La flecha del tiempo

Aunque quizá sea algo en lo que usted piensa sólo cuando está de un humor raro, sabe intuitivamente que el tiempo tiene una dirección. Siempre va desde el pasado al presente y al futuro, y en cuanto usted se centra en el momento presente, ya se está deslizando en el pasado. Quizá la secuencia pasado- presente-futuro sea inalterable, pero diferentes culturas tienen distintas formas de visualizar el flujo del tiempo. La mayoría de los lectores consideran probablemente que el pasado es algo que dejan detrás de ellos y que el futuro es algo que está por delante. Sin embargo, existe una cultura africana que habla del pasado como algo que está por delante de ellos, porque puede verse, y del futuro como algo que está detrás de ellos, porque no se puede ver.

Cualquiera que sea la forma en que se describa el tiempo, la esencia de la flecha del tiempo está en su irreversibilidad. Salvo en algunas raras ocurrencias en el nivel subatómico, los sucesos no pueden invertirse en el tiempo. Esto se hace evidente –y es motivo de risa- cuando una película se proyecta hacia atrás. Nada parece plausible. El agua derramada trepa y se introduce de nuevo en el vaso; los automóviles “deschocan” y los parachoques se alisan; la nieve asciende al cielo, dejando el suelo desnudo.

La irreversibilidad del tiempo está relacionada con la entropía, la tendencia del orden hacia el desorden. El agua derramada y el automóvil abollado están menos ordenados que el agua en el vaso y el automóvil liso. Incluso la nieve que cae desde el cielo está menos ordenada que la nube en la que se originó. De la misma forma que no hay ninguna ley física que diga que el desorden no puede ir hacia el orden, no hay ninguna ley física que diga que los sucesos no pueden suceder al revés. Se trata sólo de que la probabilidad es extraordinariamente baja: tan increíblemente pequeña que es muy poco probable que ocurra.

La probabilidad de que cualquier conjunto de moléculas que haya ido del orden al desorden regrese espontáneamente al orden es muy baja porque hay muchas más configuraciones desordenadas que ordenadas. Si usted derrama el azúcar de un azucarero, el número de configuraciones desordenadas que pueden tomar las moléculas de azúcar en el tablero de la mesa es prácticamente infinito. Pero el número de configuraciones que podrían considerarse ordenadas, tales como una forma esférica o las letras de su nombre, son tan pocas que si usted viera en efecto que el azúcar formaba una bola o deletreaba su nombre, usted pensaría probablemente que estaba sufriendo alucinaciones.

Muy bien; así que no es probable que usted vea la inversión del tiempo en la mesa del comedor. Pero ¿qué pasa en una escala más grande, la más grande posible: el universo? Aunque prácticamente todos los científicos creen que el universo se formó en el Big Bang y ha estado expandiéndose desde entonces, algunos creen que es probable que continúe expandiéndose para siempre, mientras que otros creen que en algún momento colapsará de nuevo sobre sí mismo. ¡Una película proyectada hacia atrás! Semejante colapso sería una forma de inversión temporal. Pero existe otro aspecto de la flecha del tiempo: el cerebro humano y la psicología humana. Tenemos una sensación subjetiva del tiempo; la mayoría de nosotros sentimos que se está moviendo hacia adelante. Así que incluso si llegásemos a estar aquí el tiempo suficiente y sobreviviéramos al colapso del universo, seguiríamos experimentando la secuencia de sucesos tal como corre en nuestro tiempo familiar: hacia adelante.

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Raymond S. Tomlinson- El inventor del correo electrónico

Las posibilidades que ofrece una interconexión prácticamente instantánea entre ordenadores debió rondarle en la mente a los primeros creadores de máquinas capaces de calcular mucho más deprisa que nuestra mente, sobre todo cuando esas máquinas comenzaron a hacer muchas más cosas que simplemente calcular. Pero las dificultades del lenguaje de programación constituyeron desde el principio una barrera casi infranqueable para que las sofisticadas máquinas que llamábamos inicialmente, con cierta ingenuidad, cerebros electrónicos pudieran estar al alcance de cualquiera.

Muchas mentes geniales consiguieron poner la informática al nivel actual de consumo por personas sin preparación informática previa. Tanto desde su aspecto más técnico –lo que se designa con el anglicismo de hardware-, como en sus sistemas operativos y sus programas de aplicación –el software-. Lo cual requirió innovadores en todas esas ramas de unos saberes nuevos que implicaban a matemáticos, lingüistas, físicos, ingenieros e inventores.

Aun así, el acelerado desarrollo de la informática y sus aplicaciones acabó exigiendo la posibilidad de contactar con personas, al estilo del clásico correo postal pero a través de los ordenadores, de forma asequible y sencilla, y con un alcance universal; algo que pudo ser posible con la llegada de Internet. Es probable que el máximo responsable de que ese tipo de correo informático haya sido no solo posible sino algo incluso banal sea un ingeniero norteamericano apellidado Tomlinson.

Raymond Samuel Tomlinson nació en Amsterdam, una pequeña ciudad del estado de Nueva York, en 1941. Se graduó en Ingeniería Eléctrica a los 22, y después entró como colaborador en el MIT para trabajar en la síntesis electrónica de la voz humana. Corría el año 1965 y uno de los retos de la entonces incipiente industria electrónica consistía en modular de forma electrónica sonidos reales para producirlos mediante sintetizadores. Dos años después entró en la empresa BBN Technologies, una consultora que colaboraba con el MIT en temas de electroacústica. BBN se había hecho famosa en 1963 cuando realizó un análisis acústico del asesinato de Kennedy, ayudando así a localizar de dónde procedían los disparos. Más adelante sería aun más famosa cuando pudo recuperar los 18 minutos borrados de las cintas del caso Watergate, ya en 1972.

El caso es que Tomlinson acabó ocupando enseguida cargos de responsabilidad; en la actualidad es uno de los máximos responsables de BBN, que acabó convirtiéndose en una de las principales consultoras informáticas del Departamento de Defensa estadounidense. Debido a esa proximidad con la cúpula militar norteamericana la empresa pudo obtener el contrato de creación de los primeros IMP, los ordenadores intermedios que servirían como lo que hoy llamamos routers en el embrión del Internet militar denominado ARPANet (iniciales de Advanced Research Projects Agency Network, “Red de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados”). Dicha red unía diferentes organismos norteamericanos en los primeros años setenta; los usuarios, que solo eran militares o empresas contratistas de aquéllos, tenían sus ordenadores conectados a alguno de los servidores IMP.

Ray Tomlinson tenía por aquellas fechas el encargo de diseñar programas capaces de enviar ficheros desde un ordenador a otro, usando aquella primitiva (que por aquel entonces parecía el no va más de la tecnología) red militar. La idea era enviar esos ficheros conectando los ordenadores entre sí, con el fin de aumentar la capacidad de transmisión y el radio de acción de la comunicación. Y así fue como apareció el primer programa rudimentario de lo que hoy llamamos correo electrónico, el SNDMSG; una apalabra impronunciable que en realidad es un sencillo acrónimo de “enviar mensajes”, en inglés send message.

Aquel primer programa tenía un problema muy serio: trabajaba como los actuales e-mails, pero sólo podía ser usado en una máquina. La gente que trabajaba en esa máquina podía dejarle los mensajes a otros usuarios, almacenados en una especie de buzón de la red, que eran unos sencillos directorios con el nombre del destinatario. Parece muy poco útil, desde la perspectiva actual, pero hay que considerar que hace cuarenta años había poquísimos ordenadores, y se trataba de máquinas enormes que ocupaban habitaciones enteras. Por otra parte, enviar archivos informáticos a través de los impulsos eléctricos del teléfono exigía hacer compatibles ambos sistemas; algo obviamente complicado y que requirió mucho ingenio…y tiempo.

Poco después, Tomlinson puso en marcha otro proyecto, CPYNET (acrónimo e copy network; o, quien sabe, brillante y divertido juego fonético con spynet: “espía de la red”), un programa experimental para transferir ficheros desde una máquina a otra conectada a través de un cable telefónico. De hecho, en cuanto consiguió un programa que pudiera hacer tal cosa, hacia 1971, enseguida se dio cuenta de su potencial: bastaba unir las capacidades del sistema SENDMSG con la posibilidad de envío de archivos de CPYNET, para poder remitir mensajes de todo tipo de ordenador a ordenador –aunque éstos estuvieran muy alejados-, gracias a la conexión de ARPANet por línea telefónica.

Las primeras pruebas consistieron en el envío de palabras del tipo QWERTYUIOP, las letras superiores del teclado de una máquina de escribir. En la dirección del envío utilizó el símbolo @ para separar el nombre del destinatario del correo de la dirección del ordenador. Fue, de hecho, el primer correo electrónico, aunque luego Tomlinson confesaría que en aquel momento aquello le pareció curioso, pero no demasiado útil.

El uso del signo arroba, @, fue bastante casual. En inglés era el símbolo comercial de “at” utilizado, por ejemplo, para aclarar el coste por unidad del contenido de un recipiente grande. Por ejemplo, si un barril de cerveza contenía 50 galones a un precio de 4 dólares el galón, simbólicamente se escribía 50gal @ 4$/gal. En España era el símbolo de la arroba, unidad de peso de origen árabe aproximadamente igual a 25 libras, la cuarta parte de un quintal. Equivaldría, aunque su valor variaba según las regiones, a unos 12 kilos.

Más adelante se crearon otros protocolos bastante más específicos y simplificados. Y ya en los años ochenta, ArpaNET se convirtió en Internet, con el nuevo protocolo TCP/IP. El auge de los ordenadores personales, la web de Tim Berners-lee, ya a finales de los ochenta, y la posterior expansión de la microinformática y la telefonía inteligente han hecho del correo electrónico que diseñara Tomlinson hace cuarenta años el auténtico protagonista de la comunicación interpersonal a través de Internet. Lo que incluye ahora incluso a sistemas aún más sofisticados para enviar mensajes a grupos de amigos (por ejemplo, Facebook o Twitter y, en telefonía móvil, Whatsapp).

Ray Tomlinson ocupa el puesto de ingeniero principal de BBN desde 1987. Ha desarrollado para su empresa en estos últimos decenios diversas mejoras en protocolos de comunicaciones, servidores de información en vídeo y sistemas de teleconferencias multimedia, además de programas militares de logística y programas de seguridad en el floreciente comercio electrónico en red.

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¿Qué pasa si un astronauta se desprende de la nave durante un paseo espacial?

Nunca ha sucedido, y la NASA confía en que nunca suceda. Pero, por si acaso, los astronautas no suelen flotar libremente en el espacio. En el exterior de la Estación Espacial Internacional siempre permanecen anclados a la nave con un amarre de acero dotado de una fuerza de tracción de 499 kg. Si el paseo espacial es de dos personas, a menudo van amarradas entre sí.

Si los amarres fallaran, los astronautas tienen un asombroso plan B: Cinturones cohete. Cada uno de ellos lleva un SAFER (Ayuda Simplificada para Actividades Extravehiculares de Rescate), una mochila dotada de un sistema de eyección de nitrógeno incorporado que puede redirigirlo de nuevo hacia la estación.

Evidentemente, el SAFER solo es operativo si el astronauta está consciente. Pero, ¿y si recibe un golpe en la cabeza, se desprende el amarre y no puede accionar la mochila? El brazo robótico de la estación no suele estar al alcance del astronauta, y se mueve demasiado despacio como para remolcar a alguien. Los vehículos Soyuz necesitan un día entero para ponerse en marcha y desacoplarse. Para entonces, los filtros de dióxido de carbono que hay en el interior del traje se habrán agotado, y el astronauta habrá muerto asfixiado. Y el ISS no puede redireccionar su cohete de posicionamiento con la suficiente rapidez como para atrapar al astronauta.

En el peor de los casos, la única opción de rescate es que un segundo astronauta una los extremos de varios amarres, los fije a la estación y utilice su SAFER para llegar al encuentro de su compañero y conducirlo hasta la nave. Ciertas condiciones podrían facilitar el rescate. Si un astronauta flotase más o menos en ángulo recto a la órbita de la nave, las leyes de la dinámica orbital (demasiado complejas para explicarlas aquí) harían que volviese a la estación al cabo de una hora.

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TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES – Medios de depuración

El agua es un elemento indispensable para la vida. Por desgracia, está desigualmente repartida entre las distintas poblaciones humanas: mientras media humanidad se muere de sed, las modernas sociedades industriales la derrochan torpemente. Pero cuanta más agua utilizamos, más agua convertimos en desecho, lo que supone la contaminación de las aguas que vamos a seguir necesitando. Los distintos sistemas de tratamiento de aguas residuales intentan que éstas no envenenen, poco a poco, aquellas que necesitamos para vivir.

En tan sólo un par de siglos, el crecimiento de la población junto con el imparable desarrollo industrial han aumentado de manera espectacular el volumen de aguas residuales, aquellas capaces de transportar residuos sólidos o líquidos derivados de actividades humanas tanto de tipo industrial como doméstico. El destino de las aguas residuales suele ser ríos y lagos, aguas superficiales desde las cuales, por filtración, se alcanzan las subterráneas. De esta manera, la contaminación avanza inexorablemente, llegando prácticamente a cualquier rincón.

El Po ha visto enfermar sus aguas en apenas tres décadas. Actualmente, se calcula que, además de lo aportado por los desagües urbanos, alrededor de 65 toneladas de mercurio, 243 toneladas de arsénico, 485 de plomo y otros metales pesados y diversos productos sintéticos de difícil degradación entran en este río cada año.

La gravedad del problema generado por las aguas residuales depende de un buen número de aspectos, uno de los cuales es el de la llamada demanda biológica de oxígeno. Las aguas residuales contienen una cantidad importante de materia orgánica aportada por efluentes domésticos o industriales. Su descomposición por las bacterias aerobias –aquellas que “trabajan” consumiendo oxígeno –provoca situaciones de anoxia; es decir, una disminución del contenido de oxígeno que, en la mayoría de los casos, ocasiona la muerte de una buena parte de la vida acuática. Cuando el oxígeno se agota, la descomposición de la materia puede seguir realizándose a través de las bacterias anaerobias, pero se origina mal olor y color en sus aguas.

El mar Mediterráneo, por ejemplo, ha adquirido su particular equilibrio a través de sus 5 millones de años de historia. Es un mar pobre en nutrientes debido en parte a la temperatura relativamente alta de sus aguas, que hace que el oxígeno no se disuelva con tanta eficacia como lo hace en los mares fríos.

Pero las aguas residuales de las ciudades llegan a él a través de las cloacas, generalmente sin depurar, con sus correspondientes aportes de fosfatos y nitratos –nutrientes esenciales-, y provocan un fenómeno conocido como eutrofización. Este aporte extra de nutrientes propicia un crecimiento anormal tanto de las algas unicelulares –el fitoplancton- como de las algas macroscópicas. Un aumento de las primeras enturbia el agua, hecho que impide a los rayos solares transmitir su energía a los organismos fotosintéticos que viven a mayor profundidad, lo que supone su extinción. Al morir y descomponerse tanto las algas pluricelulares como las plantas superiores adaptadas al mar, la demanda de oxígeno de las bacterias descomponedoras aumenta, lo que origina un déficit de consecuencias mortales para la mayor parte de la vida acuática.

El crecimiento desmedido de población –sobre todo la que se asienta junto a las costas-, unido a la escasez de recursos económicos para un desarrollo urbano menos agresivo, ha supuesto la puesta en servicio de cauces semejantes a gigantescas fuentes cuyos caños vierten sus aguas contaminadas de manera incesante. Cerca del 80% de las aguas residuales no han sido tratadas cuando llegan al mar.

Por desgracia, muchas estaciones depuradoras en las que se han invertido considerables sumas de dinero han fracasado a consecuencia de una mala manipulación y de un coste de mantenimiento muy elevado.

Existen, no obstante, técnicas de bajo coste que permiten buenos resultados de depuración. El lagunaje es una técnica basada en la retención de las aguas en lagunas artificiales para producir transformaciones biológicas –a través de bacterias específicas- que afectan a las sustancias en suspensión. Estas aguas han de ser estancadas para evitar cualquier clase de fuga, lo que se consigue utilizando materiales de tipo arcilloso en el recubrimiento del fondo y de los laterales. La ventaja de esta técnica es que requiere poco o ningún gasto energético. Además, está basado en un proceso natural que puede adaptarse al medio agrícola al utilizarse el lodo resultante como abono.

Normalmente, se disponen varias balsas en serie. El agua depurada puede utilizarse en estanques destinados al cultivo de peces aptos para consumo humano, lo cual da una idea de la calidad de depuración realizada por estas técnicas.

Los filtros verdes son zonas agrarias en las que las aguas residuales son vertidas con objeto de conseguir su depuración a través de una compleja cadena de procesos físicos, químicos y biológicos. Por lo general, estas áreas están pobladas por árboles capaces de vivir en ambientes muy húmedos, como los chopos.

De la materia orgánica aportada por las aguas se sustenta la comunidad biológica del terreno –desde las bacterias hasta los árboles-, obteniendo de ella la energía necesaria para vivir. Lógicamente, el agua que llegue a un filtro verde no puede contener componentes industriales que afecten negativamente a esta comunidad.

Existen técnicas de tratamiento que, aun consumiendo energía en el proceso, ésta no supone un gasto demasiado importante. Los contactores biológicos son un curioso sistema de depuración en el que diversos cilindros o discos con un radio de 1 o 1,5 metros albergan, sobre su superficie, una colonia de bacterias de hasta 2 mm de espesor.

Los cilindros, al ser rotatorios, sumergen a las bacterias en el agua que va a ser tratada durante un 50% del tiempo. Durante este periodo, estos microorganismos realizan su labor de limpieza, mientras que, durante el tiempo restante, la rotación del cilindro saca a la colonia fuera del agua para que se oxigene y se recupere. Estos cilindros o discos, que consumen unos 8 kilovatios a la hora por persona y año, poseen una comunidad biológica sensible tanto a los cambios de temperatura como a las posibles precipitaciones, por lo que conviene instalarlos bajo una cubierta protectora.

Adecuar las aguas residuales a cualquier tratamiento exige una serie de pasos para separar de las aguas aquellos elementos que pudieran obstruir o inhibir las operaciones que han de realizarse en las estaciones de depuración. Durante el cribado, las aguas que han de ser tratadas pasan por una serie de barrotes con una separación de entre 5 y 10 cm, que detienen las piedras o los trozos de madera superiores a ese tamaño. Tras las cribas, los desarenadores separan partículas de tamaños superiores a 0.25 mm.

Los desengrasadores separan el agua de las grasas y se utilizan para evitar posteriores envenenamientos de ulteriores procesos, ya que una capa de aceite puede llegar a aislar el agua de los efectos oxidantes del aire. Normalmente, la separación de ambas sustancias se consigue mediante un proceso de aireación. El aire se adhiere a las partículas de aceite, aumentando la flotabilidad de éste. Así se consigue una especie de manta en la superficie, que puede retirarse con mayor facilidad.

Nuestro planeta posee una característica que no tiene ningún otro conocido: su superficie está cubierta, en más de un 70%, de agua. Seguramente, esto debe parecer una broma pesada para todos aquellos seres humanos que sobreviven penosamente con una escasez que, en muchas ocasiones, los lleva a la muerte. Este hecho debería llevarnos a una seria reflexión y a una utilización del agua mucho más racional y más inteligente.

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¿Cuánto tardarían las pirañas en comerse a una persona?

Después de un viaje a la selva amazónica, el presidente Teddy Roosevelt dijo haber visto a un grupo de pirañas devorar una vaca en pocos minutos. Tuvo que haber sido un buen banco de pirañas o una vaca muy pequeña. Se necesitarían entre 300 y 500 pirañas para devorar toda la carne de un humano que pesara 80 kg en cinco minutos. Pero, ¿podría ocurrir alguna vez?

La cuestión es que las pirañas tienen mala fama. Sí, son unos bichos carnívoros con los dientes afilados. Es como si tuvieran la boca llena de escalpelos pero, aun así, los casos de pirañas que muerdan a humanos son extremadamente raros. La mayoría de ellas se contentan con otros peces y con plantas.

En general, si no incordias a este pez dentudo, él hará lo mismo por ti. Pero si decides darte un baño en el Amazonas, asegúrate de no tener ninguna herida abierta porque el olor de la sangre atrae a las pirañas.

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