni instalar el equipo necesario.

De aquí a unos cinco años, las plataformas abiertas seconvertirán también en un elemento clave de las redes

“inteligentes”. Una vez que sean viables las exploracio-nes y análisis en banda ancha, deberán proliferar losprogramas de gestión inteligente, largamente buscados,que sean capaces de vagar por la red y hacer el trabajoútil mientras los usuarios duermen. No pintamos uncuadro futurista; Cisco Systems y otros suministradoresya están sentando las bases de la plataforma informáticafundamental requerida.

Las aplicaciones que proporcionan gestión inteligenteelevando la productividad personal y profesional de losusuarios pondrán en juego un potencial inmenso. La genteaceptará pagar más por este género de servicios, frente a losservicios tradicionales de televisión o teléfono, y al hacerlofavorecerán la penetración de la transmisión en banda ancha.

Tanto para las aplicaciones alojadas en la Web comopara las de gestión inteligente, lo primero que va a ofre-cerse probablemente serán sustitutivos de las actividadesactuales. La videoconferencia podrá entonces reemplazarciertas reuniones físicas, ahorrando tiempo y gastosde viaje. La distribución de música en directo podríasustituir a los discos compactos de audio, e incluso ladistribución de vídeo quizá llegue a desterrar la televisiónal uso. Sin embargo, más allá de cualquier sustitución,todos presentimos la aparición de futuras aplicaciones:la gestión inteligente creará servicios enteramente nuevosque sobrepasan nuestro actual marco de referencia.

Cambios sociales

Al compás de estos innovadores servicios, el uso dela banda ancha promete transformar radicalmente

las vidas humanas. A lo largo de la historia, avancestécnicos que en su tiempo parecían fútiles han provo-cado cambios notables e inesperados en las estructurassociales y económicas. Cuando la energía eléctrica llegóa las ciudades, en las postrimerías del siglo XIX, era unartículo de lujo accesible sólo a las clases altas. Cua-tro generaciones después, el acondicionamiento de airepor medios eléctricos se extendía ya por las oficinas yviviendas ordinarias. En Estados Unidos, la conquistadel clima sureño por la climatización eléctrica, unidaal menor coste de la vida, fue un factor decisivo parahacer apetecible el traslado desde el norte de fábricas,trabajadores, directivos y jubilados.

Thomas Edison y sus contemporáneos difícilmente hu-bieran imaginado que iban a contribuir a la recuperacióndel sur estadounidense, y sería absurdo tratar de detallarla clase de cambios derivados del empleo de la bandaancha. Pero sí podemos pronosticar que la creación deuna red de banda ancha dotada de gestión inteligenteprovocará notables transformaciones sociales.

Cuando finalmente nazca una plataforma de aplicacio-nes en banda ancha, los usuarios que tenga conectadospueden ser sujeto u objeto de operaciones sólo limitadaspor la imaginación de los empresarios. Estos contem-plan ya nuevas formas de juegos, educación y atenciónmédica “a distancia”, distribución en vídeo de noticias

personalizadas a una pantalla colgada en la pared de lacocina, calendario de espectáculos en directo acompañadode comentarios de los críticos y menús para petición delocalidades, paseos virtuales en tres dimensiones a travésde atracciones remotas, y puestos de mercado automati-zados en los que unos gestores inteligentes comprarány venderán en nombre del interesado.

Ciertos efectos de esta explosión de servicios quizáno sean bien acogidos, al menos inicialmente. Porejemplo, la muy superior capacidad de elección quese ofrece a los usuarios podría lograrse a costa deque la red registre en directo todos los movimientosdel individuo: es el clásico dilema técnico del GranHermano. Asimismo, la expansión electrónica del co-


BANDA ESTRECHA BANDA ANCHA

Compras en directo

(Ptas. por persona en los tres últimos meses)

Búsqueda de información para comprade productos (número de búsquedas por

persona en los tres últimos meses)

12.000

7

30.000

16

3. LOS GASTOS EN LINEA de losusuarios de banda ancha superanel doble de los originados porquienes se conectan a Interneta través del módem telefónico.Datos recogidos por Mercer Ma-nagement Consulting.



mercio y el entretenimiento puede disminuir el contactoreal con la gente. En último término, la banda anchapuede ejercer una acción niveladora, ofreciendo unacceso igualitario a los datos y a las oportunidades encualquier situación económica. Pero es también posibleque ahonde la división entre ricos y pobres, ya quehasta ahora la técnica de la información ha hechocrecer la demanda de trabajadores capacitados y mejorretribuidos, al tiempo que ha reducido la necesidad demano de obra inexperta. En los dos primeros decenios

de este siglo, el creciente uso de la electricidad llevóaparejado el empleo de más trabajadores con mayornivel de formación. En todo caso, pese a las conse-cuencias aparentemente negativas para los trabajadoresde baja capacitación, poca gente renunciaría hoy a laenergía eléctrica.

Esperemos que la próxima generación contemple In-ternet como una bendición que ofrece a cada individuoun ciber-asistente, y no como un almacén de compañíaorwelliano al que todos estamos atados.


RESIDENTIAL BROADBAND. George Abe. Macmillan TechnicalPublishing, Cisco Systems, 1997.

THE CONVERGING WORLDS OF TELECOMMUNICATIONS, COM-

PUTING AND ENTERTAINMENT. P. William Bane, StephenP. Bradley y David J. Collis en Sense & Respond: Cap-turing Value in the Network Era . Preparado por StephenP. Bradley y Richard L. Nolan. Harvard Business SchoolPress, 1998.

RESIDENTIAL BROADBAND: AN INSIDER’S GUIDE TO THE BATT-

LE FOR THE LAST MILE. Kimberly Maxwell. John Wiley &Sons,1998.

IMPLICATIONS OF LOCAL LOOP TECHNOLOGY FOR FUTURE

INDUSTRY STRUCTURE. David D. Clark en Competition, Re-gulation, and Convergence: Selected Papers from the 1998Telecommunications Policy Research Conference. LawrenceErlbaum, 1999.


DAVID D. CLARK dirige el grupode arquitectura de red avanzada en ellaboratorio de informática del Institutode Tecnología de Massachusetts (MIT).Tras doctorarse a mediados de lossetenta, ha sido una figura influyenteen el desarrollo de Internet. En losaños ochenta dirigió la arquitectura

de desarrollo del Protocolo de Internet. Ultimamenteha trabajado en nuevas técnicas de redes y ampliacio-

nes de Internet para admitir tráfico en tiempo real yexplicitar asignaciones de servicios, determinación de precios y cuestiones económicas conexas.

MILO MEDIN y JAY ROLLS trabajan en elservicio Internet de cables Excite@Home, como jefetécnico y director de inge-niería de red, respectiva-mente. Mientras pertenecióal Centro de Investigación

de la NASA , Medin inició el proyecto global de Interneten dicha organización, que proporcionaba infraes-tructuras de red para fines científicos a más de 200centros en cinco continentes. Antes de incorporarse a Excite@Home, Rolls dirigía las técnicas de multimediosen Cox Communications, compañía operadora de cable y telefónica local.

GEORGE T. HAWLEY trabajó en planificación de sistemas de transmi-sión para Bell Telephone Laboratoriesde 1963 a 1983. Durante ese períodose doctoró en ingeniería eléctrica enel Instituto Politécnico de Brooklyn. En 1995 fue cofundador de Diamond Lane Communications, adquirida por

Nokia en el pasado marzo, donde es jefe técnico de

la Unidad de Acceso en alta velocidad. Su direcciónes: [email protected].

PAUL W. SHUMATE, JR., es directorejecutivo de la Sociedad de Láseres y Electroóptica del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE). Conanterioridad estuvo al frente de lainvestigación en Telcordia Technologiesen Morristown, N.J.

ROBERT P. NORCROSS es vicepre-sidente de Mercer Management Con-sulting en Washington. Su trabajo secentra en ayudar a las compañías quedesean entrar en el campo de las tele-comunicaciones. Su dirección es: [email protected].

JOHN SKORO dirige la división deacceso inalámbrico en banda anchade Nortel Networks en Dallas. Pasóocho años en Motorola, donde ayudó

al lanzamiento del primer sistema di-gital inalámbrico de comunicacionesbidireccionales del mundo.

P. WILLIAM BANE y STE-PHEN P. BRADLEY cola-boran ocasionalmente enescritos sobre el futuro de Internet. Bane es vicepre-sidente de Mercer Mana-gement Consulting. Bradleyocupa la cátedra William

Ziegler en la Escuela de Administración de Empresasde Harvard.




Asumiendo un universo formado

por bolas de billar de tamañoatómico, los físicos, apoyados

en unas cuantas definiciones y algode matemática, podrían ofrecernos unaexplicación cabal de nuestro mundo.O, lo que es lo mismo, de mecánicaestadística, teoría que pone un límitea la cantidad de trabajo que puededesarrollar una máquina. No sólo. La

mecánica estadística describe también

los agentes que gobiernan la meteo-rología; rige temperaturas y presionesdentro de los astros, y ahorma laevolución del cosmos. Incluso arrojaluz sobre la flecha del tiempo: por quérecordamos el pasado y no el futuro.Albert Einstein y Richard Feynman laconsideraban la hazaña máxima de lafísica clásica.

TALLER Y LABORATORIOShawn Carlson

pero cuando el gas se calienta, losátomos de helio, más ligeros,

se separan...

y a temperaturas aún más altas,los átomos de kriptón, más

pesados, también se disgregan

Cuando la temperatura es baja los átomos de helio (dorados) y los de kriptón (rojos) se agrupan...

Reproducciones del universo atómicoMuchos aficionados han eludido

tan importante materia porque, aquí,cuanto más alto está el listón máscuesta saltarlo. Un centímetro cúbico

de aire a la presión atmosférica con-tiene más de 10 trillones de átomosde diferentes tamaños, que chocanentre sí a diferentes velocidades.No hay ordenador capaz de trazarlas trayectorias de todas esas partí-culas, y aunque lo hubiera, ningunamente humana podría entender sulógica. Por eso, los físicos han ideadounos métodos matemáticos, ingenio-sos pero endiabladamente difíciles,para tratar de obtener alguna luz ensemejante caos.

El truco consiste en idear modelos

que nos permitan aventurar los meca-nismos en cuya virtud se promedianesas colisiones aleatorias para produ-cir la temperatura, presión, entropíay otras propiedades de la materiaque tenemos al alcance. Una buenarepresentación mental puede aclararel comportamiento de la materia y, ala vez, facilitar proyectos de química,sonido, transmisión del calor, crista-lografía y técnicas del vacío que elaficionado pueda ejecutar. Y ésta esla razón de escribir sobre MolecularDynamics, un innovador ejemplar desoftware educativo. Aunque no cubretodos los temas abarcados por lamecánica estadística y deja de ladolos efectos mecanocuánticos, consti-tuye el software de modelado másaccesible que yo haya visto.

Este tipo de simulaciones no esnada nuevo. Muchos seguidores deestas páginas habrán escrito progra-mas como éstos en los días de lacomputación recreativa [véase Juegosde Ordenador, por A. K. Dewdney;INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, mayo1988]. En la Telaraña Mundial se ofre-cen algunas versiones limitadas (tales

como el demonio de Maxwell encougar.slvhs.slv.k12.ca.us/~pboomer/ physicslectures/maxwell.hmtl).

Pero Molecular Dynamics permiteefectuar una impresionante serie deexperimentos virtuales acerca de lainteracción entre diferentes átomosbajo todo tipo de condiciones. Elprograma se compone de numerososmódulos descriptivos de la difusión,la presión osmótica, la relación entrepresión y temperatura, la distribuciónde velocidades moleculares en un gasy otros temas. Y puede emplearse




para descubrir cosas cuyo hallazgopondría en un brete teórico al físicomás ducho en matemática.

La simulación discurre con tal ra-pidez, que la primera vez que la vien una conferencia hubiera aseguradoque escondía truco. El ponente in-trodujo 200 átomos eléctricamenteneutros en un volumen tridimensional;

pertenecían, a partes iguales, a cuatroclases distintas. Las partículas se colo-caron en sus posiciones correctas tanvelozmente, que pensé que se tratabade una grabación para ordenador yno de una simulación en tiempo real.Decidí retar al ponente.

En la naturaleza pueden unirse in-cluso los átomos neutros. La repul-sión mutua de los electrones orbitalespolariza los átomos; queda así unintervalo de distancias dentro delcual los átomos polarizados se atraen.Solicité al ponente que añadiese esasinteracciones electrostáticas y reba- jara, poco a poco, la temperatura. Asílo hizo. Los átomos más pesados seagrupaban; los más ligeros, revolo-teaban presurosos de aquí para allá,de acuerdo con lo esperado. Bajórápidamente a cero la temperatura,y los átomos libres se reunieron enpequeños grupos aislados, de acuerdotambién con lo previsto.

A los geólogos no les sorprendeesa tendencia al agrupamiento. Lasrocas ígneas que se enfrían lentamenteposeen granos minerales mayores quelas que se enfrían de una manera

brusca. Molecular Dynamics permiteestudiar los principios subyacentesen ese proceso (llamado recocido)haciendo variar el número y la clasede los átomos, así como la velocidadde enfriamiento. Deteniendo la simu-lación en cada temperatura y rotandoel recipiente virtual, pueden contarselos agrupamientos y observarse enéstos cuántos átomos de cada clasehay en cada uno. Lo que nos lleva aun ensayo sugestivo: repetir el expe-rimento varias veces y representarsegráficamente el tamaño medio de

los agrupamientos en función de lavelocidad de enfriamiento. Quizá senos revelen aspectos fundamentalesdel recocido difíciles de deducir porvía matemática.

Comencemos con un cristal cúbicode 63 átomos de kriptón. Se aña-den algunos átomos de helio, quese encaminan a la superficie. Basta

subir un poco la temperatura, paraque los átomos de helio discurransin rumbo por la cara del cristal.A una temperatura un poco mayor,los átomos de helio abandonan elcristal y, si la temperatura se elevaaún más, el cristal se disgrega. Estetipo de efectos se observa en loscristales reales. Sobre ello puedenhacerse otros experimentos. Trátesede disminuir la temperatura y versi es posible hacer que el cristal sereconfigure. Seguidamente represén-tese el tiempo requerido para queel cristal de kriptón se forme enfunción del número de átomos dehidrógeno que rebotan aquí y allá.¿Bloquea el hidrógeno la formacióndel cristal? ¿Por qué?

Podemos también sondear en elcomportamiento de los gases, si que-remos averiguar el comportamientode un gas ante cambios de tempera-tura, volumen o número y tipos desus átomos. La simulación reproducehasta cierto punto las proporcio-nalidades que se combinan en laley de los gases ideales. Pero sóloaproximadamente. Y ello porque la

propia ley de los gases ideales essólo una aproximación; la ley sólorige si los átomos del gas ocupanuna fracción despreciable del volu-men del recipiente y si las energíascinéticas de los átomos son muchomayores que las energías potencialesinteratómicas que tienden a agrupar-los. Como resultado, los gases realesse separan de la ley de los gasesideales para las densidades elevadaso las temperaturas bajas. MolecularDynamics incorpora esos efectos deun modo automático.

Mi módulo favorito, “Distribuciónde velocidades de Maxwell-Boltz-mann”, permite descubrir el númeromínimo de átomos necesarios antesde que los trucos matemáticos de losfísicos empiecen a surtir efecto. Enel siglo XIX, la mecánica estadísticademostró su capacidad para predecirla fracción de átomos que, en el

seno de un gas a una temperaturadada, se mueven con cierto rango develocidades. La curva de la fracciónen función de la velocidad presentaun ascenso rápido (lo que significaque hay pocos átomos moviéndose alas velocidades más bajas) y una colalarga, lo que revela que hay átomosmoviéndose a velocidades mayoresque la media. Dentro de la cajapuse 100 átomos de helio y argóny observé la distribución de veloci-dades en tiempo real. Apenas unoscuantos choques y ambas curvasadquirieron el aspecto imaginado.Los átomos más pesados presenta-ban el máximo para una velocidadmenor, tal como predice la teoría.Puede ser entretenido retirar átomosy observar cómo se deteriora ladistribución.

Por desgracia, el programa ado-lece de unas omisiones patentes. Porejemplo, no permite tratar el flujocalorífico, el trabajo o la entropía.Así, no es posible simular un pistón.Además, las materias responden aestrategias didácticas dispares: ciertaspartes se indican para principiantes,

mientras que otras acaso sean másadecuadas para graduados. Pese a suslimitaciones, Molecular Dynamics esuna magnífica ayuda para compren-der de qué modo los átomos creannuestro universo.

Para más información acerca deeste y otros proyectos, visite el si-tio Web de la Society for AmateurScientists en earth.thesphere.com/ SAS. Puede también escribirse a lasociedad a 4735 Clairemont Square,PMB 179, San Diego, CA 92117.

2. Representación tridimensional vistade un cristal de kriptón frío con áto-

mos de helio en su superficie

Al crecer la temperatura,los átomos de helio vagan

por la superficie...

y a temperaturas aún más altastodo se desintegra



El cono es bastante más que el

cucurucho de los helados. Lageometría del cono les era co-

nocida a los griegos de la antigüedadclásica, sobre todo, por las elegantescurvas que se obtienen al seccionarun cono con un plano. Los griegosse deleitaron en la intrincada geome-tría de estas secciones cónicas —laelipse, la parábola y la hipérbola— ydescubrieron cómo utilizarlas pararesolver problemas inalcanzables consólo regla y compás.

Entre tales problemas se contaban

la trisección de un ángulo y la cons-trucción de un cubo de volumen dobleque el de un cubo dado. Ambos, enel fondo, consisten en la resoluciónde una ecuación de tercer grado, esdecir, una ecuación en la que elmáximo exponente de la incógnitaes tres. Las secciones cónicas pueden

servir para resolver tales problemasporque los puntos donde se cortan dossecciones corresponden a solucionesde ecuaciones de tercero o cuartogrado. La regla y el compás, porcontra, sólo pueden resolver ecua-ciones de segundo grado.

El cono ha tenido para los matemá-ticos menor interés que sus seccionesplanas; quizá por la simplicidad desu forma. ¿Será posible decir algonuevo sobre este humilde cuerpo?Pues sí, en efecto. En mayo de 1999,C. J. Roberts me escribió acerca de

una forma geométrica muy curiosa,a la que llama esfericono.Consiste en un doble cono —dos

conos idénticos adosados base conbase—, pero con una torsión. Suconstrucción es sencilla. Al seccionarun doble cono mediante un planoque contenga a sus dos vértices,la sección que se obtiene es róm-bica, esto es, un paralelogramo decuatro lados iguales. Usando conosde la forma precisa, se consigueque esa sección rómbica sea cua-drada. A diferencia de todos losdemás rombos, el cuadrado poseeuna simetría adicional: haciéndologirar un ángulo recto en torno a sucentro, vuelve a superponerse sobresí mismo. Podemos, pues, seccionaruno de estos dobles conos de vérticea vértice, a lo largo del eje común,hacer girar un ángulo recto una delas mitades y pegar nuevamente las

JUEGOS MATEMÁTICOSIan Stewart


Contorsión cónica

90°a

b

c

d

dos piezas. El resultado es un esferi-cono. Gracias al giro no se trata deun doble cono, sino de una bestiamucho más interesante. Nunca hasta

ahora había yo oído mencionar estafigura en sitio alguno.

El esfericono puede construirse conuna sola pieza de cartulina delgada,recortada para que se formen cuatrosectores circulares idénticos unidospor los lados, que vayan mirandoen direcciones alternas. Para diseñaresta figura hemos de determinar elángulo que han de formar los radioslimitantes del sector. Supongamosque estos lados tengan longitud 1.Si el doble cono tiene sección axialcuadrada, por el teorema de Pitágoras,

la base de cada componente ha detener un diámetro de √2–. Por tanto, lacircunferencia de la base mide π√2

–.

La longitud del arco del sector es lamitad (porque el doble cono ha sidoseccionado por la mitad para construirun esfericono). El ángulo del sectorresulta ser, pues, de π√2

– / 2, o sea,

90√2–

grados, unos 127,28 grados.Si recortamos la figura desarrollada

que vemos en la figura 2 podemoscurvar los sectores hasta formar se-miconos y pegar después la lengüetaal borde correspondiente. Con unpoco de ajuste, las bases de lossemiconos encajarán exactamente,sin intersticios; podemos pegar las juntas con cinta adhesiva.

La primera delicia del esfericonoes que... ¡rueda! Sobre una superficieplana, un cono sólo puede rodar encírculos. Un doble cono puede rodaren círculos de sentido horario o en

1. Para construir un esfericono, se adosandos conos por la base (a); después, se cortan

por un plano que pase por los dos vértices (b).Se hace girar 90 grados una de las mitades (c)

y se vuelven a pegar las dos mitades (d)



círculos de sentido antihorario, perosólo rueda en línea recta lanzándolomuy rápidamente o montándolo sobreraíles. El esfericono realiza un vaivéncontrolado, que sigue, en prome-dio, una línea recta. Primero estáen contacto con la superficie planauno de los sectores cónicos, despuéses el otro. Por eso, al avanzar va

bamboleándose alternativamente aderecha y a izquierda. Déjelo ro-dar desde lo alto de una pendientesuave para observar su bamboleocuesta abajo.

La carta apuntaba también algunosde los fascinantes atributos del esfe-ricono: tiene una cara continua; unesfericono puede rodar interminable-mente alrededor del otro. Intrigado,solicité más información, y Robertsme envió una enorme caja de cartónque prácticamente no pesaba nada.Contenía un gran retículo de unos 50esfericonos, pulcramente ensambladoscon cinta transparente. Este retículo,lo mismo que la celdilla atómica deun cristal, se repite indefinidamenteen tres dimensiones.

Una de las razones de que elesfericono posea tan elegantes propie-dades geométricas es que sus cuatro“aristas” —las líneas donde concurrenlos sectores que lo componen— es-tán situadas a lo largo de cuatro delas aristas de un octaedro regular.Los otros cuatro lados del octae-dro corresponden a rectas bisectricesde los ángulos de los vértices de

los sectores. El octaedro, a su vez,está íntimamente relacionado con elcubo: si señalamos el punto mediode cada cara de un cubo y unimoslos puntos mediante rectas se obtieneun octaedro. Y los cubos, claro está,se apilan de forma regular, creandouna capa plana o llenando un espaciotridimensional.

Roberts, que en la actualidadcuenta 47 años, inventó el esfericonohace unos 30 años. En la escuela,su fuerte era la geometría; despuésempezó a trabajar de aprendiz de

carpintero. No puede sorprender quesu primer esfericono estuviera ta-llado en madera. Su punto de partidafue la cinta de Möbius, una bandade papel a la que se imprime unatorsión de 180 grados antes de unirsus extremos. Roberts se percató deque, por tener el papel un espesordefinido, la sección transversal de

la banda es en realidad un rectán-gulo largo y delgado. Convirtiendola sección transversal en un cuadradouniremos los topes con un giro desólo 90 grados, produciendo un só-lido cuya superficie exterior constade una sola cara curva. Esta figura,sin embargo, tiene un agujero ensu centro: es un anillo. ¿Existe unsólido que no tenga forma anular ycuya superficie exterior tenga una

sola cara curva? Un día, mientrasRoberts estaba trabajando con unlistón de sección transversal cua-drada, empezó a pensar en fundiruna cara con la siguiente cepillandouna curva en torno a los extremos.Hagamos esto en ambos extremos,eliminemos la madera intermedia yse obtiene un esfericono.

Construyó uno en caoba y se lo

regaló a su hermana, quien lo con-serva desde entonces. Después seolvidó de la cuestión hasta 1997,cuando yo di una serie de charlasmatemáticas televisadas y me referíaa la simetría. En ese punto revivióel interés de Roberts, y se decidióa escribirme.

Si colocamos dos esfericonos uno junto al otro , cada uno puede rodarsobre la superficie del otro. Cuatroesfericonos dispuestos en un bloquecuadrado pueden todos rodar unosalrededor de otros simultáneamente.

Y ocho esfericonos pueden encajaren la superficie de un esfericono demodo que cualquiera de los sólidosexteriores pueda rodar sobre la su-perficie del central.

Las posibles disposiciones de losesfericonos parecen interminables.Dejo para los lectores el placer dedivertirse con este juguete de extremasutileza matemática y de idear por símismos nuevas configuraciones.

L E N G Ü E T A

Acuse de recibo

El acuse de recibo que acompañó a la sección “La cuadratura delcuadrado” [septiembre de 1997] dio comienzo a una correspondencia

que aún prosigue. Robert T. Wainwright preguntaba: ¿Cuál es la máximaregión convexa que se puede pavimentar mediante triángulos equiláteroscon lados de longitudes enteras y colectivamente primas (sin un mismodivisor común para todas ellas)? En Acuses posteriores fui dando cuentade los resultados de los lectores; en particular, disposiciones de 15 lo-setas con áreas de 4715 [octubre de 1998] y de 4782 [mayo de 1999].(Por conveniencia, la unidad de área es la del triángulo más pequeñodel recubrimiento.)

Inadvertidamente dejé de mirar una carta enviada por John W.Layman, del Instituto Politécnico y la Universidad de Virginia, en marzode 1998, que contenía una dispo-sición de 15 losetas con un área

de 5114 ¡mayor que cualquierade las mencionadas antes! (Mismás sinceras disculpas.) Másrecientemente, Layman ha en-contrado una formación de16 losetas con un área de9158 (derecha ) y otra de17 que tiene un áreade 16.665. Tambiénha descubierto unadisposición de 18losetas con área de29.214. —I.S.

2

5 5

7 129

9

21

21

33

30

30

41

43

38

2. Una forma más sencilla de construir un esfericono consiste en recortar encartulina una pieza que tenga la forma indicada (aunque mayor), pegar lalengüeta al borde correspondiente y unir las bases de los semiconos




En la cabina de un 777 trans-

atlántico, mientras gozaba dela magia de la navegación,

reparé en cuánto debemos a dos ex-pediciones francesas realizadas en elsiglo XVIII, enviadas para comprobarsi un grado de meridiano era máslargo en el norte que en el ecuador.Se envió al sur, al Perú, al intrépidoCharles-Marie de La Condamine. Des-cubrió que un grado era más cortoen el ecuador, por ser la Tierra acha-tada. De regreso a casa en 1743, LaCondamine descendió por el Amazo-nas, sin levantar la péñola. Una de

las muchísimas cosas que describiófue el árbol hevea. Si se dejabasecar, su savia se transformaba enuna sustancia milagrosa que realizabaalgo rarísimo y maravilloso en elsiglo XVIII: botaba.

Hacia 1820, un fabricante de carrua- jes llamado Thos. Hancock comprabaen Sudamérica toda la savia que lle-gaba a sus manos, que no era mucha.Con ella hacía pretinas, fajas y ligas,suelas y tacones, dientes postizos ytodo tipo de bragueros, ceñidores yvendajes quirúrgicos. El mercado delcaucho era insaciable, especialmentecuando Hancock y su colaboradorChas. Macintosh lo colocaron entreláminas de algodón e inventaron el

impermeable. Escribieron a las auto-

ridades solicitando que se cultivaraen las colonias orientales, una buenamanera de hacer dinero. Por respuestaobtuvieron el atronador silencio delos Reales Jardines de Kew (a quie-nes competía la realización de talesaclimataciones).

Cuando tuvo que encargarse delasunto, William Hooker estaba másinteresado en otro producto del mismoconfín del mundo: la corteza del árbolde la quina, fuente de la quinina. Loreseñable del caso es que el personalcivil y militar del Imperio Británico

destinado a las partes más húmedasdel globo caía como moscas por efectodel paludismo. La quinina podría po-ner a todo el mundo de nuevo en piepara que el sol continuara sin ponerseen el Imperio. En 1852 el gobiernobritánico recibió una petición formalpara financiar una expedición querecogiera plantones de quina. Traídosy cultivados se transplantarían en laIndia. Pero los arbolillos no lograronaclimatarse.

Ni siquiera la ciencia pudo echaruna mano. William Perkin fue unquímico que pasó en 1856 variassemanas intentando la síntesis quí-mica de la quinina. Por fin dio conun amasijo oscuro que, ni de lejos,

era quinina. Lo tiró por el fregadero,

vio lo que sucedía al entrar en con-tacto con el agua y se convirtió enmillonario de la noche a la mañana,pues había inventado por accidenteel primer tinte artificial de anilina.La materia prima que Perkin habíautilizado era el alquitrán de hu-lla, del que ya hemos hablado enotra ocasión. Disponible en canti-dades industriales gracias a WilliamMurdock, compañero de James Watt;aquél le robó la idea de la luz degas a Archibald Cochrane, octavoconde de Dundonald y aficionado

a la química experimental. Fabricógas de carbón mientras se aprestabaa sintetizar brea con la que recubrirel casco de los barcos para evitarque los Teredo, moluscos marinos, secebaran en ellos. La marina rechazósu invento y lo arruinó.

Por ironía de las cosas, su hijoThomas, el noveno conde, llegaríaa almirante de la marina británica,tras una brillante carrera como jefede la marina chilena primero, y dela brasileña y de la griega más tarde.Thomas inventó también el “plan deguerra secreto”. Secreto incluso hastapara nosotros. Cochrane sostuvo quesu plan era capaz de destruir cual-quier flota o fortaleza del mundo. En1811 un comité ad hoc del gobiernobritánico investigó el plan secreto ylo rechazó porque si bien lo consi-deró “infalible” e “invencible”, lo juzgó “inhumano”. Desapareció porensalmo.

Uno de los componentes del comitéera William Congreve, cuyo invento,el cohete Congreve, le reportaría elcanto de la fama. Cuando menos elcanto. Como en el verso “el brillo

rojo de los cohetes”, porque fueroncentenares de “congreves” lo quelos británicos lanzamos contra FortMcHenry en 1814. La anécdota ins-piró a un joven Francis Scott Key elactual himno de los Estados Unidos.La música se debe, curiosamente, aun inglés, John Stafford Smith, or-ganista de la Capilla Real. Hacia el1770 Smith lideraba la lista de ventascon baladas florales. Fue tambiénalgo parecido al primer musicólogo.Smith dependía de Samuel Arnold,compositor que reunía obras de otros,

NEXOSJames Burke

Una cuestión de grados





añadía algo de cosecha propia yquedaba como un señor. En variasocasiones, Arnold fue director demúsica del Covent Garden y del DruryLane. En ambos teatros trabajó elSpielberg del período, David Garrick,quien introdujo los primeros efectosespeciales en escena y el realismoen la ejecución.

Fue mecenas de Garrick la aristó-

crata Lady Dorothy Savile, de finamano para los dibujos satíricos. Sumarido, Lord Burlington, también con-taba en el mundo del arte. Burlingtontenía un protegido, William Kent,que enseñaría a Lady D. a dibujar.Hay quienes creen que Kent era unpintor de tercera fila y un arquitectode segunda, pero un jardinero deprimera. Es posible. Su gran obraarquitectónica fue el Holkham Hall deNorfolk. Se considera que se trata dela primera vez en que un arquitectoinglés diseñó una casa, su interior y

el mobiliario, todo a la vez. Unosle aplauden y otros abominan delresultado sin rebozo.

El propietario de la casa se llamabaThomas Coke, conde de Leicester. En

1822 y a los 69 años, viudo y contres hijos, contrajo segundas nupciasy tuvo seis retoños más. Un hombredado a la reproducción, podría pen-sarse. También la popularizó entrelos granjeros, por lo que respecta aovejas, cerdos y vacas. Como parte dela revolución agrícola, Coke encabezóprácticas tan interesantes como larotación de cultivos, la producción de

nabos (que alimentaban el ganado eninvierno) y tréboles (que aumentabanel rendimiento porque nitrogenabanla tierra, aunque entonces aún nose supiera). Muchas de sus mejoresideas las recibió de Jethro Tull, cuyolibro sobre agricultura, publicado en1731, fue un auténtico éxito en GranBretaña y, veinte años más tarde,en Francia.

Entre los seguidores entusiastasde Tull destacó Voltaire. Y así lovemos aplicando los principios delsajón en la parcela que cuidaba en

su retiro de Ferney. Aconteció esteconfinamiento suizo tiempo despuésde la muerte de su amor, uno de losmuchos de Voltaire. Hablamos deEmilie du Châtelet, con quien com-

partió años felices de idilio bucólico-intelectual. Se conocieron en 1733 ydescubrieron una pasión común (porNewton). Por aquel entonces, ellaestudiaba álgebra, y durante algúntiempo los tres vivieron juntos (ella,Voltaire y el profesor de álgebra) enuna especie de ménage à x + y + z en un castillo que Emilie tenía enChampagne. Después z marchó de

viaje, para volver a los dos años,en 1737, vía Basilea, donde re-cogió a un joven estudiante queresultó ser tan grosero que Emiliey Voltaire se apartaron de ellos.En aquel tiempo, Voltaire (como elresto de los franceses) encontraba a z arrogante en grado sumo. Lo quees razonable si se tiene en cuentade dónde volvía.

¿Recuerda el lector que dije queuna de las dos expediciones france-sas, encabezada por La Condamine,fue al Perú para tratar asuntos geo-

désicos? Bien, z (también conocidocomo Pierre-Louis Moreau de Mau-pertuis) fue el tipo que se dirigió alnorte para medir el otro meridiano,en Laponia.




Física del siglo XX

Lenguaje, contenidoy filosofía

THE LANGUAGE OF PHYSICS. THE

CALCULUS AND THE DEVELOPMENT

OF THEORETICAL PHYSICS IN

EUROPE, 1750-1914, por ElizabethGarber. Birkhäuser; Boston-Basilea,1999. MORE THINGS IN HEAVEN AND

EARTH. A CELEBRATION OF PHYSICS

AT THE MILLENNIUM. Dirigido porBenjamin Bederson. Springer-APS;Nueva York, 1999.

THE PHILOSOPHICAL WRITINGS OF

NIELS BOHR. CAUSALITY AND COM-

PLEMENTARY. Edición preparada porJan Faye y Henry J. Folse. Ox BowPress; Woodbridge, 1998. PHYSICS

AND PHILOSOPHY: THE REVOLUTION

IN MODERN SCIENCE, por WernerHeisenberg, con introducción deF.S.C. Northrop. Prometeus Books;Amherst, 1999. BOHM-BIEDERMAN

CORRESPONDENCE. CREATIVITY

AND SCIENCE. Edición preparada porPaavo Pylkkänen. Routledge; Londresy Nueva York, 1999.

IDEALIZATION IX: IDEALIZATION IN

CONTEMPORARY PHYSICS. Dirigidopor Niall Shanks. Rodopi; Amsterdam,1998. EXPERIMENTAL ESSAYS-VERSU-

CHE ZUM EXPERIMENT. Edición pre-parada por Michael Heidelberger yFriedrich Steinle. Nomos Verlagsge-sellschaft; Baden-Baden, 1998. ISSUES

AND IMAGES IN THE PHILOSOPHY OF

SCIENCE. SCIENTIFIC AND PHILOSO-

PHICAL ESSAYS FOR AZARYA POLIKA-

ROV. Dirigido por Dimitri Ginev yRobert S. Cohen. Kluwer Academic

Publishers; Dordrecht, 1997.

Pervive acrítica en la academia laopinión recibida de que el len-

guaje, las ideas, los problemas y losmétodos de la física nacieron simbió-ticos en los escarceos galileanos sobrela caída de los graves o, al menos,en los Principia de Newton. De eseerror arraigado se propone liberarnosElizabeth Garber en The Languageof Physics, que empezó siendo unainvestigación histórica sobre mecánica

y terminó por descubrir que, en elprincipio, fue la matemática.

En el siglo xviii, físicos y mate-máticos compartían un mismo interéspor la mecánica. Para explorar lanaturaleza, recurrían los primeros alexperimento y la observación; en sudescripción, cualitativa, empleaban ellenguaje común. En la inquisición delos mismos fenómenos, la mecánicaera en los matemáticos mera excusa opunto de partida para ahondar en fun-ciones, coeficientes, series o criteriosde convergencia. Las agrias disputassobre los fundamentos del cálculo,áncora de la física teórica desde la

segunda mitad del xix, brotaron deesa matriz.Disputa sonada, la de Jean Le

Rond d’Alembert y Leonhard Eulera propósito de la solución de laecuación de ondas. D’Alembertno fue el primero en establecer, yluego solucionar, la ecuación delmovimiento de una cuerda some-tida a tensión. Se servía de lasecuaciones diferenciales parciales,ya conocidas. En el ejercicio decálculo, así debemos clasificar sutrabajo, buscaba demostrar la existen-cia de un infinito número de curvasque satisfacían el problema físicoplanteado. Euler, amén de criticarla hipótesis dalembartiana de unasvibraciones infinitamente pequeñas,se esforzó por establecer la ecuacióndel movimiento mediante el examendel equilibrio de fuerzas en un ele-mento de cuerda sometida a tensión.En ambos frentes, los argumentosdescansaban en la resolución de unaecuación diferencial parcial.

Con Lagrange culminaba un siglode curvas vibratorias. Sus escritoscementaron el enfoque matemático de

la solución. Para Lagrange, el sonidoy la cuerda vibratoria eran el mediopara hacer avanzar el cálculo mediantela solución de la ecuación de onda.Lagrange deseaba convertir la me-cánica en una rama del análisis.

Los experimentos de CharlesAugustin Coulomb en electrostática,acometidos en el último tramo delxviii, pasaron por el cedazo mate-mático que les fabricó Siméon-DenisPoisson. Este se hallaba estrechamenteasociado con Laplace, quien a suvez se mostraba empeñado por ex-

LIBROS

Niels Bohr




pandir el reino de la geometría a lafísica. Propugnaba Laplace que cum-plía a la teoría matemática explicarlas desviaciones observadas en losplanetas. La misma ley newtonianade la gravedad debía suponerse notanto una propiedad de la naturalezacuanto una inferencia, vía matemática,de los resultados de la observación.En la misma onda, Ampère combinó

sus resultados experimentales paradesarrollar una teoría matemática dela electrodinámica.

Figura clave en el cambio de agujasque se avecinaba fue Joseph Fourier,con su trabajo sobre propagación delcalor. En los primeros decenios delsiglo xix se leyó su obra en clavematemática, para dar cabida luego auna interpretación física.

En ese modelo francés se espejó laprimera generación de físicos formadaen las universidades prusianas, decidi-dos a romper con la Naturphilosophie.

Así, Georg Ohm cuando desarrollólas leyes de la conducción eléctricaque tomaban en consideración todoslos componentes del circuito.

William Wallace, Charles Huttony Peter Barlow abrieron las islasBritánicas al cálculo francés, en detri-mento de las fluxiones. La carrera ex-perimental que inicia Michael Faradayle permitirá extraer consecuencias pre-cisas de sus logros en electricidady magnetismo, aun confesando supobreza matemática.

Mediado el siglo xix, las expli-caciones de la física se centran enlas transformaciones conceptuales delcampo. Nuevos términos y nocionesentran en el discurso de la cienciao experimentan un cambio semánticodecisivo. Se evitan la metáfora y laanalogía. Las universidades británicasrenuevan el plan de estudios para darcabida al calor y la luz. Edimburgo yGlasgow adaptaron la enseñanza de lamatemática y la filosofía natural a lasexigencias de los ingenieros. Impactoespecial en Dublín tuvo la explicaciónde la matemática y la física francesasgracias a William Rowan Hamilton.

Se proponía éste reducir la óptica alanálisis, a la manera de Lagrange conla mecánica. Por su parte, WilliamHopkins preparaba en Cambridge atres alumnos sobresalientes: JamesClerk Maxwell, George Gabriel Stokesy William Thomson, fundadores dela física teórica.

Alumnos y maestros redactaban elCambridge Journal of Mathematics,órgano difusor del análisis francés.En sus páginas Thomson defendía aFourier. Advirtió que el movimientodel calor y la electrostática compartían

expresiones matemáticas. Extendió alcalor las analogías que otros habíanvisto entre electrostática y gravitación.Mediante sustitución de determinadasconstantes en las ecuaciones básicas,observó que los problemas de calor,electrostática y gravitación se reducíana la solución de la misma ecuaciónmatemática. Thomson iba de la físicaa la matemática y de ésta volvía aaquélla. A propósito del descenso detemperatura en un gas que sale de unorificio, comprobó que se trataba deun fenómeno “irreversible”; la irre-versibilidad era algo tan físico comomatemático. El enfoque de Thomsontomó cuerpo en el manual que es-cribió con Peter Guthrie Tait: podíanreinterpretar la matemática de Euler,Green, Gauss, Lagrange y otros entérminos de la física implícita ensus matemáticas.

La obra de George Gabriel Stokessiguió un camino distinto de Thomson.En sus primeros trabajos sobre hi-drodinámica refinó los teoremas de

Cauchy y Poisson. Investigó sobreel éter. Y, centrado en las implica-ciones físicas de la obra matemáticade Fresnel, arriba a la conclusión deque las leyes de la reflexión y larefracción quedaban inalteradas porcualquier movimiento del éter. Lafísica le llevaba a la matemática y lamatemática a la física: las hipótesisfísicas era el medio para establecerecuaciones básicas. Maxwell se pro-puso remediar la debilidad matemáticade las explicaciones de Faraday. Enlo concerniente a las líneas de fuerza,

que él aceptaba como dotadas debase natural, Maxwell se apoyó enla analogía física entre líneas defuerza y líneas de corriente de unfluido incompresible. La compara-ción le permitía adoptar el aparatomatemático de la hidrodinámica. Y alhacerlo, repitió las leyes conocidas dela electrostática, el magnetismo y laelectricidad. Las descripciones físicasen lenguaje ordinario se ajustaron alas expresiones matemáticas de lahidrodinámica.

El entrañamiento de la matemáticaen la física, de Maxwell a hoy, esun dato incuestionado en More Thingsin Heaven and Earth. A Celebrationof Physics at the Millennium, con elque la Sociedad Americana de Físicacelebra su centenario. Los 54 artículosde que consta despliegan un mues-trario espectacular del éxito logradoa lo largo de los últimos cien añospor la mente humana.

Hans Bethe recuerda los orígenes dela teoría cuántica, desde que Planck

postuló en 1900 que la radiaciónelectromagnética ni se absorbía ni seemitía de forma continua, sino queprocedía en cuantos de energía hν,donde ν es la frecuencia y h es unaconstante (obviamente, la de Planck).Se esfuerza por trazar cierta continui-dad de ideas entre la protomecánicacuántica, es decir, la esbozada porBohr, y la maduración de la mismaen el bienio 1925-1926 con la me-cánica matricial de Heisenberg, lamecánica ondulatoria de Schrödingery la generalización de Dirac.

Cavidad resonante a 30 MHz rellena con parafina como muestrade protones. Se conserva en el Museo Smithsoniano. El corte permite

observar su estructura interna




Pais, más curtido en la reconstruc-ción histórica, se hace cargo de lafísica de partículas, con la radiacti-vidad por motor. La física de altasenergías es la física de las distanciaspequeñas. Entre el descubrimiento dela radiactividad, en 1896, y el del

núcleo atómico por Rutherford trans-curren 15 años. Ello significaba queen ese intervalo temporal no podíaformularse ni siquiera el enunciadocualitativo más simplista: la radiactivi-dad es un fenómeno nuclear.La conexión entre energía deenlace nuclear y estabilidadnuclear no se estipuló hasta1920. Pasarían, pues, 25 añosantes de entender por quésólo algunos elementos eranradiactivos.

En sus primeras etapas lafísica teórica no partía de re-sultados experimentales. Enel segundo de sus escritosde 1905 sobre la relatividadEinstein establecía que “siun cuerpo desprende energía L en forma de radiación, sumasa disminuye en L / c2…La masa de un cuerpo esmedida de su energía… Noes imposible que con cuerposcuyo contenido en energía esvariable en alto grado (porejemplo, con las sales deradio) la teoría pudiera so-

meterse a prueba con éxito”.La enorme importancia dela relación E = mc2 no sereconoció hasta los añostreinta. Con respecto a lateoría cuántica, en mayo de1911 Rutherford anunciabasu descubrimiento del núcleoatómico y concluía que ladesintegración α se debía ala inestabilidad nuclear, peroque la desintegración β sedebía a la inestabilidad de

la distribución del electrón perifé-rico.

En 1905 Einstein propuso que,bajo determinadas circunstancias, laluz se comportaba como un cho-rro de partículas, o cuantos de luz.Esta idea encontró dura oposición

hasta 1923, cuando el experimento deArthur Compton sobre la dispersiónde la luz por los electrones demos-traba el comportamiento corpuscularde la luz.

En los primeros decenios subsiguien-tes al descubrimiento de la radiacti-vidad no se sabía que había fuerzasdistintas que respondían de cada unade las tres clases de desintegraciónradiactiva: del proceso de desinte-gración α la interacción dominanteera la fuerza fuerte; del proceso dedesintegración β, la interacción débil;del proceso de desintegración γ , lafuerza electromagnética.

En 1927 Ellis y Wooster mostraron

que el espectro beta continuo delBi210 era de origen primario. Paulidio la explicación correcta del efecto:la desintegración β es un proceso detres cuerpos en el que la energía li-

berada es compartida por elelectrón y una partícula neu-tra hipotética de masa muypequeña, el neutrino. Fermipuso esa idea cualitativa enforma teórica. Su teoría dela desintegración β, la pri-mera en que los campos deespín –1/2 cuántico aparecie-ron en física de partículas esla primera teoría cuantita-tiva de interacciones débiles.El acta de nacimiento dela física de la interacciónfuerte la firman Chadwicky Etienne Bieler en 1921:“Los presentes experimentosno parecen arrojar ningunaluz sobre la naturaleza de laley de variación de las fuer-zas en la sede de una cargaeléctrica, sino que se limitana mostrar que las fuerzasson de una intensidad muy

grande… Hemos de encon-trar algún campo de fuerzaque reproduzca esos efectos.”Con el advenimiento de lateoría cuántica de campos, lafísica de partículas adquiriósu propio lenguaje.

No fueron ajenos los pro-tagonistas de la mecánicacuántica y de la relatividada las implificaciones filosó-ficas que emergían. Deter-minismo y libertad, causa-lidad y sucesión, necesidad

Cadena lineal de iones en unatrampa. La ubicación de los ionesqueda resaltada a través de la ra-

diación de fluorescencia. Emiten persistentemente si se les iluminacon un haz láser, haz que sirve asu vez para enfriar los iones conel fin de que puedan guardar una

configuración ordenada

Imagen fluorescente de una célula de Purkinjede un corte cerebral humano. Las dimensiones

de la célula son de unos 100 micrometros.Se ha empleado microscopía confocal




y contingencia, formas apriori, orden y caos re-vivían de su estado fósil.Tres ejemplos representantres talantes que resumenlas tendencias generales:el positivismo ingenuo deBohr, la meta-física de Hei-senberg y la ensoñaciónholística de Bohm.

The Philosophical Wri-tings of Niels Bohr aga-villan una veintena de en-sayos concernientes a suepistemología de la comple-mentariedad. Por su obscu-ridad y falta de precisión,los escritos filosóficos deBohr han dado pie a exe-gesis contradictorias. Unaes la complementariedadcinemática-dinámica de losprimeros escritos y otra lacomplementariedad entre

onda y partícula archivadaen los diccionarios. Lasvincula él en su ejemplofavorito, el experimento dela doble rejilla.

Con motivo del SegundoCongreso Internacional porla Unidad de la Ciencia,que se celebró en Co-penhague en junio de 1936,dictó el ensayo “Causalidady complementariedad”,donde se aleja de su ideade las relaciones de incer-tidumbre entendidas comolimitación epistemológicapara designar la interacciónincontrolable del objeto deinvestigación. En coherencia con elloexige que la definición de fenómenoabarque la descripción completa deldispositivo experimental.

Bohr mantuvo contacto asiduo conlos positivistas Otto Neurath, JorgenJorgensen y Philipp Frank. Según Neu-rath, se explicaba con cierta solturaanti-metafísica, insuficiente para ads-cribirlo a la causa. Les unía tambiénsu rechazo a conceder significado a

otra cosa que no fueron los fenóme-nos. Pero de ahí a un reduccionismofisicalista mediaba un abismo queBohr no saltó.

En pocas ocasiones tendrá el lectorla oportunidad de una visión frescay directa de los presocráticos comola ofrecida por Werner Heisenberg enPhysics and Philosophy. Escrita conidéntica hondura y claridad con queexpuso los fundamentos y el aparatomatemático de la mecánica cuánticaen The Physical Principles of theQuantum Theory. Para la historia de

las relaciones ciencia-filosofía resultacasi inevitable recordar su principio deincertidumbre (o de indeterminación),más famoso que bien interpretado,que afirma que el comportamientode las partículas subatómicas puedepredecirse sólo sobre la base de laprobabilidad.

Las cuestiones filosóficas acuciaronla mecánica cuántica desde su origen.En el terreno metodológico, las con-tradicciones aparentes, que violaban

el principio lógico del “tertium nondatur”, o el valor probativo de losexperimentos mentales. En 1924 Bohr,Kramers y Slater se propusieron re-solver las contradicciones aparentesentre la descripción ondulatoria yla descripción corpuscular mediantela noción de onda de probabilidad,cuya intensidad determina en cadapunto la probabilidad de la absorción(o emisión inducida) de un cuanto deluz por un átomo. De esa idea seinfería que las leyes de conservaciónde la energía y el momento no eran

ciertas para un aconteci-miento determinado, sinoque eran sólo leyes es-tadísticas, verdaderas sóloen un promedio estadístico.La inferencia, aunque inco-rrecta, llamó la atención so-bre un carácter esencial dela teoría cuántica: la ideade onda de probabilidad,

una tendencia hacia algo,una versión cuantitativa delviejo concepto aristotélicode “potentia”. Entre la ideadel acontecimiento y surealidad se introducía unatercera entidad, a mediocamino entre posibilidad yrealidad.

Pero no hemos de pre-cipitarnos en forzar el ho-rizonte filosófico de lasteorías físicas. “La inter-pretación moderna de los

sucesos atómicos guardaescaso parecido con la fi-losofía materialista; cabríaincluso afirmar que la fí-sica atómica ha rescatado ala ciencia de la tendenciamaterialista en que quedóatrapada en el siglo xix.”El la ve más próxima ala doctrina de Heráclito.Si sustituimos la palabra“fuego” (para Heráclitoel elemento fundamentalque es a la vez materiay fuerza motriz) por lapalabra “energía” podemossuperponer ambas inter-pretaciones. La energía es

la sustancia a partir de la cual seconstituyen partículas elementales,átomos y todas las cosas. La ener-gía es una sustancia, puesto que sucantidad total no cambia, y las partí-culas elementales pueden construirsea partir de esa sustancia. La energíapuede trocarse en movimiento, encalor, en luz y en tensión. La energíaes la causa fundamental del cambioen el mundo.

Recuerda vagamente la filosofíade David Bohm (1917-1992) uno denuestros vicios patrios, el ensayismo.La resistencia a embridar la imagina-ción, sustituyendo una imagen felizo brillante por un enunciado pre-ciso. Charles Biederman fundó en losaños treinta el Constructivismo, movi-miento artístico que emplea elementosgeométricos integrados en estructurasdinámicas. Bohm fue un físico coninterés en el arte; Biederman, unartista con inquietudes científicas. Bohm-Biederman Correspondence

Representación de la radiación producida en unaconversión paramétrica. El efecto se produce con tres

fotografías tomadas con filtros de distinto color y superpuestas




ofrece un cuadro excepcional de lamutua convergencia.

En la interpretación bohriana nocabía una descripción deterministadel movimiento de los sistemascuánticos; el electrón puede mostrarcomportamiento y propiedades cor-pusculares y ondulatorias, en razónde la situación experimental. Bohm,tras un período ortodoxo durante el

cual escribió The Quantum Theory, sesintió incómodo con lo que conside-raba cabos sueltos de la interpreta-ción de Copenhague. Y terminó porargumentar que los sistemas cuán-ticos individuales (los electrones)están determinados por un nuevotipo de campo, tienen una existenciabien definida como partículas y semueven de una manera deterministaa lo largo de sus trayectorias.

El 6 de marzo de 1960 Biedermanescribe a Bohm. No le conoce, peroacaba de cerrar Causality and Chance

in Modern Physics, que le había re-comendado otro artista, Anthony Hill.Para Biederman el libro supuso unarevelación. Lo que ninguno de losdos sabía entonces es que a aque-lla breve misiva de reconocimientoy presentación iban a seguir unas4000 páginas de correspondencia,escritas entre marzo de 1960 y abrilde 1969. En este primer volumense publican las cartas que cubrendel 6 de marzo al 24 de abril de1962. Más allá de lo aceptado encualquier sociología de la ciencia,por laxa que sea, Bohm declaraque las corrientes de pensamiento,emoción y reacción general ante lascondiciones sociales y mundiales, quecondujeron en filosofía al Positivismoy al Existencialismo, en pintura alSurrealismo y el Expresionismo, hancontribuido de una forma intensaa las ideas que subyacen bajo lainterpretación de Bohr de la teoríacuántica.

¿Cómo entienden los profesionalesde la filosofía el método, los pro-cesos experimentales y la naturalezade la física? Acerca del método se

reflexiona en Idealization. El términoevoca masas puntuales, varillas rígi-das, planos exentos de rozamiento yotros constructos de parecido jaez.Mas, ¿en qué consiste exactamente laidealización? ¿Cuál es la diferenciaentre una idealización matemática yuna idealización física?

En bastantes ocasiones, la idealiza-ción lleva aparejado un experimentomental, artificio psicológico denos-tado por Feyerabend y diacrítico dela racionalidad de una teoría paralos más. La idealización se aso-

cia también a modelo; un modeloconstitutivo de una teoría sería unaexplicación ideal. Aplicada a las leyesde la física el debate gira en tornoa la distinción, muy criticada en suradicalidad, que Nancy Cartwrightestablece entre idealización de situa-ciones concretas para producir leyesfenomenológicas, empíricas, que sonaproximadamente verdaderas, de los

objetos reales, concretos, e idea-lización que implica abstracción apartir de situaciones concretas y queconduce a entidades ficticias, comolos espacios de Hilbert.

En física clásica, una buenaidealización es la que produce unabuena aproximación a los fenómenos;cuando una magnitud es pequeña ocercana a cero, se prescinde de susefectos (son “despreciables”). Pero eltándem se resquebraja en el domi-nio de lo cuántico. La cuantizaciónimpide la consideración de efectos

arbitrariamente pequeños. El hechode que las trazas de un paquete deondas sean pequeñas en una región nocomporta que el efecto de la partículaen esa región sea despreciable.

Experimental Essays-Versuche zum Experiment nos trae a primer planolos pros y contras del llamado NuevoExperimentalismo (en oposición al“viejo” de Mach, de principios desiglo). Hasta hace una veintena escasade años, la filosofía de la cienciaminusvaloraba el papel del experi-mento. Lo mismo empiristas lógicosque críticos popperianos o kuhnianosconcedían a la experimentación y ala observación la misión subsidiariade respaldar la teoría.

Aunque no es lo mismo expe-rimentación que observación. Conaquella se dan una intervención enlos procesos y una manipulaciónde los objetos sometidos a examen.Los experimentos crean estados. Laobservación, se realice a ojo desnudoo con un radiotelescopio, nunca im-plica intervención. Por otro lado, laexperimentación implica bastante másque someter a prueba las teorías.

¿Cuánto más? Los resultados expe-rimentales, afirman, pueden obtenersecon notable precisión e interpretarsecon independencia de una teoría denivel superior, independencia quegarantizaría su estabilidad en lasrevoluciones o cambios conceptuales.Independencia a la que otros ponensordina. Toda interpretación de unresultado está sujeta a las teoríasinvolucradas en el dispositivo ex-perimental y en la operación de losinstrumentos de medida; sin olvidaruna matización añadida: en mecánica

cuántica la medición no determinauna propiedad del objeto, sino quela define.

Is sue s an d Im ag es in th ePhilosophy of Science está dedi-cado a Azarya Polikarov, historiadory filósofo de la física. Nacido enSofía en 1921 y formado en el mar-xismo oficial rechazó, sin embargo,la filosofía dialéctica “metacientífica”

en todas sus variantes. Se opusoal positivismo lógico y criticó laidea de Carnap de una ciencia uni-ficada mediante la construcción deun lenguaje universal, así como suabominación de la metafísica.

Para Polikarov, el estudio filosó-fico de la ciencia ha de ser, a suvez, ciencia, sin que ello obligue aabrazar una epistemología naturalista.En su opinión, la teoría del cono-cimiento no debe ser ni normativani representativa. Propone lo quedenomina estudio heurístico de los

modos de ser cognitivo en el mundo;un marco harto nebuloso en el queel conocimiento no es espejo deuna realidad independiente, sino unproceso de búsqueda de campos deposibles soluciones de los problemasque surgen en nuestra adaptacióncognitiva.

Tras ese lenguaje esotérico se es-conde la vieja disputa entre realismoy antirrealismo, planteada de nuevoen la filosofía de la física contem-poránea. Parece claro, al menos paralos físicos, que la ciencia se proponedescribir una “realidad” que poseeexistencia propia e independiente;en última instancia, la ciencia per-sigue ofrecer una imagen adecuadade la realidad. Estas afirmacionesque se dirían incontrovertibles vie-nen siendo cuestionadas por epis-temólogos fundados en la filosofíadel lenguaje. La verdad no estaríaen la conmensuración de la imagencon la realidad, sino en la semán-tica global, es decir: el significadode los términos dependería total-mente del contexto entero en cuyoseno se inscriben dichos términos.

Queda así excluida cualquier posi-bilidad de comparación entre teoríasalternativas. Para no dejar resquicio,no habría distinción entre términosobservacionales y términos teóricos,pues aquéllos portarían una cargateórica determinante. Con semejantesolipsismo, la filosofía antirrealista,en su nueva indumentaria, no hacemás que desnaturalizar la ciencia, yaque en vez de explorar el mundo,debería explorar el lenguaje.

LUIS ALONSO



PARTICULASDE VIRADOR(CARGADAS

NEGATIVAMENTE)

RODILLODEL

VIRADOR

PAPELCARGADO

POSITIVAMENTE

CARGADORPOSITIVO

CARGADORNEGATIVO

HAZ LASER

TAMBOR

REGIONDE CARGANEGATIVA

REGIONEXENTA

DE CARGAS

ESPEJO

1

En una impresora láser se combinan la técnica de impresión

de una copiadora xerográfica [véase “Ideas aplicadas”,diciembre de 1996] con una pequeña demostración de luz

láser. El componente principal de estas impresoras es un tamborrevestido de una sustancia fotoconductora que en un principioestá dotada de carga negativa y que no puede conducir

electricidad a menos que quede expuesta a la luz.

IDEAS APLICADAS

Impresoras láser

Louis A. Bloomfield

TAMBOR

RODILLO

DEL VIRADORPAPEL

ESPEJO

CON EL VIRADOR YA EN SU

LUGAR, la impresora comunicauna carga positiva a una hoja depapel en blanco y hace que sobreella ruede el tambor. Entonces, elpapel, portador de carga positiva,atrae a las partículas de virador,dotadas de carga negativa, y lassepara del tambor. A medida queel papel sale de la impresora, unrodillo calefactor derrite el virador,que es plástico, y lo funde perma-nentemente con el papel.

3

2 PARA REVELAR LA IMAGEN DE CARGAS, laimpresora acerca al tambor el virador (“toner”),compuesto éste por partículas negras cargadasnegativamente. Como las cargas del mismo signose repelen, el virador no se adherirá a las partesdel tambor que no estuvieron expuestas a la luz.Pero sí se trabará débilmente a las áreas nocargadas del cilindro. Así la imagen de cargas

se habrá convertido en una imagen de tinta.

CUANDO DEL ORDENADOR LLEGA UNA ORDEN

DE IMPRIMIR, los circuitos microelectrónicos dela impresora dirigen un haz láser de intensidadvariable sobre un espejo y éste refleja la luz in-frarroja hacia zonas de la superficie del tambor o

cilindro. Las áreas iluminadas empiezan a conducirelectricidad, a consecuencia de lo cual de esaszonas escapan cargas. En el momento en que elláser deja de actuar, el tambor se halla cubierto de

un patrón de áreas cargadas negativamente(las no alcanzadas por la luz) y zonas

exentas de cargas (áreas que re-cibieron luz).




Este índice contiene los títulos de losartículos y los nombres de los autoresaparecidos en Investigación y Ciencia a partir de enero de 1999.

MATERIAS

Aborígenes de las islas Andamán; julio,pág. 60.

Acondicionadores de aire; octubre, pág.96.

Acoso al punto triple; abril, pág. 84.Ada y la primera computadora; julio,

pág. 54.ADN, Microsatélites de; marzo, pág.

68.Aerodinámica. El vuelo de la mosca;

octubre, pág. 39.Aerorreactores; abril, pág. 68.Afroamericanos, Hipertensión en los; abril,

pág. 14.Agua y las moléculas de la vida, El;

enero, pág. 58.Agujero negro. Fases de su vida; mayo,

pág. 37.Agujeros negros, La huella de los; julio,

pág. 6.Alan Turing desconocido, Un; junio, pág.

14.Alcanzar las estrellas; abril, pág. 78.Algodón de color, El regreso del; mayo,

pág. 4.¿Alguien más quiere té?; febrero, página

88.Antigravedad cosmológica; marzo, pág.

22.Antigravedad. Esa molesta mosca; agosto,

pág. 30.Antimisiles, El sistema de defensa; oc-

tubre, pág. 48.Arañas, Estrategias de cópula de las;

enero, pág. 52.Arqueología. Redescubrimientos del

Nuevo Mundo; agosto, pág. 31.Arquitectura funeraria. Tholo etrusco;

enero, pág. 33.

Arte de la teselación elegante, El; sep-tiembre, pág. 85.Aspirina, La; julio, pág. 96.Astigmatismo. Corrección; junio, página

37.Automóvil, Estrellarse en; mayo, página

72.Autopistas de luz; abril, pág. 72.Avances en genética. Mutación específica

de genes en el ratón; mayo, pág. 33.Avances en terapia génica. Nuevo vector;

febrero, pág. 36.Aves de Las Hoyas, Las; abril, página

52.

Bancos de semillas. Incidencia del fuego; julio, pág. 40.

Banda ancha por teléfono, DSL; diciem-bre, pág. 66.

Bandas anchas, La más ancha de las;diciembre, pág. 68.

Baterías de los aparatos portátiles, Las;septiembre, pág. 66.

Biocatalizadores, Estabilidad de los; ju-nio, pág. 46.

Biología de la evolución. Comer tierrapara vivir sano; septiembre, página39.

Biología molecular. ¿Un interruptor dela diabetes?; agosto, pág. 29.

Búsqueda de vida en el sistema solar;abril, pág. 58.

Búsqueda en la Red; agosto, pág. 12.

Cable, Internet por; diciembre, página64.Cables espaciales; abril, pág. 70.Camaleones de las comunicaciones; oc-

tubre, pág. 78.Cambios en el CERN. Del LEP al LHC;

diciembre, pág. 37.Canales hidrofóbicos. En las hidrogena-

sas; junio, pág. 35.Cáncer de próstata, La lucha contra el;

febrero, pág. 6.Canguros asesinos y otros marsupiales

sanguinarios; julio, pág. 46.Cantores diafónicos de Tuva, Los; no-

viembre, pág. 70.Cartografía del universo; agosto, pá-

gina 4.Catástrofes volcánicas, Prevención de las;

agosto, pág. 50.Causa abierta a las pruebas nucleares

virtuales; noviembre, pág. 26.Células madre embrionarias en medicina;

junio, pág. 64.Células nerviosas en adultos, Rege-

neración de las; julio, pág. 14.Chapoteos; septiembre, pág. 35.Chip de cubits; octubre, pág. 38.Cianobacterias, Biotecnología con; mayo,

pág. 64.

Cíclidos de los lagos de Africa oriental;abril, pág. 22.Ciencia económica. Final de siglo; abril,

pág. 39Circuito integrado, Fabricación de un;

junio, pág. 40.Cirugía guiada por imágenes; agosto,

pág. 36.Climatología. Proyecto ACE-2; enero,

pág. 36.Clonación con fines médicos; febrero,

pág. 24.Cohetes nucleares compactos; abril, pág.

76.

Computación Raw; octubre, pág. 80.Computación, El futuro de la; octubre,

pág. 70.Computadora, Ada y la primera; julio,

pág. 54.Comunicaciones inalámbricas. Fractales

útiles; septiembre, pág. 38.Comunicaciones, Camaleones de las; oc-

tubre, pág. 78.Conjuntos grandes, Juegos infinitos y;

julio, pág. 67.Conservación del legado de Nefertari, La;

diciembre, pág. 6.Consumo de cocaína. Complicaciones

cardiovasculares y neurológicas; julio,pág. 42.

Contador de iones atmosféricos, Un; no-viembre, pág. 84.

Contorsión cónica; diciembre, pág. 82.Copépodos, los insectos del mar; noviem-bre, pág. 50.

Coreografías poliédricas; noviembre, pág.86.

Cosmos, Una nueva ventana se abre al; junio, pág. 20.

Cristales fotónicos, Opalos y; febrero,pág. 50.

Cruces de vías en la fábrica de ladrillos;agosto, pág. 86.

Cucarachas al volante; septiembre, pág.40.

Cuerdas cósmicas conductoras; julio, pág.74.

Cuestión de grados, Una; diciembre, pág.84.

Cuestión de oído; octubre, pág. 88.Cuidado de la prole entre los insectos;

marzo, pág. 52.Cultivos, Guerra biológica contra los;

agosto, pág. 44.Cúmulos galácticos, Evolución de los;

febrero, pág. 18.Dando la nota; septiembre, pág. 88.Datos de alta velocidad para los hogares,

En carrera; diciembre, pág. 58.Dermis, Bioingeniería de la; junio, pág.

78.

Desierto, Meteoritos en el; enero, pá-gina 14.Destellos sincrónicos de las luciérnagas;

mayo, pág. 86.Detección de la electricidad atmosférica;

septiembre, pág. 82.Detección de la masa de los neutrinos;

octubre, pág. 16.Detección de nubes “calientes”; junio,

pág. 84.Dientes de tiranosaurio; noviembre, pág.

60.Dirrutenio. Propiedades de sus compuestos;

mayo, pág. 34.

INDICE ANUAL




Discos voladores; junio, pág. 96.Diversidad y forma; diciembre, pág. 38.Domesticación del perro. Relaciones entre

perro y lobo; marzo, pág. 45.Dragón de Komodo, El; mayo, pág. 42.Dragones de mar foliáceos; febrero, pág.

58.DSL: banda ancha por teléfono; diciem-

bre, pág. 66.Ecosistemas forestales. Su gestión; no-

viembre, pág. 47.Elementos extracromosómicos. Así co-

mienzan a replicarse; junio, pág. 34.Embarazo y fecundidad. Entre las ado-

lescentes españolas; octubre, pág. 45.Embriones humanos, Representación visual

de; mayo, pág. 58.Emigración mexicana hacia Estados

Unidos; noviembre, pág. 62.En busca de la luz; mayo, pág. 40.En carrera: datos de alta velocidad para

los hogares; diciembre, pág. 58.Enfermedad de Parkinson. Circuitos ta-

lámicos de retroalimentación; abril,

pág. 36.Enfermedad, Evolución y orígenes de la;enero, pág. 4.

Enjambres de peces litorales; octubre,pág. 46.

Entente cordiale; julio, pág. 88.¿Es finito el espacio?; junio, pág. 6. Escherichia coli. Genoma al desnudo;

marzo, pág. 44.Espacio, ¿Es finito el?; junio, pág. 6.Espacio, La vía de salida al; abril, pág.

64.Espectrometría alfa, La. Naturaleza y

aplicaciones; junio, pág. 32.Espín de los nucleones, El misterioso;

septiembre, pág. 24.Estrategias de cópula de las arañas; enero,

pág. 52.Estrellarse en automóvil; mayo, página

72.Estrellas de rayos X superblandas y su-

pernovas; abril, pág. 6.Estructura para aprovecharlo todo, Una;

marzo, pág. 50.Europa a media luz. Eclipse total de

Sol del 11 de agosto de 1999; julio,pág. 36.

Europa, El océano oculto de; diciembre,pág. 14.

Evaluación del riesgo sísmico en ElSalvador; julio, pág. 41.Evaluación del tamaño de los programas;

febrero, pág. 78.Evolución de los cúmulos galácticos; fe-

brero, pág. 18.Evolución y orígenes de la enfermedad;

enero, pág. 4.Expansión acelerada del universo,

Supernovas y; marzo, pág. 14.Exploración del espacio-tiempo mediante

supernovas; marzo, pág. 8.Fábrica de energía en el sótano, Una;

septiembre, pág. 60.

Fabricación de un circuito integrado; junio, pág. 40.

Factores de transcripción que controlanel crecimiento de las extremidades devertebrados; abril, página 30.

Factorización de números grandes; abril,pág. 44.

Fenilcetonuria. Base estructural; no-viembre, pág. 37.

Fervores cristianos; septiembre, pá-

gina 41.Física japonesa en los decenios centrales

del siglo, La; febrero, página 70.Formación de estrellas en galaxias es-

pirales; septiembre, pág. 72.Formación estelar, Brotes de; diciem-

bre, pág. 46.Formaciones cristalinas en el micros-

copio; julio, pág. 84.Formas de vida; septiembre, pág. 42.Frataxina. Estructura y función; mayo,

pág. 35.Fuegos artificiales; septiembre, página

96.

Fullerenos. La familia del C60; no-viembre, pág. 40.Funciones del floema. Transporte de

señales; noviembre, pág. 46.Futuro de la computación, El; octubre,

pág. 70.Futuro de las pilas de combustible;

septiembre, pág. 52.Galaxias espirales, Formación de estre-

llas en; septiembre, pág. 72.Generación de rayos X ultrabrillantes,

La; febrero, pág. 42.Glubolas; enero, pág. 40.Gödel y los límites de la lógica; agosto,

pág. 58.Gran explosión originaria en pequeño,

Una; mayo, pág. 52.Gripe, Desarme de los virus de la;

marzo, pág. 58.Grúa de oruga gigante; abril, pág.

96.Guerra biológica contra los cultivos;

agosto, pág. 44.Habitación con (pocas) vistas, Una;

agosto, pág. 88.Hablar con el ordenador; octubre, pág.

76.Hace 100 años. Cajal y la corteza

cerebral; octubre, pág. 36.

Hepatitis C; diciembre, pág. 40.Herbicidas y cosechas; enero, pág.39.

Hipertensión en los afroamericanos;abril, pág. 14.

Humanidad, ¿una teoría anticuada?, Elorigen africano de la; septiembre,pág. 34.

Implantes celulares; junio, pág. 70.Impresoras láser; diciembre, pág. 91.Inflación en un universo de baja den-

sidad; marzo, pág. 30.Ingeniería de tejidos: urdimbre poli-

mérica; junio, pág. 80.

Ingeniería genética contra las plagas deinsectos; febrero, pág. 64.

Insectos orfebres; febrero, pág. 40.Instituciones del estado moderno. El

Protomedicato; agosto, pág. 32.Internet por cable; diciembre, pág. 64.Jardines botánicos y parques zoológicos de

tiempos remotos; septiembre, pág. 44.Juegos extremistas. Telómeros, telomerasa

e integridad genómica y somática; fe-

brero, pág. 34.Juegos infinitos y conjuntos grandes; julio,

pág. 67.Juntos y bien avenidos; agosto, pág. 34.Lenguaje XML, El; agosto, pág. 20.Luz al extremo del canal; diciembre, pág.

74.Magia perforada; septiembre, pág. 36.Magnetismo. A partir de los vapores de

hierro; agosto, pág. 31.Manchas solares. Flujo magnético; abril,

pág. 35.Marihuana, La. Una droga dura; enero,

pág. 32.

Marsupiales sanguinarios, Canguros asesi-nos y otros; julio, pág. 46.Masa de los neutrinos, Detección de la;

octubre, pág. 16.Matemáticas sociales, El nacimiento de

las; noviembre, pág. 78.Materias primas de la vida; septiembre,

pág. 4.Médula espinal, Regeneración de la; julio,

pág. 20.Médula espinal, Reparación de la; noviem-

bre, pág. 14.Medusas urticantes; julio, pág. 44.Memorias magnéticas, Un siglo de; enero,

pág. 64.Metamorfosis de Andrei Sakharov; mayo,

pág. 78.Meteoritos en el desierto; enero, pág.

14.Meteoritos en hielos polares; enero, pág.

22.Método eléctrico de clasificar las moléculas;

febrero, pág. 84.Microelectrónica. Implantación iónica;

marzo, pág. 41.Microsatélites de ADN; marzo, pág. 68.Migración planetaria; noviembre, página

4.Migraña. Persistencia; marzo, pág. 48.

Misterioso espín de los nucleones, El;septiembre, pág. 24.Momento del parto, El; mayo, pág. 22.Motores electroquímicos; septiembre, pág.

54.Muerte súbita. Riesgo del ejercicio físico;

noviembre, pág. 41.Muestreo. Grupos disjuntos y no disjuntos;

marzo, pág. 42.Murciélago fantasma, En busca del; agosto,

pág. 64.Nabada, El secreto de; agosto, pág. 72.Nefertari, La conservación del legado de;

diciembre, pág. 6.




Neoformación de órganos; junio, página58.

Neuronas de la corteza visual. Orientaciónselectiva; enero, pág. 37.

Neutrinos, Detección de la masa de los;octubre, pág. 16.

Niños, El desarrollo moral de los; octu-bre, pág. 26.

Nucleones, El misterioso espín de los;septiembre, pág. 24.

Nueva ventana se abre al cosmos, Una; junio, pág. 20.

Nuevos frutales. El azufaifo; mayo, pág.32.

Número pequeño y ligero, Un; abril,pág. 88.

O tal vez no; noviembre, pág. 88.Objetivo Saturno. La misión “Cassini/

Huygens”; noviembre, pág. 34.Océano oculto de Europa, El; diciembre,

pág. 14.Opalos y cristales fotónicos; febrero, pág.

50.Ordenador, Hablar con el; octubre, pág.

76.Organos, Neoformación de; junio, pá-gina 58.

Origen africano de la humanidad, ¿unateoría anticuada?, El; septiembre, pág.34.

Orígenes de la enfermedad, Evolución y;enero, pág. 4.

Ostras; enero, pág. 89.Para reordenar la baraja... ¡barajar!; enero,

pág. 86.Paracaídas; febrero, pág. 95.Parques zoológicos de tiempos remotos,

Jardines botánicos y; septiembre, pág.44.

Partículas quiméricas víricas. Nuevas va-cunas; abril, pág. 32.

Parto, El momento del; mayo, pág. 22.Pegamento instantáneo; agosto, pág. 96.Pensionados en el XVIII. Los Delhuyar;

abril, pág. 33.Percepción consciente. Sincronía de grupos

neurales; novbre, pág. 38.Perú, Pescadores paleoíndios del; octubre,

pág. 55.Petróleo, Vertidos naturales de; enero,

pág. 46.Pfiesteria, La escondida agresividad de;

octubre, pág. 6.

Pianos de cola; marzo, pág. 86.Piel bioartificial. Así nació Organogenesis; junio, pág. 7.

Pilas de combustible, Futuro de las; sep-tiembre, pág. 52.

Piratas en apuros; julio, pág. 86.Pistola solar; agosto, pág. 84.Plagas de insectos, Ingeniería genética

contra las; febrero, pág. 64.Plagas. Resistencia del maíz al taladro;

febrero, pág. 32.Plantas transgénicas; enero, pág. 70.Pleistoceno inferior. Perros salvajes; abril,

pág. 41.

Por qué se rompen los objetos; diciembre,pág. 24.

Prestos los oídos; mayo, pág. 88.Problema del año 2000, El; marzo, pág.

75.Próstata, La lucha contra el cáncer de;

febrero, pág. 6.Proyecto TEN. Red paneuropea de tele-

educación; febrero, pág. 35.Proyectores cinematográficos; enero, pág.

84.Pruebas nucleares virtuales, Causa abierta

a las; noviembre, pág. 26.¿Qué es una onda? Y otras cuestiones

básicas; diciembre, pág. 34.Quinasas de quinasas. Comunicación en-

tre la membrana y el núcleo celular;marzo, pág. 47.

Rayos X ultrabrillantes, La generaciónde; febrero, pág. 42.

Reacondicionadoras de pistas de hielo;mayo, pág. 96.

Red, Búsqueda en la; agosto, pág. 12.Regeneración de la médula espinal; julio,

pág. 20.Regeneración de las células nerviosas enadultos; julio, pág. 14.

Regreso del algodón de color, El; mayo,pág. 4.

Relación singular, Una; abril, pág. 42.Relojes circadianos. En las plantas; julio,

pág. 39.Rendimiento del tabaco. Metabolismo del

boro; octubre, pág. 43.Reparación de la médula espinal; noviem-

bre, pág. 14.Reparto sin envidia; marzo, pág. 84.Representación visual de una ley física;

octubre, pág. 42.Reproducción femenina. Mecanismos pa-

racrinos; noviembre, pág. 45.Reproducciones del universo atómico;

diciembre, pág. 80.Resinas epoxy y alimentación; noviembre,

pág. 48.Resuspensión, la paradoja antártica; junio,

pág. 38.Reto flotante, Un; enero, pág. 82.¡Retorcida topología!; junio, pág. 86.Sakharov, Metamorfosis de Andrei; mayo,

pág. 78.Satélites: el campo de batalla estratégico;

diciembre, pág. 70.

Secreto de Nabada, El; agosto, pág. 72.Secretos de experto para conservar plantas;octubre, pág. 84.

Servicio de distribución multipunto local;diciembre, pág. 72.

Siglo de memorias magnéticas, Un; enero,pág. 64.

Simetría bilateral. Primeros organismos; junio, pág. 30.

Síndrome antifosfolipídico. Trombosismediada por autoanticuerpos; febrero,pág. 33.

Sistema nervioso. Segmentación; mayo,pág. 38.

Sistema solar, Búsqueda de vida en el;abril, pág. 58.

Sistemas expertos. Prueba diagnóstica;abril, pág. 38.

Supernovas y expansión acelerada deluniverso; marzo, pág. 14.

Supernovas, Estrellas de rayos X super-blandas y; abril, pág. 6.

Supernovas, Exploración del espacio-tiempo mediante; marzo, pág. 8.

Tamaño de los programas, Evaluacióndel; febrero, pág. 78.

¡Te ha tocado más que a mí!; febrero,pág. 86.

Techumbres retráctiles; novbre, pág. 96.Técnicas de formación de imágenes.

Avances en medicina; agosto, página28.

Tejidos: urdimbre polimérica, Ingenieríade; junio, pág. 80.

Teléfono, DSL: banda ancha por; diciem-bre, pág. 66.

Termómetro casero de alta precisión, Un;mayo, pág. 84.

Teselaciones en papiroflexia; abril, pág.86.Tiranosaurio, Dientes de; noviembre, pág.

60.Tomando el pulso magnético a la Tierra;

marzo, pág. 82.Topología biológica. Cristales de croma-

tina; noviembre, pág. 35.Tóxicos naturales en la alimentación; no-

viembre, pág. 42.Transmisión sináptica. El receptor de cai-

nato; marzo, pág. 40.Tras la pista de un virus nuevo; octubre,

pág. 62.Traza reencontrada, La; octubre, página

40.Tsunamis; julio, pág. 24.Tuva, Los cantores diafónicos de; no-

viembre, pág. 70.Tyrannosaurus rex , Así vivía; noviembre,

pág. 52.Ubicua curva de Sierpinski, La; octubre,

pág. 86.Universo, Cartografía del; agosto, pá-

gina 4.Universo, Supernovas y expansión ace-

lerada del; marzo, pág. 14.Vacuna contra el cáncer. Primeros tanteos;

junio, pág. 33.

Vacunas genéticas; septiembre, pág. 14.Variación estacional de nutrientes. Re-bollares salmantinos; julio, pág. 37.

Velas de luz; abril, pág. 74.Venido del fondo marino. Epidemias oceá-

nicas; diciembre, pág. 34.Venus, Cambio climático global en; mayo,

pág. 12.Ver la luz. Sensores de imagen CMOS;

diciembre, pág. 37.Vía de salida al espacio, La; abril, pág.

64.Virus de la gripe, Desarme de los; marzo,

pág. 58.




Virus nuevo, Tras la pista de un; octu-bre, pág. 62.

Y ahora, el tiempo; marzo, pág. 88.Zzzzzzz; junio, pág. 88.

AUTORES

Abler, William L.; noviembre, página60.

Adrados, Juan Pedro; octubre, pág. 42.Aebischer, Patrick; junio, pág. 70.Agarwal, Anant; octubre, pág. 80.Agnew, Neville; diciembre, pág. 6.Alcalde, Miguel; junio, pág. 46.Alkorta, Itziar; mayo, pág. 64.Allamandola, Louis J.; sepbre, pág. 4.Alonso Betanzos, Amparo; abril, página

38.Altarelli, Massimo; febrero, pág. 42.Appleby, A. John; septiembre, pág. 54.Araña, Vicente; agosto, pág. 50.Arribas, Alfonso; abril, pág. 41.Atkinson, Peter W.; febrero, pág. 64.

Bacon, Bruce R.; diciembre, pág. 40.Baguñà, Jaume; junio, pág. 30.Ballester, José Luis; abril, pág. 35.Ballesteros, Antonio; junio, pág. 46.Bane, P. William; diciembre, pág. 74.Barral, M.ª Carmen; mayo, pág. 34.Barrett, Craig R.; junio, pág. 40.Beardsley, Tim; abril, pág. 64; agosto,

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58.Black, Peter McL.; agosto, pág. 36.Blanco, Alicia; mayo, pág. 64.Blasco, M.ª Antonia; febrero, pág. 34.Blattner, Fred; marzo, pág. 44.Bloomfield, Louis A.; junio, pág. 96;

agosto, pág. 96; octubre, pág. 96;diciembre, pág. 90.

Boegner, Ray F.; enero, pág. 84.Böhringer, Hans; febrero, pág. 18.Bosak, Jon; agosto, pág. 20.Bradley, Stephen P.; dicbre, pág. 74.Bray, Tim; agosto, pág. 20.Bretschneider, Joachim; agosto, página

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Briel, Ulrich G.; febrero, pág. 18.Brown, Laurie M.; febrero, pág. 70.Bucher, Martin A.; marzo, pág. 30.Buchmann, Johannes; abril, pág. 44.Bullock, Mark A.; mayo, pág. 12.Burke, James; enero, pág. 89; febrero,

pág. 88; marzo, pág. 88; abril, pág. 88;mayo, pág. 88; junio, pág. 88; julio,pág. 88; agosto, pág. 88; septiembre,pág. 88; octubre, página 88; novbre,pág. 88; diciembre, pág. 84.

Burkholder, JoAnn M.; octubre, pág. 6.Bustelo, Francisco; abril, pág. 39.Calbet, Albert; noviembre, pág. 50.

Calbet, Xavier; enero, pág. 36.Callejas, S.; noviembre, pág. 35.Camean, Ana; noviembre, pág. 42.Campuzano, Victoria; mayo, pág. 35.Cano, Asunción; octubre, pág. 55.Capdevila, Javier; abril, pág. 30.Carlson, Shawn; enero, pág. 82; febrero,

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Carre, Claude; julio, pág. 44; diciembre,pág. 38

Casal, José Ignacio; abril, pág. 32.Castillo, Pablo E.; marzo, pág. 40.Cepa Nogué, Jordi; sepbre, pág. 72.Cervera, Ricard; febrero, pág. 33.Chaty, Sylvain; mayo, pág. 37.Ciofi, Claudio; mayo, pág. 42.Clark, David D.; diciembre, pág. 58.Clever, Proyecto; agosto, pág. 12.Close, Frank E.; enero, pág. 40.Collado Vides, Julio; marzo, pág. 44.

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Comella, A.; noviembre, pág. 41.Contreras, Juan Luis; febrero, pág. 36.Cooper, Richard S.; abril, pág. 14.Copeland, B. Jack; junio, pág. 14.Crépel, Pierre; noviembre, pág. 78.Crespo Vázquez, M.ª Teresa; junio,

pág. 32.Cross, Jane; febrero, pág. 42.Curiel, David T.; febrero, pág. 36.Damon, William; octubre, pág. 26.Dando, Malcolm; agosto, pág. 44.Dawson Jr., John W.; agosto, pág. 58.De Jager, Peter; marzo, pág. 75.De las Heras, Silvino; abril, pág. 36.DeFelipe, Javier; octubre, pág. 36.Delahaye, Jean-Paul; julio, pág. 67.Delgado, Margarita; octubre, pág. 45.Delgado, Maximino; dicbre, pág. 38.Dertouzos, Michael L.; octubre, página

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Dyer, Christopher K.; sepbre, pág.66.Eberhart, Mark E.; dicbre, pág. 24.Edgerton, Michael E.; novbre, pág. 70.Erickson, Gregory M.; noviembre, pá-

gina 52.Espinosa Padrón, Manuel; junio, pá-

gina 34.Ezzell, Carol; diciembre, pág. 34.Fair, William R.; febrero, pág. 6.Fernández López, José Antonio; mayo,

pág. 32.Fernández Quintanilla, César; enero,

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Fernández Rubio, José; mayo, pág. 32.Font, Josep; febrero, pág. 33.Fontecilla Camps, Juan C.; junio, página

35.Forward, Robert L.; abril, pág. 70.Foster, Karen Polinger; sepbre, pág. 44.Gage, Fred H.; julio, pág. 14.Gallud Gilabert, Luis; febrero, pág. 35.Gangui, Alejandro; julio, pág. 36 y pág.

74; noviembre, pág. 34.

Garavito, R. Michael; julio, pág. 96.Garbisu, Carlos; mayo, pág. 64.García Castaño, J.; julio, pág. 42.García Serrano, José Luis; junio, página

37.Garnick, Marc B.; febrero, pág. 6.Garrido, Federico; junio, pág. 33.Gerstein, Mark; enero, pág. 58.Gholami, Touraj; mayo, pág. 72.Gibbs, W. Wayt; enero, pág. 22; agosto,

pág. 29; septiembre, pág. 36; octubre,pág. 62.

Gili, Josep-Maria; marzo, pág. 50; abril,pág. 42; mayo, pág. 40; junio, pág.

38; julio, pág. 44; agosto, pág. 34;septiembre, pág. 42; octubre, pág. 46;diciembre, pág. 38.

Giménez Amaya, José Manuel; abril,pág. 36.

Gómez Navarro, J.; febrero, pág. 36.González Andújar, José Luis; enero, pág.

39.González, Frank I.; julio, pág. 24.Gorelik, Gennady; mayo, pág. 78.Greeley, Ronald; diciembre, pág. 14.Grimson, W. Eric L.; agosto, pág. 36.Grinspoon, David H.; mayo, pág. 12.Groves, Paul; febrero, pág. 58.Guevara García, Arturo; enero, pág. 70.Gutiérrez, Juan C.; novbre, pág. 35.Gutt, Julian; junio, pág. 38.Guttag, John V.; octubre, pág. 78.Harris, Henry M.; abril, pág. 74.Hawley, George T.; dicbre, pág. 66.Head, James W.; diciembre, pág. 14.Heath, James R.; noviembre, pág. 40.Henry, J. Patrick; febrero, pág. 18.Herrera Estrella, Luis; enero, pág. 70.Hogan, Craig. J.; marzo, pág. 8Holzner, Michael; mayo, pág. 72.Hoyt, Robert P.; abril, pág. 70.Izpisúa Belmonte, Juan Carlos; abril,

pág. 30.

Jakosky, Bruce M.; abril, pág. 58.Jiménez Aparicio, R.; mayo, pág. 34.Jolesz, Ferenc A.; agosto, pág. 36.Jones, Capers; febrero, pág. 78.Kahabka, Peter; abril, pág. 6.Kajita, Takaaki; octubre, pág. 16.Kearns, Edward; octubre, pág. 16.Kempermann, Gerd; julio, pág. 14.Kennedy, Ronald C.; sepbre, pág. 14.Kikinis, Ron; agosto, pág. 36.Kim, Alex G.; marzo, pág. 14.Kim, Eugene Eric; julio, pág. 54.Kirshner, Robert P.; marzo, pág. 8Krauss, Lawrence M.; marzo, pág. 22.




Landeras, José; noviembre, pág. 45.Landy, Stephen D.; agosto, pág. 4.Langer, Robert S.; junio, pág. 80.Lasota, Jean-Pierre; julio, pág. 6.Laver, W. Graeme; marzo, pág. 58.Leifer, Stephanie D.; abril, pág. 78.Levin, Theodore C.; noviembre, página

70.Levitt, Michael; enero, pág. 58.Lewis, George N.; octubre, pág. 48.

Livingston, James D.; enero, pág. 64.Llama, María Jesús; mayo, pág. 64.Lloyd, Alan C.; septiembre, pág. 60López Terrada, María Luz; agosto, pág.

32.López, Ceferino; febrero, pág. 50.Lucas, William J.; noviembre, pág. 46.Luminet, Jean-Pierre; junio, pág. 6.Lysaght, Michael J.; junio, pág. 70.Maekawa, Shin; diciembre, pág. 6.Maldonado, Pedro E.; enero, pág. 37.Malhotra, Renu; noviembre, pág. 4.Malvar Pintos, Rosa Ana; febrero, pág.

32.

Manzanares, Miguel; mayo, pág. 38.Martí Ribas, Josep; mayo, pág. 37.Martín González, A.; novbre, pág. 35.Martínez Navarro, Bienvenido; abril, pág.

41.Martínez, Aurora; novbre, pág. 37.Martínez, Benjamín; agosto, pág. 31.McClinton, Charles R.; abril, pág. 68.McDonald, Ian R.; enero, pág. 46.McDonald, John W.; novbre, pág. 14.Medin, Milo; diciembre, pág. 64.Mengual, Elisa; abril, pág. 36.Meseguer, Francisco J.; febrero, página

50.Meyer, Axel; abril, pág. 22.Míguez, Hernán; febrero, pág. 50.Mikos, Antonios G.; junio, pág. 58.Mirabel, Félix; mayo, pág. 37.Mirsky, Steve; agosto, pág. 30.Mohr, Michael; marzo, pág. 86.Montero de Espinosa, Francisco; octubre,

pág. 42.Montserrat, Josep; marzo, pág. 41Monty, Claude; agosto, pág. 31.Mooney, David J.; junio, pág. 58.Moxon, E. Richard; marzo, pág. 68.Moya, José Serafín; febrero, pág. 50.Mukerjee, Madhusree; mayo, pág. 52.Muñoz Tuñón, Casiana; diciembre, pág.

46.Muser, George; septiembre, pág. 38.Myrabo, Leik N.; abril, pág. 72.Nambu, Yoichiro; febrero, pág. 70.Naughton, Gail; junio, pág. 78.Navarro, Miguel; enero, pág. 32.Nemecek, Sasha; diciembre, pág. 37.Nesse, Randolph M.; enero, pág. 4.Nieto Jacobo, M.ª Fernanda; enero, pág.

70.Norcross, Robert P.; dicbre, pág. 70.O’Brochta, David A.; febrero, pág. 64.Obradors, Xavier; agosto, pág. 31.Ojeda, Bernardino; octubre, pág. 55.

Ortega Andrade, Francisco; enero, pág.33.

Page, Philip R.; enero, pág. 40.Paine, Chistopher E.; novbre, pág. 26.Palacios, Jesús; abril, pág. 33.Palmqvist, Paul; abril, pág. 41.Pappalardo, Robert T.; dicbre, pág. 14.Parenteau, Nancy; junio, pág. 77.Pedersen, Roger A.; junio, pág. 64.Pellicer, Antonio; noviembre, pág. 45.

Pérez Tomás, Ricardo; novbre, pág. 48.Pérez-Moreno, Bernardino; abril, página

52.Peter, Patrick; julio, pág. 74.Pike, John; octubre, pág. 48.Plou, Francisco J.; junio, pág. 46.Posas, Francesc; marzo, pág. 47.Postol, Theodore A.; octubre, pág. 48.Powell, James R.; abril, pág. 76.Poynter, Dan; febrero, pág. 95.Preston-Mafham, Ken; enero, pág. 52.Preston-Mafham, Rod; enero, pág. 52.Priego, J. L.; mayo, pág. 34.Proudfoot, Diane; junio, pág. 14.

Ramírez Solís, Ramiro; mayo, pág. 33.Ramón Cueto, Almudena; julio, página20.

Rappaport, Saul A.; abril, pág. 6.Rauschert, Martin; junio, pág. 38.Repetto, Manuel; noviembre, pág. 42.Requena, Joaquín; febrero, pág. 50.Ribes, Marta; mayo, pág. 40.Rith, Klaus; septiembre, pág. 24.Riutort, Marta; junio, pág. 30.Robles, José; junio, pág. 37.Rodríguez de Fonseca, Fernando; enero,

pág. 32.Rodríguez, Eugenio; novbre, pág. 38.Rogers, Paul; agosto, pág. 44.Rolls, Jay; diciembre, pág. 64.Romero, Luis M.; octubre, pág. 43.Roque, José; octubre, pág. 55.Rossi, Sergi; abril, pág. 42.Rotimi, C. N.; abril, pág. 14.Royer, E. C. ; mayo, pág. 34.Ruiz Espejo, Mariano; marzo, pág. 42.Ruiz Lapuente, Pilar; marzo, pág. 14.Ruiz Medrano, Roberto; noviembre, pág.

46.Ruiz Trillo, Iñaki; junio, pág. 30.Ruiz, Juan M.; octubre, pág. 43.Sabatés, Ana; octubre, pág. 46.Sandford, Scott A.; sepbre, pág. 4.

Sandweiss, Daniel H.; octubre, pág. 55.Santa Regina, Ignacio; julio, pág. 37.Santee, Earl; noviembre, pág. 96.Sanz, José Luis; abril, pág. 52.Scales, John A.; diciembre, pág. 34.Schäfer, Andreas; sepbre, pág. 24.Schlachter, Fred; febrero, pág. 42Serra, Juan Luis; mayo, pág. 64.Serra Grima, J. R.; novbre, pág. 41.Shapiro, Howard I.; abril, pág. 96.Shapiro, Jay P.; abril, pág. 96.Shapiro, Lawrence K.; abril, pág. 96.Shoemaker, Eugene M.; enero, pá-

gina 14.

Shumate, Jr., Paul W.; dicbre, pág. 68.Silberman, Cyril; noviembre, pág. 96.Simpson, Sara; septiembre, pág. 35.Skoro, John; diciembre, pág. 72.Smith, Bradley R.; mayo, pág. 58.Smith, Roger; mayo, pág. 22.Snieder, Roel; diciembre, pág. 34.Spergel, David N.; marzo, pág. 30.Starkman, Glenn D.; junio, pág. 6.Stewart, Ian; enero, pág. 86; febrero, pág.

86; marzo, pág. 84; abril, pág. 86;mayo, pág. 86; junio, pág. 86; julio,pág. 86; agosto, pág. 86; septiembre,pág. 85; octubre, pág. 86; noviembre,pág. 86; diciembre, página 82.

Stiassny, Melanie L.; abril, pág. 22.Stix, Gary; junio, pág. 20; agosto, pág.

31.Suárez López, Paula; julio, pág. 39.Suntzeff, N. B.; marzo, pág. 8.Tallamy, Douglas W.; marzo, página

52.Tavares, Ana; abril, pág. 30.Tenorio Tagle, Guillermo; diciembre,

pág. 46.Thomke, Stefan; mayo, pág. 72.Titus, Feliu; marzo, pág. 48.Toole, Betty Alexandra; julio, pág. 54.Torres, Manuel; octubre, pág. 42.Totsuka, Yoji; octubre, pág. 16.Udías, Agustín; julio, pág. 41.Urbanos, F. A. ; mayo, pág. 34.Vacanti, Joseph P.; junio, pág. 80.Valbuena, M.ª Luz; julio, pág. 40.Van den Heuvel, Edward P. J.; abril,

pág. 6.Varela, Francisco J.; novbre, pág. 38.Vela, Carmen; abril, pág. 32.Vélez Ibáñez, Carlos G.; noviembre,

pág. 62.Venkateswar, Sita; julio, pág. 60.Vilà, Carles; marzo, pág. 45.Viñas Ciordia, Miquel; novbre, pág.

48.Vreeland Jr., James M.; mayo, pág. 4.Walton, Nicholas; marzo, pág. 14.Ward, R.; abril, pág. 14.Webster, Robert G.; marzo, pág. 58.Weeks, Jeffrey R.; junio, pág. 6.Weiner, David B.; sepbre, pág. 14.Whitby, Simon; agosto, pág. 44.Williams, George C.; enero, pág. 4.Wills, Christopher; marzo, pág. 68.

Wilmut, Ian; febrero, pág. 24.Wong, Kate; septiembre, pág. 34.Wootton, Robin; octubre, pág. 39.Wroe, Stephen; julio, pág. 46.Wynn, Jeffrey C.; enero, pág. 14.Xoconostle Cázares, Beatriz; noviembre,

pág. 46.Yam, Philip; septiembre, pág. 40.Zambelli Sr., George R.; septiembre,

pág. 96.Zamboni, Richard F.; mayo, pág. 96.Zorpette, Glenn; agosto, pág. 64; diciem-

bre, pág. 37.Zue, Victor; octubre, pág. 76.



Conozca las perspectivasdel nuevo milenio

en nuestro número especial de enero

¿QUE MISTERIOS RESOLVERA, QUE AVANCES REGIS-TRARA LA CIENCIA DE AQUI A MEDIO SIGLO?, porJohn Maddox Es muy probable que ni siquiera podamos imaginar los descubrimientosmás importantes de los próximos 50 años.

EL IMPACTO HUMANO SOBRE EL CLIMA, por Thomas R.Karl y Kevin E. Trenberth¿Cuál es nuestra parte en las transformaciones del clima? La anheladarespuesta puede llegar hacia el año 2050, pero sólo si todas las nacionesdel mundo se comprometen desde ahora a la vigilancia del clima a largo

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investigación y ciencia 279- diciembre 1999

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