Los avances científicos y tecnológicos que se están dando en la Cuarta Revolución Industrial y la Era del Conocimiento prometen transformar el mundo. Algunos de los más impresionantes se reseñaron en la entrega anterior (impresión 3D, robótica, 5G, inteligencia artificial, internet de las cosas, computación cuántica). Con la ayuda de Wikipedia y la web, en esta entrega añadimos otros avances revolucionarios al paquete.
El grafeno “es una sustancia compuesta por carbono puro, con átomos organizados en un patrón regular hexagonal, parecido al grafito. Es un material casi transparente. Una lámina de un átomo de espesor es unas 200 veces más resistente que el acero actual más fuerte, siendo su densidad más o menos la misma que la de la fibra de carbono, y unas cinco veces más ligero que el aluminio.” “Las publicaciones especializadas rebosan de artículos en los que se atribuye a esta estructura de carbono cualidad de «panacea universal» en la tecnología para reemplazo de dispositivos de silicio por grafeno.” “Además, el grafeno carece de una banda de resistividad, propiedad esencial que le es inherente al silicio. Eso implica que el grafeno no puede dejar de conducir electricidad: no se puede apagar.”
En medicina, “el óxido de grafeno, una forma modificada del grafeno actúa como agente anticancerígeno que se dirige directamente a las células cancerosas. Gracias a esto el grafeno podría ser usado para disminuir tumores y prevenir la propagación del cáncer.” “Está en fase de investigación el uso de una lámina de grafeno con poros de 1,8 nm para sustituir las membranas en el proceso de ósmosis inversa para la desalinización del agua. Sus agujeros son tan pequeños que las moléculas de agua pueden pasar, pero no las de la sal. Según las investigaciones actuales se obtendrían eficiencias mucho mayores que con las membranas actuales, y se tendrían requerimientos menores de energía.” (Para un destino turístico como el nuestro esto es muy prometedor.) (Video Grafeno) Sin duda, el grafeno tendrá también revolucionarias aplicaciones en los cables de alta velocidad, super baterías eléctricas, auriculares y altavoces más que profesionales, pantallas táctiles flexibles y cámaras fotográficas mil veces más sensibles.
En el campo de las energías, las centrales nucleares de fusión y fisión prometen generar electricidad a bajísimo costo con la manipulación de los núcleos atómicos. La fusión nuclear es la combinación de núcleos ligeros para crear uno más grande y pesado, mientras la fisión nuclear es la separación de un núcleo pesado en núcleos más pequeños. La fusión de dos núcleos atómicos libera grandes cantidades de energía. “La mayoría de estudios existentes para el diseño de una central nuclear de fusión usan las reacciones de fusión para generar calor, que hará funcionar una turbina de vapor que a su vez activarán los generadores para producir electricidad, de forma similar a como ocurre actualmente en la centrales térmicas que usan combustibles fósiles o en las centrales nucleares de fisión, pero con la gran ventaja de que el impacto ambiental será considerablemente menor ya que por ejemplo, medio kilo de hidrógeno (muy abundante en la naturaleza, ya que forma parte del agua) produciría unos 35 millones de kilovatios hora.”
La energía nuclear que se produce actualmente, sin embargo, es energía de fisión. Los altos costos de inversión de esas centrales las hace poco atractivas. Pero “Bill Gates, cofundador de Microsoft, decide apostar por la fisión nuclear mediante la creación de un revolucionario diseño de reactor. Un dispositivo con energía nuclear inagotable, renovable y altamente económica en cantidades suficientes para cerca de 10.000 millones de personas. Y, lo mejor de todo, no se podrá usar para la creación de armas, ya que el plutonio creado durante la fisión será reutilizado como combustible.”
La física de partículas “es la rama de la física que estudia los componentes elementales de la materia y las interacciones entre ellos. Se conoce a esta rama también como física de altas energías, debido a que a muchas de estas partículas solo se les puede ver en grandes colisiones provocadas en los aceleradores de partículas. En la actualidad, las partículas elementales se clasifican siguiendo el llamado modelo estándar en dos grandes grupos: bosones y fermiones. Los bosones tienen espín entero (0, 1 o 2) y son las partículas que interactúan con la materia, mientras que los fermiones tienen espín semi entero (1/2 o 3/2) y son las partículas constituyentes de la materia.” La física de partículas tiene ya muchas aplicaciones en la medicina, la tecnología de la información y la comunicación, el campo de la energía, en el arte y el patrimonio, en la educación, en la industria y en los retornos industriales.
La teletransportación es el proceso de mover objetos o partículas de un lugar a otro instantáneamente. “El teletransporte podría consistir en la descomposición de la materia en información, siendo ésta transmitida a otro lugar en el que se crearía una copia exacta del objeto teletransportado.” “Literalmente quiere decir «desplazar a distancia», lo que puede ser entendido como un desplazamiento que se produce sin necesidad de establecer contacto físico directo con el objeto para que este se mueva. Por ejemplo, si teletransportáramos la copia exacta de un ser humano, deberíamos destruir al original para que se considere teletransportado y no clonado.” “En 2009 ya se ha conseguido el teletransporte de masa considerable, en torno a unos 5000 átomos y la distancia de unos 23 kilómetros en Canadá. El método fue basado en la desaparición de materia a altas velocidades.” Sin embargo, algunos físicos dudan que se logrará este tipo de transporte en el futuro debido a la diferencia de la energía entre los objetos a ser teletransportados.
En el campo espacial, todo parece indicar que en este siglo tendremos colonias humanas tanto en la Luna como en el planeta Marte. Respecto a la Luna, EEU ha sido el único país que ha enviado misiones tripuladas para su exploración, logrando posar astronautas en ella. Pero ya son varios los países que han logrado enviar sondas exitosas a explorar su superficie (Unión Europea, China, India, Japón). Actualmente la NASA se propone enviar una misión no tripulada en el 2021 y lograr un aterrizaje tripulado en el 2024, utilizando la Estación Espacial Internacional como puerto intermedio. “Varios países han mostrado su interés por realizar de nuevo viajes tripulados a la Luna.” China, interesada en poder minar el helio-3 de la superficie lunar, “realizará misiones tripuladas en la primera mitad de la década de 2020. Japón, aunque considerablemente retrasado con respecto al programa espacial chino, planea una primera misión tripulada a la Luna para la misma década, así como el establecimiento de una base lunar permanente para 2030. La Agencia Espacial Europea también planea mandar misiones tripuladas a la Luna, dentro del Programa Aurora, lo mismo que la India, que ha desarrollado un plan que incluye un sobrevuelo tripulado de la Luna en 2014 y un alunizaje tripulado en 2020.”
La distancia entre la Tierra y la Luna es de apenas 385,000 kilómetros y se toma solo unas cuantas horas para que una nave terrestre llegue a su órbita. Pero explorar a Marte es una empresa más desafiante: la distancia promedio (dependiendo de su posición respecto al sol) es de 225 millones de kilómetros y una nave terrestre toma varios meses para llegar al planeta. Sin embargo, la NASA ha sido exitosa y ya ha aterrizado vehículos robóticos en su superficie (“rovers”) que han comprobado que el planeta estuvo cubierto por agua en el pasado. China ya envió una misión no tripulada en julio pasado que aterrizará una plataforma en el suelo marciano y de ella descenderá un vehículo robótico de exploración. Actualmente son varios los proyectos que se abocan a lograr aterrizajes tripulados en el futuro cercano y a establecer colonias permanentes de humanos, siendo el de la NASA un proyecto que lo combina con el uso de la Luna como estación de tránsito. Eso será otro salto histórico para la humanidad. La empresa aeroespacial SpaceX de Elon Musk, sin embargo, aspira a aterrizar a humanos en Marte para el 2024.