2. Tratamiento numérico de la información.

2.1. Sistema binario.

La base de los dispositivos generales es el microprocesador, que son minúsculos circuitos fabricados con silicio que detectan impulsos eléctricos. Un microprocesador asigna valores según detecte o no impulsos eléctricos.
Un bit es un dígito del sistema de enumeración binario. El sistema de enumeración decimal está representado por diez dígitos, mientras que en el binario se utilizan  tan solo dos dígitos, el 0 y el 1.

Una de las medidas más utilizadas en informática es el byte, unidad de información compuesta por 8 bits. El bit se suele representar con una b minúscula y el byte con una B mayúscula.

Si queremos convertir un número decimal al sistema binario, se debe dividir esa cifra entre 2 sucesivamente hasta llegar a 0.

130/2 = 65      -Resto= 0

65/2 = 32       -Resto= 0

32/2 = 16       -Resto= 0

16/2 = 8         -Resto= 0

 8/2 = 4          -Resto= 0

  4/2 = 2          -Resto= 0

  2/2 = 1          -Resto= 0

   ½ = 0            -Resto= 0 

Por lo tanto, nuestro número binario es el resultado de colocar los restos de derecha a izquierda, de modo que 130 en binario es 10000010.

Para el proceso inverso, pasar de binario a decimal, deberemos ir teniendo en cuenta el valor de cada bit e irlo multiplicando por su valor. A continuación os muestro una tabla que os lo explica mejor:

   N         7   6 5   4   3   2 1 0

Valor       1   0 1   0 1 1 0 1

Resultado: 27x1+26x0+25x1+24x0+23x1+22x1+21x0+20x1=173

2.2. Unidades del sistema binario.

Una vez que los archivos han sido digitalizados, su tamaño resulta de gran importancia tanto para su almacenamiento como para su transmisión. Por ejemplo, en un texto un carácter equivale a un byte. En la siguiente tabla podemos ver las principales unidades y el número de bytes a que equivalen:

• 1 byte (B) es igual a 8 bits.
• 1 kilobyte (KB) es igual a 1.024 bytes.
• 1 megabyte (MB) es igual a 1.024 kilobytes.
• 1 gigabyte (GB) es igual a 1.024 megabytes.
• 1 terabyte (TB) es igual a 1.024 gigabytes.
• 1 petabyte (PB) es igual a 1.024 terabytes.

Cuando hablamos de la importancia del tamaño de los archivos, debemos mencionar la opción de compresión de archivos. Al comprimir un archivo su tamaño puede llegar a reducirse hasta en un 90%.

2.3. Digitalización de la señal.

Una señal analógica es aquella  que puede tomar múltiples valores de amplitud y frecuencia. Un ejemplo de dispositivo analógico sería un micrófono.

En cambio, una señal digital es aquella que toma una serie de valores concretos del sistema binario. Digitalizar significa transformar cualquier tipo de información en valores numéricos correspondientes a los pares binarios 0 y 1, ya se trate de texto, música, imagen, vídeo, etc.

El proceso de digitalización consta de tres fases principales:

1. Muestreo: a partir de la señal analógica de la que disponemos se toman una serie de muestras cada cierto tiempo. De esta forma cuantas más muestras se tomen, más similar será la señal digital a la original y tendrá mayor calidad. Aunque si cogemos más se requerirá mayor tiempo, más recursos de la máquina y mayor será el tamaño del archivo resultante.

2. Cuantificación: en este paso se miden los valores de tensión de cada una de las muestras obtenidas y se les hace corresponder un número decimal en función de la escala que se utilice.

3. Codificación: posteriormente los valores decimales obtenidos se convierten a código binario.

2.4. Digitalización de la imagen.

Con el paso del tiempo se han ido desarrollando cámaras digitales que mejoran la calidad de las analógicas. Por otra parte, el formato digital presenta ventajas como un mejor almacenamiento de las fotos, la observación de las fotografías de forma instantánea y facilidades para su intercambio y retoque fotográfico. La calidad de una cámara fotográfica digital se mide por el número de píxeles que ofrece. Una imagen consiste en un conjunto de puntos llamados píxeles; por lo tanto, el píxel es el componente más pequeño de la imagen digital. Para conocer el número de  píxeles o la resolución se multiplica el número de píxeles de alto por el de ancho.                                                            Una imagen digital también está basada en unos y ceros, por lo que la calidad final dependerá igualmente del número de bits que se elijan para representar cada píxel.                                                                                                                                                Algunas imágenes son comprimidas para mejorar su almacenamiento e intercambio. Por un lado, existe la compresión sin pérdidas en la que la imagen resultante es igual a la imagen sin comprimir. Por otro lado, tenemos la compresión con pérdidas, aunque solo notaremos esta pérdida de calidad si realizamos grandes ampliaciones de la imagen.

Existen diferentes formatos de archivos:

• En la compresión sin pérdidas tenemos los formatos de alta calidad utilizados en cámaras digitales: TIFF y RAW, y otros de peor calidad como GIF, PNG y PSD.

• En la comprensión con pérdidas el formato de archivo más conocido es el JPG o JPEG.

2.5. Digitalización del sonido.

Existen diferentes formatos utilizados para la digitalización de la señal de audio.                                                                                                 El formato de audio en CD fue desarrollado en 1982 por las empresas Sony y Philips, pero no se popularizó hasta los años 90, desplazando a los tradicionales casetes y vinilos.                                                        Sin embargo, en los últimos años ha surgido un formato que ha revolucionado el mundo de la música: el MP3. Este formato utiliza una técnica basada en las limitaciones del oído humano; por lo tanto, en los archivos MP3 las frecuencias inaudibles son eliminadas conservando la esencia del sonido.

Las diferencias de tamaño que presenta el formato MP3 en relación con el CD son considerables,  ya que mientras una canción en un CD ocupa unos 40 MB, en MP3 su tamaño se reduce a solo 4 MB. Esta fue la principal razón de su extensión, al resultar un formato ideal para su intercambio por Internet.

1. Procesamiento, almacenamiento e intercambio de la información.

La digitalización ha supuesto una revolución en el procesamiento, almacenamiento e intercambio de la información. Con ella se puede:
• Manejar grandes cantidades de información.
• Almacenar información en poco espacio físico e incluso e un espacio virtual.
• Realizar infinitas copias de la información con la misma calidad.
• A través de Internet es posible un rápido intercambio de la información entre los usuarios.

1.1. Cambios en el procesamiento de la información a lo largo de la historia.  

La teoría de la información enunciada por el ingeniero estadounidense Claude E. Shannon en su obra Teoría matemática de la información sienta las bases del tratamiento actual de la información.
En el siglo XVII Pascal inventó la primera calculadora que permitía realizar sumas. Treinta años después Leibniz inventó una calculadora que permitía realizar las cuatro operaciones fundamentales. En 1820, Baggage desarrollaría la máquina de diferencias y la máquina analítica.

En 1944 IBM desarrollaría el primer computador de la era moderna, el Mark I. se trataba de una computadora electromecánica completamente automática.

El ENIAC fue el primer ordenador completamente electrónico. Ocupaba todo el sótano de la universidad, consumía 200 kW de energía eléctrica y era capaz de realizar 5000 operaciones aritméticas por segundo.

En 1971 apareció el primer microprocesador, gracias a su versatilidad, que permitía realizar otras actividades además del cálculo, se pudo iniciar la comercialización de los primeros ordenadores personales a partir de 1975. Poco a poco, el precio de los ordenadores se fue abaratando, haciéndose accesible a todas las capas de la sociedad. Hoy en día su precio continúa bajando.

1.2. Cambios en el almacenamiento e intercambio de la información a lo largo de la historia.

En la Edad Media los libros se encontraban almacenados en los monasterios. Con la invención de la imprenta de Gutenberg en la Edad Moderna, los libros comenzaron a producirse en serie. La imprenta fomentó la creación y expansión de los periódicos.
Ya en el siglo XIX, la invención del fonógrafo y el gramófono permitió el almacenamiento del sonido. Con la llegada de la fotografía y el cine surgirían nuevas necesidades de almacenamiento de la imagen.

A principios de los años 60 la empresa IBM desarrolló el primer disco duro, que pesaba una tonelada y tenía 5 megabytes de capacidad.

Primer disco duro.                           

Posteriormente aparecerían las primeras cintas magnéticas portátiles, utilizadas para la grabación de sonido, vídeo y almacenamiento de datos informáticos. Pero tenían poca resistencia a las bajas y altas temperaturas, a los golpes y a la presencia de campos magnéticos.

La aparición del CD en los años 80 supuso un gran cambio, ya que permitía almacenar 650 megabytes de datos en una sola unidad; además posibilitaron la reproducción digital de música con mayor calidad y la realización de copias sin pérdida de e aquellas. Posteriormente llegaría el DVD, que permitía la reproducción de vídeos de alta calidad.

La tecnología sigue evolucionando y ya existe un nuevo formato a sustituir al DVD: el Blu-ray, que tiene una capacidad de almacenamiento de 50 gigabytes.

También están: las memorias portátiles de conexión USB o pendrive, dispositivos de pequeño tamaño que admiten varios gigabytes de información.

El boom se produjo con la extensión de Internet en los años 90, así como la  digitalización de toda la información.

1.3. Ventajas e inconvenientes de la digitalización.

Las principales ventajas de la digitalización son: 

• Las señales pueden ser amplificadas y reconstruidas.

• Permite realizar un infinito número de copias de idéntica calidad.

• Los dispositivos digitales tienen mayor durabilidad que los dispositivos analógicos.

• Los archivos digitales son fácilmente editables mediante cualquier tipo de aplicación.

• Permite almacenar cualquier tipo de información en gran cantidad de soportes.

• Resultan más económicos que los analógicos, ya que muchos de ellos son reutilizables.

• Con el paso del tiempo van evolucionando e incrementando su velocidad.

• Permiten grandes funcionalidades con un pequeño tamaño.

Sin embargo, también presentan algunos inconvenientes:

• Requiere de una conversión previa de analógico a digital y una decodificación posterior.

• La calidad digital nunca supera a la analógica.

• Su conversión depende mucho de la velocidad de las máquinas que la realicen.

• La recepción de los datos se demora unos instantes.

En Andalucía

El reciclaje del plástico agrícola.

La gestión de residuos de plástico agrícola en nuestra comunidad es un problema importante. En abril del año 2000 la Junta de Andalucía emitió un decreto que obligaba a las empresas agrícolas a responsabilizarse de sus residuos y a coordinar su recogida y reciclaje con un grupo de gestión. Este es la asociación CICLOAGRO, sociedad sin ánimo de lucro que agrupa a las principales empresas productoras de plástico que operan en España con el fin de realizar una adecuada gestión de los residuos de plásticos industriales que se generan en nuestro país.
En nuestros días Andalucía se encuentra en condiciones de reciclar casi el 100% de plástico agrícola. Las tres principales plantas de reciclaje de Andalucía son la de Los Palacios y Villafranca (Sevilla) y la de El Ejido (Almería).

El biodiésel en Andalucía.

Andalucía está en la cabeza en la producción y consumo de biodiesel en España. Numerosas empresas están invirtiendo en este combustible. Una de las empresas pioneras en la producción de biodiésel es BIDA. Esta empresa ha desarrollo y patentado una tecnología 100% andaluza que aún en fase de experimentación.

La Consejería de Innovación, Ciencia y Empresa ha apostado fuerte por los combustibles ecológicos y ha aprobado importantes subvenciones para incentivar a las empresas.

5. La gestión de los residuos.

La generación de residuos forma parte de la vida.
El problema con el que nos encontramos en la actualidad es la enorme cantidad de residuos sólidos urbanos (RSU) que generamos. Según datos del Ministerio de Medio Ambiente, en 1995 se generaron 15 millones de toneladas de RSU; en 2006 se había elevado a 22 millones. Esto se debe a tres causas:
• Los nuevos materiales.
• El exceso de embalaje (plásticos, cartones y papel, principalmente)
• El aumento del consumo.

Aunque el 100% de esta basura fuera orgánica y por tanto biodegradable, la naturaleza sería incapaz de absorber por sí misma esa cantidad de residuos.

El sistema tradicional de tratamiento de RSU se basaba en la recogida de la basura y su traslado a un vertedero o su incineración. Los problemas sanitarios asociados a este tipo de vertedero son graves: como consecuencia de la acción de las bacterias y de las altas temperaturas, la basura se descompone, produciendo lixiviados que se filtran por el subsuelo alcanzando los acuíferos, y gases como metano y dióxido de carbono.

Esta clase de vertedero sigue siendo abundante en España. Los gobiernos municipales han incluido entre sus propiedades su sustitución por vertederos controlados, que son grandes agujeros cuyo fondo y paredes han sido impermeabilizados con arcillas compactas. En estos vertederos la basura se va depositando en capas y se cubre con un manto de tierra para evitar la acción de las ratas y la proliferación de malos olores. Además, desvía los lixiviados a una planta depuradora y el metano a una planta pequeña generadora de energía eléctrica.

El reto es reducir la proporción de RSU que acaba en un vertedero. La incineración puede ser una opción aceptable siempre que las plantas incineradoras extremen las precauciones para evitar la difusión de los productos tóxicos resultante de la combustión. Las modernas incineradoras permiten aprovechar la energía generada y cuentan con sofisticados sistemas de filtrado y generan cenizas muy tóxicas que se deben depositar en vertederos especiales.

El futuro de nuestro planeta depende de nuestra capacidad para reciclar la totalidad de los RSU. El primer paso lo han dado los ayuntamientos de nuestras ciudades, que han puesto a nuestra disposición puntos limpios y servicios de recogida a domicilio para los residuos tecnológicos, además de un número creciente de contenedores selectivos.

El siguiente paso lo debemos dar todos nosotros. Esta grafica nos da una idea de la ventaja que en gestión de residuos nos llevan algunos países de la Unión Europea.

5.1. El compostaje de los residuos orgánicos.

Los residuos orgánicos constituyen menos del 50% de los RSU en España.

El componente orgánico puede ser compostado. El compostaje consiste en la descomposición de la materia orgánica en presencia de oxígeno y en condiciones de humedad y temperaturas controladas. El compost es un excelente abono natural que vuelve a ser demandado en la actualidad para potenciar la agricultura ecológica.

El problema del compostaje es que es imposible garantizar que los residuos orgánicos estén totalmente libres de metales pesados y otras sustancias tóxicas. Es muy fácil que en el proceso de separación se cuelen las pequeñas pilas de botón, que son tremendamente contaminantes. Por ello, es fundamentar no arrojar ningún tipo de pila o batería descargada a la basura. 

Las modernas plantas de compostaje cuentan con avanzados medios para medir la concentración de metales pesados en los residuos que reciben. Si este supera los niveles permitidos, los residuois son desechados.

5.2. El reciclaje del vidrio.

Las materias primas con las que se fabrica el vidrio son muy abundantes, por lo que no existe riesgo de que se agoten. Sin embargo, es muy importante reciclarlo por dos motivos:

• El vidrio es un material muy estable que tarda miles de años en descomponerse.

• La fabricación de vidrios a partir de materiales reciclados requiere un consumo energético menor.

El vidrio es reciclado al 100%. El proceso se inicia con la recogida selectiva y el traslado a la planta de reciclaje. Allí se lavan los envases y se desechan etiquetas, tapones y todo lo que esté mezclado con el vidrio, y se procede a una separación según el color.

A continuación, el vidrio es triturado hasta convertirse en un polvo fino denominado calcín. Los destinatarios del calcín son los fabricantes de envases de vidrio, quienes lo mezclan con arena, sosa y caliza y lo funden a unos 1500ºC.

5.3. El reciclaje de papel y cartón.

El proceso de reciclaje de papel y cartón es muy sencillo. Requiere de una recogida selectiva, lavado, eliminación de impurezas y separación;  fase se muele el papel y se mezcla con agua para producir una pulpa que tras su prensado y secado se convierte en papel reciclado.

El reciclado del papel resulta problemático. Hasta ahora ha sido imposible dar con un proceso de reciclado que produzca un papel de calidad semejante a la del papel fabricado con materias primas originales. No es posible eliminar la totalidad de la tinta, por lo que el papel resultante no será tan bueno como el original. Además, con cada reciclaje las fibras de celulosa se deterioran, lo que hace necesario mezclar la pulpa de papel reciclado con celulosa fresca para garantizar una calidad mínima.

Las ventajas son: el reciclado de papel contamina menos, consume menos energía, requiere una cantidad diez veces menor de agua y previene la deforestación.

5.4. El  reciclado de plásticos.

El término plástico hace referencia a toda una gama de polímeros. La dificultad del reciclado de los plásticos reside en su separación.

Los polímeros termoplásticos son teóricamente fáciles de reciclar: basta someterlos a un proceso de triturado cuyo resultado final es la granza, virutas de plásticos listas para su fundido y moldeo. Los polímeros termoestables son más problemáticos, ya que requieren un reciclaje a base de disolventes y otros agentes químicos.

En la práctica separar los plásticos resulta costoso, lo que incide negativamente sus posibilidades de reciclaje. Una solución es la madera plástica, un material con termoplásticos y madera.

El mayor esfuerzo de investigación está actualmente orientado al reciclaje químico. La industria petroquímica está invirtiendo en el desarrollo de técnicas químicas de reciclado que permitirían recuperar materias primas, a partir de la descomposición de plásticos usados.

5.5. El reciclaje de metales.

La minería es una actividad que requiere una elevada inversión en materiales y mano de obra. Otro inconveniente de los metales son lo riesgos laborales que conlleva su extracción: el sector minero presenta uno de los índices de siniestralidad más elevados del mundo laboral, por lo que extremar las medidas de seguridad contribuye a un aumento en el coste de la actividad minera.

La facilidad con la que se recuperan los metales sin merma alguna de calidad y el precio al que cotizan estos materiales ha hecho que el negocio de la chatarra genere grandes beneficios.

Las aleaciones ferrosas son las más fáciles de reciclar: basta un electroimán para separarlos del resto de residuos metálicos; a continuación son fundidos, convertidos en barras o lingotes y servidos a las diferentes industrias.

Otros metales no cuentan con la ventaja del ferromagnetismo, pero su reciclado es igual de rentable. Ejemplo: el cobre es de fácil recuperación, ya que no se encuentra mezclado con ningún otro material a parte del plástico aislante, y su precio es siempre alto.

El plomo y el estaño son metales muy fáciles de reciclar gracias a su bajo punto de fusión. Una vez derretidos se separan con facilidad del resto de impurezas.

El reciclado del aluminio es difícil y la calidad del aluminio reciclado depende de su procedencia por lo que para determinadas aplicaciones resulta necesario hacerlo pasar por un proceso de refinado. El aluminio abunda en la corteza terrestre, su producción a partir del mineral de bauxita es bastante contaminante y exige un enorme consumo energético. El aluminio reciclado permite un ahorro del 95% de energía.

El mercurio es un material altamente contaminante. Debemos sensibilizarnos para reciclarlo correctamente prestando gran atención a los termómetros y las pilas de botón.

4. Concienciémonos con las 3 R: reducción, reutilización y reciclaje.

El esfuerzo científico y tecnológico de los últimos dos siglos ha permitido mejorar nuestro nivel de vida. Esto ha quedado recogido  en el Informe Brundtland y en el Protocolo de Kioto, en el siglo XXI debe dedicarse a mantener este nivel en la medida de lo posible e intentar extenderlo a toda la población del planeta. Pero este es un objetivo que depende de nuestra voluntad para alcanzarlo.
La ley de las 3 R designa tres acciones fundamentales para promover un desarrollo sostenible: reducción, reutilización y reciclaje.

A continuación ofrecemos una breve lista en la que se muestran algunas de las acciones que podemos llevar a cabo para adaptarnos a la política de las 3 R:

REDUCCIÓN DEL CONSUMO:

• Utilizar medios de transporte públicos para consumir menos combustible; así prevenimos el efecto invernadero y contribuimos a una atmósfera más limpia.

• No desperdiciar el agua, por ejemplo: ducharnos en vez de bañarnos, mantener el grifo cerrado mientras nos lavamos las manos y los dientes, no usar la lavadora o el lavavajillas a media carga.

• Comprar productos que realmente necesitemos.

• Cuando llegan las rebajas evitar el consumo irracional.

• No dejarse guiar por las modas y la ropa de marca, ya que muchas multinacionales utilizan mano de obra barata como son los niños.

• Evitar comprar productos con mucho material de embalaje y empaquetado.

• Acudir al mercado con un carro de la compra para evitar generar más residuos.

REUTILIZACIÓN DE AQUELLOS OBJETOS QUE HAN PERDIDO SU FUNCIÓN ORIGINAL:

• No tirara las bolsas de plástico sino guardarlas para otros usos.

• Utilizar los folios impresos por una cara.

• No tirar nuestra ropa y calzado usado a la basura.

• No tirar los electrodomésticos en el primer momento en el que tengan una avería, puesto que en muchos casos las reparaciones no son costosas y ayudan a prolongar la vida útil de nuestros aparatos.

• Comprar pilas recargables.

• Encontrar utilidad a la multitud de objetos que consideramos inútiles.

RECICLAJE:

• Separar nuestros residuos: en nuestros hogares tiene que haber cuatro contenedores de reciclaje.

• Comprar artículos envasados con materiales fácilmente reciclables como el vidrio o el cartón.

• Consumir preferentemente artículos elaborados con materiales reciclados aunque sean un poco más caro y de menor calidad. Así contribuiremos a que la industria del reciclado sea rentable.

3. La sociedad de consumo.

Invención de la agricultura

El Homo sapiens está presente en nuestro planeta desde hace unos 50.000 años. Durante ese tiempo las generaciones se sucedieron sin que tuvieses otro medio de subsistencia que la caza y la recolección. Luego tuvo lugar la invención de la agricultura y la ganadería, algunos progresos científicos y técnicos y se dieron importantes civilizaciones, nada de esto es comparable al salto tecnológico que se inició en Europa Occidental durante los últimos siglos de la Edad Media y alcanzó su punto más alto durante el siglo XIX con la Revolución Industrial. Todos estos cambios se han producido en muy poco tiempo si lo comparamos con los años que llevamos habitando este planeta.
La ideología capitalista se resume en una sola frase: por mucho dinero que se gane siempre se querrá ganar más. El ser humano agudiza su ingenio solo cuando la necesidad le obliga a ello. Durante millones de años vivió de la caza y la recolección porque no sentía más necesidad que la de sobrevivir e inventó la agricultura y la ganadería cuando los otros medios escasearon. En Europa Occidental conseguir mucha riqueza se convirtió en una necesidad tan fuerte como alimentarse. Esto facilitó la revolución industrial y el advenimiento de la sociedad de consumo.

3.1. ¿Desarrollo sostenido o desarrollo sostenible?

Los asuntos como el cambio climático, la extinción de algunas especies o la superpoblación preocupan. Después de mucho tiempo, son muchas las voces que alarman sobre el destino de nuestro futuro y la necesidad de tomar medidas con respecto a ellos. Tenemos que empezar a tomar conciencia de los problemas a los que nos ha conducido la moderna economía, la globalización y el consumismo.

Toda propuesta de desarrollo sostenible pasa por renunciar a buena parte de nuestras comodidades, pero ello plante muchas dificultades.

2. La celulosa y el problema de la deforestación.

La celulosa es un polímero formado por moléculas de glucosa, muy abundante en el reino vegetal, ya que forma parte de la pared celular de las plantas; está presente en la madera de árboles y arbustos, y constituye más del 90% de la composición del algodón. También sirve de materia prima para diversos tipos de sedas artificiales. La industria es la principal demandante de celulosa.

La producción de celulosa plantea serios problemas medioambientales. La celulosa empleada en la fabricación de papel de baja calidad como el de la prensa proviene de un simple proceso de triturado y cocción, cuyo único inconveniente es el alto consumo energético y la contribución al efecto invernadero. Sin embargo, para la mayor parte de las aplicaciones del papel se exige una mayor calidad, lo que implica un tratamiento químico para asegurar que las cadenas moleculares de celulosa no se rompan y para eliminar la lignina presente en la pasta de madera. Los métodos utilizados son muy agresivos con el medio ambiente porque consumen una gran cantidad de agua, que se contaminan con elevados niveles de sulfuro y compuestos orgánicos clorados. El uso de catalizadores y de nuevas técnicas de refinado de la celulosa ha reducido el riesgo de contaminación. Las empresas papeleras son incapaces de garantizar la ausencia total de sustancias tan peligrosas como las dioxinas.
Por encima de la contaminación, el principal problema relacionado con la producción de la celulosa es la deforestación. Los bosques y la selva constituyen la base de sumideros de CO2, impide la desertización al contribuir al fijar los suelos para evitar que las lluvias torrenciales arrastren la tierra fértil. Los bosques ayudan a mantener un adecuado nivel de humedad atmosférica y constituyen grandes ecosistemas.

Se calcula que los bosques y selvas tropicales acogen más del 60% de las especies animales y vegetales que viven en el planeta. Actividades como la industria de la madera y la celulosa; la tala indiscriminada; prácticas agrícolas y ganaderas en pocos años convierten suelos fértiles en yermos; la construcción de obras de ingeniería tiene a la larga un efecto devastador sobre la masa vegetal de nuestro planeta.

Las consecuencias de la explotación forestal son aterradoras: en menos de un siglo la superficie mundial de selva tropical se ha reducido a la mitad. Si el ritmo de destrucción se mantiene, en pocas décadas el cinturón verde ecuatorial que rodea al mundo habrá desaparecido.




2.1. Plantaciones forestales.
La industria de la celulosa es una auténtica devoradora de madera. Las multinacionales que trabajan con esta materia prima, han sido acusadas de explotar los bosques occidentales y de exportar los problemas medioambientales a los países del Tercer Mundo mediante la instalación de fábricas y la exportación ilegal de madera. Estas empresas que han equilibrado las talas con reforestaciones y el impulso de las plantaciones forestales.

Como alternativa ecológica, las plantaciones forestales son objeto de debate. En primer lugar, no llegan a convertirse en sumideros de CO2 comparados con los bosques naturales, ya que son talados para su uso industrial cuando alcanzan la madurez. Además, las plantaciones a menudo desplazan a los habitantes de la región donde se establecen, viéndose estos obligados a talar otras zonas del bosque para practicar agricultura y ganadería de subsistencia. Por otro lado, el impacto medioambiental de las plantaciones es importante, puesto que al ser monocultivos reducen la biodiversidad. El protocolo de Kioto incluye algunas cláusulas con el objetivo de regular las plantaciones forestales.

Eucalipto

Las empresas productoras de celulosa están abusando de plantaciones de géneros de rápido crecimiento como el eucalipto y el pino. En el caso del eucalipto: se trata de un árbol que ofrece una madera de excelente calidad y en solo tres años puede alcanzar los diez metros de altura. Sin embargo, su introducción en un ecosistema ajeno provoca series alteraciones: las raíces del eucalipto se propagan con rapidez, arrebatando a las demás especies vegetales toda la humedad que tienen a su alcance y empobreciendo rápidamente el suelo; además, segregan sustancias químicas que inhiben el crecimiento de las demás especies e impiden la germinación de sus semillas.

1. Impacto económico y ambiental del uso de nuevos materiales.

El ser humano es la única especie animal que ha sabido forzar la naturaleza para aumentar sus medios de subsistencia. Él es capaz de transformar la naturaleza como nunca antes lo había hecho, pero jamás ha dependido tanto de ella como depende ahora.

El ejemplo más significativo es el petróleo. La economía mundial se ha vuelto dependiente de esta materia prima. Al ritmo de extracción actual, las reservas mundiales de petróleo no tardarán en agotarse. Llegando ese momento, sino hemos desarrollado alternativas que sustituyan al petróleo, se producirá un déficit energético que provocará el descenso en la actividad industrial. Las consecuencias son: graves problemas de abastecimiento y el colapso de la economía mundial.

Muchas de las necesidades que en la actualidad se encuentran cubiertas con el petróleo podrían ser satisfechas con productos como el biodiesel y el bioetanol. Sin embargo, aun suponiendo que  la economía mundial pudiera salvarse de este modo, el impacto medioambiental sería aún mayor  que el provocado por la industria petrolífera.

El uso de nuevos materiales también trae consecuencias políticas y sociales. El petróleo se encuentra detrás de buena parte de las tensiones internacionales; el Tercer Mundo es el escenario de multitud de conflictos provocados por la lucha para conseguir esta materia prima, originadas por los intereses económicos de una minoría poderosa.

La mayor parte de estrategias tiene como escenario África, un continente en el que se encuentra la mayor reserva mundial de recursos minerales. Los países europeos hace tiempo que abandonaron sus políticas coloniales y permitieron que los países africanos se independizaran, pero estos siguen siendo víctimas de una nueva forma de explotación: el neocolonialismo, llevado a cabo por las grandes multinacionales europeas y norteamericanas, cuyos intereses han mantenido la dependencia económica hacia Occidente y una enorme inestabilidad política.

1.1. Basura tecnológica.

La vida media de un artefacto electrónico es muy corta, por lo que el volumen de residuos electrónicos no ha dejado de aumentar desde que se inició la era de la microelectrónica. Los residuos convencionales constituyen un serio problema, pero los residuos tecnológicos se han convertido en un problema gravísimo por dos motivos:

1. Los aparatos electrónicos son artefactos sumamente complejos cuyos componentes son muy difíciles de separar.

2. Algunos de los materiales de los que están fabricados son enormemente nocivos para la salud. Se trata de metales pesados y toxinas que si no son adecuadamente tratados pueden difundirse por tierra, mar y aire. Sus efectos nocivos se extenderían por la cadena alimenticia, y a través de la inhalación.

Estos son los componentes electrónicos más peligrosos de la chatarra electrónica:

• Plomo. Su ingesta puede causar trastornos neuronales y dañar los riñones y el aparato reproductor. Si se inhalan los pulmones se ven seriamente afectados.

• PVC. Si se incineran se liberan a la atmósfera sustancias cloradas llamadas dioxinas, que son muy tóxicas.

• Bromo. Afectan a la glándula tiroides, provocando alteraciones en el crecimiento y malformaciones fetales.

• Bario. Una exposición prolongada a dosis elevadas puede causar alteraciones orgánicas.

• Cromo. Su inhalación causa bronquitis crónica, aumenta el riesgo de cáncer de pulmón y daña el hígado y los riñones.

• Mercurio. Está relacionado con deficiencias cerebrales y hepáticas, especialmente en fetos y lactantes, ya que pueden pasar a la leche materna.

• Berilio. Es cancerígeno.

• Cadmio. Una exposición prolongada degrada los riñones y los huesos.

Estos residuos no pueden mezclarse con  la basura normal. Algunas ciudades occidentales han dispuesto emplazamientos de recogida selectiva: los puntos limpios. En ellos se depositan aquellos desperdicios que necesitan un adecuado procesamiento. Todo esto no garantiza una solución completa del problema, pues aunque la mayor parte de los componentes de estos materiales son reciclables, su proceso de reciclado resulta demasiado costoso.

En Andalucía.

Instituciones andaluzas de Investigación y Desarrollo.

Corporación tecnología de Andalucía.

El sector de Investigación y Desarrollo cuenta con el respaldo de las instituciones andaluzas. El Instituto de Ciencia Materiales está participado por la Junta de Andalucía, la Universidad de Sevilla y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Además de ejecutar proyectos de investigación  y desarrollo para numerosas empresas, realiza una importante labor de divulgación mediante la organización de cursos y conferencias.

La Consejería de Innovación, Ciencia y Empresa ha promovido varias fundaciones con el objetivo de impulsar todo tipo de proyectos tecnológicos. La principal es la Corporación Tecnológica de Andalucía. En la actualidad, la corporación financia más de 170 proyectos, varios de ellos relacionados con nuevos materiales.

Las universidades andaluzas desempeñan un papel fundamental creando un puente entre la pura investigación científica y el mundo empresarial. Como el Grupo de Elasticidad y Resistencia de Materiales perteneciente a la Escuela Superior de Ingenieros de la Universidad de Sevilla.

Los parques tecnológicos andaluces.

El sector tecnológico andaluz tiene a su disposición varios espacios para desarrollar su tarea. El principal es el Parque Tecnológico de Andalucía, ubicado en Málaga. Posteriormente, se inauguró el Parque Científico y Tecnológico Cartuja 93. Los parques tecnológicos de Córdoba, Almería y Huelva acaban de iniciar su andadura y su futuro es prometedor.

Aerópolis, el Parque Tecnológico Aeroespacial de Andalucía. Este se ubica muy cerca del aeropuerto de Sevilla, y acoge a un número creciente de empresas relacionadas con la industria aeroespacial. 

Los aviones más modernos se fabrican en Aerópolis.

Parque tecnológico de Andalucía.

5. El avance de la nanotecnología.

Los circuitos electrónicos basados en el silicio están llegando a sus límites físicos, pero la nanotecnología está ya en condiciones de dar el siguiente paso: los transistores, componentes fundamentales de los chips, pronto serán sustituidos por moléculas llamadas rotaxanos, que presentan las mismas  propiedades eléctricas. Los nanotubos podrían actuar como cables increíblemente finos.
Las investigaciones si se concluyeran con éxito, en un futuro podríamos contar con nanorrobots capaces de reparar defectos estructurales indetectables y, revolucionar el mundo de la medicina. Con esto sería  posible eliminar obstrucciones de arterias y curar lesiones cardíacas, destruir tumores o coágulos de sangre en el cerebro e incluso penetrar en las células para instalar prótesis microscópicas y reparar genes defectuosos.

4. El desarrollo tecnológico. Sus aplicaciones.

Las cerámicas han dado a los investigadores muchas más decepciones que alegrías, son materiales fáciles de moldear que tras ser sometido a cocción adquieren una gran dureza y resistencia al calor. Las arcillas son los materiales cerámicos más importantes, utilizadas para fabricar artículos de alfarería como ladrillos, azulejos, etc. Por su capacidad para soportar altas temperaturas son utilizados en circuitos electrónicos. La industria automovilística ha diseñado motores cerámicos, que son más ligeros que los normales y ofrecen una alta potencia y rendimiento con un coste energético menor. Pero tienen el problema de que son muy frágiles.

La industria aeronáutica es una de las principales demandantes de nuevos materiales. El titano fue esencial para fabricar los primeros aviones supersónicos. En la actualidad están cobrando mucha importancia los materiales compuestos (composites), se llaman así porque se obtienen de la combinación de dos o más materiales que dan como resultado un material nuevo. Esto se conoce como sinergia.

   

La investigación se está basando en el desarrollo de composites a partir de diferentes tipos de polímeros. Por ejemplo:

- La fibra de carbono: es un material compuesto que se crea a partir de un polímero tipo fibra y un polímero adhesivo. El proceso de fabricación es muy complejo y costoso, pero lo contrarresta la ligereza y la extraordinaria resistencia de las fibras de carbono.

4.1. Moléculas a la carta: fullerenos y nanotubos.

El carbono es uno de los elementos más abundantes del planeta y componente básico de la química de la vida.

Existe una propiedad natural llamada alotropía que consiste en que un mismo elemento o compuesto puede presentar propiedades diferentes según la disposición de sus átomos o moléculas. Un ejemplo es el óxido de silicio, que puede presentarse en varias formas: sílice, cuarzo o sílex. El oxígeno se presenta formando moléculas; las dos más abundantes son el oxígeno y el ozono.

El carbono presenta dos formas alotrópicas en la naturaleza: el grafito, con el que se hace la mina de los lápices; y el diamante, que se caracteriza  porque los átomos de carbono forman una estructura cristalina que le confiere una dureza extraordinaria.

Diamante

Grafito

En 1985 fue descubierto el futboleno, pues su forma recordaba a la de un balón de fútbol; pronto fue conocida como buckminster fullereno porque su estructura molecular tiene una forma semejante a la de la cúpula geodésica diseñada en los años 60 por Richard Buckminster Fuller. En poco tiempo surgió toda una familia de moléculas basadas en la combinación de pentágonos, hexágonos, denominadas fulleros.

En 1990 ya estaban en condiciones de sintetizar pequeñas cantidades de fulleros. Pronto quedaron en evidencia algunas de sus propiedades: se pueden polimerizar, se pueden inscribir uno dentro de otro y se puede sustituir alguno de sus átomos de carbono por los de otros elementos, obteniendo los heterofullerenos. En la actualidad se confía en lograr los mismos resultados con los pseudofullerenos, es decir, moléculas con estructuras semejantes a las de los fullerenos pero obtenidas a partir de otras sustancias químicas como el nitruro de boro.

Debido a que no se ha dado con un método para producirlos a escala industrial, los fullerenos no tienen aplicaciones prácticas en la actualidad.

Si se eliminan los enlaces que establecen pentágonos y dejamos los que dan lugar a hexágonos, el carbono no forma fullerenos. Esto se debe a que la molécula no llega a cerrarse sobre sí misma, sino que forma una lámina, que puede enrollarse derivando en los nanotubos. Si se consiguiera un proceso eficiente de fabricación, podríamos fibras de nanotubos de la longitud que quisiéramos.