Una joven desarrolla supercapacitor con nanobastones

Hoy vi la noticia en el blog de la revista Scientific American de una joven, Eesha Khare de 18 años, que creó un pequeño supercapacitor capaz de cargar baterías.

Eesha, asesorada por el profesor Yat Li de la Universidad de California en Santa Cruz, desarrolló este supercapacitor usando nanobastones con núcleos de TiO2 hidrogenado y cubiertos con polianilina. Este supercapacitor fue diseñado, fabricado y caracterizado por Eesha y Yat Li. Así este dispositivo flexible pudiera ser usado en teléfonos celulares e incluso automóviles, si se continua con su desarrollo.



Con este dispositivo, Eesha ganó el segundo lugar del premio de la Fundación Intel en el evento que se celebró en Arizona (Intel Foundation's Young Scientist Award).

Eesha terminó el bachillerato (Highschool) y planea ir estudiar a Harvard en este septiembre.

La idea es desarrollar este supercapacitor y hacerlo funcionar en una escala mayor para así poder cargar las baterías de los celulares en menos de 30 segundos.

Este es un ejemplo de la necesidad que tenemos de que nuestra educación contemple aspectos científicos sólidos en la educación elemental hasta el posgrado si queremos llegar a conformar parte de la sociedad del conocimiento.

Estándares en ciencias de la siguiente generación

El lunes estaba revisando el Twitter y me llamó la atenciín un tuit de mi colega Luis Mochán que decía “@wlmb American Physical Society statement of physics education http://www.aps.org/policy/statements/k12statement.cfm… (draft)”; ya que el nombre del sitio de la Sociedad de Física Americana (APS) y le di clic. Ahí leí lo que era un manifiesto sobre la necesidad de enseñar física desde los niveles preescolares hasta el bachillerato. En particular la APS solicita a los responsables estatales y federales de políticas educativas la generación de acciones para: a) Proporcionar a todos los estudiantes el acceso a una educación de alta calidad en las ciencias físicas en todos los niveles, y b) Proporcionar oportunidades para todos los estudiantes de Estados Unidos a tomar al menos un año de la física de la escuela de nivel bachillerato de alta calidad.
En este mismo documento se argumenta que la física proporcionan un contexto para comprender los problemas críticos que enfrenta la sociedad actual. Además, arguye que la física proporciona una base para las carreras de ciencias, tecnología, ingeniería, matemáticas y muchos otros campos. Sin embargo, enfatiza que la física, y las ciencias físicas en general, se descuidan en escuelas desde el preescolar hasta el bachillerato, en parte debido a una grave escasez de profesores calificados en esta materia.
Claramente, en México también tenemos este problema, es más considero que este problema es compartido por todas las ramas de la ciencias. Hasta aquí todo me parecía algo obvio, pero posteriormente leí que la importancia del conocimiento en ciencias físicas estaba demostrado por los estándares en ciencias de la siguiente generación (Next Generation Science Standards).
Esta frase me atrajo mucho más, ya que claramente indica que hay un documento donde se establecen los conocimientos estándares en ciencia que deben tener los estadounidenses. Inmediatamente, me pregunté y ¿qué hay de la definición de estos conocimientos estándares que debe tener un mexicano del futuro?

Why NGSS? from Achieve on Vimeo.

Como comprenderán, dado que estaba navegando en Internet, salté al documento donde se discutían estos conocimientos que se espera poseen los niños y jóvenes actuales y personas adultas del futuro. Ahí encontré que coincidía con los tópicos de física mencionados: Materia e interacciones, Movimiento y estabilidad, Energía, Ondas y sus aplicaciones en tecnologías para transportar información. Con los aspectos de ciencias de la vida enlistados: Ecosistemas, energía, interacciones y dinámica, Herencia y variación de rasgos, Evolución. Y con las propuestas para las ciencias de la tierra y del espacio: La Tierra y su lugar en el universo, Sistema Tierra y su dinámica, Tierra y las actividades humanas.
Por supuesto que esta breve listado es insuficiente para aclarar lo que se pretende, pero invito al lector a revisar las propuestas y con ello profundizar en la discusión.
El documento también enfatiza que los estudiantes de preescolar a sexto grado comienzan a desarrollar una comprensión de las cuatro ideas disciplinarias fundamentales: ciencias físicas; ciencias de la vida; la tierra y ciencias del espacio; y la ingeniería, la tecnología y las aplicaciones de la ciencia. En los primeros grados, los estudiantes inician el reconocimiento de patrones y la formulación de respuestas a preguntas sobre el mundo que les rodea. Al final de la primaria, los niños son capaces de demostrar dominio adecuado de la recopilación, descripción y uso de la información sobre el mundo que lo rodea. Los estudiantes de la escuela secundaria continúan desarrollando la comprensión de las cuatro ideas centrales en las ciencias físicas, en este caso las expectativas de rendimiento se mezclan con las ideas centrales de las prácticas científicas y de ingeniería y conceptos transversales de apoyo en el desarrollo de conocimientos útiles para explicar los fenómenos del mundo real en lo físico, biológico, y la tierra y las ciencias espaciales. Estas incluyen el desarrollo y el uso de modelos, la planificación y la realización de investigaciones, análisis e interpretación de datos, utilizando el pensamiento matemático y computacional, y la construcción de explicaciones. Mientras que los estudiantes de nivel bachillerato además de lo anterior deberán ser capaces de mostrar comprensión de varias prácticas de ingeniería, incluyendo el diseño y la evaluación.
Estos últimos aspectos sobre la construcción de explicaciones y de análisis, interpretación y evaluación de datos me recordó el libro de Enrique Galindo, recientemente coeditado por la Academia de Ciencias de Morelos y Siglo XXI, “El quehacer de la ciencia experimental” donde se detalla la forma en que los científicos realizamos experimentos y con ellos construimos modelos. En mi opinión este libro es de gran utilidad para el desarrollo de las habilidades experimentales en el nivel medio de educación y de alcances razonables en el superior. Con esto quiero terminar diciendo que los científicos en México, estamos trabajando en forma análoga a los científicos en otras latitudes. Necesitamos colaborar más de cerca con los profesores y los hacedores de políticas públicas educativas para verdaderamente propiciar el desarrollo de las habilidades científicas de las futuras generaciones. Sirva esto para alimentar esta discusión.
Este artículo fue publicado el día 8 de mayo

Los medios sociales y la ciencia

En la actualidad ha surgido un nuevo concepto el de medios sociales (social media) que se refiere a una moderna forma de relacionarnos mediante la creación, el intercambio o la distribución de información e ideas usando las telecomunicaciones o redes virtuales. De todos es conocidos que fundamentalmente los jóvenes tienen una gran afinidad a participar en actividades sociales a través de los medios de telecomunicación. Las empresas están buscando ansiosamente usar estas nuevas posibilidades para promover sus productos o servicios. Los gobiernos también han entendido estas nuevas formas de relación con la sociedad y como ejemplo podemos citar al gobierno del estado de Morelos que usa el Facebook y el Twitter.
Sobre este tema el día de hoy ha sido motivado por un artículo aparecido recientemente en la prestigiada revista Plos Biology donde se analizan las posibilidades que hoy en día ofrecen los medios sociales para los científicos y de hecho para la ciencia. Al reflexionar rápidamente sobre este punto observamos que la sociedad en general es la que se podría ver más beneficiada si los científicos usaran de una mejor forma estas nuevas herramientas de relación y comunicaran eficientemente sus hallazgos a la sociedad.

Bik HM, Goldstein MC (2013) An Introduction to Social Media for Scientists. PLoS Biol 11(4): e1001535. doi:10.1371/journal.pbio.1001535

Los medios sociales ofrecen una poderosa herramienta para que los científicos manifiesten su voz ante problemas cotidianos y posibilita que sean escuchados por la sociedad. De esta manera los científicos pueden compartir las ligas a sus artículos de investigación, publicitar sus pensamientos, opiniones o reuniones científicas donde se abordan diferentes temas, también publicitar oportunidades de trabajo, llamar la atención para obras de divulgación científica. Esto es realmente importante para la sociedad, ya que la forma actual de localizar información es usando algún buscador en Internet, como google o yahoo. De esta manera, existen indicadores que sugieren que la visibilidad pública y conversaciones constructivas en los medios sociales de las redes beneficia a los científicos e impacta a la investigación en un número creciente de maneras.
De hecho el uso de estas herramientas puede extender y transformar la percepción de la ciencia en la sociedad y provocar su apropiación de una forma más natural y rápida.
Las principales herramientas que están a nuestra disposición son las bitácoras o blogs que son una forma de tener presencia de largo tiempo al permitir publicar opiniones por escrito con una longitud variable y con capacidad del uso de multimedia; para este fin, las herramientas más populares son Wordpress y Blogger que permiten, de una forma gráfica y sencilla, la construcción de documentos electrónicos o digitales. El esfuerzo que se requiere para hacer una audiencia es arduo y el compromiso de ofrecer información periódica implica una inversión considerable de tiempo, pero los beneficios sociales son motivadores.
El incluir en los blogs o en las páginas de los científicos el servicio de RRS es una forma interesante de posibilitar su exploración; ya que esta herramienta permite agregar la páginas a las listas personalizadas de lectura.
Otra de las formas de medios sociales a explorar como científico es el Twitter que es un sitio que alberga una de las redes sociales más grandes y que permite compartir mensajes de no más de 140 caracteres. Twitter es muy útil para establecer conversaciones y emitir opiniones en el momento, digamos de instantánea actualidad al generar corrientes de noticias personalizadas y construir y mantener comunidades en la Internet prácticamente al instante. En Twitter mediante etiquetas (hashtags) una frase puede ser marcada para posibilitar su permanencia por algún tiempo mayor y agruparla en una serie de comentarios. Por ejemplo, las frases que se relacionan con propuestas o ideas para propiciar un desarrollo sustentable para México pueden ser marcadas con la etiqueta #MexicoSustentable, este etiquetado ayuda a Twitter a listar las tendencias en los comentarios. Claramente, la lista de las tendencias puede ser un indicador del impacto de una idea o comentario lanzado en forma de tuit. Un buen amigo científico tuitero sentencia “si tu lista de Twitter no te enoja tres veces al día no es suficientemente diversa”
No podemos terminar este comentario sin mencionar a Facebook el sitio más ampliamente utilizado en la actualidad en las redes sociales. A pesar de este hecho hay opiniones divididas entre los científicos sobre los beneficios del uso de este medio social. Muchos usan Facebook definiendo un perfil público para poder alcanzar a una audiencia diferente a la de Twitter o blogs fundamentalmente mediante fotos o videos y comentarios más personales y no tan amplios como en los blogs. Otro grupo de científicos usan Facebook solamente con fines personales y menosprecia su valor.
Por cuestiones de espacio no menciono otras formas de medios sociales en Internet, pero estoy convencido que son una herramienta indispensable para los científicos del futuro y necesitamos combatir los prejuicios que han generado. Es más, ahora se han definido indicadores que miden la mención o la discusión de artículos científicos en los medios sociales (Twitter, Facebook, blogs, etc.) y estos nos dan cuenta de posibles impactos diferentes a los estrictamente académicos.
Por supuesto lo que aquí mencionamos también es válido para cualquier otra actividad humana diferente a la ciencia.
Para terminar insisto, en mi opinión, es importante que la sociedad exija que los científicos utilicen estos medios para opinar y compartir sus hallazgos y por lo tanto que atienda a estas opiniones. De esta manera la sociedad estará promoviendo el camino hacia la apropiación del conocimiento.
Una versión resumida de este artículo fue publicado el día 1 de mayo

Festival Cinema Planeta

La semana pasada se celebró el Festival Cinema Planeta en la ciudad de Cuernavaca, este festival como su nombre los indica es un festival cinematográfico con temática medioambiental que se celebra en la primavera desde hace cinco años en forma ininterrumpida. El esfuerzo de unos jóvenes visionarios se está cristalizando. Es importante mencionar que en esta ocasión el festival si tuvo un apoyo decidido por parte del gobierno estatal. Además algunos empresarios con vocación social han colaborado para beneficiar a niños y jóvenes financiando funciones y exposiciones públicas. En los últimos tres años la Academia de Ciencias de Morelos (ACMor) ha colaborado con Cinema Planeta para construir las aulas verdes, en ellas investigadores y estudiantes de posgrado han ayudado a fomentar la reflexión sobre las consecuencias de nuestra actual situación de agotamiento de los recursos naturales, de inequidad social o de consumismo para nuestro futuro. Estas aulas verdes, que consisten en la presentación de una película y su posterior comentario y diálogo por parte de científicos o divulgadores de la ciencia con los estudiantes, son uno de los pilares del festival y en ellas al final de esta semana habrán participado más de 10,000 niños y jóvenes.
El apoyo decidido del gobierno estatal consistió en el trabajo coordinado de siete secretarías de gobierno que aunado a la organización de Cinema Planeta y a la colaboración de empresarios y de organizaciones sociales pudo impactar en esta población en formación. De esta manera, las acciones que hoy se hagan en favor de propiciar la cultura ambiental y de las posibilidades de conseguir un desarrollo sustentable son de las acciones con visión de largo plazo que mayor beneficio social pueden traer. En mi opinión, este tipo de esfuerzos indica que lo que proponemos los morelenses puede tener impactos en nuestra sociedad y claramente es un ejemplo de que en Morelos si podemos tener profetas morelenses.
En esta ocasión además de miembros de la ACMor y de académicos de la UAEM y UNAM participaron estudiantes de posgrado y divulgadores científicos de Más Ciencia por México A.C. una asociación de jóvenes profesionales que han considerado que la divulgación científica es una actividad valiosa. Esta asociación civil ya colabora ampliamente con la ACMor al producir los programas Charlas con Científicos que se transmiten todos los jueves a las 17:00 a través de MinutosTV y de las páginas de la ACMor y de La Unión de Morelos.
Así la semana pasada y ésta en las aulas verdes transcurre la actividad promotora de la armonía entre los factores de la sustentabilidad: ambiental, social, económico e institucional mostrando la fortaleza de las acciones conjuntas de los sectores gubernamental, social y académico. Durante esta semanas la discusión, motivada por obras fundamentalmente de carácter artístico, de aspectos de la movilidad sustentable fue centro de nuestra atención y reflexión. La película ganadora en este festival fue “No hay lugar lejano” que aborda la problemática de un pueblo Tarahumara a raíz de la construcción del teleférico sobre la Barranca del Cobre. El documental muestra de una forma bella la incertidumbre y desesperanza de los tarahumaras ante la certidumbre que serán expulsados de las tierras donde crecieron y se desarrollaron desde hace mucho tiempo. Después de verla, nos queda claro que no basta con un discurso de invitación a participar ante acciones tomadas en escritorios lejos de las comunidades, hace falta actitudes incluyentes basadas en información y discusiones de los que serán afectados o beneficiados de obras bien intencionadas para que no dañen al entorno ni a la población.
Como lo he mencionado en estos artículos es muy importante fomentar la cultura científica de la población para poder tomar decisiones basadas en conocimiento científico que involucre y le de certeza al conocimiento tradicional, este proceso amalgamante solamente puede conducir a acciones que involucren de forma participativa a las población local en la construcción de soluciones a los problemas que nos aquejan. Por supuesto apostar por la cultura y la ciencia como motores del bienestar social es una actitud que vislumbra el largo plazo y por ende fomenta el desarrollo sustentable.

Este artículo fue publicado el día 24 de abril

Fuentes renovables de energía: algo que impulsar

En esta bitácora ya he mencionado varias veces que estamos en una situación donde enfrentamos un problemática que involucra un cambio climático antropogénico, que conformamos una sociedad donde una gran parte de la población vive en pobreza extrema, con la actual forma de producción estamos agotando los recursos naturales, el sistema económico ha propiciado un desarrollo económico para una parte muy pequeña de la población. Para poder solucionar esta problemática debemos impulsar estrategias de largo plazo con diferentes vertientes. La comunidad académica mexicana ha propuesto la Agenda Nacional de Ciencia y Tecnología donde se abordan temas de vital importancia para el futuro de nuestro país. Esta propuesta surge de una comunidad científica profesional; pero todavía pequeña en número. Como lo he mencionado, en México para poder transitar a la sociedad del conocimiento es necesario contar con el trabajo de más de 80 mil científicos en los diferentes sectores productivos de la economía. Debo aclarar que concibo al sector de las instituciones de educación superior e investigación como parte de este sector productivo. Desde mi punto de vista la raquítica inversión en ciencia y tecnología de los gobiernos anteriores causaron que este sector haya luchado por sobrevivir, en lugar de funcionar como uno de los motores del desarrollo sustentable. Esto ha propiciado que el sector científico y el sector industrial tengan una pobre cultura de innovación. En particular el cambio climático causado por la utilización a máxima potencia de los hidrocarburos requiere de un giro diametral hacia el uso de las fuentes renovables de energía si deseamos mantener el actual estado del ambiente en el que como especie nos hemos desarrollado.
Es así como en este contexto nacional e internacional las energías renovables son consideradas tecnologías claves para el desarrollo sustentable. Como ha sido establecido en la Agenda Nacional en Ciencia y Tecnología, para alcanzar el desarrollo sustentable se requiere llevar a cabo una excelente investigación básica acoplada a un desarrollo tecnológico flexible que responda a las necesidades locales y globales. De esta manera, los objetivos de la promoción de las fuentes renovables de energía deberán propiciar el uso racional de la energía, el desarrollo de sistemas energéticos renovables óptimos, la integración, mediante la educación, la divulgación y la innovación, a las energías renovables con la sociedad y el desarrollo de conocimiento nuevo en este tema.
De aquí la importancia del mensaje que la UNAM dio hace unos meses al crear el Instituto de Energías Renovables (IER-UNAM) ubicado en Temixco, Morelos. Con este hecho se refuerza las intenciones de la UNAM de promover un desarrollo local al mismo tiempo que contribuir al desarrollo del país en forma global. El IER-UNAM nace con una sólida comunidad académica y una pujante comunidad estudiantil apoyados por trabajadores que facilitan sus labores cotidianas. Los orígenes del IER fueron el Laboratorio de Energía Solar, el Centro de Investigación en Energía que junto con los actuales institutos de Biotecnología y Ciencias Físicas, los centros de Ciencias Genómicas y Regional de Investigaciones Multidisciplinarias y la Unidad de Matemáticas conforman el campus de la UNAM en Morelos y que desde sus inicios colaboraron con otras instituciones radicadas en el estado en la construcción del actual sector científico morelense.
Regresando al tema de las fuentes renovables de energía comento que en el IER-UNAM se están realizando investigaciones básicas y desarrollo tecnológicos relacionados con problemas importantes a nivel internacional como la generación eléctrica a partir de celdas solares de películas delgadas y de materiales orgánicos, de fuentes geotérmicas, la generación de calor a partir de colectores solares planos y de sistemas de alta concentración, la producción de frío a partir de energía solar, la producción de hidrógeno con fines energéticos y la generación de electricidad mediante celdas de combustible, entre otras novedosas aplicaciones. También en el Instituto existen grupos de trabajo que laboran sobre problemas básicos de la ciencia, edificaciones bioclimáticas, energía eólica, planeación energética e indicadores de sustentabilidad que complementan una actividad de investigación sin igual en el país.
Desde mi experiencia el trabajo colaborativo es la única forma de vislumbrar las soluciones la compleja problemática a que nos enfrentamos, si bien los humanos somos las causa de muchos problemas también somos quienes podemos resolverlas. Por esta razón, ahora el IER-UNAM reafirma su convicción de trabajar conjuntamente con otros actores académicos , sociales, empresariales y gubernamentales por lograr un México Sustentable y particularmente un Morelos Sustentable.

Este artículo fue publicado el día 17 de abril

Construir nuestro futuro energético

Primeramente debo partir de hechos que no voy a argumentar y solo enunciaré, enfrentamos un cambio climático antropogénico, vivimos en una sociedad donde una gran parte de la población vive en pobreza extrema, estamos agotando los recursos naturales, el desarrollo económico ha sido para unos cuantos. En estas condiciones ¿es posible tener desarrollo económico sustentable fundamentado en el uso responsable de los recursos energéticos dentro de una economía basada en el consumo?
En mi opinión, tal y como conocemos esta economía no es posible; necesitamos modificar nuestros hábitos de consumo, quizás un camino sería hacia la adquisición de intangibles relacionados con las artes, las ciencias, el conocimiento: la cultura en general. Solamente de esta forma podremos seguir consumiendo infinitamente sin comprometer los recursos naturales finitos con los que contamos. Esta sencilla premisa puede ayudar a conseguir un desarrollo sustentable. Recordemos que entendemos desarrollo sustentable como aquel que respeta el ambiente, promueve la equidad con las generaciones actuales y futuras.
La actual economía de consumo asume que estamos en un sistema abierto con recursos ilimitados y utiliza los recursos naturales en la forma más rápida posible para maximizar ganancias monetarias. Realmente el único recurso que puede ser considerado como ilimitado es la energía, ya que la energía solar si puede ser estimada como infinita en la escala planetaria. De hecho, la actual economía de consumo tomó la energía de los combustibles fósiles como infinita; pero lo más grave no es esta consideración, sino el hecho de que al utilizar los hidrocarburos y liberar el carbono a la atmósfera a una tasa inequiparable en la historia está modificando las condiciones climáticas y con ello cambia el entorno en el que nos desarrollamos los seres vivos en este planeta. Las consecuencias de este acto puede dificultar la sobrevivencia de muchas especies incluyendo a los humanos.
Ante esta problemática, la comunidad científica mexicana, ya ha propuesto tomar acciones y ha establecido la Agenda Ciudadana de Ciencia, Tecnología e Innovación los tópicos de cambio climático, energía y educación, entre otros, como elementos indispensables para acoplar el desarrollo tecnológico flexible que responda a las necesidades locales y globales y propicie el desarrollo económico sustentable. De esta manera, en particular los aspectos relacionados con la energía deberían tener como objetivos la promoción de las fuentes renovables de energía, propiciar el uso racional de la energía, desarrollar sistemas energéticos renovables óptimos e integrar, mediante la educación, la divulgación y la innovación, a las llamadas energías renovables con la sociedad.
Repito, claramente, los actuales costos de energía no involucran los criterios de sustentabilidad, es más el costo asociado a la captura y almacenamiento del carbono liberado al usar los hidrocarburos como energéticos puede sobrepasar los costos de extracción y distribución de los mismos hidrocarburos propiciando una carga económica para las generaciones futuras que no podrán disfrutar de este recurso.
En resumen las fuentes renovables de energía son la única vía limpia para suministrar energía que posibilita el desarrollo sustentable. A continuación enlisto acciones concretas, que ya han sido recomendadas por Manuel Martínez Fernández para conseguir un futuro energético sustentable: impulsar el uso y construcción sólo de los equipos más eficientes y hacerlos funcionar sólo con energía de fuentes renovables; instalar sólo redes eléctricas inteligentes que permitan compartir las fuentes renovables de energía que existen en diferentes regiones; erradicar la pobreza energética al lograr el abastecimiento universal de energía con fuentes renovables; invertir lo necesario en fuentes renovables y productos y edificios eficientes; producir alimentos de manera eficiente y sustentable, reducir la cantidad de desechos y que la gente con alta ingesta de proteínas consuma menos carne; reducir el contenido de materiales en los bienes y reutilizarlos y reciclarlos; proveer incentivos para alcanzar un mayor uso del transporte público y reducir las distancias que viajan las personas y los bienes, así como impulsar su electrificación y la producción de hidrógeno y de biocombustibles; promover el desarrollo de la tecnología nacional (local) a partir de planes conjuntos, tanto bilaterales como multilaterales; desarrollar e implantar normas obligatorias para el uso de fuentes renovables de energía en apoyo del desarrollo sustentable; e impulsar acuerdos obligatorios a nivel mundial en Cambio Climático y en temas energéticos para impulsar la eficiencia energética y el uso de fuentes renovables de energía.
Existe un futuro en el marco del desarrollo sustentable que requiere de energía limpia.
Claramente su construcción depende de las acciones que emprendamos hoy, su viabilidad es nuestro compromiso actual.
En mi opinión el impulso decidido de las fuentes renovables de energía es el único camino.
Este artículo fue publicado el día 10 de abril