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¡Buenas tardes, habitantes de este Universo Paralelo! ¡Qué calor más grande! Por estos días es claramente el tema favorito en este lugar. ¿Qué es el calor?, ¿cómo podemos combatirlo?
El cuestionario de esta edición lo responde Roxana Bórquez, profesora asistente de la Facultad de Ciencias Agronómicas de la Universidad de Chile e Investigadora Asociada del Centro de Ciencia del Clima y la Resiliencia (CR)2.
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Según datos de la NASA y de la Oficina Nacional de Administración Oceánica y Atmosférica (NOAA), el 2024 fue el año más caluroso registrado hasta la fecha, lo que evidencia la urgencia de mitigar los efectos del calor en las ciudades. Sin embargo, el calor urbano no afecta a todos por igual.
El diseño del entorno construido y la falta de elementos que puedan mitigar el calor son los principales determinantes. Las islas de calor se sitúan en áreas donde hay escasa cobertura vegetal, ya que los árboles y especies vegetales tienen la cualidad de reducir la temperatura a través del proceso de evapotranspiración.
La falta de árboles se ve agravada por la abundancia de concreto y asfalto, o el exceso de superficies impermeables que no sólo aumentan la sensación de calor, sino que lo retienen o lo reflejan, intensificando su efecto.
Los niños dejan de ir a plazas y parques, y baja el tránsito de personas en espacios comerciales al aire libre, como el comercio minorista o las ferias libres. Esto no sólo limita el acceso y posibilidad de realización de estas actividades, sino que afecta la economía y la salud.
La estrategia no sólo bajó la sensación térmica, sino que mejoró la calidad del aire y fomentó la biodiversidad en espacios donde antes había solo cemento –abordando de manera simultánea tanto el calor urbano como la contaminación ambiental.
En versiones anteriores de Universo Paralelo hemos discutido sobre diferentes aplicaciones de la radiación térmica y su importancia para las nuevas tecnologías. En esta ocasión no hablaremos de una tecnología en particular, sino que ampliaremos nuestra compresión sobre la radiación y revisaremos algunas aplicaciones. Para lograrlo, necesitamos repasar algunas cosas.
La radiación de cuerpo negro, además de ser tremendamente útil, fijó un límite superior a la cantidad de radiación emitida por un cuerpo. Sin embargo, Planck —obviamente, siendo un genio— fue cuidadoso al afirmar que su ley no aplicaba para todas las situaciones.
¿Cómo es posible superar el límite? La radiación térmica es radiación electromagnética y se emite a través de ondas. Dentro de todas las ondas emitidas, hay algunas que desaparecen muy rápidamente cerca de la superficie del objeto que está emitiendo energía (llamadas evanescentes), y otras que pueden seguir viajando lejos del objeto.
Si tenemos una cantidad de energía radiada muy por sobre lo estimado, utilizando la radiación de cuerpo negro podremos aumentar el desempeño de estos dispositivos. Esta idea fue publicada el año 2018 por investigadores de la Universidad de Michigan Ann Arbor, quienes lograron un aumento de 40 veces en la potencia generada . Otra aplicación prometedora es la disipación de energía mediante técnicas avanzadas de refrigeración de dispositivos que utilizan la transferencia de calor en espacios nanométricos.
Cada semana hacemos las mismas cuatro preguntas a una persona dedicada a la ciencia. En esta edición entrevistamos a Roxana Bórquez, profesora asistente de la Facultad de Ciencias Agronómicas de la Universidad de Chile e investigadora asociada del Centro de Ciencia del Clima y la Resiliencia (CR)2.
-¿Qué te motivó a dedicarte a la ciencia?
-El querer entender los procesos más profundamente, el nunca dejar de aprender fue mi principal motivación. Me di cuenta de que trabajando en otras áreas, como la consultoría, sólo me permitía entender o meterme en los temas más superficialmente.
Siempre me interesaron los temas asociados a las ciencias más ligadas al ambiente. Cuando pequeña quería ser paleontóloga, luego quise ser geóloga, y creo que los temas ambientales emergieron con más fuerza cuando estaba en primero medio, en 1995, y Francia decidió continuar pruebas nucleares en el atolón de Mururoa. No podía creer que algunos humanos fueran tan destructivos. Creo que esa es la primera vez que participé en una protesta.
Esa fue una protesta mundial, en donde se logró que muchos países se comprometieran a no hacer más pruebas nucleares. Fue muy potente, porque en mi inocencia, pensé “es posible hacer algo”. Desde ahí que comencé a interesarme más en temas ambientales y decidí estudiar Ingeniería en Recursos Naturales Renovables en la Universidad de Chile.
-¿Cuál es la obra científica que más influyó en tu actividad?
-Habiendo estudiado ingeniería, las ciencias sociales terminaron influyendo mucho en mi transitar académico. Estando en pregrado tomé una asignatura que se llamaba “Introducción a la sociología ambiental” con una profesora a quien yo admiraba mucho. Siento que con ese ramo abrí los ojos, me cambió la visión del mundo. Quizás los libros que más recuerdo son La ética protestante y el espíritu del capitalismo de Weber, La sociedad del riesgo de Beck, pero luego siguieron autores como Pierre Bourdieu, Noam Chomsky, Amartya Sen, Eleonor Ostrom y tantos otros. Posteriormente, leer Desarrollo a escala humana de Manfred Max-Neef también fue muy significativo.
Usar distintos lentes para observar a la sociedad me permitió cuestionarme las cosas, tener un espíritu crítico, que es fundamental si quieres transitar en la frontera del conocimiento.
-¿Cuál es el problema científico más importante por resolver?
-Hay muchos problemas muy importantes y complejos por resolver. Los que se llaman ahora los “wicked problems” o problemas perversos, que poseen muchas aristas y son imposibles de abordar desde sólo una mirada, o darle una sola solución. Si debo elegir, creo que la triple crisis: cambio climático, contaminación y pérdida de biodiversidad, nos enfrenta a los mayores desafíos científicos y sociales. El actuar parece siempre insuficiente; aun cuando existe importante evidencia, estamos al debe.
-¿Cuál es la pregunta que te desvela como científica y cómo la enfrentas?
-Creo que lo que más me desvela es cómo se incrementa la resiliencia de las comunidades ante el cambio climático. Los desafíos que nos impone el cambio climático son múltiples, las amenazas son diversas, y siempre los más vulnerables terminan siendo los más afectados. Los modelos que se están usando no están logrando reflejar los impactos del cambio climático. Incendios como los del 2017 debían tener períodos de retorno larguísimos, pero no pasó ni una década y tuvimos sucesos similares.
Hay tres preguntas que me rondan permanentemente y que trato de abordar en distintas investigaciones que están en proceso. Primero, ¿cómo podemos lograr estar preparados ante las amenazas que nos impone el cambio climático? Me interesa mucho entender cómo las personas y las instituciones se preparan, enfrentan, se recuperan y adaptan a las distintas amenazas presentes. Entender cuáles son los atributos clave que permiten que algunos grupos sean más resilientes que otros. Segundo, ¿cómo logramos transitar hacia una economía baja en carbono sin que el costo lo pague el ambiente o las comunidades más vulnerables? Y tercero, pero completamente relacionado con lo anterior, ¿cómo logramos replicar procesos que son contexto-específicos? El cómo incrementa la resiliencia de una comunidad y depende de muchos factores, y gran parte de ellos son particulares a dichos territorios. La urgencia de actuar nos exige avanzar más rápido, pero ¿cómo replicar sin perder las particularidades de cada comunidad? Lo mismo con las transiciones; estas ocurren en los territorios, y la transición necesaria en Quintero-Ventana-Puchuncaví es distinta a la de Coronel o Mejillones, entonces, ¿cómo logramos avanzar en procesos que son distintos y con la urgencia que requieren?… No es una tarea fácil.
Crédito: Dra. Fabiola Pineda, utilizando una magnificación de 10.000X en un microscopio electrónico de barrido.
La imagen de esta semana nos muestra un material avanzado llamado “nanofluido”, que consiste en una mezcla de fluidos con partículas diminutas, conocidas como nanomateriales, diseñado para mejorar las propiedades térmicas y de almacenamiento de calor. Nuestro nanofluido se obtuvo a partir de sales fundidas y ciertos nanomateriales ultradelgados llamados MXenes.
Dado que no contamos con equipos para capturar imágenes in-situ a altas temperaturas, esta fue tomada una vez que el nanofluido se había enfriado y solidificado.
En la imagen podemos observar distintas formas que representan los componentes del nanofluido. Las estructuras redondeadas corresponden a la sal fundida, mientras que aquellas puntiagudas son los MXenes.
¿Team frío o team calor?
Aunque parezca extraño, no siempre somos capaces de determinar si un objeto está a mayor o menor temperatura que nosotros sólo al tocarlo. Por ejemplo, si tocamos un trozo de madera y otro de aluminio que han estado en la misma habitación, muchas personas dirían que la madera está más caliente que el aluminio. Sin embargo, esto es incorrecto: ambos están a la misma temperatura.
La clave está en la conductividad térmica del material: algunos, como el aluminio, transmiten calor mucho más rápido que otros, como la madera. Por eso, el aluminio se siente más frío, aunque su temperatura real sea la misma.
En cuanto a nuestro cuerpo, el aire tiene una conductividad térmica menor, lo que nos permite calentarlo rápidamente cuando hace frío, creando una especie de capa protectora a nuestro alrededor.
Por estas razones, este autor sureño prefiere el team frío, ya que permite que nuestro cuerpo se autorregule térmicamente de manera más eficiente.
Transpiración y calor. ¿Por qué transpiramos cuando hace calor? La transpiración es parte de un maravilloso diseño que nuestros organismos poseen para controlar la temperatura. Para entenderlo, debemos primero saber algo sobre el cambio de fase de un líquido como el agua. Este es el mecanismo a través del cual pasa de líquido a gas.
Cuando transpiramos, liberamos en nuestra piel pequeñas gotitas de agua que se evaporan fácilmente debido a la gran superficie de contacto que tienen con el aire. Pero en el proceso de evaporación extraen energía de nuestro cuerpo, enfriándolo.
Observatorio La Silla. Crédito: Lugares de Ciencia.
Los observatorios Astronómico Nacional (OAN), La Silla y Cerro Tololo en Chile no sólo se dedicaron a la observación astronómica. Desde sus inicios, han sido fundamentales en estudios meteorológicos y climáticos, registrando datos clave sobre temperaturas y condiciones atmosféricas.
Hoy, La Silla es un atractivo turístico fascinante. Ofrece visitas guiadas para aprender sobre sus instalaciones, historia y descubrimientos científicos. Si estás planeando vacaciones, considera incluirlo como un panorama único, donde la ciencia y la belleza natural del desierto se entrelazan.
Hoy es un fascinante destino turístico en el Valle del Elqui que ofrece visitas guiadas donde puedes explorar su historia, tecnología y paisajes únicos. Un panorama perfecto para tus próximas vacaciones que combina ciencia y naturaleza en una experiencia inolvidable.
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Bueno, y esto es todo en esta edición de Universo Paralelo. Ya sabes, si tienes comentarios, recomendaciones, fotos, temas que aportar, puedes escribirme a universoparalelo@elmostrador.cl. Gracias por ser parte de este Universo Paralelo.
Mis agradecimientos al equipo editorial que me apoya en este proyecto: Francisca Arévalo, Francisco Crespo, Francisca Munita, Camilo Sánchez y Sofía Vargas, y a todo el equipo de El Mostrador.
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