dimarts, de setembre 30, 2008

Espasmes mortals

Els avenços en la medicina han fet que algunes malalties temibles han passat a ser considerades molèsties menors. Simplement el que passa és que ja no tenim memòria social de les seves conseqüències. Això és perquè una cosa és que t’ho digui el metge, i una altra de molt diferent és que coneguis persones afectades per la malaltia.

Un fantàstic exemple d’això és el tètanus.

El cas és que tots som conscients que cal vacunar-nos del tètanus i que si ens fem una ferida amb un ferro rovellat cal posar una dosi de record. Però en realitat el tètanus no és una malaltia que ens tregui la son ni que ens faci patir. Ningú pateix de tètanus, oi?

Doncs el cas és que cada any es mor un milió de persones per tètanus arreu del món. I és una manera de morir particularment dolorosa. Naturalment el que passa és que aquestes morts tenen lloc als països poc desenvolupats. Als Estats Units, per exemple, no arriben als cent casos anuals. És una demostració excel·lent de l’èxit que ha representat la implantació de les vacunes i un fet que els que argumenten contra les vacunacions no haurien d’oblidar.

Però el tètanus, un exemple de malaltia infecciosa però no contagiosa, és una afecció curiosa. Primer per l'associació que es fa amb les ferides per ferros rovellats. Durant molt temps vaig pensar que es tractava d’un microbi que vivia al ferro. Per això la meva sorpresa va ser gran quan vaig descobrir que l’hàbitat del Clostridium tetani és el nostre budell junt amb el d’altres animals.

Per tant, el microbi el portem habitualment a sobre, i no ens fa cap mal. En realitat, és tracta d’un microorganisme que no aguant la presència d’oxigen. Per això el trobem en ambients sense aire. El que passa és que a través de la femta, sobretot dels animals domèstics, s’escampa per tot arreu. Però com que l’oxigen de l’aire li és tòxic, no ho fa en forma de microbi sinó d’espores.

El cas és que hi ha espores del microbi del tètanus arreu. No únicament als ferros rovellats. I quan ens fem una ferida, és molt freqüent que algunes d’aquestes espores entrin dins el nostre organisme. No als budells sinó dins els teixits danyats.

I aquí pot passar que sobtadament la situació sigui ideal pel microbi. En determinades condicions, si la ferida és prou fonda i els vasos sanguinis que hi anaven queden danyats, es trobarà en un ambient humit, calent i sense oxigen. Aleshores pot començar a créixer i a fabricar la seva arma secreta. La toxina tetànica.

Aquesta toxina té una característica peculiar. La transporten els nervis. Entra dins les neurones i lentament va per dins en direcció cap a la medul·la espinal. Allà, si n’hi arriba prou quantitat pot acumular-se en els espais entre les neurones, el que anomenem les sinapsis, l’indret on s’intercanvien senyals. I interfereix la senyalització entre neurones. Però la toxina té preferència per unes neurones concretes: les inhibidores.

El nostre cos treballa normalment amb dos estímuls oposats funcionant alhora. D’aquesta manera únicament cal que un dels dos sigui afavorit lleugerament per aconseguir el que volem. En el cas dels músculs, a més, sempre hi ha estímuls per contraure i estímuls per relaxar. Quan mantenim un braç quiet és perquè els dos estímuls estan perfectament equilibrats.

Doncs la toxina del tètanus bloqueja els senyals inhibidors, de manera que tots els músculs comencen a rebre únicament senyals de contracció. Aleshores es perd el control muscular perquè els senyals que envien els nervis per relaxar no arriben a destí. I, sense poder fer res per evitar-ho, la musculatura es va contraient més i més, fins arribar al màxim de capacitat de la fibra muscular.

Sovint comença per la musculatura de la mandíbula i de la nuca, però es pot anar escampant arreu del cos. Aquestes contraccions és el que s’anomena “tetània” i són extremadament doloroses. La causa és entre altres, que els nervis que afecten al dolor o a la consciencia no es veuen afectats i enviaran senyals d’alarma constantment.

Finalment, la rigidesa pot afectar als músculs encarregats de la respiració i arriba la mort per asfíxia, quan els pulmons queden també immobilitzats.

La dada important és que no hi ha cap tractament per curar el tètanus un cop ben establert. Per contra, la vacunació ens protegeix perfectament de la malaltia.

De manera que no li perdem el respecte al tètanus. Una malaltia molt greu, però alhora un exemple del que les vacunes han arribat a representar per la nostra salut.

dilluns, de setembre 29, 2008

Més a poc a poc

La ciència és una cosa relativament senzilla quan es mou en aspectes conceptuals i de teories. Discussions entre erudits, interpretacions de dades i construcció de teories més o menys encertades. Tothom es mira el tema des d’una certa distància, donant per cert que els que parlen tenen coneixements, experiència i dades que els confereixen una certa autoritat. I normalment és cert. Sempre en sap més un expert en un tema que no pas els que tenim alguna idea general, però no som experts.

Ara bé. Quan es passa de les teories a l'aplicació pràctica, a la vida real, és interessantíssim la quantitat d’experts que surten de sota les pedres per opinar i criticar els suggeriments dels que fins aleshores havien sigut considerats entesos qualificats. I amb això no vull dir que no es pugui opinar de tot ni que els experts no la caguin amb una certa freqüència. Tan sols apunto que trobo divertides moltes “cartes dels lectors” que surten als diaris. Especialment el to pontificador que fan servir.

Per això m’han divertit molt les reaccions que s’han publicat a la norma aprovada fa uns mesos que restringia la velocitat als accessos a Barcelona a 80 km/h. Sobtadament tothom era expert en tràfic, consum de carburant dels vehicles i taxes de sinistralitat. I moltes veus van posar el crit al cel criticant, per ineficient, aquesta mesura. Alguns auguraven major consum de combustible (i, per tant, més contaminació) en tenir que circular amb marxes més curtes. Altres pronosticaven un augment dels embussos ja que, en anar més a poc a poc, els cotxes estarien més estona a la carretera contribuint a col·lapsar-les.

De totes maneres sospito que el que passava en general era, simplement, que toca els nassos anar a 80 km/h per una autopista quan fa estona que vas a 120 km/h (o més).

Reconec que al principi no veia clara la qüestió. Però quan vaig buscar una mica d’informació, de seguida vaig comprendre que el control del tràfic és un tema molt complicat que no es pot valorar amb dues opinions aparentment assenyades ni amb una única teoria. A la pràctica els models que es fan servir apliquen teories de la dinàmica de fluids, del tràfic d’informació, de la psicologia dels conductors, de la mecànica dels motors i d’un grapat de factors més que fan que controlar el flux vial sigui una empresa extremadament complexa.

Al final, el millor ha sigut fer la prova. I el resultat sembla que no ha sigut dolent. El nombre d’accidents mortals, i sobretot el de ferits greus, s’ha reduït considerablement. I això per si sol, ja justifica la mesura. En canvi, la contaminació no ha baixat tan com es preveia. Hi ha qui veu un fracàs en això, però aconseguir que deixi d’augmentar i que disminueixi, ja és un factor positiu.

Però, per a mi, el més curiós han sigut dos factors subjectius completament i per tant, sense cap valor científic.

El primer és que ara tinc la sensació que els accessos a la ciutat són més fluids. Tots anem més lentament, però la resultant és que no hi ha embussos. Potser la mecànica de fluids en tingui l'explicació. Un corrent d’aigua es mou molt millor mentre manté un règim laminar. Si la velocitat augmenta hi ha el risc que apareguin turbulències, i aleshores el resultat global és que es trenca el ritme suau que portava i el flux se’n ressenti. En el cas dels cotxes, si tots anéssim en plan flux laminar a 120 km/h aniríem més de pressa mentre no passi res, però qualsevol alteració, que a velocitats menors no tindria efecte, pot distorsionar el tràfic creant un embús.

És allò que diem que si un conductor toca lleugerament el fre i s’encén el llum, encara que no freni de veritat, uns quants cotxes enrera acaben aturant-se perquè cada conductor frena una mica més per si de cas. I és que a mida que augmenta la velocitat el caos entra més fàcilment.

L’altre és la contradicció entre els sentiments i les dades. Reconec que és una mica irritant frenar i anar a 80 km/h. Ja ets a prop del final del viatge i tens ganes d’arribar. Anar més lent eternitza el final. Però ho fa realment?

Setze quilòmetres a 120 km/h es fan en vuit minuts, mentre que si vas a 80 km/h trigues dotze minuts. La diferència és únicament de quatre minuts! Això, en un viatge llarg, és prou irrellevant. I a sobre, amb menys probabilitats d’embussos. De manera que és un problema més psicològic que de temps.

Però aquí hi ha la clau. Els sentiments ens diuen que ens estan limitant la manera de conduir i que triguem més. Un fet que ens molesta. I enfront d’un sentiment les dades objectives hi tenen poc a fer.

Encara que insisteixo: Si aquest any el nombre de morts i de ferits greus ha disminuït gràcies a la mesura, benvinguda sigui. I de pas, potser sigui un bon moment per començar a habituar-nos a un ritme de vida més pausat, que sempre és més saludable.

Ben mirat, encara em puc permetre trigar quatre minuts més.

divendres, de setembre 26, 2008

Mirant planetes nous

Fa pocs dies vàrem poder veure una imatge fascinant. El que s’anunciava com el primer planeta extrasolar que podíem veure directament en una fotografia en lloc de deduït gràcies a mesures indirectes. La imatge és fantàstica i obre la ment a tota mena d’especulacions. Certament el planeta no és com la Terra. De fet, ni tan sols és un gegant com Júpiter sinó que encara és mes gran. De la mida de vuit planetes Júpiter. Però que coi! És una foto, i una imatge val més que mil... equacions.

El problema era que jo ja recordava una imatge similar de fa uns pocs anys. I quan he buscat per internet, efectivament he trobat un grapat de notícies sobre la “primera imatge d’un planeta extrasolar” obtingudes l’any... 2004!

Aleshores? Com és que tornem a tenir les “primeres imatges” d’un planeta orbitant al voltant d’una altra estrella?

Aquesta vegada no és cap error dels periodistes. La notícia és correcta, i la del 2004 també. La clau es troba en els detalls. Una cosa que als científics els encanten, però que allò que anomenen el públic en general no té massa en consideració. Vaja, la lletra petita de les noticies.

El detall important és el tipus d’estrella que estem mirant. L’any 2004 es va fotografiar un planeta gegant orbitant una nana marró. Un tipus d’estrella molt petita i poc brillant. Òbviament en aquestes condicions és més senzill detectar els planetes ja que la llum de l’estel no emmascara la poc llum reflectida pel planeta.

En canvi, aquesta setmana s’ha pogut fotografiar un planeta al costat d’una estrella que és molt semblant al nostre Sol. Això resulta molt més interessant. I, també cal dir-ho, tècnicament molt més difícil.

Això no vol dir, en absolut, que estiguem a punt d’observar nous planetes tipus Terra. Per desgràcia, encara falta una mica per aconseguir això. Tot i que ja coneixem més de tres-cents planetes extrasolars, la gran majoria són gegants gasosos. Tot i així, ja es comencen a detectar indirectament planetes rocosos petits semblants a la Terra. De manera que encara ens caldrà una mica de paciència.

És com si uns extraterrestres observessin el sistema solar des del seu estel. Naturalment primer detectarien Júpiter o Saturn, i després, a mida que milloressin els seus telescopis, s’adonarien que hi ha altres planetes més petits més a prop de l’estrella.

I la distància a l’estrella és una dada molt important. Aquest planeta nou es troba a una distancia de la seva estrella deu vegades més llunyana que no pas Neptú del Sol. Justament gràcies a això s’ha pogut fotografiar. Obtenir una imatge d’un planeta com la Terra seria semblant a fotografiar una cuca de llum donant voltes a un far de la costa... des d' una illa llunyana. Una proesa tècnica actualment encara lluny del nostre abast.

En tot cas ara tenim un planeta immens orbitant molt lluny de l’estrella. Això és un problema pels descobridors. Hi ha qui pensa que podria ser una nana marró (aquell tipus d’estrelles petites) orbitant una estrella tipus Sol. Aleshores no seria un planeta i una estrella sinó un sistema doble. Però s’accepta que les nanes marrons han de ser una mica més grans. Unes tretze vegades la massa de Júpiter. I aquest planeta només arriba a ser vuit vegades més massiu.

Però el problema principal, i que no tindrà resposta fins d’aquí a un parell d’anys és un altre. Estem segurs que el planeta gira al voltant de l’estrella? O potser simplement està posat de manera que al fer la foto ens sembla que hi està relacionat?

Heu vist fotos de turistes aguantant la torre inclinada de Pisa? Si et poses en el lloc apropiat pots aconseguir una imatge enganyosa. Doncs no es pot descartar que una cosa semblant passi en aquesta imatge del planeta. Per tant caldrà anar seguint amb les observacions fins que es pugui demostrar que el planeta i l’estrella realment estan units per la força de gravetat.

En tot cas, tot això són detalls tècnics, fascinants i apassionants, però que no li treuen màgia a la imatge. La d’un nou món en una estrella llunyana.

dijous, de setembre 25, 2008

Llet, proteïnes i adulteracions

Aquests dies arriben notícies de l’escàndol causat per la intoxicació de molts nadons a la Xina com a conseqüència del consum de llet adulterada. És d’aquelles notícies particularment indignants perquè agrupa alguns dels motius que més ràbia fan. Primer el fet que sigui una estafa. Això ja et fot per principi. Sempre que hi ha unes regles del joc s’espera que siguin respectades. Si un producte ha de tenir determinada qualitat, doncs esperes que el fabricant compleixi.

A sobre, en aquest cas l’estafa es relaciona amb aliments. I amb les coses de menjar encara s’hi juga menys. Que per guanyar més calers posin en perill la salut de les persones resulta particularment inacceptable. I finalment, es tracta d’un producte que consumeixen els nadons. Aquí ja no cal dir res més, perquè la indignació difícilment pot ser més gran.

Les primeres notícies em van confondre. Vaig entendre que havien adulterat la llet en pols afegint-li melanina. I, francament, no podia comprendre quin era el sentit de la jugada. Les adulteracions és fan amb productes barats, i la melanina no justificava la moguda.

Naturalment era jo el que estava equivocat. El que havien afegit a la llet era melamina i no melanina, que sona gairebé igual, però que són productes completament diferents. La melamina no té res a veure amb el pigment que fa que ens posem morenos a l’estiu i, de fet, ni tan sols és un producte biològic.

Si voleu comprar melamina la podeu trobar a les fàbriques de mobles, perquè una de les seves utilitats és la fabricació de resines per endurir, donar brillantor i impermeabilitzar la fusta.

Però els estafadors, malgrat no tenir escrúpols, no són rucs. I si fan servir la melamina per adulterar la llet és per un motiu relativament senzill. La clau es troba en la manera que tenim per valorar la qualitat dels aliments.

Una de les anàlisis que es fan sempre és la determinació de proteïnes. En general un aliment serà millor com més contingut proteic tingui. I un altre detall és que tothom ha de determinar la quantitat de proteïnes de la mateixa manera, per tal de poder comparar les dades sense problemes per fer servir un mètode més o menys sensible o fiable.

Per això ja fa moltíssims anys que es van establir els procediments analítics per valorar sucres, greixos, o proteïnes dels aliments. I en el cas de les proteïnes el que es fa és aplicar el mètode Kjeldahl, anomenat així, és clar, en honor al químic danès Johan Kjeldahl, que al segle XIX el va desenvolupar.

Bàsicament es tracta de determinar el contingut total de nitrogen de l’aliment. Com que la immensa majoria del nitrogen dels aliments es troba a les proteïnes, el seu valor és una aproximació molt bona al contingut proteic. Certament hi ha altres compostos que també tenen nitrogen, com els àcids nucleics o algunes vitamines, però són una facció molt minoritària.

Ara ja van apareixent altres mètodes, però durant molt temps, determinar directament proteïnes era complicat i difícilment comparable ja que a les anàlisis, cada proteïna en particular donava uns resultats diferents de les altres. Per això mesurar el nitrogen anava molt bé ja que homogeneïtzava els resultats, fossin quines fossin les proteïnes. És a dir funciona igual de bé per mesurar proteïnes de la llet, del pa o de bistecs.

Però feta la llei, feta la trampa. Si a dalt mireu la fórmula de la melamina veureu que conté un grapat d’àtoms de nitrogen a la seva composició. Un producte barat, que es pot barrejar amb la llet sense que es noti gaire i que farà augmentar molt el resultat de les anàlisis que es facin per mesurar les proteïnes és una temptació irresistible per fabricants sense escrúpols. N’hi ha prou de posar menys quantitat de llet en pols a cada pot i substituir una part per melamina. Les analítiques diran que allò conté uns nivells fantàstics de nitrogen i, per tant, de proteïnes, però el preu de fabricació serà molt menor i els guanys molt més importants.

Una petita quantitat de melamina pot ser eliminada per l’organisme i no sembla presentar una gran toxicitat aguda. Però una altra cosa és un nadó alimentat-se bàsicament de llet amb melamina durant molts mesos. Aleshores pot acabar per reaccionar amb compostos del nostre organisme, cristal·litzar i danyar els ronyons i tot el sistema excretor. Això és el que sembla que ha passat a la Xina.

De manera que manera que no tan sols estaven alimentant malament les criatures, donant una llet amb pobre valor nutritiu, sinó que les estaven intoxicant. Tant de bo els responsables ho paguin ben car.

dimarts, de setembre 23, 2008

El Simpàtic deu Pan

Segons la mitologia grega, Pan era el deu dels pastors i dels ramats i, com que sempre anava perseguint les nimfes pels boscos, també és el deu de la fertilitat i la sexualitat masculina. El representaven amb la part inferior del cos en forma de boc i la resta en forma humana. Finalment, sempre anava tocant una mena de flabiol que també es coneix, és clar, com la “flauta de pan”.

Sembla que el deu Pan era molt “simpàtic” i gaudia fent aparicions sobtada en plena nit causant esglais a les víctimes de les seves bromes. És per això que un brot sobtat de terror a alguna cosa desconeguda es coneix com un atac de pànic (del grec panikós, que simplement vol dir “de Pan”).

I com que cada vegada m’agraden més els jocs de paraules i les etimologies, no puc resistir-me a fer notar que realment el deu Pan era molt simpàtic... ja que un atac de pànic està causat, bàsicament, per una excessiva activació del sistema nerviós simpàtic.

Ja sabeu que al nostre sistema nerviós, a part de les funcions superiors, també hi ha un grapat d’activitats que es fan de manera automàtica. Això és una sort ja que no cal controlar la pressió sanguínia, el ritme respiratori o la temperatura corporal. De tota la feina rutinària de manteniment del nostre cos se n’encarrega el sistema nerviós autònom.

I aquest té dos grans divisions que s’anomenen sistema simpàtic i sistema parasimpàtic. Aquests sistemes són uns feixos de nervis que corren al llarg de la medul·la espinal i que emeten innervacions per tot arreu del cos. I funcionen com les dos cares de la moneda, el ying i el yang del control fisiològic. Si un accelera una activitat l’altra la frena. Si un fa pujar la pressió, l’altra la disminueix. Si un activa l’altre inhibeix.

En general es pot dir que el simpàtic s’encarrega de posar en activitat el cos, mentre que el parasimpàtic el relaxa. Quan els nervis del sistema simpàtic s’activen el resultat és que exactament el que passa quan estem a punt de barallar-nos, de lluitar... o de sortir fugint per cames enfront d’un perill.

Però si el que s’activa és el parasimpàtic... doncs tot el contrari, la calma, la nyonya, s’imposen, que cal estalviar energies i viure tranquil. Sense passar-se, és clar.

Per tant, la nostra vida rutinària depèn d’un delicat i acurat equilibri entre els nivells d’activitat d’aquests dos sistemes.

Doncs quan una persona pateix el que es coneix com un atac de pànic, una afecció cada vegada més freqüent, passa una experiència realment desagradable. El cos actua com si es descontrolés i pots arribar a creure que ets a les portes de la mort. Però en realitat, el que acostuma a passar és que el sistema nerviós simpàtic s’ha posat en funcionament d’una manera massa intensa, o que el parasimpàtic no està fent la seva feina prou intensament.

El resultat és que el cor batega més de pressa, la pressió sanguínia augmenta, la respiració s’accelera, les pupil·les es dilaten, suem, la sang es redistribueix cap a les zones interiors de l’organisme i el metabolisme en general s’accelera. Tot molt raonable si t’has d’enfrontar a un enemic, si estàs sent víctima d’un atracament o si, un avantpassat nostre topava de cara amb un depredador. Però quan et passa sense motiu aparent és normal pensar que alguna cosa va molt malament a l’organisme. Per poc hipocondríac que siguis, de seguida penses en infarts, mort sobtades, accidents cerebrals o el que sigui.

I tot i sabent-ne el motiu, costa un gran esforç recordar que no passa res, que en pocs minuts tot tornarà a la normalitat, quan el sistema parasimpàtic es decideix a compensar l’activitat d’un sistema nerviós que, en ser autònom, difícilment podem controlar..

Hi ha fàrmacs per tractar això, però sempre és un mal negoci remenar gaire el sistema nerviós, que ha de fer moltes, moltíssimes, funcions insospitades constantment com per anar-lo alterant. Encara que quan toca, toca. Això, el que digui el metge.

I si no, sempre queda el remei dels frikis. Recordar la novel·la Dune, i anar-se repetint la lletania de les dames Bene-Gesserit. “... afrontarè la por. Permetré que passi sobre meu i a través meu. I quan hagi passat... allà on hi havia por ja no hi haurà res. Tan sòls hi serè jo.”

Com sempre. Fàcil de dir. Però durant un atac de pànic, extremadament difícil de fer.

El que deia: Simpàtic el Deu Pan.

dilluns, de setembre 22, 2008

la supremacia del número 1

Imaginem que un dia decidiu començar a falsificar dades. Tant és les dades que siguin. Poden ser les d’hisenda, els resultats electorals, les notes d’escola o les dades de les analítiques que us heu fet per presentar a l’asseguradora. (Ep! Que és un exercici imaginari eh! No digueu que animo a ningú a ser un falsificador). Doncs si, hipotèticament, féssiu aquesta activitat, per fer-ho bé hauríeu de tenir en compte un detall poc conegut dels números. Un detall que ha permès enxampar alguns tramposos.

Donem per fet que tots els números són igualment probables, però sorprenentment a la vida real no és així. En conseqüència, en inventar dades falses, molt probablement als nombres que haureu posat hi faltaran uns quants que comencin amb la xifra “1”.

Això va ser observat per primera vegada l’any 1881. Un matemàtic, en Simon Newcomb va agafar unes tables de logaritmes per fer alguns càlculs. Ara tot es fa amb calculadora i els més joves no han vist mai una tabla de logaritmes, però durant molt temps van ser una eina imprescindible per calcular. Eren uns llibres (Si! llibres!) on hi havia pàgina rere pàgina els valors del logaritme dels números, per exemple de l’u fins al trenta mil.

Doncs en Newcomb la va agafar i va notar un detall curiós. Les pàgines corresponents als números que començaven amb la xifra 1 estaven més desgastades que la resta. Semblava com si aquells números es fessin servir amb més freqüència que la resta.

No va fer cap estudi seriós del fenomen, però va expressar-ho com si existís una relació logarítmica per la probabilitat que un número comencés amb una xifra o una altra.

El fenomen el va notar també, anys després, el físic Frank Benford, de nou en observar el desgast de les tables de logaritmes. Però ell si que va analitzar-ho a fons, fins que va postular una llei que descriu amb quina freqüència apareixen els números. És el que ara coneixem com la llei de Benford.

La gràcia és que el fenomen no es limita als logaritmes. Si analitzem dades corresponents a la mida de rius, al número de les adreces postals, als resultats de la lliga de futbol, als vots emesos en unes eleccions, les constants físiques o al que sigui, trobarem que els números començats en 1 són molt freqüents, mentre que els que comencen en 9 són inesperadament escassos.

I anar buscant tables per Google i comprovar-ho és un entreteniment curiós pels fans de les matemàtiques.

Al principi podríem pensar que cada xifra apareixerà amb igual probabilitat. Com que fem servir deu xifres, doncs les trobarem una dècima part de les vegades cada una. Però el cas és que no. Les que comencen en 1 seran el trenta per cent del total, mentre que el 9 únicament surt en un miserable cinc per cent de les ocasions.

Per això, de vegades es poden detectar eleccions fraudulentes o dades falses presentades a hisenda simplement perquè els números presentats no segueixen la distribució marcada per la llei de Benford. Normalment falten dades que comencin per “1”.

De totes maneres una cosa és que podem calcular la probabilitat, però quin és el motiu que fa que les coses siguin així? Doncs no és exactament un caprici de la natura sinó l’efecte de com fem servir els números. El normal és que comencem a contar a partir del número 1. Si el que mesurem arribés únicament fins al 9 ens apareixerien totes les xifres amb igual probabilitat, però després tenim els nombres del 10 fins al 19. En aquest punt els que comencen per 1 estaran molt més representats. A continuació comencen a sortir els de la vintena, de manera que el 2 recupera posicions mentre que els altres segueixen poc probables. Únicament quan enllestim els noranta tornen a tenir tots la mateixa probabilitat. Però tot seguit iniciem els cent, i de nou els que comencen per 1 tornen a ser molt més probables.... i ho seran fins al 999.

Com que la seqüència es repeteix cada vegada, el resultat final és que els 1 surten més freqüentment que els 2. Els 2 més que els 3 i així successivament.

Per tant, si voleu falsificar dades, no ho dubteu: un 30 % de xifres que comencin per 1. I a l’inrevés: Si sospiteu un engany, compteu les dades que us donen. Si no segueixen la llei de Benford... segurament us la volen fotre!

Són les utilitats insospitades de les matemàtiques!

dijous, de setembre 18, 2008

La tragèdia dels "flaps"

La noticia dramàtica d’aquest estiu ha sigut el tràgic accident del vol JK5022 de Spanair a Barajas. Sembla que la nau no va aconseguir enlairar-se i es va estavellar amb les conseqüències que hem pogut veure una vegada i altra a les notícies. Per això, durant molts dies hem anat sentint un seguit d'hipòtesis per explicar que va causar l’accident. I ara com ara sembla que en el punt de mira es troben els “flaps”.

La primera qüestió pels que no som enginyers no seria tant que són els flaps sinó... com coi s’ho fa un avió per volar?

Doncs la resposta relaciona un físic-matemàtic holandès, els gols que es fan en xutar un corner i la forma del perfil de les ales de l’avió.

Comencem amb el futbol. Algunes vegades, jugadors molt bons podien marcar un gol directament en xutar un córner. La pilota surt amb efecte i segueix una trajectòria corba en lloc de recta que l’envia directa a dins la porteria. Fa temps que no veig gols d’aquests, però aquí hi ha un recull (i l’últim és increïble).

En tot cas, si ho pensem un moment aquesta trajectòria de la pilota requereix una explicació. La clau és fer que mentre es mou vagi girant (que tingui “efecte”), igual que passa també en el tennis o el beisbol, però per quin motiu això fa que la trajectòria sigui corba?

Doncs la resposta ja l’havia donat en Daniel Bernoulli al segle XVIII. Entre les moltes coses que va fer es va dedicar a estudiar els moviments dels fluids i, en una cèlebre equació, va poder descriure el que passa quan un fluid es mou.

Resumint-ho molt (disculpes als físics per les simplificacions) ve a dir que a mida que la velocitat d’un fluid augmenta, la pressió que fa sobre la superfície al llarg de la que es mou va disminuint.

Per això, si la pilota gira, un dels costats es mourà respecte de l’aire més de pressa que l’altre costat, per tant hi haurà més pressió en una banda que no pas a l’altra, i aquesta diferencia de pressió és la que empeny la pilota en la direcció que el jugador volia.

Doncs en els avions passa el mateix. Tota la gràcia està en el perfil de les ales dels avions. Si les mireu notareu que no són iguals per dalt que per baix. Mentre que per baix són gairebé rectes, per dalt tenen una certa curvatura.

Això fa que l’aire a través del que es mouen passi més de pressa per sobre de l’ala que no pas per sota. I com que passa més de pressa, segons el principi de Bernoullli, hi haurà menys pressió a dalt de l’ala que a baix. Quan l’avió va prou de pressa aquesta diferència de pressió fa que l’avió sigui, literalment, aspirat cap a dalt.

La clau és simplement que la nau vagi prou de pressa, i que la superfície de l’ala sigui prou gran com per generar el gradient de pressions necessari per enlairar-se.

I aquí hi ha un petit problema. Quan els avions van volant es mouen molt de pressa i no hi ha cap problema, però al moment d’enlairar-se encara estan guanyant velocitat i tot just arriben a la mínima necessària per començar a ascendir. Es poden fer pistes molt més llargues de manera que puguin accelerar encara més, o bé es pot fer que les ales siguin més amples per tal que la superfície on es produeix aquesta diferència de pressió sigui més important.

Doncs justament això és el que fan els “flaps”. Quan agafeu un avió podeu mirar el que passa a les ales en l'enlairament. Una part de l’ala es desplega per la part del darrera i cap avall. El resultat és que l’avió sembla tenir unes ales molt més amples i la força ascensional augmenta sense que calgui accelerar tant.

Però un cop ja és a l’aire pot agafar més velocitat i aquest excés de superfície ja no cal, de manera que els flaps es guarden fins que arriba el moment d’aterrar. Aleshores la nau va reduint la velocitat i, de nou, necessitarà més superfície per mantenir-se a l’aire amb menor velocitat. Un altre cop treuen els flaps fins que la nau ja és a terra.

I sembla que aquest podria haver sigut el problema a l’accident de Barajas. Els pilots creien que tenien els flaps desplegats, però en realitat no ho estaven. De fet, l’avió potser podria haver-se enlairat sense flaps, però hauria necessitat agafar més velocitat, accelerant fins al final del tot de la pista. En tot cas, i per desgràcia, això els pilots no ho van notar fins que ja era massa tard.

dimecres, de setembre 17, 2008

Mirant al passat

Aquest estiu ha caigut a les meves mans un llibre vell que no he pogut deixar de tafanejar. Era un tractat de biologia… dels anys 30. Es tracta de la “História natural (Geología y biología)” de Justo Ruiz de Azúa.

Quan topo amb aquests llibres, sempre fa gràcia veure com explicaven fa temps coses que ara coneixem en profunditat. I aquesta vegada n’he quedat encantat. Per exemple, descriu els experiments “recents” que feien per demostrar la importància del nucli cel·lular: Si una cèl·lula la partien en dos, la meitat que contenia el nucli seguia viva, mentre que la que no tenia nucli indefectiblement moria.

I el millor ha sigut l’apartat de l'herència. Uns temes sobre els experiments de Mendel dels que ara estudien els alumnes de quart d’ESO, però l’interessant era a les generalitats. Allà hi deia:

“… los caracteres hereditarios están soportados por partículas hipotéticas, que se ha convenido en llamar factores o genes.”

És genial, perquè poques vegades recordem que això dels “gens” és un concepte relativament recent. Els investigadors ja sabien que alguna cosa havia de transportar la informació que passa de pares a fills, però no tenien idea del que devia ser. Ara bé, en alguns aspectes ja anaven ben encarrilats :

“…parece verosímil que en los cromosomas estén contenidos los portadores de los caracteres hereditarios, los factores o genes. Se admite que los genes están dispuestos en fila en los cromosomas…”

Tot és correcte. De totes maneres, també tenien algunes idees que semblaven raonables, però que ara sabem que eren equivocades. Per exemple, ara sabem que un gen és bàsicament una seqüència d’ADN, però durant molts anys van estar segurs que els gens eren fets per proteïnes i que l’ADN era poc menys que un material estructural per donar forma als cromosomes. L’ADN es considerava una molècula massa simple per portar informació genètica.

Òbviament el que passava era que estaven equivocats sobre com era l’ADN en realitat. Això no va ser fins que Watson i Crick van proposar el model, bellísim, de la doble hèlix.

De fet, al mateix llibre, quan parla dels components de la matèria viva hi trobem:

“Elementos de la materia viva: El agua, las sales minerales, los hidratos de carbono, las grasas, los lipoides (composición química parecida a las gradas que se hallan en la periferia de las células), los albuminoides o substancias proteicas, las substancias nitrogenadas no proteicas (urea, bases púricas y aminoácidos), los fermentos solubles (substancias de composición química poco conocida que tienen la propiedad de acelerar las reacciones químicas que se verifican en el organismo) y las hormonas.”

Llegir-ho em fa somriure. Identifico els lipoides com el que ara anomenem fosfolípids, els ferments solubles són els enzims, els albuminoides deuen ser les proteïnes i entre les substàncies nitrogenades no proteiques esmenta les bases púriques, uns dels components de l’ADN!, la clau d’aquelles “partícules hipotètiques anomenades gens”.

De manera que en realitat ja tenien les peces del trencaclosques al davant. El que passava era que no tenien manera de saber com situar-les.

És fascinant descobrir els raonaments que feien, les conclusions que extreien de les limitades dades que tenien i les hipòtesis que formulaven. Quan s’estudien les coses sempre ens les donen ja en la seva forma final, però el camí que porta als coneixements que tenim actualment ha sigut llarg i ple de revolts. Mirar enrere de tant en tant ens dóna una perspectiva valuosísima de com funcionen les coses.

He conegut joves que s’iniciaven en la recerca i que abandonaven poc després en descobrir que normalment els experiments no surten com esperàvem, que els resultats no semblen tenir sentit i que mai saps si has fet una cosa malament o és que la naturalesa és més complicada del que pensàvem. Llegir els problemes que al seu temps van tenir per concloure el que ara coneixem aclareix molt els conceptes de com son les coses en realitat.

I ara miro un llibre de text actual: “Cell and Molecular Biology” i em pregunto... Quantes dades hi haurà aquí al davant que són la clau per futurs grans descobriments, però que encara no sabem com lligar? Unes dades que, potser, d’aquí a setanta anys algú les llegirà i dirà somrient: ...però si ho tenien al davant i no ho veien!

No hi ha com tenir sort

Moltíssimes vegades es fa servir la frase “la supervivència dels més forts” per referir-se a l'evolució. És una frase amb grapa que transmet un missatge clar, senzill i entenedor. La mena de missatges que ens agraden als humans... però que acostumen a no tenir res a veure amb la realitat. I, per descomptat, Darwin no la va fer servir.

En realitat la idea original (i senzilla) de l’evolució tal com la va idear Darwin, faria referència més aviat a “la supervivència dels més ben adaptats”, que no han de ser necessàriament els més forts. Poden ser els més ràpids, els millor camuflats o els més covards. Però a més, de seguida va fer altres llibres centrats en la selecció sexual. Perquè el que compta no és tant sobreviure com deixar descendents. Els més atractius poden estar patèticament adaptats, però si abans de morir tenen temps de reproduir-se seran els que l’evolució seleccionarà.

Però sovint es passa per alt l’efecte de l’atzar pur i dur en la selecció. Poden haver organismes immillorablement adaptats i extraordinàriament atractius, però que tinguin mala sort i el destí els faci desaparèixer. Segurament els dinosaures estaven molt millor adaptats que els mamífers, però un meteorit es va creuar en el seu camí i tots els mecanismes normals de selecció van saltar pels aires.

Aquest paper de l’atzar es pot veure en altres tipus d’evolució, completament diferents, però que presenten paral·lelismes interessants. I un bon exemple el tenim en l’evolució de la tipografia.

Actualment tots ens hem familiaritzat amb els diferents tipus de lletres. Una cosa que abans era terreny exclusiu dels editors i personal relacionat amb les arts gràfiques, però que la informàtica ha popularitzat. Ja no ens estranya sentir parlar d’Helvètica, Àrial o Courier (o la Bodoni, menys coneguda però a la que jo li tinc molt carinyo). Però si considerem l’univers dels diferents tipus de lletres, ens adonarem d’una curiositat. Des de fa uns anys, un tipus de lletra en particular ha tingut un èxit desmesurat. Abans es feia servir amb la freqüència esperable de qualsevol tipus de lletra, però actualment és, probablement la més emprada del món. Ha colonitzat tota mena de “nínxols” i ocupa espais on abans hi predominaven altres lletres competidores. Parlo, evidentment de la “Times New Roman”.

El motiu de l’èxit? Està millor dissenyada que la resta? És més agradable de llegir? Més fàcil d’emprar? No. La causa és simplement que és la que té per defecte el paquet de Microsoft Office. Particularment el processador de textos Word. Com que Microsoft domina el mercat d’ordinadors, la seva lletra ha desbancat la resta, sense cap motiu que ho justifiqui. No és la millor adaptada ni la més forta. Simplement va tenir sort.

I la casualitat ha jugat més paper del que sembla. Un dels orígens va ser fa molts anys, quan l’Steve Jobs, el guru d’Apple, va decidir no acabar la carrera. Aleshores va poder triar les classes més interessants i entre elles va agafar va decidir anar a classes de cal·ligrafia pel simple motiu que a la facultat els cartells tenien la millor cal·ligrafia que mai havia vist. Allò no servia per res, però li feia gràcia. Coses de la joventut.

Però quan anys després va dissenyar els ordinadors Macintosh, recordava el que havia aprés sobre tipus de lletres, el perquè de les formes, quan aplicar una serif o una sans-serif,... i va decidir incorporar tot allò als seus ordinadors. Els més grans recordareu que inicialment els ordinadors feien servir un únic tipus de lletra (horrorós).

Amb l’èxit dels Macintosh la idea que els ordinadors havien de tenir un únic tipus de lletra es va desfer, i òbviament, Microsoft va agafar la idea i la va fer seva. Com a tipus de lletra per defecte van triar la Times New Roman (la que feia servir el diari "The Times") i, sense ser-ne conscients, la van catapultar a l’èxit. El pas final d'un seguit de casualitats.

Doncs segurament a l’evolució de les espècies això també ha passat moltes vegades. Organismes que van tenir la sort de no viure en una illa quan un volcà va entrar en erupció van sobreviure, mentre que altres millor adaptats van desaparèixer. Espècies fantàstiques estaven just al punt d’impacte d’un meteorit mentre que altres més mediocres van tenir la sort d'habitar l’altra punta del món...

Com deia en Jaques Monod. El que compta és una combinació de l’atzar i la necessitat. Una barreja que a molts no els agrada, però que és real com la vida mateixa.

dimarts, de setembre 16, 2008

Confusions i ejaculacions

Una dita afirma que “se n’aprèn més dels errors que dels èxits”, i realment és una bona filosofia no mirar els errors únicament com fracassos sinó com oportunitats per millorar. Com totes les dites que hi ha als llibres d’auto ajuda, és una frase fàcil de dir però complicada de posar en pràctica.

Però en tot cas hi ha errors que ens donen molta informació de l’estat d’algunes qüestions. I un bon exemple el tenim en unes substàncies que fabrica el nostre cos i que tenen una infinitud de funcions: Les prostaglandines.

Les prostaglandines són un grup de lípids que fan quasi de tot. Algunes augmenten el flux sanguini, altres el disminueixen, unes indueixen contraccions uterines, altres ajuden a tenir ereccions, n’hi ha que causen sensació de dolor i altres indueixen una inflamació.

Però l’interessant, i l’error del que parlava, es relaciona amb el nom. Les prostaglandines van ser descobertes l’any 1935 per un investigador suec, l’Ulf von Euler. En aquell temps havien observat que el semen tenia la capacitat d’induir contraccions en fibres de teixit muscular de l’úter. Euler va treballar en la purificació de la substància que causava aquell efecte i la va poder identificar. Com que va suposar que es fabricaven a la glàndula pròstata, les va anomenar prostaglandines.

Un nom molt raonable sinó fos perquè les prostaglandines NO es fan a la pròstata. Ara sabem que quasi totes les cèl·lules del nostre cos poden fer alguna prostaglandina. Però el més greu és que les prostaglandines del semen es fabriquen a la vesícula seminal i no a la pròstata.

Això ens dóna una pista de com de desconegudes són algunes de les característiques de l’aparell reproductor dels mascles. I és que, per molts, la informació es resumeix en: l'home té una erecció, ejacula, i santes Pasqües. Si fins i tot alguns fisiòlegs es feien un embolic entre la pròstata i la vesícula seminal, que podem esperar? (Cal dir, en defensa de l’Euler, que els experiments els va fer en macacos i l'anatomia de diferents espècies pot portar a confusions.)

En tot cas, una ejaculació és més complexa del que es podria pensar. Si ens saltem la part divertida, tots els prolegòmens i això, quan arriba l’hora d’ejacular passen bastantes coses i hi participen unes quantes glàndules.

La primera part són els testicles, òbviament, d'on en surten els espermatozoides. Però en realitat aquí es fabriquen i prou (que no és poc!). Un cop madurets s’emmagatzemen a l’epidídim, un conducte on s'hi poden passar un parell de setmanetes.

De totes maneres, si analitzem l’ejaculat es pot observar que primer que res surt una secreció generada per unes petites glàndules anomenades “Glàndules de Cowper”. La funció d’aquest líquid és neutralitzar possibles restes d’urea que hagin quedat a la uretra. I és que això de fer servir un únic conducte per dues funcions causa alguns problemes que cal solucionar. D’altra banda, també lubrifica la uretra per facilitar el camí als espermatozoides. Un fet curiós, ja que pocs homes són conscients que a l’hora de la veritat ells també han d’estar lubricats.

Una mica més amunt d’aquestes glàndules hi ha la pròstata, de la mida d'una castanya i que també fabrica una part del líquid seminal. La pròstata s’associa bàsicament al càncer de pròstata, un dels més freqüents en homes, però la seva funció és la de fabricar enzims i altres factors que ajuden als espermatozoides a acabar de madurar i activar-se.

Finalment, a tocar de la pròstata hi ha la vesícula seminal. De fet, la majoria del volum líquid d’un ejaculat prové d’aquí. Aquí es fabriquen nutrients, com la fructosa, que ajudaran als espermatozoides a aguantar en condicions el llarg camí que els espera. I també d’aquí sortiran les prostaglandines que va trobar Euler als anys trenta.

Quan arriba l’hora de la veritat es generen contraccions que posen en marxa totes aquestes secrecions, i no pas de manera caòtica sinó relativament ordenada, de manera que la composició del semen va variant per moments (encara que espermatozoides se’n poden trobar des del primer instant per mala sort d’alguns).

En tot cas, de tant en tant va bé recordar que potser l’aparell reproductor dels mascles no és tan simple es pot arribar a creure. Encara que el que atreu l’atenció acostuma a ser, òbviament, l’erecció, una mirada més atenta revela moltes glàndules fent molta feina i de manera molt coordinada.

dilluns, de setembre 15, 2008

Una història amargant

Si hi ha un medicament que ha tingut una història complicada, inesperada i final sorprenent, aquest és la quinina. Un producte que ha salvat milions de vides, que ha sigut objecte d’especulació mercantil, que va ajudar als anglesos a consolidar el seu imperi i que ha acabat per formar part del gin-tònic, una de les begudes més conegudes al món.

La quinina s’obté de l’escorça de la cincona o arbre de la quina. En realitat hi ha varies espècies d’aquest gènere, originari de Sud-Amèrica, però les més emprades són la Cinchona calisaya, la Cinchona officinalis i la Cinchona succirubra. I la historia complicada de la quina ja comença amb el nom. Les propietats medicinals de l’escorça d’aquests arbres ja eren conegudes pels inques. Naturalment no era per tractar la malària, inexistent en aquell temps a Sud-Amèrica, però si que era útil per treure la febre.

Doncs al segle XVII, una de les primeres europees que va beneficiar-se de les propietats d’un polsim extret de l’escorça d’aquells arbres va ser la dona del Virrei Don Gregorio Fernández de Cabrera, Ana de Osorio, Condesa de Chinchón. Per això és van popularitzar amb el nom de “polvos de la condesa”...

I quan van batejar els arbres, en honor a la Comtessa de Chinchón, li van posar el nom de gènere Chinchona, però sembla que una errada tipogràfica comesa pel mateix Linnee va fer que al final s’anomenés Cinchona.

Aquell medicament va arribar a Espanya, i d’allà es va popularitzar arreu del món. Naturalment, quan es va veure que servia per tractar la malària, la seva importància es va disparar. De fet, es va arribar a sobreexplotar tant que pràcticament es va acabar amb els arbres que la produïen. I també naturalment, els productors mantenien un estricte control per evitar que ningú més disposés d’aquells arbres.

Però finalment unes llavors de cincona van arribar a Indonèsia portada de contraban per anglesos o holandesos (en això hi ha diferents versions). Allò va permetre que augmentés la producció i va garantir a la corona britànica disposar de medicaments antipalúdics imprescindibles per mantenir l’imperi. Això era molt important ja que morien més soldats per culpa de la malària que no pas per les accions dels enemics.

La quinina també va ser aprofitada per uns fabricants alemanys d’aigua carbonatada. La companyia Schweppe & Co va començar a afegir-la per donar un toc característic a una de les seves aigües amb gas i van crear l’aigua tònica, coneguda com “tònica Schweppes”. La quinina li donava un gust amargant que va tenir un gran èxit. I a partir d’aquí tornem a tenir dues versions de la història. Hi ha qui diu que per celebrar les victòries angleses, un oficial britànic va proposar afegir ginebra a la tònica, creant el gin-tònic. L’altra versió és que els soldats britànics prenien tònica com medicament per la malària i van afegir-li ginebra per millorar-li el gust.

Cal tenir en compte que la quantitat de quinina que es posava abans a la tònica era molt més alta que la que es fa servir actualment i per tant, era molt amargant. De fet, la tònica que podem veure té una fracció de la dosi terapèutica ja que la quinina també presenta (com tots els fàrmacs) efectes secundaris. Per tant, avui en dia no espereu prevenir la malària a base de prendre tònica o gin-tònics.

La molècula de quinina té algunes curiositats, com la de presentar fluorescència natural. Per això emet llum quan s’il·lumina amb llum ultraviolada. Però és una molècula realment complexa. Durant la segona guerra mundial es va descobrir com sintetitzar-la químicament, però és molt complicat i econòmicament no surt a compte, per tant avui en dia encara s’extreu de l’arbre. Com en els vells temps de la Comtessa de Chinchon.

Un altre tema és com preparar un gin-tònic. Sobretot pel que fa a quina ginebra fer servir. Més unanimitat hi ha en la tònica, però també aquí hi ha preferències. I una discussió final és si, a més del gel, la ginebra i la tònica cal posar-hi llimonada o no. La llimonada pot donar-hi un toc peculiar al sabor, però el problema és que en acidificar la barreja fa que es perdin les bombolles de l’aigua carbonatada. Millor posar únicament la pell de la llimona, però... que cadascú que el faci com li plagui. Fins i tot hi ha qui substitueix la llimona per cogombre amb un notable i inesperat èxit.

dimecres, de setembre 10, 2008

Tocarà fer neteja!

Un dels crits que els pares acostumen a fer als nens és: “fes el favor d’endreçar l’habitació!” Una frase repetitiva, sobretot perquè acostuma a tenir poc èxit. O, en tot cas, és un èxit temporal. El desordre i les piles de coses que ja no serveixen s’acumulen de seguida. I és que és tan pesat recollir les coses i fer neteja...

Aquesta actitud la devem portar incorporada profundament en la nostra manera de ser i és l’origen d’un problema que cada vegada és més seriós. Les deixalles espacials.

Si mireu la foto del costat veureu una imatge generada per l’Agència Espacial Europea, on indica la posició dels objectes identificats que es troben en òrbita terrestre baixa (aquí n'hi ha més) .Realment sembla una platja qualsevol dia solejat d’agost. I és que hi ha moltíssims objectes donant voltes al planeta per allà dalt.

Un parell de dades ens donen idea de la magnitud del problema. Fins ara s’han enviat a l’espai uns sis mil ginys. Alguns han anat a fer missions a l’espai llunyà, però la gran majoria es van situar en òrbita. L’interessant és que avui en dia únicament n’hi ha vuit-cents d’operatius. La resta són pura ferralla. Una ferralla que ocupa espai i contra la que altres naus poden col·lisionar.

Això obliga a dedicar observatoris a fer seguiment d’aquestes restes i a les missions que estan en servei a anar movent-se per esquivar aquests “cadàvers espacials”. I, a més, en ocasions poden caure sense acabar de desintegrar-se en entrar a l’atmosfera.

Sembla una broma, però ja ha passat al menys una vegada. El 22 de gener del 1997, la Lottie Williams, d'Oklahoma, va guanyar l'honor de ser la primera persona colpejada per un fragment de ferralla espacial. Un troçet de la segona etapa d'un coet delta llençat feia anys que va caure i li va encertar l'espatlla.

Però de totes maneres, el més greu no són aquests cinc mil i escaig objectes grans que tenim controlats. Moltes missions van esclatar i es van perdre, els coets en cremar els dipòsits de combustible alliberen fragments de la nau, als astronautes de les estacions orbitals els cauen petits objectes que es perden. Tot això genera una quantitat monstruosa de petits objectes, de pocs centímetres, que també es troben en òrbita. I aquests són els més perillosos, perquè són massa petits per controlar on paren.

Es calcula que hi ha uns cinquanta mil objectes petitons movent-se en òrbita terrestre. Són fragments de pocs centímetres de mida, però que es mouen a uns quants milers de quilòmetres per hora. Això fa es comportin com projectils amb capacitat de destruir un panell solar, un component important o una nau.

I per acabar de complicar-ho hi ha un fenomen anomenat la “Síndrome de Kessler”. Un tècnic de la NASA, en Donald J. Kessler es va adonar que, quan s’arribi a determinada densitat de ferralla, el nombre de col·lisions entre aquests objectes anirà cada vegada a més. Però cada col·lisió generarà més ferralla, cosa que augmentarà la densitat de restes, que xocaran cada vegada més, generant més ferralla, que alhora...

De manera que, de seguir així, en uns cinquanta anys potser ja no es podran enviar missions des de la Terra, a no ser que es posi en marxa un programa d’escombriaires de l’espai (que hauria de ser més seriós que la sèrie de televisió “Quark, la escoba espacial”).

Evidentment el que cal és enviar les naus amb sistemes que no generin residus, o que facin que aquests caiguin a la Terra i es desintegrin a l’atmosfera. Però això encareix les missions i al final el resultat és que ens comportem com els nens que molts no deixem de ser. Fent servir les joguines i després deixar-les allà al mig, confiant en que algú, en algun moment, es prendrà la molèstia de recollir-les sense molestar-nos.

dimarts, de setembre 09, 2008

Demà no s'acabarà el món

Alguns diaris ja van donat la notícia. El dia 10 de setembre (demà) pot ser la data de la fi del món! Uns científics amb pocs escrúpols posaran en marxa un experiment que pot desencadenar la creació d’un forat negre que absorbeixi la Terra..., o coses pitjors!

Cal dir que, aquesta vegada, la majoria de diaris seriosos comenten la notícia d’una manera molt més correcta. Demà dia 10 no ha de passar cap catàstrofe planetària, al menys cap de previsible (que mai se sap quan pot caure un meteorit).

Fa uns mesos ja vaig comentar que s’estava enllestint la construcció del Gran Col·lisionador d’Hadrons (LHC). Un accelerador de partícules que obria la porta als físics per mirar de trobar el bossó de Higgs. Una partícula clau en les teories que expliquen com és l’Univers.

Es tracta d’una anella de 27 quilòmetres de llarg en la que acceleraran fins velocitats increïbles feixos de protons en una direcció i uns altres en direcció contrària. En un moment donat els faran xocar i l’energia de l’impacte ha de fer que es generin els bossons de Higgs.

Màquines d’aquestes les fan servir des de fa molts anys, però mai havien disposat de tanta potència com l’LHC. És una obra d’enginyeria formidable i tot el que l’envolta és espectacular. Per exemple, per tal que els protons puguin moure’s controlats per uns camps magnètics fabulosos cal tenir tot el sistema (els 27 quilòmetres!) refredats a 271,3 graus sota zero (tècnicament 1,9 K). Han fet falta uns quants mesos per aconseguir refredar-ho tot.

Però fa uns mesos, uns quants físics van posar una querella contra la posada en marxa de l’LHC al tribunal d’Estrasburg. Uns altres científics havien fet una cosa semblant a un tribunal d'Hawaii, argumentant que hi havia un 75 % de probabilitats que l’LHC generés un microforat negre amb capacitat per absorbir el planeta.

Tot plegat no ha prosperat, perquè cap teoria sembla indicar que això sigui possible però, és clar, l’alarma ja ha saltat.

Per entendre perquè no cal patir cal tenir presents un parell de detalls. El primer és que les reaccions que tindran lloc dins l’LHC no són cap cosa excepcional. Cada dia estan succeint reaccions similars, quan els rajos còsmics xoquen contra les capes superiors de l’atmosfera. I per ara aquestes reaccions no han generat res que extermini el planeta.

Un altre detall és que cal entendre el llenguatge dels físics quan parlen de física quàntica. Si ens repengem a una paret, hi ha una probabilitat no nul·la que tots els nostres àtoms facin una mena de “salt quàntic” (efecte túnel se'n diu) i que apareguem a l’altra banda de la paret. Un físic pot dir que això és possible, però únicament en el sentit que la probabilitat no és exactament zero. Simplement és inimaginablement improbable.

Doncs el mateix passa amb la creació de forats negres. La probabilitat que ara el meu ordinador es transformi en un forat negre, segurament no sigui zero. Però segur que no cal patir per això. (Buf! Ha passat un minut i no s’ha transformat!). I amb l’LHC tres quarts del mateix.

I el tercer detall és que demà no es generaran cap mena de col·lisions. Simplement comencen a fer córrer protons en una direcció de l’LHC. Si veuen que tot va bé, provaran a fer-los córrer en direcció contraria, i un cop verificat tot serà el moment de començar les topades entre uns i altres. Encara falta una mica per aquest moment.

Amb l’LHC podrem obrir la porta a un nou nivell de la matèria. Finalment sabrem coses sobre el tant buscat bossó de Higgs, i segur que trobarem moltes més sorpreses. Com sempre que ens endinsem per indrets nous, cal anar amb precaució. Però això no vol dir que haguem de caure en pors insensates.

I si encara no enteneu el que farà l'LHC, aquí teniu un video on s'explica... a ritme de rap (seriosos els científics? Qui ho diu això?).


dilluns, de setembre 08, 2008

Protecció imprescindible

Malgrat que l’agost ja queda enrere, a l’estiu encara li queda una mica. I també al bon temps. Amb la tardor vindran els dies més curts, grisos i plujosos, però hi ha qui sembla pensar que això funciona com un interruptor i que a partir de l’u de setembre ja cal anar més abrigat. En realitat a mi ja m’està bé que pensin així, perquè ara és l’època millor per anar a la platja. Encara fa bo, l’aigua no està freda com al juny, les aglomeracions de banyistes es redueixen d’una manera considerable i els preus baixen. Que més es pot demanar?

Per tant, encara no guardaré el protector solar. Un element imprescindible per anar a prendre el Sol, però també una causa de problemes que cal tenir en compte. Ningú discuteix l’eficàcia i la necessitat de protegir-se dels rajos del Sol. Però això, de vegades és un arma de doble tall.

El problema és que, de vegades no ens protegeixen tant com creiem i això ens pot portar a un excés de confiança que cal tenir en compte.

La idea de les cremes protectores és crear una capa a la pell amb substàncies que evitin l’arribada de les radiacions ultraviolades a les cèl·lules. Això és perquè aquestes radiacions (els famosos rajos UVA i UVB) són les que causen mutacions a l’ADN i afavoreixen l’aparició del temut càncer de pell. Encara serien pitjors els rajos UVC, però aquests són absorbits per la capa d’ozó que hi ha allà dalt a l’atmosfera i no arriben (de moment) a la superfície.

I per desactivar els rajos UV hi ha dos estratègies. Una és fer servir productes que simplement els “tapin”. Un efecte purament físic. En això s’han fet servir molt les sals de titani. El que es fa és afegir a la crema òxid de titani o productes similars com el zinc en forma de micropartícules. Es queden sobre la pell els rajos solars hi reboten.

El problema és que donen textures espesses i tenen color blanc, de manera que quan te'l poses quedes prou empastifat.

Després hi ha una altra estratègia. Fer servir substàncies químiques (àcid para-aminobenzoic, oxibenzones...) que són absorbides per la pell i que reaccionen amb els rajos UV. Idealment aquestes molècules tenen una reacció que fa que tornin a emetre radiació, però ja no en forma de UV sinó en estats menys energètics i inofensius. Així, els UVB no reaccionen amb el ADN sinó que ho fan amb els compostos del protector i queden desactivats.

Com és de preveure, res és perfecte, i aquests compostos protegeixen bastant contra els UVB però menys enfront els UVA, de manera que cal anar en compte. A més, de vegades, les interaccions d'aquests compostos amb els UV fan que es generin radicals lliures i productes similars que tampoc són sans per la pell.

A la pràctica, el que es fa és combinar els protectors físics i els químics, de manera que s’aconsegueixen unes cremes protectores que poden ser molt efectives... si es fan servir correctament.

I aquí entra el gran problema d’aquests productes. El grau de protecció que ofereixen. El famós “factor de protecció solar”. La teoria és simple. Un factor de protecció 2 vol dir que un cop aplicat podràs prendre el Sol dos vegades més temps amb els mateixos efectes que si no portessis protector. I un factor 10 vol dir que si trigaves 5 minuts a cremar-te, amb el protector trigaràs 50 minuts.

Però cal llegir la lletra petita. Per aconseguir aquests efectes la quantitat de protector que posem resulta molt important. I gairebé ningú s’aplica el que cal. Els càlculs es fan considerant que ens posem uns dos mil·ligrams de protector per centímetre quadrat de pell. I això és molta crema! Per fer-ho correctament ens hauríem de posar uns 30 grams de protector cada vegada.

A la pràctica és millor no refiar-se cegament del número de factor de protecció que posa el pot i considerar que en realitat obtindrem la meitat o menys de protecció. I és que pensar que estàs protegit, quan en realitat no ho estàs tant, pot ser molt perillós.

Ara ja estem morenos, el Sol no crema tant i és menys greu, però el proper any cal tenir-ho en compte!

divendres, de setembre 05, 2008

L'ombra de sa majestat és allargada

A principis del segle XVIII estava passant un fet interessant a Europa. La població de rates, que històricament havia sigut de rates negres Rattus rattus anava sent substituïda per una altra espècie de rates, la rata comuna (o rata marró) Rattus norvegicus. Aquestes nouvingudes provinents de l’Àsia eren més adaptables que les rates originals i van començar a proliferar amb molt èxit. Això va fer que esdevinguessin un problema fins i tot pels europeus d’aquells temps, acostumats a viure en condicions higièniques discutibles.

De fet, la població de rates va créixer tant que a Anglaterra, per tal de controlar-ne l’excés, es va crear un nou ofici: el de caçador de rates. I, com no podia ser d’altra manera, a palau hi havia el “Caçador de Rates Reial ” (Royal rat catcher).

Doncs bé, un d’aquests caçadors de rates reials es deia Jack Black i, a mitjans del segle XIX, treballava al servei de la Reina Victòria d’Anglaterra. En Jack Black, a més d’eliminar les rates, també en capturava de vives per un joc que tenia un cert èxit en aquells temps: Concursos de gossos caçadors de rates. Es tractava de deixar anar unes quantes rates en un tancat i veure quin gos en matava més en menys temps. Eren altres temps.

Però quan en Jack Black capturava rates amb alguna característica peculiar, les guardava per criar-les i vendre-les com animals de companyia. Això, que d’entrada ens pot fer angunia, no és tant estrany. Encara avui hi ha llocs on les rates es venen junt amb ratolins, hàmsters, conills o tortugues com animals de companyia. Quan porten unes quantes generacions en captivitat tenen un comportament molt diferent de les rates de claveguera. De fet, actualment hi ha associacions de criadors de rates i ratolins igual que n’hi ha altres de peixos d’aquari o d’ocells.

Doncs en aquell temps, sembla que a les dames de palau els feia molta gràcia disposar d’una gàbia amb un parell de rates de colors sorprenents, com ara albines, grogues o amb taques. Diuen que una de les clientes de Jack Black va ser l’escriptora Beattrix Potter, i una altra va ser la pròpia Reina Victòria.

Amb els anys, la moda de tenir rates com mascotes va anar desapareixent, però en aquell temps era un fet habitual. Per això, en Jack Black va vendre una partida de rates albines a una botiga de mascotes francesa. I resulta que, molt poc temps després, aquests distribuïdors d’animals van servir un grup de rates albines a un institut mèdic dels Estats Units. L’institut Wistar de Filadélfia.

Aquest institut, que forma part de la Universitat de Pennsylvania, va començar a criar aquells animals, per fer experiments del que ara anomenem biomedicina. Les rates albines eren més dòcils que les salvatges, i a base de criar-les entre elles generació rere generació van acabar per ser genèticament molt homogènies. Això feia que els experiments fossin més reproduïbles que si agafaves cada vegada un tipus de rata diferent.

Doncs aquella soca de rates ara es coneix com la “Rata Wistar” i va ser la primera soca ben establerta que es va fer servir per l’experimentació mèdica. Actualment les rates Wistar es poden trobar als laboratoris d’arreu del món. Després es van anar establint altres soques amb diferents característiques. Les rates Sprague-Dawley, les rates Lewis, les rates Zucker... que s’adapten millor a un tipus d’estudis o altres. Però les Wistar van ser les primeres.

Per això, quan veieu imatges de científics treballant amb unes rates blanques, és molt probable que siguin rates Wistar. Nosaltres mateixos les fem servir al laboratori.

I això té la seva gràcia, perquè la propera vegada que agafi una rata tindré ben present que és descendent d’un d’aquells animals capturats per Jack Black al servei, ni més ni menys, que de Sa Majestat la Reina Victòria d’Anglaterra.

dijous, de setembre 04, 2008

Les lliçons d’un bolígraf

Una de les llegendes més conegudes de l’exploració espacial és la del bolígraf de l’espai. Si busqueu per internet la trobareu en unes quantes versions més o menys divertides, però un resum vindria a dir:

“Durant la cursa espacial, als anys 60, la NASA va afrontar un problema important. Els astronautes necessitaven un bolígraf per poder escriure a l’espai. Però en absència de gravetat la tinta no fluiria. En conseqüència van posar-se a resoldre el problema i, després d’invertir 1,5 milions de dòlars i uns pocs anys, van desenvolupar un bolígraf que contenia un dipòsit de gas per empènyer la tinta i que permetia escriure a gravetat zero, cap per avall i de totes les maneres possibles. És el “bolígraf espacial”.

Els soviètics van haver de resoldre el mateix problema. Van mirar sobre la taula i immediatament van trobar la solució:

Van fer servir un llapis.”

De fet, es poden trobar diferents versions semblants, com si fos un “meme” que va evolucionant en l’ecosistema virtual. N’hi ha que afirmen que la NASA va encarregar-ho a una consultoria., que van trigar deu anys, que no era 1,5 sinó 12 milions de dòlars... N’hi ha per a tots els gusts, però la idea és la mateixa. La manera com es van complicar la vida cercant respostes d’alta tecnologia a un problema que podia afrontar-se amb tecnologies simples barates i conegudes.

Realment, el missatge de la història és molt clar, únicament cal tenir present que la història en si mateixa és falsa, un mite, una llegenda urbana.

Encara que a la resta del món ens encanta riure'ns de l’infantilisme dels americans, és ridícul pensar que fossin tant curtets. I la realitat és que ells també feien servir llapis al principi dels vols tripulats a l’espai.

Ara bé. Si us fa gràcia un bolígraf espacial si que el podeu comprar. Perquè hi ha una empresa (que no té res a veure amb la NASA) que els ha fabricat i comercialitzat. Per desgràcia, a la web indiquen que no fan enviaments internacionals, però si passeu pels Estats Units sempre us podeu firar amb un record d’alta tecnologia.

El cas és que hi ha astronautes que se l’han comprat per portar-lo en missions orbitals. Entre ells l’espanyol Pedro Duque.

Però el que trobo millor va ser un text que va escriure el mateix Pedro Duque des de l’espai i que van publicar uns quants diaris. La segona vegada que va anar a l’espai ho va fer des d’una nau Soyuz russa. Allà el seu instructor li va donar, lligat en un cordillet un bolígraf normal i li va explicar que, en realitat, els russos sempre havien fet servir bolis normals quan anaven a l’espai. En Pedro Duque el va agafar i, segons explica, també en va agafar un dels de propaganda de l’Agencia Espacial Europea (per si els bolis russos tenien algun secret amagat).

Doncs el cas és que el boli normal funcionava perfectament a l’espai! No és cert que la gravetat zero impedeixi que la tinta del bolígraf flueixi!

En desconec el motiu. Potser la tensió superficial sigui suficient per forçar la tinta a sortir. A la Terra la gravetat ho impedeix, però a l’espai potser no.

En tot cas, aquesta història real ens dóna un missatge que tampoc té desperdici i que el mateix Pedro Duque apunta: De vegades pensar massa les coses, donar-hi massa voltes, tampoc és un bon sistema. El millor és anar i provar-ho.

Ep! I amb això no vull dir que les coses no calgui pensar-les abans. Però únicament amb raonaments no podem anar massa lluny. A un nivell més elevat podríem dir que la filosofia per si sola no ens resoldrà res. Però la ciència sense uns plantejaments raonats tampoc és un bon camí. Per això aquests dos camps del coneixement, la filosofia i la ciència, resulten tant interessants i complementaris.

No deixen de ser l’art de plantejar les preguntes i l’art de trobar les respostes.