TECNOSCOPIO

El tecnoscopio

índice Agradecimientos ............................... ............................................................ 7 Introducción Q ué pretende este l i b r o .......................................................................... 15 P rim e ra Parte Tecnología y sociedad .............................................................................. 17 Capítulo I ¿Qué es la te c n o lo g ía ? ............. ............................................................. 19 1. La tecnología como actividad humana .....................................................19 2. Tecnología y ciencia ................................................................................. 22 3. Revoluciones tecnológicas y estructura social ........................................24 Capítulo 2 Im pacto social del cam bio tecnológico ..............................................29 1. Abundancia y desequilibrio.......................................................................29 2. Los “ tecnócratas” ......................... ............................................................ 32 3. La tecnología en la historia y la historia dela tecnología ...................... 33 Capítulo 3 La tecnolog ía en la em presa ................................................................ 37 1. Un insumo estructurante.........................................................................37 2. Tecnología ¿propia o ajena?.......................................................................42 3. Tecnología de punta y tecnología apropiada ............................................47 4. La innovación tecnológica.........................................................................49 Capítulo 4 La tecnolog ía co m o m e r c a n c ía ............................................................ 55 1. Una mercancía diferente de las demás ................................................55 2. El ciclo vital de una tecnología................................................................ 59 Segunda P arte , Tecnología y p r o d u c c ió n .........................................................................63 Capítulo 5 La producción de tecnología ................................................................ 65 1. La demanda ............................................................................................. 65 2. La o fe rta ....................................................................................................68 3. El rol del Estado en la innovación tecnológica ....................................... 71 4. Las incubadoras tecnológicas .................................................................. 77 9

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7. Alm acenam iento de e n e rg ía ............................................................................189

Capítulo 6 El proyecto tecn ológ ico ............................. v, ..................................... 83 1. Identificación de oportunidades .............................................................. 83 2. La búsqueda de inform ación.................................................................... 89 3. Diseño ......................................................................................................90 4. El diseño y las ingenierías........................................................................ 92 5. Ejecución .......................................................................................... . . .93 6. La evaluación de los resultados ............................................................... 94 7. Ingeniería de desarrollo e ingeniería de producto....................................95 8. ¿Patentar o no patentar?........................................................................... 97 9. La organización de un p ro y e c to ...............................................................98 10. I+D guiada por los negocios: “Technology Managment” .............- .101 11. Thomas Alva Edison y la empresa de tecnología................................. 103

8. La industria del petróleo y del carbón ..................................................190 9. Fuentes de energía “no-convencionales” ...................................................... 196

10. Producción y consumo “no-eléctrico” ............................................... 206 11. Por un consumo racional delaenergía................................................ 206 Anexo: Máquinas térmicas ........................................................................ 208 Capítulo 10 Tecnología quím ica ............................................................................... 211 1. Historia de las operaciones químicas .................................................... 211 2. Operaciones unitarias.............................................................................214 3. Las fermentaciones.................................................................................222 4. Catalizadores ......................................................................................... 223 5. Instrumentación y control ........ ........................................................... 224 6. Simulación y análisis de sensibilidad ......................................................228 7. Materiales usados en equipos de proceso............................................. 229 8. “ Química fina” ....................................................................................... 230

Capítulo 7 Tecnología de la organización ........................................................... 109 1. Las relaciones de trabajo también cambian............................................ 109 2. Conceptos contemporáneos de g e stió n.................................................113 3. La cultura empresaria.............................................................................. 115 4. La garantía de calidad y las normas ISO 9000 ........................................120

Capítulo 11

Sustentabilidad ....................................................................................... 233 1. Los recursos no renovables .................................................................. 233 2. El problema de los residuos.................................................................. 236 3. La ecología industrial .............................................................................239

Tercera P arte La tecnología de los m e d io s ...............................................................125 Capítulo 8 Tecnología de los m ate ria les .............................................................127 1. La era de los materiales ......................................................................... 127 2. Metales.................................................................................................... 129 3. Materiales cerámicos ............................................................................. 138 4. Materiales plásticos..................................................................................146 5. Materiales compuestos........................................................................... 156 6. Otros materiales ....................................................................................158

Capítulo 12

Biotecnología ..........................................................................................241

1. Hacer biotecnología sin s a b e rlo ............................................................242 2. Ingeniería genética .................................................................................242 3. Anticuerpos monoclonales (mAb) ........................................................245 4. El mejoramiento de las especies............................................................247 5. Fertilidad y procreación asistida............................................................ 250 6. La industria bioquímica o bioindustria .................................................. 251 7. Tratamiento biológico de residuos peligrosos....................................... 253 8. Ciencia, ética e intereses comerciales....................................................254

Capítulo 9 E n e rg ía .................................................................................................... 167 1. El trabajo de Prometeo .........................................................................167 2. ¿Energía = Electricidad? .........................................................................170 3. Energía hidroeléctrica............................................................................. 173 4. La generación térmica ...........................................................................174 5. Centrales nucleoeléctricas....................................................................... 176 6. Generación, transporte, distribución ....................................................185 JO

Capítulo 13 .................................................... 257 1. De los artesanos hasta el taller integrado..............................................257 2. La computadora en el taller . ........................................................ 259 3. Otros métodos de formado de piezas ..................................................260 4. Robótica.................................................................................................. 262 T e c n o lo g ía m e c á n ic a e in d u s tria l

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5. Ensayos de materiales............................................................................. 267 6. Mantenimiento preventivo ............................. .. ....................................269 Capítulo 14 E lectrónica .......................................... í ................................................271 1. Aquí, todo es nuevo................................................................................271 2. La válvula termoiónica ........................................................................... 272 3. En el principio eran las comunicaciones ................................................273 4. Circuitos electrónicos fundamentales....................................................275 5. Los semiconductores ............................................................................. 279 6. El transistor ......................... ..................................................................283 7. Los circuitos integrados................................................................. . . .286 8. Otros dispositivos ................................................................................. 290 Capítulo 15 In fo rm á tica ..............................................................................................297 1. Tecnología de tecnologías.......................................................................297 2. Tipos de computadoras .........................................................................303 3. Arquitectura de las computadoras ..................... .................................. 308 4. Lenguajes de programación ................................................................... 311 5. Aplicaciones de las computadoras ........................................................316 C u a rta Parte La tecnología de los fines .................................................................... 327 Capítulo 16 Las c o m u n ic a c io n e s ...............................................................................329 1. A través del tiempo y el espacio............................................................329 2. El cine...................................................................................................... 334 3. Registro del sonido................................................................................. 334 4. La televisión........................................................................................... 334 5. El teléfono .............................................. ...............................................336 6. La prensa ................................................................................................339 7. Los satélites de comunicaciones............................................................340 8. La obsolescencia tecnológica .................................................................341 9. La confluencia de las comunicaciones con la informática .................... 343 Capítulo 17 Los tra n sp o rte s ................................................................... ................. 345 1. Moverse por esos mundos de Dios ..................................................... 345 2. Transporte aéreo ............................................................. ......................351 12

3. Aeropuertos............................................................................................354 4 Los ferrocarriles modernos ................................................................... 355 5 El transporte automotriz .......................................................................356 ^ l__3 vía m arítim a........................................................................................359 7 . La bicicleta y su fu tu r o ........................................................................... 363

Capítulo 18 Los alim entos .......................................................................................... 365 | . Primo mangiare ......................................................................................365 2. Los cereales y la “ revolución verde” ...................................................... 369 3. Otros alimentos de origen vegetal ........................................................ 372 4. Las carnes................................................................................................ 377 5. Productos lácteos.................................................................................... 381 6. Las bebidas..............................................................................................382 7. Métodos de conservación .....................................................................386 8. Golosinas, estimulantes y otros “ vicios” ................................................388 9. Alimentos “ tecnológicos” .......................................................................389 Anexo: La presión osmótica y la actividad del agua ................................390 Capítulo 19 Los te xtile s ............................................ ................................................. 393 1. Fibras, tejidos e indumentaria.................................................................393 2. Fibras naturales modificadas...................................................................395 3. Fibras sintéticas: nailon, p o lié s te r.......................................................... 397 4. Manufactura te x til................................................................................... 398 5. La industria de la indumentaria.............................................................. 402 Capítulo 20 El h á b it a t ........................................................... ...................... ................403 1. Brevísima historia del hábitat ................................................................ 403 2. Construcciones: tecnología en diseño ..................................................406 3. Los materiales modernos de construcción........................................... 407 4. Tecnología de la construcción................................................................ 410 5. Ensayos de materiales............................................................................. 412 6. Las ciudades............................................................................................4 | 3 7. Ergonomía y estética .............................................................................417 7. Los servicios domiciliarios .................................................................... 419 8. La casa inteligente ................................................................................. 420 Capítulo 2 1 T e c n o lo g ía m é d ic a

.423

El tecnoscopio

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1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

La medicina m oderna..............................................................................423 Equipos para diagnóstico ....................................................................... 424 El hospital automatizado..........................................................................431 C iru g ía .....................................................................................................433 Prótesis .............................................. ................................................... 437 Genética e ingeniería genéticahumana.................................................... 441 Farmacología: Diseño de drogas............................................................ 442 Radioterapia y quimioterapia del cáncer................................................445 ¿Medicina de alta tecnología omédico de cabecera?.............................. 447

Introducción

Q ué pretende este libro La tecnología se ha transform ado para nosotros en un tema de ad­ m ira c ió n y a veces también de cuestionamiento, y para muchos, casi

en un estilo de vida. La inmensa mayoría de los objetos que nos ro ­ dean no existían hace cincuenta años. Dependemos de sus productos, pero sabemos muy poco acerca del m odo en que estos productos se

Capítulo 22 Tecnología m ilita r ..............................................................................449 1. Apología.................................................................................................. 449 2. Las armas nucleares ............................................................................... 452 3. Cohetes y m isiles................................................................................... 456 4. Las armas químicas...........................................................' ................... 459 5. La guerra “ convencional” .......................................................................460 6. Guerra psicológica................................................................................... 462 7. Inteligencia m ilita r................................................................................... 463 8. Comunicaciones..................................................................................... 465 9. La tecnología del desarme .................................................................... 466 Capítulo 23 Los capítulos a u se n te s........................... ................ ............................. 469 1. Los métodos analíticos.......................................................................... 469 2. Tecnología nuclear .................................................................................472 3. El espacio e x te rio r................................................................................. 473 C apítulo f in a l........................................................................................... 479 Bibliografía

............................................................................................. 487

índice te m á tic o .......................................................................................489

crean, se fabrican y se venden.

Admiramos aparatos que nos parecen milagrosos, y a sus creado­ res como si fuesen seres de o tro planeta. Es sorprendente que la tec­ nología no se haya transformado aún en la misma medida en un tema de estudio ni de práctica. Sin embargo, la tecnología tiene su ámbito de creación en cualquier sitio en que un grupo humano encara la solución de un problema. Hay una metodología a seguir para resolver problemas, y las soluciones — el cómo hacer las cosas— son tecnologías.

O tro hecho sorprendente es que hubo que esperar hasta el m o­ mento actual para que se reconociera que la tecnología debe entrar en las escuelas com o materia de estudio. Era com o si, hasta ahora, sus productos se consideraran datos tan evidentes de la realidad que no merecieran ser estudiados. El proceso de su génesis constituía un mis­ terio completamente ajeno a las preocupaciones del aula. Ahora parece llegado el m om ento de cambiar varias de estas acti­ tudes. Por una parte, se reconoce cada vez más que la innovación tec­ nológica es una condición esencial para la supervivencia de las em pre­ sas productoras de bienes y servicios. Por o tra parte, existen cada vez más empresas que emprenden el camino de buscar su propia m etodo­ logía innovativa. Por fin, la nueva Ley Federal de Educación incluye la tecnología en los planes de estudio de las escuelas, salvando así una au­ sencia injustificable en nuestra época. La tecnología es, ante todo, una práctica y una manera de encarar los problemas. Ningún libro puede, p o r lo tanto, “ enseñar tecnología” , ni éste pretende hacerlo. Sin embargo, hay una gran escasez de infor­ mación acerca de cóm o se hace tecnología, y de cóm o es el proceso de desarrollo de un objeto tecnológico al igual que acerca de los pro­ ductos de ese proceso.

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La presente obra trata de proveer cierta cantidad de información básica sobre estos temas. El libro está organizado en cuatro partes de

Prim era Parte

la manera que sigue: La P rim e ra Parte define la tecnología y su papel en nuestra cul­

Tecnología y sociedad

tura, y describe el papel de la tecnología en la empresa de producción com o insumo estructurante del proceso productivo. La Segunda Parte se interna en el proceso de creación de tecno­ logía, la estructura de la oferta y la demanda de ese insumo tan parti­ cular, y detalla la naturaleza del “ Proyecto tecnológico” y las fases de su ejecución. La tercera y la cuarta tratan de dar una visión a vuelo de pájaro, de las diferentes áreas de la vida social y económica en las que la tecno­ logía está dejando su marca indeleble. La Tercera P arte se refiere a las tecnologías básicas: energía, química, materiales, sistemas de pro­ ducción, informática. Éstas son las piezas con las que se construyen las tecnologías de aplicación en las diferentes áreas de la actividad huma­ na, que trata la C u a rta Parte: el hábitat, la alimentación, las comuni­ caciones, la medicina, la guerra. Es obvio que la obra no pretende un carácter enciclopédico, sino solamente dar una somera introducción a los temas que encara. Por :• . tjrf® á m m i i t i

o tra parte, es evidente que la carrera del desarrollo tecnológico está muy lejos de haber term inado. Mientras escribimos estas líneas, apa­ recen nuevos inventos, algunos de los conocimientos científicos más recientes están siendo transform ados en tecnologías novedosas, y al­ gunas tecnologías que parecían promisorias en algún m om ento están siendo abandonadas. Para concluir esta introducción, contaremos una anécdota que, si bien posteriorm ente se reveló apócrifa, ilustra la actitud de aquellas personas que ven el continuo avance de la tecnología con cierta desa­ zón. En 1899, hace casi exactamente un siglo, el d ire cto r de la C om i­ sión de Patentes y Marcas de los Estados Unidos, el Sr. Charles H. Duell, envió una carta al presidente MacKinley recomendando el cie­ rre de esa oficina, ya que to d o lo inventable ya estaba inventado. Cien años y más de cinco millones de inventos más tarde, no com eteremos el mismo error.

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Capítulo I

¿Qué es la tecnología?

I . La tecnología como actividad humana “ Tecnología” es una de las palabras mágicas de nuestra época. Nos orgullecemos de sus logros, tememos sus consecuencias, dependemos de ella para nuestra subsistencia. Reconocemos en ella un producto de nuestra civilización, pero a veces pensamos que ya se ha transform a­ do en una fuerza autónoma, que prácticamente ha escapado a nuestro control y que tiende a dominarnos e incluso a reemplazarnos. Especialmente en los últim os años, la tecnología se ha impuesto también com o tema de estudio y de reflexión. Comencemos p or ponernos de acuerdo sobre qué entendemos por tecnología. Para nosotros será, sencillamente, la manera de hacer las cosas. Podríamos comenzar con una definición que abarque el cam­

po que deseamos cubrir. Pero la definición de tecnología no logra aún un consenso unánime, e incluso está sujeta a variantes lingüísticas. En efecto, los autores alemanes y franceses usan la palabra “técnica” en el sentido en el que nosotros usamos “ tecnología” , siguiendo la acep­ ción estadounidense dei térm ino. La palabra “ técnica” tiene su origen en el vocablo griego techné, que significa “ mano” o “ lo que se hace con las manos” . Los griegos relacio­ naban la techné con las artes y también con el conocimiento práctico y ri­ guroso. La palabra logos, p or su parte, significa “ palabra” o “ discurso” . El significado etim ológico de la palabra tecnología es, entonces, “ discur­ so acerca de la técnica” . Tal discurso va más allá del “ cóm o se hacen las

cosas” , para abarcar también la reflexión acerca de por qué se hacen así. Sin embargo no es ése el significado habitual del térm ino ni el que le vamos a oto rg a r en este libro. Para algunos autores la técnica es sobre to d o una actividad prácti­ ca: es una norm a de acción, una serie de reglas para lograr un o b jeti­ vo; y tecnología es la preparación y el marco intelectual que perm iten

Tomás 8 uch

ejercer tal actividad; el diseño, la previsión de que actuando de cierta manera se obtendrá un resultado deseado. El uso común de la palabra

técnica es coherente con estas definiciones. Ejecutar una tarea técni­ ca involucra un conocim iento instrumental, que a veces ni siquiera es enteramente verbalizable. Sin embargo, la concreción de una tecnolo­ gía implica numerosas técnicas. Durante mucho tiempo, lo que hoy llamamos tecnología se asocia­ ba muy estrechamente con la ¡dea del invento. De hecho, gran parte de la historiografía de la tecnología o de las técnicas refiere la historia de diversos inventos, de sus autores y de sus sucesivas transform acio­ nes. La máquina de vapor1tuvo antecesores, un origen detectable en el tiem po y en el espacio, una época de grandeza y dominio, y vio un pau­ latino decaimiento de su importancia y su desplazamiento por otras fuentes de energía mecánica, algunas de las cuales se relacionan con ella en tanto otras se basan en principios diferentes. Lo mismo ocurre con muchos otros “ inventos” que dominaron el escenario de la revolución industrial. Estos inventos aprovecharon algunos descubrimientos cien­ tíficos, pero nacieron a su costado, y muchas veces con anterioridad a

El tecnoscopio

fueron desarrolladas p o r C arnot a p a rtir del 1824. Las relaciones en­ tre la máquina de Newcom en y los experim entos de Denis Papin so­ bre el vacío no son claras. New com en era un técnico con poca pre­ paración teórica, y Papin se interesaba en el vacío p o r razones filosó­ ficas. He aquí los algo azarosos orígenes de la íntima vinculación ac­ tual entre la ciencia y la tecnología. Pero esta historia tiene o tra ramificación. El prim itivo desarrollo de Huyghens en el fondo era un m o to r de explosión: es un antepasado rem oto del m o to r diesel, que usa la ignición espontánea de una mez­ cla explosiva no para producir vacío sino para empujar el pistón. En cambio el ingeniero Diesel era un tecnólogo moderno, inventó su m o­ to r con un objetivo deliberado basado en la termodinámica: quiso construir el m o to r que se acercara lo más posible al ciclo de C arnot y que, p o r lo tanto, tuviera el máximo rendim iento term odinám ico po­ sible, objetivo que consiguió realizar. La tecnología actual se asocia mucho más estrechamente con la

ciencia de lo que ocurría en otros tiempos. Para algunos autores, esta asociación es tan determinante que las técnicas anteriores a la actual

las teorías que los fundamentaron y perm itieron perfeccionarlos. Rastrear la historia de la máquina de vapor es un buen ejemplo de

simbiosis entre la técnica y la ciencia no deberían llamarse tecnologías.

esto. H erón de Alejandría descubrió en el siglo 2 a.C. que el vapor de agua podía realizar trabajo mecánico, pero su descubrim iento no lle­

entre la tecnología actual y la ciencia, como lo es entender claramente

vó más que a un juguete. Diecinueve siglos más tarde se descubre el vacío, y Gericke demuestra que esta “ ausencia” se puede usar para realizar trabajo mecánico; en 1673, el físico Huyghens — autor, ade­ más, de la prim era teoría ondulatoria de la luz— produce vacío me­ diante una explosión de pólvora; en 1690, Denis Papin, un francés protestante refugiado en Alemania, usa la condensación del vapor pa­ ra p roducir vacío y levantar pesos. Pocos años después, en 1712, el inglés Newcom en, un industrial con pocos conocim ientos científicos, construye una máquina que funciona gracias al vacío generado p o r la condensación del vapor. C onstituyó un é x ito técnico y se usó p o r d o ­ cenas, hasta que W a tt (1784) in tro d u jo su m o to r a p a rtir de un sis­ tema basado en la expansión del vapor, un condensador separado de la caldera y el pistón, y el regulador que lleva su nom bre; se alió, ade­ más, con un industrial capitalista para poner su máquina en condicio­ nes de imponerse en el mercado; las teorías term odinámicas que per­ m itieron com prender a fondo cóm o funcionaba esa máquina recién 20

Es tan im portante com prender las relaciones tan estrechas que existen sus diferencias. La confusión y la asociación casi involuntaria se nota, por ejemplo, en el nombre de las instituciones del Estado que se ocu­ pan de estas cosas: la Secretaría de Ciencia y Tecnología, o el Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Esta confusión no deja de tener consecuencias que se extienden al ámbito político, eco­ nómico y cultural. Se trata de dos actividades humanas con objetivos, métodos y éticas diferentes. El propósito de la ciencia es el conocimien­ to. El de la tecnología es un artefacto o una metodología.

Sin embargo, hay una actitud que com parten la ciencia y la tecno­ logía: el pensamiento racional. N o está de más subrayar este hecho en un m om ento histórico en que mucha gente se vuelca hacia ciertas fo r ­ mas de pensamiento prerracional, o aun antirracional, en busca de se­ guridades que la ciencia no es capaz de brindarle. A diferencia de la tecnología antigua, basada en la observación y la intuición, la tecnolo­ gía actual es enteram ente racional. También es necesario delim itar el área tecnológica respecto de la ingeniería. Para algunos, la tecnología está comprendida dentro del

El tecnoscopio

Tomás 8 uch

ámbito de la ingeniería. Para otros, la ingeniería es una de las herra­ mientas más im portantes de la tecnología, aunque en la práctica habi­ tual no ponga el énfasis que ésta pone en la creatividad al servicio de

pero es extensible a las ciencias so­ ciales y a las tecnologías “ blandas” de la gestión y las comunicaciones socia­

la resolución de problemas. En esta obra tom arem os el térm in o tecnología con la acepción

les.

más amplia posible: para nosotros, la tecnología es un ingrediente del

de una verdadera simbiosis entre la ciencia y la tecnología. La tecnología

proceso de producción de cuanta cosa hecha p o r el hom bre existe so­ bre la tierra: es la m anera de hacer las cosas. Sobreentendemos que se trata de una acción deliberada. Obviamente, un pájaro que construye un nido también tiene una técnica para hacerlo. Pero no es libre de modificarla ni de inventar mejoras. Com o actividad deliberada, la tecnología es una de las características más antiguas de la especie humana, hasta el punto de ser una de sus de­ finiciones. La tecnología es uno de los hechos culturales más bá­

sicos de nuestra especie. Desde el m om ento en que el hombre pu­ do prever las consecuencias de sus actos, comenzó a planear y a inno­ var, a ensayar alternativas innovativas sobre la base de prefiguraciones mentales de sus actos: nació la tecnología. Junto con ella nació la ética. Sólo un ser que puede prever las con­ secuencias de sus actos puede planear y program ar sus acciones. Es­ tas acciones afectan a la materia, a las relaciones sociales y a o tro s se­ res, para bien o para mal.

En la actualidad se puede hablar

contemporánea se basa en enorme medida en los descubrimientos cien­ tíficos de épocas cada vez más re­ cientes. Recíprocamente, los descu­

Espectómetro magnético (INVAP- CNEA)

brim ientos científicos y los métodos experimentales y aun teóricos que la ciencia experimental emplea pa­ ra lograr desentrañar los fenómenos de la naturaleza serían imposibles de lograr sin el apoyo de equipos de toda índole, en particular de la­ boratorio, que son cada vez más complejos y perfeccionados. La inves­ tigación científica actual precisa indefectiblemente del apoyo de la tec­ nología de punta para poder progresar. De tal manera, la ciencia y la tecnología se apoyan mutuamente en una interacción que las fertiliza a ambas. En cambio, si bien los artesanos e ingenieros del pasado sabían apli­ car las técnicas que habían aprendido, producir los bienes en que es­ taban especializados, e introducían continuamente mejoras en sus mé­

2. Tecnología y ciencia La ciencia y la tecnología son dos ámbitos tan diferentes, que un buen conocimiento del quehacer científico no capacita automáticamente para la comprensión del fenómeno de la tecnología. El desarrollo de tecno­ logía es una cosa diferente de la investigación científica, aunque utilice sus resultados y sus mismos criterios de racionalidad. Decíamos al principio de este capítulo que tecnologías, com o m o­ dos de hacer las cosas, existieron desde los albores de la prehistoria. Lo que diferencia a la tecnología actual de la de otras épocas es el gran impacto que sobre los m étodos de producción han tenido los descu­ brim ientos y la metodología de la investigación científica. Esta afirma­ ción se suele hacer con respecto a las ciencias y tecnologías “ duras” , que tratan del conocim iento y de la manipulación del mundo material, 22

todos, la tecnología del pasado fue fundamentalmente conocim iento empírico, transm itido por tradición y mejorado paulatinamente por el m étodo de “ prueba y e rro r” . Recién el estudio científico perm itió determ inar las razones por las que los fenómenos ocurrían, y entonces se aceleró el desarrollo de nuevas tecnologías. La diferencia entre la tecnología contemporánea y to d o lo que hubo antes es que ahora, gracias a la ciencia, no sólo sa­ bemos cóm o hacer para producir cie rto efecto, sino que sabemos ra­ cionalmente porqué conviene hacer las cosas de cie rto modo, y po­ demos prever qué pasará si lo hacemos distinto; y eso nos ha p erm iti­ do in tro d u cir cambios tan rápidos en el cómo, que la variedad, la can­ tidad y la calidad de los productos de nuestra industria han significado el salto cualitativo que conocemos com o “ revolución tecnológica” . Lo que la ciencia no nos puede enseñar — y tam poco la tecnolo­ gía— es qué producir, por qué y para qué hacerlo. En la respuesta 23

Tomás Ruch

a esas preguntas radican las diferencias entre los diferentes enfoques políticos, económicos y éticos. Sin embargo, en la época actual es imposible pretender que se pue­ da separar el desarrollo tecnológico de la investigación científica, en el

El tecnoscopio

revoluciones, si bien abarcó la totalidad de las actividades en form a más o menos directa, se inició en algunos de los grandes sectores de la actividad humana, desde donde generó cambios en todas las demás. La prim era de ellas, la revolución neolítica, que o cu rrió en la

sentido de que un país pueda tener aun la más mínima autonomía tec­

prehistoria, hace cinco ó seis mil años, y en diferentes ubicaciones

nológica en ausencia de un sistema científico de cierta importancia. La

geográficas, comenzó en el área de la alimentación, la actividad más bá­

tecnología contemporánea es el fru to de la ciencia contemporánea, y

sica de todas. Consistió en la domesticación de varias especies vege­ tales y animales, y marcó el fin de una economía basada en la caza y la recolección.

sólo crece sobre una planta sana cuyas raíces estén profundamente im ­ plantadas en la búsqueda del conocim iento básico. La tecnología es un hecho cultural básico, que se nutre de la cien­

La agricultura y la ganadería perm itieron por prim era vez la existen­

cia, pero también de todas las demás facetas de la cultura humana, y a su vez las influencia a todas. Encontraremos este hecho, el de la trans-

cia de excedentes alimentarios, de m odo que no todos debían trabajar en el sustento de la comunidad. Se produjeron grandes aumentos de

versalidad de la tecnología, en muchos momentos de nuestro estudio.

las poblaciones, y tecnologías tan im portantes com o el riego artificial. Esto tuvo muchas otras consecuencias. El riego artificial condujo a la sedentarización de grandes poblaciones, y a que se trascendiera la es­

3. R evoluciones tecnoló gicas y e s tru c tu ra social

tructura tribal. Se inventaron las ciudades, y p o r lo tanto el concepto de gobierno com o estructura diferenciada en una sociedad dividida en

Si se lee la historia de la humanidad desde el ángulo de la tecnología, se pueden observar varios períodos de grandes y veloces cambios, co­

clases, más allá de una jefatura tribal. Las ciudades se agruparon por

mo el nuestro, intercalados entre largos siglos en los cuales los cambios en los artefactos que se empleaban y en los procesos para producirlos,

coalición o p o r conquista en los grandes im perios de la antigüedad, con to d o lo que vino detrás, p o r ejemplo la invención de la escritura

a lo sumo evolucionaban lentamente mediante pequeñas mejoras. Ade­

y el com ercio, para manejar los excedentes agrícolas. Entre lo que vi­ no detrás están también las guerras en una escala desconocida ante­

más, es aparente que el ritm o general de la historia se ha ¡do aceleran­ do cada vez más en los últimos milenios y siglos. Los albores de la hu­

riorm ente, la aparición de los ejércitos profesionales, y el concom i­ tante desarrollo de la tecnología militar.

manidad, desde el punto de vista biológico, datan de unos dos millones de años. El empleo del fuego y de herramientas de piedra está atestigua­ do desde muy temprano. Seguramente también se usaron herramientas de madera, que no han llegado a nosotros. Sin embargo, la evolución de los primeros artefactos fue extremadamente lenta. La época neolítica data apenas de unos 6000 años atrás, y luego tuvieron que pasar otros milenios, antes de que surgieran las civilizaciones urbanas de la antigüe­ dad. Frente a esta estabilidad o evolución lenta de las tecnologías, se pre­ sentan épocas en las cuales los cambios fueron tan veloces que se habla con justicia de verdaderas revoluciones, la primera de las cuales tuvo lu­ gar, justamente, en el neolítico.2 Estas revoluciones no estuvieron limitadas al ám bito tecnológico: en ellas se modificaron totalm ente las estructuras económicas, socia­ les, culturales, religiosas y morales de los pueblos. Cada una de estas

Los cambios tecnológicos que se sucedieron tuvieron, sin duda,

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grandes consecuencias, pero nunca más un vuelco tan total del modo de vida de la humanidad, com o cuando se produjo la revolución indus­ trial, la segunda revolución tecnológica, que comenzó lentamente en Eu­ ropa en los siglos X V y XVI. La estructura de clases de las sociedades europeas fue cambiando, con el ocaso del feudalismo y el ascenso de la burguesía com o clase que traía a la sociedad medieval un dinamis­ mo previamente desconocido. Los grandes viajes de exploración y conquista emprendidos p o r las potencias europeas interconectaron esta cultura con otras muy diferentes. Esta interconexión generalmen­ te fue violenta. Comenzó el dom inio de O ccidente sobre las demás culturas, y la “ globalización” , que se está completando en nuestra épo­ ca. También comienzan p o r entonces los descubrimientos científicos (después de la invención de la ciencia misma, en el sentido moderno

Tomás Buch

del térm ino) y nace el deseo de poner a la naturaleza al servicio del hombre, esa quimera que en la actualidad nos amenaza. La Revolución Industrial abarcó dos oleadas sucesivas. En la primera, encabezada p or Inglaterra, se introdujo la máquina de vapor, que reem­

El tecnoscopio

nuestra manera de pensarnos a nosotros mismos. Las dos tecnologías características de nuestra revolución tecnológica son: la informática, ba­ sada en el desarrollo de la electrónica, y la biotecnología. Con la prime­ ra, se hace posible tecnológicamente auxiliar y aun reemplazar muchas

plazó la energía hidráulica y cambió totalm ente la manera de producir muchos bienes, desde lo artesanal e individual hacia la manufactura in­

de las tareas mentales de los humanos; con la segunda, manipular y mo­

dustrial; también cambiaron los sistemas de transporte, al introducir el

tercera revolución tecnológica está en pleno desarrollo, ante nuestra vista y con nuestra participación.

ferrocarril y los barcos de vapor; en cuanto al uso de materiales, se reemplazó la madera po r los metales, y se desplazó a grandes cantidades de personas del campo a las ciudades, en relación estrecha con la cre­ ciente mecanización de las tareas agrarias. En la segunda ola, que. duró desde mediados del siglo X IX hasta la primera guerra mundial, y estuvo sobre todo centrada en Alemania (cuna de la industria química) y los EE.UU., el petróleo reemplaza al carbón, la electricidad hace su aparición como fuente im portante de energía, la industria química empieza a crear sustancias y no sólo a obtenerlas de la naturaleza. Globalmente, se pue­ de decir que la Revolución Industrial dio grandes pasos en el sentido de proporcionar a la especie humana el dom inio de fuerzas mecánicas ca­ paces de reemplazar su fuerza física. Además de innumerables artefactos de uso práctico en todos los ám­ bitos de la vida, esta revolución — que se fue acelerando cada vez más a

dificar su esencia biológica, y, tal vez, hacer del hombre otra cosa. Esta

La revolución social ocasionada p o r ella todavía se perfila poco, aún en los países desarrollados. Las implicaciones sociales de la informatización — y especialmente la robotización de la industria— no están toda­ vía plenamente a la vista, pero todo hace pensar que serán profundas. Lo que ya está a la vista, com o consecuencia y a la vez m o to r de la revolución tecnológica en curso, es la globalizadón del mundo. La eco­ nomía casi no reconoce las fronteras nacionales; muchos de los dos centenares de países form alm ente soberanos tienen menos poder que un buen núm ero de empresas multinacionales; la información recorre el mundo en form a instantánea. Todos los habitantes del planeta tie ­ nen acceso al espectáculo del estilo de vida de los países desarrolla­ dos, aunque no a su nivel y calidad, y los conflictos alcanzan repercu­ siones universales.

partir del últim o cuarto del siglo XVIII— generó nuevos modos de pro­ ducción, como la manufactura, y la producción en línea de montaje. Esta revolución tecnológica fo rm ó parte de una transform ación so­

Una consecuencia de esta globalización es la pérdida relativa de po­ der de los Estados Nacionales, aun de los más poderosos en térm inos

cial profunda, que tardó unos tres siglos en consolidarse desplazando al feudalismo, fomentando el racionalismo com o doctrina filosófica, trans­ form ando al artesano en tecnólogo, urbanizando la población, y crean­

talismo hace que, si bien los dueños del dinero tienen una patria, el di­ nero mismo no la tiene, y nos estamos acostumbrando a la dictadura

do el proletariado industrial m oderno a costas de la población rural. El centro de irradiación de to d o este m ovim iento fue Europa, y su satélite cultural, los Estados Unidos de América. Allí, aunque también en el Japón, comenzó justamente la te rc era revolución tecnológi­

ca, en que nos encontramos en la actualidad. Según algunos observadores, ahora estamos inmersos en algo que es sólo la continuación de la Revolución Industrial; según otros, es su “ Ter­ cera O la” , y según otros más, es una revolución cuya profundidad supe­ ra todas las anteriores. De esta revolución forman parte cambios que no han dejado sin tocar ninguno de los aspectos de nuestra vida co ti­ diana, como veremos más adelante; y que han afectado profundamente 26

políticos o militares. La internacionalización de la estructura del capi­

de una entidad abstracta llamada “ mercado” de cuyos estados de áni­ mo depende el bienestar de las poblaciones del mundo. La humanidad está en un m om ento peligroso y lleno de tensiones y contradicciones: tenemos p o r prim era vez la conciencia de que somos una unidad. Y, al mismo tiem po y tal vez com o compensación, recrude­ cen los conflictos tribales y se exacerban reacciones primitivas de re­ chazo a lo diferente.

N o ta s

I. El uso corriente de nuestra lengua tiende a usar expresiones como:

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■.*' ■. ■:

Tomás Buch

Capítulo 2

máquina a vapor, molino a viento, avión a chorro; que están viciadas de gali­ cismo (moulin á vent, motor á explosion). Las expresiones correctas indican que debe usarse la preposición “ de” entre cuyos oficios está el de denotar el mo­

Im pacto social del cam bio tecnológico

do o manera en que se realiza una cosa, el agente que la ejecuta, etcétera. De este modo, lo correcto es máquina de vapor, estufa de querosene, jugue­ te de cuerda, barco de vela, etcétera. 2. La velocidad de los cambios deberá entenderse en forma relativa. La “ revolución neolítica” probablemente se extendió sobre dos o tres milenios, lo cual, en comparación con las decenas de milenios de estabilidad relativa, implica un cambio revolucionario. La segunda revolución tecnológica se ex­

I. Abundancia y desequilibrio

tendió sobre 150 años. La tercera empezó hace dos décadas, y la meseta postrevolucionaria aún no está a la vista. Hay teorías económicas que tratan de explicar estos fenómenos con mayor o menor éxito.

Las dos primeras consecuencias de la actual revolución tecnológica son: la ya mencionada globalizaaón, que sirve de telón de fondo a to ­ do lo que ocurre, y un enorme aumento de la productividad del tra ­ bajo, p o r lo menos en aquellos sectores de la economía que hacen uso intensivo de las nuevas tecnologías. El segundo elemento, el de la productividad del trabajo, ha puesto al alcance de grandes sectores de la humanidad un nivel de vida inima­ ginable hace pocas décadas, y bienes de una calidad nunca antes alcan­ zada, y en grandes cantidades; sin embargo, también está teniendo im ­ pactos indeseables. La desocupación es ya uno de los problemas socia­ les y económicos más graves en to d o el mundo. El fenómeno tiene causas complejas que no son las mismas en diferentes regiones o paí­ ses, pero una de ellas es ciertam ente el aumento de la productividad del trabajo humano, que es reemplazado en grado creciente p or equi­ pos de producción automáticos. Este fenómeno no es nuevo. La segunda revolución tecnológica produjo efectos similares. Los grandes cambios introducidos en mu­ chas ramas de la tecnología de esa época produjeron desplazamientos

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de poblaciones, cambios en los estilos de vida y también desocupación tecnológica. La mecanización agraria desplazó a las ciudades a miles de campesinos que allí form aron el proletariado urbano, con una grave pérdida en su calidad de vida. O tro ejemplo entre muchos de una in­ novación tecnológica con graves consecuencias sociales fue la desmo­ tadora de algodón, cuyo prim er m odelo aumentó 24 veces la produc­ tividad de un operario esclavo que antes de su introducción hacía a mano esta em brutecedora tarea. Se abarataron los tejidos de algodón,

I fljs it ‘f 28

Tomás Buch

El tecnoscopio

lo que los puso al alcance de la población, pero se conm ovió profun­ damente la estructura económica del sur de los EE.UU. Tampoco fal­

Aun cuando sea aceptada la introducción de ciertas tecnologías, su efecto social puede variar de una cultura a otra. Siempre se menciona

taron los m ovim ientos de protesta contra este fenómeno. El de los

con cie rto asombro el hecho de que los chinos conocieron muchos de

Ludditas, en Inglaterra, fue uno de ellos. La pretensión de luchar con­

los grandes desarrollos tecnológicos del Renacimiento antes que O c­ cidente, pero no tom aron la actitud de conquista y expansión que su

tra la pérdida de sus empleos destruyendo las máquinas (principalm en­ te en la industria te x til) — que eran su causa visible— resultó, p o r su­

dom inio de la navegación y los explosivos les hubieran perm itido, y

puesto, totalm ente fútil. En 1813 algunos de sus miem bros fueron eje­

que Occidente to m o poco después. En adelante diremos algo más acerca de la teoría del determ inism o tecnológico.

cutados. O tro ejemplo tradicional de innovación tecnológica en el sentido amplio que nosotros le damos, lo constituye la invención de los siste­ mas de producción basados en la fabricación de máquinas (las. armas de fuego fueron las prim eras) compuestos de piezas intercambiables, lo que marca el abandono del trabajo artesanal y el com ienzo de la revolución en los m étodos de producción de bienes: la racionaliza­

Los cambios tecnológicos, desde la antigüedad, generalmente han tendido a facilitar el trabajo humano, a hacerlo menos penoso, a reem­ plazar sus formas más primitivas, basadas en la fuerza física, por fo r­ mas más avanzadas, basadas en la capacidad mental y la inteligencia de los trabajadores.

ción del trabajo, la introducción del concepto de calidad, y la línea de

En la actualidad, el máximo desarrollo alcanzado por los productos informáticos tiende a reemplazar también la parte más rutinaria y mecá­

montaje. El símbolo de esta nueva m etodología es el sistema implan­

nica de la actividad mental humana por el trabajo de las computadoras.

tado en las fábricas de Ford. D icho sistema condujo a la difusión del

Por lo tanto, desaparecen de la variedad de demanda laboral nu­

autom óvil, abaratándolo de tal manera que se puso al alcance de am­

merosos puestos de trabajo que sólo exigen fuerza muscular y nive­

plias capas de la población y m odificó com pletam ente las costumbres de los habitantes, p rim ero de los EE.UU. y después de los demás paí­

les bajos de capacitación. En cambio aparecen nuevos tipos de tareas que antes no existían. En la actualidad, quien no sabe manejar una

ses desarrollados. Esta serie innovativa es una de las componentes fundamentales del enorm e aum ento de la productividad del trabajo

computadora, aunque sólo sea elementalmente, se considera casi un analfabeto.

humano. El ejemplo más espectacular y cercano del impacto social de las in­

Este proceso sigue avanzando hacia la inteligencia artificial y la robotización, y nadie sabe hasta dónde podrá llegarse en esta dirección. Es evi­ dente que tales desarrollos plantean problemas graves a la humanidad. Si

novaciones es el de la industria electrónica en las últimas décadas. La re ­ volución en las comunicaciones p o r la generalización de la radio, el te ­

se reemplaza más y más capacidad humana con máquinas, llegará un mo­

léfono, la televisión y la penetración de los productos inform áticos en todos los aspectos de nuestra vida, ha cambiado nuestra civilización

mento en que ya casi no habrá trabajo para los humanos. El mandato bí­ blico “ ganarás el pan con el sudor de tu frente” ya no tendrá vigencia, y

más allá de lo que solemos darnos cuenta. Sin embargo no hay que concluir de estos ejemplos que el desarro­ llo de la tecnología tiene un efecto determinante sobre la evolución so­ cial. Por ejemplo se ha afirmado que la invención de la máquina de es­ cribir, la del m o to r de arranque en los autom óviles1 y la de la píldora anticonceptiva fueron determinantes para la liberación social de la mu­ jer. Sin embargo, si la sociedad no hubiese estado preparada para esta liberación, el trabajo de las mujeres y el control de la procreación no hubiesen sido aceptados socialmente, com o aún no son aceptados en muchas sociedades no occidentales.

la gente ya no vivirá de su trabajo sino del de las máquinas. Es casi una paradoja trágica el que el enorme aumento de la productividad esté acompañado en todos los países occidentales de una creciente desocu­ pación y malestar social, en lugar de opulencia y bienestar. Es evidente

30

Ip É '

que la organización económica y social deberá cambiar totalmente para que este desarrollo conduzca a una mayor felicidad de la humanidad y no a su colapso total. Al mismo tiempo, los seres humanos deberán también modificar su ética y encarar otras actividades para ocupar su tiem po ya que, de lo contrario, como meros parásitos de sus propias máquinas, se morirán de aburrimiento o crearán conflictos para entretenerse.

Tomás Buch

En principio podría implementarse una reducción im portante en los horarios de trabajo, en v irtu d de la productividad que aumenta ca­ da vez más. Tal reducción no se ha producido en la medida esperada, y la desocupación tecnológica es un problema serio y creciente en los países desarrollados. Por ahora, la robotización to ta l de la economía pertenece todavía

El tecnoscopio

Simón, ideólogo de la Revolución Francesa y contem poráneo de la Re­ volución Industrial. En épocas algo más recientes el economista esta­ dounidense T h o rn to n Veblen creyó en cierta form a de utopía tecno­ crática y quiso que el poder en la sociedad pasara de los capitalistas a los ingenieros, com o contrapeso a una economía monetarista. Veblen m urió en 1929, meses antes del derrum be de esa economía, derrum ­

a la imaginación de los escritores de literatura de anticipación, pero el

be que previo con precisión. En cambio Bruce Mazlish, en una obra sig­

fu tu ro se está haciendo presente a gran velocidad, y la sociedad no se halla preparada para encararlo.

nificativamente llamada La cuarta discontinuidad, ve en un cie rto tip o de utopía tecnológica un desenlace natural de la desmitificación del hom ­

2. Los “tecnócratas”

rará los fenómenos mentales, y con ello m ostrará que, tal com o D arwin m ostró que no hay diferencia esencial entre el hombre y los de­

bre comenzado con la revolución copernicana: la tecnología incorpo­

Para algunos autores, en la época presente todos los aspectos de la cultura están tan imbricados con la tecnología que es ésta la que ha

más animales, la mente humana tam poco tiene carácter singular, y no habrá una diferencia esencial entre hombres y máquinas.

de determ inar el fu tu ro de la humanidad com o nunca antes lo hizo. Ya hemos mencionado el determ inism o tecnológico. Creemos que dicha

Sin embargo, para otros autores, la utopía tecnológica es más bien una pesadilla acerca de una sociedad futura de alta tecnología, pero en la cual todos los ideales éticos de la cultura occidental habrán desapa­

postura es unilateral y demasiado simplista. Sin embargo, ciertam ente los avances tecnológicos establecieron normas y hábitos, reduciéndo­

nos de los autores más conocidos de este grupo son Aldous Huxley

recido bajo una siniestra combinación de frivolidad y opresión. Algu­

se en todos los aspectos de nuestra vida, y afectando nuestra manera

(Un mundo feliz, Una nueva visita a un mundo feliz); George O rw ell,

de pensar la realidad. Tiene sentido, p o r lo tanto, avizorar un mundo determ inado p o r la tecnología. “ La tecnología disuelve la ideología” es una aguda frase

(1984), Karel Capek (el inventor del térm ino “ ro b o t” , en su novela

que expresa una verdad a medias. “ La tecnología misma se ha trans­ form ado en una ideología” , dice o tro filósofo contem poráneo, el ale­ mán J. Habermas. Es decir que la aparente autonomía de la te cn o lo ­ gía oculta una realidad que está más allá: el hecho de que la te cn o lo ­ gía está al servicio de un sistema social: el capitalismo, y su móvil in­ mediato, el lucro empresario. Esta intrusión de la tecnología, que nos podría conducir a una so­ ciedad enteramente regida p or máquinas, — o p o r sus inventores, que son a la vez sus servidores, los tecnólogos— ha sido tratada una y otra vez por sociólogos y filósofos, e incluso en la form a de novelas de an­ ticipación. Para algunos, esta sociedad tecnocrática es una utopía po­ sitiva en la cual los seres humanos se hallan libres de enfermedades, tem ores, riesgos y peligros. El prim ero de los profetas de la utopía científica y tecnológica, la “ Nueva A tlántida” , fue Francis Bacon. O tro autor clásico y te ó rico político encandilado p o r el progreso fue Saint-

R.U.R.), Samuel Butler (Erehwon) y K u rt Vonnegut. También el cine ha tratado este tema, como en la película Brasil.

En la actualidad, hay una cierta tendencia a reexaminar la tecno­ cracia com o régimen de gobierno. A nte el desprestigio de la “ clase política” , muchos vuelven su mirada a los “ e xpertos” . Es interesante ver que en el gabinete italiano, presidido p o r el p rim e r m inistro Dini, hubo diez m inistros que eran académicos sin experiencia política pre­ via.

3. La tecnología en la historia y la historia de la tecnología N o es nuestra intención profundizar en los aspectos más filosóficos del rol histórico de la tecnología, ni escribir sobre su historia, salvo pa­ ra facilitar la ubicación del lector en los aspectos contemporáneos, ya que la tecnología actual no surgió de la nada. Sin embargo es necesa-

V..- : ; , Tomás Buch

El tecnoscopio

rio que, aunque superficialmente, aclaremos ciertos aspectos de lo que hemos dicho en este capítulo. Los historiadores debaten acerca de si su disciplina es una ciencia, en el sentido de la pregunta: ¿es la historia meramente un relato anec­ dótico de lo o currid o a las sociedades humanas a lo largo de los siglos, o es posible extraer de ese relato algunas conclusiones generales? En

Es fácil señalar innovaciones o in­ ventos que dieron nuevos rumbos a la historia, y es claro que la tecnología tiene una influencia muy grande. Sería fácil concluir de eso que es su princi­ pal motor. Sin embargo, hay fuerzas

otros térm inos: ¿es posible una teoría de la historia? Los que respon­ den a esta pregunta con la afirmativa proponen que ciertos aspectos

sociales que motivan que cierta tec­

de la vida social son determinantes de los demás, y que, dadas ciertas de esas características sociales, las demás sugen com o consecuencias

sea aceptada p or ella. Por eso, desta­ camos que la Revolución Industrial se

nología surja en cierta sociedad y que

necesarias. Según Carlos Marx, lo que determ ina la estructura básica

produjo en Europa en momentos en

de una sociedad es la relación de sus integrantes con el proceso de producción, apropiación y consumo de bienes. Es evidente que la tec­ nología juega un papel muy im portante en este proceso. La historia se­

que surgía el poder de la burguesía

ría esencialmente la de las relaciones, casi siempre conflictivas, entre

triunfado la Reforma protestante, y en una época en la que el racionalis-

las clases sociales. Hay otras ideas acerca de lo que mueve la historia: Max W eber relaciona la enorm e expansión de la industria capitalista

por encima del de la nobleza o de la Iglesia, en países en los que había

r

n

mo se imponía sobre otras doctrinas

mecánico (Francia s.xvi.)

con la ética protestante; Hegel hacía una especie de apología del Esta­ do como expresión del espíritu; otros subrayan aspectos individuales,

filosóficas. Es poco defendible la tesis de que el desarrollo tecnológico

com o las ansias de conquista de los reyes o de sus sucesores, las mi­ norías que detentan el poder en su lugar; la lucha de las ideas por su

el oeste. En cambio es innegable que la aceleró enormemente. N uestro punto de vista en este debate es que no hay una causa de­

supremacía; una tendencia natural de las naciones que las impulsa a ex­ pandir sus dominios; o nada más que el azar que rige las interaccio­

term inante de la historia, y que buscarla es una actitud algo ingenua.

nes de millones de voluntades indi­

creencias religiosas, la tecnología predominante, y otros factores más, interactúan de tal manera que tra ta r de establecer un predom inio y una determinación de unos por otros es como decidir acerca de la prioridad del huevo sobre la gallina, o viceversa. La historia de la tecnología se imbrica estrechamente con la histo­ ria de la humanidad misma, o de las diferentes civilizaciones que com ­ partieron el planeta hasta la actual unificación, en buena medida, fru to de la tecnología.

viduales. D e ntro de este cúmulo de ideas, también hay una corriente que afir­ ma que la tecnología es la fuerza determ inante de la estructura y la evolución de las sociedades. Sin embargo, la historia humana es de­ masiado compleja para que se pue­ da afirm ar que exista una fuerza determinante. En este sentido es m ejor definir a la tecnología com o Cerámica abética antigua (Grecia sm a.C)

f u e r z a e s t r u c t u r a n t e de las so-

ciedades.

del ferrocarril causó la expansión de la civilización norteamericana hacia

Las fuerzas sociales se interpenetran y se condicionan unas a otras. La estructura económica, las teorías filosóficas, la estructura de poder, las

El presente no es un libro sobre esta historia, aunque en los diferen­ tes capítulos iremos describiendo muy esquemáticamente los orígenes y los antecedentes de las diversas ramas del quehacer tecnológico ac­ tual. Durante las varias “ revoluciones tecnológicas” se produjeron cam­ bios fundamentales, que no se lim itaron a aspectos parciales sino que se interrelacionan y son coherentes entre sí, y estuvieron asociados, ade­ 35

Tomás Buch

más, a cambios en la cosmovisión predominante, cambios en las moda­

Capítulo 3

lidades del trabajo y cambios en la estructura social. Se configuran así verdaderos sistemas técnicos, conjuntos armónicos de tecnologías mu­

La tecnología en la em presa

tuamente compatibles y dependientes. También hay una corriente de pensamiento que opina que la tecno­ logía se ha transform ado ya en una fuerza autónoma — tan poderosa y de tanta coherencia interna— de estos sistemas técnicos, que se plantee hoy la alarmante posibilidad de que los mismos ya hayan esca­ pado mayormente al control humano y desborden to d o sistema de va­

I . Un insumo estructurante

lores. Esta postura tiene algo de animista; es evidente que la autono­

nero, ahora también la tecnología ha alcanzado un nivel de autonomía

Sin duda una de las claves de'nuestra vida diaria, la tecnología es también una de las claves del éxito económico, tanto de las empresas como de los países.

que parece escapar al control humano. Es lo que M arx llama un fetiche de la sociedad, a la que domina, en lugar de estar a su servicio.

En el pasado aún cercano, se hablaba de la industria com o m o to r esencial de la economía de un país. A hora se habla erróneamente de

La pregunta final ante to d o este desarrollo es ética. En nuestra ci­ vilización se da una perversión que consiste en transform ar continua­

que estamos en una era post-industrial en la cual la industria ya no

mía de los sistemas tecnológicos no puede ser más que un reflejo del sistema social en el cual se desenvuelven. C om o antes que ella el di­

ocuparía ese lugar central. De hecho, en los países más desarrollados la industria ya ocupa menos personas que el sector de “ servicios” . Eso

mente los fines en medios y los medios en fines. El francés J. Ellul, fi­ lósofo de la tecnología que ve el predom inio de ésta con considera­

se debe no a que la industria sea menos im portante que antes sino a

ble pesimismo en cuanto al fu tu ro del humanismo, dice que la nues­

que, por efecto de tecnologías más eficientes, se ocupa menos mano

tra “ es una civilización com prom etida en la búsqueda de medios con­ tinuamente mejorados, para lograr fines que no -se analizan en sufi­

de obra que antes. Los bienes se siguen produciendo en las fábricas, y en cantidades cada vez mayores; pero éstas mismas deben actualizar sus m étodos con cierta frecuencia.

ciente detalle.”

La novedad es que, en escala mundial, en el mercado, constante­ Notas

mente están apareciendo bienes nuevos, los modelos cambian, y tam ­ bién lo hacen los métodos de producción de los bienes y los servicios

I. Una mujer no podría manejar un automóvil que precisa ser puesto en marcha mediante una manivela, como lo fueron los primeros modelos. Tam­

que ya conocemos. La búsqueda de una eficiencia económica cada vez mayor en los procesos y en los productos que se ponen en venta es

poco se le permite hacerlo hoy, en Arabia Saudita.

tan acelerada que, en el descubrim iento o la invención de nuevas tec­ nologías, de nuevas maneras de hacer las cosas conocidas, o la mane­ ra de hacer nuevas cosas, el conocimiento ha llegado a ser una fuerza productiva tanto o más im portante que los insumos tradicionales que se emplean en cualquier manufactura. 0*?#

Los ingredientes básicos del proceso de producción de cualquier producto o servicio son: m aterias primas, energía, m ano de obra y tecnología. N osotros queremos añadir a esta lista, en igual­ dad de rango con los anteriores, la consideración del im pacto eco­ lógico de ese proceso.

■■ 37

£/ tecnoscopio

Tomás Such

Se suele mencionar el capital — a veces en la form a de crédito— como factor de producción. Aquí no insistiremos sobre este ingre­ diente fundamental, porque no estamos interesados en un estudio de los aspectos económicos y financieros del proceso productivo en sí.

ductos operando al máximo de su capacidad. Sin embargo, general­ mente puede so portar un ritm o de trabajo menor, hasta un punto de equilibrio p o r debajo del cual los costos superan los ingresos logrados por las ventas.

Desde el punto de vista del capitalista, cuyo objetivo es el lucro, el ca­

El precio del producto se establece de varias maneras. Idealmente

pital tal vez sea el comienzo y el fin del proceso productivo. Para no­

o en teoría, lo establece la “ ley de la oferta y la demanda ” , o sea, las condiciones del mercado. Depende, entre otras cosas, de la calidad del

sotros, en cambio, que estamos sobre to d o interesados en el proceso productivo y sus productos, el capital, si bien es fundamental tanto pa­

producto en comparación con otros similares. En la realidad, las con­

ra la inversión productiva com o para la operación cotidiana de la p ro ­

diciones del mercado suelen ser mucho menos transparentes, y varían fuertem ente según la naturaleza del producto. Si el pro d u cto r tiene

ducción (“ capital de trabajo"), es sólo un interm ediario, aunque impres­ cindible, para la adquisición de los insumos. Las materias primas, la energía y la mano de obra son los insumos tradicionales. Sobre ellos se ha escrito mucho, y se entiende perfecta­ mente su rol. Generalmente se considera que la mano de obra se apli­ ca a las materias primas para producir los bienes deseados, mediante el uso de herramientas y máquinas. La energía es sólo un insumo más, que se menciona p or separado por constituir un ingrediente común de ca­ racterísticas especiales en casi todas las industrias. Cuando una empresa hace el análisis económ ico te ó rico del proce­ so de producción, supone que se ha invertido cie rto capital en la ad­

condiciones monopólicas, el límite del precio lo establece el máximo que los consumidores están dispuestos a pagar, cuando no lo fija el go­ bierno. Si hay un pro d u cto r grande y varios menores, el grande a ve­ ces tolera la presencia de sus com petidores, porque los mayores cos­ tos de éstos le perm iten aumentar su propia ganancia. En muchos paí­ ses existe legislación que prohíbe el m onopolio. Hay productos — las llamadas Commodities — para los que existen muchos productores re­ lativamente equivalentes, y en ese caso el mercado es algo más trans­

quisición de los locales y las máquinas con las que se trabajará. Se ad­

parente. Aun en esos casos, muchas veces los precios se fijan por con­ venios entre productores y grandes clientes, y dependen de las canti­ dades negociadas.

quieren materias primas en las cantidades adecuadas a la producción que se desea obtener, y se emplea personal con las calificaciones ade­

La diferencia entre el valor m onetario de la producción y el de to ­ dos los costos es el valor agregado p o r el proceso de producción. El

cuadas, al que se le pagará un salario, y los aportes sociales que esti­ pula la ley. Es evidente que no conviene com prar más materia prima que la que se ha de usar inmediatamente en la producción, y que no

valor agregado mide la riqueza generada p o r este proceso y es eviden­ te que conviene que sea el máximo posible.

conviene emplear personal de más. Sin embargo hay siempre un míni­ mo de costos que no dependen de la producción: éstos son los costos fijos, y una de las preocupaciones de la industria es reducirlos lo más posible. Entre ellos están también los costos de la administración, de la publicidad, etc. y la am ortización de las inversiones hechas. Los cos­ tos variables son proporcionales a la producción. Se supone que esta producción se vende a cie rto precio, fijado p o r las condiciones del

La tecnología, el insumo oculto

mercado. Los otros dos tipos de insumos son menos conocidos: la te c n o lo ­ g ía y el im pacto ecológico. Ninguno de ellos cabe en la clasificación tradicional de costos fijos y variables. Una industria está diseñada para producir cierta cantidad de p ro ­

El insumo tecnológico, disimulado en este análisis, está aguda­ mente presente, encarnado en las máquinas y en los procesos produc­ tivos que se llevan a cabo; en la cantidad de empleados y en la capaci­ tación requerida de éstos; en la calidad lograda y en la productividad que alcanza cada empleado. La tecnología es el insumo crítico porque es el que estructura to ­ da la producción. Por lo tanto resulta fundamental que esté adaptada a los requerim ientos de la situación concreta. N o es ni directo ni in­ directo, sino estructurante. El efecto de las innovaciones tecnológicas sobre el proceso produc­

Tomás Buch

tivo no necesita mayor explicitación. Ya hemos mencionado el reem ­ plazo de los esclavos p or desmotadoras de algodón; otros ejemplos

El tecnoscopio

no que hasta la tecnología usada d e te rm in a la m ayor parte de

los demás com ponentes del costo.

«

son, la desaparición de las cuadrillas de peones de las calles, en las que retroexcavadoras cavan, en horas, zanjas que docenas de obreros ha­

El im pacto am biental

cían en días o semanas. Es fácil mencionar muchos otro s ejemplos. El insumo tecnológico existe siempre, explícita o implícita­

El im pacto ecológico también debe incluirse entre los insumos

mente, cualquiera que sea el grado de complejidad de la producción,

de cualquier empresa humarla. En particular, en cualquier emprendi-

o el nivel de incorporación de valor agregado. Aun en una economía

miento, sea económicamente productivo o no, siem pre hay un cos­ to ecológico, ya que toda actividad humana modifica en alguna medi­

de subsistencia, o en una economía colonial, que meramente exporta bienes o recursos prim arios, hay una tecnología de producción y una tecnología que guía el acopio o el transporte de los bienes. Aquí tenemos que distinguir claramente entre los bienes de consu­

da el ecosistema en el que actúa. En el pasado, no se había tom ado conciencia de los impactos eco­ lógicos de los emprendimientos humanos. Sin embargo, estos impac­

mo que incorporan tecnologías avanzadas, como, p o r ejemplo, una cá­ mara de televisión fam iliar o un marcapaso cardíaco, y los procesos in-

tos fueron graves y muchas veces irreversibles. Los famosos cedros del Líbano que la Biblia ensalza, fueron deforestados y casi extinguidos pa­

novativos que incorporan conceptos y equipos de alta tecnología en la producción de bienes, com o p o r ejemplo, un equipo robotizado de

mienzo de la Revolución Industrial, en su avidez de combustible, con­

ra construir los barcos de los fenicios y el Templo de Salomón; y el co­

soldadura de metales. Cuando se la aplica al proceso productivo, la tecnología avanzada en general tiende a reemplazar mano de obra humana p o r el trabajo

dujo a la deforestación de gran parte de los bosques ingleses, antes de que se generalizara en uso del carbón; y después, las grandes chime­

de las máquinas, o p o r lo menos trabajo menos calificado p or trabajo más calificado. Existen diversos tipos de tecnología según la im portan­

desconocía o se desdeñaba, se transform aron en emblema y metáfora

cia relativa del capital y de la mano de obra. En un debate político, cuando tom a im portancia que los habitantes de una región tengan

neas que despedían espesas nubes de humo negro, cuya toxicidad se del progreso industrial. En la actualidad, la conciencia del daño ecológico es cada vez más

fuentes de trabajo para ganar su sustento, se suele hablar a veces de

aguda. Se reconoce que siempre existe el impacto ecológico, y que és­ te tiene un alto costo, no siempre medible en unidades monetarias.

una oposición entre tecnologías o industrias labor-intensivas — que em­ plean tecnologías menos automatizadas, y p or lo tanto requieren más

Com o no había conciencia del impacto ambiental, generalmente el que lo ocasionaba no era tenido p or responsable de dicho impacto. Se

personal— y tecnologías capital-intensivas, que emplean menos perso­ nal, y requieren inversiones más im portantes en maquinaria y proce­

pacidad infinita de absorber y neutralizar todos los tóxicos que se ver­

sos de control. Finalmente, en la actualidad también hay industrias tecno-intensivas, nacidas con el desarrollo de las tecnologías más avanzadas, y que ge­ neralmente no pueden prescindir de ellas en ninguna de sus fases. Ejemplos de industrias tecnointensivas son todas las vinculadas a la ac­ tividad espacial, la electrónica, la inform ática y la biotecnología. N o bien un país intenta algo más que e xp o rta r materias primas en bruto, el insumo tecnológico es cada vez más crítico y form a una par­ te más esencial y determ inante de los costos de producción. Esto no necesariamente quiere decir una porción cuantitativamente mayor, si­

suponía que el ambiente (el aire, los ríos, el suelo, el mar) tenía una ca­ tían en él. Las industrias podían volcar sus efluentes al aire, al suelo o a la corriente de agua más próxima, sin que se temieran los efectos en el largo plazo. El resultado de esto era que generalmente el causante di­ recto no pagaba las consecuencias de su acción, ni sufría las consecuen­ cias no cuantificables, sino la comunidad entera en la que éste se implan­ ta. El costo ecológico no se solía tener en cuenta. En m omentos en que se ha reconocido que el nivel de contamina­ ción ambiental amenaza la estabilidad de los grandes ecosistemas, in­ cluso los urbanos, esta actitud ya no es excusable y no debe ser to le ­ rada. Por lo tanto, uno de los objetivos del desarrollo de nuevas tec-

40

41

í

Tomás Buch

nologías — o sea de nuevas maneras de hacer las cosas— es reducir el

El tecnoscopio

C om o veremos más adelante, la tecnología tiene muchas de las ca­ racterísticas de una mercancía, a la par de los bienes y servicios que se

impacto ecológico de la actividad respectiva.. Hay además un cambio de actitud en cuanto a quién debería pagar por las consecuencias ambientales de un em prendim iento industrial.

pueden producir y vender en un lugar del mundo y com prar y consu­

Se habla, por lo tanto, de la “ internalización” de los costos ambienta­

se estimula el libre com ercio a escala mundial, y en la cual los bienes

les, queriendo expresar, con ese térm ino, que tales costos deben in­

se compran y se venden exclusivamente según la racionalidad econó­

cluirse en los cálculos de las empresas, y que éstas deben asumirlos an­

mica y al margen de toda consideración política, el insumo tecnoló­ gico no es un insumo más, sino que estructura la producción de bienes

te la comunidad. En cuanto a la term inología, proponem os que se hable siempre de im pacto ecológico en vez de im pacto am biental, para hacer re­ saltar el hecho de que el hom bre form a parte del ecosistema, m ien­ tras que el “ ambiente” es lo e x te rio r al hom bre mismo.

m ir en otro. Sin embargo, aun en una economía globalizada, en la cual

y servicios, y tiene también un impacto social y por lo tanto político. No se puede com prar tecnología con los mismos criterios de o p o rtu ­ nidad, precio y calidad con que se im portan bienes de consumo. En el com ercio internacional de tecnología se manejan los concep­ tos del “paquete tecnológico” y de la planta llave en mano. Un pa­ quete tecnológico es un conjunto cerrado y coherente de técnicas y

2. ¿Tecnología p ro p ia o ajena?

equipos. La segunda designación es más ilustrativa: to d o está incluido en una compra “ llave en mano": el com prador no tiene más que c o ­

Los insumos que se emplean en un proceso productivo pueden te ­

locar la llave en la cerradura y hacer arrancar la fábrica. En general, se

ner diversos orígenes: se generan en el propio país o se im portan. Cuanto más adaptados al producto deseado, y cuanto más acordes con las condiciones locales de producción, y con las características del

la entregan funcionando, provista de todos los manuales, y con el per­

mercado a servir, tanto mejor. El impacto ecológico más inmediato es local, aunque p o r supuesto también hay efectos de largo alcance. La mayor parte de la mano de obra, también es de origen local, sobre to d o la mano de obra menos calificada. Frecuentemente los especialistas más capacitados deben im ­ portarse de otro s lugares, y a veces del exterior. En muchos casos es­ pecíficos, la necesidad de tra e r mano de obra especializada de otros lugares es una consecuencia del insuficiente o inadecuado nivel de la enseñanza y la capacitación locales. Esta pobreza se extiende, en mu­ chos casos, a las universidades. Hay empresas radicadas en la A rg e n ti­ na que cuando buscan personal superior se dirigen directamente a las universidades norteamericanas. Una m ejor adaptación al mercado implica una utilización más eficaz de todos los recursos e insumos. Aquí cabe preguntar: ¿más eficaz desde qué punto de vista? Es ahí donde pueden aparecer los conflictos de intereses. Y es ahí también donde pueden d ife rir los objetivos, se­ gún el encuadre político, y según la política de desarrollo que favorezca el gobierno. 42

sonal entrenado p o r el vendedor. A veces la venta llave en mano va precedida de una especificación de la venta hecha p o r el mismo ven­ dedor. La tecnología es un bien complejo. Si el adquirente no es un espe­ cialista, carecerá de criterios para decidir si el “ paquete tecnológico” ofrecido o disponible le conviene o no. Hay casos de “ paquetes” com ­ prados que, p o r lo ridículos, ilustran con plenitud lo que decimos. En Venezuela, una empresa com pró una planta “ llave en mano* a Canadá. El “ paquete” era tan completo, que incluía las máquinas barrenieves que formaban parte de la instalación canadiense. O tro caso es el de una administración estatal que consultó al vendedor sobre equipos de computación y adquirió el sistema de computación que éste le acon­ sejaba. Se trataba del mismo que usaban dos prestigiosos centros de cómputos científicos de la región. Los equipos eran excelentes, aun­ que totalm ente inadecuados a las tareas de manejo de información pa­ ra los que se los necesitaba. En el prim er caso, no había conocim ien­ tos técnicos suficientes para haber insistido en abrir el paquete tecno­ lógico y com prar lo realmente adecuado para el comprador. En el se­ gundo, una consulta a los científicos usuarios hubiera bastado para evi­ ta r un e rro r costoso.

Tomás buch

El tecnoscopio

Los ejemplos abundan. C ierta empresa que había decidido fabricar cierto producto no pudo com prar tecnología extranjera porque, en un

o metodologías nuevas que pueden tener un impacto local de gran im­ portancia para sus autores y los com petidores de éstos, pero pocas ve­

mercado oligopólico, los proveedores no tenían interés en generarse

ces es posible efectuar en un país relativamente secundario y de recur­

un com petidor. En este caso, la empresa o p tó p o r contratar un equi­

sos financieros limitados, innovaciones com o los circuitos integrados (chips) o los anticuerpos monoclonales.

po local para desarrollar la tecnología por su cuenta. En o tro caso, por razones políticas, o tra empresa no pudo conseguir un insumo en el

N o es posible ni, en general, necesario realizar todos los desarro­

mercado y decidió desarrollar su propia tecnología para producirlo.

llos con el p ropio esfuerzo. Siempre habrá alguna porción o com po­

Pocos días después de anunciar la puesta en marcha de una planta pi­

nente que se deberá im portar. Un manejo autónom o de la tecnología

lo to que demostraba la capacidad tecnológica local, recibió una oferta

implica saber cuál es la com posición óptim a del “ paquete tecnológi­

de uno de los pocos productores que había en el mundo. Las encarnizadas presiones ejercidas alrededor de la ley de Propie­

co” : qué hacer uno mismo, y qué comprar, y a quién. Hasta existe un

dad Industrial, también ilustran algunos aspectos de este problema. Los intereses asociados a la propiedad de la tecnología y a las condiciones de su transferencia son múltiples, complejos y poderosos. Lo son lo su­ ficiente com o para generar un orden mundial en que la tendencia ha­ cia la concentración creciente de la capacidad de generación de tecno­ logía predomina, mientras que el uso de la misma se universaliza.

elemento psicológico muy favorable en un manejo idóneo del “ paque­ te tecnológico” , en el hecho evidente de que, a la hora de la negocia­ ción, el vendedor respetará más a un com prador que sabe exacta­ mente lo que quiere, y que está dispuesto a ‘a b rir’ el paquete te cn o ­ lógico. Al existir localmente una im portante capacidad de desarrollo, las tecnologías estarán diseñadas para las condiciones y necesidades pre­

Estos ejemplos hacen evidente que la capacidad de generación lo­

valecientes. Sólo es necesario que nosotros mismos nos convenzamos

cal de tecnología es fundamentalmente necesaria para cualquier país, aun para poder com prar tecnología, o aun ciertos productos, en el ex­

de que somos lo suficientemente competentes com o para decidir qué

terior. Sólo cuando se com prende profundamente la naturaleza de la tecnología y su relación con la producción, se está capacitado para

podemos hacer nosotros mismos, y qué nos conviene más tra e r de “ afuera” . La situación económica mundial está caracterizada por la globaliza-

com prar con inteligencia, para lograr una verdadera “ transferencia de

ción de la economía en ciertos aspectos, pero su provincialización en

tecnología ” , y no quedar expuesto a que el vendedor entregue lo que

otros. Las políticas proteccionistas de muchos de los países centrales

más le conviene a él. El té rm in o “ transferencia de tecnología” es usado frecuentem ente

se contradicen con la proclamada apertura internacional, y obligan a pactos de integración económica que, com o el Mercosur, se forman mediante dolorosos ajustes y acomodaciones.

p o r funcionarios y empresarios. Muchos piensan que esta palabra es sinónimo de “ com prar tecnología en el e x te rio r” . Por el contrario, la tecnología que se com pra “ afuera” casi nunca se transfiere, sino que viene empaquetada en plantas que se compran “ llave en mano” , con un manual del usuario que pocas veces explica qué hacer cuando algo anda mal. Además, tales plantas o instalaciones están adaptadas a sus lugares de origen, y no optimizadas para las condiciones locales. Al tra ta r estos temas, también es necesario aclarar que las innova­ ciones tecnológicas posibles son de muy diversa magnitud. Las innova­ ciones que determinan el fu tu ro de toda una rama de la industria, o aun las que cambian el futuro de la humanidad, son relativamente pocas. La mayoría de las innovaciones tecnológicas constituyen mejoras relativas, 44

Continúa, p o r o tra parte, el d e te rio ro de los “ térm inos del in te r­ cambio” . Esta expresión fue acuñada p o r los economistas de la CEPAL en los años 60 para describir el hecho de que el precio de los produc­ tos primarios — y de muchos productos industriales tradicionales— tiene una tendencia a' descender en los mercados internacionales; los precios de los productos de mayor valor agregado, en cambio, suben. Es muy significativo comparar el orden de magnitud del precio de un kilogramo de varios productos de nivel tecnológico creciente:1

El tecnoscopio

Tomás Buch

■ 1 kg de tr¡go

-M' ji V"'* ¡/

ilm m m ié M *

1 kg de acero 1 kg de autom óvil 1 kg de filam ento de tungsteno

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' V!' • 0,1 USD 1 USD 10 USD 100 USD

to r moderno).

1 kg de satélite espacial

1.000 USD 10.000 USD

1 kg de oligocelulosa D T

100.000 USD

1 kg de ribonucleasa A

1.000.000 USD

1 kg de com putadora

muestra, para varios países, los porcentajes de dos grupos de e xpor­ taciones: las tradicionales, de materias primas en crudo o con poca elaboración y los productos industriales y de alto valor agregado (sec­

1 kg de marcador RIMA

10.000.000 USD

1 kg de fotobiotin a 1 kg de R N A de ribosomas

100.000.000 USD 1.000.000.000 USD

Taíwan

tentes en otras partes del mundo. Esto solamente puede hacerse si se

42 14 1 7

86

1962

82

18

1985

14

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Corea *

1962 1985

Brasil

1962

100

1985

61

tos del máximo valor agregado posible: la única manera de lograrlo es mediante la incorporación de tecnologías innovadoras que, en alguna rama del mercado, puedan ser competitivas con las tecnologías exis­

1962 1985 1 /ÜJ

Argentina

O

gentina no es un país desarrollado, no es imposible que logre conquis­ ta r un nivel de vida aceptable para todos sus habitantes. Para llegar a eso, debemos participar del mercado internacional, pero con produc­

Italia

00

La única respuesta posible a este desafio es evidente: aunque la A r ­

Sector tradicional Sector m oderno

9

18

11 91

§ S'Y*

0 39

1962

97

3

1985

82

18

tiene acceso a las tecnologías innovadoras necesarias. Queda entonces claro que la existencia de un desarrollo tecnológico autónom o

La comparación entre ambos sectores es p o r demás elocuente.

es una condición esencial para el desarrollo de cualquier país.

A la afirmación acerca de la necesidad de una capacidad de desa­ rrollo tecnológico autónom o debe agregarse otra, que repite lo que

El reconocim iento de estos hechos no es novedoso. A lrededo r de 1790, en los albores de la existencia de los Estados Unidos de A m é ri­ ca com o nación independiente, época que coincidió con la revolución industrial, Inglaterra, la potencia dominante en esa época de rápidas in­ novaciones tecnológicas, prohibió la emigración de artesanos y técni­ cos, así com o la exportación de maquinarias de cualquier tip o o de los planos para construirlas, y se llegó hasta al sabotaje de industrias ya es­ tablecidas. Por su parte, los EE.UU., subdesarrollados en aquellos tiempos, adoptaban los inventos europeos más prom isorios, los m ejo­ raban y los adaptaban a las condiciones locales. Tal com o lo haría el Ja­ pón 150 años más tarde. En los últim os decenios, los países en vías de desarrollo han reac­ cionado de diferentes maneras ante el desafío planteado. Los “ Tigres de Asia” en este aspecto se destacan claramente. La siguiente tabla 46

decíamos más arriba acerca de la relación entre el desarrollo tecnoló­ gico y la investigación científica: la existencia de una sólida base de

investigación científica en todos los ám bitos — tanto en las cien­ cias duras” como en las ciencias sociales, y tanto básica com o aplicaes ur>a condición esencial para la existencia de un desa­ rrollo tecnológico autónom o.

Tecnología de punta y tecnología apropiada Cuando los medios de prensa se refieren a la tecnología, general­ mente emplean el térm ino en un sentido muy especial. Para la opinión Pública, “ tecnología” suscita la imagen de satélites, computadoras y

Tomás 8 uch

1

El tecnoscopio

chinos que construían las vías férreas; no era una economía de subsis­ tencia. Por supuesto, al margen de este aspecto, se tra tó de una polí­ tica de rapiña que, en la actualidad, sería inaceptable por cualquier m o­

centrales nucleares. N o se está habituado a la idea de que un arado sea también “ tecnología” . Se piensa, sobre todo, en los productos más recientes y complejos, y “ tecnología” se hace, entonces, sinónimo de

tivo que se invocara. O tra pregunta que debe hacerse es si una tecnología antigua resul­

“ tecnología de punta".

En ciertas polémicas acerca de los valores de la sociedad actual, se tiende a contraponer esta tecnología contemporánea con o tra clase

ta o no compatible con una economía de mercado. La respuesta a es­

de tecnología, que se califica com o “ apropiada” o “ adecuada” . Se ha

ta preguna es negativa. El valor de un producto casi siempre está de­

querido designar así las tecnologías relativamente primitivas que pue­

terminado por la alternativa más barata para su producción, y ésta sue­

den ser inmediatamente adaptadas a lo que se entiende son las nece­

le ser la más avanzada. Con frecuencia ha ocurrido que la introducción de nuevas tecnologías en una economía tradicional ha causado estra­

sidades del medio rural de los países subdesarrollados. La actitud im ­ plícita es de rechazo hacia las tecnologías más sofisticadas, com o más

gos, tanto económicos com o culturales y ecológicos. Sin embargo, en toda economía existen regiones en las que el mercado, en el sentido

inhumanas, o tendientes a profundizar el d e te rio ro ambiental / cultu­ ral de los pueblos. En el fondo de esta polémica hay un rechazo hacia toda la sociedad contemporánea, no sólo hacia su tecnología. Si bien es necesario un examen de los valores de la sociedad actual

amplio, prácticamente no existe o sólo es muy local. En esos casos, puede ser que las tecnologías tradicionales logren mantenerse en vigen­

desde una perspectiva histórica, filosófica y moral, centrar el debate en

te, porque sus productos se convirtieron en curiosidades para turistas. Es el caso de los tejidos y productos de la alfarería mapuche, en el sur

cia. En otros, las tecnologías primitivas se han mantenido artificialmen­

la mayor o m enor complejidad de la tecnología obedece a una postura romántica de añorar el pasado, en que la vida, presuntamente, era más

de nuestro país o de Chile. Las maneras de calificar dicho tipo de pro­ ducción son una cuestión de gusto.

sencilla. La contraposición entre tecnologías de punta y tecnologías más antiguas es falsa. Hay cierto peligro en idealizar la “ vida sencilla” de

En vez del térm ino ambiguo “ tecnología adecuada” se debería hablar de “ tecnología a la medida” para cada situación. Esta tecnología debe te ­

otros tiempos, que no fueron tan ideales como a veces se los presenta. Toda tecnología es adecuada para algo. La cuestión radica en

ner en cuenta, desde luego, la situación local: tanto la económica co­ mo la social, cultural, y política.

establecer cuáles son los fines de la actividad humana: estos fines pue­ den ser el desarrollo equilibrado de los pueblos, el predom inio de una

Es evidente que la “ alta tecnología” o tecnología de punta es tec­ nología. Pero también lo es la tecnología tradicional. Y saber cuándo

nación sobre otras, o el beneficio inmediato de los accionistas de una empresa. En cualquiera de esos casos, la tecnología “ adecuada” a cier­

aplicar una tecnología u otra tal vez requiera la tecnología más crítica de todas.

ta situación puede ser la más avanzada que exista en el mundo. En otras ocasiones, lo adecuado puede ser, en efecto, una adaptación de tecnologías más antiguas. La pregunta debe form ularse con toda claridad en el m om ento de plantear el problema que una tecnología determinada debe co n trib u ir a resolver. Un ejemplo histórico puede ilustrar el punto. Los indios norteamericanos vivieron durante milenios de los bisontes, que eran su principal fuente de sustento, y a los que cazaban con sus armas tra ­ dicionales. La llegada del hom bre blanco m odificó esta situación: con los rifles a repetición diezmaron rápidamente la población de bisontes, amenazando la supervivencia de éstos, y también la de los indios. Pe­ ro el problema de los blancos era sum inistrar carne a los trabajadores

4. La innovación tecnológica . C om o la tecnología es una fuerza estructurante de la producción, cabe preguntarse p or qué alguien tendría interés en modificar la tec­ nología de cualquier proceso productivo en funcionamiento. Podemos distinguir en eso tres motivos fundamentales: Las innovaciones tecnológicas exitosas se han aplicado en la producción de bienes y de servicios porque hacían posible, bien un aba­ ratam ien to de algún bien conocido para difundir su uso, bien la

48

,

Tomás Buch

El tecnoscopio

aparición de un bien to ta lm e n te nuevo, que contribuyera a satisfa­ cer alguna necesidad humana insatisfecha hasta ese momento.

estables y conservadoras.2 Es evidente que la cultura occidental es de todas aquella que ha m ostrado una mayor dinámica, no sólo tecnoló­

A la vez ambos móviles no son en absoluto independientes entre sí, y existen efectos sinergístícos muy im portantes que en ciertos m o­

gica, sino política, económica y militar. Hay una teoría “ evolucionista” de la tecnología, formulada por G.

mentos desencadenan verdaderas avalanchas de innovaciones. Un aba­ nuevas capas de la población, o puede provocar que se lo aplique en

Basalla, según la cual hay una especie de darwinismo tecnológico. La in­ ventiva personal de ciertos individuos o motivaciones puntuales que estimulan la creatividad tecnológica, generarían de form a casi azarosa

usos antes antieconómicos, lo que a su vez desencadena el abarata­ m iento de nuevos productos.

numerosas novedades e inventos, algunos de los cuales serían luego fa­ vorecidos por una especie de selección por parte de las fuerzas socia­

En ciertos m omentos de la historia hubo o tro s incentivos para la

les, culturales, económicas, etc. La teoría está elaborada siguiendo una

innovación, com o po r ejemplo el reemplazo de alguna materia prima escasa, o la falta de mano de obra de cierta clase, que en el fondo es un caso particular del anterior.

línea confesadamente darwinista, aunque el mismo a utor señala los pe­ ligros de creer en una similitud demasiado estrecha para ámbitos tan

ratam iento de un bien lo puede hacer económicamente accesible a

La invención de la máquina de vapor hizo posible los ferrocarriles, que impulsaron mejoras en la tecnología del acero, lo que a su vez po­ sibilitó la expansión de la red férrea hacia el oeste de los EE.UU., abriendo vastos te rrito rio s a la agricultura, que se mecanizó cada vez más p or la enormidad de las extensiones para cultivar y la poca gente disponible. Así se estimuló la selección de variedades de vegetales adap­ tados a esas nuevas condiciones. En nuestra época el caso más notable es la invención de los circuitos integrados, que miniaturizaron a la vez

diferentes. En cuanto al origen de las “ mutaciones” en los artefactos, sobre las que luego actuaría esta selección seudodarwiniana, casi siempre se puede dem ostrar la existencia de algún antepasado más o menos re­ moto de las ideas más revolucionarias. Las máquinas térmicas se re­ montan así a H erón de Alejandría, y las computadoras a Pascal. Pero también puede ser que algunos desarrollos tecnológicos reales de la actualidad hayan preexistido com o sueños, fantasías o creaciones lite­ rarias. Las manipulaciones genéticas rem ontan a las fantásticas quime­

que abarataron enorm em ente todos los circuitos electrónicos, hicieron posible la computadora personal, y desencadenaron miles de innovacio­ nes en todos los campos del quehacer humano.

ras de la antigüedad, a las doctrinas medievales del homúnculo, o a la

La máquina de vapor, p o r su parte, se originó en un sistema para bombear agua que inundaba las minas, en una época de auge de la mi­ nería p or el aumento de la demanda de hierro. Esta demanda impulsó

La rueda, y el m ovim iento g ira to rio en general, uno de los inventos más tempranos, casi no existe en los seres vivos.3 Recíprocamente, ha

el m ejoram iento de la tecnología de su obtención, lo que hizo posible las máquinas de alta eficiencia, que se usaron enseguida para impulsar los telares que producían cada vez más telas. La introducción paulatina de tecnologías nuevas en todas las ramas de la actividad humana ha producido globalmente un enorm e aum en­

to de la productividad del trabajo humano. La mecánica de la innovación tecnológica es un tema de activo es­ tudio, pero aún hay poco consenso entre los especialistas. Es evidente que confluyen muchos factores, económicos, sociales, psicológicos y culturales. Hay causas macrosociales que favorecen en ciertas culturas una mayor apertura hacia la innovación, mientras que otras son más 50

historia del m onstruo de Frankenstein. La relación de los inventos con las formas existentes en la naturaleza, en cambio, son contradictorias.

resultado sumamente complicado reproducir de manera mecánica el movimiento de marcha mediante extremidades articuladas. Al nivel de una empresa, una de las causas inmediatas que pueden fom entar la innovación tecnológica es'el aumento de la demanda. Esta hace que en cie rto m om ento la capacidad productiva de una empresa llegue a su límite práctico. Si cierta fábrica con una máquina produce diez unidades y el mercado pide treinta, la empresa podrá com prar dos máquinas más. Pero si la demanda crece a 1000, ya no será facti­ ble hacer funcionar cien máquinas, y la empresa originaria o su com ­ petencia tratarán de desarrollar un nuevo m étodo que tenga mayor productividad. A nte el aumento de la contaminación ambiental en to d o el mundo.

El tecnoscopio

Tomás 8uch

y una creciente tom a de conciencia de su costo social y global, co­ mienza a hacerse sentir una nueva razón para la innovación tecnológi­ ca: la necesidad de dism inuir el riesgo ecológico de los m étodos de producción y de los productos. Esto incluye la economía de recur­ sos escasos, y la disminución de la generación de residuos, tanto de los ecológicamente peligrosos com o de los que generan una contamina­ ción meramente estética. La presión sobre las empresas en este caso proviene de la com uni­ dad a través de la exigencia de leyes más rigurosas. Tales leyes pueden p roh ib ir lisamente la liberación al ambiente de desechos más allá de lí­ mites tolerables. O im poner el traslado del costo ecológico sobre los

Sotas

I

En honor a la verdad, debemos decir que esta tabla es, en cierto sen

do tendenciosa. Nadio vio nunca un kilogramo de los reactivos empleados en in g e n ie r ía

genética. Las cantidades significativas de estas sustancias se miden

en microgramos. 2. En idioma árabe, “ novedad” y “ herejía” se designan con la misma pala­ bra (bid’a). 3. Muy recientemente se ha descubierto un mecanismo de rotación en el movimiento de los flagelos de ciertos microorganismos y en los espermato­ zoides.

productores, obligándolos a “ internalizar” ese costo, es decir conside­ rarlo parte de los costos de producción. Por esa vía se está producien­ do una paulatina renovación tecnológica en muchas industrias. En es­ pecial la industria química está cambiando muchos de sus métodos. Un ejemplo es la industria del papel, una de las más contaminantes y tam ­ bién más devastadoras p o r el consumo masivo de árboles, los que no siempre provienen de plantaciones hechas a propósito. En el blanquea­ do de la pasta, el uso del cloro, que es altamente contaminante, está siendo reemplazado p o r el oxígeno.

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alguno de sus descubrimientos. Las áreas preferidas para la form ación de estas empresas son la biotecnología, la electrónica y el desarrollo de software o de o tro s productos inform áticos que precisan conoci­ mientos muy avanzados e inversiones relativamente modestas. Muchos países han instaurado sistemas de asesoramiento em presario y fondos de fom ento para facilitar la form ación de estas empresas, a las que se considera com o una especie de vanguardia de un desarrollo ‘postin­ dustrial’. A l margen de su carácter económicamente movilizador, estas empresas plantean al mismo tiem po ciertas modificaciones en la ética tradicional de la investigación científica. En efecto, ocurre con frecuen­ cia creciente que ciertos descubrimientos científicos básicos resulten de aplicabilidad tecnológica e interés económico. Si fueron hechos en el marco de la moral académica, deberán hacerse públicos, lo que pue­ de estar reñido con los intereses económicos de los descubridores. 52

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O tra fuente de innovación son las empresas tecnointensivas, crea­ das específicamente para lanzar al mercado algún bien o servicio de al­ ta tecnología. Frecuentemente estas empresas son formadas p o r inves­ tigadores científicos que ven la posibilidad de aplicar productivamente

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Capítulo 4

La tecnología com o m ercancía

I. Una m ercancía diferente de las demás La tecnología tiene un valor económ ico evidente y cuantificable; en una sociedad capitalista esto quiere decir que es una mercancía. Como tal se fabrica, se compra y se vende. Sin embargo, no se puede decir que exista un m ercado internacional de tecnología en el mismo sentido en que existen rnercados más o menos abiertos y transparentes de otras mercancías- El com prador potencial se encon­ trará inevitablemente con un m ercado totalm ente m onopólico, y muy poco transparente. Si no se puede acceder a una tecnología com petitiva, o si no se puede vender el producto a un precio remunerativo, no se puede competir tam poco en el mercado de los bienes y servicios. La tecnología puede ser conocim iento acerca de cóm o producir un bien, o puede ser conocim iento incorporad o en algún equipo. Si es co­ nocimiento puro, el fabricante de tecnología le dirá a su cliente cómo hacer cierta cosa: le venderá un know-how relativamente novedoso. Si es conocimiento “ encarnado” , la venta consistirá en alguna máquina o equipo. Frecuentemente se trata de una combinación de ambos aspec­ tos. Com o toda nueva tecnología debe tener ventajas sobre la antigua; el comprador hará su análisis económ ico y decidirá si le conviene corrprar el bien ofrecido. Al igual que todos los demás mercados, el de la tecnología está do­ minado p o r los países desarrollados, cuyo sistema económ ico se basa por lo menos teóricam ente— en la libre competencia. Son los paí­ ses desarrollados los que han globalízado la economía, y quienes co ­ mercian mundialmente con los productos de la tecnología de avanza­ da, que ellos mismos desarrollan. Muchas veces están dispuestos, a au­ torizar o licenciar el uso de la tecnología misma, o de las marcas re­ conocidas p o r su calidad. Estas ventas se rigen, com o es obvio, p o r las 55

El tecnoscopio

Tomás Buch

El m onto correspondiente en Argentina oscila entre el 0,2 y 0,4%, según cóm o se calcule el PBI. La industria privada no contribuye a es­ ta cifra de manera significativa. Vale la pena interesarse brevemente en la manera como se mane­

conveniencias del vendedor, ya que no hay poder que pueda obligar a éste a vender a quien no quiere, o en condiciones que no le resultan atractivas p o r cualquier m otivo que sea. La tecnología es un bien social. Aunque pertenece a ciertos grupos que la protegen mediante patentes y secretos industriales, siempre ha

jaron los costos de la innovación tecnológica en otros momentos de la historia, aunque debamos tener bien en claro que el éxito o el fra­

sido posible una suerte de transferencia clandestina que a veces linda

caso de cierta política en otras épocas o en otros medios económicos, culturales o sociales no implica de manera alguna que el resultado de

con lo ilegal. Los japoneses se han dedicado durante años a copiar los productos de o tro s países, hasta que comenzaron a m ejorarlos y a

la aplicación de una política similar en nuestra situación actual necesa­ riamente tendría resultados análogos.

abaratarlos. Lo hicieron, además, mediante una política coordinada, fi­ nanciada y protegida p o r el Estado, a través del MITI, M inisterio de In­

El ejemplo más obvio para este estudio es la Revolución Industrial de 1750-1900, porque es la más cercana y porque es la más estudia­ da. La Revolución Industrial comenzó en Inglaterra, país en que ya ha­

dustria y C om ercio Exterior.' En la Argentina debería poder lograrse algo similar, si las innovacio­ nes tecnológicas y las empresas de probable é xito internacional pudie­

bía cierta tradición manufacturera previa, sobre la base de esfuerzos privados relacionados con el auge de la burguesía inglesa desde el si­ glo XVII, y, de creerle a Max W eber, con las convicciones religiosas

sen gozar del apoyo irre s tric to y eficaz de los diversos organismos del Estado: tanto los económicos com o los políticos, diplomáticos y co­ merciales. La industria privada de los países desarrollados inunda los merca­

de los grupos puritanos. En muchas ocasiones, los desarrollos se hi­ cieron en contra de la voluntad del Estado, aunque en un ambiente li­ beral y poco represivo. También el ideólogo de la Revolución Indus­

dos del mundo con los productos de las tecnologías modernas. En la fase inicial de la revolución tecnológica, los protagonistas fueron sobre to d o los EE.UU. Más tarde, Japón com partió ese protagonismo, con

trial en Inglaterra, Adam Smíth, era favorable a un liberalismo total. Sin embargo, si bien el Estado no hizo nada para financiar los desarro­

una participación m enor de Europa. Sin embargo, no fue esta industria

llos tecnológicos fundamentales que se estaban produciendo en su

privada la que c o rrió con la mayor parte del alto costo de la investiga­ ción científica básica y aplicada, ni con el más alto aún de la innovación

reino, defendió los logros obtenidos con las medidas restrictivas que ya hemos mencionado, com o la prohibición de e x p o rta r planos o má­

tecnológica. El riesgo inherente al financiamiento de muchas de las in­ novaciones tecnológicas fundamentales lo co rrió en gran medida el Es­

quinas (en especial a los EE.UU., que estaban en plena lucha p o r su in­ dependencia), y la lim itación a la emigración de los técnicos e ingenie­ ros. Estos, sin embargo, igual lograron em igrar en considerable núme­ ro, a veces de m odo clandestino.

tado, p o r varios mecanismos entre los cuales se destaca el peso del área m ilitar y espacial y el gran presupuesto de defensa de los EE.UU. La inversión en innovaciones es siempre de riesgo; la innovación bien puede fracasar comercialmente. Por lo general, es el Estado quien corre con los riesgos; si la innovación es exitosa, la industria privada

En otros países la actitud de los gobiernos fue marcadamente dis­ tinta. En Francia, p or ejemplo, desde la época de Luis X IV y su minis­

devolverá luego lo invertido a través de sus impuestos. En los Estados Unidos — país en el cual la injerencia reguladora del Estado en el desarrollo tecnológico es mínima— éste paga directa­ mente el 50% de los fondos dedicados a la investigación y el desarro­ llo tecnológico (“ l+ D ” ) civil; a esto hay que agregar la totalidad de las grandes sumas dedicadas a la l+ D militar. Y se trata de sumas en o r­ mes: los países desarrollados dedican entre 2,5 y 3% de su PBI a las in­ versiones de l+D.

tro C olbert, el Estado protegió activamente el desarrollo industrial y tecnológico, creó instituciones para la educación técnica, favoreciendo a les industriales y a los inventores mediante diferentes tipos de privilegios, y fom entando la transferencia tecnológica desde otros países. En los EE.UU. un apoyo estatal inicial, bajo la necesidad del desarro­ llo de una industria autónoma, y ante la actitud hostil de la antigua po­ tencia colonial, que seguía siendo la primera potencia industrial y eco­ nómica de la Tierra, cedió ante un liberalismo que se impuso en la se-

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I

,

El tecnoscopio

Tomás Buch

gunda mitad del siglo X IX , época en la cual la segunda etapa de la Re­ volución Industrial se basó casi exclusivamente en la iniciativa privada.

2

El ciclo vital de una tecnología

rra Mundial impulsó nuevamente la intervención estatal a través de las

Una tecnología tiene un ciclo de vida. Comienza como idea, como prototipo, com o ensayo en pequeña escala. En esta etapa, su vitalidad

compras de material de guerra y el desarrollo de ciertos elementos que se hicieron estratégicos, com o los camiones y los aeroplanos.

está siendo ensayada. Su éxito aún no es seguro. Las inversiones que se deben hacer en esta etapa, hasta que se instala el producto o el m éto­

El intervencionism o del Estado se hizo más evidente y poderoso en la época de la Depresión, y se hizo permanente más tarde, cuando la

do, como rentable y aceptado, pueden ser cuantiosas y de alto riesgo. En la época actual, en casi todos los casos en los países desarrolla­

Segunda G uerra Mundial y luego la Guerra Fría impulsaron la revolu­ ción tecnológica com o ninguna fuerza lo había hecho antes.

dos, esas inversiones cuentan con un im portante apoyo económ ico del Estado, ofrecido de m odo directo o indirecto. Muchos de los desarro­

El Japón, la gran potencia tecnológica de O riente, con una cultura

llos más exitosos se han realizado com o derivaciones civiles de traba­

completamente diferente de la nuestra, no siguió sin embargo un ca­ m ino demasiado diferente en cuanto a su desarrollo tecnológico. La

jos realizados para fines militares, en los cuales los Estados más pode­

Sin embargo, más tarde la política volvió a cambiar. La Primera Gue­

revolución modernista conocida com o “ Restauración Meiji” se propu­ so m odernizar el Japón a p a rtir de 1867. Ninguna de las condiciones previas a una revolución industrial estaban dadas en ese m omento, a pesar de lo cual en el plazo de 60 años Japón se co nvirtió en una po­ tencia industrial de p rim er nivel internacional, cuya marina mercante era la tercera del mundo en 1930. Durante lós prim eros veinte años, el Estado to m ó a su cargo la organización de esta modernización, y en 1880 vendió la mayoría de las empresas estatales a una asociación de productores privados, la Dogyo Kuminai, que estaba formada p o r los grandes aglomerados financieros e industriales conocidos como z aibatsu, entre cuyos integrantes figuraban los nombres de Mitsui, M itsu­ bishi, Sumimoto y Yasuda, que llegaron a dom inar la estructura finan­ ciera japonesa hasta la derro ta de 1945. Desde entonces, el M inisterio de Tecnología y C om ercio Exterior, MITI, unificó los esfuerzos públi­ cos y privados japoneses en pos de la transform ación del Japón en una gran potencia tecnológica. El debate actual, sobre to d o en los países semidesarrollados como el nuestro, es de una índole un tanto diferente, porque los dados es­ tán echados, y el predom inio tecnológico está en manos firmes, p o r lo menos en un fu tu ro previsible. Lo que un país como el nuestro debe decidir es el apoyo de un Estado débil a un sistema industrial débil, an­ te una competencia externa de una implacabilidad vista pocas veces en la historia, ya que en el mundo entero no existe ahora ninguna alianza estratégica ante un enemigo externo. Debemos decir que ante este desafío no se ha propuesto ninguna política clara. 58

rosos nunca escatimaron los gastos. El éxito se instala de a poco, los inconvenientes se van superando, los equipos se perfeccionan, la calidad y los rendimientos mejoran. A partir de cierta fase, la tecnología entra en su etapa de madurez. En ese momento, la fuerte inversión realizada en el desarrollo rinde sus frutos. Si el producto ha sido exitoso en el mercado, la inversión se re­ cupera con creces en esta etapa. Es poco frecuente que alguien venda una tecnología plenamente madura, salvo con la inclusión de cláusulas que le den ventajas provenientes de estar, justamente, en el apogeo de su rentabilidad. Casi siempre, las inversiones privadas en desarrollo se producen en la fase de desarrollo de productos finales destinados a algún mercado específico. Pocas veces, los inversores privados han realizado trabajos de investigación aplicada, que es la etapa previa a la del desarrollo de productos directam ente aptos para la venta. Pero aun en este últim o caso, es posible que un p ro d u cto r de una tecnología incipiente procu­ re obtener una ayuda para absorber los gastos de desarrollo de un producto o m étodo novedoso. En tal caso, tratará de vender la tecno­ logía respectiva a alguien que, a sabiendas o no, estará en realidad compartiendo los riesgos de fracaso que siempre tiene una tecnología demasiado novedosa. Pero después, poco a poco o repentinamente, toda tecnología en­ tra en una etapa de obsolescencia. Esto puede o c u rrir por varios m o­ taos. Uno de ellos es que aparezca una nueva tecnología, más venta­ josa que la a n te rio r según cualquiera de los criterios señalados. O tro , que el producto — y no la tecnología de su producción— sea despla­

Tomás Buch

El tecnoscopio

zado del mercado. Esto ocurre con gran frecuencia. Mencionemos so­ lamente los to rn o s mecánicos de alta precisión que ceden su paso a las máquinas-herramientas de c on trol numérico, las sucesivas genera­ ciones de computadoras, o la obsolescencia de los discos “ LP” como m odo de registrar los sonidos, y su reemplazo p o r los com pact discs de calidad sonora incomparablemente superior. En ese m om ento, en general, la tecnología obsoleta suele estar más que amortizada. Es el m om ento más favorable para venderla. El que la adquiere, difícilmente ha de convertirse en un com petidor: si actúa en o tro país u o tro continente, no interferirá. Y si trata de actuar en el mismo mercado, evidentemente no tendrá posibilidad alguna de éxito. Por las dudas, en una compra-venta de tecnología, los ámbitos geo­ gráficos suelen delimitarse contractualm ente. O sea que, desde el pun­ to de vista del vendedor, to d o son ventajas. Y ¿que rol desempeña el com prador de tecnología en este juego? C om o vemos, está en inferioridad de condiciones, enfrentado con un mercado vendedor seguro de sí mismo y que no necesita vender con la ansiedad con que el com prador necesita comprar. En un ambiente tercerm undista tradicionalm ente protegido, la an­ siedad del com p ra do r de tecnología tam poco es tan grande. El poco exigente mercado local no le reclama ni calidad ni precio; las medidas de protección de que disfruta no lo obligan a esforzarse demasiado. Puede seguir produciendo p o r m étodos obsoletos, en plantas más que amortizadas, a costos que lo obligarían a ce rra r de inm ediato en condiciones de m ayor competencia. Y lo que no se puede producir, o lo que se cree que no se puede producir, siempre se puede im portar. Y así se puede seguir admirando com o nene que m ira las vidrieras de la juguetería, los logros te cnoló­ gicos y económicos de los “ grandes” . “ ¡Ellos sí que saben hacer las co­ sas!” Ésta es la situación de “ subdesarrollo” no sustentable en nuestro país. La protección ha desaparecido; la competencia obliga a los p ro ­ ductores a m ejorar sus productos y dism inuir sus costos, so pena de desaparecer. Por lo tanto, el problema de la opción tecnológica se le irá haciendo cada vez más ineludible.

• * e-.:

flo ta s

I. Esta aptitud para aceptar e incorporar con gran eficiencia tecnolog creadas en otros países tiene un antecedente histórico: unos trabucos, que los japoneses compraron a unos navegantes portugueses en el siglo xvi fue­ ron inmediatamente imitados y originaron una floreciente industria local en muy poco tiempo. Esta industria se abandonó luego por razones fundamen­ talmente culturales, y los samurai volvieron al uso de la espada como arma fundamental. Recién en la Restauración Meiji, a mediados del siglo xix, ingre­ saron nuevamente las armas del fuego al Japón.

Segunda Parte

Tecnología y producción

Capítulo 5

La producción de tecnología

I. La demanda Toda acción humana obedece a algún tipo de motivación. N o es és­ te el lugar adecuado para entrar a un debate profundo acerca de cuá­ les son las necesidades humanas, para calificar las acciones que tienden a satisfacerlas. Baste afirmar que, si la tecnología es la m anera de ha­

cer las cosas, antes de encarar el desarrollo o la aplicación de una tecnología dada, es necesario establecer qué cosas se quiere hacer y por qué se quiere hacerlas. Muchas veces, la respuesta a estas preguntas será obvia. Hay nece­ sidades básicas que debe satisfacer to d o ser vivo. Hay algunas que son propias de la especie humana. Y la mayoría de estas últimas tienen mu­ cho que ver con el hecho de que la especie humana es una especie so­ cial: sólo en sociedad se pueden desarrollar las cualidades genuinamente humanas, y sólo en sociedad es posible satisfacer las necesidades genuinamente humanas. Es evidente que estas preguntas llevan una fuerte carga ideológica. Según los filósofos liberales tradicionales, la sociedad humana es sólo un conjunto de individuos que colaboran entre sí p o r su provecho in­ dividual, o sea porque les conviene. Según otras escuelas de pensa­ miento, la sociedad humana configura y condiciona a los individuos de tal manera que el individuo sin su ambiente social carece de valor. Para nosotros, esta dicotomía no tiene sentido: no hay seres huma­ nos sin sociedad, y no hay sociedad sin individuos humanos. Y si bien la sociedad condiciona a los individuos, éstos son capaces de trascen­ derla. Desde el punto de vista económico, es necesario distinguir entre una necesidad y una demanda. Habitualmente se acepta que el té rm i­ co dem anda implica que el demandante tiene la posibilidad de re triuir lo que se le ofrece en respuesta a su pedido. Es la base del siste-

L

Tomás Such

ma capitalista, en el cual, con la excepción de ciertos servicios básicos, es necesario re trib u ir lo que se recibe, lo que generalmente se hace mediante alguna de las formas de dinero.

El tecnoscopio

m¡cas Estos centros de decisión tienen a su disposición todas las fuen­ tes internacionales de tecnología, y frecuentemente son originadoras de muchas de las tecnologías básicas en las ramas de actividad en que

Por lo tanto, demanda significa demanda solvente. La respuesta a una necesidad que se traduce en una demanda solvente es una mercancía.

operan.

Las mercancías se venden y se compran, y el ám bito físico o abstracto en el que ello ocurre es el mercado.

ducción y comercialización, pero pocas veces emplean tecnologías generadas localmente. Algunas de ellas poseen im portantes labora­

Lo que nos interesa en esta obra no es la demanda de satisfactores

torios de investigación científica y de desarrollo tecnológico, locali­

de necesidades generales, sin embargo. Es la demanda de tecnología. Ya hemos establecido en el capítulo anterior, que la tecnología es una

zados en sus países de origen, y no suelen te n e r interés en innova­ ciones locales, salvo eventualmente en las últimas etapas del desarro­

mercancía, y que existe un mercado, aunque muy imperfecto, en.que ella se compra y se vende. A hora debemos indagar en mayor detalle quié­

llo de mercados, en los que pueden adaptar algunos de sus productos

nes son los que plantean una demanda de tecnología: quiénes concu­ rren al mercado para buscar que alguien le enseñe, a cambio de dine­ ro, cóm o hacer las cosas que quiere hacer. En el mercado de tecnología, existe, pues, un cliente, un empresa­ rio que busca satisfacer su demanda de tecnología. Ha decidido enca­ rar la producción de c ie rto bien para el que prevé buenas posibilida­ des comerciales, o ya lo está produciendo, y detecta la necesidad de innovar en la tecnología que emplea, p or alguna de las razones que he­ mos mencionado en el capítulo anterior: • reducción de costos, para m ejorar su rentabilidad o enfrentar la competencia; • m ejoram iento de la calidad; • reemplazo del bien p or o tro que satisfaga la misma demanda; • necesidad de enfrentar un aumento en la demanda; • la sustitución de un insumo escaso; • introducción de un nuevo bien en el mercado; • disminución del impacto ecológico de la producción. Este potencial cliente, sin embargo, es una abstracción, porque en el mercado de cualquier país o región siempre existen varios tipos de empresas netamente diferenciadas en su tamaño, su m odo de funcio­ namiento y sus mecanismos de tom a de decisiones. Existen empresas — las llamadas transnacionales'— que responden a intereses económicos y financieros cuyos centros de decisión no es­ tán en el país en el que realizan sus actividades industriales y econó66

Dichas empresas traen al país algunas de sus actividades de p ro ­

a las costumbres locales. Esto ocurre muy especialmente para ciertos productos alimenticios. Una empresa transnacional de productos ali­ menticios, p or ejemplo, que quiera comercializar dulce de leche, evi­ dentemente deberá utilizar tecnología nacional para fabricarlo según nuestro gusto. Pero en ese caso no se puede hablar de una demanda de tecnología. Otras empresas, en cambio, tienen sus intereses localizados en el país, y eventualmente producen para el mercado interno, o para una exportación modesta, que lucha para imponerse en los mercados ex­ ternos. Ahora, en especial para nuestro país, el campo de acción de estas empresas se ha extendido a los países del Mercosur. Estas em­ presas, sean ellas “ pequeñas o medianas” o grandes, necesitan adaptar­ se a los cambios en la estructura económica que se han producido en el país. En particular, necesitan adaptarse al funcionamiento de un m er­ cado abierto, donde la competencia entre empresas y entre Estados es despiadada y se rige por unas pocas reglas y acuerdos aceptados in te r­ nacionalmente. Hace muy poco se han concluido las arduas negocia­ ciones de la llamada “ Ronda Uruguay” del G ATT (General Agreement on Tariffs and Trade, Acuerdo General sobre Aranceles y Com ercio). Aún esas reglas son aceptadas a regañadientes, y se violan con frecuencia. Una de las claves de la com petitividad de estas empresas PyMEs es el aumento de su productividad y de la calidad de su producción, que sólo se pueden lograr mediante la incorporación de tecnología, ya que las condiciones de su supervivencia en un mercado restringido y poco exigente han variado totalm ente. Al desaparecer las barreras de p ro ­ tección, la crisis se instala automáticamente en cada una de las empre­ sas, que debe tener una suficiente capacidad de reacción ante esa cri67

Tomás Buch

El tecnoscopio

sis. Debe transform arse en una estructura capaz de subsistir en las nuevas condiciones del mercado: debe hacerse capaz de competir, so

camino entre ambos extrem os. El caso más sencillo es el de los países claramente subdesarrollados, donde la oferta de tecnología es inexis­

pena de desaparecer. Desgraciadamente, las políticas nacionales seguidas en el pasado hi­

tente. Los países desarrollados no forman una unidad pero, como hemos

cieron poco para preparar esta verdadera revolución empresaria. El Es­

visto, el Estado tiene en ellos una parte predominante en las inversiones

tado instrumentó políticas de promoción industrial o regional que no es­

en tareas de investigación científica y desarrollo tecnológico. Ello no

taban condicionadas p or exigencia alguna de eficiencia ni de innovación tecnológica, de modo que esas políticas fueron verdaderos subsidios a la

siempre fue así, y no es obvio que lo siga siendo en el futuro. En los países semidesarrolados com o el nuestro, la investigación en

ineficiencia. De tal manera, la actual apertura, que tal vez haya sido de­

las empresas es casi inexistente, y el peso mayor de la l+ D (Investiga­

masiado brusca aunque ineludible, tom ó desprevenidos a los producto­

ción y Desarrollo) recae sobre el Estado que, en nuestro caso, lo cum­

res y es una de las causas de la gravedad de la crisis actual. Entre las medidas que debe tom ar cada una de las empresas ante

ple muy deficientemente. Sin embargo, aunque el nivel del sistema científico y tecnológico argentino, medido contra estándares interna­ cionales, sea aún bastante bueno, la vinculación entre éste y la produc­

esta situación, están las de innovación tecnológica en el sentido am­ plio, es decir, deben innovar tanto en las tecnologías de producción

ción de bienes y servicios es tenue.

com o en las de gestión de la calidad, la administración, prom oción de las ventas, empaque, expedición, en una palabra: en todas las te cnolo­ gías, duras y blandas a la vez. Ésta es la demanda real que debe estruc­ tu ra r el mercado local de tecnología. Sin embargo, las empresas se suelen com p o rta r de m odo notable­ mente conservador. Si tienen un proceso de producción que funciona razonablemente bien, están poco dispuestas a hacer que esa produc­ ción medianamente satisfactoria corra riesgos embarcándose en aven­ turas innovativas. Salvo que se convenzan de que “ razonablemente

La oferta tecnológica en la A rgentina Com o las tecnologías de administración y ventas y las de produc­ ción tienen características muy diferentes, la oferta de cada una de ellas tiene también orígenes distintos. En la prensa se percibe una im portante oferta estacional de tecno­ logía blanda, en la form a de cursos de corta duración, destinados a los directivos de empresas, sobre temas tales como: Calidad Total, Ges­

bien” no es suficiente para asegurar la subsistencia de la empresa en el

tión Empresaria, Técnicas de Mercado, Capacitación de Personal,

mercado, o que haya fuerzas externas, como p o r ejemplo nuevas leyes de protección ambiental, que las obliguen a ajustar su tecnología a las

Computación, C om ercio Internacional, etc. Estos cursos son ofreci­ dos por institutos privados, y también p o r las universidades privadas y estatales. La calidad de estos cursos es muy variable y carecen de to ­ do control de calidad.

nuevas disposiciones. Ya hemos dicho que la tecnología no es una mercancía com o las de­ más. C om o es estructurante de la producción, antes de decidir un cambio se debe ten er en cuenta toda la situación global de la em pre­ sa productora y del mercado al que se destina la producción.

2. La oferta Para estudiar la oferta de tecnología es necesario diferenciar clara­ mente si hablamos de un país desarrollado, uno subdesarrollado, o de un país com o el nuestro, que tal vez se puede considerar a mitad de 68

Las tecnologías duras producidas localmente, cuando no provienen de los Laboratorios de D esarrollo de ías empresas mismas, tienen o ri§en en institutos, laboratorios universitarios, centros de investigaciones y “ Empresas de'Tecnología” . Algunas empresas poseen sus propios grupos de desarrollo, que trabajan de manera permanente en el perfeccionamiento de los m éto­ dos usados para la fabricación de los bienes que ofrece la empresa. Es­ tos grupos pocas veces están en condiciones de producir tecnologías ta lm e n te nuevas, sino que se abocan a mejoras de detalle que, sin err>bargo, pueden tener una im portancia esencial para el rendim iento 69

El tecnoscopio

Tomás Buch

económ ico de la empresa. Una innovación que perm ita reducir los costos de producción o aumentar el rendim iento de un proceso, aun­

lo que tam poco se podría después dar continuidad al desarrollo tec­ nológico.

que sea en un pequeño porcentaje, perm ite aumentar los beneficios de la empresa en igual medida o decidir su supervivencia. En general, las innovaciones más frecuentemente introducidas por

3. El rol del Estado en la innovación tecnológica

las empresas en base a sus propios estudios, no se refieren a los pro­ cesos fundamentales que aplican sino a las fases finales del proceso, las

El rol del Estado en la innovación tecnológica de las empresas, así

que están más próximas a influir sobre la term inación, la presentación,

como en la investigación científica básica y aplicada, es fundamental a

el empaque, y otros detalles comerciales de los productos. La mayoría de las empresas no tienen personal dedicado a la inno­

escala mundial, aunque puede asumir diferentes modalidades: tanto en diferentes países com o en diferentes momentos de su historia.

vación tecnológica. Sin embargo, existen posibilidades reales 'de con­ tra ta r tales servicios a laboratorios universitarios u otros, financiados p or el Estado, y que ofrecen servicios a la industria por precios subsi­ diados bastante alejados de sus costos reales. Existe una polémica, que también alcanza a nuestro país y sus ins­ titu to s de tecnología — com o el INTI, el IN TA y numerosos centros e institutos del C O N IC E T y similares— , acerca de cómo estimar los costos de desarrollos efectuados por tales centros. Generalmente las industrias que celebran contratos con ellos sólo pagan los costos di­ rectos de los estudios que realizan, ya que los salarios del personal de los centros son pagados p o r el Estado. Es destacable que esta tenden­ cia se está modificando ante la creciente penuria en que dichos cen­ tros se desenvuelven. En la actualidad, en la Argentina, los laboratorios de investigación básica y aplicada, de las universidades o de otras instituciones perte­ necientes al sistema científico-tecnológico nacional y financiados por el Estado, se encuentran en una crisis bastante seria p or la falta de apo­ yo presupuestario, y se debate si es posible y deseable que puedan o deban realizar tareas de desarrollo para las empresas que así lo requie­ ran. Para los centros afectados, se abre una interesante posibilidad de increm entar sus magros presupuestos haciendo tareas de aplicación productiva directa. Sin embargo, es evidente que con esta política se corre el peligro c ie rto de que así se frenen com pletam ente los trabajos de investiga­ ción científica propiam ente dicha, que form an el substrato sobre el que debe construirse el conocim iento tecnológico. Si ello ocurriera, sería fatal para el sistema entero en el mediano plazo, ya que se se­ carían las raíces científicas de las que se alimenta to d o el sistema, con 70

La relación entre los poderes del Estado, las empresas y la ciencia — o sea las fuentes directas de investigaciones científicas— no ha sido uniforme, ni a lo largo de la historia, ni en diferentes sistemas políti­ cos, y ha oscilado fuertem ente entre el apoyo, la indiferencia, el in te r­ vencionismo, la sujeción y la puesta a sueldo. En la antigüedad, la tecnología era esencialmente empírica y la cien­ cia especulativa. Las interacciones no fueron frecuentes, aunque hubo científicos o filósofos que hicieron contribuciones a las técnicas de su época. Por otra parte, había cierto desdén p o r las actividades produc­ tivas; en Grecia clásica, p or ejemplo, el trabajo manual estaba a cargo de esclavos y era considerado indigno de los hombres libres. Alejandría constituyó un polo tecnológico de la antigüedad. En los últimos dos siglos a.C. esta ciudad fue para la tecnología lo que A te ­ nas había sido unos siglos antes para la especulación filosófica. La ciu­ dad llegó a tener un m illón de habitantes en el siglo te rce ro a.C. Su orgullo fue la célebre biblioteca, que llegó a contar con 700.000 volú­ menes,.y que ya estaba bastante devastada por la ocupación romana cuando el califa Ornar, en el año 641 d.C., ordenó incendiarla. En Alejandría coexistieron numerosos inventores y tecnólogos, y floreció la mecánica y la hidráulica. Los más célebres de los tecnólo­ gos alejandrinos fueron Arquímedes y Herón. A l prim ero se le atribu­ ye la invención de la palanca y el descubrim iento del empuje de los lí­ quidos. H erón descubrió la energía del vapor e inventó el eolipylo, an­ tepasado rem oto de la turbina de vapor. La ciencia tuvo poca influencia en los cambios tecnológicos del Re­ nacimiento: las mejoras en la navegación, etc., que fueron fomentados Por los gobiernos interesados en las conquistas territoriales y la ex­ pansión del comercio. La revolución científica del Renacimiento no te71

Tomás Buch

nía grandes proyecciones económicas, sino sobre to d o ideológicas, y se vió implicada, en cierta medida, en las luchas de la Reforma protes­ tante.

El tecnoscopio

OVO por parte de sectores im portantes del gobierno. Sin embargo, vVatt se dem oró más de diez años en el desarrollo de su prim er pro­

Poco después, cuando Europa salió definitivamente de la Edad Me­

totipo de la versión industrial de su máquina de vapor p o r falta de fon­ dos Recién logró el éxito en su asociación con el empresario capitalis­

día, ju nto con la profundización de la investigación científica se fue pro­

ta Boulton. En la segunda mitad del siglo X IX , en cambio, el poco apo-

duciendo una tom a de conciencia de la posible importancia de la cien­ ron a interesarse activamente en la economía y en la tecnología que

o oficial a la ciencia se re tiró aún más, y la iniciativa tecnológica que­ dó en manos de las empresas privadas, aunque la investigación básica progresó en las universidades. La segunda ola de la Revolución Indus­

comenzaba a relacionarse con ella. Uno de los prim eros fue Francia, en el siglo XVII, en tiem pos de Luis XIV, cuyo m inistro C o lb e rt fom en­

trial en Inglaterra fue, en gran medida, un esfuerzo privado. En Alemania, en cambio, la política estatal se mantuvo indiferente al

tó la im portación de técnicos y especialistas, y la creación de las pri­

desarrollo tecnológico hasta fines del siglo X IX , y no se ocultó el des­ dén de las clases altas alemanas por las actividades técnicas. Recién po­

cia para la vida económica y, p o r lo tanto, algunos Estados comenza­

meras escuelas técnicas; también se comenzaron a difundir algunas pu­ blicaciones técnicas. En Inglaterra este intervencionismo se produjo más tarde. Pero la intervención del Estado o el laissez faire, según el caso, tuvieron tanto

co antes del fin de siglo comenzó a cambiar esta actitud, a pesar de que Alemania ya estaba jugando un im portante rol en la innovación tecno­ lógica de la época. En efecto, el éxito del m o to r de combustión interna

que ver con las situaciones económicas y sociales en los respectivos

se debió en gran medida a O tto , Benz y Diesel, y el progreso de la elec­

países, que no se puede decir que existan dos políticas alternativas en­ tre las que se pueda elegir libremente o según el gusto personal del fun­

trotécnica a W erner Siemens, el inventor de la dínamo. El ejemplo más conocido de la institucionalización de los desarrollos

cionario de turno. Si lo que se desea es que progrese la economía de un país, se deberán to m a r las medidas adecuadas en el lugar adecuado

tecnológicos enteramente privados fue la Empresa de Tecnología o Fá­

y en el m om ento adecuado, y no confiarse de ejemplos históricos ni de recetas importadas. O sea, que cada país debe saber desarrollar autó­ nomamente no sólo tecnologías sino también políticas tecnológicas. A lo largo de la historia, hubo muchos científicos que buscaron la protección del Estado. Desde temprano, también hubo algunos que dudaron de la conveniencia de que el poder del Estado se interesara demasiado en ellos: temían, probablemente con razón, p o r su libertad de conciencia y de investigación. La prueba de que esto podía o c u rrir hasta un extrem o catastrófi­ co y absurdo, se dio en los dos regímenes totalitarios que dominaron la mayor parte de la política internacional de nuestro siglo, aunque sus enfoques fueron muy diferentes. Los nazis rechazaron la teoría de la relatividad p o r haber sido formulada por un judío. Y los comunistas prohibieron el estudio de la genética porque según su dogma la heren­ cia no debía te n e r im portancia frente a lo adquirido por influencia de la sociedad. Volviendo a la realidad histórica: si bien predom inó el laissez-faire, la prim era fase de la Revolución Industrial tuvo en Inglaterra un fuerte 72

brica de Inventos de Thomas Alva Edison, aunque hubo laboratorios ale­ manes de desarrollos químicos algo antes, y, en algún sentido, la empre­ sa de Boulton & W a tt también tenía aspectos de empresa de tecnolo­ gía. Poco después se crearon otros laboratorios industriales de l+D, co­ mo el de DuPont, en 1902, el de la Bell Telephone C o „ en 1911 y el de Eastman Kodak, en 19 13. Se trata de los comienzos de los que aún son los grandes nombres en la industria transnacional izada de la actualidad. Durante toda la Primera G uerra Mundial se produjo un avance muy 'Aportante de ciertas tecnologías de indudable interés para el esfuer­ zo bélico. El ejemplo más espectacular fue la aviación. También progre­ saron industrias vinculadas más a la logística m ilitar que a las armas en Sl: el camión, la aplicación del m o to r de explosión al transporte de car­ gas, fue un ejemplo notable del entrelazamiento de las tecnologías “ duras y “ blandas” . La velocidad de respuesta del sistema no era, p o r su­ puesto, tan elevada com o lo fue más tarde, y la tecnología de avanza­ da no desempeñó un papel tan im portante en aquella guerra como lo haría en la Segunda. La Depresión, y luego la Segunda Guerra Mundial, vieron el fuerte retorno del intervencionismo estatal en los EE.UU. en todos los aspec­ 73

Tomás buch

El tecnoscopio

tos de la economía, y también en la investigación científica. El exponen­

Actualmente se cuestiona la fuerza económica de los Estados U ni­

te máximo de este esfuerzo fue el Proyecto Manhattan. El desarrollo de un arma atómica en el brevísimo tiem po de tres años hubiera sido im­

dos a nivel mundial, a la vez que se insinúa nuevamente una disminu­

posible sin el flujo ilim itado de medios que sólo el Estado federal de los EE.UU. podía otorgar. Desde entonces, la principal fuente de financiamiento de los esfuerzos de investigación científica y desarrollo tecnoló­ gico de los principales países del mundo han sido las arcas estatales. El desarrollo tecnológico espacial y m ilitar fue una fuente casi inagotable de fondos federales y de desarrollos que luego fueron aprovechados en mayor o m enor medida p o r la industria civil y privada. Un caso especial es del Japón, que había sido una potencia industrial desde la mitad del siglo X IX hasta el fin de la Segunda Guerra Mundial, y advirtió enseguida que el futuro de un país derrotado, superpoblado

ción de fondos estatales para investigación y desarrollo, tanto en el área de salud com o en las investigaciones básicas y espaciales. Hoy, en los EE.UU. se concentran los esfuerzos especialmente en la problemá­ tica ambiental, aunque p or supuesto hay un vivo debate acerca de lo que significó el apoyo oficial al desarrollo de tecnología de avanzada en el pasado y lo que puede significar su retaceo para el futuro. En la Argentina, la investigación científica se realiza fundamental­ mente en varias instituciones estatales, muchas de las cuales nacieron durante la década de 1950: el C O N IC E T, el INTI, el INTA, la CNEA, la CONAE, y algunas de las universidades nacionales. Cada una de esas

y carente de recursos naturales estaba en la aplicación de su ingenio a la generación de alto valor agregado mediante la incorporación masiva

instituciones tiene objetivos y modos de funcionamiento diferentes. Algunas mantienen estrechas vinculaciones con los sectores producti­ vos; el INTI las tiene con la industria, cuyos representantes forman

de tecnología. El M inisterio de Com ercio E xterior (MITI) prom ocionó fuertem ente un singular camino hacia la modernización de una indus­

parte de sus organismos de conducción, y el IN TA con los producto­ res agropecuarios. El INTI posee además ciertos centros dedicados a

tria destruida p o r la guerra, y que carecía de to d o prestigio y presen­

los desarrollos específicos de diferentes ramas de la producción, co­

cia internacional. En una primera fase, varias de las grandes empresas japonesas, com o p or ejemplo Mitsubishi, Sony y Matsushita, compraron

mo los plásticos, las pinturas, la madera, el vidrio, la minería, etc. El INTA, dedicado a la producción agropecuaria, actúa com o entidad de in­

numerosas licencias y patentes referidas a productos y métodos de avanzada tecnológica. U no de los productos cuya fabricación en masa

vestigación y extensión con delegaciones en las diferentes regiones del país, para ayudar a la producción local. La Comisión Nacional de Ener­

emprendió Sony en Japón antes de que se popularizase en su país de

gía Atóm ica (C NEA) realiza investigaciones y desarrollos vinculados a la producción de energía nuclear, y hasta hace muy poco tenía a su car­

origen, los EE.UU., fue el transistor, y sobre to d o los productos elec­ trónicos que lo contenían. La palabra “ transistor” significó durante años la pequeña radio a pilas, popularizada p o r la empresa Sony. Los japoneses — que no hubieran podido inventar el transistor, porque su sistema de investigación científica, a cinco años de su d e rro ­ ta m ilitar total, era casi inexistente— fueron sin embargo capaces de su fabricación y de su explotación comercial. También ejecutaron lo que se llama irónicam ente “ ingeniería inversa” , que consiste en estu­ diar cóm o está hecho un equipo, con la intención de im itarlo. Luego comenzaron a innovar y a m ejorar sus productos, tanto en efectividad com o en calidad. Finalmente, lograron convertirse en la potencia eco­ nómica de mayor dinamismo del mundo, y representan una seria ame­ naza para la supremacía económica de los EE.UU., donde la mayor par­ te de los avances tecnológicos explotados p o r las empresas japonesas tuvieron origen. 74

go el funcionamiento de las centrales nucleares de generación eléctri­ ca. La Comisión Nacional de Actividades Espaciales (C O N AE), de creación reciente, preside la ejecución de un plan espacial reciente­ mente aprobado. Las universidades son muy desparejas en sus logros en investigación científica, aunque muchas de ellas intentan desarrollar grupos de trabajo que vayan más allá de la docencia universitaria, en procura de la creación — no sólo transmisión— de conocimientos. Estos esfuerzos se ven muchas veces dificultados p o r la falta de me­ dios económicos y, p o r qué no decirlo, de comprensión de la im por­ tancia que tiene esa actividad creadora. El C O N IC E T fue creado en 1958 por Bernardo Houssay, como o r­ ganismo p ro m o to r de la investigación científica en el país. Poco a poco se apartó de esa función, para transformarse en ejecutor de trabajos en un par de centenares de institutos, de calidad muy dispar, que depen­

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den directamente de él. En la actualidad, la restricción del presupuesto hace que casi la totalidad del presupuesto del C O N IC E T esté dedica­ do a pagar los sueldos de los investigadores y profesionales; la parte que queda para financiar sus trabajos es casi insignificante. El esfuerzo que-se realiza en nuestro país para fom entar las activi­ dades innovativas es claramente insuficiente. Los fondos que se dedi­ can a las actividades de investigación científica y de desarrollo tecno­

lo hace o no depende de decisiones políticas o de presiones com er­ ciales. Muchas innovaciones fundamentales pueden tener un costo ini­ cial alto, porque son aún desconocidas, tienen poca demanda y no pue­ den aprovechar las “ economías de escala” en su producción. La políti­ ca estatal puede tener un efecto multiplicador, en la medida en que realiza inversiones que estimulen el desarrollo.

lógico son escasos en comparación con el esfuerzo de otros países de

Muchas veces no son las necesidades de la industria civil las que es­ timulan la introducción de nuevas tecnologías. Así, por ejemplo, el Es­

similar nivel de desarrollo. En efecto, la Argentina invierte en l+ D so­

tado fue el prim er com prador im portante de un producto revolucio­

lamente un 0,23% de su PBI. Aun nuestro socio mayor en el Mercosur, cador de la poca com prensión que se tiene en el país de la im portan­

nario, los ‘circuitos integrados’ (chips). Empresas privadas de los EE.UU. llevaron a cabo íntegramente este desarrollo. Cuando los p ri­ meros chips salieron a la venta, se trataba de un producto totalm ente

cia de las actividades científicas y tecnológicas es el reducido número de personas jóvenes que se preparan actualmente para actividades de

novedoso, para los que p o r su misma novedad aún no existía un m er­ cado, a pesar del enorm e potencial de desarrollo, de gamas enteras de

alto nivel científico y tecnológico. Mientras Brasil otorga a sus egresa­ dos universitarios 40.000 becas para estudios de posgrado en el p ro ­

nuevos productos, que abría su existencia: entre ellos, la com putado­ ra personal. Fue el programa espacial “ A p o llo ” el que proveyó el m er­ cado inicial que los chips necesitaban para superar la prim era barrera

el Brasil, invierte el 0,7% de un PBI sustancialmente mayor. O tro indi­

pio país, y envía a 5000 profesionales jóvenes a perfeccionarse a diver­ sos países del exterior, las cifras correspondientes para la Argentina

comercial. Sin la miniaturización que los chips hacían posible, tal vez el

son 2000 y 200 respectivamente.2 Un tip o de organismo de desarrollo tecnológico poco típico de

hombre no hubiera llegado a la Luna. Y sin el proyecto A pollo tal vez la introducción del microchip en la vida diaria de todos nosotros se

nuestro ambiente son las Empresas de Tecnología. Estas “ em pre­

hubiera demorado muchos años. Claro que no hay muchos inventos tan revolucionarios com o el circuito integrado.

sas” , en el sentido jurídico del térm ino, se dedican exclusivamente al desarrollo tecnológico, sea en form a de procesos, de ingeniería en cualquiera de las etapas mencionadas en la sección que sigue, o de

En un país desarrollado a medias, es poco probable que se produz­ can innovaciones tecnológicas de gran envergadura. En ciertos am­

equipos que encarnen esos procesos. Funcionan p o r medio de contra­ tos, mediante los cuales se com prom eten a efectuar cierto desarrollo o resolver c ie rto problema, o construir cie rto equipo o sistema que sea innovativo desde cualquiera de sus aspectos. El prim er ejemplo de este tip o de empresa es INVAP, una sociedad del Estado que existe en la provincia de Río N egro desde 1976, y tiene en su haber im portan­

bientes políticos y empresarios existe la convicción tácita de que por tal motivo, no es im portante que el país tenga un sistema de Ciencia y

tes logros tecnológicos, entre ellos el desarrollo autónom o del proce­ so de enriquecim iento de uranio y la construcción del prim er satélite de producción argentina, aunque con asistencia técnica de los EE.UU. Además del otorgam iento de subsidios o créditos “ blandos” desti­ nados a fom entar la innovación tecnológica, el Estado mismo es con­ sum idor de grandes cantidades de equipos y materiales, y puede usar su poder de com pra para apoyar a las empresas innovadoras o poner­ se en la vanguardia en el uso de productos de “ última generación” . Si

der de vista que hay miles de innovaciones posibles que, sin tener un ^ p a c to decisivo sobre el mundo en general, pueden servir para me­ jorar la com petitividad de nuestra economía.

76

Tecnología bien desarrollado y activo. Los mismos ambientes suelen expresar dudas sobre la validez del esfuerzo CyT efectuado y, sobre todo, consideran la investigación científica com o una actividad cultural sin influencia sobre la economía del país. Sin embargo, no se debe per­

4* Las incubadoras tecnológicas s¡ al analizar el proceso en el cual se genera tecnología aplicada a la 77

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producción, solamente se plantea la relación entre el Estado y la indus­ tria privada, surgirá el reconocim iento de una relación pendular y fre­

En estas condiciones es muy fácil malograr una idea brillante, sea orque no logra llegar al mercado p o r falta de capital o de conocim ien­

cuentemente antinómica. En períodos más recientes, se han desarro­

tos específicos; o porque no consigue obtener éxito comercial; o p o r­

llado otro s métodos, que van más allá del debate acerca de si la inno­ vación tecnológica debe descansar o no en el apoyo estatal.

que la idea es tomada por una de las empresas grandes, que pueden llevarla al mercado sin beneficio para sus creadores, o que pueden in­

Así com o en ciertos aspectos de la vida política de las naciones se

cluso sofocarla porque amenaza sus intereses. Procurando resolver estas dificultades, en muchos países ha surgi­

está enriqueciendo la antinomia entre lo privado y lo estatal, median­ te la aparición cada vez más visible de las organizaciones no-guberna­ mentales com o expresión de lo social, en el desarrollo de la vida eco­ nómica también surgen instancias que no son ni estatales ni privadas en el sentido habitual del térm ino. C om o hemos visto, las innovaciones tecnológicas tienen distintos orígenes. Muchas de ellas surgen en el seno de organismos en los que se concentra el saber científico, pero económicamente débiles e inex­ pertos (universidades, institutos de investigaciones o individuos em­ prendedores sin experiencia empresaria). Una de las características de la ciencia contem poránea es su cercanía a la tecnología, y la facilidad de su transferencia al mercado, pero frecuentem ente los que propo­ nen una idea son científicos que no tienen conocim ientos sobre cómo desarrollar un proyecto tecnológico, que no saben de ingenierías ni de las complejidades del mundo de las finanzas y de los mercados. Estas complejidades son muchas y el ambiente en el que se deben desenvolver las empresas innovadoras es implacable si no hostil. N o ­ veles e innovadoras empresas perecen en los prim eros años de su exis­ tencia, no porque sus propuestas tecnológicas sean inadecuadas, sino po r encarar mal los aspectos gerenciales, relaciónales y organizativos: la “ tecnología blanda” . En to d o el mundo, se estima que entre siete y nueve de cada diez empresas que no superan los prim eros cinco años de existencia fracasan p o r m otivos ajenos a causas tecnológicas. La mayoría de las empresas ínnovativas se encuentran en los cam­ pos más nuevos y dinámicos, que son también aquellos en los que la componente científica es mayor: la biotecnología y la informática. En el prim er caso, se trata de una rama industrial basada, sobre todo, en co­ nocimientos desarrollados en los últimos años, como la ingeniería ge­ nética. En el segundo, si bien existían empresas grandes dedicadas ai ra­ mo, como IBM o ATT-Bell, muchas de las innovaciones más revolucio­ narias (los circuitos integrados, p or ejemplo) surgieron de empresas mucho más chicas, o de investigadores individuales. 78

do el concepto de incubadora de empresas. Se trata de un tip o de o r ­ ganización que es toda una innovación en sí misma — en la que parti­ cipan organismos estatales, universidades, financistas y emprendedo­ res— creada para ayudar al surgimiento de innovaciones tecnológicas económicamente viables, que necesitan apoyo financiero, asistencia comercial y técnica, laboratorios de control, etc., y para estimular el surgimiento de ideas innovadoras que puedan tener éxito com petiti­ vo. En los EE.UU. ya existen más de ciento cincuenta de estas organi­ zaciones, y en Europa, o tro tanto. También hay datos acerca de sus resultados. La “ mortalidad infan­ til” de las empresas innovadoras, es decir, el porcentaje de ellas que fracasa antes de llegar a los cinco años, es bastante alto. Sólo un 30% en promedio sobreviven este umbral, que es, desde luego, arbitrario. Dentro del ámbito p ro te c to r de las incubadoras, el porcentaje de su­ pervivencia aumenta hasta el 60%.3 Una ¡dea afín a la de las incubadoras de empresas es la de los fon­ dos de capital de riesgo. Teniendo en cuenta que una alta proporción de las “ buenas ideas” fracasan en el mercado, a un innovador puede resultarle muy difícil conseguir capitales que estén dispuestos a arries­ garse por su éxito: los elementos azarosos son demasiado fuertes. En los fondos de capital de riesgo se juega con la esperanza de que, si bien muchos esfuerzos innovadores están destinados al fracaso, los que triunfen tendrán una probable tasa dé ganancia muy elevada. De tal manera se juega con una compensación entre las pérdidas frecuentes y las ganancias cuantiosas. En diferentes países estas iniciativas han tom ado caminos diver­ sos, de acuerdo con la idiosincrasia de cada pueblo. D onde tienen mayor grado de organicidad es en Japón; allí se han organizado incu­ badoras p o r líneas enteras de actividad productiva. Estas líneas res­ ponden a prioridades detectadas p o r los organismos estatales — en especial el MITI, el gran M inisterio de Industria y C om ercio Exte­ 79

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r io r — pero involucran a empresas, universidades y el Estado. Entre los participantes empresarios, que abarcan tanto a empresas grandes co­ mo chicas, figuran productores, distribuidores, exportadores, etc. Las líneas prioritarias que reciben este apoyo son: robótica, tratam iento de desechos industriales y recuperación de ambientes contaminados. Entre nosotros, el concepto de la incubación de empresas de base tecnológica ha hecho sus primeras armas a través de la creación de va­ rios organismos de fom ento de la innovación tecnológica y de su transferencia. En muchos casos se trata de fundaciones surgidas en el ám bito universitario. Las mismas realizan convenios con empresas p ri­ vadas para concretar ciertos desarrollos que cuentan con buenas ex­ pectativas de é xito en el mercado. La ley nacional 23877 — de fom en­ to a la innovación tecnológica— ofrece fondos estatales para tales de­ sarrollos, bajo condiciones financieras ventajosas. Un hecho que es necesario tener en cuenta en nuestro país es que el concepto de “ innovación” tecnológica debe tom arse en un sentido regional. Ya hemos señalado que los desarrollos verdaderamente revo­ lucionarios, com o los anticuerpos monoclonales y los circuitos inte­ grados, son muy pocos y hacen historia. Pero a la sombra de los pa­ sos de gigante, hay literalm ente miles de innovaciones menores, que sin embargo han tenido é xito en el ámbito comercial en que se pro­ pusieron. En la carrera p o r el desarrollo tecnológico, el que gana el prem io no es siempre el que llega prim ero, sino el que tiene é xito co­ mercial. Esta es una gran diferencia adicional entre el trabajo del cien­ tífico y el del tecnólogo: la originalidad no es un requisito de este últi­ mo. Si no se violan leyes y se logra éxito comercial, el esfuerzo está justificado. Hay quien agrega a estas condiciones la de no violar princi­ pios éticos. En este sentido, unas cuantas termocuplas y un anem óm etro colo­ cados a distintas alturas y un m icroprocesador conectado a un teléfo­ no pueden co n stitu ir un sistema innovativo de alarma contra heladas, capaz de salvar a toda una cosecha de manzanas con elementos senci­ llos y cierta imaginación.

Notas I. Preferimos usar el término trasnadonal en vez de multinacional, ya que 80

neralmente tiene un origen bien conocido, y filiales y subsidiarias en mu­ chos países del mundo. Un producto electrónico lleva la inscripción: “ Hecho en uno o varios de los siguientes países: ...” ; y sigue una lista de catorce paí­ ses, la mayoría de Asia. 2. H. Ciapuscio: Diario Río Negro, 11/4/95. 3. Curso de Capacitación Empresaria, Invertec, 1995.

El proceso de innovación tecnológica comienza con un problema o con una búsqueda de oportunidad de la innovación. A p a rtir de allí se pone en marcha un proceso que tiene un núm ero de etapas detectables en la resolución de cualquier problema, sea sencillo o complejo. Una buena respuesta siempre comienza p o r una buena pregunta, y la resolución de to d o problema comienza p o r su identificación en los términos más precisos que sean accesibles. Esto incluye el reconocer que se carece de determinados conocim ientos cuya obtención form a parte de la solución. En lo que sigue, obviamente tendrem os en men­ te un problema tecnológico, pero la metodología es general.

I. Identificación de oportunidades La primera fase de cualquier proyecto tecnológico es la detección de un problema, una necesidad, una demanda o una oportunidad. Lo primero que hay que hacer es identificar el problema cuya solución se­ rá el proyecto tecnológico. De hecho, es muy común que las necesi­ dades que impulsan un desarrollo de tecnología no estén claramente planteadas. En ocasiones ni siquiera se sabe bien cuál es el problema que se quiere resolver. Muchas veces es necesario efectuar un análisis muy general y amplio de la situación para determ inar cuáles son las aristas del problema que son accesibles a un tratam iento concreto en procura de su solución. Si se trata de un,problema de producción, es probable que quien lo plantea sea un empresario. En ese caso, puede o c u rrir que sólo haya hecho un diagnóstico global, o sólo tenga un deseo vago de mejorar. Por ejemplo, la propuesta puede ser: m ejorar el funcionamiento de cierto proceso productivo. De esa mejora generalmente se espera un aumento de la productividad del proceso, un aumento de la produc­ ción, una reducción de los costos, y, eventualmente, un mejoramiento 83

iw iw ss» ;

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de la calidad del producto. Identificar la tarea concreta p o r realizar implica, en ese caso, un estudio cuidadoso del proceso productivo en todas sus fa­ cetas, para determinar, antes que na­

y se está reformando la estructura del sistema y la mayoría de los con­ tenidos, métodos, etc. Sin duda, cuando se planea una reforma, se ha­ ce imprescindible preguntarse en prim er lugar, ¿cuál es el verdadero

da, en qué consiste su esencia y cuá­

objetivo que persigue la Nación al destinar una parte muy im portante

les son los aspectos críticos del mis­ mo (los “ cuellos de botella” ). Sólo

de su presupuesto a la educación? Y, en función de lo anterior: ¿qué se espera lograr con la reform a planeada? Según la respuesta que se dé a

después será posible decidir los pa­ sos que perm itirán cum plir con la de­

esa pregunta, deberá encararse la solución y el éxito de la reforma de­ penderá de cuán adaptada esté a lo que se desea lograr. N o siempre los objetivos reales son los que se manifiestan a la vista. El desconoci­

manda. Al final de to d o este proceso de análisis, se podrá entonces enca­

miento de los propósitos reales es más frecuente de lo que se podría

rar el diseño y la construcción de los mecanismos que promoverán la o p ti­

suponer. Siempre existe el peligro de confundir el problema con un prejui­

mización de la calidad del producto.

cio acerca de una determinada solución del mismo. Tal vez sólo esté a la vista un aspecto particularm ente defectuoso, y se trabaje en su so­ lución, sin tener en cuenta la posibilidad de soluciones totalm ente di­

Cualquier o tro problema puede en­ cararse de la misma manera. Algunos ejemplos ilustran este proceso. Su­ pongamos que se desea renovar un sistema para la numeración e identi­ ficación de los vehículos a u tom oto­ res de un país. Todos conocemos di­ versos modelos de “ chapas” , con nú­ meros y letras, colocadas adelante y/o atrás en todos los vehículos. ¿Es adecuado el sistema vigente hasta ahora en la Argentina, y que está siendo reemplazado? ¿Es adecuado el nuevo? Hay una pregunta previa, que gene­ ralmente se om ite: ¿Para qué tiene un vehículo una identificación visible? Hay varias razones posibles: para que sea fácil retenerlo en el caso de un accidente; para el control de pago de impuestos; para asegurar la supervisión de las condiciones mecáni­ cas; para llevar estadísticas sobre el parque a u tom otor; para dificultar su falsificación. Según cuáles sean los criterios predominantes, deberá elegirse el sistema y el m odelo de placas. 84

Hay un consenso generalizado de que nuestro sistema educativo es Inadecuado. Por eso se prom ulgó una nueva ley federal de educación,

ferentes y novedosas. Tomemos un ejemplo de la producción de bie­ nes: un distribuidor de un producto quiere m ejorar un proceso que consiste en I) llenar bolsas a p a rtir de un silo; 2) pesarlas y ajustar el peso; 3) cerrarlas mediante una costura; 4) am ontonar las bolsas en un depósito; 5) llegado el m omento, cargarlas en un camión, y 6) llevar­ las al depósito del cliente, quien las vaciará en un segundo silo. Este proceso se puede mejorar, simplificar y autom atizar en varias de sus etapas. Por ejemplo, el llenado se puede hacer sobre una balan­ za, que actúa sobre una válvula que interrum pe la salida del producto cuando se llega al peso exacto; la costura se puede reemplazar me­ diante un sistema de agrafes, cuya colocación es posible efectuar me­ diante una pinza fácilmente automatizable; en lugar de am ontonar las bolsas en el piso del depósito, se las puede colocar en ‘bins’ o envol­ ver con flejes de tal m odo que una grúa pueda levantar to d o un paque­ te de bolsas para colocarlas sobre el camión. Todas estas mejoras ace­ lerarán el proceso, lo harán más simple y más barato. Sin embargo, un análisis más comprehensivo del problema mostrara una solución completamente diferente: el estado inicial del proceso es. material en un silo; el estado final es: el mismo material en o tro si­ lo- El problema real no es cóm o llenar y almacenar bolsas: es cóm o lle­ var material de un silo a otro, cosa que se podría hacer, por ejemplo,

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llevando el material a granel en un camión (silo rodante) y vaciándolo

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po r restricciones inconscientes, que no son condiciones del problema,

práctica a las ilimitadas posibilidades que ofrecía el invento del transis­ tor, debido a que había que hacer cada vez más soldaduras en cada vez menos espacio. (El caso se describe con más detalle en el Cap. 14, “ Electrónica” )

pero que son tácitamente aceptadas como tales. Uno de los num ero­

Una vez identificado el problema de manera amplia pero precisa,

directamente en el o tro silo. Frecuentemente la búsqueda de soluciones creativas está bloqueada

sos y populares problemas consistentes en construir ciertas figuras con

deben establecerse las condiciones subsidiarias que es necesario satis­

fósforos propone que con seis fósforos se construyan cuatro triángu­

facer para resolver la situación planteada. Estas condiciones, tal vez, atenten contra el planteo del problema en su máxima generalidad. En

los equiláteros. La mayoría de las personas a quienes se propone este problema no lo pueden resolver porque suponen, sin que nadie le im­ ponga esa condición, que la solución debe buscarse en el plano de la me­

sa. La solución, en cambio, es un tetraedro. También la costum bre y la tradición a veces impiden que la Imagi­ nación vuele a buscar soluciones creativas. Los automóviles se pare­ cieron a carruajes durante bastantes años. Y los que quisieron desa­

el ejemplo del traslado de un material de un silo a otro, quizá se trate de un material peligroso, que no convenga transportar a granel, p or lo cual sea necesario envasarlo en bolsas. O que exista alguna limitación legal, o algún contrato previo que es imposible rescindir, y que es in­ compatible con la solución más sencilla. Entre las condiciones que debemos respetar, suele estar la de man­

pidió com prender p or qué lograban volar. Este fenómeno es conocido

tenerse dentro de ciertas pautas presupuestarias o de disponibilidad de materiales (herramientas o habilidades personales). También es ne­ cesario efectuar un análisis prelim inar de la relación que necesariamen­

p or los historiadores de la tecnología, quienes lo conocen com o “ esqueuomorfismo": la persistencia de formas que no son funcionales, aun­

te existe entre el costo de la innovación que se quiere encarar, y los beneficios que se esperan de ella.

que pudieran haberlo sido en versiones anteriores del mismo artefac­

Este aspecto es más o menos complejo según se trate de una deman­

to, o en sus antepasados evolutivos. En la historia de los aparatos y máquinas desarrollados en todas las épocas se puede seguir frecuentemente el camino re co rrid o p o r los

da con una motivación puramente económica, o si es necesario u opor­ tuno tener otros parámetros en cuenta. En efecto, una empresa que

rro lla r máquinas volantes trataron demasiado obviamente, y sin resul­ tado alguno, de inspirarse en el batir de alas de las aves, lo que les im ­

inventores para llegar, de artefactos preexistentes o versiones p rim iti­ vas de sus invenciones, hasta las formas más exitosas, que por supues­ to nunca son definitivas. Este camino, por supuesto, está preñado de avances y retrocesos, de agregado de nuevos órganos o unificación de varias funciones en un solo órgano. Es interesante ver cóm o el proceso descripto se reitera en el de­ sarrollo de artefactos tradicionales (el automóvil, la lámpara eléctrica, el fonógrafo o la ya mencionada máquina de vapor).1 En la historia de los recientes desarrollos de tecnologías fundamentales para nuestra época — algunos de los cuales están muy bien documentados— se no­ tan con mucha claridad los pasos dados para encontrar la solución al problema tecnológico que se planteaba. El invento del circuito integra­ do, la idea de que se podían construir muchos elementos de circuito del mismo material (con lo que no solamente se los podía agrupar si­ no producir en una misma operación) fue la respuesta a una limitación 86

quiere mejorar su rendimiento económico ahorrando mano de obra, puede hacer sus cálculos sobre esta base. Dado el costo de la inversión necesaria para efectuar la innovación, más el costo de la indemnización de los trabajadores que serán reemplazados por la nueva máquina auto­ mática, puede estimar en qué plazo esa inversión será amortizada por el mejoramiento de los costos de producción. Tal empresa no tiene nece­ sidad de tener en cuenta el costo social que significa la pérdida de cier­ to número de puestos de trabajo. Una vez que el problema p o r resolver está claramente delimitado, comienza la etapa de su solución. El grupo que se encargará de esa so­ lución puede usar, entonces, varias técnicas útiles para encontrar la o las soluciones posibles. Algunas de estas técnicas son sistemáticas, y se basan en los conocim ientos específicos del grupo, la aplicación siste­ mática de m étodos de solución, cálculos, etc. Pero hay una etapa pre­ via, menos sistemática y más bien turbulenta, que es la etapa del des­ cubrimiento, la invención o la creación de la solución. Una de estas

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Teniendo en cuenta que no siempre la solución del problema es una

técnicas es el “ to rb e llin o de ideas” , lo que los anglosajones denominan brainstorming. En su realización, el to rb e llin o de ideas es casi un juego:

autónoma, sino que se trata muchas veces de proyectos cuyo destino es la producción de bienes o servicios para el mercado, y para no dejarse llevar demasiado por el entusiasmo de la creación, es nece­

f in a lid a d

se trata de que todos los implicados se reúnan y expresen sus ideas acerca del problema sin ningún tip o de vergüenza, censura ni autocen­

sario mantener frecuentes “ descargas a tie rra ” , en la form a de un seve­ ro autoexamen acerca de la relevancia, la viabilidad y el costo de las so­

sura. Esas sesiones de creación colectiva son una experiencia estimu­ lante, y es fascinante ver cóm o las ¡deas crecen unas sobre otras. surja, por disparatada que parezca. La experiencia indica que un dispa­

luciones que se van proponiendo. Es frecuente que esa función le co­ rresponda automáticamente a alguno de los integrantes del grupo, que

rate puede llegar a desencadenar un proceso productivo de ideas de

haga de “ abogado del diablo” por vocación.

En este juego es esencial que no se retroceda ante ninguna idea que

una creatividad insólita. Entre risas y disparates puede surgir una solu­ ción verdaderamente original para el problema propuesto. Aquí es don­ de la falta de prejuicios y aun la falta de conocimientos demasiado es­ pecíficos (dentro de límites razonables, p o r supuesto) pueden consti­ tu ir una ventaja, ya que perm itirá una creatividad no previamente enca­

2. B úsqueda d e in fo rm a c ió n

I I Ésta es una etapa obvia, que tiene que abarcar to d o el universo de

jonada p or preconceptos o prejuicios. Podríamos ilustrar esto mediante un ejemplo hipotético extraído

información sobre el objetivo del proyecto y sobre las disciplinas que se han de aplicar en su ejecución. En muchos casos, la información es­

de la historia. El precursor inmediato de la máquina de vapor, el mo­ to r atm osférico de Newcom en, se basó en el vacío creado p o r la con­ densación del vapor de agua. Si esta idea hubiese sido expuesta a una

pecífica será escasa. En otros, será sumamente abundante; hasta podrá llevar a confusión. Y será muy difícil abarcarla en su totalidad. Los me­ dios informáticos son muy útiles para acceder a la información en to ­

sesión de brainstorming, hubiera sido muy posible que alguno de los in­ tegrantes del grupo hubiese tenido la idea de que el vapor mismo po­

da su amplitud, aunque muchas veces sólo da títulos y resúmenes. También perm ite a los profesionales de las distintas especialidades re­

día empujar el pistón, en vez de que su ausencia — o sea el vacío ge­

lacionarse con sus pares en to d o el mundo, y enterarse de las noveda­

nerado p o r su condensación— solamente tirase de él. Tal vez enton­ ces la Revolución Industrial hubiese avanzado cincuenta años en una tarde. Tal vez la pregunta siguiente que el grupo de innovadores debía

des mucho antes de que las mismas lleguen a los medios públicos de información. A los sistemas de información p o r redes de computadoras (bancos de datos) se accede por “ palabras claves” que hay que seleccionar con cuidado para lograr exactamente la inform ación que se desea, y evitar

form ularse era cóm o fabricar los cilindros y los pistones con la preci­ sión necesaria. En resumen: el análisis del problema aparente se puede hacer de varias maneras, que se corresponden con enfoques m etodológicos to ­ talmente diferentes. En uno de ellos se estudia el proceso actual, y se trata de encontrar modos diversos de resolver sus dificultades especí­ ficas, o de m ejorar su funcionamiento. Este enfoque se conoce con el térm ino inglés bottom-up, (“ de abajo hacia arriba” ). En el o tro , corres­ pondientem ente llamado top-down (“ de arriba hacia abajo” ), antes de m irar siquiera el proceso actual, se piensa en su propósito final, y en cóm o alcanzar ese objetivo. Así es posible que se logren proponer so­ luciones totalm ente novedosas, y no un m ero m ejoram iento de las so­ luciones existentes.

I

ser anegado p o r inform ación demasiado general o que no tiene una re­ lación directa con lo que se busca. Los medios informativos públicos abarcan publicaciones periódicas, libros, presentaciones a congresos internacionales y nacionales, etc. Los conocimientos publicados en esos medios son de uso general, y no hay restricciones a su empleo en desarrollos de cualquier especie. En el campo del desarrollo tecnológico, una fuente insustituible de 'nformación son las memorias de patentes que se vinculan al tema de­ seado. La información sobre su existencia figura en las publicaciones

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de resúmenes (com o el Chemical Abstracts) y también en las bases de datos a los que se accede p or red de computadoras. Las memorias de

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c0nfección de cálculos estructurales, modelos, planos, diagramas, cál­

patente se obtienen en las Oficinas de Patentes de los diversos países,

culos de costos más detallados que las estimaciones previas, etc. Una parte fundamental del diseño es la definición de los materiales

o a través de agencias especializadas. Por lo general, su acceso es re­ lativamente costoso.

que se han de usar en la ejecución del proyecto. Los materiales dispo­ nibles frecuentemente determinan si un proyecto es realizable o no.

Las patentes contienen información relativa a desarrollos que alguien

Por otra parte, a veces la necesidad de limitarse al uso de ciertos ma­ teriales obliga a encontrar soluciones de emergencia de alta creativi­ dad, como por ejemplo la de usar una banana aplastada en ausencia de

registró como de su propiedad, de modo que esta información es, en principio, restringida, y no se puede usar libremente, sobre to d o en apli­ caciones de uso comercial. Una parte im portante del com ercio en tec­ nología consiste en licencias de fabricación, que son contratos median­ te los cuales el propietario de una patente o marca autoriza al beneficia­ rio a usarla, mediante el pago de un derecho (royalty). Por otra parte, las patentes están deliberadamente redactadas de tal manera que se hace sumamente difícil reproducir sus resultados sin información adicional, que es la que los propietarios suministran cuan­

grasa lubricante en una situación desesperada. Esto obliga, a su vez, a la investigación de las propiedades de los di­ versos materiales, a sus costos, y al conocim iento de las normas que rigen su aplicación. En particular, la disponibilidad y el costo de los materiales debe de­ sempeñar un papel im portante en la opción por una de entre varias soluciones alternativas al problema p or resolver.

do se celebran los mencionados contratos de transferencia o de licén­ ciamiento.

Una parte im portante de un diseño, y de los planos en que este di­ seño suele plasmarse, es establecer los márgenes de tolerancia en las

A pesar de eso, las patentes suelen dar una buena introducción a muchos detalles prácticos de los temas de que tratan.

dimensiones de las piezas u otros parámetros de diseño. Es muy im­ portante que se establezcan tolerancias realistas. Si las tolerancias son

3. Diseño

excesivamente laxas, puede sufrir la performance del equipo, o se pue­ de producir más desgaste del aceptable en su funcionamiento. Por Una vez que se tiene una idea general

otra parte, si las tolerancias son demasiado estrictas, se aumenta in­ necesariamente el costo, ya que se exige del op e ra rio una precisión

relativamente clara acerca de la solu­ ción al problema, comienza la etapa

demasiado grande, o el uso de maquinaria de mayor nivel que el ne­ cesario.

más sistemática, de diseño y de cálcu­ lo. Esta etapa puede iniciarse aun an­ tes de que se consolide la solución en la mente de los participantes, ya que se puede tener que elegir entre más de una propuesta aparentemente ra­ zonable, y sólo un análisis bien deta­ llado puede p e rm itir discernir entre soluciones aparentemente equivalen­ tes, luego de evaluar sus respectivas ventajas y dificultades. Es frecuente que el diseño involucre la búsqueda de antecedentes, y la

Por lo tanto, nunca hay que fijar tolerancias de manera desa­ prensiva, o “ p o r las dudas” . Éste es un e rro r frecuente en los p ro ­ yectistas poco experim entados, que tienden a sobreespecificar o a

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establecer tolerancias innecesariamente estrechas. O tro de los te ­ mas que es necesario te n e r en cuenta al diseñar un aparato o una pieza, es que debe ser posible su fabricación mediante los medios de que se dispone. Piénsese tan sólo en la dificultad de construir, Por ejemplo, una esfera hueca de metal de dos centím etros de diá­ m etro, sin costuras.

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4. El diseño y las ingenierías En el desarrollo de un equipo o sistema hay varias etapas que aquí se han resumido en la etapa de diseño. En un proyecto de cierta enver­ gadura, el diseño se subdivide, y el camino que es necesario recorrer hasta llegar a los planos de construcción es algo más largo. Establecer las ideas generales, y las principales características del equipo o del producto, las diferentes partes de que se compone, sus fun­ ciones respectivas, y los modos en que se interrelacionan, así como los servicios auxiliares que han de necesitarse para su funcionamiento, con­ duce a diagramas generales. Si se trata del diseño de un proceso, con­ viene establecer diagramas de flujo y balances de energía y de masa, es­ tim ar los caudales de diversas sustancias que han de participar en el pro­ ceso, hacer esquemas del tendido de líneas, cañerías, etc. Esta fase se de­ nomina ingeniería conceptual del proyecto. Una vez que se tiene clara la ingeniería conceptual, se establecen los tamaños de los diferentes órganos de que se compone el sistema, los materiales de que se harán los distintos subsistemas, la manera có­ mo éstos han de interrelacionarse espacialmente, etc. Esta etapa es la de la ingeniería básica del proyecto, que, naturalmente, tiene carac­ terísticas muy diferentes según se trate de una planta industrial, un sa­ té lite espacial o un sistema de comunicacionés. Finalmente, se llega a la etapa de la ingeniería de detalles, en la cual se debe diseñar cada una de las numerosas piezas, algunas funda­ mentales, otras im portantes y otras más secundarias, pero todas im­ prescindibles para el eficaz funcionamiento del conjunto. Un satélite espacial puede fracasar p o r un e rro r de diseño en una bisagra. Cada etapa de la ingeniería del proyecto tiene sus propios conjuntos de planos y especificaciones, que deberán culminar con el conjunto de planos que se entregarán a los responsables de la ejecución del proyecto. Cada etapa del proyecto debe proveer, además, sus propios crite ­ rios de validación. H oy se acepta universalmente un concepto de cali­ dad que abarca no sólo la preocupación y el control de que los planos estén bien ejecutados, sino que exige que el diseño mismo reúna con­ diciones de calidad establecidas de antemano. El mismo diseño debe ser som etido a un c o ntro l de calidad. Es evidente que los errores de­ tectados en una etapa temprana de la concepción de un proyecto per­ miten ahorrar enormes esfuerzos y costos en las etapas posteriores. 92

Este control de diseño abarca numerosos métodos. Uno de los más importantes es el modelado matemático, que perm ite predecir el com portam iento del sistema mediante cálculos de simulación. Los m o­ delos matemáticos pueden ser sumamente complejos y establecerlos es una tarea que exige una alta especialización. Por lo tanto, la deci­ sión de construir un m odelo de un proceso, com o parte y guía del proceso de ingeniería conceptual, es una decisión de cierta im portan­ cia, ya que se debe com parar el costo de hacerlo con el costo de no hacerlo y el consiguiente riesgo de los errores provenientes de un co­ nocimiento insuficiente del sistema.

5. Ejecución El aparato diseñado o la operación programada se lleva a cabo de acuerdo con los planos de diseño o de fabricación, o los parámetros operativos establecidos en la fase de diseño. Durante la ejecución, se deben registrar las acciones llevadas a cabo, porque es frecuente que sobre la marcha se presenten dificultades no previstas, o aparecen so­ luciones que superan las encontradas previamente. Aquí es muy im por­ tante que el proyectista tenga conocimientos prácticos de las técnicas que se usarán en la confección de las piezas. N o tener en cuenta las li­ mitaciones de esas técnicas puede ocasionar costos adicionales que un mejor diseño hubiera podido evitar. La construcción de un equipo involucra la confección de piezas de distintos materiales, que muchas veces se dan a terceros para que los fabriquen usando herramientas o máquinas que en general no están disponibles en cualquier parte. Esto implica establecer normas de ca­ lidad con el contratista. Es im portante que estas normas queden per­ fectamente aclaradas, para evitar situaciones enojosas en el caso de que no se cumpla con la tarea de la manera adecuada. El “ retrabajado” es una fuente de costos muy im portante: la procura de la calidad hace necesario que todos los pasos respondan a los márgenes de toleran­ cia establecidos desde el comienzo. Una vez que el sistema está construido, se lo pone en funciona­ miento y se registra su com portam iento. La prim era vez que se ensa­ ya un proceso o un equipo, es un m om ento de ansiedad y de expec­ tativa: ¿funcionará?

Tomás Buch

Es necesario redactar informes y levantar actas sobre to d o lo ob­

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7 In g e n ie ría d e d e s a rro llo e in g e n ie ría d e p ro d u c to

servado, tanto las condiciones de funcionamiento normal, com o todo lo que se aparte de lo previsto. Luego de la prim era puesta en marcha,

Hemos analizado brevemente todos los pasos que sigue p or lo ge­

generalmente se querrá analizar estos registros, y determ inar qué an­ duvo bien y qué falló, y por qué. Después vendrá eventualmente una

neral un proyecto de desarrollo tecnológico desde el planteo de un problema hasta su solución satisfactoria.

etapa de rediseño y de corrección de los defectos observados. Cuando se efectúa un desarrollo de un equipo destinado a ser fa­

Aquí aparentemente term ina el apasionante juego intelectual del tecnólogo. Pero hemos dicho varias veces que la tecnología nunca es

bricado en serie, el p rim er p ro to tip o generalmente se construye con una metodología más artesanal que fabril. Este p ro to tip o sirve para de­

un fin en sí mismo: es un insumo, y tiene valor económico. La cuestión siguiente es, por lo tanto, la de in tro d u cir este insumo en el proceso

term inar las características funcionales, ensayar las condiciones de

productivo. Un p ro to tip o que funciona es sólo un prim er paso en la dirección correcta, sobre el camino que conduce al éxito comercial de un pro­

operación, efectuar medidas sobre el rendim iento, m odificar detalles del diseño, reemplazar materiales, etc. El costo efectivo de este pro­ to tip o es im portante, pero no es una medida correcta del costo de fa­ bricación de la producción seriada. Por tal motivo, una vez que se han corregido todos los defectos del prototipo, se lanza la fabricación de una primera serie, en condiciones más cercanas a las de la fabricación comercial. Esta serie servirá para po­

ducto. Un prototipo no es aún un producto. Muchas buenas ideas fracasaron en este escollo, porque el trabajo de llevar el p ro to tip o al mercado es de una índole diferente que el desarrollo, y requiere otros talentos.

ner a punto el proceso de fabricación, y ahí sí se podrá evaluar y opti­

Por supuesto en este aspecto hay muchas variantes posibles, según si la innovación se produce en el in te rio r de una empresa, si es un de­

mizar el costo real. N o es infrecuente que en este proceso de optim i­ zación se vuelvan a introducir algunas modificaciones en el diseño.

sarrollo contratado con una empresa de tecnología, o si está hecho por un tecnólogo em prendedor que quiere transform ar su idea en un producto comercial. En todos los casos hay obstáculos, pero son de índole diferente en cada caso.

6. La evaluación de los resultados

Un aparato compuesto de numerosas partes tiene generalmente un procedimiento de fabricación complejo, que deberá ser estudiado en

Si bien el proceso de evaluación debe ser constante a to d o lo lar­ go de la ejecución de un proyecto, hay una fase final en que se evalúa

todos sus aspectos, desde ese punto de vista. Es muy posible que en dicho proceso sufra numerosas modificaciones. Por su propia com odi­ dad el técnico que construyó el p ro to tip o hizo pasar el cable del su­

el conjunto de lo logrado. Aquí los resultados de la fase a n te rio r son examinados críticam ente y comparados con los propósitos del proyec­ to explicítados en la fase de programación. El aparato realizado, ¿cum­ ple con las condiciones planteadas al comienzo? ¿Cumple la función que se espera de él? ¿Bajo qué condiciones deja de funcionar? ¿Cuán­ to costó hacerlo, en vista de lo presupuestado originalmente? ¿Cómo podría mejorarse el diseño y/o la ejecución, para m ejorar los resulta­ dos? Los datos recogidos, ¿serían suficientes para encarar una produc­ ción en serie del aparato, o una operación rentable del proceso desa­ rrollado?

ministro de potencia p o r cie rto lugar del chassis del equipo donde ha­ rían falta varios pasos del proceso de fabricación para colocarlo: tal vez sea posible cambiar este detalle, y abaratar el valor del chassis en una cantidad aparentemente irrisoria, pero significativa si se la m ulti­ plica por la cantidad de ejemplares que se espera fabricar. Tal vez se puedan hacer ciertas partes de materiales más adecuados, más mane­ jables, o más-baratos. Un cambio de materiales puede implicar un cam­ bio de ciertos aspectos del diseño. Por razones de confiabilidad, quizá seria m ejor que tal válvula fuese operada neumáticamente en vez de serlo p or un electroimán... El equipo está integrado p o r numerosas piezas de diversa índole. 95

Tomás Buch

Tiene componentes mecánicas, eléctricas, electrónicas, válvulas, m o­ tores y debe ser operado p o r personal de cierta calificación. Debe po­ der funcionar durante meses sin parar. Debe entregarse provisto de un juego de repuestos, para lo cual es necesario saber cuáles serán las piezas que sufrirán mayor desgaste o mayor probabilidad de falla. El proceso de construcción deberá descomponerse en una serie de pa­

En el caso de un desarrollo hecho p o r una empresa de tecnología un cliente, es sobremanera im portante considerar los aspectos genuinamente llamados “ transferencia de tecnología” . La empresa entre­ ga un equipo; sus técnicos lo instalan, lo ponen en marcha y se van. Los ingenieros del cliente y usuario, ¿qué aprendieron? ¿Están los manuales

sos, que permitan optim izar el uso del tiem po de los operarios que

de uso bien escritos, bien presentados; contienen información adecua­ da para asegurar el mantenimiento preventivo del equipo, y cómo re­

han de efectuarlos. Habrá que decidir cuáles de todas las partes debe­

pararlo si se llegara a descomponer? La empresa que encargó el equi­

rán necesariamente fabricarse en la propia empresa y cuáles podrán

po, ¿tuvo oportunidad de enterarse de todos los detalles del funciona­ miento; sabe por qué las cosas se hicieron com o están; sus profesiona­

subcontratarse. Decidida la subcontratación, se deberá buscar provee­ dores confiables, de los que se pueden asegurar que entregarán las piezas requeridas en los plazos previstos y con la calidad adecuada. Se deberán establecer los puntos de control de la fabricación, y los ensa­ yos que se harán en cada uno de ellos. Terminado este análisis, deberán revisarse los planos de fabricación, e in trod ucir las modificaciones del caso. Recién entonces estará todo preparado para co nstru ir la primera serie de producción. En esta eta­ pa, es seguro que volverán a encontrarse algunos nuevos problemas, aunque ya se pueda prever el final de la etapa de puesta en marcha de la producción seriada del producto.

les han aprendido del contrato? ¿Serán capaces de m ejorar su desem­ peño sobre la base de la experiencia adquirida? ¿O solamente serán ca­ paces de efectuar las operaciones indicadas y pedir auxilio si la respues­ ta no es la esperada? Ya hemos mencionado más arriba que ésta es la diferencia entre una verdadera transferencia de tecnología y la simple venta de un equi­ po. Ésta genera una dependencia del usuario hacia el fabricante por to ­ da la vida útil del equipo. En numerosos casos, especialmente en la industria de procesos, la

Mientras tanto, habrá que preocuparse de las condiciones de co­

innovación (que tal vez se proponga m ejorar en un 2% el rendim iento del producto obtenido) choca con costumbres arraigadas y con el re­

mercialización: no es lo mismo detectar una demanda en el mercado que convencer a los usuarios potenciales de que nuestro producto es

conocimiento de que toda innovación, si bien prom ete mejores resul­ tados para el futuro, representa un riesgo en el m om ento de decidir

el que ha de satisfacer esa necesidad, y que ha de hacerlo m ejor que otros productos, y a m ejor precio.

su instrumentación. El procedim iento antiguo funciona bastante bien: ¿por qué arriesgarlo? Si la novedad no funciona de inmediato, o pro­

En la etapa presente de la economía mundial la innovación tecnoló­ gica es una de las llaves más fundamentales para la competitividad co­

duce una disminución en el rendimiento, la producción sufrirá, en vez de aumentar, aunque sólo sea tem porariam ente. El jefe de planta esta­ rá poco feliz con esta perspectiva, ya que él es el responsable directo

mercial y económica. Ya hemos mencionado que está apareciendo una nueva categoría de empresas, formadas por técnicos o profesionales innovadores, que intentan comercializar una buena idea tecnológica. C om o la experiencia indica, es muy frecuente que los proyectos tec­ nológicamente más brillantes fracasen por no tener en cuenta o no dar suficiente im portancia a consideraciones com o las que estamos plan­ teando en esta sección. Por esa razón, han surgido agencias — tanto gubernamentales com o organizadas por cámaras empresarias— que ayudan a los noveles empresarios a no com eter errores fatales p or su­ bestimar la im portancia y las dificultades que se encuentran necesaria­ mente en el camino entre un buen pro to tip o y un producto comercial. 96

de la producción. Sobre to d o si no tuvo participación en el proceso de la innovación... En la experiencia de to d o ingeniero de desarrollo se encuentran estos conflictos entre su sector y “ la gente de planta” .

8. ¿Patentar o no patentar? Cuando alguien tiene una idea con potencial comercial, suele sur­ gir el deseo de obtener una patente para el mismo. Las patentes con­ fieren al titu la r el derecho exclusivo para producir el objeto o aplicar 97

Tomás buch

el proceso patentado durante cie rto tiempo, que suele ser del orden de los quince años. El patentamiento es un proceso complicado y cos­ toso, y com o las patentes no tienen validez mundial, una patente ob­ tenida en un país poco im portante suele ser poco útil, razón p o r la cual puede ser necesario obtener varias patentes en diversos países. Por lo tanto, antes de gestionar una patente vale la pena analizar el probable fu tu ro del producto con mucha detención. Se puede obtener una patente con fines ofensivos o defensivos. Las primeras tienen el propósito de impedir que el com petidor complete un desarrollo similar al de la patente. Pero un producto realmente in­ novador puede aprovechar una ventaja competitiva inicial de pocos años, antes de que sus competidores logren imitarlo. Si se cuenta con un “ efecto sorpresa” , a veces no conviene patentar el producto, ya que el patentamiento contribuye a alertar a los competidores.

gociar licencias p o r su uso. Esto puede ser un buen negocio para am­ bos, ya que el orgullo de haber sido el autor de una idea rara vez en­ tra en las consideraciones comerciales de los productores.

9. La organización de un proyecto Un aspecto de la tecnología de gestión es im portante para la gestión de to do proyecto tecnológico: es el planeamiento de las múltiples accio­ nes que deben llevarse a cabo para que el proyecto culmine con éxito. Para planear la ejecución de un proyecto, la prim era tarea consiste en descom ponerlo en un núm ero grande de tareas parciales. Se hace así una lista que puede contener cientos de tareas individuales senci­ llas que componen una tarea grande y compleja. Entre estas tareas parciales habrá algunas que son, a su vez, de planeamiento. Por ejem­ plo, si una dirección de vialidad debiese encarar la construcción de una ruta, las primeras tareas serán de este tipo: decidir el trazado, averi­ guar las condiciones de uso de los terrenos en esa zona, negociar con sus propietarios, preparar las condiciones de la licitación, analizar la utilización de un camino antiguo preexistente, etcétera. Todo ello mu­ cho antes de comenzar los trabajos sobre el terreno. Cada una de esas tareas lleva tiempo, y recursos materiales e inte98

Diagrama de Gantt

Las patentes defensivas intentan im pedir que los competidores pon­ gan en el mercado un producto similar al patentado, y que prefieran ne­

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lectuales de varios tipos. Algunas dependen de que se completen otras, mientras que otras pueden iniciarse independientemente de las demás. Algunas com parten recursos con otras: p o r ejemplo, un espe­ cialista o una máquina costosa no puede estar en dos tareas a la vez.

r o b a b ilid a d

numérica de que se produzca la ro tu ra de determinado

equipo, u otros inconvenientes. El extrem o en el detalle de este tip o de planificación, en el caso de una línea de producción de bienes, es el sistema japonés del just in ti-

Cuando el proyecto es complejo, estas tareas parciales forman una

me En este sistema, el funcionamiento de toda una larga cadena de

verdadera red, que se puede diagramar de varias maneras. El análisis de esta red perm ite determ inar una estrategia óptim a para la ejecu­

eventos interdependientes está tan precisamente ajustado, que se lo ­ gran minimizar los stocks de materias primas y productos sem iterm i-

ción de la obra, la que hará que la misma se ejecute en el tiem po pre­

nados hasta casi cero. N o es necesario tener almacenados más reci­

visto, con un mínimo de costos y de “ tiem pos m uertos", y con un má­

pientes que los que se van a llenar en los próxim os diez minutos: ca­ da depósito con material parado ocasiona costos, ya que es material

xim o aprovechamiento de todos los recursos puestos en juego. Una manera frecuente y sencilla de presentar la estructura de un proyecto com plejo es el diagrama de Gantt. En este tip o de diagrama, sobre un almanaque se representa el comienzo y la duración de cada una de las fases del proyecto. Es evidente que la planificación de proyectos es una técnica im por­ tante y muy bien desarrollada. Existen programas de computación de variados grados de complejidad, que perm iten realizar esta tarea, ha­

ocioso, y personal para administrarlo. Un sistema just in tim e debe tener en cuenta el últim o detalle; un embotellamiento callejero puede desquiciarlo. C om parte la extrema fragilidad con todos los sistemas materiales o funcionales muy com ple­ jos. Una sola soldadura fallada puede hacer fracasar un satélite, y un solo atraso no previsto puede hacer que se pare toda una fábrica au­ tomática por falta de una tuerca que no llegó a tiempo.

ciendo automáticamente la optimización de recursos. Para usarlos, la planificación de cada etapa debe llevarse a cabo con suma prolijidad, ya que la com putadora y sus programas no entienden las ambigüedades. Para cada etapa se puede así calcular cuándo es conveniente que co­ mience, cuántos recursos de cada clase — tanto materiales com o ma­ no de obra de diferentes calificaciones— necesita, y cóm o se engarza con las demás tareas. En general se determ ina así una secuencia crítica de eventos. Si al­ guno de ellos se atrasa, esto involucra el atraso de to d o el proyecto.

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10. I + D guiada por los negocios: Technology Managment Se supone generalmente que el nivel de innovación tecnológica de una empresa depende directam ente de su inversión en l+D. Sin embar­ go hay im portantes ejemplos que prueban que esto ya no es así. Sie­ mens, Bell Labs, NEC no han producido innovaciones im portantes en

O tro s eventos tienen más tolerancia. Pero si se refuerza una tarea pa­ ra asegurarse su ejecución en la form a programada, puede o c u rrir que

muchos años. En cambio otras empresas menores sí lo han hecho. Siempre se ha supuesto que l+ D debía ser una función relativamen­

ésta deje de ser crítica, y que llegue a serlo otra, que no lo era antes. El análisis del camino crítico perm ite evitar errores graves. Por ejemplo

te autónoma. En cambio ahora se obtienen los mejores resultados innovativos reuniendo equipos multidisciplinarios que incluyen las fun­ ciones de l+D, fabricación y marketing. Hubo una época o un estilo en que la innovación se guió p or los

si una máquina se rompe, se abren varias opciones: tener lista una de repuesto ( redundancia ), lo que significa una capacidad operativa exce­ siva y un capital invertido ocioso; parar el trabajo hasta arreglarla, lo que ocasiona atrasos y personal ocioso; obtener otra, p o r ejemplo por alquiler, lo que tiene costos adicionales imprevistos; o m odificar la tec­ nología para evitar su uso. Cada una de las soluciones tiene costos y ocasiona demoras: se trata de ver cuál es la que minimiza los inconve­ nientes. Un planeamiento cuidadoso debe tener en cuenta hasta la 100

descubrimientos científicos: “ Hemos descubierto el efecto ABC: ¿pa­ ra qué podrá servir?” Así surgió el transistor, inventado en los Bell Labs a p a rtir del descubrim iento de las propiedades de los semicon­ ductores. Ahora está sucediendo lo mismo con los superconductores de alta temperatura. Luego vino la época de la innovación guiada por la tecnología, que 101

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Tomás E>uch

aún está en pleno auge y seguirá estándolo: la tecnología de los anti­ cuerpos monoclonales perm ite miles de aplicaciones y productos aún no explotados; la de las cerámicas de alta tenacidad, también.

cornerciales a la vez, planteados p o r empresas que no tengan sus pro­ pios servicios de l+ D y que encarguen el desarrollo de tecnologías a medida de sus proyectos, basados en la demanda comercial.

A hora se insinúa una nueva etapa de innovación guiada p o r una vi­ sión comercial, que apunta a un producto y desarrolla incluso la cien­ cia y la tecnología necesaria para llevarlo a la realidad. Un ejemplo an­

11. Thomas Alva Edison y la em presa de tecnología

tiguo de esto fue el desarrollo a largo plazo de la televisión en colores p o r RCA, a mediados de los ‘40, cuando la TV en blanco y negro re­

Thomas Alva Edison fue un inventor, y, más aún, un empresario de

cién comenzaba a ten er relevancia comercial. Los japoneses usaron la misma metatecnología para desarrollar el videograbador: empezaron

la innovación tecnológica. A pesar de que carecía de una formación cien­ tífica sólida, lograba reemplazarla con una gran inteligencia natural y una

con un producto y una estrategia comercial, y pusieron un grupo re­

enorme visión empresaria, y tuvo la habilidad de rodearse de expertos

ducido de gente altamente com petente a trabajar en lograrlo, incluso desarrollando conocim ientos científicos faltantes.

que suplían su falta de entrenamiento académico. Comenzó su vida m o­ destamente, y siempre se caracterizó

O tro ejemplo de aplicación del concepto de ingeniería concurrente, es el desarrollo de la cám an fotográfica desechable por parte de Kodak,

por su curiosidad insaciable. Casi se ahogó, siendo niño, por querer obser­

para hacer frente a un desafío de la competencia. El desarrollo de las di­ versas partes del instrum ento fue realizado en form a simultánea por dis­

var cómo operaban las grúas del puer­

tintos grupos de ingenieros, asegurando mediante un uso intensivo de

to. Registró más de mil patentes a su nombre, de las cuales algunas hicieron

las técnicas informáticas que todos los sectores estaban informados dia­ riamente de lo que hacían los demás, para evitar tener que volver a re-

época, como la lámpara eléctrica y el fonógrafo. C reó uno de los primeros

trabajar partes que hubieran resultado incompatibles entre sí. Pero ade­ más del desarrollo de los prototipos de las partes componentes, y de su

laboratorios de desarrollo tecnológico del mundo, y la primera empresa de

integración, se desarrolló paralelamente la ingeniería del producto, es decir la metodología para su manufactura en gran escala. De tal modo

tecnología. O peró la primera planta

se logró reducir notablemente los tiempos empleados para el desarro­ llo.2 Esta velocidad es vital cuando se trata de ganarle a la competencia, ya que el que llega prim ero al mercado con un producto tiene una ven­ taja competitiva evidente. O tro fenómeno que se nota en algunas grandes empresas que en el pasado adquirieron renom bre com o productores de una amplia gama de productos, es la subdivisión en empresas especializadas en las diver­ sas ramas de la actividad, aprovechando la agilidad de maniobra de o r­ ganizaciones de tamaño relativamente modesto; y la subcontratación o adquisición de ciertas especialidades tecnológicas. Aquí también se abren nichos de mercado para empresas pequeñas de muy alta especialización en temas de alta tecnología. Esto abre nuevos campos para la empresa de tecnología, que pue­ de sum inistrar ese grupo de gente com petente para varios proyectos 102

comercial de generación de energía eléctrica, después de haber introduci­ do modificaciones en los generadores (“ dínamos” ) que hicieron posible la generación y la distribución en form a

Thomas A EdlS0n V su fonóZrafo

económicamente rentable. Esta empresa se transform ó luego en la gran empresa General Electric. Hizo contribuciones decisivas — tanto técnicas como comerciales— para que el cine fuese una posibilidad “ sustentable” y no sólo una curiosidad de gabinete. D em ostró incluso la viabilidad téc­ nica del cine sonoro en 1913, casi veinte años antes de que se desarro­ llara comercialmente. Fundó una de las empresas que fueron líderes en la introducción de tecnologías incipientes e innovativas en el ambiente de los EEUU, y que sigue siendo una de las empresas importantes de ese país, la General Electric. Entre sus ‘inventos’ menos conocidos figuran un tip o de batería 103

Tomás Buch

eléctrica con ele ctrolito alcalino y electrodos de hierro y de níquel, mejoras sustanciales en la mecánica de la máquina de escribir, un transmi­ sor telegráfico automático, y el m icrófono a gránulos de carbón. Fue un trabajador incansable, y m urió a los 84 años de edad, des­ pués de haber sufrido un colapso trabajando en su laboratorio. N uestro p ropósito al tra e r aquí esta breve referencia a la figura de Edison no es hacer su panegírico personal, ni exaltar la figura mítica

El tecnoscopio

dir-imir conflictos, sería abolida por irracional, y la religión como forma científica de pensamiento, y todos serían sensatos y razonables, y se ondrían de acuerdo, compartiendo la abundancia entre todos. P El racionalismo había desplazado la “ superstición religiosa” de su redominio como ideología en las élites intelectuales europeas. La Diosa Razón, enarbolando las banderas de Libertad, Igualdad, Frater­

del inventor genial que crea ideas y aparatos revolucionarios ex nihilo.

nidad, iba a reinar soberana sobre pueblos felices, liberados de toda t i­ ranía secular o teocrática. Los pueblos de raza blanca, una vez libres

Es suscitar una reflexión acerca del papel de los inventos y descubri­

de todas sus cadenas, llevarían a su vez la antorcha del progreso y de

m ientos individuales y de los individuos extraordinarios en la historia de la tecnología, y a la vez hacer algunas consideraciones acerca del

la civilización a los pueblos colonizados, los cuales, com o niños agra­ decidos a sus padres generosos, llegarían paulatinamente a la madurez, e integrarían una gran comunidad mundial de hombres libres, iguales y

papel de la tecnología en la historia, y determ inar cuáles son las con­ diciones sociales y económicas que determ inan el é xito de las inno­ vaciones tecnológicas.

fraternos, regidos p o r regímenes democráticos y libertarios, cuya úni­

Ello está relacionado estrechamente con nuestras consideraciones acerca de la naturaleza de la tecnología y de su relación con las condi­

ca función sería la regulación de una economía al servicio de todos. El ejercicio del poder p o r este gobierno universal sería cada vez más be­ nigno y menos perceptible. Por fin iría desapareciendo para siempre,

ciones necesarias en que florecen las innovaciones, o aquellas en que no llegan a expresarse en bienes de interés social.

por no tener ya ninguna función que cumplir. Fue en ese ambiente social, político y económ ico que se produjo la

Edison vivió en uno de los m om entos más singulares de la histo­

aparición y el espectacular éxito de Edison, y también el de su inven­ to más significativo, que no fue el fonógrafo ni la lamparita eléctrica si­

ria. Era el apogeo del optim ism o triunfalista del racionalismo y tam­ bién el apogeo del poderío económ ico, m ilita r y político de las po­ tencias europeas. En aquel m om ento histórico, triunfaba en amplios círculos de la ci­ vilización occidental — o sea la parte del mundo que dominaba al res­ to — una visión del fu tu ro que, si bien no era particularm ente armó­ nica, parecía indicar un camino que la historia habría de seguir. Desde el comienzo de la Revolución Industrial, el capitalismo había comenzado a encadenar las fuerzas de la naturaleza en pos de un progre­ so material creciente. La ciencia había logrado presentar una visión co­ herente de ese mundo, y la tecnología trataba de dominarlo. La física ha­ bía llegado a explicar casi todos los fenómenos conocidos en esa época. La química creaba medicamentos tan revolucionarios como la Aspirina y el Salvarsán; los grandes barcos de vapor cruzaban los mares del mundo en pocas semanas. La injusticia de las relaciones sociales era flagrante, pe­ ro los socialistas demostraban “ científicamente” la casi inevitabilidad de un futuro venturoso. Este futuro no sería alcanzado sin luchas tal vez san­ grientas, pero abría la humanidad a su verdadera historia, de la que todo el pasado no había sido más que un preludio. La guerra, como forma de 104

no la fábrica de inventos, su em prendim iento tecnológico de Menlo Park, la prim era empresa de tecnología, una empresa que ocupó un considerable número de profesionales y que dispuso de equipamiento experimental equivalente al de los mejores laboratorios académicos de investigación científica de su época. Se propuso realizar únicamen­ te desarrollos e inventos que tuvieran un éxito comercial asegurado. Su empresa trabajaba para desarrollar aparatos que satisficieran algu­ na necesidad o demanda social, y que pudieran ser algún día de uso co­ mún. Su éxito en esta empresa fue, desde luego, fenomenal. La empresa de tecnología de la actualidad, sea ella una empresa in­ dependiente o el área de l+ D de una gran empresa de producción, no apunta a realizar inventos sino desarrollos. La diferencia no es t r i­ vial: la idea de un invento sugiere una tarea individual basada en la ins­ piración, ciertam ente educada por una form ación científica profunda, Pero más que nada puntual. En cambio el térm ino desarrollo sugiere mas bien un trabajo de equipo, paciente y no siempre brillante, de me­ joramiento paulatino de técnicas u objetos existentes. Así com o se debate aún encarnizadamente acerca del rol de los in­

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dividuos excepcionales en la historia, también es posible polemizar acerca del rol de los inventores en la historia de la tecnología. También se debate acerca de si es realmente posible que invento alguno aparez­

|a ciencia y la civilización europea entera estaban saliendo de la Edad Inedia. Leonardo no se contentó con aplicar recetas, sino que siempre buscó las razones que fundamentasen racionalmente sus ideas. Actuó

ca com o creación totalm ente novedosa, que no reconozca anteceden­

en una época que no careció de creatividad técnica, que vio la apari­

te. En nuestra cultura existe cierta tendencia a asociar grandes logros tecnológicos que hicieron época con ciertos apellidos. Un examen más

ción del mecanismo de biela-manivela, la bomba aspirante-impelente y

detallado de las condiciones en las que tuvieron lugar esos inventos muestra, sin embargo, que todos ellos tuvieron antecedentes más o menos rem otos. Así, p o r ejemplo, la máquina de vapor es generalmen­ te atribuida a W a tt, aunque él sólo hizo modificaciones — aunque cier­

el torno de pedal. Y sin embargo, sus inventos estaban tan adelantados a la cultur tecnológica de su tiem po, que resultaron todos irrealizables, sea p o r­

que faltaban los materiales que tuvieran las propiedades requeridas

tamente fundamentales— a una máquina bastante conocida y exitosa

por los diseños o porque no existían las técnicas ni las herramientas para confeccionarlos. Tampoco existía lo que ahora llamaríamos “ ca­

inventada po r Newcom en sesenta años antes, con otra finalidad.

pital de riesgo” que estuviese dispuesto a arriesgarse para apoyarlos.

Tales ejemplos de genealogías son numerosos. Aun un invento tan novedoso com o el transistor, cuyos inventores recibieron p o r su des­

Es por ello un buen contraejem plo de Edison.

cubrim iento el Premio Nobel, tuvo precedentes en los detectores de galena que fueron usados en las radios antes de la invención de las vál­ vulas electrónicas. Éstas dom inaron la tecnología electrónica durante los siguientes cuarenta años. Los creadores de los avances tecnológicos más im portantes son en general conocidos, aunque el m ito del “ inventor” solitario en su labo­ ra to rio lleno de aparatos estrafalarios ha sido relegado a las películas de viajes temporales. La invención de la com putadora reconoce a sus

Notas

1. Aunque no necesariamente en castellano. Ver ejemplo: B. Gille, op. cit. 2. Ejemplo tomado de M. Hammer y J. Champy: Reingeniería, Ed. Norma, 1994. 3. Ch. Noyes es el fundador de Intel, la creadora de la célebre serie 80X86 de microprocesadores.

precursores del siglo pasado, com o Boole y Babbit, pero su realización práctica, com o la conocemos, no tiene en su origen una mente indivi­ dual sino una gran empresa. Los físicos que “ inventaron” el transistor recibieron el Premio N obel de Física (1956), pero el inventor del cir­ cuito integrado es ahora un gran empresario.3 El “ inventor” de los an­ ticuerpos monoclonales, el argentino César Mílstein, radicado en Gran Bretaña desde 1963 y ganador del Premio N obel de Medicina en 1984, en cambio, sigue siendo un investigador, aunque su descubrimiento originó un negocio m ultim illonario. ¿Qué hubiera sido de una mente con las características de la de Edison, en o tra época de la historia? Tal vez para responder a esta pregunta valga la pena mencionar a o tro genio de las invenciones, Leonardo da Vinci. Leonardo dejó dibu­ jos y diseños de cientos de aparatos, dispositivos e inventos, entre ellos máquinas voladoras que se intentó co nstruir en épocas recientes. Leonardo fue un verdadero creador tecnológico, en una época en que

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Capítulo 7

Tecnología de la organización

I. Las relacio n es de trab ajo tam b ién cam bian Tal como evolucionan rápidamente los objetos que nos rodean y la manera de producirlos, resulta claro que la organización que los pro­ duce no puede mantenerse al margen de los cambios y tiene que evo­ lucionar a su vez. A medida que la artesanía cedió su lugar a la manu­ factura industrial, y ésta se fue organizando en grandes líneas de mon­ taje (que ahora se están haciendo cada vez más flexibles y cuyas máqui­ nas requieren capacidades muy distintas del personal que las maneja), la organización de la producción también evolucionó, y deberá seguir evolucionando. En consecuencia, cambian también las relaciones huma­ nas y sociales entre los diferentes actores. En el antiguo taller artesanal, las relaciones humanas entre sus in­ tegrantes— maestros, oficiales y aprendices— eran relaciones de po­ der personal, además de económico, pero se ponía el esfuerzo en un trabajo individual bien hecho. Cada trabajador tenía el orgullo de su oficio, y los gremios eran también organizaciones sociales de prestigio y poder. En el campo, predominó la relación de servidumbre y virtual escla­ vitud hasta los albores de la Revolución Industrial. Muchas rebeliones y 'a emigración a América se relacionan con las condiciones de represión laboral (y no sólo religiosa) en la Europa de los siglos XVI y XVII. A part,r de entonces, comenzó el ascenso de la burguesía y el capitalismo fue renovando las relaciones económicas y sociales. Muchas personas emi­ graron a las ciudades y trabajaron en condiciones deplorables en las reClen Aventadas fábricas. Este es el momento en que surge una nueva ctase social: el proletariado. Los propietarios de las industrias no va­ caron en exponer a los trabajadores a condiciones peores que las que lan sufrido como siervos en el trabajo agrario. Los propietarios de esclavos perdían un bien si un esclavo moría: el empresario industrial 109

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no perdía nada: simplemente reemplazaba al obrero por otro. Las con­ diciones de trabajo en Inglaterra y Francia a mediados del siglo X IX es­ tán descritas en numerosas obras literarias. Niños de ocho años traba­ jaban normalmente como mineros bajo tierra, cumpliendo jornadas de catorce o más horas, y las mujeres trabajaban a la par de los hombres pero por una paga mucho menor. Obviamente, se desconocía la higie­ ne laboral. Las condiciones de trabajo eran especialmente malas en la industria textil y en las minas, y los trabajadores morían jóvenes y con los pulmones llenos de carbón o de pelusas textiles. Muchos observa­ dores describieron estas condiciones con horror. También condujeron a numerosos intentos de sublevación, y generaron movimientos como el Luddismo, cuyas iras se dirigieron contra las máquinas, consideradas frecuentemente culpables de la explotación inhumana. La destrucción de maquinaria era penada con la muerte en Inglaterra en 1820. Hacia mediados de siglo, y en las industrias más modernas, las condiciones fueron mejorando en alguna medida, y se buscó aumentar el rendimien­ to del trabajo más por medidas de organización que por la explotación sin piedad. El trabajo de mujeres y de menores de diez (¡!) años en las minas fue prohibido por ley en Inglaterra en 1842 pero el derecho de agremiación se reconoció recién en 1871. La historia del movimiento obrero registra sangrientos episodios en la lucha por mejorar esas condiciones infrahumanas. Los primeros in­ tentos de formar sindicatos fueron violentamente reprimidos. Pero a lo largo de todo el siglo X IX , en términos generales, el movimiento obre­ ro — más tarde reforzado por el surgimiento de los partidos socialis­ tas— obtuvo éxitos en esta lucha, y logró satisfacer muchas de sus rei­ vindicaciones. Los grandes movimientos revolucionarios que sacudie­ ron a Europa a mediados del siglo X IX , constituyen parte importante de la historia en Occidente. El éxito posterior de los movimientos obreros se debió en buena medida al temor suscitado por el triunfo de la revolución rusa. Además, el progreso tecnológico a comienzos del si­ glo X X impulsó nuevas formas de producción, que conllevaron un me­ joramiento considerable en las condiciones laborales. En cuanto a la organización del trabajo en sí, en el tránsito del ar­ tesanado a la manufactura se dieron varios pasos tecnológicamente significativos. Uno de ellos fue el de fabricar las piezas de que se com­ ponían sistemas complicados, como armas de fuego, de manera lo su­ ficientemente prolija y uniforme para que resultasen intercambiables. 11,0

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Antes, en cambio, un artesano armero fabricaba todas las piezas adap­ tadas las unas a las otras, y cada arma constituía una pieza única. Este ¡nvento que parece elemental fue esencial para permitir más adelante la racionalización del trabajo, de manera que una fabricación compleja era efectuada por un número considerable de personas, cada uno de los cuales se especializaba en una pequeña parte. Esto contribuyó ya a mediados del siglo XVIII a aumentar notablemente la productividad, iniciando la producción en masa, aunque al costo del orgullo profesio­ nal de los artesanos, que ya no tenían casi relación con el producto terminado. La próxima etapa en este camino hacia la racionalización del traba­ jo y el aumento de productividad fue la línea de montaje y la cinta mó­ vil (o cinta transportadora) que llevaba las piezas de un puesto de tra­ bajo al siguiente. Este sistema se introdujo hacia 1890 en los EE.UU. y su uso se generalizó gracias a Ford hacia 1913, permitiendo así el gran abaratamiento y la popularización del automóvil. Sin embargo los obreros de las fábricas eran cada vez más meros engranajes de un proceso, cuando a comienzos del siglo X X — en el Occidente capitalista— se aplicaron métodos de racionalización aún más detallada de la producción, asociados con el nombre de Taylor, el ingeniero estadounidense que los introdujo. El taylorismo consiste en un estudio de cada uno de los movimien­ tos de que se compone una tarea determinada, y en un planeamien­ to detallado de cómo hacerla para que el trabajador economice tiem­ po y esfuerzo. Esto conducía muchas veces a la fragmentación de las tareas entre varios obreros, cada uno de los cuales era cada vez más dependiente de la máquina; cualquier iniciativa individual, además só­ lo podía perturbar el buen funcionamiento del sistema. En uno de sus primeros experimentos en la empresa Betlehem Steel, Taylor logró aumentar en casi cuatro veces el rendimiento diario de algunos tra­ bajadores. El trabajador implicado en este caso recibió un aumento de su salario de sólo 60%, lo cual sin duda era mucho menos que la plus­ valía adicional que la empresa extraía de su trabajo racionalizado. Mu­ chas veces esta “ racionalización” conducía a una explotación más efi­ caz de los trabajadores, y se puede entender que fuera amargamente resistida por éstos. La película de Chaplín Tiempos Modernos es una satirización de esta etapa del desarrollo industrial. En la actualidad, probablemente la mayoría de las empresas indusIII

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tríales tradicionales aún trabajan con metodologías no demasiado ale­ jadas de aquéllas, aunque la legislación laboral ha establecido horarios más cortos, mejorado las condiciones higiénicas y humanizado los rit­ mos de trabajo. La gran empresa industrial tiene una estructura verti­ cal y verticalista. En la cumbre está el Directorio, que representa los intereses de los accionistas, limitados habitualmente a que la empresa dé el máximo de ganancias. Debajo del Directorio está la Gerencia, que puede tener distintos niveles y ramas, subgerencias, departamen­ tos y divisiones. En alguna parte de este organigrama se insertan los sectores productivos, los talleres, laboratorios de control, oficinas ad­ ministrativas, etc. En cada nivel hay jefes y subjefes, supervisores y ca­ pataces, que preparan y supervisan el trabajo efectivo de obrero/as y empleados/as. Es poco frecuente que en los niveles directivos de tales empresas se encuentren mujeres. El tema de la posición de la mujer en el sistema productivo es complejo. Si bien en los niveles más bajos, en ciertas ra­ mas de la industria (como por ejemplo la textil) la proporción de mu­ jeres obreras es muy alta, a medida que se sube en la jerarquía su par­ ticipación disminuye. Las supervisoras de taller abundan, como también suele ocurrir que la mayoría de las empleadas y laboratoristas sean mu­ jeres. Las “gerentas” son mucho menos frecuentes. Algunas de las empresas que nacieron con la Revolución Tecnológi­ ca, son “tecnointensivas” y hacen uso de la creatividad de sus emplea­ dos y no de sus habilidades manuales o aun intelectuales. En tales em­ presas, las relaciones y los métodos de trabajo son muy diferentes de la imagen tradicional de lo que hace un “trabajador” . Un ejemplo tal vez extremo del nuevo estilo es la empresa Microsoft, la creadora de varios de los sistemas de software más conocidos. Microsoft hizo mucho por poner las computadoras personales al alcance de la población en gene­ ral, sin que ésta tuviera que hacerse experta en los temas más profun­ dos de la computación y la informática. Se trata de una empresa de varios miles de trabajadores, la mayor par­ te de los cuales son especialistas que trabajan parcialmente en sus casas, conectadas a la empresa por redes de computadoras. Cuando van a la sede de la empresa, trabajan en horarios libres, en períodos breves de gran intensidad y concentración, que luego pueden interrumpir para ir 3 nadar un rato, o hacer otra actividad social o deportiva, asistir a una reu­ nión de su equipo de trabajo, y continuar trabajando ante su pantalla dos 112

horas más. El régimen se parece más a una colonia de intelectuales ocio­ sos que a una fábrica. Y sin embargo es una de las empresas más exito­ sas y rentables del mundo. Se trata de un ejemplo de lo que podría ser una fábrica en un futuro bastante cercano. Una variante de este sistema de trabajo es la globalización de las ta­ reas de diseño de un producto industrial de consumo masivo, como por ejemplo un automóvil. La interconexión de muchas computadoras per­ mite que equipos de diseño multinacionales trabajen durante las veinti­ cuatro horas del día en un mismo proyecto.

2. C o n ce p to s co n te m p o rá n e o s d e gestión A juzgar por la cantidad de veces que las palabras calidad total apa­ recen en los avisos que ofrecen cursos de actualización para ejecuti­ vos, éste es uno de los temas de moda en el mundo empresario. En efecto, puede transformarse en una de las características de la produc­ ción industrial de las próximas décadas. La producción artesanal era poco confiable: las herramientas poco precisas, las materias primas no tenían una composición estable, los artesanos debían suplir las falencias, y el concepto de calidad se per­ sonificaba en la habilidad y la prolijidad de los “ maestros” . Durante la Revolución Industrial se mejoró la calidad de las herra­ mientas, y la organización industrial de la línea de montaje caracterís­ tica de la última parte del siglo X IX y de la primera mitad del X X co­ menzó a producir equipos relativamente complicados, como automó­ viles, electrodomésticos, etc. en enormes cantidades. En las líneas de montaje se efectuaba un trabajo repetitivo y tedioso. La metáfora me­ cánica de que el trabajador sólo era un engranaje de una gran máqui­ na. resultaba más que una metáfora. Los operarios cometían errores, que influían en el mercado, ya que conducían a devoluciones, retrabal°s, reparaciones y rechazos. Se introdujo entonces el “control de ca­ ndad : una revisión de los productos en diversas etapas de su fabrica­ ción, por parte de personal especialmente dedicado a esta tarea: los lnsPectores de calidad. Este control permitía evitar que productos de­ bientes llegaran a etapas más avanzadas de la producción o al merca­ do. Con eso se logró mejorar la calidad y el rendimiento, y reducir costos. Como complemento del control de calidad, las empresas ins­

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talaron redes de talleres de mantenimiento, en los que se realizaban ciertas tareas que prolongaban los intervalos entre fallas, y se repara­ ban tales fallas cuando se producían. Cuando la industria japonesa, repuesta de las consecuencias de la Se­ gunda Guerra Mundial, se dispuso a competir internacionalmente en el campo de los bienes de consumo masivo con el mercado norteamerica­ no, se encontró con la desventaja de la distancia y del costo insosteni­ ble del mantenimiento y de las reparaciones. Por lo tanto los japoneses decidieron introducir en el mercado internacional productos que no tu­ vieran fallas, y cuyo mantenimiento fuese tan sencillo que el mismo usua­ rio pudiese realizarlo. Ése fue el origen del concepto de Calidad Total. La clave de la Calidad Total es la frase del especialista americano Deming: “ Hágalo bien la primera vez” . Esto implica un compromiso de ca­ da operario con su propio trabajo, y por eso, más que un sistema de control de calidad es un estilo de gestión, y más que éste, una nueva filosofía de la relación de los trabajadores con la empresa, y de ésta con sus clientes. Para que pueda existir la calidad total, la empresa debe considerar a cada uno de los trabajadores como una persona humana, escuchar su opinión sobre lo que hace, y lograr que esta persona se sienta iden­ tificada con su trabajo y responsable de su buena ejecución. No se tra­ ta de detectar los errores sino de evitarlos. El control de calidad se ha­ ce entonces casi superfluo. La concepción del taylorismo del operario-engranaje, ha quedado aquí totalmente superada. El trabajador de la planta automatizada es un supervisor y un programador, cuyo trabajo es de un nivel técnico mucho más elevado. La estructura empresaria moderna debe tener en cuenta este he­ cho. Por eso, uno de los conceptos de la nueva gestión empresaria es el empowerment: al trabajador de la empresa que aplica los conceptos de la calidad total, y al que se le pide que su trabajo sea acorde a los mismos, se le debe facilitar la toma de decisiones para que pueda cum­ plir su tarea con la eficiencia deseada. Las sociedades contemporáneas están estructuradas en numerosos tipos de circuitos de corrientes de información y de tomas de decisión. Las empresas, las organizaciones comunitarias, los partidos políticos, los organismos gubernamentales se componen de seres humanos imbrica­ dos en estructuras más o menos jerárquicas, donde el poder de deci/ 14

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s¡ón y el poder a secas fluye por determinados canales que interactúan entre sí de muchas maneras formales e informales. Todas estas relaciones son el objeto de estudio de la sociología y de la psicología social. En la actualidad existe una especialidad derivada de estas ciencias sociales, que se ocupa de estudiar científicamente la es­ tructura de poder en las organizaciones, el flujo de la información en las mismas y cómo responden a las exigencias de cambio. Si se acepta el hecho obvio de que en la sociedad ocurren cambios cuyo ritmo se está acelerando, los resultados de estos estudios no pueden dejar de suscitar el interés de los dirigentes que están al fren­ te de tales organizaciones, y cuya supervivencia y funcionalidad puede llegar a depender críticamente de que logren adaptar sus estructuras a las nuevas condiciones. Uno de los conceptos centrales de la psicología social de las orga­ nizaciones es el de cultura em presaria y el de que en diferentes or­ ganizaciones existen diferentes estilos de conducción.

3. La cu ltu ra e m p re sa ria El concepto de cultura empresaria se puede aplicar tanto a una em­ presa como a cualquier otro tipo de organización. Es el conjunto de re­ glas que generalmente no son explícitas, ni mucho menos se ponen por escrito, pero que todo integrante de la organización conoce. También sabe que no respetarlas ha de hacer su vida en la institución mucho más difícil de lo necesario. Tales reglas pueden referirse a aspectos formales (la manera de vestirse o de dirigirse a los superiores), a aspectos más profundos (que conviene decir o hacer, o callar u omitir para ascender en la jerarquía). Algunos estilos de conducción estimulan la crítica interna y otros la castigan. Algunos esperan la lealtad personal de sus subalternos, y otros prefieren los mercenarios. Existen estilos paternalistas y desper­ sonalizados, autoritarios y democráticos, blandos y duros. El miembro la estructura aprende pronto las reglas del juego: por prueba y error, o por el consejo de sus compañeros. Una de las características de las organizaciones es su actitud ante el cambio. En la Argentina, la apertura económica y la política econó­ mica vigente ha privado a las empresas, y también a los trabajadores, 115

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de muchas de las protecciones jurídicas y económicas a que estaban acostumbrados. Aún no se ha asentado lo suficiente la nueva estruc­ tura como para poder saber quién podrá sobrevivir en las nuevas con­ diciones, pero el desafío es a muerte. Muchas de las culturas empresarias vigentes tendrán dificultades para adaptarse. Algunos de los conceptos modernos en gestión empresaria tuvie­ ron su origen en el desafío japonés a la supremacía económica de los EE.UU. Al analizar cómo se produjo el crecimiento japonés después de su derrota en la Segunda Guerra Mundial, surgieron las grandes dife­ rencias entre la cultura empresaria japonesa y la norteamericana. Un trabajador japonés suele trabajar en la misma empresa durante toda su vida, y el cambio de empleo está relativamente mal visto. Por el con­ trario, en los EE.UU. La lealtad a la empresa no es un valor importan­ te, y los cambios son frecuentes. La estructura patronal japonesa es paternalista y la desocupación es escasa. En cambio el trabajador nor­ teamericano está acostumbrado a un trato mucho más impersonal. Este estilo de conducción empresaria suele asociarse en Occiden­ te con la idea errónea de que la estructura económica japonesa está totalmente dominada por las grandes empresas. En la realidad, si bien éstas son las únicas cuyos nombres o marcas se conocen en Occiden­ te (Mitsubishi, Hitachi, Sony, Mitsushita, Honda, y otras). Sin embargo, y tal como ocurre en todos los países occidentales, la gran mayoría de los trabajadores japoneses trabajan en empresas pequeñas o medianas. En la Argentina, en las diferentes empresas seguramente existen va­ rios tipos de cultura empresaria. Las empresas unipersonales dirigidas por sus dueños tienen una tradición más patriarcal que los emprendimientos vinculados a las empresas extranjeras. En general se puede clasificar los “ estilos de conducción” según su énfasis en las relaciones interpersonales y en la insistencia en el rendimiento. Por otra parte, la administración pública también tiene una cultura empresaria. Esta es heredada de otras épocas, y se caracteriza por la su­ perabundancia de personal, y la falta de conciencia de que el destinata­ rio de su trabajo es el público, atendido frecuentemente con displicen­ cia, ineficiencia y hasta falta de cortesía, amén de una corrupción rampante. Esta mentalidad deberá cambiar rápidamente si queremos que el país se ponga a tono con la agilidad y la eficiencia que requiere una ad­ ministración dinámica al servicio del cuerpo social. La estructura tradicional concentra el poder en pocas manos y esta­ 116

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blece una pirámide de mando que desestimula la iniciativa individual. La incapacidad de delegar poderes es una de las características del “jefe” tra­ dicional, que ha dado lugar a numerosos chistes. La doctrina más moder­ na acerca de la conducción, en cambio, entiende que el jefe sólo debe dar directivas generales y dejar que los niveles subalternos tomen todas lás decisiones instrumentales. Si no confía en el criterio de éstos, es que no ha sabido elegirlos adecuadamente. El “ empowermentes nada más que la distribución de un poco de poder como estrategia para mejorar la efi­ ciencia de la empresa: se espera que cada persona disponga de poder en el nivel en que lo necesita para optimizar su tarea, sin esperar permiso cada vez: se pone énfasis en la responsabilidad de cada empleado, y se es­ timula su capacidad de pensar con autonomía. Los teóricos norteamericanos han propuesto que la mayoría de los emprendimientos podrían aumentar su eficacia en órdenes de magnitud si consiguieran efectuar una reingeniería de sus estructuras operativas: una verdadera reinvención o refundación de las instituciones. En esta transformación, que parte de no dar por conocidos ni siquiera los pro­ pósitos fundamentales de la organización sino de redefinirlos, cada uno de los procesos que tienen lugar en el organismo o empresa es rediseñado en función de ese propósito re-conocido. La reingeniería es esen­ cialmente enemiga de la burocracia, entendiendo por tal la transforma­ ción de los órganos auxiliares y administrativos, de meros instrumen­ tos de una mayor eficiencia, en fines en sí mismo. Sin embargo, las mejores doctrinas acerca de la mejor manera de hacer las cosas racionalmente pueden fracasar ante las realidades de la cultura empresaria o de las relaciones de poder. Por eso, una toma de conciencia y una redefinición de estas relaciones es una de las herra­ mientas para el cambio. Así, se requiere una redefinición de los cargos y sus responsabilidades, y que cada proyecto adquiera una autonomía dentro de la empresa, y sea gerenciado de acuerdo con esta autono­ mía. Esto exige responsabilidad por los resultados, y también mayor creatividad. Se establece todo un estilo gerencial nuevo, que estimula el trabajo en equipo por encima de actitudes conservadoras del indivi­ dualismo y la desconfianza entre los compañeros de trabajo. Cada tra­ bajador es también responsable de sus resultados. A él idealmente la ernpresa está dispuesta a otorgar su confianza y ofrecerle de manera ■gualitaria la oportunidad de encarar misiones que constituyan desafíos. Este método conduce a una disminución de la burocracia: se tien­ 117

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de a la eliminación de niveles intermedios que sólo actúan como transmisores de información, muchas veces modificada de acuerdo a intereses que no siempre son los de la organización en su conjunto. La Gerencia se ocupa de la estrategia; los niveles más bajos ejecu­ tan esta estrategia de acuerdo con su propia inteligencia, identificados con esa estrategia y no como ruedas de una estructura mecánica. Ca­ be destacar que este cambio es acorde con el aumento general de “ in­ teligencia” y el abandono paulatino del modelo mecánico de la produc­ ción. Así como el trabajador-engranaje está siendo reemplazado por robots, el empleado-engranaje será reemplazado por computadoras y el empleado-inteligente participará del poder en la empresa en bien del desempeño de ésta. Se trata sin duda de un modelo ideal de difícil realización. Esta de­ mocratización tiene límites evidentes: en la realidad, la Gerencia no ce­ de poder de decisión más que en los detalles. Por otra parte, es difícil establecer hasta qué punto este esquema ideal se aplica realmente. Si una empresa decidiera aplicarlo, la necesidad de la transición chocaría con los hábitos adquiridos: el ejercicio de las jerarquías y el poder co­ mo fin en sí mismo; el verticalismo, la autocracia, la desconfianza en el criterio ajeno, la resistencia a ceder fragmentos de poder están muy encarnados en todos los niveles. Este tipo de organización también choca con la comodidad de par­ te del subalterno, de someterse y dejarse llevar: si las cosas salen mal, la culpa es del jefe. También las fallas mecánicas “ imprevisibles” y las fallas humanas son generalmente previsibles mediante un manteni­ miento y una capacitación adecuadas. Estos cambios de paradigma en la conducción conducen también a cambios en el desarrollo de los Recursos Humanos en la empresa: empowerment es un valor, no un programa. Tiene que haber un claro en­ tendimiento de las responsabilidades de cada miembro de la estructu­ ra, y métodos para medir el éxito. El liderazgo debe poner en prácti­ ca la participación de sus subalternos, escucharlos y respetar sus opi­ niones. Una persona que se siente fortalecida por el reconocimiento de su valor es más activa y creativa que un súbdito humillado a quien el “jefe” hace sentir su falta de poder. Una de las herramientas del cambio de actitud de la conducción es una más efectiva comunicación interna, en la que la conducción infor­ ma al personal sobre los planes, éxitos y fracasos de la empresa. Tam118

b¡én l° s sistemas de promoción deben ser compatibles con el empowerment. Hacer sentir al personal que tiene poder.

Como la razón de ser de la empresa es ahora, igual que ayer y siempre, el lucro y la eficiencia económica entendida desde el punto de vista de los accionistas, también hay cambios fundamentales en la política externa de la empresa. La finalidad de ésta es vender su pro­ ducción, y en vistas a una competencia cada vez más despiadada entre empresas y entre países, se pone especial cuidado en encontrar las mejores tecnologías para la venta de bienes o servicios. La palabra cla­ ve en este asunto es: orientación al cliente. La mayoría de las empresas desarrollan y fabrican un producto o servicio, y ofrecen al cliente lo que saben hacer, y no lo que el cliente desea. Para las empresas “ progresistas” , el parámetro de medida del éxito es la satisfacción de! cliente, y no la productividad en abstracto. “El cliente no compra un producto, sino la satisfacción de un deseo” (P. Drucker). En la organización interna de la empresa se logra introducir este criterio considerando la articulación entre los diversos sectores como una interacción del mismo tipo que la de la empresa con sus clientes. El criterio de satisfacer al cliente se introduce en el interior de la em­ presa: cada una de las secciones de la empresa tiene sus clientes inter­ nos. Cada sector presta servicios o entrega productos a otra, y esta relación está regida por los criterios de satisfacción: no basta haber entregado un envío si el destinatario no lo recibió en el momento y en las condiciones estipuladas. El nivel extremo de una producción orientada según estos princi­ pios es no producir completando stock para vender, sino programar su producción de acuerdo a las ventas efectivamente realizadas. Cuan­ do este principio se extiende a las relaciones entre los diversos secto­ res de una empresa, o aun por fuera de ésta, hacia sus proveedores, se puede llegar al sistema que los japoneses conocen como kan-ban. En este sistema de organización de la producción, las secciones se co­ nectan entre sí por un doble flujo: por una línea se desplazan las com­ ponentes o productos en proceso de montaje, de calidad perfecta; por ta otra, se desplazan los encargos de nuevas componentes o produc­ ios. En algunos casos, estos pedidos se hacen mediante carteles colo­ cados en los mismos carritos que luego llevarán la producción (kanban significa “cartel”). En el clásico estilo oriental, el kan-ban se suele 119

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identificar como el método de los “ cinco ceros” : cero demora, cero error, cero averías mecánicas, cero existencias, y cero burocracia. Uno de los aspectos de esta relación entre los diversos sectores de un proceso productivo es el concepto del just in time.' Una sección uti­ liza insumos que le vienen de “afuera”, donde ese afuera puede ser un proveedor u otra sección de la misma empresa. En el sistema just in time, la interacción entre los sectores está tan bien articulada que cada uno de los componentes se halla disponible en el instante en que el proceso productivo lo requiere, ni un minuto antes ni después. Si llega tarde, el proceso debe esperarlo, y el perjuicio es obvio. Si llega temprano, hay costos adicionales por almacenaje, capital inmovilizado, etcétera. Es interesante destacar que el kan-ban es exclusivamente una tec­ nología de organización de la producción, que puede llevarse a cabo tanto con maquinaria muy poco sofisticada como con robots. La modernización de la gestión empresaria se basa en una necesi­ dad de supervivencia impuesta por la situación externa. Pero estos métodos modernos de la gestión tienen aplicaciones evidentes a otros ámbitos, en especial el de la gestión gubernamental. Así como existen estilos empresarios, existen estilos políticos. Sin embargo éstos están atrasados respecto de la “sociología empresaria” porque los objetivos son otros. La empresa debe dar ganancias. El interés de los accionis­ tas es específico y explícito. El de los votantes es mucho más difuso y manipulable. Frecuentemente un gobierno puede comportarse irres­ ponsablemente sin que haya mecanismos eficientes para corregir sus decisiones en un plazo breve. La eficiencia no es fácilmente medible. Los mecanismos de selección de los políticos rara vez se guían por cri­ terios objetivos de capacidad. Una discusión de estos temas va claramente más allá de los límites del presente trabajo. La tecnología de una política democrática y efi­ caz aún está por desarrollarse.

4. L a g aran tía de calidad y las n o rm a s IS O 9000 En ciertas actividades en las que los costos de eventuales fallas de fabricación eran tan elevados que debían ser evitadas a todo precio, se introdujo el concepto de Garantía de Calidad (Quality Assurance). La GC es un sistema de seguimiento de todo el proceso de fabri­ 120

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cación del producto, que combina un sistema de control de calidad muy detallado y estricto, y un sistema de documentación de todos los pasos y ensayos, garantizando al usuario que se ha cumplido con to­ das las precauciones pensables para evitar y detectar defectos. Este sistema es costoso, por lo que se usa en todo su rigor sólo en casos especiales, como en la tecnología nuclear, la espacial o en la in­ dustria de equipamiento médico. En cada caso, las razones para extre­ mar las precauciones son diferentes: en el caso espacial, una sola sol­ dadura fallada puede inutilizar un vehículo espacial y hacer fracasar una misión de costo multimillonario. En el caso nuclear, un accidente pue­ de tener consecuencias gravísimas, por lo cual debe evitarse a toda costa. En el caso de la tecnología médica, hay vidas humanas directa­ mente afectadas en casi todos los casos. Con ciertas modificaciones, el concepto de garantía de calidad ha sido adaptado a cada vez más ramas de la industria y del comercio, y los productos que no llevan algún tipo de respaldo en cuanto a su ca­ lidad ya son cada vez menos aceptados por los consumidores, en es­ pecial en los países más desarrollados. Los requisitos de calidad tam­ bién figuran en los protocolos del Mercosur. La Organización Interna­ cional de Pautas — International Standard Organizaron (ISO)— se ha transformado en el organismo rector de las normas de calidad que se habían ¡do desarrollando sobre una base nacional o aun sectorial du­ rante muchos años. Así, Alemania estableció muy tempranamente el sistema de normas DIN y Gran Bretaña las BN; en los EE.UU. existen las normas ASTM y ASME y en la Argentina se usan desde hace décadas las normas IRAM. Muchas de estas normas son similares, y la ISO procura unifi­ carlas a escala internacional. Particularmente han adquirido cierto renombre un grupo de nor­ mas, las “ ISO 9000” , que se refieren a las maneras de garantizar el cumplimiento de las normas técnicas. Para hacerlo es necesario cum­ plir con una serie de pasos, con sus respectivas certificaciones. La nor­ ma ISO 9004 es una especie de introducción al tema, y especifica cuál de las otras normas ISO es aplicable en cada caso, y cuál es la manera de ¡mplementar cualquiera de ellas, que se refieren a casos con distin­ tos niveles de exigencia y de severidad. La norma ISO 9003 es aplicable a una actividad manufacturera nor­ mal, en la cual se realiza un control de calidad estricto, y se garantiza 121

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que el producto cumple con los requisitos establecidos. La ISO 9002 es más severa. Se aplica a productos de alto nivel tecnológico, e imp|¡. ca controles estrictos sobre las materias primas y el proceso de producción mismo, pero da por aceptado que la ingeniería de los produc­ tos que se manufacturan está fuera de sus controles. La más exhaustiva y exigente de todas es la ISO 9001, que dispone controles sobre la totalidad de la producción, incluido el diseño y las diversas fases de la ingeniería, además de los aspectos contemplados en las demás normas. El complejo campo del control de calidad del software estará probablemente contenido en esta norma, aunque las disposiciones no son enteramente claras al respecto. Las normas ISO, como todas las demás, son invocadas cada vez con mayor intensidad como referencia en la discusión y firma de contratos para la provisión de bienes y servicios de toda índole. Los clientes de productos de toda clase, desde maquinarias complejas hasta frutas de mesa, exigen crecientemente que se cumplan las normas, ya que eso les da una garantía de la calidad del producto que compran. Al mismo tiempo se establece una autoridad de aplicación de las normas, porque es evidente que la validez de las mismas depende de que se tenga con­ fianza en los entes que están habilitados para emitir las certificaciones correspondientes al cumplimiento de las diversas etapas y controles. El reconocimiento de estos certificados es una cuestión de confian­ za, y existe una red mundial de laboratorios de control habilitados me­ diante controles muy severos por las autoridades máximas de la orga­ nización ISO. En nuestro país, el referente secundario para la aplica­ ción de las normas ISO es el IRAM, Instituto Argentino de Racionali­ zación de Materiales, dependiente del Ministerio de Economía de la Nación. A pesar de que las primeras normas de calidad se referían a los en­ sayos a que debían someterse los diversos materiales, las normas ac­ tuales van mucho más allá del control de los materiales, para abarcar los procesos, los procedimientos de todo tipo, la ingeniería y el dise­ ño original de bienes y de servicios. Los japoneses han producido innovaciones también en esta área, al descubrir que un sistema perfeccionado de búsqueda de la calidad no sólo no resulta tan costoso como se podría pensar, sino que efec­ tivamente ayuda a ahorrar costos. Esto ha conducido al concepto de calidad total, que sustituye un sistema de control por una actitud glo­ 122

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bal hacia la tarea, procurando hacerla lo mejor posible desde todos los puntos de vista. Ya hemos tratado este tema en algún detalle. De introducción más reciente que las Normas ISO 9000, se está comenzando a mencionar cada vez más otro grupo de Normas ISO, las 14000, vinculadas al impacto ambiental de los emprendimientos de producción. Así como ocurre con las exigencias de calidad que el mer­ cado plantea para los productos, cada vez más los clientes irán exigien­ do que la producción de los bienes que compran sea compatible con el desarrollo sustentable de las sociedades. Para eso, se exigirá en me­ dida creciente que los procesos de producción limiten su impacto am­ biental.

Notas

I. Para ilustrar la diferencia entre este sistema y el habitual —que fabrica para una venta probable pero hipotética— se ha popularizado un juego de pa­ labras en inglés: al just in tíme se opone el just in case (“por si acaso”).

Tercera Parte

La tecnología de los medios

Capítulo 8

Tecnología de los materiales

I . La e ra de los m a te ria le s Aunque no solemos pensar demasiado en ellos, la enorme mayoría de los objetos que usamos a diario están hechos de materiales que no existían hace cincuenta años. O, por lo menos, en su fabricación inter­ vienen algunos de esos materiales. Desde la más remota antigüedad, en todos los centros de desarro­ llo de las civilizaciones prehistóricas, se desarrolló la metalurgia. Varios de los períodos de la prehistoria llevan el nombre de los materiales ca­ racterísticos de los artefactos de la época. La Edad de Piedra marca los comienzos de la civilización, ya que el trabajado de ciertas piedras, pa­ ra construir armas y herramientas, es una de las tecnologías más anti­ guas. Las hachas, cuchillos, puntas de lanza y de flechas, los raspadores usados para ablandar el cuero, los morteros para moler el grano, y muchos otros instrumentos que se han encontrado, muestran el uso extendido de este material. Uno de los primeros metales conocidos fue el oro. Esto se debe a que, debido a su inercia química, casi siempre aparece en la naturale­ za en el estado libre, en forma de pepitas o polvo que aún hoy se re­ coge de las arenas de ciertos ríos. Luego alguien descubrió, seguramente observando los restos de al­ gún fogón, que ciertas piedras, calentadas con leña o carbón, produ­ cían nuevos materiales, que se dejaban trabajar y deformar con facili­ dad: se había descubierto la metalurgia. Los más fáciles de obtener de esta manera son el estaño y el cobre. El estaño puro no es muy útil: funde fácilmente y es bastante frágil. En cambio el cobre fue usado durante muchos siglos para hacer cuchillos, armas, recipientes, armaduras, etc. Sin embargo, el cobre es relativamente blando y se altera con fa­ cilidad. Por otra parte, se deteriora por acción de la atmósfera hú127

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meda: todos conocemos el óxido verde que se forma en los objetos de cobre. Cuando alguien calentó con carbón minerales que contenían tanto cobre como estaño, que en algunas partes del mundo se presentan juntos, se produjo una pequeña revolución tecnológica: se había inven­ tado el bronce, material duro, fácil de trabajar y resistente a la intem­ perie, que dió su nombre a toda una era de la prehistoria: la Edad del Bronce. Ello ocurrió en Sumeria, alrededor del 3500 antes de nuestra era. La Edad del Bronce se extiende hasta bien entrada la época del apogeo de las grandes civilizaciones del Oriente antiguo. Es significati­ vo que el bronce no se conoció en regiones de la Tierra donde los mi­ nerales de cobre y de estaño se presentan separados, como en Amé­ rica. En cambio en China, donde están también juntos, se descubrió in­ dependientemente hacia el 2000 a.C. El bronce fue luego complementado — y en parte substituido— por el hierro y su combinación con pequeñas cantidades de carbono (el acero) cuya producción mantuvo durante algún tiempo en secreto de un pueblo de Asia Menor, los hititas. Debido a las propiedades del hie­ rro, mucho más duro y resistente que el bronce, las armas de los hiti­ tas dieron a éstos el dominio militar de la región aunque su cultura era inferior a las de sus contemporáneos de civilización más antigua. Los hititas derrotaron a los egipcios, los babilonios y los asirios. Se inicia así la Edad del Hierro. El fin del monopolio hitita sobre la tecnología del hie­ rro se produjo alrededor del 1200 a.C., cuando el imperio cayó derro­ tado y los técnicos hititas se dispersaron por todo el mundo. Algo si­ milar a lo que ocurrió al fin de la Segunda Guerra Mundial con los ale­ manes, y a lo que está ocurriendo ahora con los rusos. Los metales no fueron los únicos materiales usados en la antigüe­ dad. Las pieles y el cuero se usaron desde muy temprano para cubrir­ se de las inclemencias del clima, tanto para indumentaria como para viviendas, y requirieron tecnologías específicas para su co nservació n. El cuero también fue usado para confeccionar herramientas y armas. La curtiembre es, pues, otra de las tecnologías de los materiales co­ nocidas desde la antigüedad. Junto con las pieles, el hombre prehistórico usó otros materiales de origen animal: los huesos se emplearon para hacer agujas, cuchillos e instrumentos musicales; los tendones, como cuerdas de arco; las tri­ pas como hilo de coser y como cuerdas de instrumentos musicales. Y

desde luego, los pelos de muchos animales, como materiales textiles la confección de ropas y abrigos más evolucionados que las simles pieles. En numerosos lugares, e incluso en muchas partes de nues­ tro país, se emplean las técnicas antiguas para el hilado de la lana y pa­ ra la confección de telas. Otro de los materiales utilizados desde los orígenes fue, desde lue­ go la madera, empleada desde siempre como combustible y como ma­ terial de construcción, al igual que para armas y herramientas: uno de los pocos materiales que aún sigue en uso para muchos fines similares. Pero la más característica de las tecnologías empleadas por casi to­ dos los pueblos desde la Antigüedad, y aún en uso en nuestros días, es la cerámica. En sus numerosas variantes, el uso de las arcillas para con­ feccionar recipientes, ladrillos y recubrimientos para viviendas, es de gran antigüedad, aunque fue precedida por el uso de los ladrillos de adobe para las construcciones. Los materiales cerámicos son conside­ rados característicos de cada una de las épocas, y muchas de ellas re­ ciben su nombre de ciertos tipos de productos de esta industria (ce­ rámica roja, negra, multicolor, etcétera). Entre los productos cerámicos de tradición secular se destaca la porcelana, que alcanzó en China altos niveles de calidad desde el siglo XII. Su materia prima, el caolín, y su alta temperatura de cocción han dado a la porcelana cualidades imposibles de imitar hasta muy recien­ temente. Cada una de las ramas antiguas de la tecnología de los materiales continuó su trayectoria a través de la historia, y condujo á formas con­ temporáneas más o menos alejadas de sus antecesores más remotos. Pero además de los materiales conocidos desde hace siglos, hay muchos otros que ahora son de uso corriente, enteramente produc­ tos de la tecnología moderna. El caso más notable de estos materiales sintéticos” son los plásticos. A ellos dedicaremos una sección espe­ cial de este capítulo.

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Durante gran parte de la historia relativamente reciente, la capaci­ dad de producción de metales — en especial de hierro y de aceros— fue considerada prácticamente sinónimo de potencia industrial. Los

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enormes complejos de plantas siderúrgicas, con sus altos hornos co­ ronados de altas chimeneas que expulsaban un espeso humo negro, y que producían millones de toneladas por año de acero, eran la visión ideal de los grandes reformadores sociales del siglo pasado. Actualmente, aunque se siguen produciendo millones de toneladas de acero por año, la producción de metales de base se ha transforma­ do en una industria más. La tecnología moderna y la potencia y rique­ za de los países centrales ya no se apoya en ella. Sin embargo, la pro­ ducción de aleaciones con propiedades especiales, diseñadas para res­ ponder a demandas específicas, sigue siendo un campo de desarrollo activo. En la actualidad, cualquier catálogo de una empresa metalúrgica moderna contiene algunos miles de productos. Muchos de ellos son diferentes tipos de aceros, o sea aleaciones de hierro con una multitud de otros elementos. Pero otros, las aleaciones no-ferrosas, contienen elementos metálicos que eran desconocidos hasta hace menos de dos­ cientos años, como el zirconio, el titanio, el litio y otros. Las aleaciones Recordemos brevemente qué es un metal: los elementos metálicos ocupan gran parte de la tabla periódica de los elementos, con la ex­ cepción de la zona superior derecha. Los metales son casi todos sólidos (menos el mercurio, que es líquido a temperatura ambiente: el galio funde a unos 30°C). Son buenos conducto­ res del calor y de la corriente eléctri­ ca. Generalmente son maleables, aunque hay algunos frágiles. En su estructura al nivel atómico, los metales constituyen un tipo especial de enlace químico, en el cual los áto­ mos conforman una red cristalina de iones positivos, entre los cuales los electrones externos (o "de valenColada continua de aluminio cia”) se mueven con gran libertad, (Aluar, Pto Madryn, Chubut) orjg¡nando así la alta conductividad. 130

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LOS metales casi nunca se usan puros, sino en forma de aleacio­ nes es decir, combinaciones de diferentes tipos, de dos o más ele­ mentos metálicos. En muchas aleaciones, (llamadas “ferrosas” ) el me­ tal más abundante es el hierro; estas aleaciones son los aceros. Mu­ chos aceros se conocen desde hace siglos, pero otros se inventaron recientemente. El bronce, metal que dominó la tecnología de toda una era, en la actualidad está relegado a ciertos usos secundarios. Grupo de aleacio­ nes entre el cobre y el estaño, es a veces confundido con el latón, que en lugar de estaño contiene zinc. La reactividad química de los elementos metálicos es muy variable. Los metales que se encuentran más a la izquierda de la tabla periódi­ ca se oxidan muy fácilmente, y sus óxidos son básicos (ejemplos: sodio, calcio). Los de la derecha se oxidan menos fácilmente, y sus óxidos son más bien ácidos (ejemplos: tungsteno, vanadio). Los de la zona más central se oxidan con facilidad intermedia, y sus óxidos son anfóteros, es decir, que se comportan como ácidos o como bases según el caso (ejemplos: aluminio, titanio). Entre los compuestos químicos Carga: Mineral más importantes de los elementos Coque metálicos se encuentran, además de los óxidos y sus derivados, los sulfu­ ras — así se encuentran en la natura­ leza— y los halogenuros, en especial los cloruros, que en algunos casos se usan como punto de partida para la obtención de los metales puros. Las aleaciones están constituidas por diversos tipos de combinaciones entre los metales que los componen, muchos de ellos son soluciones sóli­ das. Las soluciones sólidas son siste­ mas en los cuales los átomos de los diversos componentes se encuen­ dan mezclados al azar, sin guardar una relación estequiométrica en su Esco ria s Fundición de hierro composición, como en los compues­ Esquema de un alto homo ■j i.feQ :&irfw viV pi ifaéti i¿ tos químicos de fórmula definida, ni 131

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en su distribución en el espacio, como en los sistemas que, por ello, se llaman “ ordenados” . Los metales más usados en aleaciones modernas son, además del hierro, el cromo, el níquel, el tungsteno, el molibdeno, el titanio, el alu­ minio, el magnesio, y muchos otros que participan en numerosas alea­ ciones como componentes menos abundantes pero no por ello me­ nos importantes. Otros metales, que se emplean poco en las aleaciones modernas pero continúan teniendo usos más convencionales, son: el cobre, el zinc, el estaño, el plomo. Muchos de los metales más usados se presentan en la naturaleza como óxidos. Otros, lo hacen como sulfuros, los que suelen ser tosta­ dos para transformarlos en óxidos. A partir de esos óxidos, se aplican procesos de reducción para lle­ varlos al estado de metal. Esta reducción se efectúa de diversos mo­ dos. Los más tradicionales usan carbono como elemento reductor. En un alto horno, por ejemplo, el mineral de hierro es calentado mezcla­ do con coque y con piedra caliza. El coque es una forma de carbono bastante pura que sirve como reductor1; se obtiene del carbón de pie­ dra o del carbón residual que queda al destilar el petróleo. La piedra caliza, que es esencialmente carbonato de calcio, reacciona con impu­ rezas de los minerales, y los transforma en escoria, fácilmente separa­ ble del metal fundido. Como resultado de los complejos procesos quí­ micos que ocurren en un alto horno, se obtiene una forma de hierro impurificada con carbono y otros elementos, llamado “arrabio” . En un cuidadoso tratamiento de este material con aire u oxígeno, se quema el exceso de carbono, lo que permite obtener “acero al carbono” (con 0.1% de ese elemento disuelto en el hierro) o hierro puro, al que lue­ go se le agregan los aleantes deseados para obtener la composición buscada. Otros metales comunes que son producidos por métodos simila­ res, los que en conjunto se designan “ pirometalúrgicos” porque impli­ can el uso de temperaturas elevadas, son el zinc, el plomo y el cadmio (que generalmente aparecen juntos en los mismos yacimientos mine­ rales). En otros casos, se usa como reductor otro metal, que tenga mayor afinidad con el oxígeno que el que se busca producir. Es el caso del ti­ tanio, que se produce a partir de su cloruro, por reducción mediante 132

magnesio o sodio. En otros casos, como el tungsteno, el reductor es e| gas hidrógeno. Algunos metales son producidos por reducción electrolítica. Esta se puede efectuar en solución acuosa, como en el caso del cobre o el zinc; o en soluciones en solventes especiales que suelen ser compues­ tos que requieren altas temperaturas para ser llevadas al estado líqui­ do. En el procedimiento usado para obtener aluminio, por ejemplo, el óxido se disuelve en un solvente que es en sí una sal compleja de alu­ minio, la criolita (fluoaluminato de sodio). La electrólisis de esa solu­ ción tiene lugar a más de mil grados centígrados, y el metal producido aparece como líquido en el fondo de las grandes cubas electrolíticas. En todos los casos, la materia prima de los procesos metalúrgicos es un material que se obtiene de explotaciones mineras mediante pro­ cesos de extracción y, generalmente, de concentración. En efecto, de los yacimientos mineros, los minerales metalíferos generalmente se extraen mezclados con otros minerales, de menor valor, de los que es necesario separarlos previamente a su tratamien­ to metalúrgico. Esta separación se suele hacer en las inmediaciones de la misma mina, para evitar el acarreo de materiales sin valor eco­ nómico. Para ello, la roca extraída de la mina se muele, y luego se so­ mete a varios métodos de separación. En este proceso, a veces se obtienen algunos subproductos de gran valor, presentes allí en peque­ ñas cantidades. Por ejemplo, los minerales de plomo y zinc, que gene­ ralmente se presentan juntos, suelen contener pequeñas cantidades de cadmio, germanio, plata y oro, todos los cuales pueden recuperarse por los métodos apropiados. Tratamientos posteriores: En el proceso químico en que se obtiene un metal puro, es habitual que éste se logre en una forma no apta pa­ ra su uso inmediato. Por ejemplo, el tungsteno se obtiene en forma de polvo finamente dividido; el titanio, en forma esponjosa. En esos casos, como en muchos otros, es necesario efectuar tratamientos físicos pa­ ra transformar a esos materiales en bruto en las formas que eventual­ mente se usarán en las aplicaciones deseadas. Muchas veces, este tra­ tamiento es de fusión en hornos especiales, o por “pulvimetalurgia” . El titanio se funde en hornos de inducción, al vacío o en hornos de haces electrónicos. El tungsteno en polvo se compacta en prensas y se sinteriza por paso de corriente eléctrica que lo calienta hasta tempe­ raturas muy altas (cercanas a los 3000°C).

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Una vez obtenidos los metales o aleaciones con la composición de­ seada (generalmente en forma de lingotes) es necesario transformar­ los en formas útiles para las aplicaciones deseadas (alambrones de di­ versos diámetros, planchas, barras, perfiles, etcétera). La industria del formado de los metales emplea varias técnicas: la mayoría de ellas deforman el metal, en frío o en caliente. El laminado usa grandes rodillos para aplastar los lingotes y transformarlos en planchas de metal, de espesores varios. Los perfiles y los alambres se obtienen por extrusión y trafilado, en los que se hace pasar repetidas veces el metal a través de orificios de la forma deseada, efectuando una pequeña reducción de tamaño en cada pasada. Los tubos sin cos­ tura son uno de los ejemplos más importantes de esta tecnología. En cada una de estas técnicas, es esencial que se trabaje en condiciones exactamente estables y reproducibles, para asegurar la calidad del producto. En particular la temperatura en la que se efectúan los dife­ rentes tratamientos es esencial para su éxito. De esta manera se puede lograr casi cualquier forma sencilla. Los filamentos de tungsteno, usados en las lámparas incandescentes, por ejemplo, se hacen con alambres de unos pocos milésimos de milíme­ tro de espesor. Esto se logra corrientemente por trafilación. Otro método de formación que se usa en piezas excepcionalmen­ te complejas es la microfusión, en la que el metal se funde directamen­ te en moldes de la forma deseada. Este método se aproxima al de la “cera perdida” empleado desde hace mucho en la colada de escultu­ ras de bronce. Metalurgia de polvos También la metalurgia de polvos se puede usar para producir pie­ zas de formas complejas, con métodos comparables a los que se usan para moldear plásticos. Si se quiere producir un metal compacto a par­ tir de un polvo, es necesario prensar éste para darle la forma deseada, y luego sinterizarlo sometiéndolo a altas temperaturas, para que los granos inicialmente separados se suelden entre sí, por fusión incipien­ te o, principalmente, por difusión entre granos en el estado sólido. Mediante las técnicas de la metalurgia de polvos, seleccionando los tamaños de grano de los polvos, las presiones, las atmósferas de tra­ bajo y las temperaturas, es posible producir estructuras microcristali134

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ñas especiales, y metales y aleaciones imposibles o muy difíciles de fa­ bricar por otros métodos. Por ejemplo, el tungsteno tiene un punto de fusión demasiado alto para ser producido por colada, y se produce exclusivamente por metalurgia de polvos. Existe una aleación entre el aluminio y el litio, muy liviana y de excelentes propiedades mecánicas, que también se produce por estos métodos. El prensado se hace en matrices, sobre las que diremos algo un po­ co más adelante. Las prensas hidráulicas usadas para el prensado de pol­ vos aplican presiones de miles de kilogramos por centímetro cuadrado, sea, en una sola dirección, mediante un émbolo que forma parte de la matriz, o mediante el prensado isostático, en que la matriz, en vez de ser sometida a presión en una sola dirección, es presionada inmersa en un fluido que comprime la pieza igualmente en todas sus direcciones. Una tecnología incipiente es la de los metales amorfos. Normalmen­ te los metales cristalizan en granos que engranan entre sí para formar el metal macizo. Sin embargo, enfriando muy rápidamente un metal lí­ quido es posible impedir su cristalización. De esta manera se pueden lograr soluciones metálicas sobresaturadas, con propiedades singula­ res. Otra posibilidad es la formación de un tipo insólito de acero ino­ xidable sin cromo ni níquel, donde una concentración metaestable de aluminio y silicio le confiere su resistencia a la oxidación. El empleo de hierro amorfo — de muy alta conductividad eléctrica— en los núcleos de transformadores, podría ser una manera de economizar grandes cantidades de energía eléctrica. Un aspecto especial de la tecnología del formado de los metales son las matrices y trafilas usadas, las que muchas veces se construyen en materiales que deben reunir condiciones especiales, de gran dure­ za, o de estabilidad térmica. Para esos fines se emplean algunos de los materiales más sofisticados, como aceros especiales, nitruro de boro o aun diamante. Tratamientos térm icos Una vez lograda la aleación con la composición adecuada, y en la forma geométrica más apta para las aplicaciones posteriores, se la so­ mete generalmente a un tratamiento térmico con el fin de darle las Propiedades mecánicas deseadas. Una aleación dada puede tener diversas estructuras cristalinas se­

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gún la temperatura a que fue llevada, y según el modo en que se en­ frió a partir de esa temperatura, que generalmente es de varios cien­ tos de grados. A cada una de estas estructuras le corresponde un con­ junto de propiedades físicas y mecánicas. Estas propiedades pueden ser muy variables: según el tratamiento recibido, algunas son tenaces y otras frágiles; unas son duras y otras lo son menos. A diferentes temperaturas les corresponde diferentes estados de equilibrio entre los componentes de la aleación. Por ejemplo, la solu­ bilidad de ciertos componentes en el metal mayoritario en general au­ menta al aumentar la temperatura. Si se calienta una muestra a cierta temperatura durante un tiempo suficientemente prolongado, alcanza­ rá el estado de equilibrio en el cual el aleante está disuelto en el me­ tal mayoritario: este proceso se llama "recocido” . Si a partir de ese es­ tado, en cambio, se logra enfriarla con suficiente rapidez, el estado de equilibrio se puede “congelar” de modo que se mantenga aun a tem­ peraturas bajas. Este proceso, el “ templado” , logra preservar las pro­ piedades que tenía el metal a la temperatura del recocido, al impedir la “precipitación” del componente disuelto. Principales usos de los metales Los aceros son las aleaciones metálicas de uso más corriente. El hormigón armado con perfiles de hierro es un ejemplo común de apli­ cación en una estructura compuesta (un material “ compuesto” , según detallaremos más adelante). Las chapas y perfiles de hierro y de acero se usan en enormes cantidades en la industria automotriz y naval. La mayoría de las grandes estructuras metálicas (grúas, etc.), también son de acero. Otros tipos de acero: los llamados “aceros rápidos” que contienen mucho tungsteno (cerca de 20%), tienen alta resistencia aun a tempe­ raturas elevadas. Similares porcentajes de cobalto confieren a los ace­ ros propiedades magnéticas interesantes y se usan para fabricar ¡ma­ nes permanentes. Los aceros inoxidables, que contienen cantidades variables de cromo y de níquel, además de otros componentes meno­ res, son cada vez más empleados en la construcción de equipos indus­ triales, y recipientes sometidos a condiciones químicas agresivas. Exis­ ten otras aleaciones resistentes a la corrosión, que en ciertas condi­ ciones compiten exitosamente con los aceros. Un ejemplo son ciertas 136

de titanio, mucho más livianas que los aceros, a igualdad de resistencia mecánica y química. El aluminio también es un metal muy conocido, que se emplea en enormes cantidades y en múltiples usos. La industria aeronáutica lo usa en muchos elementos estructurales y de recubrimiento de los aviones, a veces combinado con titanio. Uno de los usos más conspi­ cuos es para confeccionar envases para bebidas. La industria de la construcción emplea perfiles de aluminio para los marcos y contra­ marcos de puertas y ventanas. En artículos domésticos para cocina, el aluminio compite con el acero inoxidable y el hierro esmaltado. El principal uso del cobre se debe a su calidad de excelente con­ ductor de la electricidad. La mayoría de los cables eléctricos son de cobre, tanto los de alta como los de baja potencia. En estos usos tam­ bién se emplea el aluminio. En los últimos años hay una cierta tenden­ cia al predominio de este último en las instalaciones de alta tensión, ya que su peso específico es menor y su conductividad, parecida. En cier­ tas aplicaciones en la tecnología de las comunicaciones, como en las lí­ neas telefónicas urbanas, en cambio, la conducción por cables metáli­ cos está siendo superada por las fibras ópticas. Por lo tanto, el consu­ mo de cobre tiende a disminuir. Un metal aún relativamente poco conocido, pero que tendrá cre­ ciente importancia en el futuro, es el titanio. Es un metal liviano como el aluminio, pero química y mecánicamente casi tan resistente como el acero. Uno de sus usos masivos ha sido en la industria bélica: por ejemplo, muchos submarinos modernos tienen cascos de titanio, y los aviones de combate supersónicos lo usan en muchos elementos es­ tructurales. Un uso más pacífico es el que se le da en la tecnología mé­ dica donde, por su alto grado de tolerancia en el organismo, se usa pa­ ra fabricar prótesis óseas. En numerosos usos, los metales están siendo reemplazados por otros materiales. Además del ejemplo de las fibras ópticas, es impor­ tante señalar el creciente empleo de los plásticos y los materiales compuestos en aplicaciones antes reservadas a los metales. En el tendido de las cañerías de gas, agua, cloacas, y otros servicios industriales y urbanos, los plásticos son usados ahora en forma casi ex­ clusiva. También se usan de modo creciente para reemplazar compo­ nentes que antes eran metálicos, en la industria automotriz y aun en la aeronáutica. Especialmente en los aviones más chicos, incluso elele a c io n e s

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mentos estructurales son confeccionados con compuestos de mate­ riales plásticos.

3. M ateriales c e rá m ic o s

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Ya mencionamosque losmateriales cerámicos, el gres, la porcela­ na, la terracota, etc. secuentan entre los productos más antiguos de la tecnología prehistórica. Todos estos materiales se basan en el mismo principio general: ciertos minerales, especialmente las arcillas (silicatos y aluminosilicatos de magnesio y de otros metales, que aparecen en la naturaleza muy fina­ mente divididos) tienen la propiedad de ser fácilmente modelables o moldeables, al amasarlos con agua. Luego de recibir la forma deseada, se los se­ ca y se los somete a altas temperatu­ ras. En esas condiciones cambia su estructura cristalina, se elimina la mayor parte del agua que forma par­ te de la estructura original, los pe­ queños cristales se adhieren firme­ mente entre sí, y se forma una masa dura, con frecuencia algo porosa y frágil, y que mantiene la forma ante­ Cerámica tricolor rior, aunque a veces con un ligero en­ (La Alumbrera, Catamarca) cogimiento. En la tecnología cerámi­ ca moderna, este proceso de cocción se llama “sinterización” . Los diferentes tipos de materiales ce­ rámicos se diferencian entre sí por la naturaleza química y física de la arci­ lla de que se parte y, sobre todo, de las condiciones de cocción. Cuanto mayor es la temperatura de ésta, maLevitación magnética sobre un Yo r es dureza y la tenacidad del superconductor cerámico prod ucto.

Cerámica industrial. Productos de Circonio de alta tenacidad (NILCRA, Australia)

La investigación de las cualidades cristalográficas que caracteri­ zan un material para que sea sinterizable han conducido a ampliar no­ tablemente el rango de sustancias que se pueden someter a este tipo de tratamiento. Por lo tanto se ha generalizado también el rango de materiales que reciben el nombre general de “cerámicos”. Es debido a esta generalización que los cerámicos ocupan en la actualidad un pa­ pel importante entre los materiales “ nuevos”, aunque muchos de los materiales más antiguos pertenezcan a esa categoría. Muchos de los materiales cerámicos modernos son óxidos. Tienen composiciones y estructuras cristalográficas relativamente sencillas, y pueden obtenerse en suficiente grado de pureza química, y con características'cristalmas muy bien controladas. Por ejemplo, se logra regular muy bien la distribución de los tama­ ños de las partículas. Esto es importante, porque cuando se consigue preparar una mezcla adecuada de partículas de distintos tamaños, se hace posible regular la densidad y la porosidad del cerámico. Las par­ tículas más pequeñas ocupan los espacios entre las más grandes, y en la etapa de sinterización se puede lograr que los intersticios casi desa­ parezcan, con lo que la porosidad es muy baja. El agregado de pequeñas cantidades de impurezas a veces logra es­ tabilizar formas cristalinas que normalmente sólo son estables a las al­ tas temperaturas del cocido. 139

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El ejemplo industrial más importante de óxido cerámico es la alúm¡. na, óxido de aluminio. Otros óxidos cerámicos son la circonia, óxido de circonio; el óxido de berilio; el dióxido de uranio; y numerosos óxidos compuestos de hierro, níquel, zinc y otros elementos metálicos. Cada uno de estos materiales cerámicos tiene un rango propio de usos actuales o futuros. La alúmina se usa como una forma muy espe­ cial de porcelana que soporta muy altas temperaturas y considerables choques térmicos, para confeccionar hornos industriales, tubos re­ fractarios y crisoles. El óxido de berilio es un buen conductor del ca­ lor aunque es un aislante eléctrico, y se usa en ciertos circuitos inte­ grados y otros circuitos eléctricos para dispersar el calor generado. El combustible de los reactores nucleares de potencia se compone de pastillas cerámicas sinterizadas de óxido de uranio. Los cerámicos de hierro, frecuentemente en combinación con otros óxidos metálicos, como níquel, zinc, manganeso, etc., llamados “ferritas”, tienen propie­ dades magnéticas variadas e interesantes, y se usan en la confección no sólo de imanes cerámicos para núcleos de transformadores y antenas, sino de todo tipo de memorias magnéticas. El prototipo de este tipo de material es la magnetita (Fe3 0 ^), la piedra-imán conocida desde la antigüedad. La circonia, óxido de circonio con propiedades cerámicas, se está usando en forma experimental como material para construir motores de explosión de muy alto rendimiento, que puedan usarse un día en los automóviles del futuro. Cierta forma de circonia tiene la particularidad de que, llevada a una temperatura de algunos cientos de grados, se hace conductora de la electricidad; pero no conduce como los metales, por desplazamien­

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to de electrones, sino como las soluciones iónicas, por desplazamien­

to de iones de oxígeno. Este tipo de conductividad hace a la circonia un material singular, que se comienza a usar como electrolito sólido en algunos tipos de “celdas de combustible” . Otros cerámicos modernos no son óxidos, sino nitruros, carburos, y compuestos aún más exóticos. Uno de éstos es el nitruro de boro, que puede adquirir una estructura y propiedades similares a los del dia­ mante. En efecto, el diamante, que es carbono puro, posee cuatro elec­ trones de valencia por átomo: el nitrógeno tiene cinco y el boro tres; de manera que el promedio es, nuevamente, cuatro, que se acomodan en una estructura cristalina tetraédrica similar a la del diamante. Sus propiedades, y en particular su dureza, también lo son. Entre los materiales cerámicos que se están investigando activa­ mente desde hace pocos años, se encuentran los cerámicos supercon­ ductores. Su propiedad más interesante es que, por debajo de cierta temperatura crítica, estos materiales pierden totalmente su resisten­ cia al paso de la corriente eléctrica. Este fenómeno — la superconduc­ tividad— era conocido para ciertos metales y aleaciones a temperatu­ ras cercanas al cero absoluto, demasiado bajas para que su uso pudie­ ra generalizarse. Los superconductores cerámicos son óxidos comple­ jos, en cuya estructura intervienen cobre, oxígeno y varios elementos más, los cuales determinan la estructura cristalina y la temperatura por debajo de la cual se anula totalmente la resistencia eléctrica del mate­ rial. El compuesto de este tipo de mayor temperatura de transición producido hasta ahora tiene la fórmula Hg2Ba2Ca2Cu3 0 |Q y es super­ conductor a 133 K, o sea -I40°C; a altas presiones, su temperatura crítica asciende treinta grados más. Estas temperaturas pueden alcan­ zarse fácilmente, por ejemplo enfriando los dispositivos con aire líqui­ do, que es un refrigerante relativamente accesible. Si se lograra produ­ cir superconductores que lo sean a temperatura ambiente, se produ­ ciría una verdadera revolución en la economía de la energía, ya que las líneas de transmisión, que llevan la energía eléctrica desde las centra­ les de producción a los lugares de consumó, disipan un porcentaje im­ portante (más del 15%) de la energía que conducen. Otro uso de es­ tos materiales sería como reservorio de energía, haciendo circular co­ ciente eléctrica por una bobina superconductora, lo que podría ha­ cerse por períodos largos, sin pérdidas por conducción. Pero además se podría utilizar el fenómeno de la “ levitación magnética” para hacer

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funcionar vehículos que levitaran sobre rieles-guía sin entrar en con. tacto mecánico, con lo que no existirían pérdidas por rozamiento. Sin embargo, si bien se han desarrollado composiciones de cerám¡. cas superconductoras con temperaturas críticas cada vez más altas, e| entusiasmo que su descubrimiento despertó en los tecnólogos se enfrió un tanto ante las dificultades que se encontraron al querer desarrollar aplicaciones prácticas para ellos. Tienen todas las propiedades habitua­ les de los materiales cerámicos, entre ellos su fragilidad: para hacer un superconductor útil a las aplicaciones más importantes, es necesario fa­ bricar alambres flexibles de un material de propiedades parecidas a las de la porcelana. Uno de los métodos que se han empleado consiste en llenar un tubo de plata con un polvo sinterizable de composición apro­ piada, y trafilar este sistema antes de sinterizarlo. Como era de esperar, se trata aquí de un campo en veloz desarrollo. Los vidrios Los vidrios son materiales también conocidos desde la antigüedad. Su invención, aunque atribuida a los fenicios, es más probable que sea obra de los egipcios, en el segundo milenio a.C. Su uso estuvo restrin­ gido a fines ornamentales hasta que, en la Edad Media comenzaron a usarse para cerramientos de ventanas. Estos cerramientos eran del tipo “vitral” (cuyo plural en francés es vitraux), formados por un mosaico de trozos pequeños de vidrio, uni­ dos mediante alambres de plomo, hasta que se inventó la fabricación de vidrios planos vertiendo la fusión sobre una mesa. En la actualidad, los vidrios se usan en muchas aplicaciones novedo-

Puente enteramente construido de vidirio (La Défense, París)

aS porque también se ha generalizado su concepto. ^ ’Desde e| pUnto de vista químico, la mayoría de los tipos de vidrio contienen dióxido de silicio (sílice, arena común) como ingrediente fundamental. A este componente se le agregan otros óxidos, como el je boro, el de plomo, el de sodio, o el de calcio. Los tipos de vidrio que existen son numerosos, y se diferencian en las proporciones de los ingredientes, los que modifican sus propiedades. Por ejemplo, el cristal, de relativamente alto índice de refracción, es vidrio de plomo o de plata; los borosilicatos aseguran que los objetos resistan cambios bruscos de temperatura sin quebrarse. Por lo común se acepta que un vidrio estructuralmente es un líqui­ do de muy alta viscosidad. Los vidrios fluyen a temperaturas altas, pe­ ro no se solidifican, sino que su flujo se hace más y más lento. Sin em­ bargo nunca se detiene totalmente. Ventanales construidos hace siglos presentan un ensanchamiento en su parte inferior, que prueba que aunque muy lentamente, ha continuado el escurrimiento que se espe­

ra de todo líquido. Los usos convencionales de los vidrios no perdieron importancia. La mayoría de esos usos depende del hecho de que los vidrios son transparentes. Las ventanas de edificios y las lentes de los instrumen­ tos ópticos, desde los anteojos comunes hasta los microscopios y te­ lescopios, siguen fabricándose sobre todo de vidrio, aunque algunos materiales plásticos compiten con él en esos usos. Otros usos dependen de que los vidrios son baratos, no son poro­ sos, y son relativamente inertes a los agentes químicos: la mayor par­ te de los equipos de los laboratorios químicos, y una gran proporción de los envases de comestibles y sustancias químicas variadas se hacen aun de vidrio, aunque también aquí los plásticos compiten en medida creciente. Muchos objetos tradicionales de cerámica están esmaltados: el esmalte es un recubrimiento vidriado que cubre el objeto, dándole lrnpermabilidad, brillo y color. Algunos recipientes metálicos se recu­ bren de la misma manera (vidriado o esmalte) para darles la resistenCla química de que muchos metales carecen. Esto se hace frecuentemente por razones económicas. Por ejemplo, las ollas y pavas de hie­ rro esmaltado son más baratas que las de acero inoxidable, y más du­ rables que las de aluminio. De tal manera se amplía la oferta de bienes Uso y se permiten opciones que antes no existían.

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especialmente con tal fin, se logra transmitir información codificada en un haz de luz, sin atenuación apreciable, a distancias prácticamente ¡limitadas. La transmisión de imágenes a través de fibras ópticas utiliza el fe­ nómeno de la “ reflexión total” que se puede observar si un haz de luz debe pasar oblicuamente de un medio de alto índice de refracción a uno de índice menor. Si el ángulo de refracción es relativamente pe­ queño, y la diferencia de los índices es grande, el haz de luz no logra pasar de un medio al otro, y es reflejado. Es lo que se observa fácil­ mente si se mira una superficie de agua oblicuamente desde abajo: la superficie aparece como un espejo. Una fibra óptica es un filamento delgado, generalmente de cuarzo de alta pureza pero de composición modificada como se indica más abajo, en el cual el índice de refracción disminuye gradualmente desde el centro hacia la periferia. De esa manera se logra que un haz delga­ do de luz sea refractado múltiples veces por la parte exterior de la fi­ bra hacia su interior. De ese modo el haz avanza a lo largo del eje de la fibra, a pesar de que ésta esté curvada o enrollada. La variación gradual del índice de refracción del vidrio sobre su sec­ ción transversal se logra de una manera muy ingeniosa. Se parte de un tubo de cuarzo, que se calienta a temperaturas elevadas, como para ablandarlo sin que pierda su forma. Por el interior del tubo, se hace circular una mezcla de gases — especialmente tetracloruro de silicio y oxígeno— que a esa temperatura se descompone, depositando sobre la pared interior del tubo una delgada capa de un vidrio de composi­ ción ligeramente diferente a la del tubo original. Variando la composi­ ción de la mezcla de gases durante la deposición, se logra ir variando de la manera programada el índice de refracción del vidrio. Logrado esto, el tubo se estira cuidadosamente, para que su interior hueco se haga más estrecho y finalmente colapse, su diámetro disminuya y su longitud aumente. Eventualmente se logra la fibra deseada, que con frecuencia sólo tiene unas centésimas de milímetro de diámetro, mu­ chos kilómetros de longitud, y una calidad óptica excepcional. Los manojos de fibras ópticas que se emplean en los fibroscopios de uso médico, pueden ser de materiales plásticos, ya que los recorri­ dos son muy cortos. En esos casos, se agrupan muchas fibras y en su extremo se fijan lentes de aumento que permiten una detallada visión directa del interior de las cavidades del cuerpo humano. Los fibroscof a b r ic a d o s

Trabajo en vidrio (CNEA, Bariloche)

Vidrios p la n o s: a pesar de que el uso del vidrio para cerrar los ambientes a la intemperie sin impedir la entrada de la luz diurna es ya bastante antiguo, ha habido importantes cambios en la tecnología de su fabricación; los vidrios actuales tienen una perfección óptica mucho mayor que los de hace algún tiempo. La tecnología de su fabricación es un ejemplo de ingenio, y a la vez una historia de éxito en la innovación tecnológica. El principio de fabricación de los vidrios planos actuales es sorprendentemente sencillo: el vidrio se funde, y se debe solidificar de manera de lograr superficies planas y paralelas. La superficie más plana que puede existir físicamente, y la que a la vez tiene una hori­ zontalidad perfecta, es una superficie líquida en reposo. En una fábrica de vidrio moderna, el vidrio fundido se vierte sobre una superficie de metal también fundido: eso asegura que ambas superficies de la plan­ cha de vidrio resultante, una vez que se solidifica, sean perfectamente planas y paralelas. La variedad de tipos de vidrio que se producen es amplia, como lo son los usos a los que se destinan. Hay vidrios de alta tenacidad que so­ portan choques, otros que se desmenuzan sin astillarse; también los hay provistos de recubrimientos ópticos, polarizantes, antirreflejantes, etc.

Fibras ópticas El campo de aplicación más novedoso de los vidrios es, sin duda, el de las fibras ópticas. Aprovechando la gran transparencia de los vidrios 144

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píos generalmente tienen su propia fuente de luz, que va por la misma fibra para iluminar el campo visual. Paralelamente a la fibra óptica, |0s fibroscopios suelen tener dispositivos para cortar y retirar biopsias, o para efectuar operaciones quirúrgicas cuya complejidad se acrecienta continuamente. Fibras cerám icas Se pueden fabricar fibras de materiales cerámicos, de muy alta re­ sistencia a la tracción y que tienen aplicaciones como materiales tex­ tiles resistentes a la mayoría de los agentes químicos, y a las altas tem­ peraturas, aislantes térmicos, materiales filtrantes o como componen­ tes de materiales compuestos. Se pueden obtener fibras de longitud “ infinita” por varios métodos; entre ellos: evaporación de suspensiones coloidales; impregnación de fibras orgánicas con soluciones de sales, seguida de combustión del material orgánico y descomposición de las sales a altas temperaturas; oxidación electrolítica de alambres metálicos; extrusión de soluciones viscosas de sales metálicas. Los materiales que se han transformado en fibras incluyen: alúmina, titanato de potasio, circonia, magnesia. Por al­ gunos de estos métodos también es posible producir fibras huecas, que pueden ser usadas como soporte de enzimas o células vivas en procesos fermentativos.

4. M ateriales p lástico s Si se quisiera caracterizar nuestra era por un tipo de material pre­ dominante en sus artefactos, como se han llamado a otras épocas la Edad de la Piedra, del Bronce o del Hierro, la nuestra debería llamar­ se la Edad del Plástico: ningún otro tipo de material ha demostrado mayor versatilidad ni mayor capacidad de penetración en las aplicacio­ nes más diversas. En realidad, la designación general de “ materiales plásticos” para esta clase de sustancias no es una elección muy feliz. En mecánica, se designa como plástico a cierto tipo de comportamiento de los mate­ riales que ceden fácilmente ante los esfuerzos de deformación, y man­ tienen pasivamente la forma que se les quiso impartir. El comporta146

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miento opuesto es el elástico: un cuerpo elástico, sometido a un es­ fuerzo, se deforma mientras éste se aplica, y vuelve a su forma original no bien cesa el esfuerzo. En cambio, el comportamiento de los materiales plásticos es sumamen­ te variado: algunos son, en efecto, plásticos a ciertas temperaturas y rí­ gidos a otras, inferiores. Esto es lo que permite su moldeado en las for­ mas más variadas. Pero otros no po­ seen esa propiedad. Lo que sí agrupa a todas las sustancias de esta enorme Rlms Plástlcos Pam envase de alimen­ tos en "atmósfera modificada familia es una característica común de su estructura molecular: todos ellos son materiales de muy alto pe­ so molecular (macromoléculas, polímeros), formados por unidades más sencillas que se enlazan químicamente unas con otras en cadenas de longitud indefinida. En ciertos casos, esas macromoléculas son li­ neales, con ramas laterales cortas. En otros, se unen químicamente pa­ ra formar estructuras bi o tridimensionales. Este proceso de interco­ nexión de las cadenas lineales para formar estructuras más complejas se puede lograr mediante reacciones químicas como en el proceso del ‘vulcanizado’ del caucho mediante el azufre, o por irradiación con ra­ diaciones ionizantes, como los rayos gamma. Con este tratamiento, los materiales se hacen insolubles y aumenta su estabilidad. Algunos se ha­ cen indeformables, pero otros conservan propiedades elásticas. El primer material plástico se descubrió por azar, como tantos otros descubrimientos importantes, cuando, sin proponérselo, se in­ dujo la polimerización de una mezcla de fenol con formaldehído. El material resultante conocido como “ bakelita” se produjo luego indusMalmente, y aún ahora se usa en ciertas aplicaciones. Los copolímeros del formaldehído con ciertos compuestos como los fenoles o la melamina, se producen aún en cantidades importantes. Algunos materiales poliméricos se obtienen de fuentes animales o Vegetales. La celulosa, el caucho, algunas proteínas, son compuestos naturales que tienen la misma estructura general básica de los polímer°s artificiales: se trata de largas secuencias repetitivas de funciones

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químicas similares. La celulosa, por ejemplo, se compone de unidades de glucosa unidas entre sí en largas cadenas. Antes de la invención de los “ plásticos” modernos, se logró fabricar rayón, una forma de celulosa regenerada, obtenida por precipitación en un medio ácido, a partir de una solución de algodón en sulfuro de carbono en medio alcali­ no. La precipitación se efectuaba a través de una hilera, con lo cual se obtenía un filamento continuo de esta “seda artificial” . El ‘celofán’, e| primer material del que se consiguió fabricar láminas delgadas y trans­ parentes, es también una forma de celulosa reconstituida. Otros derivados de la celulosa son la metilcelulosa, la carboximetilcelulosa, el acetato de celulosa y la nitrocelulosa; esta última es un conocido explosivo. Los primeros son usados como espesantes y ad­ hesivos. El acetato de celulosa fue usado como base para las emulsio­ nes fotográficas y cinematográficas “no inflamables” durante toda una fase de la historia del cine. En casi todos los casos, las macromoléculas se forman por polimeri­ zación a partir de uno o más m onóm eros. Esta polimerización se produ­ ce en condiciones estrictamente controladas, en presencia de ciertos catalizadores, y se detiene cuando se logran las propiedades deseadas. La materia prima original de casi todos los tipos de materiales poliméricos es derivada del petróleo y el gas natural. Este hecho es ne­ cesario tenerlo muy en cuenta cuando se utilizan esas materias primas, que obviamente no son renovables, para quemarlos y obtener la ener­ gía almacenada en ellas. Esa es una razón muy importante para fomen­ tar el empleo de otras fuentes de energía, además de la de evitar agra­ var el efecto invernadero por la acumulación de dióxido de carbono en la atmósfera. Hay muchas clases de monómeros. Los tipos de función química que efectúa la unión entre las unidades monoméricas son también de muchas clases. El esqueleto de los polímeros puede ser una secuencia de enlaces entre átomos de carbono, como en los hidrocarburos; pe­ ro entre las unidades puede haber uniones de tipo éter, amida, éster, etc. Las cadenas laterales pueden ser, también, muy variadas. Los procesos de polimerización son de dos clases. En la polimeri­ zación por adición, el monómero tiene un doble enlace, sobre el que se adicionan otras moléculas del mismo monómero. En la polimeriza­ ción por condensación, en cambio, se produce una reacción en la cual se elimina una molécula, generalmente de agua. ¡48

’ .

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Adición:

_[C H X -C H 2- ] n* + C XH = C H 2 - -[C H X - C H 2]*(n+l) En esta fórmula, el asterisco indica un radical libre. Condensación:

O II

O II

H O O C -< 0 > -C O O H + [H 0 C H 2- C H 2- 0 - C ^ 0 > - C - 0 - ] n =>

O 11 ^

o 11

H 0 C -< Ó > -C 0 C H 2- C H 2- 0 - C - < 0 > - C - 0 - ] n + H 20

La mayoría de los monómeros son líquidos, mientras que los polí­ meros son sólidos, que a veces son solubles en el monómero. Esto se aprovecha en el proceso de polimerización “ masiva” ( bulk polymerization, en inglés), que actualmente se usa poco. Los procesos de polime­ rización generalmente comienzan por acción de un aditivo llamado “iniciador”, que origina el primer radical libre. Las reacciones de polimerización suelen ser exotérmicas, y se ha­ ce necesario eliminar el calor de reacción a medida que aparece, para que la reacción avance tranquilamente hasta el peso molecular desea­ do. La mayoría de los procesos de producción emplean suspensiones o emulsiones2 de gotitas del monómero en un medio acuoso que, a ve­ ces, lleva disuelto el iniciador. La polimerización ocurre en cada gotita por separado, y el medio acuoso se lleva el calor de reacción. El polí­ mero sólido se recupera luego de la dispersión, como polvo que se funde o se procesa mecánicamente de muchas maneras diferentes, se­ gún el uso y las características del polímero. El caso formalmente más sencillo es el polietileno (I): en él no exis­ ten cadenas laterales y el enlace es hidrocarburado, como su nombre lo indica, ya que el monómero que lo forma es el etileno. Se producen Polietilenos de alta y de baja densidad, que tienen usos distintos y se di­ ferencian molecularmente porque el primero tiene una estructura más ordenada y de moléculas más largas que el segundo.

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[-C H 2-C H 2- ]n I

[_C H C I-C H 2- ]n 2

[-C H X -C H 2- ]n 3

Uno de los polímeros más usados es el PVC, cloruro de polivinilo (2), que se obtiene por polimerización del monómero cloruro de vinilo. El PVC se usa en enormes cantidades, para fabricar desde envases de bebidas hasta cañerías para gas y agua. Los dos casos mencionados pertenecen a toda una serie de polimeros que obedecen a la fórmula general (3). Aquí X es muy variable: puede ser un grupo metilo, como en el polipropileno. En el poliestireno, es un grupo fenilo, -C^h^. El el polímero llamado “ PAN” — poliacrilonitrilo— X es el nitrilo, -C=N; el PAN se utiliza en muchos texti­ les, con la marca comercial “cashmilón”. En el material que se emplea como base de las pinturas “acrílicas” , X es el grupo -C O .O C 2H5. Y hay otros tipos más. En particular, hay polímeros en los que parte de los grupos laterales son ionizables: los polelectrolitos, a los que dedi­ caremos un párrafo especial más adelante. Un grupo especial dentro de estos tipos de estructuras está cons­ tituido por los compuestos del tipo I, 2, o 3, en los que los átomos de hidrógeno están sustituidos por flúor. El producto más conocido de esta familia es el teflón. Estos plásticos son especialmente resistentes al ataque químico. Son poco adherentes a otras sustancias y tienen propiedades de lubricación muy deseables. Uno de sus inconvenientes es su alto costo y su relación con los compuestos que afectan el ozo­ no estratosférico. Otro gran grupo de polímeros de diferentes aplicaciones son los poliésteres. En ellos, las unidades monoméricas son dos: una tiene dos grupos alcohol, y el otro es un ácido dicarboxílico. De éstos, el más importante es el ácido tereftálico, y el diol más sencillo — el etilenglicol— da el polietiltereftalato, PET, material del cual se hacen las cono­ cidas fibras de poliéster, una de los más importantes insumos de la in­ dustria textil. También las cintas magnéticas usadas para registro de audio, video y datos digitales tienen una base de poliéster sobre la que se adhiere una capa delgada de partículas magnéticas, de óxido férrico o dióxido de cromo.

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II II H O -C -
H _ II [C H 2-C H 2- 0 - C - - C - 0 - ] n

(4)

(5)

Dentro del grupo definido como poliésteres en forma general, un grupo singular está formado por los policarbonatos que, como su nombre lo indica, son ésteres del ácido carbónico. El más importante de estos materiales es el policarbonato de bis-fenol A, CH3 O I ' 11 [-O -
(6)

Este material es totalmente transparente, tiene una altísima resis­ tencia al impacto, y es incombustible. Además mantiene esas propieda­ des en un rango muy amplio de temperaturas. Se usa en muchas situa­ ciones muy exigidas, como para los cascos de los astronautas, las ven­ tanillas de aviones, y blindajes laminados a prueba de balas. Un grupo importante de polímeros es el formado por las poliamidas. Entre éstas, la más conocida es el nailon (derivado de la marca Nylon, de Du Pont) que en realidad no es un material sino toda una familia. Uno de los más conocidos es el nailon-6, cuya estructura mo­ lecular es (7). También hay poliamidas en las que se combina un ácido dibásico, como el ácido adípico, C O O H -(C H 2)4-C O O H , con la adipamina, NH2-(C H 2)4-N H 2, para dar el nailon 6,6 (8): O H II I ~ [C-(C H 2) 5-N -] n

(7) ■■rñw-

. '¡i.s»s»'

m

O O H H II II I I ~ [C-(C H 2)4- C - N - (C H 2)4- N -] n

(8)

Obtenido el polímero, se procede a darle la forma deseada. Para ello, se agregan a la materia prima algunos aditivos para modificar las propiedades, como plastificantes, materiales inertes, etc.; luego se les 151

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da forma por métodos similares a los usados para el trabajado de los metales: laminado y extrusión para los semiterminados; moldeado por inyección, en moldes mantenidos a temperatura relativamente elevada, para obtener formas terminadas. Elastómeros El caucho, producido a partir de la savia de varias plantas tropica­ les, es el ejemplo natural de la gran clase de los elastómeros, materia­ les poliméricos de comportamiento elástico. Todos los elastómeros son el resultado de la polimerización de derivados del butadieno, u otros compuestos de estructura similar, que es la siguiente: X Y X Y I I I I C H 2= C-C= CH 2 -» [-C H 2-C = C -C H 2-]n (9) El monómero del caucho natural es el isopreno, C 5H8. En el isopreno, X es el grupo metilo, C H 3, e Y es hidrógeno. En otros elastó­ meros, X puede ser cloro (neopreno); X e Y pueden ambos ser meti­ los (dimetilbutadieno, Buna). En buena medida, las propiedades de los elastómeros dependen de la configuración espacial de los dos carbonos entre los cuales se esta­ blece la doble ligadura. En efecto, para lograr el comportamiento elás­ tico, los dos sustituyentes (X e Y) deben estar en posición relativa cis. También existen elastómeros, como ciertos copolímeros entre el polietileno y el polipropileno, que no tienen el doble enlace, pero sí la configuración espacial semejante a la del poliisopreno, que es el cau­ cho natural. En cuanto a la forma física en que se los obtiene, la riqueza de apli­ caciones de los polímeros reside justamente en la enorme variedad de materiales diferentes que se pueden sintetizar. De hecho, es posible di­ señar materiales poliméricos con combinaciones de propiedades casi arbitrarias, dentro de rangos notablemente amplios. Así, existen plásti­ cos duros y blandos, elásticos o rígidos, compactos o esponjosos, frá­ giles y flexibles, opacos o transparentes, de cualquier color, que se ablandan o no por el calor, químicamente muy inertes y resistentes a casi cualquier agente corrosivo, oxidante, reductor, ácido o básico; o químicamente activos, con grupos funcionales ácidos o básicos débiles 152

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o fuertes, adhesivos o lubricantes. Aún se encuentra en su fase experi­

mental un material que combina la dureza del vidrio con la elasticidad ¿e los elastómeros, en una estructura derivada de la de las siliconas. Los plásticos actualmente en uso son aislantes eléctricos. Esta limita­ ción va también desapareciendo ya que se está trabajando en el desa­ rrollo de plásticos conductores de la electricidad, y actualmente exis­ ten transistores y dispositivos optoelectrónicos de plástico. Se los pue­ de laminar o extrudar en forma de láminas de pocos micrones de es­ pesor, u obtener fibras de longitud indefinida y de espesor mucho me­ nor que el de un cabello. Los materiales termoplásticos se ablandan por efectos del calor, y pueden ser producidos en formas casi arbitrarias. Entre esas formas se destacan las fibras y los films, que se obtienen por extrudado y por la­ minado, como en el caso de los metales. Se forman así las fibras texti­ les, que han tendido a reemplazar en buena medida a todas las de ori­ gen animal y vegetal, como la lana, el algodón y la seda. En cuanto al impacto económico que dicho reemplazo tuvo sobre los países productores de estas fibras, se puede decir que fue ambiguo. Por un lado, las fibras naturales fueron perdiendo parte de su impor­ tancia fundamental para la economía de grandes regiones del mundo. Recordemos que el norte de nuestro país, el sur de los EE.UU., Egipto, amplias regiones del Asia Central y otras regiones vieron en el algodón la fuente original de su riqueza, mientras que nuestra Patagonia, así co­ mo Australia, Escocia y otras zonas crecieron en parte gracias a la pro­ ducción de lana. Y la seda fue uno de los artículos más importantes del comercio entre Oriente y Occidente después de la Edad Media. Ade­ más, dado el enorme crecimiento de la población mundial, la produc­ ción de textiles naturales no hubiera sido suficiente, y el exceso de de­ manda hubiera conducido a problemas ecológicos aún más graves que los que se observan en la actualidad. Espumas Una de las aplicaciones de los polímeros es como aislantes térmi­ cos y eléctricos. Para esos usos se utilizan materiales polimerizados en forma de espuma, de muy baja densidad. Los materiales más emplea­ dos son el poliestireno y el poliuretano expandido, ambos de gran apli­ cación como aislantes en la industria de las construcciones civiles y co153

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mo materiales de embalaje. Hay espumas rígidas y otras elásticas. Éstas se usan en los colcho­ nes y acolchados de asientos. Los poliuretanos contienen el grupo carbamato, -N H -C O -O -, y tienen la fórmula general siguiente (10 u II) : O H H O II I I II [-R -O -C -N -R ’- N - C - O - ] n

’ *'

Hones de toneladas por año sin que las sociedades tengan una solución

para su disposición final (salvo quemarlos, lo cual ocasiona otro tipo ¿e contaminación). Las soluciones a este dilema son las mismas que para los demás tipos de residuos: el reciclado es una de ellas. La otra, e| evitar los excesos en el empleo de embalajes. Plásticos biodegradables

10 Este problema, el de la acumulación de residuos químicamente muy estables, ha conducido a un esfuerzo de desarrollo tendiente a encon­

OH O H H II I II I I [- R - 0 - C - N - R ’- 0 - C - N - R ”- N - ]n

11

Las espumas se fabrican produciendo una emulsión de aíre en el mo­ nómero, y polimerizando esta emulsión. La espuma se puede vender ya formada y rígida, pero sobre todo en el caso del poliuretano se comer­ cializa la emulsión en forma de aerosol, que se inyecta en los espacios que se quieren rellenar con la espuma, polimerizada, entonces, in situ. Películas delgadas Los films de materiales poliméricos se usan en gran escala para em­ balaje, sobre todo de alimentos: se trata de una de las aplicaciones más conspicuas, ya que casi todos los alimentos que se venden al peso en los supermercados del mundo se envuelven en esas películas plásticas transparentes. Para que sean adecuadas para envoltorios de alimentos, es importante que los films sean poco permeables al aire, al vapor de agua y a otros gases. Una cierta proporción de los films son de polietileno. Otros materiales usados son el cloruro de polivinilideno o el PAN. Casi nunca son de nailon, material demasiado costoso para esos fines, aunque vulgarmente se suele llamar a casi cualquier plástico con ese nombre. Las bolsas de compras y de residuos son también muy co­ nocidos artículos de este tipo, generalmente de polietileno. La gran cantidad de materiales plásticos usados como embalajes y como decoración de artículos para su venta, contribuyen en buena medida a agravar el problema de la contaminación ambiental, pues son materiales no degradables biológicamente, y que se acumulan en m¡154

trar materiales similares a los polímeros conocidos en sus propiedades, pero que sean biodegradables: es decir, que existan procesos bacteria­ nos u otros que puedan destruirlos. Este esfuerzo obtuvo algunos éxi­ tos. Se ha producido, por ejemplo, una proteína biodegradable que sir­ ve para moldear objetos de uso, aunque los “ plásticos biodegradables” aún estén lejos de poder competir económicamente con los polímeros comúnmente usados. Resinas termoendurecidas Además de los materiales termoplásticos, existen otros plásticos que no son fusibles ni moldeables, y que se polimerizan en las formas que deban tener para los usos a que están destinados. Entre éstos, se cuentan las resinas a base de formaldehído: los acetales, las resinas fenólicas y las resinas a base de urea o de melamina. Muchos de estos materiales se utilizan como adhesivos, uniendo en­ tre sí los componentes de materiales compuestos, como las maderas terciadas y aglomeradas, y los moldes de arena para fundición. Siliconas Todos los materiales poliméricos que hemos mencionado hasta ahora se basan en un esqueleto molecular formado por átomos de carbono, eventualmente interrumpidos por otros de oxígeno o nitró­ geno. Pero existe otro grupo de materiales poliméricos en los que el esqueleto está formado por átomos de silicio y oxígeno alternadamen­ te. Son las siliconas, cuya fórmula general es: 155

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í- O—Si—O—]n I Y

(12)

X e Y pueden ser metilos, hidrógeno u otros grupos orgánicos más complejos. Según el tamaño de las moléculas (es decir, los sustituyentes y el valor de n) estos materiales son líquidos, geles o sólidos. Son químicamente muy estables y biológicamente inertes. Entre sus nume­ rosos usos se destacan las aplicaciones médicas. Se usan para ciertos tipos de lentes de contacto y como implantes, para simular tejidos or­ gánicos. Recientemente su uso está siendo cuestionado, porque se po­ ne en duda su inocuidad total para los tejidos que los deben hospedar.

5. M ateriales co m p u e sto s Esta designación abarca todo un grupo de materiales que se logran combinando entre sí más de un tipo de sustancia. Esta definición en principio no es demasiado impresionante. Sin embargo, los materiales compuestos cumplen un papel creciente, sobre todo en diversas apli­ caciones estructurales. Si bien técnicamente la madera es un material compuesto de fibras de celulosa impregnadas de lignina como material de unión, el más an­ tiguo y conocido de los materiales compuestos artificiales es el hormi­ gón armado. Aquí se combinan tres tipos diferentes de materiales en una forma que permite aprovechar las propiedades ventajosas de todos ellos: el cemento, la piedra y el hie­ rro. El cemento soporta bien los es­ fuerzos de compresión pero no los de tensión: el hierro los soporta a ambos, pero usarlo solo es demasia­ do pesado y caro: la combinación es perfecta. Los cantos rodados sirven de carga sin disminuir la resistencia del conjunto.

Aun en el hormigón armado hay innovaciones, sin embargo. El hormigón pretensado mejora aún más el comportamiento mecánico de las vigas. Para producirlo, las varillas de hierro son sometidas a ten­ sión, mientras el cemento fragua a su alrededor, en una estructura so­ metida a la compresión. El resultado son vigas de mayor resistencia que las normales. Otro ejemplo conocido de material compuesto se encuentra en las cubiertas de los automotores, que se hacen de elastómeros reforza­ dos con telas de nailon o de acero. Un material compuesto, en general consiste de dos fases: una conti­ nua, la matriz, y una discontinua, el refuerzo o relleno. Los compuestos son de dos tipos: en el primero, el refuerzo es un material noble, tenaz y rígido, y la matriz transmite las tensiones entre los elementos del re­ fuerzo. Éstos son los materiales compuestos de más alta performance. En el segundo, la matriz misma tiene propiedades deseables que el re­ fuerzo adiciona con otras propiedades también deseables. En este gru­ po se clasifican la mayoría de los “ plásticos reforzados”. Los materiales de refuerzo frecuentemente son fibrosos. En tal ca­ so, pueden estar distribuidos al azar en la masa de la matriz, en cuan­ to a su orientación, o pueden estar ordenados en una o dos dimensio­ nes. Su naturaleza es muy variable: pueden ser fibras de materiales inorgánicos (sílica, vidrio, alúmina, boro, nitruro de boro, tungsteno u otros metales, nitruro o carburo de silicio). También pueden ser ma­ teriales fibrosos poliméricos (PAN y nailon). Varios de estos materiales compuestos tienen propiedades mecáni­ cas excepcionales, comparables con las de muchos metales que se usan en aplicaciones estructurales. Algunas componentes estructura­ les de aviones livianos comienzan a hacerse con estos materiales, y aunque aún su costo es excesivo en comparación con los materiales de construcción más habituales, su peso mucho menor hace que co­ miencen a ser utilizados en vigas compuestas en algunos edificios. Otro de los tipos de materiales compuestos muy difundidos son los plásticos reforzados” . El poliestireno se mezcla con fibras de vidrio de longitud variable antes de que termine de polimerizar. El compues­ to resultante tiene una resistencia al impacto mucho mayor que el poÜestireno solo, lo que permite su uso en cascos de barcos de tamaño relativamente pequeño, en partes de carrocerías de vehículos terres­ tres, y en tanques de almacenaje de líquidos. 157

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Si en lugar de fibras de vidrio cortas y colocadas en todas las direc­ ciones se usan fibras largas extendidas en una misma dirección, se ob­ tienen materiales compuestos con marcada diferencia en sus propie­ dades según la dirección, fenómeno que se conoce como anisotropía. Estos compuestos se utilizan frecuentemente en artículos que requie­ ren una flexibilidad unida a una resistencia a quebrarse, imposibles de obtener de otra manera. Así se obtienen varillas que se usan como sostén estructural en ciertos aviones, y también en artículos de uso deportivo, cañas de pescar, arcos, garrochas, raquetas, esquíes, etc. Las fibras usadas en estos artículos son de vidrio, o de carbono o grafito, que dan resultados aún mejores. Tales fibras son filamentos delgados obtenidos por carbonización de ciertos polímeros fibrosos bajo estado de tensión, con lo cual se obtiene una fibra de enorme re­ sistencia a la tracción, en relación con su sección. Esta resistencia, por milímetro cuadrado de sección, supera la de los aceros más tenaces. Un tipo diferente de materiales compuestos es el de los cermets en los que se combinan fibras metálicas con una matriz cerámica para lo­ grar materiales de propiedades que no se pueden lograr de otros mo­ dos. Una de estas propiedades es la resistencia mecánica a altas tem­ peraturas, ya que los materiales de refuerzo usados son generalmente cerámicos de muy altos puntos de fusión, como carburo de silicio, alú­ mina, nitruro de boro, boro, etcétera. En una estructura de cermet inverso, el aluminio se puede reforzar con fibras de carburo de silicio, de grafito o de alúmina. En el primer caso, adquiere una resistencia mecánica similar a la del acero. En el se­ gundo, prácticamente no se dilata con el calor. Las fibras de alúmina le confieren una gran resistencia al desgaste. Un caso singular de materiales compuestos son las espumas, que merecieron un apartado especial en este capítulo. En ellas, una de las fases es gaseosa.

6 . O tro s m a te ria le s Además de los tres grandes grupos de materiales que hemos des­ crito en las páginas que anteceden, existen varios otros grupos que no caben en ninguno de ellos. Sin embargo, algunos son muy característi­ cos de la tecnología de nuestro tiempo. 158

Semiconductores |_a base de toda la industria informática son los chips, pequeños tro­ zos de semiconductores sobre los que se construyen los circuitos in­ tegrados. Para los usos más corrientes, el material de base de estos circuitos es el silicio. Para ciertos usos especiales, como cuando la al­ ta velocidad del funcionamiento de los circuitos integrados (“ C I”) es esencial, se han desarrollado otros semiconductores, más exóticos, entre los que se destaca el arseniuro de galio. Todo la tecnología de los CI se basa en la propiedad del silicio de ser semiconductor. No vamos a tratar aquí las propiedades de los se­ miconductores, ni la estructura de un transistor. Un breve resumen de este tema se encuentra en el capítulo 14, Electrónica. Como se explica allí, es posible formar los dispositivos elementales de los cuales se construyen los circuitos electrónicos, mediante ataques selectivos y depósitos igualmente localizados de la superficie pulida de una placa (wafer) de silicio. La formación de un CI generalmente abarca numerosas operaciones que afectan la superficie del silicio: oxidaciones superficiales, bombardeo de la superficie con iones acelerados que pe­ netran en la capa superficial modificando sus propiedades, depósito quí­ mico de sustancias que transforman a ciertos sitios de la superficie en conductores, aislantes o semiconductores de tipo p o n . Estos ataques selectivos se realizan a través de máscaras que apantallan las zonas don­ de no se desea que el agente dado actúe. Los avances de esta tecnología se basan en gran medida en la miniaturización cada vez más extrema de los dispositivos. El tamaño último de los mismos (transistores, resistencias, etc. que se formarán sobre la superficie del silicio) depende únicamente del espesor de los trazos que se puede lograr imprimir sobre la superficie del silicio. Una técnica cla­ ve es, por lo tanto, la confección de las máscaras respectivas. Estas se hacen por procesos de fotograbado. El material de la más­ cara se recubre de una sustancia sensible a la luz, se dibujan los trazos que se quiere grabar (por supuesto mecánicamente y mediante guía de una computadora), se insolubiliza la sustancia sensible por efecto de una irradiación y se retira químicamente el material no atacado. El éxi­ to de la máscara depende de la precisión con que se puede lograr to­ do esto, y en la actualidad se ha llegado a una miniaturización tal, que es la longitud de onda de la luz empleada para el proceso fotolítico la 159

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que determina el tamaño mínimo que pueden llegar a tener los tran­ sistores, y por lo tanto, la densidad del empaquetamiento de los com­ ponentes del circuito. Cada transistor puede así tener un ancho de una fracción de milésima de milímetro. De ese modo se ha logrado empaquetar varios millones de componentes de circuito en unos pocos centímetros cuadrados de chip. Adhesivos Los materiales adhesivos desempeñan un papel importante en mu­ chas industrias, aunque no forman un grupo de substancias definido ni tienen una definición muy precisa. Se definen, pragmáticamente, como “ sustancias capaces de mantener unidos materiales diferentes por unión superficial” . Son de muchos tipos: ya hemos mencionado las resinas fenólicas y melamínicas, usadas en la fabricación de compuestos de madera. Ade­ más existen las resinas tipo “ epoxi” , las colas vinílicas, los adhesivos de contacto, y ciertas sustancias especiales, como el cianoacrilato de me­ tilo (13) o de etilo, que es un líquido muy fluido, y que polímeriza es­ pontáneamente y de modo casi instantáneo, es decir, sin necesidad de catalizador, cuando se aplica en una capa delgada. C=N CH-> = C - C - O - C H i

cieS internas de los motores, los textiles, y cualquier otra superficie. Las sustancias que tienen esa propiedad se adhieren a las partículas de su­ ciedad más fuertemente de lo que éstas lo hacen a la superficie que se

va a limpiar, y producen con el agua una suspensión que a menudo es coloidal, es decir, de partículas de unos pocos micrones de diámetro. Desde la antigüedad se conocen las propiedades detergentes del jabón, que se podía fabricar con medios primitivos, calentando grasa animal o aceites con cenizas. También se conocen las saponinas, sustancias de origen vegetal que también se usan como detergentes naturales. Las moléculas de esas sustancias tienen una estructura común: uno de sus extremos interactúa fuertemente con las moléculas del agua: se lo llama “ hidrofílico” . Se puede decir que ese extremo es fácilmente soluble en agua. El otro extremo rechaza el agua y, en cambio, tiende a disolverse en hidrocarburos, grasas y otras sustancias que no se combinan con el agua. Ese es el extremo “ hidrofóbico” . En el caso del jabón, se trata de un ácido graso, con una cadena de dieciocho a veinte átomos de carbono (cadena hidrofóbica), y con un ión carboxilo en una punta (grupo hidrofílico). Los detergentes sintéticos imitan esta estructura, pero son sales de ácidos más fuertes (derivados del ácido sulfúrico) y sus grupos hidrofílicos no tienen la propiedad de descomponerse en medio ácido. Hay varios grupos de detergentes, ya que el grupo hidrofílico puede ser de variada naturaleza: ácido, básico o neutro.

( 13) Polielectrolitos, membranas y resinas de intercambio iónico

Detergentes Los detergentes son sustancias que actúan sobre la tensión superfi­ cial de las soluciones acuosas, y se usan para hacer el agua “ más moja­ da” : que el agua moje más fácilmente una superficie, o que se introduz­ ca en los intersticios entre dos sólidos, como, en especial, una partícu­ la de suciedad y un textil o un plato. Algunas veces, esta propiedad se acompaña con la producción de espuma, pero esto no es necesario ni deseable, salvo cuando la espuma misma es el sistema que se procura crear. Los detergentes sirven para despegar las grasas y otros tipos de suciedad de otros cuerpos: desde el cuerpo humano, hasta las superfi­ no

En una serie de importantes aplicaciones en la tecnología química se usan materiales que reúnen en sí propiedades aparentemente con­ tradictorias. Si en una resina basada en un acrilato de metilo, se pro­ duce una hidrólisis parcial, que transforme algunos de los grupos esterificados en ácidos carboxílicos -CO.OH, se obtiene un polímero con propiedades ácidas y con cierta afinidad por las soluciones acuosas. Si­ milarmente, se puede lograr insertar grupos básicos, -NH- ó -NH2 en una estructura polimérica. Estos polímeros pueden entrar en reacciones de intercambio iónico con soluciones que se ponen en contacto con ellas. Particularmente las resinas ácidas pueden intercambiar iones: extraen así cationes de la so­ lución y los reemplazan por iones H+; similarmente, las resinas básicas 161

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extraen aniones. Así se puede purificar agua por deionización. Polímeros conductores Si bien la enorme mayoría de los materiales poliméricos son aíslantes eléctricos, y la aislación de conductores es una de sus aplicaciones corrientes, existen ciertos polímeros que conducen la electricidad porque poseen largos sistemas de dobles enlaces conjugados a lo largo de los cuales los electrones se mueven casi libremente. Son siste­ mas producidos por polimerización de acetileno, anilina, pirrol, tiofeno, etcétera (fórmulas 14, 15 y 16) [- CH = CH - CH = CH - ] CH - C H II II [~ c ^

poliacetileno

(14)

politiofeno

(15)

polianilina

(16)

S H

H

[- N - - ] n

La conductividad eléctrica de estos compuestos depende de la lon­ gitud de las cadenas y de la orientación de las mismas. En principio es posible lograr semiconductores con ellos, y existe la posibilidad cierta de fabricar “chips” plásticos. Más remota aunque muy real es la posi­ bilidad de fabricar en un futuro no muy remoto, dispositivos semicon­ ductores biológicos, con sustancias como la rodopsina, relacionada a un pigmento fotosensible que se encuentra en la retina. Abrasivos y “ metales duros” La dureza es una propiedad algo difícil de definir exactamente, pe­ ro que por lo general se asocia con la facultad de rayar o pulir una su­ perficie de otro material. Si A raya la superficie de B, se dice que es más duro. Desde antiguo, se valoraron los objetos pulidos o bruñidos. Para que una superficie sea brillante como la de un espejo, no debe te­ ner rayaduras más gruesas que una fracción de la longitud de onda de 162

|UZ o sea una fracción de milésima de milímetro. Para pulir una su­ perficie áspera, se la trata con un polvo de un material más duro que P kase a pU|jr. Poco a poco se van desgastando y reduciendo las aspe­ rezas repitiendo el tratamiento con polvos cada vez más finos del ma­ terial duro, “abrasivo”. Si la finura del abrasivo llega a un nivel suficiense pUede lograr un acabado como el de un espejo o de una lente. Para cortar un objeto, sea mediante una sierra o una herramienta de torno, también se presenta el problema de las durezas relativas de los objetos en contacto: la herramienta debe ser más dura que el ob­ jeto trabajado. A medida que se desarrollaron aceros más duros, las herramientas para trabajarlos también debieron evolucionar. En la ac­ tualidad se usan herramientas de materiales más duros que cualquiera de los que existen en la naturaleza, con la excepción del diamante, que sigue siendo el material más duro de todos. El diamante es carbono puro, con una estructura cristalina en la que los átomos forman una red ilimitada de enlaces tetragonales. De tal ma­ nera, un diamante perfecto es una sola molécula gigantesca. Esta es la estructura que los abrasivos modernos tratan de imitar. Un ejemplo es el nitruro de boro, del que ya hemos hablado brevemente. En las herramientas para cortar materiales duros, como los cerámi­ cos, se suelen recubrir las superficies cortantes con polvo de estos ma­ teriales “superduros”. Para eso se usa, por ejemplo, el diamante sintéti­ co, que se obtiene en forma pulverulenta por procesos de carbonización de ciertos materiales bajo presiones y temperaturas elevadas. Muchos de los materiales más duros que se conocen son carburos metálicos. El más conocido y usado es el de tungsteno, y las mechas y herramientas de corte de ese material son muy comunes. A veces se conoce este material por el término “Widia” (Wie Diamant: “como diamante", en alemán), que era su marca de fábrica original. Otro tipo de procedimiento que se suele usar para lograr dureza su­ perficial en ciertas piezas es darles un tratamiento en el cual se forma so­ bre la pieza una delgada película de carburo o nitruro del mismo metal. Los tratamientos superficiales con fines variados no son una nove­ dad tecnológica, ya que los tratamientos de protección superficial se conocen desde hace varias generaciones. Algunas veces, las superficies de los cuerpos tienen propiedades que se diferencian netamente de las de la masa del mismo material. Por ejem­ plo: el aluminio es fácilmente corroíble, y su óxido es químicamente mu-

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cho más estable que el metal. Sin embargo, una superficie de metal recién expuesta se recubre de inmediato de una capa muy delgada de óxido, que protege el metal subyacente de que continúe el ataque del oxígeno del ambiente. Si se quiere aumentar el espesor de esa capa, se somete el alu­ minio a un tratamiento electrolítico de anodizado. La industria de los tratamientos superficiales electrolíticos (croma­ do, niquelado, etc.) para dar a los materiales una superficie más resis­ tente o de mejor aspecto, es muy conocida. Los metales más usados para esos recubrimientos son el níquel, el cromo, la plata y el oro. También se logra depositar metales sobre superficies que no son conductoras, mediante un tratamiento químico previo que permite lo­ grar una superficie conductora, con una delgadísima película de carbón o de paladio depositada sobre el objeto, de plástico o de cerámica. És­ te es el proceso llamado “galvanoplastia” . Pero no todos los tratamientos superficiales son electrolíticos. El hierro galvanizado se produce sumergiendo el material — generalmen­ te chapa o alambre— en un baño de zinc fundido, que se adhiere a la superficie si ésta está bien limpia. También el cadmio se usa con este fin. Ciertos depósitos de níquel igualmente se logran mediante una re­ ducción química de sales de níquel. Materiales porosos Los sólidos porosos tienen numerosas aplicaciones, sea como fil­ tros, soportes de otras sustancias, adsorbentes, etc. Lo característico de esos materiales es que tienen una superficie mucho mayor que la que deriva de su forma geométrica. De ese modo, gran parte de las moléculas de que se componen están en o cerca de la superficie, y son accesibles a sustancias que vienen de otras fases, gaseosas o líquidas, que se ponen en contacto con los poros del sólido. Se usan como soportes para catalizadores, para enzimas en reac­ ciones de fermentación, para células vivas en numerosos procesos biotecnológicos, como adsorbentes de sustancias. Cierta técnica utiliza membranas con microporos como molde pa­ ra la deposición o la síntesis ordenada de moléculas de varios tipos, especialmente plásticos conductores de la electricidad. Hay varios métodos para obtener materiales con poros de distintos tamaños, abiertos o cerrados, canales derechos o ramificados, etc.

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L)n grupo grande de materiales porosos se hace por sinterización de polvos con la granulometría adecuada como para que los espacios entre ellos tengan las características deseadas. Así se producen las ce­ rámicas, y algunos metales, como el níquel y el bronce porosos. Uno de los usos de los metales porosos es como placas dispersoras de ga­ ses (por ejemplo en los reactores de lecho fluido. Ver capítulo 10). Se logran obtener sólidos porosos para ciertos usos especiales, creando defectos puntuales por irradiación de la superficie, y hacien­ do actuar un agente corrosivo a partir de esos defectos. Así se obtie­ nen materiales con poros de tamaño muy pequeño estrechamente controlados, y de tamaños moleculares. Films delgados En numerosas aplicaciones, se usan películas muy delgadas de ma­ teriales varios, depositados sobre una superficie de composición dife­ rente llamada substrato. Ejemplos de esto son: recubrimientos protec­ tores, capas de semiconductores de diferente composición, capas con­ ductoras depositadas sobre aislantes o semiconductores, celdas fotovoltaicas, dispositivos láser semiconductores, o dispositivos supercon­ ductores. A veces estas películas tienen pocos planos atómicos de es­ pesor, y tienen interés, tanto teórico como tecnológico por poseer propiedades diferentes de las del material en masa. Estas películas se forman por varios métodos, varios de los cuales parten de compuestos gaseosos del material que se desea depositar, o de gases que lo arrastran. En el método CVD (chemical vapour deposition) el compuesto se descompone sobre la superficie, y algún produc­ to de descomposición se deposita sobre ella. A veces las capas sucesi­ vas del material se depositan siguiendo la disposición atómica del subs­ trato. Este proceso se llama de crecimiento epitaxial. Las aplicaciones de los dispositivos de películas delgadas aumentan continuamente. Se usan en los circuitos integrados, las celdas fotovoltaicas, los sensores químicos, recubrimientos ópticos, lasers, películas protectoras de diamante, con la dureza de éste. Es probable que la tecnología de las computadoras basadas en dispositivos superconduc­ tores se base en este tipo de dispositivos.

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Los “ materiales inteligentes” Este título abarca varios tipos de materiales cuyas aplicaciones son aún marginales, pero que pueden adquirir importancia creciente en e| futuro. Además de estructuras materiales compuestas verdaderamente exóticas que incorporan como componentes cristales piezoeléctrieos o magnetostrictivos junto con sensores eléctricos o magnéticos y fibras ópticas — y que serán algún día capaces de alertar sobre esfuer­ zos excesivos, fenómenos de corrosión o deformaciones debidas a causas determinadas— existen ya las aleaciones con “ memoria de for­ ma” . Estos metales — generalmente se trata de aleaciones ds níquel y titanio, que poseen la estructura llamada “ martensítica”— pueden ser deformados plásticamente por encima de una cierta temperatura que depende de la composición, pero que puede fácilmente estar en el ran­ go de las temperaturas ambientes. Cuando se los enfría por debajo de esa temperatura, en cambio retoman su forma original, ejerciendo al hacerlo una considerable fuerza mecánica. Las aplicaciones de todos estos materiales son aún tan exóticas como los materiales mismos, pe­ ro dan amplio campo de acción a la creatividad de los inventores. Otros materiales novedosos incluyen un grupo de fluidos electrorreológicos, cuya viscosidad aumenta de varios órdenes de magnitud cuando se les aplica un campo eléctrico. Es probable que muchos de estos materiales encuentren aplicaciones importantes en el desarrollo de “ prótesis inteligentes”. Catalizadores Ver Capítulo 10, Tecnología química.

Notas 1. El proceso químico es complejo. En realidad, el reductor que reacciona con el mineral de hierro no es el carbono mismo, sino el monóxido de carbo­ no, formado por reacción con el aire inyectado. No hay aquí espacio para de­ talles... 2. La diferencia entre ambas estriba en el tamaño de las gotitas: en una sus­ pensión son de una fracción de milímetro; en la emulsión son microscópicas. 166

I El trabajo de P ro m e te o La primera fuente de energía utilizada por el hombre, que no deri­ vara directamente de la fuerza de sus músculos ni de los elementos na­ turales sin intermediarios técnicos, fue el fuego, domesticado en épo­ cas remotas a través de los instrumentos para producirlo a voluntad: el torno de madera, en el que se lograba calentar por rozamiento dos maderas hasta que se lograba inflamar a una de ellas; y la yesca y el pe­ dernal. Luego fue la fuerza muscular de los animales, usados como medios de transporte, y más tarde, como motores para actuar bombas y mo­ linos. Seguramente, en esa etapa ya se conocían también algunos me­ dios para aprovechar mejor las fuerzas de la naturaleza: el viento, el sol y las corrientes de agua. Así como las primeras civilizaciones urbanas explotaron los gran­ des ríos como fuente de riego, todas ellas también usaron la energía hidráulica como fuente confiable y permanente de energía mecánica. Y los chinos usaron gas natural como combustible 1000 años antes de Cristo. Un gran avance fue el descubrimiento de ciertas máquinas simples, que aún forman parte del inventario de operaciones elementales, co­ mo la rueda, la palanca, la vela, el tornillo y la polea, base de gran nú­ mero de aparatos que multiplican la fuerza aplicada a ellos por un bra­ zo de palanca adecuado. Algunos de estos aparatos se atribuyen al in­ geniero siracusano Arquímedes, aunque no es tan seguro que tuvieran un inventor con nombre y apellido. Dicho sea de paso, al mismo A r­ químedes también se le atribuye la precaución de no haber hecho nun­ ca notas ni apuntes, para evitar que éstas cayeran en manos que hicie­ ran un uso indebido de sus invenciones. Si bien la energía eólica se usó desde muy temprano como fuerza

L

w

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motriz en los barcos de vela que surcaron las vías navegables des
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La energía mecánica derivada del fuego a través del vapor tuvo su máximo desarrollo a comienzos del siglo X X , en que los barcos y los ferrocarriles surcaban mares y continentes. Las fábricas tenían plantas motrices propias, en las que grandes máquinas de vapor movían lar­ gos ejes mediante correas de transmisión de la fuerza a las máquinas Individuales. Ese sistema colectivo de potencia en paralelo se puede c o m p a r a r con los usos de la actualidad, en los que cada máquina es­ tá movida por su propio motor eléctrico. El tiempo del auge de la má­ quina de vapor fue también el momento de máxima expansión de la minería del carbón. Y marcó uno de los máximos relativos de la, con­ taminación ambiental, ya que el uso intensivo del carbón como com­ bustible tiene esa consecuencia, si no se toman los recaudos necesa­ rios para que las impurezas sulfurosas que el carbón de piedra con­ tiene no lleguen a la atmósfera y se precipiten al suelo como ácido sulfúrico junto con la lluvia. El carbón de piedra se puede “ destilar”. Si se lo calienta, desprende gases y vapores combustibles, y deja un residuo que es una rica fuente de sustancias orgánicas aromáticas. Tratado al rojo con vapor de agua, pro­ duce una mezcla de monóxido de carbono con hidrógeno llamado “gas de agua”. Tanto el gas obtenido por destilación como el gas de agua fue­ ron ampliamente usados hace un siglo como fuente de calor en los do­ micilios y como fuente de iluminación urbana. Al mismo tiempo que se producía el apogeo de la máquina de va­ por, comenzó también el desarrollo de los motores de combustión in­ terna. Junto con ellos se produjo el comienzo de la “ era del petróleo” como fuente fósil de energía, cuyo uso se fue haciendo cada vez más universal. Por la misma época, Siemens y Edison desarrollaron también las máquinas de generación de energía eléctrica, cuyo suministro se fue generalizando. A diferencia de la energía mecánica, que debía generar­ se in situ, la corriente eléctrica podía distribuirse a larga distancia de las fuentes de generación, a costos razonables. La empresa General Electric nació en 1880, cuando Edison dedicó sus primeros esfuerzos a crear la industria de la generación eléctrica y su explotación. Algunas de las consecuencias geopolíticas de estos desarrollos son muy evidentes. El carbón existe en gran abundancia, tanto en Europa co­ mo en los EE.UU. El petróleo, en cambio, se encuentra en otras zonas del globo: especialmente bajo los poco poblados desiertos del Oriente Medio. Con la creciente dependencia de los países desarrollados de su 169

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suministro, éstos adquirieron una enorme importancia estratégica y económica. Sin embargo, no se debe olvidar que los EE.UU. mismos tienen enormes reservas de petróleo, y son el primer productor mundial de crudo, o podrían serlo si no prefiriesen explotar los yacimientos en otras partes del mundo por razones estratégicas. Además, la tecnología de ex­ plotación de yacimientos cada vez más inaccesibles está progresando rá­ pidamente, como veremos en la sección dedicada a ese tema. El consumo de energía en todas sus formas ha sufrido un aumento constante desde los orígenes. El valor calórico de la alimentación mí­ nima de una persona es de unas 2500 kcal/día. Se puede estimar que el hombre paleolítico consumía unas 5000 kcal/ día. En el neolítico, es­ te consumo aumenta a unas 12000 kcal/día, para llegar paulatinamen­ te a 27000 kcal/día en la Edad Media. En el último tercio del siglo X IX , en Europa, en plena era industrial, el consumo había subido a unas 70000 kcal/día. Los niveles actuales, en los EE.UU. llegan a cerca de 250000 kcal/día. El consumo energético máximo actual es cien veces superior a lo que necesitamos incorporar para mantener en funciona­ miento nuestra maquinaria biológica.1 KcalVdía/persona 250.000

200.000 150.000

100.000 50.000

0 Vital Paleolítico Neolítico

S. XIII Época histórica

S .XIX Actual

Aumento del consumo energético en la historia

2. ¿En erg ía = electricid ad ?

La eléctrica es la principal fuente de energía directamente usada por muchos seres humanos, salvo los habitantes de gran parte del 170

undo subdesarrollado. Se puede estimar que el 40% de la población

tiene acceso a redes de distribución de energía eléctrica. El c o n s u m o de esta forma de energía se ha convertido en uno de los ín­ dices para medir el desarrollo de un país o una región. La energía eléctrica tiene todas las ventajas imaginables. Es una for­ ma de energía limpia, sobre todo en el consumo; es sumamente versá­ til ya que se puede fácilmente convertir en cualquier otra forma de energía, sea ésta mecánica, térmica o química; es relativamente fácil de transportar sobre largas distancias, aunque con ciertas pérdidas, y a cos­ tos que inciden en su precio final. En cambio no es muy fácil de almace­ nar en grandes cantidades, ni de transportar en pequeñas unidades. Es posible generar energía eléctrica de muchas maneras, y la diver­ sidad energética actual está en la multiplicidad de formas de genera­ ción de la energía eléctrica más que en su uso. El grueso de la energía eléctrica mundial — aproximadamente el 60% en los países desarrollados— se genera en plantas termoeléctri­ cas: es decir, generadores que son movidos por energía mecánica pro­ veniente de la transformación del calor obtenido por combustión. La mayoría de los combustibles son fósiles, es decir, constituyen fuentes no renovables de energía. En América Latina, en cambio, los dos ter­ cios de la generación es de origen hidroeléctrico.2 Es interesante observar cómo cada una de las fuentes de energía masivamente usadas por la humanidad tuvieron un ciclo de ascenso, un apogeo y un descenso relativo. Hemos visto que el primer combusti­ ble usado fue la leña, que está en constante descenso desde la Edad Media, aunque es aún el principal combustible de uso directo en mu­ chas zonas del mundo subdesarrollado, con todas las consecuencias ecológicas que esto implica. Hacia fin de la Edad Media, en Europa comenzó a usarse el carbón en medida creciente, tanto para la generación de vapor y fuerza motriz, como para los usos más directos, de calefacción y cocina. El carbón tu­ vo su máxima participación porcentual hacia 1920. El petróleo comen­ zó a ser usado masivamente a comienzos del siglo X X , seguido de cer­ ca por el gas natural. En la actualidad, aunque su participación porcen­ tual ha disminuido, el carbón sigue siendo de lejos el principal combus­ tible empleado para la generación eléctrica. Un 40% de la energía gene­ rada usa ese combustible, aunque con tecnologías mucho más limpias ^ue las antiguas. En efecto, se han construido plantas de generación que humana

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“ as de invernadero” contribuye a crear el problema del probable Sentamiento global) no tiene posibilidades de solución aparte de la

O tros 2 % N uclear 20 %

reducir su emisión. f*1ás que como fuentes de energía térmica, los combustibles fósiles tienen un uso más racional como materias primas de la petroquímica, y de la carboquimica, importantes ramas de la industria química, que pro­ ducen miles de compuestos usados en la fabricación masiva de mate­ riales plásticos de los tipos más variados, colorantes, detergentes, ad­ hesivos, fármacos, agroquímicos, etc. Quemarlos es un empleo indis­ criminado que ha de conducir a su agotamiento sin tener en cuenta muchas de sus propiedades más interesantes. Sin embargo, este uso si­ gue siendo de lejos el más importante del petróleo y del carbón, y el uso casi exclusivo del gas natural. í

Carbón 40^

Hidráulica 20%

Petróleo 9 %

Origen de le energía eléctrica generada mundialmente

3. Energía h id ro e lé ctrica resuelven casi por completo el grave problema ambiental planteado por los humos de combustión del carbón, esas altas chimeneas de las que surgían densas columnas de humo negro y espeso, que en una época se consideraron símbolo deseable del progreso industrial. En cuanto al resto de los combustibles fósiles, se tiende a pasar del petróleo al uso del gas natural. Actualmente, la proporción de ambos combustibles en la generación total es de un 9% cada uno. Estos porcentajes deben compararse con los que corresponden a las demás fuentes de energía eléctrica. La generación nucleoeléctrica contribuye con un 16%, porcentaje que llega al 24% en los países de­ sarrollados. La contribución de la generación hidroeléctrica es del or­ den del 20%. Si se suman estos datos, se nota que la contribución de todos los demás métodos de generación (eólica, solar, etc) es aún muy poco significativa. En las plantas de carbón modernas, el combustible se inyecta en los quemadores como polvo, mezclado con aire en la cantidad adecuada para asegurar una combustión óptima. Los gases de combustión, que contienen — junto al anhídrido carbónico— gases sulfurosos y de ni­ trógeno, son luego sometidos a lavados químícos para reducir el con­ tenido de estos últimos hasta niveles aceptables. Todas las hullas con­ tienen elementos minerales que dejan una cantidad considerable de cenizas. Éstas son precipitadas para que tampoco ellas lleguen a las chi­ meneas. El problema que representa el anhídrido carbónico (que co172

La energía de los grandes ríos, en particular donde hay caídas de agua con importantes desniveles, ha sido aprovechada desde antiguo en molinos y ruedas de agua. En la actualidad, la energía hidroeléctri­ ca es una de las fuentes más importantes de energía en la mayoría de los países que poseen grandes ríos. En nuestro país, las grandes repre­ sas suministran aproximadamente la mitad de toda la energía genera­ da. En América Latina, en conjunto, los dos tercios. La manera más sencilla de aprovechar una corriente de agua con-

Rotor de una turbina de gas 173

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siste en poner en su camino una turbina, de modo que la energía de| agua la haga girar. Con este método sólo se aprovecha una mínima par te de la energía potencialmente disponible, ya que el grueso del cau dal fluvial no pasa por la turbina sino a su costado. Por eso, para apro vechar al máximo el recurso, es preferible endicar el agua, y luego reguiar su paso por las turbinas mediante el uso de esclusas. Esto origi­ na las obras hidroeléctricas, algunas de las cuales se cuentan entre |as más grandes obras de ingeniería que se hayan realizado. Ejemplos de esto son las enormes represas de Itaipú, sobre el río Iguazú, en terri­ torio brasileño, con una potencia instalada de 12000 MW; y Gurí, en Venezuela, 10300 MW. En nuestro país también se realizaron varias grandes obras hidroe­ léctricas. El Chocón, Cerros Colorados, Alicurá, Futaleufú, Piedra del Aguila, Salto Grande son nombres conocidos. Y también Yaciretá que, cuando se haya completado la instalación de las 23 turbinas previstas, tendrá una potencia total de 4000 MW. Las grandes centrales hidroeléctricas tienen un enorme impacto am­ biental, que no siempre es determinado antes de decidir una obra de tal envergadura, y que no siempre es conocido siquiera después de que la usina esté en funcionamiento. En el caso de Aswán, en el alto Egipto, el embalse interrumpió el ciclo de las inundaciones del Nilo, que era la fuente milenaria de la fertilidad del país, con consecuencias aún no del todo previsibles. En el caso de la represa de Futaleufú, se sumergieron miles de hectáreas de bosques nativos y se hicieron desaparecer varios lagos y una de las zonas más bellas de nuestra cordillera patagónica. Otra víctima inocente de estos emprendimientos suele ser la fauna ¡ctícola ya que, a pesar de que se provee de escaleras que los peces pue­ dan transitar, el conjunto del ecosistema se modifica demasiado.

4. L a g eneració n té rm ic a Las máquinas de vapor tradicionales, como también los motores a combustión interna, que queman gasolina, diesel-oil u otros derivados del petróleo, son motores en los que el vapor o los gases de combus­ tión mueven un pistón, cuyo movimiento lineal se transmite a un eje mediante un mecanismo de biela-manivela. La eficiencia termodinámi­ ca de estas máquinas puede ser de hasta un 35%. 174

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En los usos “fijos” en gran escala, como en las grandes centrales geradoras de energía eléctrica, este tipo de sistema casi ha desapare­ cido En las plantas de menor tamaño, sin embargo, se siguen usando.

En particular existen motogeneradores de gasolina de diseño muy mo­ derno y eficiente. En los generadores móviles, como en barcos, loco­ motoras y camiones, los motores diesel han mantenido su presencia, aunque en los barcos y locomotoras no mueven los vehículos directa­ mente, sino a través del sistema diesel-eléctrico. En ellos, el motor diesel genera energía eléctrica en forma constante y pareja, y los mo­ tores que mueven el vehículo son eléctricos, y por lo tanto mucho más fáciles de regular. En cambio los tipos más modernos de generadores usan turbinas. En ellas, el vapor de agua sobrecalentado, o los gases calientes de la combustión del gas natural, se expanden en los álabes de una turbina, cuyo eje hacen girar, y que está conectado solidariamente al eje del ge­ nerador eléctrico. En una turbina de vapor el combustible, cualquiera que sea, se usa para generar vapor sobrecalentado a presiones del orden de las 250 atmósferas y a temperaturas entre 550 y 600 grados centígrados. Es­ te vapor es el que mueve la turbina. Las turbinas de vapor de diseño avanzado logran un rendimiento del orden del 40% con respecto a los valores máximos posibles. En una turbina de gas, el combustible se quema directamente con aire, que es comprimido por un compresor axial montado sobre el mismo eje que la turbina. La temperatura de trabajo de una turbina de gas es mucho más alta que la de una turbina de vapor, entre 1500 y 1800 grados. Con mejoras tecnológicas recientes, se han logrado ren­ dimientos del orden del 35% de los valores teóricos. Vale la pena des­ tacar que el diseño de estas máquinas ha sido grandemente facilitado por las simulaciones de su funcionamiento en computadoras. Es posible aumentar considerablemente estos rendimientos me­ diante la conexión entre una turbina de gas y una de vapor, aprove­ chando los residuos de energía térmica de la primera para la genera­ ción de más energía eléctrica por la segunda. En una usina de “ciclo combinado” , el gas de escape de una turbina de gas está aún lo suficien­ temente caliente como para ser aprovechado en un generador de va­ por que mueva una turbina de vapor. Combinando ambos, se logra au­ mentar considerablemente el rendimiento termodinámico del sistema

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combinado. Se han logrado así rendimientos del 50% y más, sobre to. do en máquinas grandes, de más de 200 MW. Como estas máquinas, en especial las turbinas de gas, trabajan a temperaturas muy altas, ha sido necesario desarrollar materiales qUe soporten tales condiciones de operación, sumamente exigentes. Se desarrollaron aleaciones especiales para fabricar los álabes de estas turbinas, y se llevaron a cabo promisorias experiencias usando para ello ciertos materiales cerámicos de alta tenacidad. El ciclo combinado es un caso particular de cogeneración. En el ca­ so más general, ésta consiste en aprovechar cualquier residuo indus­ trial para generar energía: por ejemplo, el bagazo que se suele usar co­ mo combustible en la industria azucarera. En este caso la energía eléc­ trica generada suele ser suficiente para las necesidades de la planta, y aún puede entregarse parte de ella a la red general. Como en otros casos similares, el ahorro suele ser doble, porque frecuentemente el vapor que sale de la turbina de vapor está aún lo bastante caliente co­ mo para servir en el proceso fabril mismo. En cuanto a las usinas que utilizan carbón como combustible, y que aún suministran una gran parte del total de la energía generada (en es­ pecial en los países que poseen grandes reservas de ese combustible fósil) su funcionamiento fue seriamente cuestionado por razones eco­ lógicas, ya que es mucho más contaminante que otros combustibles. Sin embargo, aquí también ha habido grandes perfeccionamientos, ya que no sólo se mejoró el rendimiento mediante el diseño de quema­ dores que usan inyectores de carbón pulverizado casi como si fuese un combustible gaseoso, sino que el carbón se purifica antes de ser que­ mado, y los gases de la combustión se lavan para eliminar la mayor par­ te de los contaminantes, que son compuestos de azufre y nítricos.

5. C e n tra le s n u cle o e lé ctrica s El calor generado por el vapor que actúa sobre una turbina, que mueve un generador de energía eléctrica, puede tener cualquier ori­ gen. En particular, puede provenir de las reacciones nucleares que ocu­ rren en un reactor de fisión. Visto de este modo, una central nuclear no es otra cosa que un método más para generar vapor. Claro que la complejidad y los riesgos de los procesos nucleares hacen de esa tec176

Central Nuclear de Atucha (Foto CNEA)

nología una rama aparte de las demás fuentes de energía empleadas. La fisión del uranio fue descubierta en la década del treinta. Al co­ mienzo de la Segunda Guerra Mundial se reconoció la posibilidad teó­ rica de que la fisión pudiera efectuarse en una reacción en cadena. En efecto, aparte de la fisión espontánea, poco importante, cada evento nuclear de fisión ocurre cuando un neutrón lento interactúa con un núcleo del isótopo de masa atómica 235 del uranio. En esta fisión, el núcleo se parte en dos trozos de masas aproximadamente iguales, li­ bera una gran cantidad de energía en la forma de energía cinética de todas las partículas que intervienen, y produce, además, dos o tres nuevos neutrones, que pueden fisionar otros núcleos. Si se libera más de un 'neutrón por átomo, la fisión se ramifica rápidamente y la reac­ ción se hace explosiva. Si se logra regular la disponibilidad de neutro­ nes de tal manera que, por cada uno que fisiona un núcleo, se libera exactamente un nuevo neutrón en promedio, la reacción transcurre a un ritmo regular, y la energía liberada en forma de calor puede ser aprovechada. Si aparece menos de un neutrón por cada uno que se consume, la reacción se detiene. El problema consiste, por lo tanto, en la regulación precisa del númer° de neutrones que están en condiciones de fisionar otros núcleos. Un reactor nuclear es una instalación compleja, cuyas partes funda­ mentales se describen a continuación. 177

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eS totalmente transparente a los neutrones, por lo que no intervier° „ ol crítico “ balance neutrónico” del reactor. Los tubos de Zircan0 6M ll0 que contienen las pastillas se agrupan en manojos llamados “ ele­ mentos combustibles”. La fabricación de estos EE.CC. es una tecnolocompleja, que nuestro país ha desarrollado autónomamente, y que domina en su totalidad. R e fr ig e r a n te

III

Saló ce Control dé Atucha (Foto CNEA)

El combustible nuclear

0

El combustible propiamente dicho es uranio, que generalmente se presenta en forma de pastillas cerámicas de dióxido sinterizado, de co­ lor negro. Como decíamos más arriba, el uranio que se fisiona en los reactores corrientes es el isótopo 235. Algunos reactores, entre ellos los que operan en nuestro país, y también el que aún está en construc­ ción, utilizan uranio natural, en el cual la proporción de este isótopo es de sólo 0,72%. Otros, en cambio, usan uranio enriquecido, en el cual este porcentaje es mayor, hasta cerca de un 5%. El uranio 235 se fisiona solamente mediante neutrones “ lentos” o térmicos. Por eso, los reactores están provistos de un moderador que frena los neutrones por choques múltiples con sus propios núcleos. Estos son preferentemente livianos, y en los diferentes tipos de reac­ tor se usa el hidrógeno, en la forma de agua común; el deuterio (agua pesada), el berilio, o el carbono, en forma de grafito. Los neutrones rápidos pueden ser absorbidos por un núcleo de U238, el isótopo mayoritario, que en esa reacción se transmuta en plutonio-239. Las pastillas de U O j están envasadas en unas vainas cilindricas lar­ gas, que se hacen de Zircalloy, una aleación de circonio, que tiene pro­ piedades mecánicas y químicas parecidas a las del acero inoxidable, pe178

y moderador

El núcleo del reactor está constituido por un número importante __varios centenares— de estos EE.CC. inmersos en agua. En los reac­ tores de uranio natural, esta agua es agua pesada, óxido de deuterio, el isótopo del hidrógeno de masa 2. En los reactores de uranio enri­ quecido, se trata de agua común, aunque muy pura. El agua desempe­ ña un rol doble: por una parte, actúa como refrigerante: recibe el calor generado en los EE.CC. por la reacción nuclear, y lo lleva a otras zo­ nas del reactor, donde es aprovechada. Según la manera de este apro­ vechamiento, se distinguen varios tipos de reactores, como veremos más adelante. Por otra parte, el agua actúa como moderador, frenando los neutrones, que tienen una velocidad excesiva para actuar eficaz­ mente en la reacción nuclear. Este frenado se efectúa por efecto de múltiples choques de los neutrones con los núcleos del hidrógeno del agua, liviana o pesada, según el tipo de reactor. El control del reactor El flujo de neutrones se regula mediante “ barras de control” hechas de materiales que absorben neutrones, y que, al hacerlo, los sacan de circulación, dejando exactamente los necesarios y suficientes para que la reacción nuclear progrese a la velocidad prevista. El absorbente más común es el cadmio. Otros absorbentes son el hafnio, el boro y el ga­ dolinio, que a veces se usan en los sistemas auxiliares de seguridad. El control del reactor se efectúa mediante la posición de las barras de control. Si éstas son introducidas más profundamente en el núcleo, la reacción se detiene. Si son extraídas, se acelera. El control de la reacción nuclear es uno de los puntos críticos del funcionamiento de un reactor nuclear. Por lo tanto, existen general­ mente varios sistemas alternativos redundantes para asegurarse de que

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por ningún motivo el reactor pueda quedar fuera de control. Si llega. ra a fallar alguno de los mecanismos que actúan el movimiento de las barras, se desencadenan automáticamente sistemas alternativos de parada que detienen la reacción en cadena de manera casi instantánea Los sistemas usados para esto son varios, y en cada reactor se insta­ lan generalmente tres de ellos, para que una falla sea casi imposible. Estos sistemas incluyen: la caída total inmediata de las barras de con­ trol; y la inundación del núcleo con soluciones de compuestos de bo­ ro y/o de gadolinio. Como se ve, si bien un reactor nuclear es “solamente” una mane­ ra muy especial de generar vapor para una turbina, en comparación con las turbinas de gas y de vapor convencionales, se trata de un sal­ to tecnológico muy grande. En la época de si* aparición, poco después del fin de la Segunda Guerra Mundial, las centrales nucleares fueron sa­ ludadas poco menos que como la panacea a las penurias energéticas del mundo. Más adelante haremos una breve referencia a las polémi­ cas que se desarrollan en la actualidad acerca de la conveniencia o no de continuar la construcción de estas centrales. Tipos de reactores El calor generado por la reacción nuclear se transmite al agua de refrigeración. Generalmente este calor es transmitido a través de un ¡ntercambiador de calor a otra corriente de agua, ésta natural y no ex­ puesta a la irradiación nuclear, que es transformada en vapor en el ge­ nerador de vapor. Según las condiciones en que se realiza todo este proceso, se distinguen varios tipos de reactores, identificados por si­ glas: LWR: light water reactor (reactor de agua liviana): estos reactores utilizan uranio enriquecido y agua común, o liviana. Según las particu­ laridades del flujo de refrigerante, se distinguen los PWR (pressurized water reactor, en los que el refrigerante está bajo presión) y los BWR (boiling water reactor en los que el refrigerante es agua en estado de ebullición). El 85% de la capacidad de generación instalada consiste en reactores de uranio enriquecido. HW R: heavy water reactor, estos reactores usan uranio natural y agua pesada. Las dos centrales nucleares argentinas pertenecen a este grupo, aunque ambos difieren entre sí. 180

Hay otros tipos de reactor. Por ejemplo, los reactores del tipo del ue explotó en Chernobyl usan grafito como moderador y están en­ friados por agua liviana. Cuando por ciertas circunstancias anormales de funcionamiento, el vapor de agua entró en contacto con el grafito caliente, se produjo una explosión química que destrozó el reactor y llevó residuos radiactivos sobre gran parte de Europa. Sistemas accesorios Todo el conjunto de núcleo, mecanismos de barras de control, dis­ positivos auxiliares de parada, mecanismos para el cambio de los EE.CC., etc., en los reactores de tecnología occidental está incluido en una gran esfera de contención de acero, en cuyo interior hay una pre­ sión inferior a la atmosférica, para que todo escape de material radiac­ tivo que pueda ocurrir quede confinado en su interior. La esfera de contención, junto con las grandes torres de enfriamiento que contri­ buyen a disipar el calor no aprovechable, es lo que da a una central nu­ clear su aspecto característico. Uno de los vicios de diseño del reactor que se destruyó en Cher­ nobyl era el carecer de esta esfera de contención, que hubiera reduci­ do a un mínimo los escapes radiactivos al exterior, como ocurrió en Three Mile Island, en los EE.UU., en el único otro accidente grave ocu­ rrido en una central de potencia. El vapor generado en los generadores de vapor mueve una turbina de vapor similar a las descritas anteriormente. Esta turbina genera la energía eléctrica que sale a la red de distribución. Los EE.CC. deben reemplazarse cuando una parte importante de su U-235 se ha consumido. Como esto debe hacerse con el reactor en funcionamiento, existe una máquina automática o teleguiada que hace este trabajo de recambio. En el proceso de fisión se producen muchos elementos radiactivos, por lo que los elementos combustibles quemados” son fuertemente radiactivos. Esta actividad decrece con el tiempo, pero existen núcleos que tienen vidas medias muy largas, de varios milenios. Allí es donde surge el muy difundido problema de los residuos nucleares. En la actualidad, la mayoría de estos EE.CC. quemados se almacenan en piletas de agua que se disponen junto a las centrales. El agua actúa como blindaje contra la radiación, y remueve el calor que estos EE.CC. 181

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aún despedirán por algún tiempo, pues, si bien la reacción de fisión ya no tiene lugar, otras muchas reacciones nucleares continúan liberando cierta cantidad de energía. Cuando este calor /a no es tan importante se pueden almacenar los EE.CC. en seco, en silos blindados. Algunos países disponen de facilidades para reprocesar los EE.CC quemados, recuperando algunos materiales, y reduciendo la cantidad de material radiactivo que constituye el residuo nuclear final. El prin­ cipal material recuperable es el plutonio, elemento inexistente en la naturaleza, tóxico y de peligroso manejo. El plutonio es un material f¡. sionable, y su principal uso son las armas nucleares. Sin embargo, tam­ bién es posible operar un reactor con un combustible mixto, de óxi­ dos de uranio y de plutonio. Ese es el uso que le piensa dar al pluto­ nio la industria nuclear japonesa, que lo obtiene en Francia por repro­ cesamiento de sus propios EE.CC. quemados en Japón, y que se em­ barca de regreso a dicho país, dando media vuelta al mundo y moti­ vando las protestas de los organismos ambientalistas y la prohibición de varios países — entre ellos el nuestro— de que el envío toque sus aguas territoriales.

contiena"

másPlutonia , . , . . . . Los principales promotores de la tecnología de los reactores rápi­ dos son actualmente los japoneses. La razón de su insistencia es su fala de recursos uraníferos propios. Ellos argumentan que el actual re­ chazo de la generación nucleoeléctrica en gran parte del mundo, en especial después del accidente de Chernobyl, cesará una vez que la opinión pública reconozca que la opción nuclear es, a pesar del pro­ blema de los residuos radiactivos, una de las opciones menos conta­ minantes de todas las disponibles. El auge que se producirá entonces en la construcción de centrales nucleares hará aumentar el precio del uranio y hará más atractiva la opción plutonífera. Las objeciones a la generación nucleoeléctrica En muchas partes del mundo han surgido objeciones al empleo de la energía nuclear para la generación eléctrica. Estas objeciones son fre­ cuentemente presentadas con argumentos alarmistas, dados los eviden­ tes peligros que derivan de la exposición de los seres vivos a dosis im­ portantes de radiaciones ionizantes. Estos temores fueron sustentados por algunos accidentes, especialmente el de Chernobyl, en el que no sólo murieron un número de personas por exposición a dosis masivas de radiación en el accidente mismo, sino que se produjeron daños a gran distancia y a largo plazo, lo que hace prácticamene imposible toda evaluación real de los daños producidos. Por otra parte, los costos rea­ les de la generación nuclear no son directamente comparables con los de los demás métodos de generación, lo que hace poco transparentes los cálculos comparados de dichos costos. Por último, el problema de qué hacer con los residuos de alta actividad — que son el resultado ine­ vitable de la operación de la centrales— no ha encontrado aún una so­ lución definitiva aceptable. Sin embargo, un análisis desapasionado muestra que el impacto ambiental de una central nuclear de tecnología Probada es mucho menor que el de una central hidroeléctrica de po­ tencia comparable. La polémica es muy apasionada y su resultado, co­ rno el futuro de la generacón nucleoeléctrica, es aún incierto.

Reactores reproductores rápidos Los reactores que usan plutonio tienen una singular propiedad: pueden generar más combustible nuclear que el que consumen. Esta aparente paradoja se explica porque el equilibrio neutrónico de la fisión del plutonio se logra de manera diferente que en el caso del uranio. Mientras que en éste el único isótopo fisionable — el U235— sólo puede hacerlo por absorción de un neutrón lento, el plu­ tonio es fisionable por neutrones de cualquier energía. Este plutonio — de masa atómica 239— se obtiene primariamente del resultado de la absorción de un neutrón por el isótopo 238 del uranio, que no es fisionable. En un reactor “ rápido” — lo rápido son los neutrones, a diferencia de los que actúan en un reactor de uranio, que deben ser moderados, “ lentos”— fisiona el plutonio 239, y el uranio 238, en cambio, puede transformarse en más plutonio. En el núcleo de un reactor rápido se suelen disponer en el centro los elementos combustibles que contie­ nen el plutonio fisionable; y rodeando ese centro, los elementos que 182

el material “fértil” con U-238 destinado a convertirse en

Sí

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Fusión nuclear La primera bomba atómica explotó en 1945. El primer reactor nuclear de fisión logró llegar al “estado crítico” en 1942, o sea, tres años antes. La primera “ bomba de hidrógeno” explotó en 1952. El primer reac­ tor termonuclear o de fusión aún no existe, y, si bien hay importantes progresos tecnológicos en el camino hacia su realización, cada tanto se publican estimaciones que lo empujan más y más hacia el interior del siglo X X I. El proceso de fusión nuclear consiste en unir dos núcleos livianos en uno más pesado. Su concreción demanda superar la repulsión elec­ trostática de sus cargas positivas, para lo cual es necesario que cho­ quen con energías cinéticas formidables, que se pueden lograr, en prin­ cipio, si los materiales que los contienen se encuentran a muy altas temperaturas. Estas temperaturas existen en el centro de las estrellas, donde las reacciones termonucleares son la fuente normal de energía. Se trata de decenas de millones de grados. Lograr las condiciones que prevalecen en el seno de las estrellas dentro de un aparato terrestre controlable ha resultado ser el desafío tecnológico y científico más formidable a que se haya enfrentado la hu­ manidad. A temperaturas de algunos miles de grados, toda sustancia es gaseo­ sa, y los átomos pierden parte de sus electrones y se ionizan. Tal esta­ do de la materia se llama “plasma” . Un plasma suficientemente caliente no puede ser contenido en ningún recipiente “ material” . Sólo puede ser encerrado en campos magnéticos muy intensos. Para que se pue­ dan establecer las condiciones para que ocurra una reacción nuclear de fusión, que no sea un evento instantáneo sino que se mantenga en el tiempo para constituir una fuente de energía aprovechable, es necesa­ rio lograr condiciones de umbral, a las que los investigadores se acer­ can cada vez más, pero que aún están lejos de lo que se ha logrado. El parámetro que mide estas condiciones se obtiene multiplicando la densidad del plasma, su temperatura, y el tiempo en que se logran mantener las condiciones anteriores. Si el parámetro supera cierto va­ lor, se piensa que se logrará una reacción sustentable. Los últimos da­ tos publicados indican que si bien los resultados mejoran, aún se esta lejos de alcanzar los valores necesarios. Hasta ahora, la reacción nuclear explorada es la de umbral más ba184

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■ 0 que usa deuterio y litio. Éste no es el combustible económicamen­ te deseable para un reactor de fusión, porque el litio es un metal re­ lativamente escaso, aunque el deuterio no lo es: existe en el agua co­ mún en una concentración de 0.03 por ciento. Si se puede usar deuterio, se estima que el logro de la fusión con­ trolada proveerá a la humanidad de una fuente de energía virtualmen­ te inagotable.

6. G en e ra ció n , tra n sp o rte , d istrib ución La demanda de energía eléctrica varía considerablemente a lo lar­ go del día, la semana y el año. Por la noche, se emplea una enorme cantidad de energía para iluminación: durante el invierno, para calefac­ ción; en el verano, para refrigeración; durante los días de semana, fun­ cionan muchas fábricas que paran durante el fin de semana. En térmi­ nos generales, la demanda no es constante. Desde un punto de vista económico, es inútil generar energía que no será consumida, ya que es difícil almacenarla. Por lo tanto, para optimizar el uso del recurso, es conveniente generar en función de la demanda. Esto requiere una ca­ pacidad de respuesta rápida. Analizando la modalidad del funcionamiento de las diversas fuentes de energía eléctrica, se encuentra que cada una de ellas tiene velocida­ des de respuesta, inercia y curvas de rendimiento económico diferentes. Encender o apagar una turbina de gas es muy rápido: se corta el sumi­ nistro y la máquina se detiene en po­ cos minutos. El encendido es igual­ mente fácil. El caso de las centrales hidroeléctricas es distinto, aunque también son de respuesta rápida, ya 9ue el caudal “turbinado” se puede regular con gran precisión, aunque la energía hidráulica que no genera electricidad, se pierde. En algunas Centrales, cuando la demanda de 185

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energía eléctrica es baja, se bombea agua a reservorios, con lo que Se acumula energía. Una central nuclear, en cambio, tarda días para entrar en régimen de generación, y su rendimiento es óptimo cuando funciona en régimen estable durante el máximo tiempo posible. Las centrales de vapor también operan con ventaja de modo continuo. Si se dispone de una red a la que contribuyen diferentes tipos de sistemas de generación, es posible optimizar la producción de energía adaptándola al nivel de consumo en cada instante, y también en fun­ ción de los respectivos costos de generación de cada tipo de central. De tal modo, es posible poner en funcionamiento o detener los dis­ tintos equipos según la demanda. Se procurará, en general, que las centrales nucleares y las turbinas de vapor aseguren la generación de base, es decir, que funcionen continuamente; las usinas diesel, o las turbinas de gas, funcionarán en la modalidad de “generación de pun­ ta” . Las hidroeléctricas podrán operar de una u otra manera, según las necesidades del momento. Transporte y distribución Las centrales de producción de energía eléctrica son grandes plan­ tas industriales ubicadas en sitios adecuados o impuestos por las con­ diciones de funcionamiento. Las cen­ trales hidroeléctricas obviamente de­ ben estar junto a sus fuentes de energía hidráulica; las centrales nu­ cleares requieren refrigeración y se ubican en general fuera de las zonas urbanas y junto a espejos de agua. Las centrales térmicas pueden ubi­ carse más libremente, pero no dejan de ser grandes instalaciones fabriles. Los lugares de consumo, en cambio, están repartidos por el territorio, aproximadamente en proporción a la densidad de población. Por lo tanto Construcción del segundo gasoducto Neuquén-Bahía Blanca-Buenos Aires es necesario disponer de redes de (NEUBA-II. 1988-89) distribución de la energía eléctrica. 186

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distribución implica pérdidas, que con la tecnología actual equivalen |5 10 o al 15% de la energía total generada. Se trata, evidentemente, de una pérdida considerable. La forma principal de la misma es el calor generado en los cables de transmisión. Como este calor, dado por la ley ¿e Joule, es proporcional a la resistencia del conductor y al cuadrado de |a intensidad de la corriente que circula, se procura que el material sea el mejor conductor posible — cobre o aluminio— y que la corriente sea mínima: esto se logra aumentando la tensión. De allí que las líneas de transmisión a larga distancia empleen voltajes altos: algunas superan el millón de voltios; las más comunes, características del paisaje entre las grandes centrales y las ciudades, son de 132.000 voltios o más. Si bien en sus comienzos se utilizó la corriente continua por ser de ¡mplementación más sencilla, en la actualidad toda la generación eléc­ trica se hace en corriente alterna, ya que ésta permite fácilmente los cambios de voltaje que optimizan la distribución y el consumo. La ge­ neración se efectúa a voltajes relativamente bajos. A la salida de la cen­ tral, igual que a la entrada de muchas ciudades, se encuentran, por lo tanto, grandes estaciones de transformadores. Además de las líneas de larga distancia, en cada localidad existe to­ do un sistema de distribución. En las líneas troncales se utilizan tensio­ nes medias, de 13.200 voltios; desde esta tensión se baja a las líneas trifásicas y monofásicas comunes. Las diferentes centrales de generación están interconectadas en grandes redes de alcance nacional y, cada vez en mayor medida, inter­ nacional. De tal modo, el sistema puede responder rápidamente a las diferentes demandas locales, y suplir la falta de unidades que salen de servicio, sea por operaciones de mantenimiento o por causas acciden­ tales. Esta interconexión contribuye a racionalizar y optimizar el fun­ cionamiento de todo el sistema. Dentro del tema “transporte de energía” es necesario mencionar los ductos” que llevan petróleo o gas desde los yacimientos hasta los cen­ tros de consumo. Estas instalaciones forman una parte importante de la lr|fraestructura de un país, y requieren inversiones millonarias para su construcción. En nuestro país existen varios, que unen los centros pro­ ductores, ubicados principalmente en el norte, el sur y el oeste del país, con la principal área de consumo, en el litoral. Recientemente se tiende a integrar todo el “ Cono Sur” mediante oleoductos y gasoductos, de los cuales algunos (a Chile) ya están en funcionamiento. 187

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Msíuá

7 A lm a ce n a m ie n to de en erg ía Aunque el término sea un tanto metafórico, el “almacenamiento” de energía se realiza de muchas maneras. La única forma de energía

realmente se puede almacenar sin pérdidas sensibles es la quími­ ca Ésta es pues la forma habitual: todo depósito de combustibles es un ejemplo claro. Un yacimiento de petróleo, de gas o de carbón, es un depósito de energía solar acumulada hace eras geológicas. Sin em­ bargo, hay otras maneras de almacenar energía química de modo que sea fácilmente recuperable para su uso. Las diferentes clases de pilas y baterías eléctricas son un caso evidente. Con la popularización de los aparatos electrónicos portátiles que se produjo a partir del invento del transistor y de los circuitos integra­ dos, se multiplicó la producción de pilas eléctricas. Éstas son de dos clases: las descartables, que se desechan luego de su uso; y las recar­ gables, en las que el proceso electroquímico que transforma la energía química en eléctrica se puede revertir mediante el paso de corriente. Estas pilas se pueden, por lo tanto, descargar y cargar muchas veces. Las pilas descartables más comunes son de dos clases: las más tra­ dicionales están basadas en la antigua pila desarrollada en 1880 por Leclanché. En ellas, el polo positivo es de carbón y dióxido de mangane­ so, y el negativo es zinc. El electrolito es un material poroso impreg­ nado con una solución de cloruro de amonio y de zinc. El zinc se oxi­ da, el dióxido de manganeso se reduce, y la reacción total es: que

barco petrolero en puerto

Ungasoducto u oleoducto no es solamente una cañería por la que ¡Igasoel petróleo circula pasivamente. La caída de presión que sufre (Iluidodebe ser periódicamente compensada, de modo que a lo lar¡odelalínea existen también plantas de recompresión. En algunos paí­ ses, haygasoductos que terminan en centrales portuarias, en las cua­ tes posible licuar el gas natural a unos -I60°C, para cargarlo en bufiestanque con una aislación térmica suficiente que lo mantenga líquiJoconpérdidas muy reducidas. Éste es el gas natural licuado (LNG). No debe confundirse con el gas que, comprimido a unas 100 atm, ya ¡tusacorrientemente como combustible de automotores (GNC). Eltransporte de petróleo líquido o sus derivados, en cambio, es una operación de rutina. Los barcos más grandes del mundo son los petroieros, algunos de 500.000 toneladas de desplazamiento. La frecuencia tonque los barcos petroleros se ven envueltos en accidentes que con­ ten a importantes derrames de petróleo en el mar, es verdaderanente lamentable. Algunos de estos derrames constituyen verdaderas catástrofes ecológicas, como el naufragio del barco “ Exxon Valdés frente a las costas de Alaska, el choque de dos buques frente a las ¡s bsShetland, en Escocia, o el incendio de otro en el estrecho del Bos­ foro. La mayor parte de esos derrames probablemente se podrían evinr sí segeneralizara el uso de cascos dobles en los barcos petroleros.

R

Zn + M n02 + 4HCI

ZnCI2 + MnCI2 + 2H20

Un rendimiento más alto y una mejor estabilidad del voltaje se pue­ de obtener con las pilas “alcalinas” Las pilas recargables más corrientes son las de niquel-cadmio, cuya facción global durante la descarga es: 2NiO(OH) + Cd + 2H20

2Ni(OH)2 + Cd(O H)2

‘ ' > ;. ''/i!" y durante la carga, se invierte el sentido de la flecha. Dentro de la categoría de las baterías o pilas recargables también caben las antiguas y pesadas baterías o acumuladores de plomo y áci­ do sulfúrico, de uso corriente en todos los automóviles (la flecha indi­ 189

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ca la reacción de descarga; para la carga, se invierte el sentido). Pb 02 + Pb + 2H2S 0 4

2PbS04 + 2H20 .

Se han ensayado otros modos de almacenar energía, entre ellos el hidrógeno gaseoso. Una de las características de las granjas eólicas y los generadores fotovoltaicos, es que su generación no es constante ni se relaciona de modo alguno con las necesidades del consumo. Cuando la demanda es escasa, se puede almacenar energía mediante la carga de acumuladores, que sirven como fuente secundaria de energía eléctrica si no hay generación, porque es de noche o el viento está en calma. Otra opción es operar una celda de electrólisis de agua y gene­ rar hidrógeno, que se puede luego usar en una celda de combustible o quemar en una usina térmica. Una manera original de almacenar energía — y esta manera mere­ ce verdaderamente el nombre de acumulador de energía— consiste en un volante de gran momento de inercia que gira a gran velocidad. Este dispositivo, que almacena la energía en forma de energía cinética, ha sido ensayado en vehículos de transporte terrestre de pasajeros. Utiliza un tipo de freno dinámico, que cuando el vehículo se detiene, transmite su movimiento al volante, devolviendo esa energía al movi­ miento de avance del vehículo en el momento de arrancar. De tal mo­ do el motor opera siempre a su velocidad óptima, y no se pierde la energía del vehículo al frenar. Otra forma de almacenar energía se vislumbra en un futuro cerca­ no. Se tratará de aprovechar la superconductividad, haciendo circular corriente eléctrica de alta intensidad, sin pérdidas, por bobinas superconductoras. Cuando se desee emplearla, bastará con un acople in­ ductivo a un circuito de conductividad “ normal” .

8 . L a ind ustria del p etró leo y del carbón Petróleo y gas Dada la enorme importancia económica de los sistemas de genera­ ción de energía en todo el mundo, la producción de los combustibles que se usan para la generación es una de las más importantes que exis­ 190

ten, tanto desde el punto de vista económico y estratégico como des­ de el tecnológico. Además, la explotación intensiva de los yacimientos, el consumo creciente de energía, y el horizonte de disponibilidad de las reservas, ha hecho que resulte económicamente accesible la explo­ tación de yacimientos cada vez más remotos y de difícil acceso, como los que se encuentran bajo los fondos marinos, a profundidades cada vez mayores. Por eso, las tareas de exploración y detección de los yacimientos, la perforación de pozos y su explotación, son actividades en las que se in­ vierten sumas enormes, que forman una parte significativa del precio del combustible. En esas tareas también se emplean métodos de un ni­ vel de complejidad creciente. Las profundidades a las que se encuentran yacimientos explotables ya son de varios miles de metros debajo de la superficie, sea de la tierra o del fondo del mar. Los hidrocarburos fósiles son el resultado de millones de años de modificaciones en sustancias de origen animal y vegetal, llevadas a grandes profundidades por los movimientos tectónicos. Como son li­ vianos, estos hidrocarburos ascienden lentamente a través de forma­ ciones permeables hasta que llegan a rocas impermeables bajo las cua­ les se acumulan como yacimientos. Los yacimientos no son huecos lle­ nos de fluido, sino que son rocas porosas impregnadas de petróleo lí­ quido y de gas por encima de éste. También se encuentran pozos que sólo contienen gas o petróleo líquido. Además, los crudos varían mu­ cho en su composición, su viscosidad y la presión a que se encuentran. 191

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Las formaciones rocosas capaces de albergar yacimientos de petróleo y/o de gas natural frecuentemente se detectan con métodos que usan ¡n. formación satelital, sobre campos magnéticos, anomalías gravitacionales y otras características medibles desde el espacio. La información más de­ tallada se obtiene por métodos sismológicos, que se logran produciendo explosiones y verificando las condiciones de la propagación de las ondas de choque en la zona bajo estudio. Luego se efectúan perforaciones ex­ ploratorias, que también utilizan métodos sofisticados para determinar la probabilidad de éxito, algunas de las cuales emplean mediciones de ra­ diactividad para determinar las características geológicas de las rocas que se van atravesando, en una actividad especializada denominada “ perfilaje” de pozos. Con estos métodos, asistidos por modelos computacionales, que son una de las aplicaciones importantes de las “supercomputadoras”, se logra construir verdaderos modelos tridimensionales de los yacimien­ tos, antes de emprender una perforación definitiva. Una vez que se ha detectado un pozo capaz de producir petróleo y/o gas en cantidades que hacen rentable su explotación, se procede a la perforación definitiva. Se trata de una tarea de gran envergadura, ya que se debe perforar un pozo de gran calibre, a través de toda clase de rocas, napas de agua, etc., y lograr por fin construir una cañería — generalmente de acero— por la que el combustible emerja a la super­ ficie desde profundidades de cientos o miles de metros. En la perforación se usan grandes trépanos, giratorios o de percu­ sión, que deben atravesar rocas abrasivas, y ser movidos por motores ubicados sobre la superficie. Las superficies cortantes de estos trépa­ nos se hacen de los materiales más duros accesibles, ya que están so­ metidos a fuerte abrasión. Los trépanos son enfriados y lubricados con barros especiales, a veces con suspensiones de minerales pesados. Es evidente que toda esta maquinaria está sometida a enormes esfuerzos y desgaste, y que se ha dedicado un gran esfuerzo de desarrollo en su optimización. Tradicionalmente, las perforaciones eran verticales. En los últimos años, sin embargo, se ha desarrollado equipamiento que permite el guiado de la perforación de modo que es posible sortear obstáculos, encarar un yacimiento desde un costado, perforar zonas costeras des­ de la orilla, etc. Para que esto sea posible, la cabeza de perforación es­ tá provista de instrumentos que detectan la dirección en la que esta avanzando el trépano, así como las características de la roca que se es192

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' atravesando. Este último detalle abre el camino a la perforación “ in-

teligente” ’ Pro§ramada Para seguir cierta veta de material. Por otra arte, el motor que hace girar el trépano está montado en la punta de avance del sistema y no sobre la superficie, porque de otro modo la mecánica de rotación en un trazado curvo sería inmanejable. Para es­ te fin se han desarrollado motores de “ desplazamiento positivo”, im­ pulsados por el barro lubricante mismo. Una mención especial merecen las perforaciones en alta mar (offshore ), que están destinadas a adquirir una importancia cada vez ma­ yor, en la medida en que se agoten los yacimientos más accesibles. Ya hace años que se explotan yacimientos en el mar del Norte, en el gol­ fo de México, en Alaska, y frente a nuestras costas patagónicas. En los últimos años las exploraciones se han aventurado a aguas cada vez más profundas. Las perforaciones más profundas hechas en el golfo de Mé­ xico, a 250 km de la costa de Texas, comienzan a más de mil metros debajo del nivel del mar. Los pozos en alta mar se perforan y se explotan desde varios tipos de plataformas, según la profundidad. Donde el agua es menos profunda, las plataformas se construyen sobre pilo­ nes hundidos en el fondo. Sin embar­ go, a profundidades que exceden a unos cientos de metros es necesario recurrir a plataformas flotantes. Para mantener estas plataformas en el sitio exacto en que se realiza la perfora­ ción se recurre a métodos de orien­ tación — satelital o relativos a carac­ Plataforma petrolera en alta mar terísticas del fondo marino— combi­ (off-shore) nados con motores que mantienen la posición “absoluta” de la plataforma con la suficiente precisión para no someter los equipos de perforación — y, más tarde, los de explota­ ción— a tensiones indebidas. Una instalación de exploración y/o explotación off-shore es una ins­ olación de gran complejidad. A veces, una plataforma atiende más de un pozo. Además de las plataformas de explotación, los yacimientos °ff-shore están previstos de dispositivos de bombeo de la producción. 193

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sea a tierra o a los buques petroleros. Además deben proveer elemen tos de seguridad y espacios de habitación para la tripulación, que pUe de ser de cientos de personas. En un yacimiento recién puesto en explotación, los hidrocarburos suelen estar bajo una presión suficiente como para que el producto suba a la superficie por sus propios medios. La explotación, en este caso se limita a entubar el pozo, recoger el producto y llevarlo a los sitios de procesamiento. La separación entre el gas y el líquido se suele ha­ cer en boca de pozo, como también la separación de agua que pudiera estar acompañando a los hidrocarburos. Todos los yacimientos tienen tamaños limitados, y llega un momento en que la presión propia del producto disminuye. Según cual sea la viscosidad del crudo, és posible que esta explotación primaria no permita extraer más que una fracción del total de petróleo contenido, ya que se trata de un aceite espeso que impregna los poros de la matriz rocosa. Un pozo que no produce más por surgencia, sin embargo, está muy lejos de estar agotado. Para ex­ traer una mayor proporción de su contenido se puede proceder a la recuperación secundaria, que consiste en inyectar al yacimiento, agua y vapor bajo presión, con lo cual se desplaza el hidrocarburo — que es más liviano que aquélla— de los poros de la roca. Después de este pro­ cedimiento, aún queda el recurso de una recuperación terciaria, para la cual se inyectan soluciones de detergentes especialmente diseñados con ese fin, que reducen la viscosidad y la tensión superficial del petró­ leo todavía adherido a los poros de su matriz rocosa. Además de los yacimientos “ normales” que hemos mencionado, se han descubierto en varios sitios del globo, yacimientos de “ hidrato de metano”. En éstos, el gas natural, que es en su mayor parte metano, no se encuentra como gas libre o disuelto, sino combinado química­ mente con moléculas de agua, en un compuesto que sólo es estable a altas presiones. Se desconoce la magnitud de estos yacimientos, que se encuentran a gran profundidad en zonas remotas, por ejemplo ba­ jo el fondo del océano Glacial Ártico. Por ahora, la explotación de es­ tos yacimientos es económicamente inaccesible, y no se han desarro­ llado aún tecnologías para hacerlo. Sin embargo, es probable que estos yacimientos adquieran importancia en el futuro, y empresas japonesas, país que carece casi por completo de recursos energéticos propios, han encarado su estudio. 194

El tecnoscopio

T ra n sp o r t e ’

refinación y petroquímica

Los yacimientos de petróleo están, en general, lejos de los centros ¿e refinación y de consumo. Por lo tanto, el transporte a dichos centros

eS una actividad de gran relevancia. Generalmente, la única separación que se efectúa en “ boca de pozo” es la del gas. Éste suele emerger del yacimiento a presión y se inyecta en un “gasoducto” previa recuperación de componentes condensables. El petróleo líquido es una mezcla de cientos de hidrocarburos. La composición depende de su origen. Rara vez esta mezcla se emplea en su estado natural, conocida como “ petró­ leo crudo”. El “crudo” es habitualmente sometido a la refinación, que con­ siste en diversos procesos para obtener un gran número de subproduc­ tos deseables. Estos procesos se realizan en grandes refinerías, a las cua­ les el crudo llega en oleoductos, cañerías que frecuentemente tienen grandes diámetros y cuya construcción involucra grandes inversiones y tecnologías y materiales avanzados. El proceso de refinación más conocido es la destilación, pero ésta pocas veces es sencilla, y muchas veces va seguida o acompañada de otros procesos, como diversos tipos de cracking (que consiste en “romper” moléculas más grandes para obtener productos más livia­ nos), el reformado, la isomerización, etc. Los productos son los combus­ tibles líquidos más corrientes: propano-butano, gasolina, naftas, kero­ sene, gasoil, etc. También se producen subproductos como el etileno y el propileno, que se usan en gran escala para la producción de polietileno y polipropileno, y miles de otros productos de la petroquímica. La minería del carbón El carbón mineral fue el combustible característico de la época de la Revolución Industrial, y su explotación en gran escala comenzó a principios del siglo XVIII. Está históricamente asociada con la máquina de vapor, cuyos primeros modelos se desarrollaron para el bombeo de agua de las minas de carbón; y también con la siderurgia, ya que el co­ que — el residuo sólido de la destilación del carbón— es uno de los insumos fundamentales en la producción de arrabio. El carbón, como el petróleo, es también el residuo fósil de la mo­ dificación de sustancias orgánicas, sobre todo vegetales, de diversas épocas. Los carbones tienen diferentes calidades, desde la turba y el 195

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lignito, que son carbones recientes y de baja calidad, hasta la antraq. ta, dura y de muy alta capacidad calorífica. El tipo más utilizado es |a hulla, de la cual también hay varias calidades. El carbón se explota a cielo abierto cuando es posible, es decir si los mantos son esencialmente horizontales y están a poca profundidad Las minas de carbón subterráneas consisten en pozos verticales que a veces llegan a profundidades de varios cientos de metros, de las que sa­ len galerías horizontales que en algunos casos se internan bajo el mar La explotación de las minas se ha mecanizado y automatizado, y existen varios tipos de maquinarias de corte, apuntalamiento, trans­ porte y ventilación que aumentan el rendimiento y disminuyen los tra­ dicionales riesgos asociados a la explotación minera. Una vez extraído, el carbón se somete a diversos procesos de mo­ lienda, lavado y purificación, según los usos a que está destinado. La destilación de los volátiles contenidos suele dar origen a una gran can­ tidad de subproductos de aplicación como intermediarios en la pro­ ducción de sustancias químicas de usos diversos (como colorantes, productos de uso farmacológicos, etc.). El residuo de esta destilación es el coque, ampliamente usado en siderurgia como reductor del mi­ neral y como fuente de energía. El coque también se puede usar co­ mo combustible en la generación eléctrica. Se han propuesto varios tipos de aprovechamiento no convencio­ nal del carbón. Uno de éstos es la combustión in situ, consistente en quemar el carbón bajo tierra. Otro es la gasificación, consistente en hi­ drogenarlo, para transformarlo en hidrocarburos gaseosos (metano: gas natural artificial, si se permite la contradicción en los términos) o líquidos (gasolinas). Estos métodos están siendo instrumentados en gran escala en algunos países.

9. F u e n te s de en erg ía “ no-convencionales” Ese nombre ambiguo se difundió para calificar una serie de fuentes de energía que están en diversas fases de su desarrollo experimental. En realidad, en estos desarrollos se trata de redescubrir y modernizar de acuerdo con criterios actuales de eficiencia y de costos, a muchas fuentes de energía que se cuentan entre las más antiguas que haya usa­ do la humanidad en su historia. 196

1-

El tecnoscopio

Energía eólica Los molinos de viento se usaron en muchos países desde la Edad Ined ia. Como su nombre lo indica, los molinos de viento, igual que los de agua, se usaron para la molienda de granos. También se usaron pa­ ra extraer agua. El paisaje tradicional de la Pampa argentina incluía la presencia de los molinos de agua, junto a los tanques australianos. Más recientemente, también se usaron generadores individuales de energía eléctrica, de utilidad relativa, porque eran pequeños y no acumulaban energía para cuando fuese necesaria. Actualmente el aprovechamiento de la energía eólica tiende a ser masivo. Grandes generadores eólicos, de hasta un megavatio cada uno, se agrupan en “granjas eólicas” , formadas por alineaciones de docenas o centenares de esos generadores en aquellos sitios donde la fuerza del viento es lo más permanente y pareja posible. La instalación de esos equipos ya está saliendo de la fase experi­ mental. En varias partes del mundo se están instalando granjas eólicas, y los grandes agrupamientos de aparatos de decenas de metros de al­ tura ya forman parte del paisaje en California, Inglaterra, Dinamarca y otros países europeos. Cada una de los cientos de máquinas agrupa­ das en estas granjas genera cerca de un megavatio, de modo que el conjunto de ellas equivale a una central nuclear. Lo que ha hecho posible estos desarrollos es la aparición de nue-

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vos materiales, en especial los plá$t¡. eos reforzados con fibras de carbon0 o de metales, posibilitando la cons. trucción de palas de mayor enverga, dura y menor peso. En principio parecería que el aprove. chamiento de la energía del viento es una de las formas ecológicamente más inobjetables de generación eléc­ trica. Sin embargo, las granjas eólicas fueron cuestionadas por ser relativa­ mente ruidosas, porque afean el pai­ saje, y porque resultan peligrosas pa­ ra las aves. Esta polémica no es más que un as(Neuquén) pecto parcial del gran debate existen­ te desde hace algunos años. Toda ac­ tividad humana tiene algún efecto sobre el medio ambiente. Es imposi­ ble pretender una fuente de energía que no lo tenga. Se trata meramen­ te de optimizar la relación entre la humanidad y los elementos no-hu­ manos que forman parte de los diferentes ecosistemas. Por eso, es tan importante establecer estilos de vida que minimicen el impacto ecológi­ co, aunque sea ilusorio pretender que sea nulo. El tema, que trataremos en mayor profundidad en otro capítulo, se relaciona directamente con los aspectos más fundamentales de la existencia humana sobre la Tierra. Energía solar por acumulación El aprovechamiento pasivo de la energía solar es tan antiguo como la humanidad. La tecnología del secado de diferentes alimentos al sol — carne (charqui) y frutas— para lograr su conservación data de mi­ les de años. Una forma elemental de acumulación de energía solar es el inverna­ dero, usado universalmente para proteger ciertos cultivos de bajas temperaturas. En la actualidad tiene cierto auge, en especial en los países cálidos, el uso de recolectores y concentradores de energía solar para acumu­ lar calor, generalmente en agua u otros fluidos de capacidad calorífica 198

(Instituto Weizmann, Israel)

adecuada. La mayoría de estos colectores son de diseño muy sencillo. Algunos usan sistemas de espejos para concentrar energía en el colec­ tor, y unos pocos emplean mecanismos para seguir el movimiento apa­ rente del Sol. Un desarrollo más sofisticado de esta idea elemental es el horno so­ lar. En un horno solar, se enfoca la energía solar en un punto median­ te un gran espejo parabólico. En el foco de este espejo se obtienen temperaturas que pueden llegar a miles de grados. Si bien existen hor­ nos solares en Francia, Israel, etc., su uso es experimental. El horno solar más grande es la instalación llamada “ Solar One” en California, un dispositivo formado por un conjunto de 1800 espejos que se orien­ tan individualmente hacia el Sol, y que entregan 10 MW en el foco co­ mún de esos espejos. Generación fotovoltaica El silicio, así como algunos otros materiales como el germanio y el selenio, tienen la propiedad de que, cuando reciben un impacto lumi­ noso, aparece una tensión eléctrica entre contactos oportunamente dispuestos. Esta propiedad es utilizada para generar energía eléctrica directamente a partir de la luz solar. Los generadores o celdas fotovoltaicas, dispuestas en paneles sola­ o s, se usan corrientemente como la principal fuente de energía de los

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Celdas fotovoltaicas alimentan un equipó móvil (Arabia Saudita)

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satélites espaciales de todo tipo También son usadas en medida ereciente como fuentes de energía silenciosa y limpia, y como aprovecha­ miento de la energía solar en instala­ ciones remotas, en relojes y calcula­ doras. Sin embargo, la visión ideal de las celdas fotovoltaicas como la fuente de energía perfecta y ecológicamen­ te segura es, por lo menos parcial­ mente, una ilusión. La fabricación de las celdas, y en particular del silicio en que se basan, es una industria química potencialmente muy contaminante

Energía geotérmica En ciertos puntos del globo, de fuerte actividad volcánica, existen fuentes de agua termal a alta temperatura y alta presión. Hace bastante tiempo que esta fuente de calor es aprovechada en ciertos países. Por ejemplo en Reikjavik, la capital de Islandia, país notoriamente rico en vulcanismo, existe una red pública que aprovecha la energía geotérmica para la calefacción de los hogares y de los lugares públicos cerrados. En nuestro país se están efectuando intentos de aprovechar esta fuente de calor de origen volcánico, en Caviahue, en la cordillera del Neuquén. En Costa Ri­ ca, como en Islandia, la energía geo­ térmica provee una parte sustancial del total de la energía producida. Usina geotérmica (Copahue, Neuquén)

200

E n e r g ía

térm ica del m ar tropical

En los trópicos, el Sol calienta la superficie del mar durante el día, pero no llega a calentar las capas más profundas, ya que el agua fría es más densa y no tiene tendencia alguna a subir a la superficie. Es posi­ ble, entonces, imaginar una máquina térmica que opere entre la tem­ peratura alta de la superficie y la baja de las capas de algunas decenas de metros de profundidad. La diferencia de temperaturas no es muy grande, razón por la cual la eficiencia térmica de una máquina que ope­ re tomando agua superficial y bombeándola hacia las profundidades es baja. Sólo el 1% de la energía térmica del mar sería aprovechable de esta manera. Pero como se trata de valores absolutos enormes, una instalación de esa especie podría funcionar, aunque tuviera que circu­ lar millones de metros cúbicos de agua por enormes cañerías. Una central basada en estos principios operó durante cierto tiempo en el golfo de Guinea, en la década de 1920, pero fue abandonada por pro­ blemas mecánicos y porque el bajo precio de los derivados del petró­ leo la hacían poco competitiva. El sistema se retomó durante la crisis del petróleo en los años setenta, en que se instaló una usina en un bar­ co anclado frente a Hawaii. Energía m areom otriz Por supuesto, las mareas son un fenómeno que se observa en todas las costas oceánicas. Pero en ciertos sitios, existen desniveles de varios metros entre las alturas de las mareas. Por consiguiente, el avance y el retroceso de las aguas implica el desplazamiento de enormes masas de agua. Es natural que haya surgido, entonces, la idea de aprovechar esta energía para mover algún tipo de generador que la transforme en ener­ gía eléctrica. La energía mareomotriz no ha alcanzado una madurez tec­ nológica que la transforme en una fuente práctica de energía en gran escala. Esto se debe en parte a las complicaciones de la ingeniería mar,tima en gran escala, y también a las dudas que estos proyectos provo­ can, en cuanto al impacto ecológico que produciría la manipulación de las mareas en gran escala. Sin embargo, en varias partes del mundo existen instalaciones que operan normalmente. Desde 1966 funciona Ur>a usina mareomotriz en Ranee (en Bretaña, Francia) que tiene una Potencia instalada de 240 MW. En Rusia existen varias. Una de ellas, la

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de Kislogubsk, tiene más de veinte años. Otras están sobre el mar de Okhotsk y el mar Blanco. El proyecto mareomotriz más ambicioso que se haya concebido jamás involucra la región de Passamaquoddy, sobre la bahía Fundy, en la costa atlántica de Canadá. Sin embargo, y a pesar de treinta años de es­ tudios, aún no se llegado a concretar este proyecto En nuestro país, existe desde hace años el proyecto de cortar el ist­ mo de la península Valdés, en la provincia de Chubut, mediante un ca­ nal en el cual se instalarían turbinas hidráulicas para generar energía eléctrica cada vez que el ascenso o el descenso generara una corrien­ te de agua en un sentido o en el otro, entre el golfo Nuevo y el golfo de San José. Celdas de combustible Cuando se obtiene energía eléctrica de un combustible, el camino habitual es muy indirecto. En efecto, es necesario quemar el combusti­ ble en presencia de aire, con lo cual se transforma la energía química contenida en los enlaces químícos entre los átomos del combustible y el comburente, en energía térmica, que luego se convierte en energía mecánica en las partes móviles del motor, la que a su vez se transmite al movimiento del rotor del generador o del alternador, en cuyos bor­ nes aparece finalmente la tensión eléctrica aprovechable. El rendimien­ to máximo con que se puede efectuar esta transformación, es el deter­ minado por la segunda ley de la termodinámica; depende, por lo tanto, de las temperaturas entre las que el ciclo motriz puede operar. Si se lo­ grara efectuar la reacción química fundamental de la combustión,

ran con hidrógeno, obtenido éste por “ reformado” (oxidación parcial) de hidrocarburos. Dado que las reservas de combustibles fósiles son agotables, semejante aumento de la eficiencia en su empleo resulta evi­ dentemente interesante. En principio, es posible realizar el proceso en una celda electroquí­ mica, de tal manera que la oxidación del combustible tenga lugar en un electrodo y la reducción del oxígeno en el otro. Existen dificultades, sin embargo, debido a que los reactivos interactuantes no son iónicos, y deben usarse electrodos que logren un contacto electroquímico entre las moléculas eléctricamente neutras y la superficie conductora. En el caso de los hidrocarburos, las reacciones de oxidación son complejas; muchas veces se desconocen los mecanismos respectivos y los desa­ rrollos no han llegado aún a construir modelos comercialmente viables. En la práctica, sólo se ha logrado operar comercialmente y en gran escala, celdas de combustible con hidrógeno. Aunque el gas que se em­ plea es un hidrocarburo, éste se “ reforma” químicamente, es decir, se oxida parcialmente para dar una mezcla de C 0 2 + H2. Otra variante usa monóxido de carbono como combustible. Una celda de combustible consiste en dos electrodos porosos, un electrolito, que puede ser: una sal (generalmente un carbonato alcali­ no, o una mezcla de carbonatos de varios metales alcalinos); ácido fos­ fórico, embebido en un material poroso inerte (por ejemplo carburo de silicio o ciertas resinas fenólicas); ciertos óxidos cerámicos (como la circonia, que es conductor iónico a altas temperaturas); o bien membranas poliméricas fluoradas, con grupos ácidos incorporados en la molécula del polímero. Biomasa

C nH2m + (n+m/2)02

n C 0 2 + mH20

de modo directo, sin pasar por la etapa térmica, sería posible mejorar esencialmente el rendimiento, o sea la parte de la energía químicamen­ te almacenada en el combustible, ya que la limitación termodinámica no tendría efecto. De hecho, el límite teórico de la eficiencia de una celda de combustible con hidrógeno es del 94,5%, contra menos del 30% en un motor de explosión corriente. En la práctica, por supuesto, hay nu­ merosas pérdidas que disminuyen el rendimiento, pero se ha logrado duplicar el rendimiento termodinámico en celdas comerciales que ope­ 202

Lo que se conoce como “energía de biomasa” en realidad no es una forma de energía independiente, sino que es el aprovechamiento de recursos renovables — sobre todo vegetales— como fuentes de ener­ gía. Esto puede incluir ya el uso racional de leña como combustible, ya ciertos generadores semidomésticos de metano, que utilizan la fer­ mentación anaeróbica de desechos domésticos o de granja como fuen­ te aprovechable de gas combustible. En Latinoamérica, la leña produce cerca del 15% de la energía pri­ maria, que corresponde en su mayor parte al sector de más bajos in203

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gresos. En América Central este porcentaje llega al 40%. Al margen de la producción industrial de alcohol para su uso como combustible, la leña y otras biomasas también contribuyen con el 30% del consumo energético del Brasil. La leña fue casi el único combustible usado hasta los comienzos de la Revolución Industrial, y ya hemos visto las consecuencias ecológicas de la deforestación en Europa y en otros sitios. Sin embargo es posi­ ble una explotación de la leña como recurso renovable, si se reforesta con las especies adecuadas, de crecimiento rápido, como el eucalip­ to, el pino o el álamo. El 90% de los habitantes del Tercer Mundo usan leña para cubrir sus necesidades básicas de energía. Este consumo produce el agotamiento del recurso, y crecientes problemas ecológicos. Por eso es especial­ mente interesante destacar los esfuerzos que se han hecho para mejo­ rar el rendimiento energético de los artefactos de leña, modificando el diseño de las cocinas y estufas domiciliarias, ya que la eficiencia de los modelos tradicionales suele ser extraordinariamente baja: no se logra recuperar más que el 3 al 5% de la energía teóricamente contenida en el combustible. Algunos de estos diseños han logrado eficiencias diez veces mayores. Se estima que si se generalizara el uso de estas cocinas mejoradas, se lograría disminuir el consumo de leña a la mitad. Además de la leña, hay otros productos vegetales que se usan como combustibles. Muchos de ellos son residuos de otros procesos produc­ tivos. El bagazo de la caña de azúcar suple con creces todos los reque­ rimientos energéticos de la industria del alcohol. Muchos residuos or­ gánicos se pueden usar para generar gas de biomasa (fundamentalmen­ te metano) en escala doméstica o semiindustrial; la industria del papel y de la celulosa produce un desecho, el “ licor negro” , que se puede quemar en cogeneración, mejora el rendimiento energético del proce­ so y elimina un desecho contaminante. También gran parte de los resi­ duos domiciliarios urbanos se pueden quemar en cogeneración. En ciertos países — en especial Brasil— se consume masivamente alcohol etílico como combustible para vehículos. El alcohol se obtiene a partir del azúcar de caña, cultivado extensivamente. Pero también se pueden usar otros productos vegetales como combustibles industria­ les. Algunos aceites vegetales, sometidos previamente a procesos que los modifican químicamente, se pueden usar directamente en plantas diseñadas para quemar derivados del petróleo. 204

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El uso de residuos de biomasa como fuente de energía es una mane­ ra evidente de economizar recursos. El uso de tierras arables para el cul­ tivo de especies destinadas a la generación de energía, o el uso de ma­ terias comestibles para su uso como combustibles, en cambio — en cir­ cunstancias en que, en esos mismos países— hay millones de seres hu­ manos cuyas necesidades alimenticias básicas no están cubiertas, plantea problemas de carácter ético además de económico. Generadores m agnetohidrodinám icos

Un gas a muy alta temperatura comienza a ionizarse. Es decir, al­ gunas de sus moléculas pierden un electrón. Un gas en esas condicio­ nes se denomina plasma y, si bien no posee una carga eléctrica neta, está formado por iones positivos y electrones, además de moléculas neutras. Esas cargas eléctricas confieren al plasma una conductividad eléctrica, que es tanto mayor cuanto mayor es el grado de ionización, que a su vez aumenta con la temperatura. En ciertos ensayos, se ha inyectado al plasma materiales fácilmente ionizables — como metales alcalinos— para aumentar su conductividad. Un plasma que circula constituye una corriente eléctrica y por lo tanto genera un campo magnético, el que, a su vez puede inducir una corriente en un bobinado. Tenemos entonces una especie de transfor­ mador, cuya corriente primaria es un flujo de plasma, y la secundaria, una bobina común: tal es la estructura básica de uno de los modelos de generador magnetohidrodinámico (MHD). Como forma de generación de energía eléctrica, los generadores MHD no han satisfecho las esperanzas depositadas en ellos. El gas sue­ le ser úna mezcla en combustión de gas natural y oxígeno, que arden en un reactor de llama a la temperatura más alta posible: por debajo de los 3000°C la ionización no es suficiente. Cuando el plasma ha atra­ vesado al generador MHD su temperatura es aún lo suficientemente alta como para ser utilizada en forma convencional. De modo que se Usaría una especie de ciclo combinado cuya etapa de alta temperatura fuese un generador MHD.

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10. P roducción y co n su m o “ n o -eléctrico ” Una gran parte de la energía producida y consumida en el mundo no es eléctrica. Hemos visto que sólo una minoría de la población mundial tiene acceso a las grandes redes de distribución de energía. Estos secto­ res, que son mayoritarios en escala mundial y abarcan la casi totalidad de las poblaciones de los países menos desarrollados, sólo emplean energía térmica para los usos más primitivos. Pero además, una parte muy impor­ tante de la energía consumida en el mundo desarrollado tampoco es eléc­ trica. De ésta, la parte más importante y tecnológicamente significativa es la que corresponde al transporte: los millones de automóviles, camiones, ómnibus, locomotoras y barcos que tienen motores diesel o diesel-eléctricos; las redes de gas para calefacción domiciliaria y cocina, y el uso de energía geotérmica para calefacción urbana.

11. Por un co n su m o racional de la en erg ía El consumo de energía eléctrica, que se suele tomar como un buen índice del nivel de desarrollo de los países, varía enormemente entre unos y otros. En los países desarrollados, alcanza un total aproximado de 8000 kWh/año per capita. En los demás países, el promedio es de unos 600 kWh/año y en un tercio de la población mundial no llega a los 100 kWh/año. Los habitantes de los países desarrollados son el 25% de la huma­ nidad y consumen el 50% de la energía generada en el mundo. De és­ ta, los EE.UU., con sólo el 5% de la población mundial, consumen un 25%, es decir, 5 veces el promedio. Para nuestro país, los datos correspondientes son los siguientes: Consumo per capita: 1700 kWh/año/persona Generación total: 55 TWh/año3 Termoelectricidad: 43-37%, Subdividida en: carbón: 13%: petróleo:23-4% gas:64-83% Nuclear: 15-10% Hidroeléctrica: 42-53% Otras: < I % 206

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5e ve que en cuanto al consumo, nos encontramos bien por enci­ ma del promedio del Tercer Mundo. En cuanto a las variaciones de los orcentajes, se deben a problemas estacionales y económicos. En el caso de la energía hidroeléctrica, la disponibilidad depende del caudal ¿e los ríos. Se ve también que la participación de las fuentes “ no-convencionales” de energía es aún insignificante. Es difícil establecer límites a la capacidad de generación en escala global: sin embargo, se puede estimar que si la población mundial sigue creciendo al ritmo actual, y si se pretende que toda la población mun­ dial alcance el nivel de consumo de energía de los países desarrollados, la generación de energía deberá cuadruplicarse en los próximos vein­ te años. Esto choca con varios límites naturales: la energía hidroeléctrica es limitada, ya que muchos de los grandes ríos del mundo están uncidos al yugo hidroeléctrico. La energía de generación térmica chocará con el límite de la disponibilidad de combustibles fósiles, que no son reno­ vables, aunque se trabaja activamente en la exploración hidrocarburífera, y es posible que se descubran grandes yacimientos de los que aún nada se sabe. Por otra parte, la combustión de gas, petróleo y carbón agravarán la acumulación de los gases de invernadero en la atmósfera, y podrían constituir una carga ecológicamente no sustentable. Si bien las fuentes “ no-convencionales” de energía aumentarán su importan­ cia relativa, no se prevé que constituyan una fuente cuantitativamente muy significativa de energía adicional en las próximas décadas. La fu­ sión nuclear aún está lejos. En cambio la maquinaria de generación eléctrica está en continua re­ visión para mejorar su eficiencia. Esto se ha logrado mediante la cogeneración, las nuevas turbinas de gas de eficiencia cada vez mayor, y las usinas de “ciclo combinado” que hemos mencionado brevemente más arriba. Pero este proceso de mejoramiento tiene límites evidentes. Es decir: no hay suficiente energía en el mundo para sustentar un consumo per capita como el que tienen los países desarrollados en la actualidad. Para este dilema, además del evidentemente deseable me­ joramiento en la eficiencia de los métodos tradicionales de producción de energía eléctrica, hay sólo dos soluciones posibles: perpetuar la de^gualdad en el consumo o disminuir el nivel de consumo actualmente Predominante en los países más ricos, para mejorar la distribución mundial y aun dentro de cada país. 207

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Es probable que lo que ocurra en la realidad sea una combinación de ambas. De hecho, las campañas de publicidad en favor de un uso más racional de la energía están teniendo cierto éxito. Uno de los as­ pectos de la respuesta está en economizar energía. Esto no es difícil, pero tampoco es muy fácil. Una de las posibilidades de ahorro energético es domiciliario: consiste, simplemente, en aislar mejor las cons­ trucciones, para que se pueda ahorrar en calefacción y en refrigera­ ción. Otro es más difícil de lograr porque requeriría un cambio cultu­ ral profundo; consistiría en reemplazar los automóviles individuales por medios de transporte colectivo: en especial los de tracción eléc­ trica: trenes, tranvías, y vehículos eléctricos individuales, de los-que se habla desde hace mucho pero que aún no son prácticos.

A n ex o M áquinas té rm ic a s

X:-

Las máquinas térmicas son las que aprovechan el calor de cualquier origen, para transformarlo en energía mecánica, y de ahí eventualmen­ te en otras formas, especialmente la de energía eléctrica. Los ejemplos de máquinas térmicas son muy corrientes: los motores de automóvil nos resultan más familiares. En ellos, la energía química almacenada en el combustible se transforma en calor por la combustión ocurrida en los cilindros. Este calor se transforma luego en energía mecánica, cuan­ do los gases calientes empujan los pistones, que a su vez hacen girar el eje cigüeñal, movimiento que termina transformándose en el de avance del móvil. La termodinámica, ciencia que estudia las transformaciones de la energía, ha formulado entre otras dos leyes especialmente importan­ tes: la primera, muy conocida, es la de la conservación de la energía total: la energía contenida en la estructura química de las moléculas del combustible y del oxígeno del aire se transforma en calor, y éste se transforma en energía cinética del vehículo. El total de esta energía es constante, aunque cambie de forma varias veces. La segunda ley es menos conocida y un poco más compleja. En lo que nos interesa aquí, la segunda ley establece que la forma de ener­ gía que llamamos calor juega un rol especial en estas transformaciones. El calor nunca se puede transformar totalmente en otra forma de ener208

¡a Una máquina térmica, cuya fuente de energía es el calor, lo toma je una fuente a cierta temperatura (T |) transforma una parte del mis­ ino en otra forma de energía, y siempre debe devolver el resto, tam­ bién en la forma de calor, pero a una temperatura inferior (T 2). La fracción de la energía térmica que se puede transformar en otras formas de energía está dada por una fórmula de apariencia sencilla: (Q |-Q 2)/Q| = (T ,-T 2)/T i Aquí, Q | es la cantidad de calor tomada de la fuente caliente, Q 2 es la cantidad entregada a la fuente fría, y T | y T 2 son las temperatu­

ras respectivas. Las temperaturas deben estar expresadas en Kelvin, K, las unidades de temperatura absoluta. Esta temperatura absoluta se obtiene de la centígrada sumando 273°. De esta ecuación se ve que Q 2 puede ser nula, y la transformación de energía térmica en energía mecánica, completa, solamente si la temperatura de la fuente fría es 0 K. También se ve que cuanto mayor sea la temperatura alta (T |) y menor la baja (T 2), el rendimiento termodinámico es máximo; o sea la fracción máxima de la energía térmi­ ca que se puede aprovechar en forma mecánica.

Notas 1. Fuente: A . L. Simons, Energy Resources, Pergamon Press, 1975, citado por Fundación Bariloche. 2. O LA D E, “ Energía en cifras” N° 6, julio 1994. Agradezco a Carlos Suárez y Víctor Bravo, del IDEE de Fundación Bariloche, la mayoría de estos datos. 3. I T W H = I O9 K W H . La unidad se llama “terawatio-hora” .

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Capítulo 10

Tecnología química

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La industria química es una de las ramas más importantes y variadas de la industria en general. Ha sido muy importante desde hace por lo menos 150 años, ya que muchos procesos básicos que aún se utilizan datan de la segunda mitad del siglo pasado. Pero la tecnología química adquirió un desarrollo enorme con el advenimiento de los materiales plásticos, de la petroquímica, la farmoquímica, los colorantes, etcétera. La relación de la tecnología química con la química es evidente: la tecnología química lleva a cabo reacciones químicas en condiciones in­ dustriales, es decir, en una escala comercial, y en condiciones de pre­ cio, economía de la energía, manejo de los efluentes compatibles con una explotación económicamente sustentable. Hay una rama de la ingeniería, la ingeniería química, que se ocupa del diseño y la construcción de los equipos en los que estas reaccio­ nes químicas tienen lugar, que por supuesto suelen ser muy diferentes de los tradicionales “tubos de ensayo”, transformados en el símbolo y la metáfora de la química. En la industria de procesos, muchos productos son commodities y se producen en grandes plantas, por decenas o centenares de miles de to­ neladas al año. Sin embargo, la escala no es una característica determi­ nante. Hay sustancias de uso farmacéutico y productos de las moder­ nas tecnologías biológicas y bioquímicas que se producen industrialmente en la escala de unos pocos gramos. Muchas de las tecnologías aplicadas en la producción de alimentos son típicas tecnologías quími­ cas, aunque se apliquen en las condiciones necesarias para que sus pro­ ductos sean aptos para el consumo humano. Dada una reacción química que se desea explotar industrialmente, n° basta que se logre que la reacción cuyo producto se desea obtener ocurra, sino que tiene que hacerlo en condiciones económica y am­ bientalmente adecuadas, es decir, optimizando los rendimientos, redu211

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ciendo el consumo de reactivos y de energía, reduciendo los riesgos para el personal y el medio ambiente, minimizando la cantidad y la to xicidad de los desechos, etc. Suele ocurrir que un mismo producto se pueda obtener por más de un método, y que sea necesario sopesar |0s factores mencionados para decidir cuál es el más conveniente en cada situación particular. Como ejemplo de esta situación, podemos mencionar el caso del dióxido de titanio, que es el pigmento blanco de uso más corriente pa­ ra pinturas y muchos otros usos. Hay dos métodos para producirlouno antiguo, el método del sulfato, muy contaminante pero más bara­ to que el más moderno, que pasa por el cloruro. Las consideraciones de impacto ambiental provocan el cierre de plantas que usan el méto­ do antiguo. En sus orígenes, la artesanía química estuvo muy relacionada con la magia y las actividades de los alquimistas, iniciados en las artes hermé­ ticas. En efecto, los fenómenos de la transformación de la materia, de una sustancia en otra, tienen cualidades misteriosas capaces de asom­ brarnos aun en la actualidad. Entre las primeras actividades que podemos llamar químicas, pro­ bablemente estaba la preparación de varios medicamentos, pociones, ungüentos, polvos y cataplasmas; de productos cosméticos, ya que los poderosos y sus mujeres gustaban de adornarse y disimular sus defec­ tos físicos, entonces como ahora; y preparados para el embalsama­ miento de cadáveres. Estos artesanos conocían numerosos procesos químicos, entre ellos la sublimación y la destilación, desde los tiempos de Sumeria y Acadia y, por supuesto, de Egipto. Pero había muchas otras actividades que hoy llamaríamos químicas: en la Mesopotamia se conocían los álcalis y la fabricación de jabón en el tercer milenio a.C. En el antiguo Egipto se preparaban adhesivos usando caseína, se extraía el almidón de ciertas semillas, se fabricaban barnices y velas de cera, se conocía la goma arábiga. Probablemente los primeros procesos químicos efectuados en es­ cala relativamente importante fueron los que se vinculan con las bebi­ das alcohólicas: las fermentaciones del mosto y de la malta; y la desti­ lación de bebidas de mayor grado alcohólico, en alambiques de distin­ tos tipos. En la Edad Media se destilaba vino y se producía agua dulce por des­ tilación de agua de mar. También se conocía el ácido sulfúrico (aceite 2/2

¿e vitriolo) y el agua regia, mezcla de

ácido clorhídrico y nítrico, que servía para separar el oro de la plata. Exis­ ten unas curiosas colecciones de re­ cetas del siglo III d.C. que detallan muchos procedimientos químicos, entre los cuales hay unos cuantos pa­ ra fabricar oro y piedras “ preciosas” falsas. Los alquimistas dieron un impor­ tante empuje a la tecnología química en la Edad Media, desarrollando ins­ trumentos y equipos para efectuar operaciones químicas tales como la calcinación, la extracción, la destila­ ción. Algunos de estos instrumentos, como ciertos tipos de retortas, están aún en uso en la actualidad, aunque, por supuesto, fabricados con diseños

Laboratorio de alquimista (S. XVI)

y materiales muy diferentes. La relación entre la química y la alquimia tiene características sin­ gulares, porque según ciertos autores, la piedra filosofal que algunos buscaron en infinitas destilaciones de misteriosos compuestos de mer­ curio, vitriolo, azufre y sal, en realidad no era de carácter material si­ no espiritual, y lo que los alquimistas destilaban en años de pacientes esfuerzos era su propia alma. La química comenzó a desarrollarse como ciencia más tarde que la física. Dalton y Lavoisier, Cavendish y Scheele y muchos otros estable­ cieron las leyes de la química y descubrieron los elementos y sobre to­ do, la relación entre ellos y las demás sustancias; y a pesar de que exis­ tían algunos procesos químicos industriales desde antes, a partir del si­ glo X IX comenzó a formarse una verdadera Industria Química, cuyo foco principal de desarrollo se encontraba en Inglaterra, y poco des­ pués se trasladó a Alemania. El primer producto químico producido a granel probablemente fue­ ra el ácido sulfúrico, que se fabricaba por el método de las “ cámaras de plomo” desde el siglo XVII. El primer método para producir carbo­ nato de sodio, que hoy se conoce como “ soda Solvay” , por el inven­ 213

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tor de un método que aún se usa, fue el de Leblanc, de 1791 y se usó hasta hace relativamente poco. El método Solvay data de 1860. En esa época, la industria química tomó gran impulso: el método de contacto para obtener ácido sulfú­ rico data de 1830; la industria de los colorantes artificiales nació alre­ dedor de 1860, en relación con el uso generalizado del gas de hulla co­ mo fuente de iluminación, ya que el alquitrán, que era un residuo de la destilación seca de la hulla, contiene numerosos compuestos aromáti­ cos. Al mismo tiempo fue tomando impulso la industria farmacéutica, con el descubrimiento de las cualidades antisépticas del fenol (Lister, 1865); del hipnótico hidrato de doral, en 1869; del valor de los nitri­ tos alifáticos contra la angina de pecho, en 1874; y de las cualidades antiinflamatorias del ácido salicílico, en 1875.

2 . O p e ra cio n e s u n itarias La tecnología química comprende un cierto número de operacio­ nes unitarias que se realizan en recipientes y recintos más o menos estandarizados. La mayoría de estas operaciones es relativamente an­ tigua, y sólo se han agregado a ellas algunas novedades, como los reac­ tores de “ lecho fluido”. Destilación Hay diferentes tipos de destilación, pero siempre se trata de vapo­ rizar un líquido para condensar luego el vapor, eventualmente de ma­ nera fraccionada para separarlo en sus componentes. La diferencia en­ tre los diversos tipos de destilación se debe a las características de la mezcla que se quiere separar. En casi todos los casos, una mezcla lí­ quida tiene un vapor que es más rico en el componente más volátil, y que queda enriquecido en la fase gaseosa. Si se recoge este vapor, no se ha logrado más que una separación parcial. En cambio, si se lo ha­ ce recorrer una torre de fraccionamiento, se produce el equivalente de una sucesión de numerosas destilaciones, en cada una de las cuales el componente más volátil se enriquece un poco más, hasta que se llega a una pureza prácticamente perfecta. El número de destilaciones equi­ valentes de una torre de fraccionamiento se denomina plato teórico, 214

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porque en una forma común de construcción de una torre se produ­ Condensador ce el contacto a contracorriente entre la corriente ascendente de vapor, que burbujea a través de una descendien­ Vapor te de líquido, en una plataforma lla­ mada plato. Varios de dichos platos se Líquido superponen formando un equipo con (reflujo) Destilado la forma de una columna que puede Vapor tener decenas de metros de altura. En otro tipo de torre, los platos físi­ cos se reemplazan por un relleno con cuerpos de varias formas, de pe­ queño tamaño. Una de estas formas es la de cortos cilindros huecos de pocos centímetros de diámetro y de altura, hechos de cerámica, los ani­ llos de Raschig. En una torre de des­ tilación correctamente diseñada, es posible separar líquidos de puntos de ebullición muy cercanos entre sí, y Fuente de calor también se puede separar mezclas de Esquema de una torre de más de dos componentes, recogien­ destilación de platos do productos a diferentes alturas de la columna. Un equipo de destilación se diseña para optimizar el factor de se­ paración y economizar la energía usada para evaporar el líquido inicial. En efecto, con un diseño adecuado, es posible recuperar buena parte del calor de vaporización necesario, que se libera al condensar el va­ por luego de la separación. Las torres de destilación son componentes típicos del conocido perfil de las destilerías de petróleo, las cuales sirven para separar los numerosos hidrocarburos componentes del petróleo en fracciones ta­ les como naftas, gas-oil, kerosene, etcétera. Hay varios motivos por los cuales puede ser deseable efectuar una destilación a temperaturas más bajas que las que serían necesarias pa­ ra vaporizar los componentes a presión atmosférica. En esos casos es posible reducir la presión haciendo un vacío parcial, con lo que la des-

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tilación se produce atemperaturas inferiores. En otros por el contra­ rio, la destilación serealiza apresiones mayores que la atmosférica. Pero en ambos casos es necesario diseñar un equipo que sea hermético, pero que permita laintroducción de la alimentación y la extracción del destilado. El concepto de plato teórico es común a todos los procesos de se­ paración, cuyos aspectos teóricos resultan bastante similares. Así, en un sistema de extracción por solventes, de separación de mezclas por membranas, y de cualquier otro sistema de separación, la eficiencia del proceso se puede medir en esa forma.

Reactores de lecho fluido

Extracción

En otros casos, el sólido es el soporte de un catalizador (cat.), y .la reacción química ocurre entre dos componentes del gas, o en la rup­ tura de la molécula del gas en otras menores (cracking):

Esta es una operación enla cual se trata un sólido o un líquido con otro líquido, para disolver algún componente. Esta definición, sin em­ bargo, es demasiado general, y hay que distinguir varios casos bastan­ te diferentes entre sí. Una categoría importante es la extracción de algún componente soluble de un sólido (lixiviación). Un caso diferente se presenta cuando la sustancia que se ha de ex­ traer está disuelta enun líquido, y se usa otro líquido insoluble con el primero, para la extracción. Cuando se trata de la extracción de sustancias destinadas al consu­ mo humano, es particularmente importante que en el extracto no queden residuos del solvente, especialmente cuando éste es tóxico, como ocurre con varios de los solventes comúnmente usados: hexano, tricloetileno, etcétera. Una metodología novedosa, especialmente adecuada para esos ca­ sos, se usa en la extracción de ciertas sustancias naturales, como acei­ tes esenciales o aunciertas proteínas de los vegetales que los contie­ nen: la extracción por medio de solventes gaseosos en estado supercrítico.' La ventaja que presenta este proceso es que el solvente, p°r ser gaseoso y bastante inerte a temperaturas ordinarias, se descom­ prime totalmente al disminuirse la presión, sin dejar ningún tipo de re­ siduo. La extracción supercrítica se puede usar para numerosos ex­ tractos vegetales, aromas, perfumes, esencias y aceites esenciales.

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Numerosos procesos químicos exigen un contacto entre uno o más reactivos gaseosos y un sólido. Este sólido puede entrar en reac­ ción química con el gas, como en el proceso de producción de gas de agua, o el de tostación de ciertos minerales: C(s) + H20(g)

H2(g) + CO(g)

ZnS(s) + 0 2(g) -» ZnO(s) + S 0 2(g)

H2(g) + CO(g) - (c a t .) -> H2CO(g) C l2 H 26(g) — (cat-)

C 6 H I4
En todos estos casos, es esencial que el contacto físico entre los reactivos sea el más estrecho posible, para que la reacción ocurra con alto rendimiento y alta velocidad. Una de las mejores maneras que salida se ha encontrado para realizar este contacto es formar un lecho fluido. En este tipo de reactor se aprovecha el hecho de que un polvo de granuloa lim e n ta c ió n . ,F0 "•••• •metría adecuada, “soplado” desde burbujas abajo con una corriente gaseosa de cierta velocidad, en varios aspectos '^portantes se comporta como un lí­ quido. Cuando la velocidad del gas es suficientemente alta, su corriente le­ vanta las partículas de sólido y las d e sca rg a mantiene en suspensión, aisladas unas de otras, lo que permite un con­ 1placa porosa tacto óptimo entre gas y sólido. Cuando la velocidad del gas es exce- Esquema de un reactor de lecho fluido '•

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tilación se produce a temperaturas inferiores. En otros por el contra rio, la destilación se realiza a presiones mayores que la atmosférica pe ro en ambos casos es necesario diseñar un equipo que sea hermético pero que permita la introducción de la alimentación y la extracción de¡ destilado. El concepto de plato teórico es común a todos los procesos de se­ paración, cuyos aspectos teóricos resultan bastante similares. Así, en un sistema de extracción por solventes, de separación de mezclas por membranas, y de cualquier otro sistema de separación, la eficiencia del proceso se puede medir en esa forma. Extracción

R e a c to re s

de

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fluido

Numerosos procesos químicos exigen un contacto entre uno o , reactivos gaseosos y un sólido. Este sólido puede entrar en reac­ ción química con el gas, como en el proceso de producción de gas de agua, o el de tostación de ciertos minerales:

C(s) + H20(g) -* H2(g) + CO(g) ZnS(s) + 0 2(g)

ZnO(s) + S 0 2(g)

En otros casos, el sólido es el soporte de un catalizador (cat.), y .la reacción química ocurre entre dos componentes del gas, o en la rup­

Esta es una operación en la cual se trata un sólido o un líquido con otro líquido, para disolver algún componente. Esta definición, sin em­ bargo, es demasiado general, y hay que distinguir varios casos bastan­ te diferentes entre sí. Una categoría importante es la extracción de algún componente soluble de un sólido (lixiviación). Un caso diferente se presenta cuando la sustancia que se ha de ex­ traer está disuelta en un líquido, y se usa otro líquido insoluble con el primero, para la extracción. Cuando se trata de la extracción de sustancias destinadas al consu­ mo humano, es particularmente importante que en el extracto no queden residuos del solvente, especialmente cuando éste es tóxico, como ocurre con varios de los solventes comúnmente usados: hexano, tricloetileno, etcétera. Una metodología novedosa, especialmente adecuada para esos ca­ sos, se usa en la extracción de ciertas sustancias naturales, como acei­ tes esenciales o aun ciertas proteínas de los vegetales que los contie­ nen: la extracción por medio de solventes gaseosos en estado supercrítico.' La ventaja que presenta este proceso es que el solvente, por ser gaseoso y bastante inerte a temperaturas ordinarias, se descom­ prime totalmente al disminuirse la presión, sin dejar ningún tipo de re­ siduo. La extracción supercrítica se puede usar para numerosos ex­ tractos vegetales, aromas, perfumes, esencias y aceites esenciales.

tura de la molécula del gas en otras menores (cracking): H2(g) + CO(g) — (cat.) C l2 H 26(g) — (cat-)

H2CO(g)

C 6 H I4(g) + C 6H 12<§)

En todos estos casos, es esencial queelcontacto físico entre los reactivos sea el más estrecho posible, paraque lareacción ocurra con alto rendimiento y alta velocidad. Una de las mejores maneras que se ha encontrado para realizar este contacto es formar un lecho fluido. En este tipo de reactor se aprovecha el hecho de que un polvo de granulometría adecuada, “ soplado” desde abajo con una corriente gaseosa de cierta velocidad, en varios aspectos importantes se comporta como un lí­ quido. Cuando la velocidad del gas es suficientemente alta, su corriente le­ vanta las partículas de sólido y las mantiene en suspensión, aisladas unas de otras, lo que permite un con­ tacto óptimo entre gas y sólido. Cuando la velocidad del gas es exce­ Esquema de un reactor de lecho fluido

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siva, se forman burbujas y el conjunto toma el aspecto de un líqu¡d0 en ebullición. Uno de los efectos que se deben tener en cuenta al diseñar Un reactor de lecho fluido es el desprendimiento o la absorción del calor de reacción. Muchas de las reacciones que se realizan en estos reacto­ res son fuertemente exotérmicas, y se hace necesario extraer el calor producido para mantener la reacción dentro de los límites de tempe. ratura adecuados. Esto puede ofrecer ciertas dificultades, ya que la fal­ ta de contacto entre las partículas sólidas — que es la principal ventaja desde el punto de vista del contacto entre el sólido y el gas— es un obstáculo para la eliminación del calor excedente. Lavado de gases Muchos procesos tienen un producto gaseoso que debe ser recupe­ rado por disolución en un solvente. Un caso frecuente de esto son los efluentes gaseosos. Muchos procesos tienen subproductos indeseables, que salen, por ejemplo, junto a los gases expulsados del sistema por la chimenea, pero que no deben salir con éstos por varios motivos: por­ que son nocivos y no pueden ser liberados al ambiente, o porque son valiosos y merecen ser recuperados. En estos casos, se trata la corrien­ te de gas por medio de un líquido que disuelve el componente que se desea retener, o reacciona química­ mente con él. Para ello es necesario que el contacto entre ambas fases se realice lo mejor posible. Esto se lo­ gra en una instalación parecida a una torre de destilación llamada “torre de lavado”, en la cual el gas contami­ nado o impuro entra por la parte in­ ferior a una columna llena de anillos de Raschig o un relleno similar, y se encuentra con una corriente de líqui­ do introducido a la columna desde arriba, en forma de lluvia que va ca­ yendo sobre el relleno, donde absor­ be el compuesto que se elimina. 218

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O tro tipo de depuración a que suele ser necesario someter los ga­ jes efluentes antes de poder liberarlos en la atmósfera, es liberarlos ¿g polvos y partículas en suspensión y que la corriente de gas arras­ tra Para eso se usan varios dispositivos que son útiles para separar partículas de diferentes tamaños. Las más gruesas se separan en un ci­ clón. En este dispositivo, los gases entran tangencialmente a un recin­ to relativamente amplio, donde se origina un movimiento en espiral de los gases, que arroja las partículas sólidas hacia la pared externa por acción de la inercia, en esos casos llamada “fuerza centrífuga” . Frena­ das en la pared, las partículas caen al fondo del ciclón. Las partículas más finas no son retenidas por este dispositivo. En cambio sí suelen ser atrapadas en un campo electrostático, en un precipitador de Cottrell. Finalmente, si algunas partículas no fuesen precipi­ tadas electrostáticamente, se las puede retener mediante un filtro. De esta manera es posible eliminar partículas de tamaño inferior al milésimo de milímetro en forma virtualmente total. Se habla así de “fil­ tros absolutos” que retienen más del 99,97% de las partículas con muy poca resistencia al paso de los gases.

Reactores químicos Las reacciones en la fase líquida, que ocurren en solución, en sus­ pensiones, o entre líquidos y sólidos en suspensión, son las que menos dificultades ofrecen desde el punto de vista del equipo necesario. Fre­ cuentemente se trata de simples recipientes dotados de mezcladores movidos por motores eléctricos, y calentados exteriormente median­

Planta de producción de agua pesada (Arroyito, ENSI, Neuquén) (Foto CNEA)

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te camisas de vapor, o interiormente mediante serpentinas, tamb¡én de vapor. A veces los recipientes son cerrados, sea por razones de se guridad del personal, cuando se trata de sustancias tóxicas o corros¡ vas, sea por una necesidad de controlar la atmósfera bajo la cual |a reacción tiene lugar, sea para retener vapores que puedan formarse Para las reacciones entre gases, en cambio, hay varias posibilidades según las características térmicas del proceso, y su velocidad. Algunos procesos son muy exotérmicos, de modo que la reacción ocurre con violencia. En estos casos, se puede usar un “ reactor de llama”, que es una especie de quemador en el que los gases son puestos en contacto y reaccionan en una llama. Hay que tener cuidado de que la llama no se propague hacia atrás. En otros casos, los gases deben estar en contacto más tiempo, y se los hace circular por cañerías, que eventualmente es necesario calentar desde afuera, o haciendo entrar los gases calientes. Procesos con membranas A partir del desarrollo de las membranas plásticas, cuyas propieda­ des se pueden diseñar con cierta precisión para satisfacer necesidades específicas, se desarrollaron algunas operaciones unitarias que no se­ rían posibles sin ellas. Algunas efectúan con facilidad y elegancia la se­ paración de mezclas, que sería más engorroso y sobre todo más caro separar de otras maneras. Una de estas operaciones llevada a cabo en escala industrial es la potabilización de aguas salinas o salobres. El agua dulce es relativamen­ te escasa en muchas partes del mundo, y constituye uno de los recur­ sos estratégicos por el que se han combatido guerras. Una zona de es­ casez crítica de agua potable es todo el Cercano Oriente y grandes zo­ nas de Africa. La disponibilidad de métodos eficaces y baratos para desalinizar agua de mar es por lo tanto una necesidad vital. El método más obvio es la destilación, para la cual se han construido grandes ins­ talaciones en varios países, aprovechando la disponibilidad de gas y pe­ tróleo de la región. Sin embargo, una manera más eficiente de aprove­ char la energía que el método requiere, es usar el proceso de osmo­ sis inversa. Este proceso se puede equiparar a una filtración a presión, en la cual se aplica presión al agua salina, y el agua pura pasa a través de una membrana plástica mientras que una solución salina más con­ centrada queda atrás. Éste es, en efecto, el proceso inverso al que ocu­ 220

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rre espontáneamente, cuando una solución salina, puesta en contacto cor\ agua pura a través de una membrana, se diluye por el paso de agua ¿e |a solución diluida a la más concentrada.

Otro tipo de separación que se puede efectuar mediante membra­ nas es la de mezclas de gases. Habitualmente estas separaciones son dificultosas, porque implican procesos específicos en los que las com­ ponentes de la mezcla se comportan de manera diferente. Por ejem­ plo, la producción industrial de oxígeno, que es de uso muy común en medicina, y también en diferentes tipos de soldadura, se efectúa me­ diante la destilación fraccionada de aire líquido. Es decir que primero hay que licuar el aire, cuyos componentes hierven a temperaturas muy bajas (el nitrógeno, a -I96°C; el oxígeno, a -I83°C); y luego someter el líquido a una destilación fraccionada. Otro ejemplo es la producción de helio, un gas inerte que es un componente minoritario (general­ mente bastante menos del 1%) en algunos yacimientos de gas natural, y para obtener un litro del cual hay que condensar y volver a evapo­ rar masas enormes de gas, lo que supone disponer de grandes instala­ ciones y gastar bastante energía.2 La diálisis a que se somete a los enfermos de insuficiencia renal también pertenece al grupo de tecnologías en las que se usan mem­ branas plásticas. Mediante el uso de membranas de ciertos materiales, es posible se­ parar directamente los componentes de estas y otras mezclas de gases. La permeabilidad de las membranas de plástico suele ser muy diferen­ te para los diferentes gases. Cuando una mezcla se pone en contacto con la membrana, el gas del otro lado está frecuentemente muy enri­ quecido en uno de los gases y empobrecido en el otro. Por ejemplo, ciertas formas de plásticos fluorados son muy permeables al helio y lo son muy poco a los hidrocarburos como el metano, principal compo­ nente del gas natural. Por lo tanto la separación es relativamente fácil. Estos procesos se ven notablemente facilitados por el empleo de la membrana en forma de fibras huecas, ya que por la distribución de las tensiones, los tubos de pequeños diámetros pueden soportar en su in­ terior presiones muy elevadas.

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3. L a s ferm en tacio n es Dentro de la industria química tradicional, las fermentaciones siem­ pre han desempeñado un importante papel. Pero con el crecimiento en importancia de la biotecnología, las reacciones en las que intervie­ nen microorganismos vivos o enzimas purificadas toman cada vez ma­ yor relevancia. Los reactores tradicionales de fermentación, como los que aún se usan en la industria del vino o de la cerveza, son grandes cubas, en las que se deja fermentar el ‘mosto’ durante el tiempo necesario, luego de haber agregado los cultivos de las levaduras, los lactobacilos, o los acetobacilos. Tradicionalmente las cubas de fermentación eran de made­ ra; en la actualidad son con frecuencia de acero inoxidable. Estos mé­ todos se siguieron usando en las épocas tempranas de la industria de los antibióticos, resultantes también de la acción de microorganismos que se multiplican en el proceso. Generalmente el producto deseado es un subproducto del metabolismo de esos microorganismos. El mé­ todo de operación era fundamentalmente discontinuo (batch). Recientemente se vio la conveniencia de introducir métodos con­ tinuos en los procesos de fermentación. Se desarrolló entonces toda una fase de diseño de reactores de flujo en los cuales el substrato flu­ ye sobre el catalizador, sea éste una enzima purificada, o un conjunto de células de levadura, etcétera. Los métodos para fijar enzimas o células son varios. Algunos se ba­ san en el uso de materiales sobre los cuales las células crecen bien, se multiplican en grandes cantidades, y se adhieren con la suficiente fir­ meza como para no ser arrastrados por la corriente de substrato que corre sobre ellas. Tales superficies pueden ser de vidrio, recubierto con materiales sintéticos como siliconas, etcétera. En un reactor de este tipo, conviene que las superficies activas de contacto con el substrato sean lo más grandes posible. Por eso se da preferencia a una estructura de tubos muy delgados: son los reactores de fibras huecas, que hacen máxima la superficie de contacto. Para su funcionamiento óptimo, las enzimas requieren condiciones de temperatura, pH, etc. muy estrictas. Por eso, en los reactores de fermentación se regula muy bien la temperatura, y están muy bien ins­ trumentados.

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4, C a ta liz a d o r e s

Un catalizador es una sustancia que interviene en una reacción quí­ mica para “facilitarla” , es decir, para que pueda transcurrir a una velo­ cidad mayor de lo que lo haría en su ausencia. Todos los procesos bio­ lógicos ocurren de esta manera, y las enzimas — que son los cataliza­ dores de todas las reacciones biológicas— son también uno de los ti­ pos de compuestos más importantes de todo el proceso bioquímico. En diversos procesos químicos intervienen catalizadores, y su desa­ rrollo es una actividad significativa para muchos aspectos de la indus­ tria. Muchos catalizadores son “ heterogéneos”. Una reacción puede ocurrir en el seno de un líquido o de un gas, pero en ocasiones lo ha­ ce mucho más velozmente en contacto con la superficie de un cuerpo sólido. Los catalizadores sólidos son esenciales en muchas ramas de la industria química, y muy especialmente en la petroquímica. Un ejemplo lo ofrecen los combustores catalíticos que se tienden a adosar a los motores de los automóviles, para perfeccionar su combustión y evitar que contaminen el aire con monóxido de carbono. Los catalizadores heterogéneos suelen estar formados por sólidos porosos, de gran superficie activa. En algunos catalizadores esta super­ ficie interna puede llegar a ser de cientos de metros cuadrados por gramo. Es comprensible que la superficie efectiva de un catalizador sea un parámetro muy importante, ya que las reacciones ocurren sobre esa superficie. Los catalizadores más usados son materiales compuestos: son sóli­ dos porosos, la superficie de cuyos poros está recubierta por una pelí­ cula metálica de, a lo sumo, unos pocos átomos de espesor. Muchos ca­ talizadores se basan en un substrato cerámico, para el cual se utilizan distintas clases de alúminas o arcillas de tipo zeolítico, cuya estructura contiene cavidades de tamaño molecular. La superficie interior de los poros que estas substancias presentan se recubre de una capa, de po­ co más de un átomo de espesor, de ciertos metales como los pertene­ cientes al grupo del platino: en especial el platino mismo. Esto se logra 'mpregnando el sólido con una solución de ciertos compuestos del me­ tal, y sometiéndolo luego a un proceso en el que éste queda como me­ tal, en general muy finamente dividido (partículas submicrónicas). A medida que las reacciones de fermentación, sea con células vivas ° usando enzimas purificadas, adquirieron cada vez mayor importancia 223

económica, se fueron desarrollando métodos para fijar estos catalizadores biológicos a soportes porosos y mejorar así la eficiencia de su aprovechamiento. Si bien los procesos de catálisis heterogénea son los más importan­ tes y conocidos, también hay procesos donde el efecto catalítico se efectúa en el seno de una solución líquida y no sobre una superficie sólida en la cual se ha fijado la sustancia catalíticamente activa. El ejem­ plo histórico más antiguo es el método de las cámaras de plomo con el que se fabricaba ácido sulfúrico en épocas pretéritas. En este pro­ ceso participa un compuesto intermediario, el “ sulfato ácido de nitrosilo” formado a partir de una pequeña cantidad de óxido nítrico. En la polimerización de monómeros para producir materiales plásticos, fre­ cuentemente aparecen iniciadores de cadenas de polimerización que actúan de manera parecida a la de los catalizadores. Ejemplos de este tipo de reacción son las que se propagan por mecanismos en que in­ tervienen radicales libres, moléculas que tienen enlaces sueltos, y que tienden a realizar una actividad química consistente en transmitir su insaturación. Los peróxidos orgánicos son compuestos de este tipo. Es­ tas reacciones son las que se producen cuando se mezclan los dos componentes de ciertas resinas epoxi para que se produzca la polime­ rización. Uno de los dos componentes contiene el catalizador.

Diagrama de proceso (INVAP)

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5. In stru m en ta ció n y control Un componente esencial de toda planta de procesos es su sistema de instrumentación y los mecanismos de control que usan la informa­ ción entregada por los sensores para regular los parámetros del pro­ ceso. Los parámetros más frecuentemente medidos y controlados son. temperaturas, pH, presiones, caudales, concentraciones de compo­ nentes críticos o indicadores, etcétera. Se procura encontrar sensores de cada una de las magnitudes que se han de medir, que puedan traducirse fácilmente en una m e d i c i ó n eléctrica. Éstas son fácilmente integradas a los sistemas de c o n t r o l , cómputos, almacenaje y transmisión de datos, etcétera.

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misma frecuencia. Este fenómeno se usa también en algunos tipos de pastillas de “ pick-up” fonográficos. El pH es una medida de la acidez o alcalinidad de una solución. Es aproximadamente proporcional al logaritmo de la concentración de los iones de hidrógeno. Su medición consiste en un proceso electroquími­ co, típico de muchos otros métodos por los que se puede medir la con­ centración de numerosos otros iones. Se mide con un electrodo en el cual ocurre una mitad de una reacción de óxido-reducción (reacciones “redox”). La otra mitad ocurre en un electrodo de referencia, y se mi­ de la tensión eléctrica que se genera entre ambos. En las reacciones redox se intercambia un electrón entre una sus­ tancia reductora, que lo entrega, y una sustancia oxidante, que lo ab­ sorbe: (R = reductor). Si esta reacción ocurre en una pila electroquí­ mica, ese electrón es intercambiado a través de un circuito externo: la tendencia de la reacción a ocurrir depende de la concentración de los iones, y genera una tensión proporcional al logaritmo de esa concen­ tración. Si el ión que se reduce es el H+, ese logaritmo es el pH: Sensores {H + + e -» H} + {O x Prácticamente todas las propiedades físicas de los cuerpos depen­ den en alguna medida de los parámetros que más frecuentemente se necesita medir en la industria de procesos. Un buen sensor debe ser sensible a la propiedad que se desea medir, y relativamente insensible a las demás. La temperatura se mide generalmente mediante termocuplas, que traducen una diferencia de temperatura (respecto de una “punta fría”) en una tensión eléctrica (voltaje) medida convencionalmente. Una termocupla consiste en una soldadura entre dos alambres de metales o aleaciones diferentes. Diferentes metales tienen diferentes sensibilida­ des, y diferentes rangos de temperatura de aplicación. Para introducir­ lo en medios en los que ocurren reacciones químicas a altas tempera­ turas, se los suele envainar en recubrimientos cerámicos. Otros ter­ mómetros electrónicos usan la resistencia eléctrica como parámetro que depende de la temperatura. La presión se mide con dispositivos piezoeléctricos. La piezoelectrici­ dad es la propiedad de ciertos materiales, especialmente algunos cerá­ micos, de producir una tensión eléctrica cuando son sometidos a pre­ sión. Si esta presión es vibratoria, se origina una tensión alterna de la 226

R+ + e}

H+ + O x

HR+

Se han desarrollado numerosos “ electrodos específicos” que per­ miten medir directamente concentraciones de otros iones, como clo­ ruros, fluoruros, y ciertos metales. Una derivación de estos electrodos específicos para iones son elec­ trodos que responden a otro tipo de sustancias, que no intervienen di­ rectamente en reacciones redox, pero que en ciertas condiciones dan productos de reacción detectables por electrodos específicos. Estos son los biosensores, de importancia creciente en los procesos de fer­ mentación. Un ejemplo puede ser una reacción en la cual, en presen­ cia de cierta enzima, un substrato S da un producto ácido. Midiendo esta acidez, se tiene indirectamente un electrodo que acusa la presen­ cia y la concentración del substrato S, o de la enzima que actúa. El caudal de una corriente de gas o de liquido se mide con varios tipos de “ caudalímetros”. En uno de ellos — la “ placa-orificio”— la co­ rriente de fluido es obstaculizada mediante una restricción puntual en el diámetro del conducto: una placa que tiene una perforación calibra­ da. El fluido que se “agolpa” ante el orificio genera una diferencia de presión entre ambos lados. 227

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En otro tipo de sensor, generalmente usado para medir caudales de gases, se dispone un filamento caliente en el flujo. La resistencia del alambre varía al hacerlo su temperatura, al enfriarse el filamento en la corriente del fluido. Hay numerosos otros tipos de caudalímetros. Algunos someten el gas a una tensión eléctrica y emplean pequeñas fuentes radiactivas pa­ ra generar iones en el gas. Luego registran la corriente eléctrica gene­ rada en el mismo. Lazos de control Una desviación de un parámetro del valor prefijado causa un cam­ bio en los parámetros de proceso: el agregado de un reactivo, la modi­ ficación de un caudal por movimiento de una válvula, la puesta en mar­ cha o el cambio de caudal del vapor en un calefactor. El sistema puede tener docenas de parámetros interrelacionados, medir valores de dis­ tintas magnitudes en diferentes puntos del sistema, actuar sobre varias de esas magnitudes, para mantener el proceso dentro de los estrechos límites que optimizan su funcionamiento. Hay varios criterios que rigen los sistemas de control en los procesos complejos. En ellos, es necesa­ rio operar simultáneamente sobre varias partes del sistema, en función de señales provenienes de numerosos sensores de tipos diferentes. Un análisis teórico de estos sistemas de “ control distribuido” puede ser bastante complicado desde el punto de vísta matemático y práctico. Un sistema de control puede actuar sobre los parámetros del sis­ tema de varias maneras. Generalmente se deben mover válvulas, inte­ rruptores o reguladores de corriente o de tensión. Las válvulas son dispositivos mecánicos. Por lo tanto hay que actuar mecánicamente a la orden de una señal eléctrica. Esto se logra por me­ dio de motores, o, cuando la respuesta es sí o no, por dispositivos magnéticos o hidráulicos de variado diseño.

6 . Sim u lació n y análisis de sensibilidad Una de las etapas importantes del diseño de un proceso es la simu­ lación por computadora: las diversas reacciones obedecen a ecuacio228

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EI tecnoscopio

|¡es cinéticas cuyas constantes se conocen de ensayos de laboratorio, y los flujos y caudales obedecen a las ecuaciones de la dinámica de flui­ dos. Es generalmente posible plantear y resolver numéricamente los Sistemas de ecuaciones diferenciales que resultan del planteo comple­ to del sistema, y estudiar “ experimentalmente” sobre la computadora el comportamiento del sistema cuando se varía uno u otro de los pa­ rámetros, concentraciones, flujos, presiones, temperaturas, que inci­ den de una u otra manera en el transcurso del proceso. El análisis de sensibilidad es una manera de evaluar la respuesta a cambios de algu­ nos de estos parámetros, para determinar la precisión con la cual ha­ brá de controlarse su valor de modo que el proceso transcurra como se desea. Es posible que el rendimiento de un producto no varíe mu­ cho al cambiar cierto flujo en un 20%, mientras que puede reducirse a la mitad por una variación de algún otro parámetro en un 1%. Es evi­ dente que la determinación de cuáles son los parámetros más críticos, y cuáles son sus valores óptimos, es esencial para el buen diseño de un proceso.

7. M ateriales usados en equipos de p roceso Casi todos los tipos de materiales han sido usados alguna vez o son usados aún en algún equipo de proceso. Esto no quiere decir que no existan preferencias y tendencias. Hay industrias donde hasta muy recientemente se usaban bateas de madera, impermeabilizadas o recubiertas para evitar su deterioro y la filtración o la contaminación de los líquidos que debían contener. En­ tre ellas, la del teñido y apresto de telas. En la industria del vino, los tradicionales toneles de madera están siendo reemplazados por acero inoxidable, más fácil de mantener limpio. Los materiales usados en el diseño de una planta de procesos de­ penden de consideraciones técnicas, pero también económicas, ya que los precios de los diversos materiales son muy variados, y los que se seleccionen afectan decisivamente el costo de la inversión y del man: tenimiento de una instalación industrial. Cuando es esencial la limpieza y pureza de las sustancias tratadas, para los reactores, cañerías, válvulas, y demás componentes, se suelen emplear aceros inoxidables. Esto ocurre en muchas industrias asocia229

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das a materias alimenticias, como los lácteos. Cuando las condiciones químicas lo exigen, se usan níquel, titanio o circonio, que frente a cier­ tas agresiones químícas tienen mejor respuesta. En casos menos exigentes, se usan también reactores y recipientes de hierro, el cual es atacado por los ácidos y otros agentes corrosivos, pero no por los álcalis ni por otros. A veces un recipiente de hierro puede ser recubierto interiormen­ te por un esmalte vidriado, por una capa de níquel, o por ebonita, cier­ to derivado del caucho que presenta buena resistencia química a mu­ chos agentes. Actualmente muchos tanques de depósito de líquidos, aun de de­ cenas de metros cúbicos, son confeccionados de plásticos reforzados. El poliestireno reforzado de fibra de vidrio es uno de los materiales más usados para estos usos. Junto con ellos se emplean cañerías y vál­ vulas de PVC. Otro tipo de material que a veces se usa para recubrir tanques de reacción es el teflón, u otros polímeros fluorados, que poseen una gran inercia química. Tienen también muy bajos coeficientes de roza­ miento, por lo que funcionan como recubrimiento de partes móviles sin necesidad de lubricación adicional, lo cual puede ser una ventaja en ambientes muy corrosivos.

este tipo de producción es tecnointensiva, y requie­ re una inversión materialmente modesta pero un alto nivel de sofisti­ cación tecnológica. Algunas de estas líneas de producción son ideal­ mente apropiadas para pequeñas empresas innovadoras, y muchas ve­ ces su dimensión física es muy reducida. Son típicas industrias del “ga­ Frecuentem ente

raje de casa” . Entre los productos aptos para este estilo de producción se cuen­ tan numerosos compuestos orgánicos e inorgánicos de usos muy es­ pecíficos, como, por ejemplo, precursores de ciertos medicamentos o catalizadores. Notas 1. Éste es un estado inhabitual, en el cual el solvente es gaseoso y se en­ cuentra a altas presiones y por encima de la temperatura crítica. De estas condiciones el gas tiene una densidad parecida a la del líquido. El solvente más usado para este proceso es el anhídrido carbónico, cuya temperatura crítica es de 31° C . En esas condiciones, el C O j es un excelente solvente para nu­ merosas sustancias orgánicas. 2. El consumo no es muy alto, porque se procura que la mayor parte de lo que se gasta en la evaporación se recupere en la condensación. Estos sis­ temas están muy bien claculados desde el punto de vista termodinámico. Sin embargo, las instalaciones son grandes y complejas.

8. “ Q u ím ic a fina” Si bien lo que se entiende habitualmente por “tecnología química” se refiere a una producción en grandes cantidades, en la cual se usan los métodos y equipos sobre los que trata este capítulo, existe una ra­ ma de la industria química que sintetiza pequeñas cantidades de sus­ tancias de composición complicada, cuya producción requiere muchas veces docenas de pasos sucesivos, y que se efectúan en escalas de al­ gunos kilogramos. Las técnicas de producción, en estos casos, se parecen mucho más a las de un laboratorio de química que a una gran planta industrial. Los reactores suelen ser de vidrio; no se debe tener especial cuidado en los aspectos de optimización del uso de insumos de bajo valor relati­ vo, energía, etc. que muchas veces forman parte de las consideracio­ nes más importantes de la economía de las industrias más masivas.

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I Los recursos no renovables La especie humana es la única entre todas que genera desperdicios que, por su naturaleza, no sirven para la subsistencia de ninguna otra especie. También es la única que utiliza numerosos materiales que no se regeneran en el devenir de los sistemas ecológicos. Hasta hace poco, esta característica no provocó mayores inconve­ nientes. Los recursos naturales no renovables eran tan abundantes que la idea de que pudieran agotarse resultaba completamente extraña al pensamiento económico. La teoría clásica del valor no atribuye ningu­ no a los recursos naturales, y plantea que el valor de cualquier objeto se mide sólo en términos del trabajo humano necesario para produ­ cirlo. Tampoco era considerado necesario ocuparse de buscar substi­ tutos. Ahora esa situación ha cambiado drásticamente, y se ve con preocupación el momento en que no habrá más petróleo, gas, .plati­ no, u otras substancias que se extraen de la tierra. Salvo muy pocas excepciones, los elementos deseables nunca están solos en los minerales que los contienen, sino que se encuentran en una proporción muy variable, llamada “ley”. La disminución de la dis­ ponibilidad de ciertos minerales ha hecho que las concentraciones más bajas de los elementos más valiosos — como el oro o los metales de! grupo del platino, que se pueden explotar económicamente— fueran bajando en forma gradual. A la vez, se han ido desarrollando tecnolo­ gías que reemplazan ciertos recursos por otros. La preocupación por el agotamiento de las reservas dio lugar a una corriente económica de importancia creciente, la que predica que el de­ sarrollo económico debe ser su ste n ta b le . Esta idea, a pesar de su apa­ rente obviedad, choca aún en la práctica con la oposición de poderosos intereses movidos más por su necesidad de ganancias inmediatas que Por una preocupación por el bienestar de las generaciones futuras.

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Por otra parte, es necesario señalar que lo que hemos dicho más arri­ ba de los recursos no renovables, como lo son evidentemente los mine­ rales, en buena parte es también aplicable a los recursos naturales qUe se suelen llamar renovables. En efecto, la renovabilidad de esos recursos depende en esencial medida de que el ritmo de explotación no supere la velocidad de reposición. Este hecho es trivial. Si se corta el pasto más rápido de lo que crece, las raíces morirán inevitablemente. Sin embargo, eso es lo que se hace en el caso de muchos recursos que deberían ser renovables, si no se los explotara con una intensidad excesiva. Algunos casos de sobreexplotación han llegado a conocimiento de los medios de difusión masiva. La sobrepesca de ciertas especies, o la pesca indiscriminada — que extrae los ejemplares infantiles debido al uso de mallas demasiado estrechas— elimina la posibilidad de la rege­ neración de los cardúmenes; la pesca de ciertas especies en muchas zonas de los mares del mundo ya ha disminuido de manera alarmante. O tro tipo de fenómeno que amenaza la sustentabilidad tiene que ver con la pobreza. Muchas poblaciones se ven obligadas a sobreexplotar los pobres recursos de que disponen. Es el caso de muchas pobla­ ciones en el África subsahariana, y también de poblaciones rurales en la Patagonia argentina, donde se produce una alarmante desertificación por sobrepastoreo. La quema de los bosques tropicales para generar tierras arables es un caso particularmente trágico, ya que esos bosques cumplen una función parecida a la de un pulmón de la Tierra, y su de­ saparición sólo genera tierras cultivables de muy poco valor, que pier­ den su fertilidad en pocas cosechas, obligando a nuevas quemas de sel­ va. Hasta hace pocos años esta política suicida era subsidiada por el gobierno de Brasil, que quería fomentar el avance de la “civilización” sobre las tierras salvajes. Sin embargo, el argumento de que son las poblaciones creciente­ mente numerosas y pauperizadas de los países más pobres de la Tie­ rra, esgrimido por los responsables de los desastres ecológicos que amenazan a sus ecosistemas, es falaz. En efecto, es su incorporación a los circuitos comerciales dominantes la que la mayoría de las veces ha desencadenado la ruptura del equilibrio ecológico y demográfico en dichos países. La complejidad de la situación se ilustra en el hecho de que esa incorporación al mismo tiempo ha mejorado sus condiciones sanitarias, lo que a su vez contribuyó a una explosión demográfica con todas sus nefastas consecuencias. 234

El argumento más frecuentemente usado por aquellos que se opo­ nen a que se tomen medidas restrictivas que afecten sus intereses o su estilo de vida, es que a medida que avanza la tecnología y el consu­ mo, también avanza el conocimiento de nuevas fuentes de materias primas; ciertas materias primas escasas han sido reemplazadas por otras más abundantes, y las tecnologías de exploración y de explota­ ción de los recursos han mejorado junto con todas las demás tecno­ logías. Por ejemplo, a pesar del creciente consumo, las reservas de pe­ tróleo y de gas aumentaron. Se desarrollaron tecnologías de recupe­ ración que permiten un m ejor aprovechamiento de los recursos, y se comienza a pensar en la posible recuperación de los inmensos depó­ sitos de gas hidratado. A la vez se confía en que, si un recurso real­ mente llegara a faltar de modo definitivo y total, la tecnología de ese momento será adecuada para encontrar un sustituto. Este argumento es a la vez cierto y falaz. Si los hidrocarburos alcan­ zaran para un consumo incrementado por parte de una humanidad más numerosa y más exigente, durante cien años o durante mil, ese período es breve comparado con la historia de la humanidad, y por úl­ timo se basa en un acto de fe. La solución racional consiste en no con­ tar con lo que no se sabe si existe. Si el futuro traerá cosas mejores, tanto mejor. Por lo tanto la exigencia de la sustentabilidad es la única racional desde el punto de vista de la humanidad entera, aunque otras opciones puedan ser preferibles desde la óptica parcial de grupos o na­ ciones determinadas. Además, es necesario reconocer la existencia de recursos que son tan básicos que en su ausencia la vida se haría imposible. Uno de esos recursos es el agua dulce. Un segundo, los bosques. O tro, la tierra fér-

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til: los recursos que hicieron posible que la humanidad e m e r g ie r a de las tinieblas de la antigüedad. Todos ellos están hoy a m e n a z a d o s . La búsqueda de modos de desarrollo sustentable involucra múltiples aspectos, algunos de los cuales son tecnológicos. O tros son políticos económicos y sociales. Se relacionan con hábitos de vida de las pobla­ ciones, con la dificultad de imponer decisiones tal vez incómodas a los integrantes de una sociedad democrática, con los contrastes en el nivel y el estilo de vida de los países desarrollados y los países más pobres. Estos temas trascienden un libro como el presente, y por otra par­ te están en la prensa diaria, ya que la urgencia de la situación mundial ha hecho que la opinión pública tome conciencia bastante clara de los problemas, aunque no tanto de sus soluciones.

2. El problem a de los residuos La otra cara del problema de la posible escasez de los recursos na­ turales no renovables está en la generación de residuos de todo tipo, desde las colas de las explotaciones de minerales valiosos, hasta los desechos urbanos y domiciliarios que cada vez más consisten en ma­ teriales plásticos y otras sustancias tóxicas no “biodegradables”. Los depósitos de basura ocupan grandes extensiones en las inmediaciones de las ciudades, y muchas industrias generan residuos que son, además de desagradables fuentes de contaminación y hogar de millones de ra­ tas, fuentes de contaminación química del suelo, el subsuelo y las na­ pas de agua subterránea. Los residuos son de varios tipos, y los problemas que presenta ca­ da de uno de éstos son también variados. Los residuos domiciliarios se producen en cada vez mayor abundancia, y es significativo que su producción sea mucho mayor cuanto mayor es el nivel de ingresos de las comunidades. En la zona del Gran Buenos Aires, los habitantes de San Isidro producen más de 1 , 6 kg de basura por día y por persona, mientras que el dato correspondiente a Florencio Varela es de la quin­ ta parte de esa cantidad.' La disposición de esos residuos es un serio problema de cualquier comunidad urbana. El “círujeo” en cambio, aun­ que primitivo y no sistemático, no deja de ser una forma de reciclado de parte de tales residuos, El problema de los residuos industriales, muchos de los cuales con236

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t¡enen substancias real o potencialmente peligrosas para los seres vi­ vos y Para e' amb¡ente, recientemente ha acaparado la atención públi­ ca de varias maneras. La disposición de los residuos industriales peligrosos plantea múlti­ ples problemas, algunos de los cuales son tecnológicos. O tro s son po­ líticos y económicos. Se ha mencionado con frecuencia el problema de la existencia de un tráfico internacional de residuos peligrosos, que en parte es legal, ya que muchos países pauperizados ven en la contami­ nación de su territorio una fuente de ingresos para sus economías ex­ haustas. En otros países, entre ellos el nuestro, la importación de re­ siduos ha sido prohibida. La prensa ha relatado la odisea de algunos barcos cargados de residuos que fueron rechazados en numerosos puertos. Nunca se suele publicar el destino final de tales envíos, que tal vez sea una playa remota de un país con poca vigilancia costera. Hasta hace muy poco, en nuestro país reinaba una desaprensión to­ tal con respecto a este problema. En la actualidad, se ha promulgado una amplia legislación sobre el tema, que obliga a los generadores de residuos a responsabilizarse por las consecuencias ambientales de sus industrias. Sin embargo, la aplicación de esa legislación es aún difícil, en parte por la resistencia de los industriales que deben asumir, a partir de su vigencia, los costos ambientales de sus emprendimientos, sien­ do que antes podían verter, sin tratar, sus efluentes en cualquier par­ te. Y también por la ausencia de instalaciones que puedan eliminar esos desperdicios o transformarlos en residuos inocuos. En cuanto al tratamiento de tales residuos, se usan varios métodos según la naturaleza de los mismos. Los principales son: la incineración, la neutralización química que tiende a transformarlos en compuestos más estables que los originales y la disposición en “rellenos sanitarios” cuidadosamente controlados, en los que se toman recaudos para evi­ tar su acceso a las napas acuáticas, al aire o al suelo. Frecuentemente estos métodos se combinan entre sí. Por ejemplo, se suelen quemar ciertos residuos y depositar las cenizas estabilizadas del modo indica­ do. Asi se reduce mucho el volumen de los residuos que se han de de­ positar. La incineración se debe hacer en hornos especiales a muy al­ tas temperaturas, ya que en una combustión incompleta se pueden formar compuestos tóxicos que son también contaminantes de la at­ mósfera. Por otra parte, los humos provenientes de esta combustión son sometidos a una limpieza posterior para que sólo lleguen cantida237

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des tolerables de contaminantes de cualquier tipo a los ambientes turales o urbanos. -^ Por supuesto, en este campo también hay cambios tecnológ¡COs

barg° ^os mater'a*es 9 ue no son residuales muchas veces contienen mismas sustancias peligrosas o tóxicas y su manejo se rige por relaS| iones menos severas, a pesar de que las cantidades y concentra­

diversas etapas de su desarrollo. Una técnica para descomponer res'11 dúos en sus elementos obteniendo materiales reusables, c o n s is te tratarlos en un baño de metales fundidos a altas temperaturas. En otra se los incinera en un plasma (gas ionizado) que permite obtener tem peraturas de varios miles de grados. Una tercera, usa una combustión en oxígeno supercrítico. Co m o ocurre con muchas tecnologías innovativas, es probable que algunas de ellas hagan obsoletas las que aún ahora son más baratas aunque menos completas.

r e s en juego son mucho mayores. Además, a veces ciertas sustancias son calificadas de peligrosas por c o n t e n e r componentes que lo son en otras circunstancias químicas, por ejemplo, algunos compuestos de crom o son tóxicos, lo que hizo que, por error, se considerara residuos peligrosos todos los que con­ tienen cromo. Así resulta que recortes de acero inoxidable, que con­ tiene cromo, deben ser tratados como residuos peligrosos. Es de es­ perar que la experiencia vaya corrigiendo esos absurdos.

La destrucción de los residuos industriales es en la actualidad una industria de cierta importancia, que contribuye a resolver el problema ambiental y económico planteado por los desechos de una manera no­ tablemente ineficiente. Por eso son preferibles otros enfoques, que, si bien involucran inversiones inicíales mayores, en el mediano plazo re­ sultan mucho más racionales. Uno de ellos es el reciclado de los residuos. Numerosos materia­ les residuales contienen componentes útiles y pueden ser reutilízados. Esto se hace en medida creciente con el papel y con muchos metales. Sí vale o no la pena reciclar un residuo es una cuestión económica, y a veces depende de si en el camino entre el generador de los residuos y el que los reprocesa, se efectúan mezclas que añaden costos al pro­ ceso de recuperación. Por eso a veces se recomienda depositar los re­ siduos domiciliarios en recipientes distintos, según los materiales de que se trate.

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El otro consiste en modificar las tecnologías y los materiales de ma­ nera de generar menos residuos. El mejor desecho es aquel que no se produce. En la actualidad ya se están operando cambios en muchas ra­ mas de la industria que apuntan en ese sentido. Si la empresa produc­ tora debe tener en cuenta el tratamiento de sus residuos al hacer sus cálculos de costos, la ecuación económica se altera, y ciertas tecnolo­ gías más “limpias” pueden hacerse económicamente rentables. En este lugar vale la pena mencionar ciertas deficiencias del siste­ ma jurídico que se está imponiendo en la mayoría de los países, obli* gando a tratamientos selectivos y severos a diferentes tipos de residúos considerados peligrosos. Se ha t o m a d o conciencia r e c ie n te m e n ­ te de que ciertos residuos representan un peligro para el ambiente. Sin 238

3. La ecología industrial Todas estas medidas son sólo parciales, y todas son onerosas en re­ cursos financieros, tecnológicos y ambientales. Por eso modernamen­ te se comienza a pensar en la posibilidad de un diseño industrial glo­ bal que tenga en cuenta la interconexión de las diferentes necesidades de materias primas, la producción de desechos y la selección de tec­ nologías. De ese modo se podrá constituir una estructura industrial que guarde entre sus componentes una relación semejante a la exis­ tente en la naturaleza entre las diferentes clases de seres vivos, que conviven en múltiples modos, pero minimizando el desperdicio total del sistema. Por eso se habla de una “ecología industrial”, en un senti­ do diferente de lo que sería una industria ecológica. Un sistema eco­ lógico industrial es un modo de organizar el aparato productivo de una comunidad optimizando el funcionamiento global. En ese caso, los de­ sechos de una rama de la industria serían los insumos de otra, de ma­ nera natural y planeada desde el diseño de las tecnologías respectivas. En ese caso, no necesariamente se debería minimizar la producción de algún desecho, ya que éste, en cierta concentración y calidad, sería in­ mediatamente utilizado por otra industria. Tal sistema interconectado sería al uso de los recursos lo que el sistema just in time es para la op­ timización del tiempo: un nuevo paso en la optimización del uso de los recursos para el beneficio del conjunto del sistema productivo. Es evidente que estos problemas no tienen una solución exclusiva­ mente tecnológica, porque tocan aspectos esenciales de la estructura 239

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económica de las sociedades.

Capítulo 12

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Biotecnología

Notas I. Fuente: L. O. Giradin, Desarrollo, urbanización y medio ambiente Fundación Bariloche, 1995.

I. Hacer biotecnología sin saberlo

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La manipulación de los seres vivos o de sus mecanismos bioquími­ cos más sutiles es una de las ramas de la tecnología más característi­ cas de la revolución tecnológica en la que estamos inmersos. Las bioindustrias producen cada vez mayor número de sustancias químicas por procesos fermentativos, con obvias ventajas técnicas y ecológicas. Ciertas intervenciones en la estructura genética de los seres vivos per­ miten la producción masiva de sustancias presentes en trazas en los procesos vitales, con lo cual se abre toda una rama de la terapéutica. La incorporación, en el genoma de una especie, de genes pertenecien­ tes a otra, permite crear seres transgénícos, cuyas propiedades recién se comienzan a explorar. En un sentido amplio, sin embargo, la biotecnología como aprovechamien­ to y modificación de los seres vivos para los fines humanos, es tan antigua como cualquier otra de las ramas fundamentales de la tecnología. La selección artificial, o sea la regulación de la procreación, ha sido usada sin duda desde épocas muy remotas, tanto en animales de crianza como en linajes de plantas, para lograr pau­ latinamente variedades de frutos más apetecibles o más rendidores. digital" genética. Revelado de Aunque tal vez esta extensión sea un f secuencias de aminoácidos por tanto abusiva, hasta se podría exten| C romatografía electroforética d e r g| co to de b¡otecnología a en rnñn aebnaci

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las interferencias con la procreación libre que practican casi todas las culturas humanas, al limitar los matrimonios por reglas de endo o exo­ gamia. Las reglas del incesto ritual de las parejas reales egipcias e incai­ cas, que debían casarse entre hermanos para mantener pura la divini­ dad de la estirpe imperial, o la eugenesia “aria” practicada por los na­ zis, son ejemplos de esto. Las manipulaciones con las técnicas actuales de ingeniería genética sobre el genoma humano, tienden a la erradicación de ciertas enfer­ medades que se originan en algún defecto hereditario, cuyo origen en un defecto a nivel del A D N (ácido desoxirribonucleíco) se ha logrado determinar. Este fin es indudablemente loable, pero resulta evidente que la ingeniería genética aplicada a nuestra especie abre cajas cerra­ das, que muy bien podrían ser de Pandora... Una mención especial en este contexto merece el gran proyecto internacional biotecnológico que, a un costo de tres mil millones de dólares, procura hacer en los próximos diez años el mapa completo del genoma humano. Este proyecto tiene varias justificaciones, y per­ mitirá conocer sobre la estructura genética humana casi todo lo que valga la pena conocer. Se estima que este mapeo permitirá determinar luego variantes de los diversos genes, lo que ayudaría a predecir ten­ dencias a enfermedades y evitar su aparición. Pero también podría ser que el mapa genético de una persona se transforme en una herramien­ ta para la eugenesia humana, un viejo sueño de las utopías totalitarias, o para un control policial inexpugnable.

2. Ingeniería genética Hace ya más de cuarenta años que W atson y C ric k demostraron cuál era la estructura molecular del A D N y del A R N (ácido ribonuclei­ co), las moléculas gigantes que son la sede de los códigos que dirigen en todo ser vivo la síntesis de todas las numerosas sustancias que lo componen. Esta estructura consta de una doble hélice, especie de escalera en caracol cuyos escalones están formados por cuatro “bases” apareadas una a una. La información genética está contenida en la secuencia de estas bases. Cada tres de ellas informan al sistema encargado de sin­ tetizar proteínas, que a su vez son las enzimas capaces de hacer que 242

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o c u rra n los millones de reacciones químicas en que consiste la vida del

organismo, cuál de una veintena de aminoácidos debe estar en el sitio siguiente de cuál otra. Este código genético es el mismo para todos los seres vivos del planeta, que prueba el origen común de todos noso­ tros, en un pasado remoto de hace cerca de cuatro mil millones de años. En el A D N de varias especies se ha aprendido a identificar muchos genes, unidades formadas por cierto número de bases, y que codifican la síntesis de alguna enzima en particular. Se ha aprendido, además, a cortar la cadena de A D N en sitios específicos, mediante unas enzimas llamadas “de restricción”; y a soldarla en otros, mediante otra, la ligasa. De tal modo se comienza a dominar la técnica de injertar un gen de una especie al A D N de otra. Se consigue así que el ser al que se le ha injertado un trozo de A D N ajeno, produzca sustancias que corres­ ponden al funcionamiento del organismo al que pertenecía el gen in­ jertado. El A D N así manipulado se denomina híbrido recombinante. También se habla de “especies transgénicas”.

La multiplicación de los genes Una vez que se ha logrado aislar un gen, o sea un trozo de A D N de cualquier origen, sólo es posible continuar estudiando sus efectos si se logra obtener una cantidad apreciable de ese A D N , considerado ahora como una sustancia química. En efecto, las cantidades que se pueden obtener de fuentes naturales son tan ínfimas que sería prácti­ camente imposible manipularlas. Por eso se logró un enorme avance al descubrirse la reacción en cadena de la polimerasa (polimerase chain reaction, PCR). La polimerasa es la enzima que une entre sí los nucleótidos para formar trozos de A D N , siguiendo exactamente el modelo que se le incluye para que lo copie. En el método P CR se reúne, en una solución, la enzima, una sola molécula de A D N “modelo” y cier­ tos derivados fosforados de las bases que forman los escalones de la doble hélice del A D N . La enzima cataliza la combinación de los nudeótidos en la secuencia correcta, y como cada molécula de A D N for­ mada funciona, a su vez, como modelo, se trata de una verdadera reac­ ción en cadena, que hace que esta síntesis pueda producir cantidades importantes de A D N de estructura perfectamente conocida en tiem­ pos muy breves.

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Mediante estas técnicas se logró que cepas injertadas de ciertas bacterias — en especial de Escherichia coli,— sean capaces de producir proteínas que corresponden a otra especie: generalmente la humana. Así se produce actualmente insulina humana en grandes cantidades, cultivando E. coli modificadas y luego purificando la hormona conteni­ da en el caldo de cultivo. Dentro de la misma tecnología de la manipulación del genoma, es­ tá también la generación de especies “transgénicas” de seres más evo­ lucionados que las bacterias. A partir del conocimiento del código genético y de los mecanismos biológicos de síntesis de proteínas, se efectúa una especie de “ingenie­ ría genética inversa”, o transcripción inversa, en la cual se logra sinteti­ zar un gen — o sea un trozo de A D N — a partir del conocimiento de la secuencia de los aminoácidos que componen la proteína codificada por este gen. Este gen se puede luego alterar bioquímicamente, multi­ plicar por el método PCR, y transferir a una célula por recombinacíón genética, donde pasa a formar parte de la dotación permanente del ge­ noma celular. Si la célula utilizada es un huevo fertilizado, se podrá ob­ tener un organismo completo portador del gen muíante, que lo tranmitirá a su progenie como parte de su línea germinal. Se han logrado así linajes transgénicos de varías especies de animales y plantas. Se logró introducir en el genoma de ovejas el gen de la somatotrofina humana, y existe una cepa de ovejas que lo contienen en su leche. También ha aparecido información periodística acerca de varias otras especies “mejoradas” mediante la manipulación genética; entre ellas, tomates, ovejas y cerdos. La ingeniería genética ofrece infinitas posibilidades de manipulacio­ nes benéficas al ser humano y a otras especies. Hay identificadas muy numerosas enfermedades hereditarias que consisten en la incapacidad de sintetizar cierta enzima o en la producción excesiva de cierta otra. Ya existen casos desarrollados de las “terapias génicas” en las que se logra reemplazar en algunas células del organismo enfermo, los genes inadecuados por otros normales. En el capítulo dedicado a la medici­ na, diremos algo más sobre este tema. Si se lograra insertar los genes sanos en el lugar de los deficientes, en las células germinales de los portadores de esos defectos genéticos se tendría una manera de ha­ cer desaparecer estas enfermedades totalmente. Mediante técnicas si­ milares se podría seleccionar las propiedades deseables y fo m e n ta rla s. 24 4

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0 eliminar las indeseables, aunque no se tratase de enfermedades m or­ tales o seriamente discapacitantes. Sin embargo, aquí aparecen los pe­ ligros éticos de este tipo de tecnología. Pues, mientras todos estare­ mos de acuerdo en que una enfermedad genética como la hemofilia o la anemia falciforme son inadecuadas, es evidente que se podría inten­ tar manipular otras cualidades, sobre cuya indeseabilidad o deseabilidad podría haber interminables debates, intereses, prejuicios y confu­ siones. Se manifiesta aquí un tema más — y tal vez uno de los más im­ portantes— en el cual aún nos falta una guía ética que permita fijar los límites de lo que la humanidad puede o no debe hacer con los meca­ nismos más íntimos de la vida.

3. A nticuerpos m onoclonales (m A b) Los anticuerpos fueron descubiertos a fines del siglo pasado, cuando comenzaron a usarse las vacunas. Se observó ya entonces que el orga­ nismo atacado por un agente patógeno puede defenderse contra él ge­ nerando sustancias capaces de combatirlo. Más recientemente se descu­ brió que las células encargadas de producir estas sustancias — unas pro­ teínas llamadas inmunoglobulinas— son uno de los tipos de glóbulos blancos: los linfocitos B. Puestos en presencia de una sustancia extra­ ña al organismo al que pertenecen (el antígeno) estas células respon­ den de manera notablemente precisa a alguna de las características químicas y estructurales de la molécula del antígeno, y producen un anticuerpo exactamente a medida contra ese agente. Una célula B así estimulada no produce más que un anticuerpo determinado, y lo hace en cantidades ínfimas. Si esta célula pudiera ser reproducida en culti­ vo, cosa que por ahora no se ha logrado, el anticuerpo podría fabri­ carse en grandes cantidades. El desarrollo de la tecnología que permite producir “en masa” an­ ticuerpos específicos para casi cualquier sustancia extraña a un orga­ nismo dado, es uno de los logros más espectaculares de la biotecno­ logía, por cuyo hallazgo nuestro compatriota César Mílstein, junto con Georges Kohler, recibió el Premio Nobel en 1984, aunque no realizó su trabajo en nuestro país sino en Gran Bretaña. La reproducción ilimitada de las células B productoras de un anti­ cuerpo dado, se ha logrado fusionando dicha célula B con una célula

El tecnoscoplo

í de mieloma, un tipo especial de cáncer derivado justamente, de un l¡n. focito B, que se reproduce indefinidamente y se puede cultivar en grandes cantidades. Al fusionarse, se produce una célula híbrida, llama­ da hibridoma, que reúne la capacidad de multiplicación del mieloma con la capacidad de producción de anticuepos del linfocito B. Seleccionada la célula de hibridoma que fabrica un anticuerpo determinado, se la aís­ la y se la reproduce. Todas las células hijas de esa primera, son clones idénticos. Por eso el proceso se llama “monoclonal”. Una fase clave en la producción de los mAbs es la reproducción de las células de hibridoma en cantidades suficientes, y en condiciones ta­ les que la purificación del anticuerpo no sea excesivamente difícil, y por lo tanto, costosa. Estos cultivos también se realizan en biorreactores formados por manojos de fibras huecas y porosas, de distintos ma­ teriales (tanto polímeros como inorgánicos). Las células se fijan sobre estas fibras, por las cuales circula aire, que así permite que las células respiren. En flujo cruzado circula la solución que contiene los nutrien­ tes y arrastra consigo los desechos celulares. C o n estas técnicas es po­ sible lograr densidades de células comparables a la de un tejido natu­ ral por las que se hacen circular los nutrientes y gases, y sobre cuyas superficies se establecen las células. Seleccionando los antígenos, es posible obtener mAbs contra casi cualquier sustancia química o biológica. Los mAbs se pueden usar co­ mo reactivos diagnósticos contra cantidades ínfimas del antígeno co­ rrespondiente. La tecnología de los mAbs tiene potencialidades casi in­ finitas, muchas de las cuales están siendo desarrolladas. Una de ellas es el desarrollo de drogas específicas contra tipos especiales de cáncer u otras enfermedades. Por ejemplo, hay enfermedades que consisten en el exceso de producción de ciertas enzimas. Un mAb contra una de éstas sería un remedio eficaz para la enfermedad. Sí una célula contie­ ne grupos funcionales específicos, se puede producir un mAb que bus­ que ese grupo funcional y ataque sólo la célula que lo contenga. La mayoría de los mAbs provienen de cepas de mieloma de rato­ nes, ya que los humanos no tienen todas las propiedades deseables. Son, pues, células transgénicas. Una derivación de la tecnología de pro­ ducción de los mAbs, junto con la “ingeniería genética” es la “humani­ zación” de los hibridomas, medíante el reemplazo de trozos del geno­ ma de ratón que contienen por trozos correspondientes de genoma humano.

4 , El m ejoram iento de las especies La selección artificial fue la tecnología más primitiva para lograr el mejoramiento de las especies vegetales o animales que el hombre uti­ liza para su alimentación. Consistía, simplemente, en reservar las se­ millas más grandes y más fuertes para la siembra de la estación siguien­ te, o dejar los machos más fuertes y hermosos como reproductores. La etapa siguiente es la inseminación selectiva. De este modo se con­ siguió generar las variedades híbridas de la mayoría de las especies ali­ menticias principales, combinando cualidades de excelencia de varieda­ des de diferentes zonas geográficas. Así por ejemplo, se puede combi­ nar una variedad de alto rendimiento por hectárea con otra que sopor­ ta bajas temperaturas o que prospera en zonas de secano. En la década de 1960 se lograron así unos enormes aumentos en la productividad agrícola de zonas densamente pobladas, especialmente en Asía, median­ te la siembra de variedades híbridas de trigo y de arroz, juntamente con el uso intensivo de fertilizantes y otros agroquímicos. Estos aumentos en la producción agrícola de esas regiones fueron tan espectaculares, que no se vaciló en hablar de una verdadera “Revolución Verde”. Se es­ peró que esta revolución sería suficiente para equilibrar el aumento en la demanda de alimentos producida por la explosión demográfica. En la actualidad se está dando el paso siguiente, que consiste en la ingeniería genética propiamente dicha. Aquí se trata de introducir en una especie características genéticas de otra, y lograr la transmisión por herencia y la expresión de tales características en los fenotipos co­ rrespondientes. Se ha informado acerca de ciertos éxitos en la obten­ ción de estas variedades “transgénicas”. Se demostró que ciertas etapas cruciales de la evolución pudieron haber ocurrido medíante ciertos mecanismos no-darwinianos: en es­ pecial, por la incorporación del A D N de ciertos microorganismos en el cuerpo de una célula, con la cual convivieron simbióticamente, que­ daron incorporados y se multiplicaron juntamente con la célula origi­ nal, formando así una nueva entidad taxonómica. Se cree que el mayor de todos los “saltos” evolutivos — la aparición de las células eucariotas, que poseen núcleo, a partir de las procariotas, que no lo poseen— ocurrió por un mecanismo de esta naturaleza. También es probable que muchas de las organelas que forman parte de los organismos uni­ celulares más complejos — como los cloroplastos, en los que ocurre

Tomás Buch

El tecnoscopio

m

la fotosíntesis, y las mitocondrias, cuya función es la generación de energía— tengan este origen y hayan sido originalmente organismos autónomos. Los plásmidos, que son anillos de A D N independientes del núcleo, probablemente también hayan ingresado a la célula desde el exterior, aunque tienen mayor semejanza con ciertos virus, que como trozos de A D N no pueden replicarse en forma autónoma. Así es posible “construir” especies nuevas que posean propiedades deseables que sus componentes no poseen. Una de ellas es la capaci­ dad de asimilar nitrógeno del aire, característica de ciertas bacterias “nitrificantes” del género Rhizobium que viven en simbiosis en las -raíces de ciertas leguminosas y por tal motivo, pueden prosperar en suelos muy pobres en nitratos. A su vez, la planta superior provee al Rhizobium la fuente de energía para efectuar esa asimilación, ya que la reducción del nitrógeno es una reacción endotérmica. Si se lograra adaptar estas bacterias a convivir con otras plantas, o implantar los genes que efec­ túan esa reducción del nitrógeno atmosférico, en el A D N de otras plantas, se podría evitar el uso de la mayor parte de los fertilizantes que se emplean actualmente para suministrar a los cultivos el nitrógeno in­ dispensable en la forma de urea, nitratos o sales de amonio. Usando el mismo tipo de tecnología de trasplante de genes, también será posible lograr variedades de plantas que incorporen en su genoma la resistencia a ciertas pestes, u otras cualidades deseables, Hevando la hibridización de variedades al nivel de la hibridización interespecífica. Existen en la actualidad varias especies transgénicas de microorga­ nismos y algunos animales superiores. Ya hemos mencionado que en bacterias de la especie Escherichia coli se logró injertar y expresar ge­ nes para la producción de insulina humana, y genes de la levadura Saccharomyces serevisiae. En esta levadura, a su vez, se injertaron genes de la somatotrofina o factor de crecimiento (H GF), y del factor de creci­ miento nervioso (N G F) humanos. O tras proteínas humanas que se producen de esta manera son: la somatotrofina, hormona hipofisaria de crecimiento; el interferón; el factor estimulante de colonias de leucocitos; la eritropoietina, y otras. De esta manera se ha iniciado una rama nueva de la farmacología, cu­ yos alcances pueden ser de enorme importancia. Las técnicas para producir estos híbridos son esencialmente dos: una, la del A D N recombinante, consiste en injertar químicamente un 24 8

trozo de A D N en el genoma de la especie huésped. Esto implica no sólo incluir el gen mismo sino, además, lograr que se exprese, lo cual es un problema diferente. En el núcleo de las células de todos los o r­ ganismos existen largos segmentos de A D N que no cumplen ninguna función perceptible. El otro método para incluir genes en una célula es mediante la fusión celular, que es una de las técnicas básicas de la bio­ tecnología. La fusión celular se logra mediante varios métodos. Hay sustancias que la inducen específicamente. En la fusión celular, dos células en con­ tacto se unen para producir una sola. La célula fusionada puede ser diploide, es decir, contener en su núcleo los cromosomas de ambas cé­ lulas, o reducir los cromosomas “sobrantes” por recombinación. Uno de los logros más importantes de la biotecnología — la pro­ ducción de anticuerpos monoclonales— implica la fusión celular en la producción de las células que generan los anticuerpos. La técnica de fusión celular que permite producir células de hibrido­ ma a partir de la unión de dos células (aun de especies diferentes, pe­ ro que resultan viables y consiguen reproducirse) se usó también para producir células diploides de ciertas especies de microorganismos, lo que les confiere propiedades que las células iniciales no poseen. Se lo­ gra así, por ejemplo, potenciar las cualidades de cepas de levaduras. La fusión celular es un proceso cotidiano en la reproducción sexual: en la fecundación, un espermatozoide se fusiona con el óvulo, y la célu­ la fusionada contiene el doble de cromosomas que sus “progenitores”. En este caso, el espermatozoide no contiene A D N protoplasmático, así que todos los plásmidos y mitocondrias del hijo provienen de su madre. Existe un tercer método para introducir información genética en cé­ lulas vegetales, que consiste en proyectarlos violentamente a través de la membrana celular mediante una "pistola génica”. Se ha logrado así producir, por ejemplo, variedades de maíz resistentes a ciertas pestes.

Micropropagación Una técnica para el mejoramiento de cultivos vegetales consiste en cultivar plantines, no a partir de semillas, sino por reproducción vege­ tativa de células somáticas, como las que se encuentran en el meristewa, el frente de avance del crecimiento de una yema. Estas células es­ tán aún indiferenciadas, y pueden dividirse sin restricciones, dando lu­ 249

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gar a un cultivo de células indiferenciadas, el callo, a partir del cual se puede regenerar una planta entera, mediante técnicas de cultivo en condiciones de nutrición e iluminación bien establecidas. Estas células además, están aún libres de infecciones virales que inevitablemente han de invadirlas más tarde. A partir de estos tejidos celulares es posible luego producir plantines libres de virus, que suelen tener un rendi­ miento agrícola mucho más alto que los obtenidos por la vía “normal”, de las semillas o los gajos. El cultivo de meristemas es sólo un caso especial de los cultivos de células de diferentes especies de seres pluricelulares, con finalida­ des también diferentes. Uno de esos fines es el ya mencionado culti­ vo de hibridomas para la obtención de mAbs. Estas masas celulares crecen en ambientes especiales, necesitan oxígeno y nutrientes, y de­ ben eliminar sus excretas como ocurre en un tejido normal. Uno de los objetivos de los desarrollos en este campo es el logro de altas densidades de células. A veces las excretas contienen los productos valiosos que luego deberán separarse del resto de los componentes del líquido. Antes del desarrollo de los biorreactores, o aún hoy en situaciones en que se desea obtener cultivos “bidimensionales”, los cultivos se realizaban “en superficie”, en frascos planos agitados y aireados, que sólo permitían una densidad celular bastante baja; Actualmente se em­ plean diversos modelos de biorreactores, algunos formados por los ya mencionados manojos de fibras huecas.

5. Fertilidad y procreación asistida

A

La experimentación sobre fertilidad humana y las técnicas ya prac­ ticadas en forma relativamente masiva, se refieren a la fecundación in vitro de óvulos extraídos del ovario de una mujer, y a su reimplanta­ ción en el útero de la misma mujer o, en algunos casos que han alcan­ zado notoriedad periodística, en el de otra. También se han produci­ do embriones múltiples, estimulando artificialmente la división celular de tales huevos, con lo cual se pudieron guardar algunos “en reserva” por si el implante del prim ero llegara a fracasar, lo que es aún bastan­ te probable. Si no fracasa, en cambio, quedarán uno o varios embrio­ nes humanos con los que nadie sabrá muy bien qué hacer. N o nos ha250

El tecnoscopio

rernos eco aquí de las polémicas que estos métodos han desatado.

Baste decir que son posibles. Hace años que las mismas técnicas se practican en animales, como contraparte a la ya largamente aceptada práctica de la inseminación ar­ tificial. Y hace mucho también que se ha logrado congelar semen a muy bajas temperaturas, y conservarlo en nitrógeno líquido hasta el mo­ mento de usarlo. En tiempos más recientes se logró con óvulos y tam­ bién con huevos fertilizados que se pueden hacer dividir artificialmen­ te, e implantar en hembras portadoras. Este tipo de metodología está siendo usada para hacer que hembras “vulgares” de varias especies de animales, como vacunos u ovinos, den a luz crías altamente seleccio­ nadas por ambos progenitores. La inseminación artificial de las mismas hembras, por supuesto, daría solamente lugar a un mejoramiento ge­ nético unilateral.

•

6. La industria bioquím ica o bioindustria

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Ésta es, en realidad, la rama más antigua de la biotecnología, que tie­ ne su ejemplo típico en la fermentación. En la producción de muchos de los productos alimenticios más antiguos y de uso más generalizado in­ tervienen microorganismos — en especial las levaduras del género Saccharomyces— que transforman la glucosa en alcohol etílico y anhídrido carbónico. Es el despredimiento de este gas el que da al líquido en fer­ mentación el aspecto de estar hirviendo, de donde salió la palabra “fer­ mentación”.' Todas las bebidas alcohólicas tienen ese origen, y solamen­ te varía la procedencia del azúcar. Y también el pan, que debe su estruc­ tura esponjosa al m ismo desprendimiento de anhídrido carbónico. La cerveza tiene una etapa previa, ya que la levadura no puede ata­ car directamente al almidón. Por eso se hace brotar la cebada en con­ diciones controladas, para producir la malta, que contiene amilasas, enzimas capaces de hidrolizar el almidón. En cambio el vinagre es una etapa de oxidación del alcohol conte­ nido en el vino o en otros líquidos alcohólicos, en que bacterias del género Acetobacter producen ácido acético. O tros compuestos, como la acetona, y varios o tro s alcoholes, son también producto de diversas reacciones que form an parte del metabolismo de bacterias usadas in­ dustrialmente para producirlos. 25/

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Los antibióticos son también producidos por diversas especies de microorganismos. Estos compuestos produjeron una verdadera revo­ lución en la terapéutica de las enfermedades infecciosas, desde el descubrimiento de las cualidades antibióticas del primero de ellos, la pe. nicilina, por A. Fleming, en 1929. En 1939 se inició su producción in­ dustrial. La penicilina salvó numerosas vidas durante la Segunda Gue­ rra Mundial, e inició la serie de antibióticos que se produjeron desde entonces. Actualmente los numerosos antibióticos que se comerciali­ zan siguen siendo una de las herramientas fundamentales con que cuenta la medicina. Sin embargo las especies de microorganismos pa­ tógenos evolucionan: siempre hay alguna variante resistente al antibió­ tico, que se multiplica generando una nueva variedad contra la cual el medicamento es ineficaz. Los mayoría de los antibióticos son actualmente semisintéticos, es decir productos generados biológicamente, pero modificados para dis­ minuir la probabilidad de la proliferación de las cepas resistentes. En los últimos años, la lista de sustancias químícas que se pueden obtener en escala industrial por fermentación se ha engrosado. Cuan­ do existe un proceso bioquímico de producción de una sustancia, tie­ ne ventajas obvias, desde el punto de vista ambiental y energético, so­ bre los procesos químicos. Los procesos fermentativos ocurren a tem­ peraturas moderadas, implican reactivos poco agresivos y producen desechos biodegradables. Un ejemplo de esto es la reciente obtención de óxido de propileno, por una vía enzimática que trabaja en condiciones mucho más be­ nignas que el proceso químico habitual. En éste se emplea, entre otros reactivos, el cloro gaseoso, y se generan una gran cantidad de dese­ chos potencialmente riesgosos para el ambiente. Tradicionalmente, los procesos fermentativos se llevaban a cabo en cubas abiertas, en las que los microorganismos flotaban libremente en suspensión en el líquido en fermentación. Luego de terminada ésta, ha­ bía que separar la masa de microorganismos por decantación o filtra­ ción. Tal tecnología implica en general la manipulación de grandes vo­ lúmenes de líquidos, y la generación de igualmente importantes v o lú ­ menes de efluentes. Ahora se tiende a llevar a cabo este tipo de proceso en biorreacto­ res en los cuales los microorganismos vivos se fijan por adsorción so­ bre soportes inertes porosos, como ciertas arcillas, diatomeas, alúmi252

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naSi etc. La solución que contiene los sustratos sobre los que actúan |aS células microbianas, circula en contacto con ésta, y los productos ¿e reacción son luego separados de la solución por alguno de los mé­ todos habituales. Esta tecnología implica el uso de densidades muy al­ tas de células, y los problemas derivados de mantenerlas en buenas condiciones fisiológicas se han ido resolviendo. En un biorreactor se debe proveer a la alimentación, respiración, agitación, eliminación de metabolitos, etc. de las células activas. Com o alternativa a este método, se suelen emplear solamente las enzimas producidas por estas células, que son las que catalizan las reacciones que conducen al producto deseado. Estas enzimas previa­ mente purificadas, pueden ser fijadas de la misma manera que las cé­ lulas vivas, sobre soportes inertes, con lo cual se facilita la recupera­ ción de los productos de fermentación.

7. Tratam iento biológico de residuos peligrosos Existen ciertos grupos de microorganismos (bacterias, levaduras u hongos) que son capaces de degradar numerosos compuestos que suelen aparecer entre los residuos tóxicos de diversos procesos quí­ micos: hidrocarburos alifáticos y aromáticos, compuestos clorados y fosforados, nitratos, percloratos, etc. Estos microorganismos pueden ser empleados para destruir residuos peligrosos, limpiar derrames de petróleo, etc. Esta destrucción puede efectuarse al aire libre, en lagu­ nas dispuestas para tal efecto, donde el proceso ocurre espontánea­ mente, o en biorreactores en los que los microorganismos son fijados en soportes inertes, como diatomeas o arcillas. También se ha obser­ vado la evolución de especies vegetales con afinidad selectiva por cier­ tos metales, que pueden ser usadas como elementos para ayudar a la recuperación de terrenos contaminados. Éste es un fenómeno homó­ logo a la concentración de ciertos contaminantes como mercurio, que se observó en ciertos organismos marinos, inclusive peces. Claro que este caso representa un peligro grave para los ecosistemas marinos, y no es un método posible para descontaminar otros ambientes. También existen algunas bacterias que se alimentan de hidrocarbu­ ros, a las que se utiliza para “limpiar” la superficie del mar de las con­ secuencias de los frecuentes derrames de petróleo. 253

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También se han desarrollado técnicas de tratamiento de ciertos minerales — especialmente sulfuras— mediante bacterias del género Thiobacterium que los descomponen, ya que utilizan el ión sulfuro co­ mo fuente de energía. Estas técnicas bíotecnológicas para el tratamien­ to de minerales son a veces más lentas que las habituales, pero evitan la mayor parte del grave efecto contaminante de ciertas industrias ex­ tractivas.

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I. En griego, “hervir” es “zestos”. De esta palabra proviene la inglesa yea “levadura”. Esta última, a su vez, se refiere a la hinchazón (levantamiento) de la masa del pan.

8. Ciencia, ética e intereses com erciales La biotecnología es la derivación directa de los laboratorios de inves­ tigaciones de universidades y otros centros de “ciencia académica”. Sin embargo, ha dado nacimiento a una gran cantidad de empresas privadas, muchas de ellas pequeñas, formadas en gran medida por los mismos in­ vestigadores que descubrieron las técnicas de manipulación genética que ahora aprovechan en productos de valor comercial creciente. Esta circunstancia plantea varios problemas novedosos — algunos éticos y otros legales— relacionados con la vinculación entre la cien­ cia, que tradicionalmente se pretende libre y abierta, y los intereses comerciales, económicos y con fuertes restricciones a la libre circula­ ción de la información. Por ejemplo, se plantea un conflicto de intere­ ses cuando un investigador realiza un descubrimiento financiado por cierta entidad del Estado, que reclama la publicación de sus resultados, sí éstos pueden ser explotados económicamente a condición de que sean difundidos. Por otra parte, si el investigador publica, un colega o una empresa privada no limitada por este tipo de conflicto podría aprovechar comercíalmente los resultados que no le pertenecen. O tro tipo de problema que ha llegado a la C o rte Suprema de los EE.UU., se planteó por parte de empresas privadas de biotecnología que habían logrado producir especies transgénicas. ¿Se puede patentar un ser vivo? Por lo menos en un caso específico, la C o rte opinó que sí. Por ahora, esta decisión afecta solamente a microorganismos mo­ dificados genéticamente, y a procesos derivados del uso de tales mi­ croorganismos. Sin embargo, nos hallamos ante una cuestión cuyos lí­ mites aún son arduamente debatidos, en la frontera de delicados problemas éticos y, sobre todo, de multimillonarios intereses comerciales.

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Capítulo 13

Tecnología m ecánica e industrial \wp iá. U*

|. De los artesanos hasta el taller integrado Los especialistas en los variados oficios artesanales fueron siempre muy respetados y nunca carecieron de poder, aun en las sociedades antiguas y feudales. Los artesanos eran los que sabían manejar las he­ rramientas y los materiales: carpinteros, h erreros, sopladores de vi­ drio, armeros, alfareros, tejedores, tintoreros, metalurgistas, orfebres, constructores, poseían conocimientos secretos habitualmente trans­ mitidos por tradición oral, de maestros a aprendices. Las tradiciones muchas veces hacían remontar el origen de estos conocimientos a los dioses, varios de los cuales eran especialistas, com o el metalurgista Vulcano. Cada oficio tenía sus secretos y sus herram ientas, su organización gremial y su sistema de avances en los escalones de la carrera profe­ sional. Los aprendices lo eran frecuentemente desde su infancia, y co­ menzaban su carrera como poco menos que esclavos domésticos, que debían hacer durante años tareas subalternas en los talleres, mientras observaban el trabajo de los mayores, antes de que se les permitiera ayudar a preparar las herramientas, y así, poco a poco, ir acercándose al trabajo artesanal propiamente dicho. Las etapas de esta ascensión estaban bien determinadas: de aprendiz se pasaba sucesivamente a ofi­ cial, compañero y, en la madurez profesional, a maestro. Para llegar a este rango, se debía realizar una “obra de m aestro”, u obra maestra, origen de nuestras tesis de doctorado. Los gremios eran las organizaciones típicas de los artesanos medie­ vales, que funcionaban a la vez como academias profesionales, organi­ zaciones de solidaridad social, expresiones del poder político crecien­ te de parte de la burguesía. La mayoría de las herramientas básicas de cualquiera de las artesan|as son de diseño relativamente antiguo: limas, martillos, sierras, te257

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nazas, pinzas, cepillos, etc. tienen esencialmente la misma forma gene­ ral, por lo menos desde las postrimerías de la Edad Media. Las habilidades mecánicas estaban bastante desarrolladas en el Renacimiento, y existen numerosas pruebas de obras de los artesanos de aquellos siglos, que aún están en perfecto estado de funcionamiento. Por ejemplo el reloj mecánico de la antigua municipalidad de Praga da­ ta de los finales del siglo X V I y aún funciona con toda precisión, mos­ trando cada hora un vistoso desfile de los doce apóstoles que se aso­ man y hacen una reverencia al público, mientras la Muerte toca las campanadas. Las cajas de música y los muñecos automáticos estaban muy de moda en las cortes del siglo XVIII. Vale la pena señalar que también en el campo de la mecánica, los chinos llevaron varios siglos de adelanto a los países occidentales. El prim er reloj mecánico se construyó alrededor del año 700 d.C., y los primeros relojes europeos probablemente se inspiraron en una “má­ quina cósmica” china del siglo XI. Algunas herramientas básicas fueron conocidas desde la antigüe­ dad. El torno de alfarero es de origen prehistórico, y tal vez haya sido la primera aplicación de la rueda. Consistía básicamente en dos discos horizontales: en uno se colocaba la arcilla, y el otro servía para impul­ sarlo con los pies. El torno mecánico, de eje horizontal, se usó en Francia para traba­ jar la madera desde el siglo X V I, y su precisión era suficiente para tra­

bajar los metales a fines del siglo X V III, cuando se inventó el sistema de avance por tornillo sin fin. Los primeros tornos estaban impulsados por un malacate, que fue luego reemplazado por la tracción de vapor, pedíante largos ejes de transmisión provistos de poleas. 1 La invención de las “máquinas-herramientas” modernas — que tuvie­ ran suficiente precisión como para producir las máquinas cada vez más perfeccionadas que se estaban desarrollando en la misma época— es uno de los hitos de la Revolución Industrial, ya que es evidente que las mejores ideas eran quiméricas sí no había formas prácticas de llevar­ las a la realidad. Así fue que, en Inglaterra, el desarrollo de la máquina de vapor de W att se vio frenado hasta que en 1770 el fundidor J. W ilkinson inventó una perforadora que pudiera construir los cilindros de la máquina con la precisión necesaria. El torno de precisión data de aproximadamente la misma época, y su desarrollo, en el taller de cons­ trucciones navales de H enry Maudslay, ya lleva todas las señales m eto­ dológicas de un desarrollo tecnológico m oderno . 1 El torno, la fresadora y otras máquinas-herramientas fueron adqui­ riendo mucha mayor precisión, hasta que se pudieron realizar piezas con tolerancias de centésimas de milímetros. También se perfecciona­ ron los materiales de los que se fabricaban las herramientas de corte. Se reemplazó su tracción por motores eléctricos y poleas variables, pero su principio esencialmente no cambió hasta la reciente introduc­ ción del control numérico.

2. La com putadora en el taller En una máquina-herramienta de control numérico, sea un torno, una fresadora, o un moderno centro de mecanizado que combina am­ bas funciones, la computadora controla los movimientos de todas las Partes, incluso los cambios de herramientas de diversas formas y ma­ teriales. El tornero tradicional tiende a desaparecer, y se transforma en un operador-programador del C N C (control numérico). Más adelan­ te, desaparece también ese operador: el diseño de la pieza, realizado en una computadora por los sistemas de diseño asistido por computadora (C A D ), puede transmitirse directamente al C N C . Entonces el ope­ rador se transforma en un sirviente del C N C , que sólo coloca piezas "El escribiente". Autómata de J. Droz (S. XVIII)

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en bruto y herramientas. 25 (

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La eficacia de estas máquinas es muy grande. En un ejemplo con creto, un torno de control numérico es capaz de realizar una p¡e2a compleja, con muy estrictas tolerancias, y de un acero de gran dureza, que involucra el uso de varias herramientas de corte en diferentes sitios de la pieza, en seis minutos, cuando un tornero experimentado trabajando en el m ejor torno mecánico que existe, tarda tres horas en hacer la misma pieza con m enor perfección. El centro de mecanizado es la culminación de la tecnología de los C N C . Se trata de una unidad que realiza tareas de torneado, agujerea­ do y fresado en forma automática, y controla la precisión de su traba­ jo sobre piezas de cualquier nivel de complejidad, con tolerancias de pocas milésimas de milímetro.

3. O tro s m étodos de form ado de piezas

Corte de precisión de acero con rayo láser (Foto AGA)

Los métodos de formado de piezas más tradicionales son aún usa­ dos en gran medida. MiTchos de ellos utilizan altas temperaturas para modificar las propiedades del metal. La fundición consiste en verter un metal fundido en moldes para que, al solidificar, adquiera la forma de los mismos. La forja es un formado en caliente, aprovechando que los hierros y aceros se ablandan en caliente, y se dejan deformar, por compresión o por impacto. En el proceso de laminado, en caliente o en frío, se usan grandes rodillos para la fabricación de chapas de todos los espesores, y de muchos tipos de perfiles.

En la industria automotriz, entre otras, se usan métodos de confor­ mado para la fabricación de las piezas de las carrocerías. En grandes prensas se estampan las chapas de acero sobre matrices, para darles las formas deseadas. La confección de estas matrices es una tecnología es­ pecial, poco difundida, cuyo secreto, las casas matrices de las fábricas de autos, cuidan muy especialmente (no hay aquí juego de palabras...). Hay varios métodos más modernos de formado automático de pie­ zas que no se limitan a la técnica de arranque de viruta. Estos sistemas se usan, sobre todo, para piezas pequeñas de muy alta precisión. Un sistema es la electroerosión, técnica en la cual una chispa eléctrica ero­ siona la pieza, siguiendo una plantilla. O tro método de reproducción de piezas complicadas es la microfusión, que imita métodos usados por los escultores desde hace mucho,

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Piezas fabricadas por metalurgia de polvos (Foto AGA)

como el de la “cero perdida".1 Un sistema novedoso, que aún no ha alcanzado aplicaciones en gran escala, consiste en construir piezas de ciertos materiales plásticos, que pueden tener cualquier forma. El diseño de la pieza está almacenado digitalmente, y una computadora guía el agregado de capas sucesivas del monómero de un material fotoendurecible, y el barrido con un lá­ ser, que polimeríza cada capa sólo en los puntos iluminados; a conti­ nuación se disuelve el monómero que quedó sin polimerizar en los lu­ gares que no fueron iluminados, antes de aplicar la capa siguiente. De esta manera se podría llegar a automatizar la producción de réplicas

t n n .i.

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medios de locomoción o estar pro­ visto de un órgano de visión, y está, por supuesto, guiado por un m icroprocesador, o una computadora eventualmente conectada en red con una computadora central que go­ bierna todo un taller. Los robots industriales ya se usan ex­ tensivamente en muchas industrias, entre las que la automotriz ocupa un lugar destacado. En la construcción de automóviles, los robots ejecutan tareas de montaje, de soldadura y de pintura, sin requerir siquiera la ilumi-

de obras artísticas. La única limitación no es la forma de la pieza, sin( las propiedades mecánicas y químicas de los materiales fotopolimeri zables existentes.

(Escuela de Ingeniería Lelode, Suiza)

Endurecimiento superficial de metales por plasma HVOF (Foto AGA)

4. Robótica En la robótica, el proceso de automatización de las tareas del taller llega a su culminación. La computadora toma el control total, y el tra­ bajador humano es casi totalmente reemplazado.

n a c jó n d e ,o s ^ H e r e s .

Mientras que los robots industriales reemplazan a los humanos en tareas repetitivas y rutinarias, otros tipos de robots han sido diseña­ dos para realizar tareas peligrosas para los humanos, o para introdu­ cirse en ambientes inaccesibles o contaminados, con fines de inspec­ ción, salvamento, o parahacer reparaciones. Hay robots que desmon­ tan explosivos, que combaten incendios, que hacen tareas de mante­ nimiento y de reparación en centrales nucleares. También existe un ti­ po de robot nadador, que imita los movimientos de un pez y sirve pa­

El robot es uno de los personajes preferidos de la ciencia-ficción. Sin embargo, es ya una realidad en muchas industrias que ejecutan ta­ reas relativamente complejas, pero repetitivas, sobre grandes números de ejemplares. Los ejemplos típicos son: la industria automotriz y la de electrodomésticos.

ra la investigación oceanográfica. Es curioso que resultara bastante difícil imitar mecánicamente la marcha. Existen algunos robots dotados de patas, que recorren terre­ nos escabrosos inaccesibles para los vehículos con ruedas. El carácter alternativo de los movimientos de las patas articuladas de estos apara­ tos ha resultado ser un complejo problema de control distribuido, que se intenta resolver con una de las primeras aplicaciones tecnológicas de las redes neuronales, que a su vez tratan de imitar el funcionamien­

Un robot se suele definir muy prosaicamente como un manipulador multifuncional programable. Un brazo robótico, la versión más elemen­ tal, consiste de una serie de varillas unidas entre sí por articulaciones de varios tipos, provistas de motores, que le permiten una serie de movimientos cuya secuencia y magnitud pueden programarse. En el extremo del brazo suele haber un órgano prensil o una herramienta. Un robot m ás-complejo puede tener más de un brazo, puede tener

to del sistema nervioso de un animal. Algunos robots pueden sostener piezas pequeñas y frágiles sin romperlas; otros pueden ejercer esfuerzos de muchas toneladas. Pue­ den caminar, nadar, subir escaleras, trepar por paredes verticales, ade­ más de los sistemas más comunes de locomoción mecánica, como las ruedas o las orugas. Pueden llevar cualquier tipo de sensor, y evitar las condiciones que pudieran ser peligrosas para ellos mismos.

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Tomás Buch

Visión robótica Aunque el tema de la visión robótica es aún una de las fronteras del desarrollo, existen modelos de robots provistos de ese órgano: una cámara de T V capta una imagen, que es digitalizada según criterios de color, tamaño, forma, por un programa capaz de “interpretar” lo que ve, y actuar en consecuencia; o sea, en cierto sentido, lo comprende. Luego, opera sobre lo que ve: lo toma con órganos prensiles guiados por sensores de presión, lo traslada, lo manipula de todas las maneras imaginables, lo inserta en un sitio prefijado, lo suelda, lo atornilla, lo pinta con un chorro de pintura, lo traslada, lo entrega a una cinta transportadora, etc. Por ejemplo, un robot que aplica una tuerca a una espiga, debe tomarla de una caja donde están desordenadas y en cual­ quier posición relativa, reconocerla, colocarla en la posición correcta en el extremo de la espiga, y hacerla girar hasta ajustarla con una ten­ sión predeterminada.

La fabricación automatizada La tecnología individual del artesano de antaño permitía obtener una alta calidad en la producción, y una ejecución con vistas a los gus­ tos del cliente individual, pero una baja productividad a consecuencia del trabajo manual por una parte, pero sobre todo de la organización secuencíal, en la que el mismo operario realizaba todas las tareas que precisaba la confección de una pieza compleja, como un traje o un mueble.

(j»;

En la etapa de la manufactura industrial tradicional, puesta en efec­ to a partir de la línea de montaje industrial de Ford, y racionalizada por los métodos de Taylor, el proceso de fabricación de un bien era anali­ zado en un gran número de tareas individuales, cada una de las cuales estaba a cargo de un operario que carecía de la visión del conjunto y que repetía mecánicamente ciertas operaciones. En esta línea de mon­ taje de series de miles de ejemplares idénticos, era imposible permitir variaciones individuales , 3 y lo característico de esta etapa, que aún pre­ domina en la mayoría de las industrias manufactureras de grandes se­ ries de artículos de confección, es la uniformidad y la calidad, en general mediana. El uso del C A D y la asistencia de la computadora en las etapas de 26 4

El tecnoscopio

roducción, en lo que se conoce como C A M (Computer Assisted M a­ nufacture, “manufactura asistida por computadora”) hace posible la conjunción de la producción en grandes series con cierto grado de respeto por los gustos individuales, ya que es sencillo programar las casi ¡limitadas alternativas de modelos, tamaños, colores, etcétera. T a m b ié n los almacenes y depósitos de cualquier tipo pueden ahora ser robotizados. Medíante los códigos de barras, que son de uso co­ rriente en los supermercados y en algunos otros establecimientos, co­ mo bibliotecas públicas, se identifica el artículo, se contabiliza su pre­ cio, y se lo descuenta del stock. Es relativamente sencillo diseñar y construir un dispositivo que, además, vaya a buscarlo a un depósito y lo traiga al mostrador. En el capítulo dedicado a las tecnologías de gestión hemos visto las nuevas maneras de organizar la producción fabril. Algunas de estas for­ mas de organización se basan en la informatización de los procesos y de su seguimiento. Pero vale la pena destacar que la tecnología de or­ ganización y las formas de fabricación descritas en estas líneas son dos campos diferentes. En efecto, es teóricamente posible hacer trabajar una línea altamente automatizada de una manera que, desde el aspecto organizativo, no se distingue de una línea de montaje tayloriana. Recí­ procamente, el sistema Kan-Ban puede funcionar en un ambiente muy primitivo desde el punto de vista de las tecnologías “duras”.

Mecanización, automación y robotización No sólo la industria fabril está mecanizando el trabajo que antes se hacía a mano, y haciendo que las computadoras ejecuten gran parte del trabajo mental rutinario. La mecanización de los trabajos agrícolas extensivos es ya muy conocida desde hace décadas: los arados, las sembradoras, las cosechadoras, las segadoras y trilladoras, etc. son un espectáculo común en las explotaciones agrarias desde las últimas dé­ cadas del siglo X IX , y que ya tuvieron en su momento el efecto social de hacer desaparecer las pequeñas explotaciones agrícolas a favor de las grandes empresas o combinados que estaban en condiciones de efectuar las importantes inversiones requeridas por la mecanización. También la explotación forestal ha experimentado el ingreso de la niecanización. La etapa en la cual el hachero fue reemplazado por la m o t o s ie r r a es ya antigua. En la actualidad la tala de árboles destinados

■

26 5

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El tecnoscopio

a la industria maderera o a la provisión de postes, se realiza m e d ia n t e una máquina automóvil que toma el árbol por su tronco, lo corta sin voltearlo, le corta todas las ramas, lo descorteza y coloca el rollizo so­ bre un camión, en menos de tres minutos. Cuando e l camión está lle­ no, un dispositivo con visión robótica mide su carga. La maquinaria vial reemplazó totalmente a las cuadrillas de obreros que cavaban zanjas para colocar cañerías, construían las rutas, excava­ ban los cimientos para edificios. Un operario, manejando una retroexcavadora, puede hacer en un día el trabajo que una cuadrilla haría en una semana. A llí donde una ruta antigua serpenteaba pintorescamente entre las colinas, el nuevo trazado tal vez encuentre preferibje hacer desaparecer una de ellas o excavar un túnel a través de otra. También en las construcciones de edificios, es más habitual adaptar el terreno al edificio que se quiere construir, que construir en función de la con­ figuración del terreno disponible. La construcción de túneles para perm itir el paso de vías férreas y luego carreteras por debajo de macizos montañosos, así como tam­ bién ferrocarriles subterráneos, que son uno de los medios de comu­ nicación urbana más importantes, ha visto la aparición de máquinas co­ mo gigantescos taladros que perforan la montaña y retiran al mismo tiempo los escombros que producen. La última gran obra realizada con esta tecnología es el Eurotúnel, por debajo del canal de la Mancha, recientemente inaugurado.

Telemanipulaaón de materiales radiactivos (Foto CNEA) Centro Atómico Ezeiza

26 6

Esta mecanización del trabajo en el terreno tiene una consecuencia ecológica temible. Se habla repetidas veces del desmonte de grandes extensiones de selvas tropicales, en el Brasil, pero también en el Á fri­ ca ecuatorial, en el sudeste asiático y en Indonesia. Jamás en el pasado fue posible una acción destructora tan extensa, ya que, si hay que de­ rribar gigantescos árboles a golpe de hacha, el esfuerzo es demasiado grande. Las topadores y otras grandes máquinas pueden tener a la lar­ ga un efecto devastador tan grave como una bomba atómica.

5, Ensayos de m ateriales La calidad de los productos industriales es cada vez más cuidada, y una insistencia en la excelencia implica que se debe estar seguro de la calidad de los materiales usados en la confección de cualquier bien. En otra parte de este libro se trata el tema de la calidad y su aseguramien­ to en mayor detalle. Aquí mencionaremos solamente los ensayos que se deben hacer sobre los materiales, para poder estar seguros de que los productos confeccionados con ellos responderán a las especificaciones. Estos ensayos son de dos tipos: algunos determinan experimental­ mente los límites de esfuerzo a los cuales es posible llevar muestras de

de H.A.S.A)

26 7

El tecnoscopio

Tomás Buch

Maquinaria vial Control de calidad: control dimensional (INVAP)

materiales. En estos ensayos se destruyen probetas especialmente pre­ paradas para ese fin. Por razones obvias, estos ensayos se denominan destructivos. En los ensayos no-destructivos se miden las cualidades del material en forma indirecta. Los ensayos no-destructivos determinan cualidades asociadas con las propiedades mecánicas, o bien buscan determinar fa­ llas en piezas ya terminadas. Los ensayos destructivos se realizan sobre probetas de formas y ta­ maños establecidas por las normas. Los más frecuentes son los de tracción, impacto, fluencia, torsión, etc. Los ensayos no-destructivos aplican sustancias o métodos que pue­ den revelar la existencia de fallas sin afectar las piezas ensayadas. Algu­ nos de estos métodos usan radiaciones de la misma manera que las ra­ diografías usadas en medicina. Sólo que como los metales son menos transparentes a los rayos de alta energía que el cuerpo, se usan radia­ ciones de mayor energía: rayos X muy “duros” o rayos gamma. O tros métodos usan polvos magnéticos o tintas para revelar fisu­ ras. Estas técnicas depositan marcas visibles en defectos que son tan pequeños que no se ven a simple vista, pero que pueden agrandarse cuando la pieza esté sometida a tensión, y llegar a originar fallas cuyas consecuencias pueden ser muy graves.

268

6. M antenimiento preventivo El mantenimiento es una de las tareas fundamentales en toda insta­ lación moderna. Para que una máquina compleja pueda funcionar efi­ cientemente, para minimizar las pérdidas de tiempo por desperfectos, para evitar el desgaste, para prolongar la vida útil de una inversión im­ portante, es necesario efectuar tareas de mantenimiento, que pueden ser de tres tipos: mantenimiento predictivo, preventivo y correctivo. El mantenimiento predictivo es el más sofisticado. Mediante medi­ ciones realizadas de manera continua sobre el equipo en funciona­ miento, se pueden detectar anomalías en una etapa muy temprana, y reemplazar una pieza que haya sufrido desgaste mucho antes de que produzca un inconveniente serio. Por ejemplo, un calentamiento o una vibración en un eje puede ser un síntoma que, interpretado a tiempo, evite que el problema pase a mayores. D e ese modo, en las paradas programadas, que se realizan periódicamente en fechas preestableci­ das e incluidas en el programa de producción, se podrá efectuar el re­ cambio de las piezas defectuosas antes de que el defecto produzca da­ ños reales. Para efectuar el mantenimiento preventivo, se detiene el equipo, se lo revisa y se reemplazan sistemáticamente ciertas piezas sometidas a deterioro por el funcionamiento normal del equipo. El ejemplo más conocido es el “cambio de aceite” de un motor. El mantenimiento pre269

Tomás 6 uch

Capítulo 14

ventivo se realiza a plazos predeterminados y programados al establecer el régimen de funcionamiento del equipo. Por último, el mantenimiento correctivo consiste en reparar un desperfecto una vez que se ha producido. Es lo obvio, pero todo in d i­ ca que se debe evitar llegar a esta situación, ya que los daños su e le n ser mayores, y los percances se producen de manera imprevisible. Uno de los sistemas de mantenimiento predictivo usados en gran­ des máquinas rotativas, como las turbinas de una gran planta de gene­ ración eléctrica, consiste en el monitoreo de los modos de v ib r a c ió n de sus ejes. Para esto se disponen cerca de dichos ejes sensores de tensión (strain gauges) colocados en los lugares adecuados en una gran máquina, que detectan vibraciones de muy pequeña amplitud, como las que pueden producirse por un desgaste incipiente de una pieza móvil. Estas vibraciones pueden ser analizadas en tiempo real mediante un sistema experto que diagnostica el defecto y alerta sobre su gravedad.

Notas 1. James Nasmith, Autobiography, Ed. S. Smiles, Londres, 1883. Citado por F. Klemm, A history of western tecchnology, lowa State University Press, 1991. 2. Este método consiste en modelar la pieza en cera, formar un molde de yeso u otros materiales por copia a partir de este modelo, y luego verter el metal fundido en el molde sin retirar la cera, la que funde y se quema en el proceso. 3. Se recuerda la bravata de Ford: “Haremos autos de cualquier color que el cliente desee, siempre que ese color sea el negro".

Electrónica m m

Aquí, todo es nuevo La electrónica es una de las pocas actividades tecnológicas que no registran antecedentes más antiguos que las últimas décadas del siglo XIX. La electricidad como fenómeno curioso era conocido en la anti­ güedad: obviamente se conocían los rayos, y la cualidad del ámbar, re­ sina fósil muy apreciada en joyería, de atraer cuerpos livianos cuando se la frotaba. El ámbar se llama electrón en griego: de allí proviene la palabra electricidad y todos sus derivados. La electrostática y la ley de Coulomb se descubrieron en 1785. Por su parte, el magnetismo tam­ bién era conocido, y las brújulas se usaban corrientemente antes de que nadie hubiese podido relacionar entre sí los fenómenos eléctricos y los magnéticos. Oersted descubrió en 1820 el efecto de una corrien­ te sobre una brújula, y Faraday descubrió la inducción en 1831. La ley de Ohm data de 1827, y la medición del efecto térm ico de la corrien­ te fue realizada por Joule en 1841, antes de que C le rk Maxwell hicie­ ra su genial síntesis teórica en 18 6 1. Los nombres de las unidades eléc­ tricas y magnéticas recuerdan a algunos de los precursores de la com­ prensión de los fenómenos eléctricos: Volta, Ampére, Ohm, Joule, Oested, Henry, Maxwell, Faraday. La acumulación de cargas eléctricas en la botella de Leyden, que era lo que hoy llamamos un condensador o capacitor, podría haberse con­ jugado con las bobinas de inducción construidas por Faraday, para es­ tablecer un circuito resonante, una de las bases de la generación de ondas electromagnéticas, descubiertas por H ertz una generación des­ pués, y aplicadas por Marconi a la radiodifusión.

27/

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El tecnoscopio

2. La válvula term oiónica Los fenómenos eléctricos y magnéticos ya eran bastante bien co­ nocidos, aunque no se sabía en qué consistía el misterioso fluido eléc­ trico, cuando uno de los colaboradores de Edison, Francis Upton, al desarrollar la lámpara incandescente, descubrió en 1883 lo que se co­ noció como “efecto Edison” o “efecto term oiónico”: un filamento in­ candescente emite electrones, que pueden ser captados por un circui­ to exterior. A pesar de su genio, Edison no le dio importancia al efec­ to termoiónico, hasta que J. J. Thomson descubrió el electrón a través de este efecto, y J.A. Fleming encontró en 1884 que el mismo podía usarse para rectificar corriente alterna y transformarla en continua. A su vez, ése era el paso necesario para poder captar las ondas hertzianas y dar origen a la radio. Para eso, frente al filamento incandescente bastaba con disponer un segundo electrodo, llamado placa y atraer a ella la corriente de electrones que el filamento emitía, aplicándole una tensión positiva. Cuanto mayor era esa tensión, más se aceleraban los electrones. Si se perfora la placa, un haz de ellos puede pasar a través de ese agujero. Sí se dispone un material fosforescente en su camino, en el lugar al que llega aparece un punto luminoso. Si el haz se desvía, puede dibujar figuras sobre una pantalla. He aquí cómo de un invento se pasa a otro en pasos cortos pero ingeniosos.

a) Filamento caliente emite electrones.

b) Electrones atraídos por placa positiva

d) Esquema básico tubo T.V.

c) "Grilla" negativa rechaza algunos electrones y controla i p

control J acelerador ■

11(1,i....- ;;:.;.'

I

pantalla ^fluorescente

I + placas deflectoras

Esquema de válvulas electrónicas

272

O tro paso decisivo en la dirección de la electrónica moderna se dio cuando Lee De Forest (1906) encontró que introduciendo un electro­ do suplementario entre el filamento y la placa, no sólo se podía regu­ lar la corriente de placa, sino que una pequeña tensión alterna aplica­ da a ese electrodo, llamado grilla, aparecía amplificada cientos de veces en el circuito conectado a la placa. Había nacido el triodo, base de la electrónica hasta la aparición del transistor. Si bien las válvulas termoiónicas han sido reemplazadas por los transistores en la mayoría de las aplicaciones, no lo han sido en las de alta potencia, y en las emisoras de radio y de televisión las etapas de salida emplean válvulas que también progresaron tecnológicamente. Las envolturas de las actuales usan cerámicas a base de óxido de beri­ lio, que son buenas conductoras del calor y permiten diseños mucho más chicos que las de vidrio. Sus cátodos también trabajan a tempera­ turas más altas, con lo que aumenta su eficiencia.

3. En el principio eran las com unicaciones... La electrónica como disciplina independiente nació en el ámbito de dos tipos de comunicaciones que se desarrollaron paralelamente: los teléfonos y la radiodifusión. Cada área presentaba sus propios desa­ fíos: Los teléfonos se expandieron por cables y estimularon el mejora­ miento de la técnica de las bajas frecuencias, las redes de intercone­ xión y los sistemas de relays para establecer las conexiones entre abo­ nados con premura y precisión. Las redes telefónicas lograron alcance mundial, y transmitir una señal por miles de kilómetros de cables sin que sé hiciera incomprensible e inaudible no era un problema sencillo. Las necesidades de la radiodifusión, por otra parte, condujeron al estudio de las condiciones de la propagación de las ondas electromag­ néticas en el espacio. A sí se descubrió que existe una capa atmosféri­ ca ionizada, capaz de reflejar las ondas electromagnéticas en el rango de frecuencias que conocemos como “ondas cortas”. Se pudo llegar así a las comunicaciones globales por esa vía. Las ondas más largas que esa banda, en cambio, tanto como las más cortas, sólo se transmiten en lí­ nea recta, por lo cual el alcance de las estaciones de “onda larga” y de televisión y FM es mucho más restringido. Las ondas electromagnéticas funcionan como ondas portadoras que deben ser moduladas por las se273

-

. • ...............

••

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El tecnoscopio

ñales que se desean transmitir. Esta modulación se puede efectuar variando la amplitud de la onda portadora, o su frecuencia. Am bos siste­ mas coexisten en las emisiones de AM y FM respectivamente.

=L

ís M n n r r

Banda O. Largas HF VHF UHF Banda L Bandas S y C Bandas X .K u .K Bandas Ka,V,W Milimétricas

Frecuencias 0,3 - 3 MHz 3 - 30 MHz 30 - 300 Mhz 300 - 1000 MHz 1 - 2 GHz 2 - 8 GHz 8 - 27 G H z 27 - 1 10 G H z 1 10 - 300 G H z

Long. onda -

10 0 0 10 0

-

10 0 10

m

m

- 1 m 100 - 30 cm 30 - 15 cm 3,75 - 15 cm 1,1 - 3,75 cm 0,27 - 1 , 1 cm 1 - 2,7 mm

Creative W ivcStudlo flpdons £ ¡tflndow Help

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Mujo

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CA1WWBH0LA.WAV

Las diferentes frecuencias, que se utilizan en distintas a p lic a c io n e s , necesitan diferentes tipos de dispositivos. En efecto, a cada f r e c u e n c ia le corresponde una longitud de onda. La relación es inversa, ya que el producto de la frecuencia por la longitud de onda es siempre igual a la velocidad de la luz. La frecuencia guarda, pues, cierta relación con las dimensiones físicas de los dispositivos. Las corrientes de frecuencias altas penetran cada vez menos en el interior de los conductores y afectan sólo su superficie, razón por la cual lo que sucede alrededor de los conductores se hace más impor­ tante que la conducción a su través. Las tecnologías usadas para las on­ das largas, de cientos de metros de longitud de onda, las ondas cortas, de algunas decenas de metros, las V H F y UHF, de pocos metros, y las microondas, de algunos centímetros o milímetros, son notablemente diferentes. A frecuencias altas, todo conductor abierto hace de ante­ na. Por eso a las frecuencias altas se usan cables coaxiles o guías de onda, en los que la onda se propaga por el dieléctrico, que aísla los conductores entre sí, o por el vacío de la guía. Cuando la longitud de onda se hace aún más corta, las ondas submilímétricas empalman con el rango de frecuencias ópticas (infrarrojo) y se entra en la zona de las tecnologías ópticas. En el lenguaje electrónico, una fibra óptica es una guía de onda para ese rango.

dal

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i

S rM ftn lfih i* 44 KH? 4ARKR

PTW - TA I VWWw m A WAV

Registro oscilográfico de la voz

En el rango de frecuencias usadas en las comunicaciones, las ante­ nas son dispositivos imprescindibles para orientar las ondas en la di­ rección deseada, para impedir su dispersión en el espacio y la consi­ guiente pérdida de potencia. La versión más moderna de esta tecno­ logía son las antenas parabólicas o “platos” que recogen señales satelitales. Las versiones previas son los bosques urbanos de antenas de te­ levisión, y las grandes antenas desde las que las estaciones transmiso­ ras emiten sus programas. O tra disciplina relacionada con esta árpa es la electroacústíca, que logró mejorar enormemente la calidad y la eficiencia de las transmisio­ nes radiales y de los registros de “audio”, como resulta obvio al com­ parar-los equipos actuales y las grabaciones. En este tema, la aparición de los sistemas digitales ha marcado un verdadero hito tecnológico.

10

4* Circuitos electrónicos básicos Con las válvulas electrónicas, adicionadas de elementos “pasivos” como resistencias, capacitores e inductancias, se pudieron construir los tres tipos básicos de circuitos electrónicos: amplificadores, oscila­ dores y memorias.

i 275

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El tecnoscopio

Un amplificador es un circuito en el cual ingresa una señal eléctrica de cierta “forma” y de peq ueña amplitud, y sale una de forma similar pero de amplitud mucho mayor. La relación entre las am­ plitudes es la ganancia. La fid e li­ dad de la forma es esencial para evitar distorsiones. Un oscilador es un circuito gene­ rador de corriente alterna de una frecuencia que depende de los parámetros de sus compo­ nentes, algunas de las cuales constituyen un circuito resonan­ te a esa frecuencia. La corriente generada se amplifica y se trans­ Circuitos electrónicos básicos forman en campos electromag­ néticos oscilante libres al salir al ambiente aislante: por ejemplo, el va­ cío o el aislante de un cable coaxil. Las ondas electromagnéticas se re­ flejan, se refractan y pueden ser “moduladas” por la superposición de una oscilación de otra frecuencia. Es lo que ocurre cuando una estación de radio o de T V transmite información que “cabalga” sobre la onda por­ tadora, modulándola, sea en su amplitud (AM) o en su frecuencia (FM). El tercer tipo de circuito, que es fundamental para las computado­ ras electrónicas, es el llamado “bíestable” o flip-fop, que permite cons­ truir unidades de memoria. Es un circuito con dos estados estables, y cualquier pulso lo hace pasar de uno al otro. Un sistema de este tipo puede almacenar información binaria: uno de los estados representa el cero, y el otro, el uno. Los chips de memoria están basados en estos circuitos.

Circuitos analógicos y digitales O tra base de clasificación de los circuitos electrónicos es el tipo de señales que los recorren. Los circuitos más antiguos son los de tipo analógico: la información que llevan, sea ella una pieza de música, una imagen, una señal de un sensor, reproduce la información codificada en 27 6

forma de voltajes, intensidades y frecuencias. Se puede decir que una señal analógica es del mismo tipo que la información que representa. En cambio, la evolución de la electrónica en la dirección de los cir­ cuitos integrados, y la mayor versatilidad del tratamiento y del almace­ nam iento de las señales digitales, han tendido a favorecer netamente este tipo de codificación. Expliquemos mejor de qué estamos hablando. Tomemos como ejemplo un registro de una melodía. A nivel auditivo, se trata de una serie de vibraciones del aire. Cada nota está caracterizada por una fre­ cuencia, una intensidad y una duración. Por ejemplo: frecuencia 1000 ciclos por segundo, volumen 15 decibeles, duración 3 segundos. Cuan­ do este sonido llega a un micrófono, se traduce en una oscilación eléc­ trica de la misma frecuencia y duración. El volumen se traduce en un cierto voltaje. Este sonido se puede luego llevar a una grabación en una cinta magnética. A llí equivale a 3000 pequeñas zonas magnetizadas, cada una con una intensidad de campo coercitivo que corresponde a la intensidad del sonido original. Cuando se reproduce el sonido, esta serie de traducciones se efectúa en el sentido inverso. Todas estas se­ ñales son análogas (analógicas) a la oscilación original. En cada una de estas traducciones se introducen pequeñas distorsiones. Por ejemplo, además de la oscilación de 1 0 0 0 cps pueden aparecer armónicas, de 500, 2000, 4000 cps, etc. que se agregan a la frecuencia original y dis­ torsionan el timbre del sonido original aunque su intensidad sea pe­ queña. Por lo tanto la fidelidad sufre deterioros. En cambio un sistema digital traduce los datos analógicos en trenes de pulsos que denotan dígitos binarios. El sonido es codificado en da­ tos que pueden ser procesados sin sufrir distorsiones, porque no guar­ dan relación analógica con la sensación ni con el contenido. Una fre­ cuencia, una intensidad y una duración son traducidos a otros tantos números, que en el fondo sólo se reducen a la presencia o ausencia de una señal, y que pueden ser manipulados como se quiera sin deterio­ rarse paulatinamente como lo haría inevitablemente una señal analógi­ ca. El resultado es la gran calidad de las grabaciones modernas, sean ellas acústicas o visuales. El Compact-Disc (C D ) supera netamente la fi­ delidad de reproducción de cualquiera de los sistemas anteriores, que son analógicos. Claro que también es posible el registro digital en cin­ tas magnéticas. La lectura de un C D se hace mediante un rayo láser que queda mo277

El tecnoscopio

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dulado y es luego procesado para recuperar la vibración acústica or¡. ginal que es, desde luego, analógica cuando llega a nuestros oídos. La electrónica digital no debe manipular corrientes alternas de fre­ cuencias definidas sino pulsos de tensión constante y de duración muy corta. Los circuitos que realizan estas operaciones son muy diferentes de los tradicionales. Sin embargo no es éste el lugar para entrar en ma­ yores detalles.

Los circuitos lógicos Las computadoras y numerosos sistemas electrónicos para otros usos, se construyen mediante circuitos lógicos, que son capaces'de re­ producir las funciones lógicas elementales, y usar a éstas como ladri­ llos para construir otras más complejas, entre las que se cuentan las funciones tradicionales de amplificación y oscilación. Hay una estructura matemática que formaliza estas operaciones, equivalentes a las conocidas conjunciones de la gramática: Y (AND, o producto lógico); O (O R, la disyunción); N O (negación). Co n estos tres elementos se construye el álgebra de Boole, y con ellos también es posible efectuar todas las operaciones matemáticas, al trabajar en B

F

A

B

F

0 0 0 1 1 0 1 1

0 0 0 1

0

0

0

0

1 1

A A

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F

B AND

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Á

NOT

-

F

1 A

0 1 1 0 A

1 0 1

B

B

F

0 0 0 1 1 0 1 1

1 1 1 0

1 1

e| sistema de numeración binario. N o es éste el lugar adecuado para profundizar estos temas, que están muy bien descritos en libros acer­ ca de la estructura de las computadoras. Las válvulas termoiónicas fueron los elementos activos típicos de to­ dos los circuitos electrónicos hasta la introducción del transistor. En la actualidad su uso está muy restringido. Se usan en los tubos de rayos catódicos (CRT) que aún constituyen la parte de display de televisores y monitores de computadoras. También se usan en las emisoras de ra­ dío y de televisión de gran potencia, ya que es difícil construir transis­ tores capaces de manejar potencias en el orden de los kilovatios. En un C R T no sólo se amplifica la tensión aplicada a la grilla. Me­ diante dos pares de electrodos ubicados a los lados del haz de elec­ trones fuertemente acelerados que emergen detrás de una placa per­ forada, se puede desviar el haz vertical u horizontalmente, haciendo que el punto luminoso recorra una pantalla fosforescente. Basta sin­ cronizar ese movimiento y variar la intensidad del haz para que la lu­ minosidad del fósforo varíe punto a punto en la pantalla, obteniendo una imagen visual transmitida electrónicamente: ése es, por supuesto, el tubo de un receptor de televisión. C o m o los electrones tienen muy poca masa, casi no hay inercia, y la frecuencia de barrido puede ser tan alta como se desee, mejorando la resolución de la imagen. En un C R T en colores, la pantalla está cubierta por una red orde­ nada de puntos ocupados por fósforos que emiten tres colores dife­ rentes, con los cuales se logran por combinación todos los colores de la paleta. La señal de televisión debe llevar, p^>r lo tanto, una informa­ ción múltiple. La pantalla está dividida en puntos llamados p/xe/s. Para cada pixel, la señal debe contener: sus dos coordenadas, la intensidad de! haz, y su color, definido en función de tres componentes. Hay un ciclo que cubre el barrido de la pantalla entera en menos de un milé­ simo de segundo.

DI

S R

O

NAND

1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 M antiene estado

Operadores lógicos

278

5. Los sem iconductores Todo material consiste en átomos unidos entre sí por fuerzas ta c t iv a s de diferente intensidad. Estas fuerzas son ejercidas por los electrones, uno de los componentes básicos de todos los átomos. A l­ gunos de estos electrones — los más cercanos al núcleo de cada áto279

Tomás Buch

El tecnoscopio

mo— están fuertemente unidos a ese átomo, y son bastante ajenos a las interacciones con otros átomos. En muchos casos hay electrones que se comparten entre dos átomos, y forman un enlace químico en­ tre ellos. Son llamados “electrones de valencia”. En ciertas sustancias, por fin, los hay que pueden estar más o menos libres de moverse en­ tre todos los átomos, de manera que, si se encuentran en un campo eléctrico, se mueven por todo el cuerpo y constituyen una corriente eléctrica. Éstos son los “electrones de conducción”, que sólo existen en las sustancias conductoras de la electricidad. En su movimiento, ¡nteractúan con los átomos del material, los que los frenan en alguna medida y producen “resistencia”. Com o se describe en la teoría cuántica de la materia, los electrones ocupan distintos niveles de energía. En los sólidos, los niveles de los di­ ferentes átomos se agrupan en bandas. Los electrones que forman par­ te de los enlaces químicos entre los átomos se encuentran en la banda de valencia. Los que están libres de moverse, en la banda de conducción. Entre ambas bandas, hay una región de valores de la energía que no son accesibles a los electrones: es la banda prohibida, o gap. En diferentes materiales, el gap tiene un ancho (medido en unidades de energía) muy variable. Es nulo en los metales. Es ancho en los materiales aislantes. Tie­ ne un ancho comparable con la energía que puede lograr un electrón Banda de conducción (vacía)

Banda de valencia y de conducción superpuestas

Banda de valencia (llena)

METAL

AISLA N TE +

Conducción por electrones

«— O

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0 — *

Im purezas

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r' Conducción por agujeros

Semiconductor intrínseco

Conducción por electrones

Semiconductor "N" Semiconductor "P

Estructuro de bandas

28 0

Conducción por agujeros

por efectos de un aumento de la temperatura, o de un campo eléctrico, o de un haz de luz, en los materiales conocidos como semiconductores. Esto requiere cierta explicación. Los electrones, cualquiera sea su nivel de energía, pueden absorber más energía y ser “excitados” a ni­ veles más elevados. La fuente más universal de energía es la “agitación térmica”. A temperaturas elevadas, los electrones se mueven con ma­ yor velocidad que a temperaturas bajas. Sin embargo, ningún electrón puede absorber energía menor que la que puede llevarlo a un nivel “permitido”: en el interior del gap no hay niveles permitidos. Por eso un aumento moderado de temperatura no hace conductor a un aislan­ te, y sí aumenta la conductividad de un semiconductor porque lleva más electrones a la “banda de conducción”. En los metales, hay numerosos electrones en la banda de conduc­ ción, los que están casi libres de moverse a través del sólido, y lo ha­ cen con facilidad, con poca resistencia: los metales son buenos conduc­ tores de la electricidad. Los materiales que conocemos como aislan­ tes, como el vidrio, la madera o los plásticos, en cambio, no tienen electrones en la banda de conducción, su banda de valencia está llena, y su gap es grande. Algunos, sin embargo, se transforman en conduc­ tores a temperaturas muy altas. En un semiconductor, la banda de valencia está llena o casi llena. La banda de conducción está vacía o casi vacía. Y el gap es pequeño, de manera que alguno de los efectos mencionados puede excitar elec­ trones de la banda de valencia a la banda de conducción. La conducti­ vidad de los semiconductores es, por lo tonto, intermedia entre la de los conductores y los aislantes, y de allí su nombre. Com o las capas electrónicas externas de los átomos se llenan con ocho electrones, puestos en común por pares de átomos, sabemos que, en general, una banda de valencia ocupa cuatro electrones por átomo. Esta configuración se presenta especialmente en los elementos del grupo IV de la Tabla periódica: los que además poseen valores ade­ cuados de la banda prohibida son el germanio y el silicio. Además de estos semiconductores, que son cuerpos simples, tam­ bién existen los semiconductores compuestos, que tienen cuatro electrones Por átomo en promedio. Uno de los que tienen una banda prohibi­ da de ancho adecuado es el arseniuro de galio, que está adquiriendo lrr>portancia tecnológica, para circuitos de muy alta velocidad. También se utiliza GaA s como generador fotovoltaico. 28 1

Tomás Buch

En un cristal puro de silicio, a baja temperatura, la banda de valen, cia está completamente llena y la de conducción, vacía. A tempera^, ras más elevadas, algunos electrones son excitados a la banda de conducción, y el material se hace conductor. Pero por cada electrón qUe es excitado, en la banda de valencia queda un lugar vacío. Éste puede ser ocupado por un electrón del átomo vecino, y dicho proceso de sustitución puede repetirse, de modo que todo ocurre como si el vacío fuese capaz de moverse a través del sólido, pero en el sentido con­ trario al de los electrones: un agujero es una carga efectiva móvil p0. sitiva. La corriente total que atraviesa el sólido es la suma de una co­ rriente de electrones (negativos, n) y de una corriente de agujeros (positivos, p). Un semiconductor puro, en el que ocurre esto, posee igual número de cargas positivas y negativas, aunque la facilidad con que se mueven no tiene por qué ser la misma, se llama intrínseco (i). C o m o las impurezas tienen una influencia decisiva sobre la conduc­ tividad de un semiconductor, se ha definido un nivel de calidad espe­ cialmente exigente: grado electrónico, que se aplica no sólo para el ma­ terial en sí, sino para todos los productos químicos que entran en con­ tacto con él, inclusive el agua. La manipulación de los semiconducto­ res, y todo el proceso de fabricación de los dispositivos, debe llevarse a cabo en un ambiente más limpio que aquel en que se llevan a cabo intervenciones quirúrgicas. Si en un cristal de silicio intrínseco se introduce una pequeña can­ tidad de átomos de un elemento, como el arsénico o el fósforo, que tiene cinco electrones en su capa externa, cuatro de ellos entrarán a formar parte de la banda de valencia; el quinto puede integrar el con­ junto de los electrones de conducción, o “caer en un agujero” llenan­ do uno de los huecos en la banda de valencia: en ambos casos aumen­ tará la cantidad de electrones, y ahora habrá más cargas negativas que positivas. Se ha obtenido un semiconductor “dopado”, que ahora será de tipo n. En cambio, sí en lugar de un elemento del grupo V se dopa con uno del grupo III (se suele usar boro o galio), que tiene tres elec­ trones de valencia, por un razonamiento simétrico al anterior pode­ mos ver que ahora habrá un exceso de huecos, la conducción e le c t r ó ­ nica disminuirá, y tendremos un semiconductor de tipo p. La introducción de estas impurezas se puede hacer por varios mé­ todos, que forman parte muy esencial del proceso de fabricación de transistores y circuitos integrados. Entre ellos, el más usado es la difu­ 28 2

El tecnoscop/o

sión Po r contacto. Para llevarla a cabo, se deposita una capa delgada

del elemento sobre el substrato, por descomposición de un gas con­ teniendo el elemento, como tricloruro de boro o pentacloruro de ar5énico. Luego se hace un recocido a altas temperaturas, hasta que pe­ netre la cantidad necesaria de impureza hasta la profundidad deseada, que suele ser sólo una fracción de micrón. Se pueden lograr así con­ centraciones perfectamente conocidas, en lugares delimitados median­ te máscaras con una precisión de fracciones de micrón, y hasta pro­ fundidades igualmente pequeñas y controladas.

Otro método para introducir impurezas en forma muy precisamen­ te controlada es la implantación iónica. En este método se bombardea la superficie del semiconductor con iones acelerados, los que penetran en el substrato y quedan implantados en la red. La unión entre una región n y una región p tiene propiedades espe­ ciales que permiten la construcción del transistor: si se aplica una ten­ sión eléctrica a una juntura n-p, la misma rectifica la corriente, es de­ cir, conduce sólo en una dirección. Si la zona n se conecta al polo ne­ gativo de una pila, atrae las cargas positivas de la otra zona, y se pro­ duce la conducción. En cambio, si la zona n se hace positiva, se produ­ ce un vaciamiento de electrones, la carga positiva residual rechaza los “agujeros” conductores de la otra zona, y no pasa corriente. Una juntura n-p constituye un diodo, que deja pasar corriente en sólo un sentido, tal como lo hacía la válvula electrónica de Fleming, funciona, igual que aquélla, como rectificador, detector y modulador de ondas electromagnéticas. Sin embargo, hay grandes diferencias en­ tre ambos, no sólo por su principio físico, sino en sus características funcionales. El diodo semiconductor es mucho menos lineal que la vál­ vula, lo que se puede aprovechar en algunos casos y debe corregirse con otros componentes en otros. Por otra parte, puede operar a ten­ siones mucho más bajas (unos pocos voltios, en lugar de los cientos de voltios de tensión de placa) y disipa mucho menos calor, por lo que puede ser mucho más pequeño, y permite la miniaturización extrema característica de la electrónica “de estado sólido”.

El transistor La electrónica había avanzado considerablemente mediante el uso 28 3

El tecnoscopio

de las válvulas pero se estaba chocando con los límites de las posibili­ dades de esta tecnología cuando los físicos estadounidenses W . B. Schockley, W. H. Brattain, y j . Bardeen, trabajando en los laboratorios de la Bell Telephone Company, uno de los mayores laboratorios priva­ dos de investigaciones básicas y aplicadas del mundo, descubrieron el transistor: un dispositivo hecho de semiconductores, que podía cum­ plir con las funciones de las antiguas válvulas, pero era más pequeño, más confiable, más barato y consumía sólo una fracción de la energía de las antiguas válvulas termoiónicas. Los tres inventores-descubrido­ res recibieron por su trabajo el Premio Nobel en 1956. El desarrollo del transistor es una de las historias de éxito a la vez científico, tecnológico y comercial que abundan en la segunda mitad del siglo X X . Los defectos de las válvulas eran prácticos y no teóricos. Eran voluminosas y dispersaban una gran cantidad de calor, por lo cual esta­ blecían un límite físico insuperable a la complejidad de los circuitos que se podían construir con ellas. Estaban basadas en la emisión de electro­ nes de un filamento expuesto a cortarse y lo hacían de manera impredictible, lo cual obligaba a duplicar muchos elementos críticos de un equipo complejo, agravando el problema del espacio y de la energía malgastada. La primera computadora electrónica digna de tal nombre tenía el tamaño de varios vagones de ferrocarril y consumía casi tanta energía como un tren. A cambio de eso, hacía menos cálculos de los que hace una calculadora programable de bolsillo en la actualidad.

Estructura física de un transistor de efecto de campo

No sólo las computadoras hubiesen estado seriamente limitadas en sU d e s a rro llo , sino que el espacio sideral hubiese sido para siempre inalcanzable sin el invento del transistor. La llegada del transistor al mercado y su éxito fue casi instantáneo. En pocos años las válvulas fueron desplazadas casi por completo — sal­ vo para usos muy específicos, como ciertos osciladores y amplificado­ res usados en la emisión radioeléctrica (radio y T V ) de alta potencia— y la “electrónica del estado sólido” conquistó todos los mercados. Una válvula term oiónica de pequeño tamaño tenía un volumen de unos 20 centímetros cúbicos. Los primeros transistores tenían entre | y 4. Los actuales, incorporados en los circuitos integrados, tienen del orden de un billonésimo de centímetro cúbico. La función que cum­ plen la mayoría de ellos es la misma. Su precio ha descendido en una proporción comparable, y la complejidad de los circuitos no conoce lí­ mite alguno. La miniaturización de los circuitos condujo a eliminar componen­ tes pasivos tradicionales, como condensadores e inductancias por cir­ cuitos equivalentes formados exclusivamente por resistencias y tran­ sistores. Este es un tema demasiado técnico para entrar en detalles, pero el reemplazo de componentes pasivos por activos ha tenido con­ siderable importancia teórica y práctica. Hay varios tipos de transistores. El más sencillo es el transistor de juntura. Para construirlo se forma una delgada capa de un semiconduc­ tor tipo p entre dos capas de semiconductor n (también puede ser un n entre dos p). A sí existen dos junturas n-p de modo que si se aplica una tensión eléctrica entre los extremos, una de las junturas está po­ larizada en forma directa y la otra en forma inversa; en consecuencia no circula corriente a través del dispositivo. Cuando se aplica una ten­ sión a la capa intermedia, en cambio, una de las dos junturas cambia su polarización y comienza a conducir. El electrodo intermedio regula la corriente que pasa por el dispositivo, por inyección de portadores n más allá de la capa p. El transistor de juntura es ruidoso, y su desem­ peño, inferior al de las válvulas. En los circuitos integrados, el tipo de transistor más usado es el transistor por efecto de campo, FET (Field emission transistor), cuyo funcionamiento es ligeramente distinto, y de mucho mejores caracte­ rísticas que el de juntura. En un FET, existe una zona de semiconduc­ tor (p ó n) conectado por ambos extremos al circuito externo. Este 28 5

El tecnoscopio

Tomás Buch

“canal” está lateralmente flanqueado por junturas de portadore opuestos (n o p, respectivamente). Cuando se aplica una polarizac¡ón inversa a esta juntura lateral, el campo eléctrico generado en el ¡nte rio r del canal produce una zona de depleción de portadores, que mo difica la impedancia del dispositivo y regula la corriente. En los transistores más frecuentemente usados en los c ir c u it o s ¡ntegrados, se suele usar la disposición MOSFET. En un M O SFET (metaloxide-semiconductor field effect transistor) el canal está cubierto de una capa aislante (de óxido de silicio) por encima de la cual se establece un electrodo metálico. En este dispositivo, es el campo eléctrico gene­ rado en el óxido aislante el que produce la depleción en el canal.

7. Los circuitos integrados Un circuito integrado consiste en un número variable de elemen­ tos de circuito, agrupados en subcircuitos lógicos que desempeñan va­ riadas funciones. Se trata sobre todo de transistores de distintos tipos, resistencias y capacitores. Los distintos componentes del circuito tienen diferente composi­ ción química y en su fabricación las diferentes sustancias se van for­ mando en los precisos lugares en que se desea que estén. Los compo­ nentes básicos son: semiconductores n ó p en sitios alternados, entre los que se establecen las junturas electrónicamente activas; óxido de silicio que hace de aislante entre electrodos; y delgadas cintas de me­ tal que conectan los componentes entre sí, y que forman parte de los transistores FET o de capacitores. Cada uno de los elementos del cir­ cuito está estructurado en varias ca­ pas de composición química diferen­ te. El substrato, la base mecánica del chip, es una oblea de silicio de alta pureza, eventualmente con un dopa­ je n o p. Sobre esta oblea se estableComponentes de un circuito integrado (fotomicrografía)

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Cen caPas sucesivas de materiales de otras composiciones, recortadas se-

intrincadas formas prefijadas a través de máscaras o pantallas. ^ L a s operaciones que se efectúan sucesivamente son: dopajes como descritos; oxidación superficial; evaporación de capas delgadas de metales; corrosión o erosión superficial para abrir ventanas en alguna de las capas formadas anteriormente; algunas de estas operaciones se efectúan varias veces en regiones distintas de la oblea. Cada una de estas operaciones, además, se hace en ciertas zonas perfectamente delimitadas por los bordes de máscaras que cubren las que no se desea tratar. La confección de estas máscaras, y su coloca­ ción en el sitio adecuado, es una de las partes más críticas del proce­ so de fabricación, ya que cada uno de los elementos que constituyen el circuito tiene un tamaño microscópico y las interconexiones de só­ lo una fracción de micrón. Por lo tanto la precisión con la que deben ubicarse se mide en centésimas de milímetro. Las máscaras se confeccionan con materiales polimerizables sensi­ bles a la luz. Cubierto el chip con una capa delgada de este material, llamado fotoresist, se lo ilumina localmente, siguiendo las líneas y áreas del diseño. Según el material, puede producirse la polimerización en las zonas iluminadas, o en las no iluminadas. El exceso de fotoresist no pollmerizado se remueve con un solvente. Las zonas expuestas pueden entonces ser el substrato de la próxima operación, sea ésta de oxida­ ción, de implantación o de corrosión para eliminar parcialmente algu­ na de las capas anteriormente formadas.

Control de producción de circuitos integrados

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Tomás Buch EJ tecnoscopio

“canal" está lateralmente flanqueado p o r junturas de p o rta d o re s opuestos (n o p, respectivamente). Cuando se aplica una p o la riz a c ió n inversa a esta juntura lateral, el campo eléctrico generado en e l inte­ rio r del canal produce una zona de depleción de portadores, que mo­ difica la impedancia del dispositivo y regula la corriente. En los transistores más frecuentemente usados en los c ir c u it o s in­ tegrados, se suele usar la disposición MOSFET. En un M O SFET (metaloxide-semiconductor field effect transistor) el canal está cubierto de una capa aislante (de óxido de silicio) por encima de la cual se e sta b le c e un electrodo metálico. En este dispositivo, es el campo eléctrico gene­ rado en el óxido aislante el que produce la depleción en el canal.

circuitos integrados Un circuito integrado consiste en un número variable de elemen­ tos de circuito, agrupados en subcircuitos lógicos que desempeñan va­ riadas funciones. Se trata sobre todo de transistores de distintos tipos, resistencias y capacitores. Los distintos componentes del circuito tienen diferente composi­ ción química y en su fabricación las diferentes sustancias se van for­ mando en los precisos lugares en que se desea que estén. Los compo­ nentes básicos son: semiconductores n ó p en sitios alternados, entre los que se establecen las junturas electrónicamente activas; óxido de silicio que hace de aislante entre electrodos; y delgadas cintas de me­ tal que conectan los componentes entre sí, y que forman parte de los transistores FET o de capacitores. Cada uno de los elementos del cir­ cuito está estructurado en varias ca­ pas de composición química diferen­ te. El substrato, la base mecánica del chip, es una oblea de silicio de alta pureza, eventualmente con un dopa­ je n o p. Sobre esta oblea se estable­ Componentes de un circuito integrado cen capas sucesivas de materiales de (fotomicrografía) otras composiciones, recortadas se-

intrincadas formas prefijadas a través de máscaras o pantallas. Las operaciones que se efectúan sucesivamente son: dopajes como los descritos; oxidación superficial; evaporación de capas delgadas de metales; corrosión o erosión superficial para abrir ventanas en alguna de las capas formadas anteriormente; algunas de estas operaciones se efectúan varias veces en regiones distintas de la oblea. Cada una de estas operaciones, además, se hace en ciertas zonas perfectamente delimitadas por los bordes de máscaras que cubren las que no se desea tratar. La confección de estas máscaras, y su coloca­ ción en el sitio adecuado, es una de las partes más críticas del proce­ so de fabricación, ya que cada uno de los elementos que constituyen el circuito tiene un tamaño microscópico y las interconexiones de só­ lo una fracción de micrón. Por lo tanto la precisión con la que deben ubicarse se mide en centésimas de milímetro. Las máscaras se confeccionan con materiales polimerizables sensi­ bles a la luz. Cubierto el chip con una capa delgada de este material, llamado fotoresist, se lo ilumina localmente, siguiendo las líneas y áreas del diseño. Según el material, puede producirse la polimerización en las zonas iluminadas, o en las no iluminadas. El exceso de fotoresist no polimerizado se remueve con un solvente. Las zonas expuestas pueden entonces ser el substrato de la próxima operación, sea ésta de oxida­ ción, de implantación o de corrosión para eliminar parcialmente algu­ na de las capas anteriormente formadas.

Control de producción de circuitos integrados

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Tomás Buch

El tecnoscopio

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Etapas de fabricación de circuitos integrados Una tecnología sui generis es la del diseño de estos circuitos con mi­ llones de componentes. Es evidente que para hacerlos, se precisa dis­ poner de herramientas informáticas, cuyo desarrollo son una de las ac­ tividades más importantes de las empresas que producen circuitos VL­ SI (Very Large Scale Integration, Integración en escala muy grande). Hecho el lay-out de los elementos de un chip, el mismo software di­ seña el proceso de fabricación. Las máscaras se diseñan en escala “macro ” y luego la misma computadora de diseño guía la preparación de los diferentes “pisos” para cada uno de los cuales es necesario dispo­ ner de una máscara especial, cuyo diseño luego se transformará, no en un objeto físico sino tal vez en un programa de computadora que guia­ rá un láser que efectuará la fotopolimerización de la resina fotorresistente, o el haz de iones que efectuará la erosión que delineará los lí­ mites de cada componente del diseño. Aparte del envoltorio de cerámica o de plástico, un chip consiste en una placa de silicio, sobre la cual se forman diversas capas super­ puestas de diferentes tipos de dopaje, capas de óxido, de metal depo­ sitado por vaporización. Los detalles del dibujo son los que co n fig u ra n los componentes de los transistores y resistencias. Cada diseño tiene un tamaño'característico, que en las sucesivas “generaciones” de cir­ cuitos integrados ha ido disminuyendo. Para lograr ubicar millones de transistores en unos pocos centímetros cuadrados, el tamaño de cada 288

uno es, en los chips más modernos, una fracción de milésimo de milí­ m etro. El límite de lo alcanzable por las técnicas de fabricación actual­ m ente en uso está alrededor de los dos diezmilésimas de milímetro: 0 2 micrones, aunque los integrados en uso aún no alcanzan ese lími­ te Este límite está dado por la longitud de onda de la luz ultravioleta más corta que se puede usar. Más allá de este tamaño, se está experi­ m entando con sistemas de litografía en los que, en lugar de luz, se usan rayos X producidos por un sincrotrón o por un rayo láser de alta energía. La técnica es sumamente compleja y costosa, y podría ocurrir que marcara un límite posible de superar técnicamente, pero que no estaría apoyado por una viabilidad económica. Además de los circuitos integrados que emplean transistores, y que están hechos de semiconductores, se están explorando las posibilida­ des de una clase de circuito integrado de tipo enteramente distinto, ba­ sado en el “efecto Josephson”, que es un fenómeno característico de los superconductores. Co n el descubrimiento de los superconductores que soportan temperaturas cada vez más elevadas, la posibilidad de una computadora basada en la superconductividad se ha vuelto más real. El funcionamiento de las computadoras basadas en este fenómeno sería unas mil veces más rápido que el de las computadoras actuales. ¿Cuál es el m otor detrás de esta búsqueda incesante de la ultraminiaturización? Las aplicaciones de los sistemas se hacen cada vez más complejas, y requieren memorias de mayor capacidad y CP U s (Central Processing Unit, “Unidad control de proceso”) más rápidas. La veloci­ dad de los circuitos mismos es ahora tan elevada, que el tiempo que se tarda en realizar una operación elemental se mide en algunos nanosegundos (10"^ seg). En este tiempo, la luz recorre una distancia de 30 cm. El límite en la velocidad de respuesta de un circuito está por lo tanto determinado por el tiempo que tarda la electricidad en recorrer­ lo. La única manera de mejorar este rendimiento es achicar el circui­ to. Por supuesto, el pequeño tamaño es una ventaja en sí mismo, y además disminuye el consumo de energía. Un frente de desarrollo diferente se encuentra en la posibilidad de desarrollar chips que no están basados en semiconductores inorgáni­ cos. Una variante de esto consiste en el empleo de semiconductores orgánicos, como los polímeros conductores que hemos mencionado en el capítulo respectivo. O tra posibilidad que se explora son los “biochips” basados en moléculas biológicas, como la rodopsina, que tam289

Tomás Buch

bién hemos mencionado ya. Por ahora, las aplicaciones de este tipo de desarrollos son aún hipotéticas.

El tecnoscopio

Índice de refracción en el interior de una fibra óptica

Un camino diferente, que puede llegar a superar las restricciones impuestas por la mecánica cuántica al tamaño de los dispositivos posi­ bles, consiste en usar las propiedades cuánticas como medio de acu­ mulación de información. Un sistema así, llamado quantum dots (pun­ tos cuánticos) está en estudio. En este sistema, un solo electrón sería atrapado en pozos de potencial como forma de codificación de la in­ formación. El límite de esta posibilidad tal vez esté en el uso de moléculas sin­ téticas de A D N , sobre la base de que, si codifican la complejísima in­ formación genética, también pueden usarse para codificar otros tipos de información, en cuyo caso la cuestión estribará en que se encuen­ tren maneras eficaces de “leer” y “escribir” en ese medio. N o se tra­ ta, sin embargo, de un tema de fantasía científica. Hay indicios ciertos de que éste es un camino futuro posible.

8. O tro s dispositivos Un número considerable de objetos a los cuales, a falta de un tér­ mino colectivo más explicativo, se suele llamar “dispositivos electróni­ cos”, tienen que ver con la interacción de la corriente eléctrica con otras formas de energía. Algunos de estos dispositivos han alcanzado una merecida notoriedad, mientras que otros no son tan espectacula­ res, pero también cumplen funciones imprescindibles en sistemas más complejos. N o nos referiremos aquí a sistemas tan triviales como las lámparas incandescentes, los motores y los calentadores eléctricos. Muchos dispositivos relacionan la energía eléctrica con la mecáni­ ca, y permiten, por una parte, medir esfuerzos y tensiones; y por la otra, diseñar “efectores” mecánicos, como actuadores y micromotores. Hay numerosos cristales que desarrollan una tensión eléctrica cuando son sometidos a presiones. Las pastillas de los ya antiguos “pick-ups” fonográficos son un ejemplo, y los cristales de cuarzo que fijan el ritmo de las oscilaciones de los relojes electrónicos son otro. Ya hemos mencionado en otra parte las termocuplas, que relacionan la energía eléctrica con el calor, o, mejor dicho, con la temperatura. 290

Recorrido de un haz de luz en el interior de una fibra óptica

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Eje de la fibrá óptica

Diámetro de la fibra óptica

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Recorrido de la luz en el interior de una fibra óptica

Fibras ópticas. Refracción

Entre los dispositivos que tienen particular importancia tecnológi­ ca están los que se relacionan con la luz. Se usan en múltiples funcio­ nes, y están probablemente destinados a cumplir un rol cada vez más importante en informática y en comunicaciones. Existe todo un cam­ po de especialización — la optoelectrónica— que abarca este tipo de dispositivos. La producción de luz es una de las aplicaciones de los mis­ mos, cuya importancia resulta obvia. Los “láser”, que describiremos más abajo, son los dispositivos emisores de luz más espectaculares, pe­ ro hay muchos otros. En los equipos electrónicos hay numerosas pe­ queñas fuentes de luz, indicadores de diferentes tipos, la mayoría de las cuales pertenecen al grupo de los “diodos emisores de luz” cuya sigla en inglés es LED (Light emitting diode). Estos dispositivos consisten en dos capas de semiconductores, una n y la otra p, combinadas de tal modo que cuando se aplica una tensión eléctrica en la dirección co­ rrecta,’un electrón “cae” en un agujero, y la energía que corresponde a esa recombinación se emite como luz de cierta longitud de onda, o sea, de cierto color. La captación de la luz por sistemas electrónicos puede tener varios propósitos, uno de los cuales es la medición de la intensidad, el color u otras cualidades de la luz. O tro de esos fines es la captación de una lrnagen, como en una cámara de televisión, o en un equipo de intensi­ ficación de imágenes radioscópicas. Los sistemas de generación eléc­ trica por celdas fotovoltaicas tienen el propósito de transformar la energía luminosa incidente en energía eléctrica explotable. Todos estos sistemas se basan en el fenómeno físico de la emisión de 29 /

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electrones por ciertas sustancias cuando incide luz sobre ellos. D¡ch electrones constituyen una corriente eléctrica. Ésta se puede amplif,^ electrónicamente, o se puede “multiplicar” haciéndola incidir sobre u j placa a alta tensión, de la cual hace saltar más electrones, proceso qUe se puede repetir varias veces. Así se puede lograr una corriente med¡ ble a partir de un solo fotón que desencadena una “cascada”. La cámara de televisión no sólo capta luz, sino que debe captar una imagen, y traducirla en una señal manejable electrónicamente. Esto se logra enfocando la imagen sobre una pantalla cubierta con un material fotoconductor, del que se desprenden en cada punto electrones en cantidad proporcional a la de la luz que recibe. Por lo tanto s e . produ­ ce una carga eléctrica en la pantalla. Desde el otro extremo del tubo, un cátodo emite un haz de electrones que se focalizan para efectuar un barrido de la pantalla, igual que en el C R T (Cathode Ray Tube, “tu­ bo de rayos catódicos”). Los fotoelectrones producen variaciones en ese haz, y se genera un haz electrónico de retorno, que contiene la in­ formación de la imagen primaria. Hay fundamentalmente dos tipos de cámaras de T V en uso, cuyos principios de funcionamiento son algo diferentes. Una de ellas — el Ort/cón de Imagen— tiene una sensibilidad superior a la del ojo humano, pero es algo voluminosa. La otra, llamada Vidicon, es más sencilla, aun­ que tiene un rendimiento suficiente como para que se pueda ubicar 200000 pixels en una superficie fotosensible de 13 mm de diámetro. Este pequeño tamaño es lo que hizo posible la popularización de las cámaras “familiares”. Una cámara de televisión combina en general tres vidicones, uno para cada uno de los colores con los que se re­ construyen todos los demás colores naturales. Las cámaras de televisión no sólo se usan en ésta, sino que son los “ojos” de los sistemas de visión robótica. El Vidicon, con su muy alta perfección de imagen y de muy pequeño tamaño, capaz de transmitir imágenes de gran resolución con lentes de tamaño modesto, es ideal para estos usos. Ya hemos hablado del CRT, el conocido tubo de rayos catódicos, base visual de la televisión y de los conocidos monitores de computa­ dora. Estos tubos son imprescindibles en los osciloscopios, una im­ prescindible herramienta auxiliar de todo taller electrónico, que per­ mite hacer visibles las tensiones y corrientes eléctricas, aun las de pe­ ríodos más breves. 292

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Tam bién hay dispositivos “electroópticos” de tipo totalmente dis-

. ios crípticamente designados L C D (Llquid crystal display, “monitÍf1t de cristales líquidos”), que se usan en los monitores de las cal­ c a d o r a s y computadoras portátiles, ya que tienen sobre los C R T la misma ventaja que tenían los transistores sobre las válvulas: son más e n o s , chatos, robustos, livianos, baratos y confiables. Hasta hace o tenían la desventaja de que eran de respuesta más lenta que los CRT y no existían L C D s en colores. Am bos defectos han sido supera­ dos, y las pequeñas computadoras portátiles que los llevan casi han igualado a las P C en sus posibilidades.

Los “cristales líquidos” no son verdaderos cristales. Se trata de sus­ tancias que poseen moléculas alargadas, y que tienen la propiedad de alinearse cuando se las somete a un campo eléctrico, y de desalinearse cuando dicho campo desaparece. Cuando se alinean, reflejan la luz de manera diferente que si están desalineadas, y en ese efecto se basa el sistema de “display”, que está formado por numerosos puntos, cada uno de los cuales es sometido o no al campo que alinea sus moléculas. Lásers La palabra ‘láser’ es un neologismo que se ha hecho común en nuestro vocabulario. Es la sigla de la frase inglesa Light Amplificador) by Stimulated Emission of Radiatíon, “amplificación de luz por emisión esti­ mulada de radiación”. Para saber qué es esto, y comprender el funcionamiento de un lá­ ser, es necesario explicar algo más acerca de los niveles de energía en un átomo o una molécula, y cómo un sistema puede saltar de uno a otro de tales niveles. Habíamos dicho más arriba que en un sistema atómico existen va­ nos niveles de energía, que pueden estar vacíos u ocupados por elec­ trones. A cada temperatura, existe una distribución de los electrones en los niveles ocupados. En esta distribución, hay unos pocos electro­ nes en niveles altos, más en niveles intermedios, y muchos en los ni­ veles más bajos. La mayoría están en el nivel más bajo, el nivel funda­ mental. Cuando la temperatura se eleva, hay cada vez más electrones er> los niveles más elevados. En condiciones normales, para cada tem­ peratura existe un equilibrio entre los números de electrones que ocupan los distintos niveles.

Tomás buch

Cuando a un conjunto de átomos se le suministra la energía qUe corresponde a la diferencia entre los niveles atómicos, parte de los átomos son excitados a un nivel superior. Esta excitación se puede efectuar por absorción de luz, por calentamiento a altas temperaturas, por acción de un campo eléctrico, por bombardeo con electrones, etc. Desde este nivel excitado el átomo vuelve a decaer, emitiendo un cuanto de luz, llamado fotón. Normalmente, este decaimiento ocurre de manera desordenada, y la luz que se emite es luz común. Sin em­ bargo, si sobre el átomo excitado cae un fotón de la misma energía que la que corresponde al fotón — por ejemplo, un fotón emitido por otro átomo similar— la emisión es estimulada y se produce en forma coherente con el fotón estimulante. Se desencadena así una reacción en cadena, en la cual cada fotón estimula la emisión de otro y se pro­ duce una verdadera avalancha de luz coherente: La emisión de todos los fotones obedece a un mismo fenómeno: todas las ondas luminosas ele­ mentales tienen la misma fase, se refuerzan mutuamente y se puede lograr un haz muy intenso. La luz es de una sola frecuencia; se puede enfocar con mucha precisión, ya que casi no se dispersa al abandonar la fuente, por lo cual puede alcanzar grandes distancias sin debilitarse, y se puede formar un haz tan delgado como se quiera. Sin embargo, nada impide que el fotón emitido por un átomo exci­ tado sea absorbido por uno que está en el estado de energía más ba­ jo. Por eso, para que haya una emisión neta de energía, tiene que lo­ grarse que en el estado excitado haya mayor cantidad de átomos que en el estado fundamental, para que haya un predominio numérico de la emisión sobre la absorción. Esta no es una situación de equilibrio, / se habla de un estado de “inversión de la población” de los niveles. Si se logra mantener una alta población en el nivel excitado, el haz de luz coherente puede ser muy intenso. El haz de luz de láser puede ser de muy alta potencia instantánea, (en el orden de los megavatios), y se ha logrado construir lásers de poten­ cia continua de diez kilovatios o más. Con estos equipos de alta poten­ cia se efectúan trabajos de corte y soldadura de metales de muy alta pre­ cisión, ya que el rayo láser puede ser casi tan delgado como se quiera y. por lo tanto, permite alcanzar una densidad de energía muy elevada. Existen diferentes sistemas físicos mediante los que se puede lograr la inversión de la población de los niveles afectados por el fenómeno. Cada uno de ellos da origen a un tipo diferente de láser. 29 4

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Los primeros en desarrollarse usaron un cilindro de rubí: un cristal de óxido de aluminio con iones de neodimio como impureza, y extre­ mos pulidos y semitransparentes. La excitación del estado excitado se lograba con una especie de flash electrónico, o sea descargas fluores­ centes de luz normal muy intensa. Por el extremo del cristal se obte­ nía el haz láser. Este láser emite luz roja.

Otros láseres usan otros sistemas atómicos, que pueden ser sóli­ dos, como el rubí, líquidos o gaseosos. Un ejemplo de láser líquido es el que usa diversos colorantes orgá­ nicos fluorescentes, excitados con luz ultravioleta, y que emite luz visi­ ble en una variedad de frecuencias. De éstas se puede seleccionar una mediante redes de difracción, por lo que tal tipo de láser no tiene una frecuencia fija, y la que se desea se puede seleccionar a voluntad. El láser gaseoso más común usa una mezcla de helio con neón, el cual posee un estado excitado “metaestable” que sólo decae por esti­ mulación. El láser de H e -N e es un tubo cerrado con extremos cerra­ dos por espejos semitransparentes muy exactamente paralelos, por uno de los cuales sale el haz láser. Un láser gaseoso, empleado en medida creciente en medicina, usa una mezcla de argón con flúor, que forma moléculas diméricas excita­ das. El láser es conocido por el acronímico Excimer (Excited dimer, “dímero excitado”), y emite una frecuencia que corresponde al ultravio­ leta lejano, tiene muy baja penetración en los tejidos y suficiente ener­ gía para virtualmente vaporizar el tejido irradiado. Hay un tipo de láser en el cual la inversión de la población se logra enfriando muy velozmente un gas muy caliente. Se hace arder una lla­ ma muy caliente de monóxido de carbono que se expande muy rápi­ damente en una tobera. El dióxido de carbono tiene niveles adecua­ dos para lograr el efecto láser. También una reacción química puede producir moléculas excitadas: si se hace reaccionar flúor con hidrógeno en presencia de dióxido de carbono se producen suficientes moléculas excitadas de este último para lograr em itir un haz láser. Estos dos últimos son los tipos de láser que permiten obtener las mayores concentraciones de energía. Ya existen láseres de este tipo, de 30 k W de emisión continua. En el otro extremo de la gama de potencias, también se puede lo­ grar el efecto láser en una juntura plana entre semiconductores de ti295

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pos de conducción diferentes. Estos dispositivos son pequeños, de ba­ jo costo y alta eficiencia, y se usan mucho porque permiten la interfase entre los sistemas electrónicos de semiconductores y los sistemas electroópticos de transmisión de información. Co n la tecnología con la que se construyen los circuitos integrados, es posible construir ‘microláseres’ de tamaño microscópico. Éste es un campo de alta velocidad de desarrollo. Hay modelos experimentales de láseres de semiconducto­ res que permiten una conexión electroóptica entre partes de sistemas de computación, lo que hará posible una transmisión de datos cien ve­ ces más veloz que las tradicionales conexiones soldadas de cobre. Los usos de los diferentes tipos de láser son múltiples. Muchos de ellos emplean la coherencia y la baja dispersión de los haces. Así, por ejemplo, se pudo medir la distancia entre la Tierra y la Luna con un error de pocos centímetros, midiendo el tiempo que tarda un rayo láser en recorrer la distancia. Eso no hubiera sido posible con un haz de dispersión normal. Los láseres se usan para alinear piezas de gran tamaño con muy alta precisión, para medir velocidades por efecto doppler (el efecto que hace que una fuente sonora que se acerca tenga un sonido más alto que cuando se aleja). El uso del láser en la fotografía holográfica es realmente interesan­ te. También se han desarrollado numerosas aplicaciones del láser en medicina, por ejemplo en cirugía oftalmológica. En el capítulo sobre tecnología médica tendremos más que decir a este respecto. Probablemente la aplicación más importante de los láseres consis­ ta en hacer que su luz sea un vehículo apto para la transmisión de in­ formación digital a gran distancia, por ejemplo a través de fibras ópti­ cas. Un haz de luz como onda portadora tiene una capacidad mucho más grande de transporte de información que las ondas de frecuencias más bajas que se utilizan corrientemente. Un solo haz de luz coheren­ te admite la transmisión simultánea de millones de comunicaciones.

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Capítulo 15 In fo rm á tica ít&V P ilé *

|. Tecnología de tecnologías Este capítulo tiene dificultades singulares. La tecnología informática está de tal manera en el centro de la atención pública, que para mu­ cha gente se confunde con el concepto mismo de tecnología. Éste es, en parte, un efecto publicitario, pero tiene algunos visos de realidad, porque en efecto la introducción de la computadora personal en mu­ chos hogares y la informatización de muchas actividades corrientes configura una especie de omnipresencia. En prim er lugar, debemos diferenciar el concepto de informática del más vulgarizado de computación. La computación se refiere a cál­ culos, y por cierto que la computadora es una máquina que los hace tan rápido y bien que ha llevado al alcance de lo calculable muchos problemas que antes estaban fuera de las posibilidades humanas, por­ que los cálculos necesarios para resolverlos, aunque se hubiese sabido cómo plantearlos, hubieran tardado siglos. La informática cubre un campo mucho más vasto que la computa­ ción. La informática en su concepción más amplia maneja conocimien­ tos y se propone sistematizarlos. Se puede definir sobre esa base: la sistematización del conocimiento. La primera computadora electrónica eficaz, que se llamaba Mark I, se construyó hace apenas cincuenta años. Tardaba cerca de un minuto pa­ ra una división de dos números. Antes que ella hubo varias tentativas de construir máquinas de calcular, y algunas de las ¡deas fundamentales tie­ nen varios siglos. Su antepasado más remoto es el ábaco, el artefacto con cuentas que ayudaba a los mercaderes romanos a efectuar sus tran­ sacciones, como aún hoy es de uso corriente en Japón. En términos un poco más estrictos, Napier, quien construyó una máquina que podía multiplicar dos números, en 1617, Pascal, que in­ ventó el sumador con transporte automático, y Leibnitz, que diseñó 297

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sendos aparatos capaces de efectuar las cuatro operaciones, fueron los precursores remotos de la máquina de calcular, cuyo prim er modelo comercial se construyó en 1820. En la misma época, Jacquard construyó un telar automático, con un programa inscrito en las perforaciones de una cadena de tarjetas que eran leídas mecánicamente. También las cajitas de música, que estaban muy de moda en el siglo XVIII, pueden clasificarse entre las máquinas programables, ya que los sonidos se desgajaban según una secuencia prefijada. Sólo que en esos casos el programa era rígido, y no permitía alternativas en el desengranar de las etapas del programa. El verdadero precursor de la computadora programable fue Babbage, quien construyó en 18 2 1 una calculadora que llamó difference engine y proyectó una “máquina analítica” que nunca se construyó porque en su época no existían los medios técnicos para hacerlo. Esta máqui­ na hubiese permitido operaciones condicionadas, lo que es una de las ca­ racterísticas más fundamentales de las computadoras actuales. La computación moderna no es sólo cálculo. El procesamiento de información, que puede ser numérica (como los datos de un censo) o no numérica (como referencias bibliográficas, imágenes o registros de voz) está tomando una preeminencia grande en las actividades infor­ máticas. Y en este aspecto, uno de los precursores de la Informática fue el norteamericano Hollerith, quien en la década de 1880 desarro­ lló un sistema de tarjetas perforadas que permitían clasificar rápida­ mente información compleja según criterios preestablecidos. Este sis­ tema usaba unas varillas para extraer del mazo las tarjetas que respon­ dían a los criterios seleccionados, y aún sobrevive en algunos archivos. Lo esencial de las computadoras es que son programables y poseen la capacidad de evaluar ciertas circunstancias y tomar rumbos diferen­ tes según el resultado de esa evaluación. Lo que aprende un escolar cuando estudia aritmética, es la ejecución de una secuencia estrecha­ mente prevista de pasos, que incluyen algunas decisiones. Por ejemplola suma se hace adicionando las cifras de los sumandos, comenzando desde la derecha. Si la suma es mayor que 10, se anota la segunda ci­ fra de esa suma, y se agrega I a la suma de las segundas cifras de los sumandos. Ese I “que me llevo” — el transporte— implica una deci­ sión: si la suma de las últimas cifras no es mayor que 1 0 , no hay trans­ porte. Tal secuencia de pasos constituye un algoritmo. En el amplio tema de la informática hay que distinguir con claridad

El tecnoscopio

dos niveles tecnológicos diferentes. Uno de ellos es la concepción ar­ q u ite ctó n ica “abstracta” de cómo el sistema de computación ha de re­ solver conceptualmente las tareas, tales como el algoritmo menciona­ do más arriba. Este esquema conceptual involucra la ejecución de ope­ raciones lógicas, el almacenaje y la circulación de entidades represen­ tativas de datos o instrucciones entre diferentes órganos del sistema, sin referencia al soporte físico que ha de ejecutar esas operaciones en la práctica. O tro es la manera física en la cual se realizan efectivamente las ope­ raciones: entre qué objetos físicos circulan qué pulsos, si el almacena­ miento de un dato se realiza en forma mecánica, eléctrica, magnética u otra cualquiera. La lógica esencial de cómo debería funcionar un procesador auto­ mático de información ya estuvo incluida en la propuesta inicialmente hecha por H. Aiken a IBM en 1937. La primera realización tecnológica usó válvulas electrónicas como elementos de circuito. Se llamó Mark I, y fue construida por IBM en 1944, con amplio uso de relays mecánicos. En esta “primera generación” de computadoras figuró también la ENIAC, que se programaba externamente, y era capaz de realizar 5000 operaciones por segundo. Esta máquina contenía unas 18000 válvulas electrónicas, pesaba 30 toneladas, tenía un volumen de 85 metros cú­ bicos, ocupaba todo un piso del edificio en que se hallaba, y consumía 140 kilovatios de potencia eléctrica, casi toda disipada como calor. El siguiente avance consistió en reconocer que se podía tratar in­ ternamente las instrucciones que configuran el programa, de la misma manera como los datos sobre los que aquéllas operaban. Luego, en 1951 , se construyó la U N IV A C , que, además de operar con datos nu­ méricos podía manejar también datos no numéricos, como textos. Es­ to máquina ya empleó memorias magnéticas en vez de relays mecáni­ cos, tenía un tiempo de acceso de 500 microsegundos o l^seg, y logra­ ba esa velocidad separando las operaciones de cálculo de las de entra­ da y salida, que son mucho más lentas. Con la invención del transistor dio comienzo la segunda generación de computadoras. Los transistores cumplían las mismas funciones de las válvulas, pero lo hacían con mayor eficiencia, consumían muy poca energía, y eran mucho más pequeños y veloces. Co n ellos se podía lo§rar hasta 1 0 0 . 0 0 0 operaciones por segundo. El salto entre la segunda y la tercera generación se debió a la inven-

El tecnoscopio

Tomás Buch

ción del chip o c ir c u ito in te g ra d o (Cl). En el capítulo sobre electro nica se explica brevemente de qué se trata. La posibilidad de no tener que soldar ya decenas de miles de dispositivos sobre un chassis, sin0 de generarlos in situ por procedimientos de manufactura pasibles de ser ejecutados en forma automática en grandes cantidades, fue un pa so decisivo en el sentido de la miniaturización de los componentes su abaratamiento, un aumento insólito en su confiabilídad, su velocidad y su bajo consumo. La invención del circuito integrado es un caso ejemplar de desarro­ llo tecnológico, que muestra todas las características del trabajo en pos de la solución de un problema, tal como lo hemos planteado en el capítulo 6 . En este caso, el problema por resolver consistía en lo si­ guiente. El uso de las válvulas electrónicas ponía un limite físico a la complejidad de los circuitos que se podían armar, por su gran tamaño y, sobre todo, porque su enorme disipación de calor hacía imposible agruparlas demasiado cerca una de otra. Co n la invención del transistor, estas limitaciones desaparecieron, y con ello se hacían posibles circuitos compuestos de decenas de mi­ les de componentes. Sólo que era imposible armarlos, por la dificultad física de manipular componentes cada vez más chicos, la dificultad de controlar la calidad de cientos de miles de conexiones, y el costo exorbitante de la mano de obra necesaria para hacer esas conexiones. Este bloqueo era muy frustrante, porque ponía una barrera física ante las infinitas posibilidades que se vislumbraban si se lograba superarla. Se entabló una carrera por resolver este problema que era de cono­ cimiento de todos los implicados en el desarrollo de dispositivos elec­ trónicos. Esta carrera, con un premio de incontables millones de dó­ lares, fue ganada casi simultáneamente por J. S. Kilby, de Texas Instru­ ments, y R. N. Noyce, de Fairchild, entre 1958 y 1959. Noyce fundó luego la empresa Intel, la mayor productora de chips del mundo, que fue la iniciadora de la célebre serie 80X86, cuyo (por ahora) último miembro es el procesador Pentium, que contiene tres millones de transistores en un solo chip. Sin embargo, ya se sabe bastante del pró­ ximo, llamado P 6 , que contendrá 5 millones. Las ideas focales, esos destellos de inteligencia que consisten mu­ chas veces en ver el parecido fundamental entre elementos superficial­ mente diferentes, y que produjeron el advenimiento de los circuitos integrados, fueron dos. La primera fue que se podían fabricar de sili' 300

c¡0 to d o s los componentes de un circuito electrónico: no sólo tran­

sino también resistencias y capacitores. La segunda: en la épo­ ca los transistores se fabricaban de a muchos por vez, sobre una oblea de silicio que luego era cortada en trocitos, cada uno de los cuales es­ taba provisto de contactos que luego debían ser laboriosamente sol­ dados entre sí para formar circuitos. Bastaba con no separar los tran­ sistores, para no tener que soldarlos después... La fabricación de los C l dio rápidos y sucesivos pasos en la direc­ ción de una compactación — integración— cada vez mayor. De los pri­ meros C l de unos 100 componentes de circuito por chip, se pasó a la integración en gran escala: LSI, large scale integration: un C l de LSI con­ tenía unos 1000 elementos de circuito. Esta tecnología inició la era del "microprocesador”: un solo chip contenía los órganos esenciales de un computador. A l mismo tiempo se comenzaron a fabricar chips de memoria RAM , 1 construidos de circuitos armados de la misma mane­ ra que los demás C l; esto abrevió los tiempos de acceso a la memoria de la computadora. Los primeros chips eran capaces de manipular secuencialmente un sólo dígito binario (bit) por vez. Los C l posteriores llevaron el largo de la “palabra” que es procesada en una sola operación, a valores ma­ yores. El microprocesador Intel 8086, de 16 bits, fue el primero de la serie de los “8 6 ”, y dio origen a la computadora personal de IBM que marcó un hito en la carrera por la informatización de la vida diaria. La célebre P C -X T estaba provista de un chip Intel 8086. En la actualidad, esta máquina es ya una reliquia de museo. La mayoría de las computadoras que usamos actualmente pertene­ cen a lo que sin mayor precisión podríamos llamar la cuarta generación. Sus chips, como los famosos “386” y “486” de Intel, manejan “tandas” de 32 bits (“palabras”) en una sola operación, y pertenecen a una esca­ la de integración aún mayor llamada VLSI (very large scale integration) que contienen del orden de 300.000 hasta un millón de elementos por chip y son capaces de efectuar 4 millones de instrucciones por segun­ do. Ya se están generalizando en el mercado las máquinas que usan el microprocesador “Pentium”, que contiene más de tres millones de ele­ mentos de circuito. La siguiente edición, el P6 , contiene casi el doble de elementos de circuito que el “Pentium”, y ya estará en el mercado cuando este libro llegue a las manos de sus lectores. Intel y sus competidores, en cambio, siguen trabajando en las versiones siguientes, cada s is t o r e s ,

301

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vez más complejas, rápidas y miniaturizadas. Aunque con la actual tec nología, en la que las dimensiones de cada transistor están en el orden de los 0,6 micrones, se está muy cerca del límite.

Progreso de los microprocesadores: Intel Modelo y fecha

8080 (04/74) 8086 (06/78) 80286 (02/82) 80386 (10/85) 486 (08/89) Pentium (3/93) P6 (1996?) ^ i»,

Precio inicial

■! O ■> ■ ‘ * -i :í ’ ‘ m :,

fifi/

360$ 3 6 0 $ -8 $ 2 9 9 $ -9 1 9 5 0 $ -3 17 900$-600 12 0 0 -15 0 0

MIPS

Núm ero de

*rb' O •sól t'/b

Transistores

0,64 0,33 1 ,2 -2 ,7 5-11.4 2 0 -5 4 112

250

6 000 -’ ¡

V -O

29 134 275 1 200 3 100 5 500

i 000 » 000 > 000 000 J 000 ‘ 000 ■'

(Fuente; B YTE Argentina, Mayo 1993 y Mayo 1995)

MIPS: la velocidad de un procesador se mide en millones de instruc­ ciones por segundo. Recuérdese que la E N IA C de 1945 podía hacer 5000 instrucciones por segundo, o sea 0,005 MIPS. Co m o se ve en esta tabla, aparecen nuevos chips de esta serie, con una nueva escala de integración, a menos de cuatro años uno del otro. Intel fue creada por Noyce, uno de los inventores del C l, y en la actualidad cubre casi el 7 5 % del mercado de microprocesadores con sus productos. Dada la enorme velocidad de cambio en las tecnologías empleadas en las computadoras, cuando un “chip” sale al mercado, In­ tel ya está desarrollando activamente el siguiente y planeando el que le seguirá. Aproximadamente un 8 0% del precio de venta de un chip es destinado a gastos de investigación y desarrollo. Cabe preguntarse si esta secuencia tendrá un límite. Las respuestas son varias. Desde el punto de vista tecnológico, por ahora existe un límite al tamaño mínimo de los elementos de circuito, debido a la tecnología de litografía que se usa. Cada método de grabación tiene una longitud de onda característico, que limita el tamaño de lo que se puede “ver” o delinear con esa energía. Co m o esa longitud de onda es menor para 302

nergías mayores, se tenderá naturalmente hacia radiación X o más 6|lá Pero Para esa rac^ac' ° n no existen fuentes puntuales de tamaño suficientemente pequeño. Po r otra parte, se usarán cada vez más otros materiales. La opción más usada, además del silicio que domina el 9 0 % del mercado, es el arse n iu ro de galio, que permite construir circuitos más rápidos. En el capítulo anterior, hemos indicado que existen dos líneas de exploración alternativa totalmente diferentes: los chips superconduc­ tores, y los biochips. Los primeros usarán el efecto Josephson como principio físico para la conmutación, y ya existen sistemas experimen­ tales operativos, aunque no se ha iniciado la producción en serie, por la persistencia de problemas serios en el manejo de los materiales su­ perconductores mismos. En cuanto a los biochips, se trata de llegar a diseñar sistemas que efectúen la conmutación en el seno de molécu­ las orgánicas o biológicas. Existen sustancias orgánicas que conducen la electricidad, y hasta hay algunas que presentan superconductividad a bajas temperaturas. Por ahora, el biochip es aún un objeto de fantasía. Pero la computadora más eficiente de todas las que existen está en la cabeza de cada uno de nostros.

2. Tipos de com putadoras Las primeras computadoras eran máquinas enormes, cuyo rendi­ miento resulta ínfimo en comparación con lo que se conoce y exige en la actualidad, pero que fue aumentando notoriamente al pasarse de la primera a la segunda generación, con la introducción de los transis­ tores,-y luego a la tercera, con los circuitos integrados de integración mediana. En todo ese proceso, IBM llevó la delantera, en especial con su gran computadora “Sistema /360” que marcó la vanguardia tecnológica en 1970. Simultáneamente nació la posibilidad de trato “interactivo” con la computadora. A llí donde antes sólo existía el tratamiento en batches sucesivos, para lo que casi la única puerta de entrada era el paquete de tarjetas perforadas, ahora se podía dialogar con la máquina y reci­ bir una respuesta casi instantánea. Esto se debió a uno de los progre­ sos fundamentales de esa generación de computadoras: el concepto de la multiprogramaóón, o del “tiempo compartido”. En efecto, se ha30 3

Tomás 6uch

bía demostrado que el eslabón más lento de la cadena de pasos qUe configuraba el funcionamiento global de una computadora eran las eta­ pas de entrada y salida, y que la C P U 2 estaba ociosa una gran parte del tiempo. Se encontró pues la manera de administrar los diversos pro­ gramas de tal manera que mientras había espacios muertos en la eje­ cución de una tarea, la C P U pudiera encargarse de la ejecución de otros programas. Com o la etapa más lenta era la de los actos de cada uno de los usuarios, desde el punto de vista de éstos era indistinto e inobservable que la máquina dividiera su atención entre ellos. A partir de la puesta en el mercado de los microprocesadores, se comenzó a perfilar una línea paralela, la de las “mini” y “microcomputadoras” — con Hewlett-Packard y PDP de Data General— . Estas má­ quinas no tenían la potencia de cálculo de las grandes, pero eran sufi­ cientemente poderosas para muchas aplicaciones, y mucho más pe­ queñas y baratas. Su desarrollo fue perturbado a fines de la década de los años se­ tenta por la irrupción de la pequeña empresa Apple, con el concepto de la computadora personal, en especial el modelo Macintosh, segui­ do poco tiempo después por la P C de IBM. Esto marcó un cambio cua­ litativo en el mercado y también en el desarrollo de nuevas tecnolo­ gías para poner toda clase de servicios a disposición del enorme mer­ cado de la computación personal. Las calculadoras de bolsillo siguieron un camino propio, como línea de aplicación casi completamente separada de la genealogía de las computadoras. Una computadora no es solamente una ca lc u la d o ra : hemos visto que es mucho más que eso. Las calculadoras de bolsillo, que empezaron ofreciendo efectuar las cuatro operaciones fundamen­ tales, y, a veces, una raíz cuadrada y un porcentaje, aparecieron por primera vez a comienzos de la década de 1970. Actualmente han evo­ lucionado hasta ser casi tan potentes como las primeras computado­ ras electrónicas de válvulas: tienen centenares de memorias, ejecutan todas las funciones matemáticas trascendentales más comunes, son programables en lenguaje BA SIC. Paralelamente, las calculadoras ele­ mentales casi se regalan. También se han popularizado las agendas electrónicas, que procesan información no numérica, almacenan direc­ ciones, teléfonos y fechas de cumpleaños, y recuerdan a los usuarios la hora de tomar sus remedios. Por ahora, la última palabra en esta dirección es el Personal Digitd 304

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fis s is ta n t,

PDA, que combina todo lo anterior con un teléfono digital y

fnodem para transmisión de datos. Luego de la aparición de la PC, el mercado de las computadoras personales se subdividió en dos segmentos: por un lado, aparecen a dia­ rio nuevos tipos de computadoras personales cada vez más pequeñas, livianas y portátiles: las Laptop y las Notebook, y las Palmtop cuya poten­ cia es prácticamente igual a la de las computadoras “tradicionales” de mesa. Y por el otro lado, hay una gama de computadoras algo más po­ tentes, las llamadas Work-station, especialmente adaptadas para trabajar en redes locales, por ejemplo en tareas de ingeniería y diseño. Si bien se produjo esta extraordinaria difusión de las computado­ ras pequeñas, de ningún modo se detuvo el desarrollo de las compu­ tadoras grandes, de gran capacidad de cálculo y almacenaje, llamadas mainframe en la jerga informática. Los productores de estas computa­ doras son empresas no muy publicitadas, como Control Data, Honeywell-Bull, y otras. La combinación más poderosa de un sistema de cómputos y de manejo de información que se pueda pedir en la actua­ lidad, probablemente sea un sistema descentralizado, formado por una gran computadora central, unida en red con un número indefinida­ mente grande de “terminales inteligentes”. Estas terminales son PC autónomas, que ejecutan todas las tareas habituales para estas máqui­ nas, pero pueden recurrir a la memoria o la capacidad de cálculo de la mainframe central cuando lo requieren. Tales redes informáticas son ya más o menos habituales en muchas empresas. Son las que usan, por ejemplo, las líneas aéreas para asegu­ rar que no haya contradicciones en el sistema de reservas. En el otro extremo del amplio espectro de las computadoras están las llamadas supercomputadoras, cuyos fabricantes son Cray Research y ETA Systems, de EE.UU, y N E C y Fujitsu e Hitachi, de Japón. Estas má­ quinas valen decenas de millones de dólares, tienen una enorme capa­ cidad de cálculo, y gran velocidad, y son imprescindibles para ciertos Propósitos que implican la manipulación de enormes cantidades de da­ tos y la resolución numérica de problemas especialmente complejos, tales como la predicción del tiempo sobre la base de la información satelital y de las ecuaciones de la aerodinámica. En el pasado, no había ninguna posibilidad de una predicción más o menos confiable del tiempo, porque los cómputos necesarios para ello demoraban más de lo que tardaban en evolucionar los fenómenos at30 5

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r mosféricos. Ahora, en cambio, las predicciones tampoco son confia. bles, porque los fenómenos atmosféricos tienen una componente de inestabilidad y por lo tanto de impredictibilidad contemplada en la moderna teoría matemática del ‘caos’: lo que se ha popularizado con e| nombre de ‘efecto mariposa’: el batir de alas de una mariposa en un lugar del mundo puede llegar a desencadenar una tempestad en otro lugar muy alejado. Las aplicaciones más importantes de las supercomputadoras están en el área de la Fluidodinámica Computacional. Además de los cálcu­ los asociados a la circulación atmosférica necesarios para la predicción meteorológica, se efectúan simulaciones asociadas al diseño de aviones y otros vehículos, y a la interpretación de datos sismológicos y otros, para la prospección de yacimientos de petróleo y/o gas. En el diseño de un avión supersónico o un automóvil de alto rendimiento, es nece­ sario estudiar en gran detalle las condiciones aerodinámicas, la circu­ lación del aire alrededor de cuerpos de forma complicada, para lograr una optimización. Esto exige resolver numéricamente las ecuaciones diferenciales de la hidrodinámica, en dos o tres dimensiones dividien­ do el espacio en decenas o cientos de miles de elementos de volumen, resolviendo las ecuaciones para cada uno de estos elementos “finitos” (como opuesto a infinitesimal, no en el sentido de “delgados”) y ha­ ciendo coincidir las soluciones en los límites entre los elementos. Se puede entender que tales cálculos requieren billones de operaciones, pero se prestan para un tratamiento “en paralelo”.

¿

Las supercomputadoras aumentaron su capacidad y su velocidad más de diez veces desde el prim er modelo, llamado la C R A Y -I. Lo han hecho mediante tres recursos: Aumentando el tamaño de su m e m o ria de trabajo, aumentando la longitud de la “palabra” a 64 bits, y, sobre todo, mediante el recurso de la paralelización. Ésta consiste en distri­ buir el trabajo entre un número de unidades lógicas y aritméticas que trabajan a la vez, haciendo las mismas operaciones sobre conjuntos di­ ferentes de datos. Los cálculos que requieren esta potencia frecuente­ mente son repeticiones de secuencias de operaciones similares efec­ tuadas sobre millones de datos. En esos casos, los datos de ingreso en cierta etapa no dependen de los resultados anteriores, y se gana en efi­ ciencia confiándolos a múltiples unidades conectadas en paralelo. Com o ejemplo de una línea de supercomputadoras que se ofrecen en el mercado, la empresa japonesa N E C ofrece su modelo llamado 306

SX-4 , de arquitectura paralela, que puede disponer de entre 16 y 5 12 p ro ce sa d o re s en paralelo, y tiene una performance de hasta I TeraFLOP, ° sea un billón de operaciones aritméticas de “punto flotante” por segundo. Esto es mil millones de veces lo que podía dar la compu­ tadora E N IA C e n 1945.

Redes n e u ro n a le s Todas las computadoras existentes se basan en el mismo principio enunciado por von Neumann en los años cuarenta: una sola CP U ma­ neja una sola instrucción por vez, y todo se realiza paso a paso, aun­ que cada paso demore un picosegundo. El cerebro humano no funciona así en absoluto. La memoria huma­ na tampoco revisa sistemáticamente un gran archivo ordenado, cada vez que tratamos de recordar algo. La memoria humana trabaja por asociación y por contenido. Pensamos una idea, y nuestra memoria le asocia otras, por analogía, por parecidos de diversa índole, por su re­ lación con emociones. Además, el programa de nuestra computadora mental no es fijo, sino que “aprendemos”: modificamos nuestras pau­ tas de respuesta en función de los resultados obtenidos. C laro que una neurona no se parece en nada a un transistor ni a un circuito integra­ do, no ya en su composición química (lo que es obvio) sino en las ba­ ses de su funcionamiento. Com o el ideal último de la informática teórica es la imitación de los mecanismos cerebrales del hombre, se ha intentado modelar el fun­ c io n a m ie n t o de las neuronas. El resultado es la tecnología de las redes neuronales, que son programas que simulan el funcionamiento de tales redes- sobre una computadora. Una red neuronal consiste en varias n e u r o n a s (simuladas) conectadas entre sí mediante señales que obede­ cen a ciertas reglas de activación e inhibición. Cada neurona tiene va­ rios “estados” y el que ocupa cada una depende en cierto modo del estado de todas las demás. El conjunto responde a ciertos estímulos desde afuera de maneras similares a ciertas reacciones de sistemas n e u r o n a le s biológicos sencillos, igual que existen, por ejemplo, en el sistema nervioso de animales inferiores, como insectos o gusanos. Se trata de un campo que está aún casi en sus comienzos. N o existen aún computadoras neuronales’ que funcionen como un cerebro. 307

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3.

A rq u itectu ra de las com putadoras

Los t¡Pos de sistemas de almacenamiento masivo frecuentemente inados “memoria externa” son variados. Los más comunes son los P o s itiv o s magnéticos: los discos rígidos y los disquetes. Hace poco e agregaron los C D -R O M , que por ahora sólo funcionan como disS®s¡tivos de entrada. Sin embargo, aunque aún es caro, ya ha entrado al mercado un grabador de C D como accesorio a una computadora

Una computadora consta de • una Unidad de Procesamiento (CPU) • una Unidad Lógica y Aritm ética (ALU) • un Banco de Memoria RAM, en el que residen los programas y |0s datos durante la ejecución. •sistemas de almacenamiento masivo de información (AMI), como dis­ cos magnéticos rígidos o flexibles (disquetes). • sistemas de comunicación con el exterior: dispositivos de entrada (input) y de salida (output). El dispositivo de entrada puede ser cualquier fuente de una señal digital o digitalizada: puede ser un teclado, un mouse, una presión so­ bre una pantalla interactiva, un lápiz electrónico, un sensor de tempe­ ratura, una cámara de televisión, un órgano de salida de otra compu­ tadora, un medio de almacenamiento masivo de datos, de base mag­ nética (discos rígidos, disquetes o cintas) u óptica (C D -R O M ), o una fuente cualquiera de pulsos eléctricos digitales del formato adecuado. El órgano de salida también puede ser muy variado. Puede ser una unidad de almacenamiento magnético, una impresora, una pantalla de video, un órgano de control de una máquina, una red telefónica, una interfase digital-analógica que alimente un amplificador de audio, u otra computadora. IN P U T

teclado '‘mouse" "bus” de datos almacenamiento masivo discos cintas CD

sensores vs. modem (redes)

ALU

RAM

CPU

O UTPUT

buffer convert. ete.

Estructura de una computadora

30 8

pantalla impresora "bus" de datos almacenamiento masivo discos cintas (C D )

órganos de control modem (redes)

co rriente.

La memoria de trabajo (RAM) suele estar compuesta por uno o va­ rios chips de memoria, en los que se almacenan los programas y los datos que están operando en un momento dado. La RAM alberga tam­ bién al Sistema Operativo, un conjunto de programas que coordinan la actividad de la Unidad Procesadora Central (CPU ) con los periféricos. La Unidad de Procesamiento consiste en un reloj, una serie de re­ gistros o memorias temporarias, y unidades aritméticas, en las cuales se llevan a cabo las operaciones. El reloj es esencialmente un oscilador que emite pulsos con cierta frecuencia. Esta frecuencia, que en las PC modernas es del orden de los cien megahertz, en gran medida deter­ mina la velocidad de la computadora, y es característica de cada mi­ croprocesador. En la rápida evolución de éstos, la frecuencia a la que operan ha ido aumentando con igual rapidez. El límite está dado por el tiempo que la luz tarda en recorrer los milésimos de milímetro que separan entre sí los elementos de circuito que componen la CPU. A cada pulso del reloj ocurre un evento en la CPU . Estos eventos son: traer una instrucción o un dato de la memoria, copiarlo en una de las memorias auxiliares o registros, ejecutar la instrucción almacenada en el registro correspondiente,3 almacenar el resultado, aumentar el regis­ tro del número de instrucción en una unidad, traer la próxima instruc­ ción. Cada instrucción o dato (una “palabra") es una secuencia de ceros y unos, cada uno de los cuales tiene un significado específico que la CPU interpreta. Para mostrar esto con un ejemplo puramente teórico: se transfiere una palabra al registro de trabajo. La C P U “lee” el primer bit, y “sabe” que, si es un cero, los 3 1 bits siguientes representan un dato; s¡ es un uno, se trata de una instrucción; en ese caso, la C P U “sabe” que los siquientes cuatro bits le van a decir de cuál instrucción se trata; en tal caso, también sabrá, por ejemplo, que el bit que sigue le informará que los seis siguientes serán la dirección del primer operando, o sea, dónde está almacenado el dato sobre el cual tendrá que operar y la cel­ da de memoria donde deberá acomodar el resultado. 309

B tecnoscopio

Tomás 8 uch

Cada C P U tiene un juego de instrucciones, que forma parte e se n cial de su arquitectura básica. Las instrucciones fundamentales son unas pocas, y a partir de ellas es posible construir las demás combi­ nando circuitos lógicos. Esto se puede hacer físicamente, es decir co­ nectando los transistores respectivos de la manera adecuada. También se puede hacer mediante secuencias de bits grabados en ciertas me­ morias especiales llamadas PROM (Programmable ROM), o EPROM (Erasable PROM) si sus contenidos son modificables una vez grabados La primera solución es la más veloz, y en los procesadores modernos que tienen millones de elementos de circuito, es la solución preferida. A partir de ella, existe todavía otra disyuntiva: la posibilidad de optimi­ zar aún más un microprocesador para ciertas aplicaciones, para lo cual se restringe el conjunto de instrucciones que admite (RISC, “reduced ¡nstruction set computation”): éste es el camino emprendido por Apple; o de hacer que el micro responda a un conjunto de tareas más gene­ ral (C ISC , “complex instructions set computation”), como hacen los chips de Intel y, por lo tanto, las computadoras que los usan. La velocidad con que trabaja una computadora se suele medir en dos tipos de unidades: los MIPS (millones de instrucciones por segun­ do); y los MFLOPS (millones de operaciones de “punto flotante” por segundo. Las computadoras más grandes suelen tener más de un procesador, y se está avanzando en la dirección de la paralelización, arquitectura en la cual en la computadora no ocurre una operación tras otra, sino que se manejan muchos datos a la vez, sobre los cuales muchas CP U efec­ túan las mismas operaciones. En cuanto a las bases tecnológicas de todas estas aplicaciones, nos deberemos satisfacer con una breve lista. Los medios magnéticos están cediendo el paso a los registros ópti­ cos: el C D -R O M , la memoria de lectura en que la información está co­ dificada sobre un disco que es leído por un rayo láser, permite alma­ cenar información con una densidad que es dos órdenes de magnitud mayor que la que permiten los medios magnéticos. Por lo tanto, un C D -R O M contiene tanta información como unos 500 disquetes de al­ ta densidad, cada uno de los cuales equivale a un libro de cuatrocien­ tas páginas. Los dispositivos que hay en el mercado para grabar C D son aún demasiado costosos para el consumidor común, así que se trata, por ahora, de una memoria “pasiva” (read only). Pero en el mer­ 3 10

cado informático las técnicas cambian tan rápido y los precios bajan tanto, que seguramente en poco tiempo más estará disponible el gra­ bador barato de C D . Junto con el almacenamiento de datos en C D -R O M han hecho su e n tra d a en el mercado los sistemas de audio para ser adicionados a la computadora. C o n ellos, en la “placa de audio”, se puede sintetizar so­ nidos o tocar C D ’s con una fidelidad que va más allá de la capacidad de casi todos los oídos humanos. Por supuesto, es fácil conectar este sistema al teléfono, para registrar las llamadas, para que la computado­ ra haga de contestador automático, o para que la impresora imprima “fax”. El almacenamiento y la manipulación de imágenes de televisión es posible y se efectúa profesionalmente; sin embargo es aún demasiado voraz en cuanto a espacio de disco y a capacidad de procesamiento en tiempo real, para estar disponible para la mayoría de las P C en plaza. Pero con máquinas que utilizan el Pentium — por ahora uno de los más poderosos de los microprocesadores que se encuentran en el merca­ do— dará comienzo la interacción entre la informática “domiciliaria” y la televisión. Com o último agregado a la lista de posibilidades de memoria, se ha anunciado recientemente la aparición de memorias “ópticas” que al­ macenan información en forma de átomos de europio y samario exci­ tados por un pulso de láser de color azul, y que permiten su lectura por medio de un pulso de láser color rojo. El sistema, denominado ETOM (Electron trapping optical memory, “memoria óptica por trampas electrónicas”) puede almacenar el contenido de 4000 disquetes comu­ nes en un solo disco de 5 pulgadas, y escribe y lee a una rapidez varias veces superior a las memorias magnéticas.

4. Lenguajes de programación Una computadora hace lo que le dicen, con toda fidelidad, y nada más. Por eso los programas, las series de instrucciones que le dicen a la computadora qué queremos que haga, son tan importantes como la máquina misma. Para designar estos programas, se ha popularizado in^rnacionalm ente el neologismo inglés software. La unidad de procesamiento de la máquina se alimenta con pulsos 3 11

Tomás Buch

eléctricos, que son la realización física de largas secuencias de unos y ceros. Pero ése es un lenguaje que a los operadores humanos les resul­ ta, en el mejor de los casos, extraordinariamente engorroso de usar y que, si quisiéramos usarlo, resultaría en una inseguridad muy grande, ya que un solo error en un lugar estratégico podría hacer completamen­ te incomprensible el mensaje. Por eso es fundamental que se hayan de­ sarrollado lenguajes de diferentes niveles, cada vez más cercanos al len­ guaje natural humano, aunque purificados de las inexactitudes de éste. Comunicarse con la computadora en lenguaje binario puro sería equivalente a que, para poder ejecutar una acción voluntaria cualquie­ ra, como tomar una taza de la mesa y levantarla, debiéramos dar una orden a ciertas neuronas para que hagan correr un impulso nervioso por tal nervio, para que se contraigan los músculos A, B y C , para lo­ grar cumplir con una sencilla acción voluntaria. Se han desarrollado, por lo tanto, una serie de lenguajes de progra­ mación cada vez más generales, diseñados para hacer “transparente” al operario la mayor parte del funcionamiento de la computadora, tal como el funcionamiento del sistema de transmisión de impulsos es transparente para el que simplemente levanta la taza sin tener la me­ nor conciencia de lo complejo de su acción. El objetivo es que el usua­ rio pueda concentrarse en las características del problema que desea resolver, aún sin comprender casi nada del funcionamiento de la com­ putadora. Cada nueva generación de programas de aplicación logra ese fin con mayor perfección. Una computadora hace varias clases de tareas. Por ejemplo: cálcu­ los numéricos, manejo de datos y operaciones de guiado de sistemas en tiempo real. Los cálculos matemáticos pueden ser de gran complejidad. La com­ putadora está idealmente diseñada para repetir una misma secuencia de cálculos miles de veces, por complejos que sean, en función de pará­ metros que le darán criterios acerca de cuándo deba detenerse. Para eso, existen instrucciones especiales para comparar valores entre sí, saltar a otras partes del programa en función del resultado, repetir un cálculo mientras se cumpla o hasta que se cumpla cierta condición, etc. Los manejos de datos son las acciones más habituales en las aplica­ ciones más comunes de las computadoras personales: los procesado­ res de texto, los juegos electrónicos, gran parte del manejo de plani­ llas de cálculo, la computación gráfica, etc. involucra ciertamente algu­ 3 12

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nos cálculos, pero el usuario generalmente no es consciente de ellos.

Las operaciones en tiempo real comprenden otros usos de la com­ putación; por ejemplo el manejo de sistemas físicos, como tornos de co ntro l numérico o equipos de proceso. H a y cierta zona gris entre la co m p u ta ció n interactiva y las operaciones en tiempo real. Para cada una de esas tareas, las exigencias a la máquina son distin­ tas, y P ° r eso existen lenguajes aplicables a cada una de ellas. En su funcionamiento más interno, la computadora carga una “pa­ labra” por vez y sólo ejecuta con ella un número bastante reducido de operaciones: la “palabra” consiste en una operación y uno o dos operandos; la máquina suma, resta, guarda un dato en una memoria, lo re­ tira de ella, corre todos los bits de la ‘palabra’ un paso a la izquierda o a la derecha, compara los operandos entre sí o con un dato de la me­ moria. Un operando puede ser un dato, o la dirección en la memoria donde hay que ir a buscar un dato. Programar en lenguaje de máquina significa descomponer un cálculo u otra tarea cualquiera en estos ver­ daderos átomos algorítmicos: es una tarea enorme y muy riesgosa, porque es imposible no cometer errores. Una instrucción de máquina podría tener el aspecto siguiente:

0101101II100001I0 I00I0 I00II10001 Esta secuencia indicaría en binario: ocho dígitos para especificar la operación “sumar”; uno, para dar la indicación de que los doce que si­ guen son una “dirección” en la memoria RAM, en la que está almace­ nado el prim er sumando, lugar en el que se ha de almacenar la suma; uno para indicar que los siguientes diez son directamente el segundo sumando (y no su dirección en la memoria). Obviamente eso es casi indescifrable y programar en ese código sería imposible en la práctica. El nivel más cercano al lenguaje de máquina es el lenguaje AssemWer, un lenguaje simbólico que representa directamente el lenguaje de máquina. Cada instrucción en Assem bler debe ser programada en tér­ minos de las instrucciones directas, binarias. Esto se realiza en el nivel del chip mismo, medíante un “microcódigo”’ inscrito en las conexiones entre los transistores, o sea ‘cableado’. En el uso del lenguaje Assem­ bler, el programador sigue manejando los átomos algorítmicos, pero los invoca de manera más comprensible. Por ejemplo, una instrucción en Assembler tiene este aspecto :4 313

Tomás Buch El tecnoscopio

A D D X ,Y ; He aquí un programita para sumar los cien primeros números na­ esto significa: sume el número Y ; al valor contenido en la memoria ya dirección es X , y guarde el resulttado en la memoria de dirección X Esto es diferente de, p o r ejem plo: SUM X,Y, que significa: sume el I valor contenido en la memoria de dirección Y al valor contenido en Ha memoria de dirección X , y gUar de el resultado en esa m em oria d ei dirección X. Cuando se quieren realizar cálca lo s, se suele emplear un lenguaje como el llamado F O R T R A N (FOFRmula TRANslation), que se parece bastante a una notación matemáticaa. La operación anterior se escribe X := X + Y;

turalessuma1^ n=l co m ience:

s¡ n> 1 0 0 vaya a ‘siga’; si no su m a = s u m a + n

n=n+l repita desde ‘comience’ siga imprima, “la suma de los cien primeros números es", suma. fin.

pero el cálculo de una función uJn poco más complicada, como: X := (-B + sqrt(B*B-4*A*C))/2*A^ probablemente llevaría algunas docenas de instrucciones en As­ sembler. En un lenguaje aún más evoluciomado, la última igualdad, que el lec­ tor puede reconocer com o una de las raíces de una ecuación de se­ gundo grado, tal vez se escriba: X :=solución(2,A ,B,C) indicando la ecuación de segundea grado, de coeficientes A, B y C. Una de las características más fundamentales de las co m p utad o ras, que las diferencia netamente d e una rmáquina de calcular, es la posibilidad de efectuar cambios en la secuencia dle los pasos que ejecuta, en función del contenido de ciertas celdas de miemoria, o del resultado de los cál­ culos que efectúa. Por ejemplo, se pu'ede instruir a la máquina para que haga cierto cálculo, y según que el resultado del mismo sea negativo o positivo, ejecute secuencias diferentes* de instrucciones. Esto equivale a una toma de decisión, aunque por supuesto no hay libertad alguna para tomarla. Este tipo de instrucción permite repetir cierta secuencia nume­ rosas veces, mientras no se cumpla cierta condición preestablecida. 3 14

Como la computadora no sólo se usa para realizar cálculos, se ha visto la conveniencia de desarrollar lenguajes que se adaptan especial­ mente a diversas tareas. Así como Fortran, Basic o Pascal son lenguajes adecuados para expresar instrucciones de cálculo, existen otros en los que es más cómodo expresar relaciones entre conceptos, como Pro­ log (de Programación lógica). Por otra parte, existen grandes programas que generan verdaderos "ambientes de trabajo” creados especialmente para tareas determina­ das. Incluso existen superprogramas como “W indow s” (marca regis­ trada de la empresa Microsoft), a partir del cual es muy fácil combinar numerosas tareas y archivos de diversos tipos. Cada uno de esos pro­ gramas contiene su propio lenguaje, para sistematizar las órdenes y comandos con que se instruye a la computadora acerca de las tareas que se quiere que realice. Algunos de esos programas son muy cono­ cidos: se trata de los procesadores de textos, de las planillas electró­ nicas, de los administradores de bases de datos. Los cursos de “com­ putación” que se ofrecen con profusión en el mercado de servicios, se refieren generalmente a la instrucción en el manejo de este tipo de Programas. Cuando se alimenta un programa en FO R T R A N u otro lenguaje de alto nivel” a una computadora, ésta debe traducirlo al lenguaje de má­ quina. Lo que se obtiene así es un “programa objeto” inmediatemente ejecutable. El que hace esta traducción es otro programa, llamado compilador”. La compilación se puede hacer sobre un programa en­ 3 15

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tero (batch) o sobre cada instrucción por separado. Este último méto­ do es el que se sigue para los lenguajes como B A SIC, (Beginners AH PUr. pose Symbolic Instruction Code, “código de instrucciones simbólicas para principiantes”). Un programa en B A SIC se puede ejecutar “paso a paso”, porque el control de ejecución lo tiene en todo momento el compilador o intérprete. En este caso, el programa objeto es solamen­ te virtual y no se puede ejecutar por separado. El diseño de lenguajes de computación orientados a fines específi­ cos es una especialidad de alto nivel, en cuyos detalles nos resulta im­ posible entrar. Pero cada uso requiere tipos de cálculos específicos, y un lenguaje muy bien adaptado a cálculos numéricos puede no ser óp­ timo para los cálculos requeridos por una aplicación gráfica, aunque allí también haya que efectuar numerosos cálculos. Los manejos de gran­ des bloques de datos, sobre los que hay que hacer cálculos relativa­ mente sencillos, también se hacen más eficientemente con lenguajes especializados. Un área de mayor especialización aún dentro de este campo, es el de los lenguajes para el manejo del conocimiento. El más conocido de estos lenguajes es el Prolog. El manejo del conocimiento es el propó­ sito de la tecnología de la Inteligencia Artificial, que intenta hacer que los programas sean cada vez más inteligentes, en el sentido que le damos vulgarmente a esa palabra, y que los especialistas tratan de definir con la mayor precisión. Para estos especialistas, el conocimiento es algo di­ ferente de la mera información, ya que agrupa a ésta de la manera sig­ nificativa en que lo hace un experto humano.

5. Aplicaciones de las com putadoras Desde el punto de vista de los usuarios, en la actualidad casi todas las aplicaciones de las computadoras se pueden dividir en cuatro gran­ des grupos: los cálculos, el manejo de la información, las aplicaciones grá­ ficas, y las aplicaciones en “tiempo real”. Los cálculos numéricos de gran magnitud a su vez se aplican en todos los campos imaginables de la ingeniería, la predicción del tiempo, los cál­ culos científicos de todo tipo, etc. Muchos de estos cálculos aplican mé­ todos numéricos a la resolución de ecuaciones, que, como las ecuacio­ nes diferenciales no lineales, carecen de otras posibilidades de solución. 3 16

El manejo de la información implica el vasto campo del manejo de bases de datos, la bibliografía, del correo electrónico, la estadística, el catastro, la documentación personal, comercial, de salud pública, etc. Las aplicaciones gráficas incluyen algunas de las aplicaciones más es­ pectaculares de las computadoras, como el diseño asistido, la anima­ ción computada, la reconstrucción de imágenes en diagnóstico médi­ co, etc. Las aplicaciones en “tiempo real” son aquellas en que existe un sis­ tema de sensores que mide ciertos datos del mundo real, y con ellos calcula respuestas del sistema que a su vez actúan sobre el mundo real con una demora tan pequeña como sea técnicamente factible. Las apli­ caciones de este tipo son innumerables: el control de plantas químicas y robots, el guiado de misiles y satélites y las variadas aplicaciones de la realidad virtual son otros tantos ejemplos. Cada uno de estos grupos de aplicaciones merecería todo un libro especial para su desarrollo. Sobre ellos existe mucha información, tan­ to técnica como de divulgación, ya que se trata de ámbitos que están muy centralmente ubicados en cuanto a su “visibilidad” pública.

Inteligencia artificial Una mención especial merecen las aplicaciones “inteligentes” de las computadoras, un campo de aplicación aún no muy desarrollado, pe­ ro que ha producido algunos éxitos notables. Uno de estos “sistemas expertos”, por ejemplo, logró predecir con éxito la ubicación de un yacimiento de minerales a partir del análisis de información geológica adicionada de pautas de razonamiento análogas a las de un experto hu­ mano.‘ También existen programas para ayudar a los médicos en el diagnóstico clínico de numerosas enfermedades. El médico ingresa los síntomas del paciente, y el programa va guiando la búsqueda del facul­ tativo mediante la sugerencia de nuevos ensayos y análisis, cuyos resul­ tados son vueltos a ingresar al programa, hasta desembocar en un diagnóstico final, que además es propuesto con una estimación cuan­ titativa de la probabilidad de que sea correcto. Por supuesto, una vez alcanzado el diagnóstico, el programa sugiere un tratamiento. El desarrollo de este tipo de aplicaciones es un campo especializacuya velocidad de desarrollo ha decepcionado un tanto a algunos sus entusiastas seguidores. Más que informática, o sea manejo de la 3 17

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información, se trata aquí del manejo de conocimientos, o sea informa­ ción organizada según criterios que resulta más difícil de reproducir electrónicamente de los que se había presupuesto al comienzo. Sin embargo se han hecho progresos, y hasta se habla de una nueva espe­ cialidad de la ingeniería: la “ingeniería del conocimiento”. Este nivel de “inteligencia” en un programa de computadora ha sus­ citado, por supuesto, una doble pregunta: si se puede afirmar que la computadora que da este tipo de respuestas “piensa” como lo hace un experto humano; y si un sistema experto puede llegar a ser tanto o más inteligente que los expertos humanos, y llegar a reemplazarlos, tal vez con ventaja. La primera pregunta es en parte tecnológica y en parte de carácter filosófico. En su parte tecnológica, se puede afirmar que los mecanis­ mos por los que la computadora llega a sus conclusiones son muy di­ ferentes de los que usa el humano. Aún no se ha logrado un programa que reproduzca el fenómeno de la intuición. Aunque un perfecciona­ miento de los circuitos neuronales y de las memorias asociativas, a las que se accede por su contenido y no por su dirección, puede llevarnos a replantear esta pregunta en el futuro. En su parte filosófica, ha sido planteada hacia 1950 por Turing, quien propuso un test para que se pu­ diera determinar si una computadora piensa. El test de Turing consiste en sentar a una persona frente a dos intelocutores: uno humano y uno informático. Co m o por definición se supone que el humano piensa, se dirá que la computadora también lo hace, si el humano que realiza el test no logra darse cuenta de quién es el que le responde. La segunda pregunta es cultural y ética. Un ser humano enfermo ne­ cesita no sólo un diagnóstico certero y un tratamiento eficaz, sino tam­ bién que otro ser humano lo escuche con simpatía y comprensión, se compadezca de él, lo sostenga y lo contenga en su sufrimiento: el mé­ dico de cabecera nunca será reemplazado por una computadora. Sin embargo el médico asistido por la computadora, aunque esté en una al­ dea remota, podrá gozar del apoyo de los conocimientos de todos los mejores clínicos del mundo, almacenados en su sistema experto. G e o g ra fía , e c o lo g ía y n ave g a ció n La informatización de la geografía tiene actualmente varios tipos de usuarios. Los satélites son los nuevos faros que sirven para que los na­ 3 18

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vegantes sepan dónde se encuentran. Co n el desarrollo de computa­ doras cada vez más pequeñas, el más pequeño barco capaz de surcar e| mar puede engancharse a una señal satelital compuesta de señales de cuatro satélites diferentes, y con el software adecuado, calcular en forma automática su posición e indicarla dinámicamente en una carta de navegación almacenada en la misma computadora. Por otra parte, el mismo sistema de orientación geográfica puede llegar a tener tal precisión que se puede aplicar para orientar a un automóvil en las ca­ lles de una ciudad, de modo que se vislumbra el chofer robótico ai que se le da las coordenadas del lugar de destino y se le deja buscar el me­ jor camino. Estos sistemas conocidos como Global Positioning System (GPS), se originaron en el ámbito militar de EE.UU., pero ya están a disposición de los usuarios civiles, aunque a veces con precisión artifi­ cialmente reducida. Los satélites del tipo Landsat, especializados en la supervisión de la Tierra, brindan una rica información sobre el estado del territorio que sirve para localizar yacimientos de ciertos minerales, o cardúmenes de peces, y para detectar alteraciones de ambientes naturales por cual­ quier causa, sea producida por fenómenos naturales como inundacio­ nes, erupciones o sequías, o por causas antropogénicas, como la con­ taminación de ecosistemas marinos, las consecuencias de la lluvia ácida o el desmonte de las selvas ecuatoriales. Los sensores que miden estos efectos, por lo general son cámaras de televisión especialmente sensibles en ciertas zonas del espectro electromagnético, desde el infrarrojo al ultravioleta. Las imágenes pue­ den tener una resolución que permite ver hasta objetos de algunos metros, y para interpretar los resultados de estas observaciones, se efectúan superposiciones de las imágenes en varios colores que exigen un gran esfuerzo de cálculo. Los Sistemas de Información Geográfica (GIS; Geographic Informa­ tion System) son herramientas informáticas (software) que los gobier­ nos de cualquier nivel usan para unificar toda la información territorial y catastral, sobre usos del suelo, estructura y cumplimiento impositi­ vo, tendido y funcionamiento de servicios, rutas y su estado de con­ servación, manejo de emergencias, y cuanta información suele estar dispersa y poco accesible en docenas de oficinas públicas. Los GIS son un ejemplo de la manera en que la informatización de un servicio público tradicional puede llevar su funcionamiento a nive3/9

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les muy superiores de eficiencia y eficacia.

Informática en educación Si bien las computadoras personales han ingresado en las aulas en aquellas escuelas que pudieron costearse esa innovación, y los alum­ nos ahora estudian “computación”, a escala mundial recién está co­ menzando el reconocimiento de la importancia revolucionaria que puede llegar a adquirir la informática como herramienta educativa. Aprovechada en toda su potencia, la supercarretera informática pue­ de conducir a una tecnología educativa totalmente nueva, donde la cla­ se magistral habrá desaparecido, y donde el rol del docente ya no se­ rá el de impartir conocimientos, sino el de servir de guía en la explo­ ración de un espacio ilimitado de información, experiencias, opiniones, que el alumno compartirá con sus compañeros y ayudará a elaborar y a enriquecer con su propia creatividad. Las herramientas de clase serán computadoras interconectadas en redes, provistas de archivos C D -R O M sobre todos los temas tradicio­ nales, con acceso a bases de datos para requerir cualquier información accesoria, con simuladores de gran realismo para experimentar con el funcionamiento de sistemas complejos, como aviones de reacción o centrales nucleares. La interconexión de las escuelas en redes permitirá ampliar el “au­ la virtual”, interactuar con escuelas de otras ciudades y aun otros paí­ ses, para formular a los compañeros lejanos preguntas sobre sus con­ diciones de vida.

Realidad virtual La “realidad virtual” es un área de la informática que también esta comenzando a aparecer en el horizonte comercial en gran escala. O ri­ ginalmente se trataba de un desarrollo para fines militares, como tan­ tos otros. Para acelerar y abaratar el entrenamiento de los operado­ res de varios equipos de alta complejidad — sobre todo los aviones su­ persónicos de combate— se desarrollaron simuladores que c o l o c a b a n al alumno en un ambiente en el que se encontraba frente a una dupl¡ cación exacta de los controles del equipo que debía aprender a mane jar. Sobre una o varias pantallas se proyectaban las imágenes de lo que 320

Arquitectura virtual (INVAP)

el piloto vería por las ventanillas de su avión, y un complejo sistema mecánico trataba de reproducir en el alumno las sensaciones corpora­ les que experimentaría en un avión verdadero. Generaciones posteriores de simuladores fueron más allá, y pre­ tenden transmitir al sujeto todas las sensaciones que experimentaría en la situación real. Para ello se desarrollaron sensores que transmiten a la computadora la tensión de sus músculos y la dirección de su mi­ rada. El sujeto, provisto de un casco con una pantallita estereoscópica ante cada ojo y auriculares estereofónicos en los oídos, guantes que trasmiten la tensión de los músculos de cada uno de sus dedos a la computadora y otros sensores que miden la postura de su cuerpo, constituyen una interfase entre el hombre y la máquina que hace la ilu­ sión casi completa. Las reacciones del sujeto son genuinas, y el vérti­ go que experimenta ante una situación ficticia es completamente real. El sujeto experimenta una verdadera alucinación electrónica, ante la cual reacciona emocional y muscularmente. En la actualidad, la velocidad de cálculo de las computadoras de Precio accesible para las aplicaciones “civiles” de estos sistemas, es aún 'nsuficiente para crear una convicción total en el sujeto. Pero no hay dudas de que la próxima “generación” de computadoras pondrá la realidad virtual al alcance del público. Por de pronto, ya han hecho su lngreso a las arcadas de juegos electrónicos, en los que el sujeto pue­ de correr carreras Fórmula I, saltar en paracaídas o combatir con in321

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vasores extraterrestres con pistolas de rayos láser. Cuando se agre guen sensores y efectores que incorporen los demás sentidos a la vir­ tualidad, el mundo entero podrá reflejarse en una vida simulada. N o todas las aplicaciones de la realidad virtual está en el ámbito de los entretenimientos, aunque ésta es una “subindustria” floreciente y con un enorme futuro. Los simuladores de manejo de diferentes equi­ pos complejos se usan en muchas aplicaciones, tanto militares como civiles. Se los usa como entrenadores de pilotos y de astronautas, y también se está desarrollando un área de entrenamiento para médicos que mencionaremos en el capítulo correspondiente. M u ltim e d ia Una computadora hogareña equipada con elementos corriente­ mente accesibles, puede efectuar operaciones matemáticas, manejar textos e información en bases de datos, tocar música, y servir como elemento de creación artística, ya que son ya comunes los programas que permiten hacer no sólo dibujos convencionales y pinturas de co­ lor pleno, sino animaciones bastante complicadas. También la compo­ sición musical por computadora tiene sus adeptos, y se pueden com­ binar todos esos medios en una obra que sea a la vez literaria, gráfica y musical. La combinación de todos esos medios de expresión es lo que ya se ha hecho popular bajo la designación de “Multimedia’. La gran capacidad de memoria y la alta velocidad de las compúta­

te Diseño por computadora

“personales” del pasado inmediato condujo a una nueva mane­ ra de encarar todo el campo informático, y para algunos “futurólogos”, una nueva manera de encarar la vida. Lo que antes — hace apenas unos pocos años— se llamaba “com­ putación” apenas guarda un recuerdo de lo que se entiende habitual­ mente bajo esa palabra: hacer cálculos. La inmensa mayoría de los usuarios de computadoras personales hace con ella de todo menos

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cómputos. La computadora ya es, en la actualidad, el erudito ideal que lo sabe todo pero no es pedante y siempre está disponible. El hipertexto es, en cierta medida, una generalización informática del libro de referencia. Basta apuntar el “mouse” a una palabra clave, y se penetra en un nivel más hondo de la información, el retrato de un compositor nombrado, la ejecución de una de sus piezas musicales, o el análisis crítico de la técnica usada por el com positor al escribirla. También reemplaza o complementa el equipo de música, de la má­ xima fidelidad imaginable, que nos presenta lo m ejor en el género que nos interese. Es el compañero de juegos siempre dispuesto; el vende­ dor que nos muestra sin cansarse todos los artículos de un catálogo, en colores y girándolos ante nuestros ojos; el archivo de datos o refe­ rencias accesibles con facilidad; el que nos comunica, nos entretiene, nos deleita, pone el mundo a nuestro alcance. Y no se trata de un goce pasivo: podemos ejercer nuestra creativi­ dad mediante los programas de animación computada, en dos o en tres dimensiones. Podemos filmar una realidad mediante una videograbado­ ra, digitalizarla y modificarla a nuestro antojo. Podemos tomar una ver­ sión grabada de una gran obra musical y manipularla como queramos. Tampoco se trata necesariamente de un placer solitario: mediante un pequeño modem podemos estar comunicados con redes de com­ pañeros repartidos en el mundo entero. Hay “clubes”-redes de comu­ nidades de intereses de los más variados tipos, que se comunican por correo electrónico: desde argentinos residentes en todo el mundo, hasta aficionados a cualquier “hobby”, inclusive la pornografía, que quieren intercambiar información. Esta última característica, la posibilidad de la formación de redes in­ formáticas enlazando computadoras mediante la red telefónica, es lo 9 ue conduce a los entusiastas a hablar de una universalización de las redes, y del advenimiento de una nueva era en las comunicaciones: es 323

322

■mí

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la supercarretera informática de la que hablan los “medios”, y de la que diremos algo más en el capítulo sobre Comunicaciones.

El tecnoscopio

r e d u c ir s e q Ue

a sumas y restas de unos y cero s, con tran sp o rte. Esto es lo único

puede o c u rrir en el nivel básico de los transisto res de que está hecha la

CPU y todos los dem ás órganos internos de la com putadora.

L o s v iru s in fo rm á tic o s

4.

Los ejem plos que dam os son puram ente ilustrativos. En los hechos c

da C P U tiene un co nju nto de in struccion es propio, y el A sse m b le r c o rre s­

Los virus informáticos son programas diseñados específicamente para causar algún tipo de daño a la información o a los procesos que tienen lugar en una computadora. Tienen varias de las propiedades de los virus biológicos: en particular, la de reproducirse y de “infectar” otras computadoras, en las que luego harán sus travesuras. Los daños que puede causar un virus son múltiples, y de gravedad muy variable. Van desde mostrar simples pantallas alusivas, con leyen­ das o imágenes más o menos agraviantes, a destruir toda la informa­ ción almacenada en una computadora, aún en las memorias auxiliares, y pueden llegar hasta a inutilizar la computadora misma. Estos virus recibieron nombres llamativos, y algunos de ellos adqui­ rieron notoriedad pública. Tal el caso del Michelángelo, programado pa­ ra desencadenar su acción en cierta precisa fecha. Pero así como se multiplicaron los virus (se conocen más de cinco mil) también se han generalizado los programas “antivirus”, capaces de detectar y destruir a todos los virus conocidos. Hay quien sospecha que los virus y los an­ tivirus provienen de la misma fuente.

Notas 1. R AM ( Randon Acces Memory): m em o ria de acceso directo, es decir, no secuencial. El le cto r no tiene que re c o rre r to d a la h ilera de registros hasta e n co n trar el que busca, co m o o cu rre, p o r ejem plo, en las cintas magnéticas. Las celdas de m em o ria se ordenan m atricialm ente, y cada una puede ser leí­ da p or separado. El acceso es p o r lo tanto m uy rápido. 2. La inform ática está llena de abreviaturas y de exp resio nes inglesas, al­ gunas incluso castellanizadas. D e tal m anera se ha form ada una jerga incom ­ prensible para los no iniciados. A lgunos ejem plos: hard y software, backapear, printear, R O M (Read-only memory, m em o ria en la que no se puede escribir), R A M , LED , C D -R O M , bus y m uchas más. C P U es Central Processing Unit, “Uni­ dad central de p ro cesam ien to ”, el co razón de la máquina. 3. Este paso co nsiste a su vez en una serie de etapas, ya que to d o debe

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pondiente le p ertenece. El logro de la co nfección de program as que “co rra n ” en diferentes com putadoras es de significativa im portancia.

Capítulo 16

L as comunicaciones

I. A través del tiem po y el espacio C o m u n ic a c ió n es transmisión de información a través del espacio y del tiempo. Un ser humano se comunica con el medio que lo rodea de varias maneras. Tiene órganos de los sentidos que le transmiten información proveniente de otros seres humanos, y del resto del mundo. N o nos vamos a dedicar aquí a discutir las diferentes teorías acerca de la rela­ ción entre la información recibida y su fuente “externa”, que fue des­ de siempre el campo de reflexión de una parte importante de la filo­ sofía. Sólo trataremos de la com unicación de información “verbalizable” o "visualizable”, que llega al receptor por la vista o el oído. Esos han sido los sentidos por los que tradicionalmente circuló la informa­ ción “intelectual”, además de que también pueden ser vehículo de una transmisión más indirecta, de emociones y sentimientos. El lenguaje es una de las características que definen al ser humano y lo diferencian de todas las demás especies. Si bien la capacidad de ha­ blar es una característica biológica innata, se desarrolla solamente en sociedad. Cada sociedad ha establecido sus propios códigos de comu­ nicación, su lengua, que el joven integrante de esa sociedad aprende en los primeros años de la vida. Las diferentes lenguas son aproximada­ mente traducibles entre sí, aunque todo aquel que conoce más de un lenguaje sabe que las traducciones nunca tienen en cuenta ciertos ma­ tices diferenciales entre las lenguas. Una traducción palabra a palabra resulta no sólo desagradable de leer sino, a veces, incomprensible. Más allá de la comunicación entre dos personas que se hallan una en presencia de la otra, en una sociedad poco más compleja que una horda primitiva, toma cierta importancia la transmisión de información a distancia. Las diferentes tribus se comunicaban ocasionalmente entre desde temprano, como lo atestiguan artefactos de una cultura halla329

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dos en ambientes de otra. Los que llevaban bienes, seguramente ||eva ban también noticias. Las señales de humo y los tambores parlantes fueron probablemente los primeros sistemas de telecomunicaciones que ya implicaban un código de señales relativamente elaborado. En tiempos de guerra, mensajeros especialmente entrenados llevaban no­ ticias a lugares lejanos. A veces, se relevaban unos a otros en carreras de postas que recorrían cientos de kilómetros en pocos días. Los men­ sajeros debían llevar a casa las noticias sobre las alternativas de la gue­ rra: si las noticias eran malas, solían pagarlo con su vida. Genghis Khan dio un paso tecnológicamente significativo, al usar palomas mensajeras para transmitir mensajes. Y no bien existió el telégrafo, se usó. militar­ mente, en la guerra de Crim ea, en 1854. Durante cientos de miles de años, la información poseída por una generación fue transmitida a la siguiente oralmente. Luego, hace unos pocos miles de años, en varias sociedades se inventó la escritura. Por medio de ella se podía transmitir información a grandes distancias, a través de mensajeros que no tenían ya por qué conocer el contenido del mensaje que llevaban. La información también se conservaba de una generación a la siguiente, siempre que se transmitiera el conocimiento acerca de la manera de interpretar los signos escritos. Mientras que el aprendizaje del lenguaje hablado era casi espontáneo y no requería un entrenamiento especial, el de la escritura y la lectura sí requería un es­ fuerzo destinado a ese fin, y su dominio no se generalizó hasta nuestro siglo; y aún existen pueblos en los que la mayoría no domina ese arte. Durante mucho tiempo, la posibilidad de hacer llegar una determina­ da información a varios destinatarios a la vez era muy limitada. Si bien se co­ nocían los sellos en el antiguo Egipto y en Mesopotamia, la idea de agrupar muchos sellos móviles para imprimir un texto recién surgió en los siglos VII u VIII de nuestra era, en China; y el primer libro impreso — un texto de la literatura sacra del budismo, traduci­ do al chino— fue editado en el siglo IX. Los tipos eran de arcilla cocida, de madera o, más tarde, de metales fusi­ Copista medieval bles. En Europa, a pesar de que se co33 0

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n0cían las telas estampadas desde el siglo IV d.C. y los naipes xilografiadoS desde el XIV, recién a mediados del siglo X V I se imprimió el primer ¡¡br0. Hacia 1570 ya circulaban varios millones provenientes de una veintena de imprentas. La invención de la imprenta de tipos móviles se re­ c o n o ce generalmente a Johann Gutenberg. Es indudable que el momen­ to histórico resultó propicio para que un medio tan eficaz para difundir |as ¡deas de la Reforma y de la naciente ciencia tuviese un éxito inme­ diato, aunque aún eran relativamente pocos los que sabían leer. En cuanto a la distribución de la información escrita, en Inglaterra de 1657, en la época de O liver Crom w ell, se creó la primera oficina de correos. La invención de la publicación periódica de noticias, que aprovechó grandemente los perfeccionamientos de la imprenta desde el siglo X IX , fue una contribución significativa a la democratización de la informa­ ción, e iba a dar lugar a una importante fuente o herramienta de poder. Aproximadamente en la misma época también comenzó a desarro­ llarse la fotografía, primera posibilidad real de transmitir imágenes “rea­ les” a través del tiempo y del espacio, donde antes solamente había es­ tado el arte del pintor, el dibujante o el grabador, que no podía com­ pararse con la verdad innegable de la imagen “verdadera” e incorrup­ tible. Las imágenes fotográficas podían trucarse o retocarse un poco, pero fueron testigo fiel hasta el advenimiento de la animación compu-

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tada, que nos permite ahora ver una grabación de Marylin Monroe bai­ lando con Abraham Lincoln. Durante los primeros tiempos, la fotografía fue casi tan exclusiva como el retrato al óleo. Requería complicados procesos y largas ex­ posiciones. El daguerrotipo, por ejemplo, inventado en 1839, usaba placas de cobre plateado, que para su sensibilización debían ser some­ tidas a vapores de iodo en el cuarto oscuro. Luego de expuestas a la luz a través de una lente durante muchos segundos, en el transcurso de los cuales la persona por retratar debía mantener una inmovilidad de estatua, las placas eran reveladas con vapor de mercurio, y fijadas. El avance de lafotografía,equivalente al de Ford en la fabricación de automóviles, consistió en la invención de la placa (de vidrio) seca y de la película sobre gelatina con base de papel, por Eastman en la década de 1880. En esa época comenzó el uso de la fotografía documental, y existen registros fotográficos de eventos históricos, siempre que el rit­ mo de los mismos no superara la modesta sensibilidad de las películas. A partir de allí comenzó un aumento continuo de la velocidad de las películas, que condujo, primero a la posibilidad tecnológica del cinema­ tógrafo, y luego a la invasión del mercado por el “cajoncito” Kodak en 1888, y la “democratización de la memoria” por medio de la fotogra­ fía para el atesoramiento de los re­ cuerdos familiares. De la década de 1920 data la introducción de la cáma­ ra “Leica”, de obturador de cortina, prototipo de todas las cámaras pos­ teriores de alta calidad. La fotografía continúa mejorando su tecnología, tanto en lo que respecta a los medios de registro como a las camaras. La fotografía en colores co­ menzó a adquirir calidad y a bajar de precio, y por lo tanto adquirió im­ portancia masiva en la década de 1950; luego se presentó el método Polaroid, de revelado instantáneo, en el que los productos químicos que producen el revelado y el fijado están Fotografía ultrarrápida: gotas de agua en la misma película, en vesículas que (Foto AGA)

O

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son aplastadas después de la exposición, y que efectúan el procesado

(je |a película a plena luz. Sin hablar de las cámaras profesionales, con objetivos capaces de registrar detalles desde el espacio exterior, las cámaras de uso popu­ lar tuvieron una evolución espectacular. D e los cajoncitos de velocidad única y foco fijo, se pasó a las actuales cámaras automáticas, que mi­ den la luz y la distancia, establecen la exposición óptima, deciden si se necesita iluminación adicional, disparan el obturador y el flash, y co­ rren la película, para que ni siquiera una persona totalmente ignoran­ te sea capaz de sacar una foto de mala calidad. La próxima generación de la fotografía, la fotografía digital, no tie­ ne aún mucha difusión. Está en su fase experimental. Se trata de cáma­ ras que digitalizan directamente la imagen y la registran en una plaque­ ta de memoria ROM, de la cual son leídas por una computadora. La otra gran serie de avances en el campo de las comunicaciones no se produjo en las comunicaciones escritas o impresas “o través del tiem­ po", sino en la comunicación instantánea a distancia, de la mano de un mejor conocimiento de los fenómenos electromagnéticos. La primera comunicación telegráfica se realizó hacia 1830, aunque el sistema era muy torpe: había un alambre por letra. Pero ya en 1832 Morse inventó su alfabeto, que era casi binario . 1 El teléfono fue inventado por Graham Bell en 1876 y a los pocos años ya había redes de varios miles de abo­ nados en varías ciudades norteamericanas. Las ondas electromagnéticas fueron descubiertas por Hertz en 1888 y usadas para la comunicación inalámbrica” por Marconi en 1894, con lo que nació la radiodifusión. Casi simultáneamente se produjeron dos enormes avances en la tecnología de las comunicaciones, y en ambas tuvo una contribución decisiva T. A. Edison y su Empresa de Tecnología: el fonógrafo y el ci­ ne. Aunque éste había sido inventado unos años antes en Francia por tos hermanos Lumiére, Edison fue quien llevó ambos inventos a la ma­ durez industrial. El cine resultó ser mucho más que solamente un medio para comun|car información: con él nació una forma totalmente nueva de expre­ sión artística, juntamente con la tecnología para su difusión en una es­ cala nunca antes imaginada. También el fonógrafo tuvo una enorme in­ fluencia en la difusión del arte, ya que puso la música al alcance de las Multitudes, cuando antes este arte, como también el teatro, habían si­ do privilegio de las clases encumbradas de la sociedad. 333

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2. El cine Com o en todas las demás ramas de la tecnología, a partir de ese momento las novedades se aceleraron cada vez más. El cine sonoro se impuso alrededor de 1930, como también los dibujos animados; el color se agregó alrededor de 1950. Luego se hicieron algunos experimen­ tos que no fueron demasiado exitosos con el cine estereoscópico. La animación computada apareció en 1990, y sus recursos recién comien­ zan a explorarse con resultados bastante espectaculares. Se puede suponer que la próxima etapa del cine incorporará algu­ nas de las características de la “realidad virtual”, por ejemplo a través de transductores táctiles u olfativos que transmitan al espectador tex­ turas u olores. Esto fue predicho ya en la década de 1930 por Aldous Huxley en su novela Un mundo feliz.

3. Registro del sonido El fonógrafo de Edison tuvo una evolución paralela: de los cilindros de cera se pasó en 1920 a la “víctrola” con discos planos de tres mi­ nutos de duración. Los discos de “larga duración” aparecieron en 1950, las cintas magnéticas y la “alta fidelidad”, hi-fi, en los ‘60, el “stéreo” y los casetes en los ‘70, y los C D en los ‘80. Al tiempo que cambiaba el medio de registro, también lo hacía la tecnología de grabación y la fidelidad sonora. Pero simultáneamente aparecía la “música artificial” o música electrónica, que era sintetizada de manera directa en las consolas electrónicas, que no era ejecutada por instrumento alguno, no se podía anotar con la notación musical habitual e incorporaba una gama de timbres inauditos (inaudita = “nun­ ca oída”) a la paleta expresiva de los compositores.

4. La televisión La televisión es indiscutiblemente uno de los “inventos” que tuvo las consecuencias más profundas sobre las actividades, las actitudes, las pautas de consumo, y los hábitos familiares de la gente en todo el mundo. Reúne en sí la capacidad de transmitir información — tanto 334

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verdadera como falsa— con un grado de penetración en la intimidad de las familias y de las personas que no conoce precedentes ni parale|0S. Permite la manipulación de los gustos y d e las opiniones, da con­ suelo a los solitarios, y separa a las familias co n una presencia intrusa qUe a veces llega a impedir la comunicación mediante el exceso de in­ formación.

La televisión ha profundizado su alcance so cial en forma insólita en los últimos años. Desarrollada a partir de 19 3 0 , alcanzó el mercado a co m ie n z o s de los cuarenta, adquirió color a p a rtir de los años ‘50, y a um en tó constantemente la calidad óptica y el tamaño de las imáge­ nes, así como la diversidad de programaciones al alcance del televiden­ te. Al principio, la transmisión por frecuencias U H F estaba limitada por la línea del horizonte, y sólo había un m ercado de televidentes para unos pocos canales: en muchas ciudades, uno solo. La transmisión de la señal por satélite a todo el mundo y por cable a cada domicilio, lo­ gra ahora una oferta prácticamente ilimitada. En el futuro, es de esperar que la televisión sufra cambios tecnológi­ cos de cierta importancia, que se extienden a lo s aspectos propiamente técnicos como a las formas de selección y el repertorio de programas accesibles. En Japón se está ya introduciendo la T V de alta resolución, en la cual el aumento en el número de líneas perm ite una notable mejora de la calidad de la imagen. Por otra parte, se experimenta con diversos tipos de pantallas chatas, que ya están adquiriendo la velocidad de res­ puesta necesaria para reproducir imágenes en movimiento. En cuanto a la accesibilidad de canales y programas, más allá de la globalización de la televisión gracias a la transm isión por satélites, se pronostica una nueva revolución con la posibilidad técnica de la televi­ sión interactiva, de la televisión por encargo, mediante la vinculación entre las redes televisivas y los sistemas de computación “multimedia”. Com o medio de difusión y de penetración cultural, la televisión no conoce comparación con ningún otro medio de difusión presente o pasado. La atracción de la imagen es casi irresistible, y no requiere aprendizaje de ninguna clase. Por lo tanto pone en contacto a las mul­ titudes de cualquier cultura, y presenta a los occidentales la manera de vivir de los africanos, a los africanos las fiestas de los hindúes, y a los aborígenes australianos la manera que tienen los norteamericanos del medio oeste de festejar la Navidad. Presenta a los pobres los gustos de los ricos, y les propone pautas culturales que están fuera de su al335

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cance y fuera de sus necesidades. Permite que veamos en vivo la opu. lencia de algunos, las masacres de muchos y la miseria de muchos otros. Nos muestra la agonía de los delfines pescados en las redes de los pescadores de alta tecnología. Nos ofrece cursos de gimnasia y de francés, y publicidad de bueno y de mal gusto, la frivolidad más eviden­ te, y los modos de vida de los “ricos y famosos”. También nos presen­ ta, en un mismo horario, en un canal, dibujos animados sadomasoquistas, y en el de al lado, debates acerca del efecto de la violencia en la televisión sobre los niños...

N. \ Central local urbana

Central local

5. El teléfono Desde los orígenes de la telefonía, sobre la tecnología telefónica se puede decir que todo ha cambiado salvo la idea central de proveer un medio de comunicación oral entre dos personas a larga distancia. En la versión práctica más común hace cincuenta años, al levantar el tubo del teléfono sonaba una señal en la central local, y una telefo­ nista se conectaba con el teléfono que llamaba, mediante un enchufe numerado. Recibido el pedido, la telefonista comunicaba al solicitante con el abonado solicitado mediante otro enchufe numerado, o se co­ municaba de la misma manera con una central intermediaria más im­ portante de la red. A sí se iba guiando la llamada hasta llegar al nodo destinatario, y de allí al número llamado. Este sistema ya era un progreso respecto de los más antiguos telé­ fonos de manivela, y poco a poco se fue automatizando cada vez más. Primero fueron las centrales locales, donde una telefonista podía aten­ der 100 líneas con enchufes manuales, pero no 10000. Las llamadas in­ terurbanas eran aún manejadas manualmente hasta hace menos de una década en nuestro país. El sistema D D I es todavía más reciente. El micrófono debe transformar una oscilación mecánica del aire en una oscilación electromagnética. El auricular cumple la función inver­ sa. Ambos están conectados por sendos cables a la central en la cual la comunicación es guiada a su destino, codificado en la sucesión de pul­ sos que corresponde a cada una de las cifras marcadas. Los micrófonos de gránulos de carbón introducidos por Edison se usaron hasta muy recientemente, y todavía hay muchos aparatos de anteúltima generación que los usan. El tradicional “disco” ha sido 336

Satélite geoestacionario

Tel. celular

Central local

I

Central de enlace

a

Microondas

I N Central de enlace

.................. u

Cable coaxil

Central de distribución

Central enlace

Redes telefónicas reemplazado por un teclado, y los cables de metal ya sólo llegan has­ ta la central telefónica local, donde la señal es guiada automáticamen­ te a la central correspondiente al destino de la llamada. La comunicación entre las centrales se efectúa por señales codifi­ cadas digitalmente, encauzadas por vía satelital, o a través de cables de fibras ópticas. Éstas pueden transportar una cantidad mucho mayor de comunicaciones simultáneas que los cables metálicos, porque utilizan ondas- portadoras en la banda de frecuencias de la luz. Com o la fre­ cuencia portadora es tan alta, puede haber mucho más frecuencias “vecinas” cuyas bandas de frecuencia no alcanzan a superponerse. Uno de los anexos más importantes a la línea telefónica es el telefacsímil, ya muy generalizado y conocido por el apócopo fax, que es una especie de fotocopiadora a distancia. El original es “leído” por un digitalizador, transmitido por la línea telefónica a su destinatario, don­ de se deposita electrostáticamente y se fija pigmento negro allí donde en el original había algo escrito o impreso. El más reciente agregado al sistema telefónico es la telefonía celular. Este sistema es inalámbrico, y el abonado puede llevar su receptor-

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/transmisor consigo. Cuando quiere hacer una llamada, se comunica con una central receptora, que procesa su llamado igual que si la señal le hubiese llegado por cable. Las estaciones locales son de baja poten­ cia, y para que se pueda efectuar comunicaciones a distancias más lar­ gas, el territorio debe estar cubierto por una red de tales estaciones característica de la cual el sistema deriva su nombre. Si cada ser humano tuviera un teléfono celular, en principio podría comunicarse instantáneamente con cualquier otro ser humano. Si es­ to ocurriese, o cuando ocurra, la red de comunicaciones humanas ten­ drá una complejidad comparable a la de un cerebro humano. Si de es­ ta posibilidad surgirá una conciencia planetaria o simplemente un caos total, es materia altamente especulativa. El sistema moderno de líneas telefónicas, que permite una densidad muy alta de comunicaciones en cualquier instante, tiene otras posibili­ dades de uso. Una de las más importantes es para la transmisión de da­ tos y cualquier otro tipo de información entre sistemas informáticos. Este sistema permite que cualquier abonado al servicio tenga acce­ so a bases de datos sobre prácticamente cualquier tema, desde una computadora personal conectada al sistema telefónico mediante un modem. También ha suscitado la formación de redes más o menos in­ formales de comunicación de “correo electrónico”, la transmisión pe­ riódica de información que el usuario recibe en su pantalla, la posibili­ dad de transacciones financieras, comerciales y aún sentimentales que el adherido a cualquiera de estos servicios puede efectuar desde su computadora personal. Las alternativas y los peligros que este sistema ofrece para la vida social como la conocemos son de muy variada índole y no entraremos en el tema en detalle. La generalización de las comunicaciones electró­ nicas puede modificar profundamente las relaciones personales, la na­ turaleza del comercio, las relaciones laborales, las finanzas, y práctica­ mente todos los aspectos de la vida humana. Uno de los peligros del sistema es su vulnerabilidad, demostrada ya por la infiltración de hackers, sean ellos simples traviesos o delincuentes informáticos, que han logrado quebrar algunos de los astutos códigos de acceso a informa­ ción protegida.

6s L a p r e n s a A pesar de que los sistemas de comunicaciones modernos se lle­ van la palma por ser más visibles y a veces más espectaculares, las co­ municaciones escritas también han visto enriquecida su tecnología. A pesar de la tendencia hacia las expresiones visuales de la información, |a prensa también aumentó su importancia, y se editan más diarios, re­ vistas y libros que nunca antes. El proceso de edición de un diario se compone de tres segmentos: uno, la redacción; otro la composición y el tercero la impresión. En to­ dos ellos se produjo un impacto tecnológico. La redacción es la que menos ha cambiado, aunque ahora los redactores usan procesadores de textos en lugar de máquinas de escribir. C o n frecuencia estos pro­ cesadores están directamente conectados vía modem a las salas de composición, en las cuales se “arman” las páginas, con los textos y las ilustraciones previamente “digitalizadas” por medio de un scanner. Es­ te es un dispositivo con el que se “lee” una lámina, una foto o un tex­ to, y se codifica (digitaliza) la imagen, para que una computadora pue­ da “manejar” la información gráfica, que, transformada en señales digi­ tales, puede incorporarse al armado de una página, junto con el texto. Poderosos sistemas de software hacen muy sencillo este trabajo de armado, lo que ha dado impulso a la aparición de numerosos periódi­ cos escolares, barriales, etc. con una calidad gráfica que hace pocos

Prensa para un diario de mediana tirada (Río Negro, Gral. Roca)

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/transmisor consigo. Cuando quiere hacer una llamada, se comunica con una central receptora, que procesa su llamado igual que si la señal le hubiese llegado por cable. Las estaciones locales son de baja poten­ cia, y para que se pueda efectuar comunicaciones a distancias más lar­ gas, el territorio debe estar cubierto por una red de tales estaciones, característica de la cual el sistema deriva su nombre. Si cada ser humano tuviera un teléfono celular, en principio podría comunicarse instantáneamente con cualquier otro ser humano. Si es­ to ocurriese, o cuando ocurra, la red de comunicaciones humanas ten­ drá una complejidad comparable a la de un cerebro humano. Si de es­ ta posibilidad surgirá una conciencia planetaria o simplemente un caos total, es materia altamente especulativa. El sistema moderno de líneas telefónicas, que permite una densidad muy alta de comunicaciones en cualquier instante, tiene otras posibili­ dades de uso. Una de las más importantes es para la transmisión de da­ tos y cualquier otro tipo de información entre sistemas informáticos. Este sistema permite que cualquier abonado al servicio tenga acce­ so a bases de datos sobre prácticamente cualquier tema, desde una computadora personal conectada al sistema telefónico mediante un modem. También ha suscitado la formación de redes más o menos in­ formales de comunicación de “correo electrónico”, la transmisión pe­ riódica de información que el usuario recibe en su pantalla, la posibili­ dad de transacciones financieras, comerciales y aún sentimentales que el adherido a cualquiera de estos servicios puede efectuar desde su computadora personal. Las alternativas y los peligros que este sistema ofrece para la vida social como la conocemos son de muy variada índole y no entraremos en el tema en detalle. La generalización de las comunicaciones electró­ nicas puede modificar profundamente las relaciones personales, la na­ turaleza del comercio, las relaciones laborales, las finanzas, y práctica­ mente todos los aspectos de la vida humana. Uno de los peligros del sistema es su vulnerabilidad, demostrada ya por la infiltración de hackers, sean ellos simples traviesos o delincuentes informáticos, que han logrado quebrar algunos de los astutos códigos de acceso a informa­ ción protegida.

6. La prensa A pesar de que los sistemas de comunicaciones modernos se lle­ van la palma por ser más visibles y a veces más espectaculares, las co­ municaciones escritas también han visto enriquecida su tecnología. A pesar de la tendencia hacia las expresiones visuales de la información, la prensa también aumentó su importancia, y se editan más diarios, re­ vistas y libros que nunca antes. El proceso de edición de un diario se compone de tres segmentos: uno, la redacción; otro la composición y el tercero la impresión. En to­ dos ellos se produjo un impacto tecnológico. La redacción es la que menos ha cambiado, aunque ahora los redactores usan procesadores de textos en lugar de máquinas de escribir. C o n frecuencia estos pro­ cesadores están directamente conectados vía modem a las salas de composición, en las cuales se “arman” las páginas, con los textos y las ilustraciones previamente “digitalizadas” por medio de un scanner. És­ te es un dispositivo con el que se “lee” una lámina, una foto o un tex­ to, y se codifica (digitaliza) la imagen, para que una computadora pue­ da “manejar” la información gráfica, que, transformada en señales digi­ tales, puede incorporarse al armado de una página, junto con el texto. Poderosos sistemas de software hacen muy sencillo este trabajo de armado, lo que ha dado impulso a la aparición de numerosos periódi­ cos escolares, barriales, etc. con una calidad gráfica que hace pocos

Prensa para un diario de mediana tirada (Río Negro, Gral. Roca)

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años sólo era accesible a grandes empresas periodísticas. La tercera fase, la de la impresión propiamente dicha, es un proceso industrial que comenzó a difundirse en el siglo X V I, con la introduc­ ción de los tipos móviles (originariamente inventados en China) y |a prensa de tornillo de Gutenberg. Después del reemplazo del tornillo por mecanismos de acción más veloz y repetitiva, a mediados del siglo X IX se comenzó a imponer la prensa rotativa, en la que la matriz era curva y se colocaba sobre un rodillo, y el papel era alimentado en for­ ma continua, desde un rollo, que ocupó el lugar de las hojas sueltas usadas anteriormente. Para armar la matriz, los tipos móviles se colocaban en su lugar, pri­ mero a mano, y luego mecánicamente, por el proceso de la linotipo, que se servía de un teclado. La hoja así armada era luego colocada en la prensa. Para las ilustraciones, incluso en colores, se usaron métodos de grabado, como la litografía y el fotograbado. Más tarde estos méto­ dos se aplicaron también para textos. La impresión de grandes edicio­ nes tuvo una mejora importante cuando se desarrolló el método ‘off­ set’ por el cual una imagen litográfica podía ser trasladada directamen­ te a un rodillo de impresión. En un diario moderno, las páginas arma­ das en la pantalla de la computadora, son impresas en películas que funcionan como matrices de un proceso de fotograbado sobre plan­ chas metálicas fotosensibles a partir de las cuales se efectúa la impre­ sión. La tinta de imprenta se fija sólo en las señales que deben ser im­ presas sobre el papel. Las grandes máquinas rotativas pueden imprimir millones de ejemplares de un diario en pocas horas. También en este ámbito la informática está haciendo avances que economizan etapas de un proceso complejo. En un proceso denominado C T P (Computer-ToPíate) las planchas de impresión son producidas directamente a partir de los archivos digitalizados de la publicación completa.

7 . L o s s a t é lit e s d e c o m u n ic a c io n e s Los satélites de comunicaciones son las piezas maestras de todo es­ te sistema de comunicaciones globales. Se trata de satélites geoestacionarios, ubicados en órbitas tales, que su velocidad de rotación alrede­ dor de la Tierra es exactamente igual a la velocidad de rotación de és­ ta, de modo que el satélite está estacionado sobre un lugar fijo de la 340

superficie terrestre. Para que esto sea posible, la órbita debe ser bas­ tante alta, y los satélites se encuentran a unos 36500 km de distancia

^-unas seis veces el diámetro de la Tie rra— de la superficie terrestre, p e s d e allí sus antenas cubren una franja bastante ancha de la superfi­ cie terrestre, y por acuerdo internacional se han atribuido posiciones para los distintos países que así lo pidieron. Existe un enorme consor­ cio internacional (IN TELSA T), en el que participan I 10 países, y que posee dos docenas de satélites en todas las longitudes geográficas. C a ­ da uno de estos satélites pesa unas 4 toneladas y tiene sistemas de cir­ cuitos para transmitir miles de comunicaciones telefónicas, docenas de programas de televisión y un sinnúmero de datos de todo tipo simul­ táneamente. Las señales entre las estaciones terrestres y los satélites ocupan las bandas llamadas C y Ku, que corresponden a un rango de frecuencias con una longitud de onda del orden de uno a tres cm. Cuanto mayor es la frecuencia, mayor es el número de canales que puede abarcar, y mejor es la focalización de las señales que las antenas transmiten. Un satélite de comunicaciones contiene unos 24 conjun­ tos de transmisión/recepción (transponders), cada uno de los cuales dispone de numerosos canales para comunicaciones telefónicas, trans­ misión de datos y televisión. El precio de un satélite instalado y ope­ rando es de unos 400 millones de dólares, y su vida útil prevista es de ocho a diez años. Por supuesto, un sistema de comunicaciones satelital consiste, no solamente en el satélite en sí, sino también en toda una red de estaciones terrestres de recepción y transmisión de las señales. Ya nos hemos acostumbrado a ver las antenas parabólicas de recep­ ción apuntando al cielo, en la dirección del satélite al cual están sinto­ nizados. En la actualidad, la Argentina está alquilando un satélite que pertenece a Canadá y cuya órbita fue modificada; y se programa para el lanzamiento del N AH U ELSAT, que será construido por un consor­ cio franco-alemán-italiano, y que estará ubicado exactamente por en­ cima del ecuador, a la longitud geográfica de la ciudad de Córdoba. El área abarcada por sus transmisiones incluye el territorio argentino, Chile y gran parte de Brasil.

8. L a o b s o le s c e n c ia t e c n o ló g ic a La obsolescencia tecnológica es un grave enemigo de la conserva341

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ción de la información a través del tiempo. Hay un ejemplo de un cam­ po ajeno a la tecnología “de punta” que ilustra lo que queremos insi­ nuar. Se trata de la escritura ideográfica china. Tradicionalmente, la es­ critura ideográfica resultaba tan complicada que la lectoescritura era una actividad especializada, a la que unos pocos debían dedicar toda su vida. Eran personajes muy respetados, que gozaban de importantes privilegios. Por otra parte, la rígida tradicionalidad de la cultura china hizo que la escritura se mantuviera sin cambios durante milenios, de modo que cualquiera que era capaz de leer, podía leer los clásicos de la antigüedad. La revolución intentó introducir la escritura latina, pero fracasó, probablemente por varios motivos, entre los cuales con segu­ ridad estuvo cierta resistencia cultural, y también la homofonía carac­ terística del idioma chino.2 Después, se simplificó la escritura, para que resultara más fácil la alfabetización, y se pudiera generalizar en una escolarización primaria normal en otros países. Esto tuvo éxito, pero a cambio de que los jóvenes ya no son capaces de leer los textos ante­ riores a la reforma. Se puede sospechar que ésa era una consecuencia deseada, ya que introducía una quebradura entre la sociedad actual y la cultura china tradicional, que se quería hacer olvidar por razones políticas. A partir de un registro determinado por una tecnología determina­ da, la persona debe recibir una traducción a un lenguaje que esté ca­ pacitado para comprender, y esos lenguajes son pocos: la palabra ha­ blada, o la palabra escrita, siempre que lo estén en un idioma determi­ nado, que el lector comprenda; y en alguna medida un lenguaje de sig­ nos gráficos, dibujos e iconos. La obsolescencia de todos los códigos de comunicación es un hecho conocido, aunque nunca antes se produjo con tal rapidez. En efecto, to­ dos los lenguajes evolucionan, y un español de hace tan sólo cien años nos resulta extraño, uno de hace 500 nos resulta difícil de c o m p r e n d e r , y uno de hace 1000 es otro idioma. En la actualidad las jergas e n v e j e c e n en pocos años, como lo atestiguan los dialectos de los adolescentes, que no sólo suelen ser incomprensibles para sus padres, sino que casi lo son para los adultos jóvenes recién salidos de la adolescencia. Pero la obsolescencia de los códigos informáticos es otra cosa, porque son los vehículos de transmisión los que cambian. Un m edio informático le habla a un software, no a una persona. En un medio de almacenamiento digital, la información está registrada sobre un medio 342

material, como, por ejemplo, un disquete de cierto tamaño y forma. Allí hay millones de puntos magnetizados, que es necesario, primero, leer de acuerdo con cierto orden, para entender que se trata de una larga secuencia; luego, una cabeza lectora de cierta forma y tamaño de­ be traducir esa secuencia en una serie de pulsos eléctricos, que a su vez son leídos como una larga fila de ceros y unos, que es imposible comprender sin la interpretación de códigos adicionales, también en forma de unos y ceros, los cuales esta vez indican dónde empieza un mensaje, y si contiene cifras binarias o letras o símbolos de otro códi­ go, etc. Todo ello lo efectúa un soporte material: la computadora. Pe­ ro el hardware no es suficiente. Es necesario también un sistema opera­ tivo, que es quien lee los códigos que informan a la computadora có­ mo tiene que entender los unos y ceros que lee. El veloz avance de la tecnología informática hace que cada pocos años cambien los medios de soporte y los programas de escritura y de lectura. A comienzos de la computación electrónica, los medios de almace­ nado de la información usuales eran las tarjetas perforadas y las cintas magnéticas. En la actualidad, las tarjetas han desaparecido, y las cintas se usan sólo excepcionalmente. Por otra parte, los equipos capaces de leer las tarjetas también han desaparecido, salvo en algún museo de la informática. Desde que se popularizaron las computadoras persona­ les, ya se ha pasado por varias generaciones de equipos y de progra­ mas. Para agravar más la situación, los mismos programas de aplica­ ción — como procesadores de texto, planillas de cálculo, bases de da­ tos, programas de transmisión de datos, etc.— que van aumentando su complejidad y las alternativas que prestan, no han tomado precau­ ciones para asegurar la compatibilidad de una generación a otra. El problema es grave y generalizado: la información almacenada en cada uno de los medios que se usaron alguna vez, corre peligro de perder­ se para siempre, debido a que la velocidad del avance de la tecnología de almacenado hace que se “olvíde” la manera de interpretarlos.

L a c o n f lu e n c ia d e la s c o m u n ic a c io n e s c ° n la in f o r m á t ic a En esta época, según algunos observadores, estamos entrando en 343

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una nueva revolución tecnológica, en la cual se produce la coalescencia de la informática con la tecnología de las comunicaciones, en una nueva entidad que los medios de difusión masiva han bautizado supercarretera informática. Las computadoras se enlazan entre sí en redes, que utilizan la infraestructura de la red telefónica para transmitir datos entre los usuarios de la red. Estos datos son de la naturaleza tecnoló­ gica más variada. Pueden ser textos, datos numéricos, ilustraciones, imágenes en video digital, o sonidos. Muchos grupos de usuarios de estas redes usan el “correo electró­ nico” o e-mail que permite comunicaciones interpersonales instantá­ neas, “on-line”. También se puede enviar fácilmente circulares a todos los afiliados a cierta red, lo que ha conducido a la formación de gru­ pos de intereses informales de muy variada índole, que intercambian información. También existen publicaciones periódicas o aperiódicas que circulan exclusivamente a través de estas redes. También comien­ zan a organizarse cicuitos de comercialización que funcionan sobre ellas, ya que el sistema es interactivo, y así como un com ercio puede desplegar en la pantalla del usuario toda su seducción publicitaria, el usuario puede hacer llegar su pedido y su código de acceso al crédito. Todos éstos son temas de gran actualidad y es probable que se pro­ duzcan desarrollos novedosos en el período que se extiende desde el momento de escribir estas líneas, hasta aquél en que el lector tenga el libro en sus manos.

Notas 1. El alfabeto Morse es ternario, tiene tres valores: punto, raya y espacio. 2. Alan Watts menciona que la sílaba que nosotros no tenemos más re­ medio que transcribir como ‘li’ tiene 19 significados diferentes, cada uno de los cuales se representa por un carácter distinto.

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Capítulo 17

Los transportes r

I. M overse por esos mundos de Dios Durante cientos de miles de años, la humanidad anduvo a pie, lle­ vando sus cargas al hombro. Ese medio de transporte no debe desde­ ñarse; con él los humanos llegaron a ocupar casi todos las regiones de la Tierra, desde un origen situado, probablemente, en el este de Á fri­ ca. Luego, algunos hombres descubrieron que se podía domesticar ciertos animales, y durante algunos milenios muchas culturas usaron caballos, asnos, renos y camellos como medios privilegiados de trans­ porte, en la paz y en la guerra. Primero, para arrastrar cargas; luego, como cabalgaduras. También para llevar a grandes damas en literas. Finalmente, después de usar tri­ neos y rodamientos, alguien inventó la rueda y unció su asno o su ca­ ballo al prim er carro. Se cree que eso ocurrió en la Mesopotamia, 3500 años antes de nuestra era. Alrededor del 2500 a.C. los sumerios tenían carros de guerra. Se supone que la rueda se inventó una sola vez. Tal vez el tra n sp o r-. te no fue su prim er uso, sino el torno del alfarero. Curiosamente, en México se han encontrado juguetes con ruedas, a pesar de que ningu­ na de'las civilizaciones precolombinas conoció el uso “en serio” de uno de los más trascendentales inventos de la humanidad. La tracción animal fue el medio de transporte terrestre por exce­ lencia durante cerca de cuatro mil años. Caballos y asnos tiraron de carros y arados, una vez que se hubo inventado la manera adecuada de uncirlos. Aquí también, como en tantos otros campos, se destacó el adelanto de la tecnología china, que introdujo el arnés de collera, du­ plicando la carga que podía arrastrar un solo animal. Recién hacia fines del siglo X V III se comenzó a experimentar con las máquinas de vapor, aunque un jesuíta francés construyó en China un vehículo impulsado por vapor, en 1680. El ferrocaril proviene de los vagones tirados por 345

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caballos sobre rieles de madera, usados en la minería medieval. El pr¡. mer ferrocarril público se construyó en Inglaterra, y el prim er tren co­ rrió allí en 1825 a la terrible velocidad de 9 millas por hora. Poco tiem­ po después, en 1830, se estrenó allí también, un “carruaje de vapor” que, sin embargo, había tenido un antecesor en 1769, época en quejames W att estaba perfeccionando la máquina de vapor. Algunos expertos de la época opinaron que moverse a tales velo­ cidades era necesariamente muy dañino para la salud, y algunos se opusieron con vigor al uso de los “caballos de acero”. Sin embargo, el ferrocarril avanzó en todos los sentidos, cubriendo vastas distancias en pocos días, distancias que antes sólo eran abarcables por caf-avanas que tardaban semanas en pasar por los amplios espacios llenos de pe­ ligros. En Am érica del N orte, en 1853 ya se podía ir en tren de Nue­ va York a Chicago, y la primera línea transcontinental se inauguró en 1869. El Orient Express permitía ir de París a Constantinopla en cuatro días desde 1883. El ferrocarril transiberiano que unió Europa con el Extremo Oriente, comenzó a ser construido en 18 9 1, y el trayecto se completó en 1916, aunque mucho antes se podía recorrer parcialmen­ te, uniendo los dos tramos en carruajes. En la Argentina, el primer tren (la famosa “Porteña”) corrió en 1857, casi sin retardo con respec­ to a los países “centrales”. Un tipo de vía de comunicación que se desarrolló relativamente tem­ prano fue el canal de navegación con sus esclusas para neutralizar los efectos de mareas, desniveles y corrientes encontradas. El primero se construyó en el siglo XII en Flandes, y hacia fines del siglo X V II se com­ pletó el Canal du Midi, que unía el Mediterráneo con el Atlántico a tra­ vés de todo el sur de Francia, con cien esclusas, un túnel y varios acue­ ductos y otras obras mayores de ingeniería. La construcción de canales también alcanzó un desarrollo muy importante en el siglo X IX , con la construcción de varios de ellos de cientos de kilómetros de lo n g itu d , el más largo de los cuales es el que recorre el estuario del río Saint Lawrence, uniendo el Atlántico con los grandes lagos de los EE.UU. La combinación de los grandes ríos con estos canales fueron vías de navegación interna que podían pasar cerca de todas las ciudades impor­ tantes de la época, y pudo haber sido una alternativa viable a la fuerte expansión de los ferrocarriles durante la segunda mitad del siglo XlXA fin e s d e s ig lo c o m e n z ó a d e s a r r o lla r s e e l m o t o r d e co m b u s tió n in t e rn a , y se in a u g u ró la e r a d e l a u t o m ó v il. El c ic lo O t t o , q u e aún se

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erT1p|ea en los motores modernos, fue inventado en 1876, y el ciclo Diesel, en 1890. Sin embargo, en los primeros años del automóvil, se entabló una seria competencia entre aquellos impulsados por los mo­ tores a gasolina, y los que poseían una planta motriz de vapor. Incluso se usaron vehículos eléctricos, que empleaban acumuladores de plo­ mo, eran pesados y tenían escasa autonomía. Poco a poco se fue im­ poniendo el m otor de explosión. Los primeros vehículos con motores de gasolina, que desarrollaban una velocidad de 15 km/h, se debieron al ingenio de Daim ler y Benz desde 1885, y se parecían a una cruza en­ tre dos bicicletas y un carruaje. Los automóviles fueron un lujo de ri­ cos excéntricos hasta que H enry Ford comenzó en 1908 a fabricarlos en serie, en sus líneas de montaje. C o n este modo de fabricación, y el desarrollo del célebre modelo T, Ford logró abaratar los automóviles de tal modo que los puso al alcance de amplias capas de la población norteamericana, inaugurando así toda una cultura nueva, basada en el medio de transporte individual que podía cubrir largas distancias en tiempos reducidos. Vemos aquí un claro ejemplo de que una innovación tecnológica “blanda” puede tener un impacto más grande que un desarrollo mate­ rial, ya que, sin la fabricación en grandes series, el automóvil hubiera seguido siendo una curiosidad de alto costo, incapaz de competir con los sistemas de transporte habituales. Es interesante que los automóviles de pasajeros fueron imponién­ dose sobre los coches de tracción animal, mientras el transporte de cargas se hizo mediante carros tirados por caballos o bueyes durante varios años más. Los vehículos utilitarios tuvieron una aceptación más lenta que los suntuarios, y su primera aplicación masiva fue militar. D u­ rante la Primera G uerra Mundial se usaron camiones como ambulan­ cias para transportar toda clase de abastecimientos, y acorazados co­ mo tanques de guerra. El transporte automotor entró en competencia con el ferrocarril, a medida que la industria del petróleo adquiría importancia, en espe­ cial en los EE.UU. Se construyeron grandes rutas, que poco a poco ^eron pavimentadas. Luego aparecieron las autopistas, inventadas co­ mo rutas de avance militar de grandes contingentes de tropas m otori­ zadas, y construidas por primera vez por los alemanes en la época de Hitler. en preparación de la Segunda G uerra Mundial. Claro que la utilidad militar de los buenos caminos no era un des­ 347

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cubrimiento nuevo. En el Imperio Romano se construyeron miles de kilómetros de carreteras, buena parte de ellas pavimentadas, para fa­ cilitar las comunicaciones entre las partes del vasto Imperio, y, muy especialmente, para facilitar el desplazamiento rápido de las legiones romanas. En cuanto al transporte por vía acuática, todos los pueblos coste­ ros marítimos y fluviales, habían aprendido a hacer canoas y otras em­ barcaciones desde épocas remotas. Seguramente primero se lanzaron al agua en balsas, en troncos ahuecados y en canoas, también en naves de juncos, cada vez mayores y más capaces de soportar oleajes impor­ tantes. Está demostrado que se puede cruzar el océano en embarca­ ciones notablemente primitivas. Los egipcios inventaron un barco de juncos que navegó por el Nilo en épocas muy remotas, e incluso se atrevió a costear el Mediterrá­ neo y llegar hasta Creta. También la navegación de vela data de épocas muy antiguas. Los integrantes de la cultura micénica y minoica navega­ ban por todo el oriente del Mediterráneo desde antes del segundo mi­ lenio a.C. Los griegos, sus herederos, demostraron su superioridad na­ val sobre las flotas persas, en las Guerras Médicas, con sus trirremes. Los Persas, al igual que las grandes civilizaciones antiguas de los ríos, no descollaban precisamente como navegantes. En Asia, los chinos navegaban sus ríos y los mares adyacentes, y llegaron no sólo al Japón sino también a toda la cuenca del océano índico. Es conocido el hecho de que la brújula se originó en China, y que los chinos la usaban conociendo el hecho de que la brújula no se­ ñala el norte verdadero, o sea, el fenómeno llamado “deriva magné­ tica”. Sus barcos — los “juncos”— poseían velas orientables y no fue­ ron superados en sus características marineras y de navegabilidad por los veleros europeos hasta el siglo X lX . Hay referencias acerca de una masiva expedición china, de centenares de barcos y más de trein­ ta mil expedicionarios de todas las especialidades, que llegó hasta la costa africana en el siglo X V y entró en contacto con la cultura occi­ dental a través de los árabes. N o vieron allí nada que les resultara in­ teresante, salvo una jirafa, que se llevaron como curiosidad: ellos te­ nían todo lo que podían desear. Si además de una notable soberbia, la cultura china hubiese tenido una agresividad y una tendencia a la expansión similares a las que mostró la civilización occidental, los chi­ nos probablemente hubieran podido crear un im perio de alcances 348

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mundiales varios siglos antes de la expansión europea que comenzó en la misma época. Los pueblos de Oceanía — en especial los polinesios— hicieron p roezas notables de navegación, al moverse entre los miles de islas dis­ persas, separadas por cientos de kilómetros de mar abierto. Claro que no está registrado cuántas de estas livianas canoas polinesias naufraga­ ban antes de llegar a su lejano destino. En Europa septentrional, fueron los pueblos escandinavos los más osados en internarse en el océano Atlántico, y llegaron a Am érica mu­ cho antes de su “descubrimiento” oficial por Colón. Se encontraron restos de establecimientos vikingos en Norteam érica; pero no se pro­ dujo una colonización permanente. Después de las embarcaciones de remo, que llegaron a su apogeo con las galeras, impulsadas por cientos de esclavos remeros, el viento fue la fuerza impulsora más importante desde bastante temprano en la historia. Los barcos de vela usaron velas fijas hasta épocas relativamente re­ cientes, de modo que sólo podían navegar con viento en popa. Recién cuando se inventó la vela orientable se pudo navegar con el viento de través. Con ese logro, se evitó tener que esperar los “vientos propi­ cios” y se logró mucho más rapidez e independencia de los caprichos de la meteorología. La mayor parte de los grandes viajes de exploración de los mares del mundo por parte de las potencias europeas, que comenzaron en el siglo XV, se realizaron aún en naves de velas fijas. Las carabelas de Colón y de Magallanes eran barcos de no más de treinta metros de es­ lora, y los navegantes arriesgaban su vida más de lo que lo hicieron los astronautas que desembarcaron por primera vez en la Luna. A comienzos del siglo X lX se comenzó a aplicar el vapor también a la navegación. Los primeros barcos de vapor usaban paletas, y la pro­ pulsión de vapor era sólo un suplemento a la propulsión de la vela, me­ nos propensa a accidentes serios. Luego se inventó la hélice, y comen­ zaron a surcar los mares los enormes transatlánticos de comienzos de este siglo. El aire, en cambio, era espacio de fantasías. Estas fueron frecuentes: según la mitología griega, ícaro logró volar con alas de ave fabricadas Por su padre, Dédalo. Se cayó al mar cuando se acercó tanto al sol que el calor derritió la cera con que estaban adheridas las plumas a su es­ 349

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palda: un problema mal resuelto de tecnología de los materiales. Otro precursor fue Leonardo da V¡nc¡, en el siglo XV, que diseñó varias má­ quinas volantes, pero no las ensayó. Huyghens fue otro de los profetas de la aviación, cuando en 1673 desarrollaba su m otor de explosión, y fantaseaba con que su poco pe­ so en relación a su potencia permitiría un día su aplicación al transpor­ te aéreo. Los globos aerostáticos tuvieron mejor suerte. En 1783, Montgolfier ascendió hasta los 900 metros de altura con un globo de tela lle­ no de aire caliente, que se mantuvo en el aire y recorrió 16 kilóme­ tros en 20 minutos. Y durante el sitio de París por los prusianos en 1871 se registró el prim er uso militar de la navegación aérea, cuando por iniciativa de Gambetta, los franceses burlaron el sitio de París cru­ zando las líneas enemigas en un globo aerostático. Durante años hubo un animado debate académico entre los que opinaban que las aeronaves más pesadas que el aire no podían volar, y los que ya habían comprendido el principio aerodinámico que permite la sustentación: un perfil adecuado, que se mueve a través del aire con cierta velocidad, genera encima suyo una succión, un vacío parcial que equivale a un empuje dinámico neto hacia arriba, capaz de levantar un peso: por de pronto, el suyo propio. La aeronáutica verdadera comenzó en los últimos años del siglo X IX . O tto Lilienthal ensayó con éxito un planeador en 18 9 1, y los her­ manos W right levantaron vuelo por primera vez en 1903, en un avión biplano con motor, estructura que ellos mismos habían construido con materiales comunes. En esa época, ya surcaban los cielos los dirigibles del conde Zeppelin, equipados con motores Daimler. A partir de ese momento, el progreso tecnológico fue notablemente veloz. Rápida­ mente se comprendió la enorme importancia futura de la aviación y se invirtieron grandes esfuerzos en hacer de ella una realidad práctica. Por de pronto lo fue en el campo militar: en la Primera Guerra Mun­ dial — poco más de diez años después del prim er vuelo de los W right— ya hubo batallas aéreas y bombardeos tácticos. O tros v e in ­ te años después, volaba el Douglas D C 3 , bimotor de pasajeros que aún presta servicios en muchas partes del mundo. En esa época, ya ha­ cía varios años que funcionaba el correo aéreo transoceánico a la A r­ gentina, después de que Charles Lindbergh atravesara por primera vez el océano Atlántico, en 1927. O tros veinte años más tarde, se supera­ 350

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ba por primera vez la velocidad del sonido y en 1952 se inauguraba la era de los aviones de pasajeros con motores de reacción, con el C o met. Y después de otras dos décadas, volaba el prim er avión supersó­ nico de pasajeros. Com o suele suceder, esta escala temporal fue antecedida varios años antes por los correspondientes logros de aviones militares. El arma aé­ rea resultó decisiva en la Segunda Guerra Mundial, y hacia su final ya existían los aviones “de chorro”; dos años después de concluida, en 1947, los aviones militares ya habían atravesado la barrera del sonido. Entre los aviones dotados de motores de pistón, y los modernos aviones de reacción, se halla una categoría de aviones que gozó de cierto éxito: el sistema llamado “turbohélice” en el que las hélices eran movidas por turbinas en lugar de motores de pistones y cilindros. Es­ te tipo de avión aún se usa en recorridos medianos. Las aeronaves más livianas que el aire también siguieron despertan­ do cierto interés. En la Primera G uerra Mundial se usaron globos cau­ tivos, amarrados al suelo, como puestos de vigía y como barrera con­ tra los endebles avioncitos de la época. Después, hacia mediados de los años veinte, se produjo el apogeo de la epopeya de los gigantescos dirigibles, llenos de hidrógeno, del conde Zeppelin. Estas aeronaves surcaron los cielos desde su base en Berlín durante varios años, reali­ zando largos viajes transatlánticos como crucero de lujo. El Zeppelin visitó el Polo N orte en 1931,' y Buenos Aires en 1935, antes de incen­ diarse en 1937, ante las cámaras de cine, en Lakehurst, New Jersey.

2. Transporte aéreo A fines del siglo X X , el aire está surcado por aviones de reacción que llevan varios cientos de pasajeros y toneladas de carga a todos los rincones del mundo. A llí donde hace pocas décadas los barcos de pa­ sajeros llevaban el grueso de la carga del tráfico mundial, la aviación ha ganado la competencia, ya que es capaz de llegar en horas a los sitios a los que los barcos llegan en igual número de días. Sin embargo, desde que el prim er avión de pasajeros de reacción fue inaugurado en 1952, seguido en 1958 por el Boeing 707, si bien hu­ bo grandes cambios en la capacidad de los aviones, no los hubo en su velocidad. La velocidad de casi todos los aviones de transporte es de 35/

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cerca de 1000 km/h. El límite teórico para la tecnología empleada en todos ellos es de unos 1200 km/h, la velocidad del sonido. Para poder volar a velocidades superiores, el diseño global y casi todos los deta­ lles deben tener en cuenta las enormes tensiones a que se ve expues­ ta la estructura en el momento de atravesar la “barrera del sonido”, es decir, al superar esa velocidad crítica. La razón para la existencia de la barrera está en el hecho de que las perturbaciones causadas en el aire por el avance del avión viajan a la velocidad del sonido. Al supe­ rarla, el avión debe atravesar una zona de intensas perturbaciones cau­ sadas por él mismo, la llamada “onda de choque”. A velocidades supe-

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r¡ores, el vuelo vuelve a ser tranquilo, pero las condiciones de flujo “supersónico” son muy diferentes de las del flujo “subsónico”. El único avión de transporte supersónico que se encuentra en ex­ plotación comercial desde 1976, es el Concorde, fabricado por un consorcio franco-británico. Volar en el C o n co rd e es caro, y muchos países no permiten su vuelo sobre su te rrito rio , por el estallido que produce al atravesar la barrera del sonido. Recientemente, sin em­ bargo, se ha reactivado la discusión acerca del SST (transporte su­ persónico) en los EE.UU. Al comenzar los vuelos tripulados al espacio en la década de los se­ senta, se planearon vuelos transcontinentales de pasajeros en un vehí­ culo balístico suborbital, que despegaría con un m otor de cohete. D i­ cho m otor llevaría a una trayectoria balística, en la cual continuaría su vuelo por inercia. Este tipo de vehículo no pasó, por ahora, de ser una fantasía. Si bien no se han hecho más veloces, los aviones en cambio crecie­ ron en tamaño. Los primeros aviones de transporte con propulsión de reacción llevaban unos sesenta pasajeros en 1960. Los “jum bo-jet” — como el Boeing 747— llevan 450 con mayores comodidades. Los aviones grandes se han impuesto en todos los vuelos de larga distan­ cia, y en las líneas muy concurridas de media distancia. Para éstas, se generalizó el uso del tipo europeo Airbus, la mayoría de cuyos mode­ los llevan unos 300 pasajeros.

Incendio del Zeppellin

I Los comienzos de la aviación comercial

El Douglas DC-3 (Ford T de la aviación)

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Así como los aviones a reacción do­ minan hoy los cielos de la aeronave­ gación civil, comercial y militar, hu­ bo dos intentos que fracasaron a pesar de alcanzar niveles bastante avanzados de desarrollo: el dirigible, que ya hemos mencionado, y el hi­ droavión. Sin que podamos entrar en consideraciones de carácter económico, el primero podría ser un buen medio de transporte de mercancías, si se lograra resolver el problema de la inflamabilidad del hi­ drógeno con un nivel suficiente de seguridad. El segundo ha quedado relegado, después de que en la época temprana de la aviación se cons­ truyeran hidroaviones de gran tamaño y de muchos motores.

Transporte supersónico "Concorde"

c o n tro le s de identidad de los pasajeros, controles aduaneros y de se­ g u rid ad , sistemas de reserva y venta de pasajes, sistemas de navegación

para vuelo nocturno o con mal tiempo, restaurantes de diferentes ti­ pos, andenes de conexión entre puertas de acceso y con el transpor­ te terrestre, y comercios de todo tipo. En los aeropuertos más concurridos, llegan y salen varios vuelos por minuto. El peligro de que se produzcan colisiones u otros acciden­ tes es bien real, y se han hecho ingentes y exitosos esfuerzos para evi­ tarlos. Los sistemas de radar que detectan los aviones y marcan sus trayectorias a las torres de control, fueron automatizados y calculan los parámetros de vuelo óptimos para el aterrizaje sin peligro. El transporte aéreo tropieza con una contradicción que la tecnolo­ gía de la aviación no ha logrado superar: el avión recorre 2000 km en dos horas. Para ir a tomarlo, y luego llegar del avión a su casa, el pa­ sajero debe recorrer 20 km y teniendo en cuenta el tiempo de embar­ que, la devolución de su equipaje, y el viaje terrestre por calles atesta­ das, en ese trecho demora tanto como en el viaje aéreo. Esto se debe a la congestión de los suburbios en los que se encuentran los aero­ puertos, y a la necesidad de presentarse en ellos con gran anticipación a la hora de partida. Para viajes más cortos, esa contradicción se hace sumamente irritante. Por eso hay distancias a las cuales la ventaja de la aeronavegación sobre el transporte terrestre ya no es obvia. En principio, hay varias propuestas técnicamente viables para solu­ cionar el problema de los aeropuertos, alejados cada vez más del cen­ tro de las ciudades. Se ha dedicado mucho esfuerzo a resolver el pro­ blema técnico del despegue y aterrizaje vertical (VTO L), y se han en­ sayado varios prototipos, pero ninguno ha demostrado efectividad real. El helicóptero tampoco demostró su viabilidad como medio de trans­ porte comercial, sobre todo por razones de costo; y aunque existen modelos de gran capacidad de carga, su uso está restringido al campo militar y a operaciones especiales, como salvamento y vigilancia.

3. A eropuertos El desarrollo de la aviación, tanto civil como militar, trajo consigo importantes desarrollos tecnológicos en la infraestructura necesaria para soportar el intenso tráfico aéreo que surca los cielos a toda hora. Los aeropuertos modernos son estructuras complejas, que involu­ cran a miles de empleados, desde los controladores de vuelo hasta los 354

4. Los ferrocarriles m odernos Ante este problema, en Europa surgió la alternativa de los trenes de alta velocidad, que en los recorridos interurbanos de media distanC|a tienen ventajas sobre los aviones. Tal vez sea una solución perfec­ 355

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ta para un continente com o Europa, con distancias medianamente cor. tas, y una gran densidad de población que vive en ciudades entre pe. queñas y medianas. C o n trenes que se desplazan a más de 300 km/h partiendo de las viejas estaciones ubicadas en el centro de las ciuda­ des, se llega más rápido a cualquier parte en tren que en avión. También se ensayan otras tecnologías para el transporte ferrovia­ rio, como los monorrieles con motores lineales, y los trenes que se desplazan casi sin rozamiento, sobre colchones de aire. El célebre monorriel de Tokio a Osaka está suspendido por su parte superior. O tros proyectos “avanzados” de tecnología ferroviaria, en cambio, fueron abandonados. A sí sucedió con el aérotrain francés, ensayado ha­ ce ya más de veinte años en Francia, que se movía sobre un colchón de aire comprimido. N o es imposible que, cuando la superconductivi­ dad a altas temperaturas llegue a ser una realidad, se desarrollen los trenes con suspensión de levitación magnética, que podrán alcanzar muy altas velocidades a bajo costo energético. Esta competencia ventajosa que entabla el ferrocarril con los me­ dios de transporte más modernos es un hecho digno de mencionarse, en especial en nuestro país, donde, después de haber tenido una red ferroviaria extensa muy temprano en su historia, se la ha dejado de­ caer por falta de mantenimiento y de inversiones para modernizarla. También en los EE.UU. los ferrocarriles, después de haber sido los portadores del desarrollo económico de vastas zonas del país, han si­ do derrotados por las rutas y el transporte automotor, a pesar de que es mucho más oneroso y consumidor de recursos no renovables, co­ mo el petróleo. Esta opción, en el fondo, tiene una componente polí­ tica, relacionada con los fuertes intereses petroleros. En Europa, la op­ ción fue la opuesta: el ferrocarril sigue siendo una vía fundamental, ba­ rata y cómoda, de transporte de bienes y de pasajeros, y sigue expan­ diendo sus servicios.

5. El transporte autom otor El automóvil es, junto con el avión de reacción, el medio de trans­ porte típico de la segunda mitad del siglo X X . Paradigma de nuestra cultura, da su fisionomía al paisaje de nuestras ciudades: no sólo p °r su número, sino sobre todo porque ha obligado a orientar al planea­ 356

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miento urbano en direcciones que tienen menos en cuenta las necesida­

des de los habitantes que las de sus automóviles. Por otra parte, ningún otro medio de transporte puede competir con el automóvil en cuanto a la libertad que otorga a su propie­ tario, para desplazarse a donde quie­ re y cuando lo desea. Sin embargo, el precio que el habitante de una ciudad moderna paga por el predominio del automóvil, es muy alto. Los cambios producidos en la evolución técnica de los automóviles desde su aparición, en los últimos años del siglo X lX , son menos im­ portantes que los que tuvieron lugar en la realización técnica de sus características fundamentales, y en la tecnología de fabricación. En efecto, el motor de cuatro tiempos, el cigüeñal, el diferencial, el carburador, los frenos de cintas y de disco, el distribuidor, la caja de cambios, los neumáticos, o sea, los órganos fundamentales de un auto­ móvil, no han cambiado en su diseño básico desde 1930. Sin embargo, desde esa época, la eficiencia del uso del combustible ha aumentado, la velocidad máxima accesible es muy superior a la que es posible alcan­ zar por razones prácticas y de seguridad, y la comodidad de los habi­ táculos y otros aspectos estéticos han mejorado sustancialmente. Uno de los desarrollos más significativos es el del combustor cata­ lítico para disminuir las emisiones de gases incompletamente quema­ dos — especialmente monóxido de carbono— a través del escape. Es­ te accesorio se está imponiendo en forma obligatoria en los automó­ viles nuevos en casi todos los países, para mejorar el grave impacto ecológico del creciente parque automotor. Nuevas modificaciones serían posibles. Dentro de la evolución del motor de combustión interna, el uso de cilindros y pistones de matenales cerámicos podría aumentar el rendimiento termodinámico del motor al doble, al aumentar la temperatura de funcionamiento. Este desarrollo está muy avanzado y probablemente se demora por razo­ 357

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nes económicas o comerciales. O tro cambio importante en el diseño del m otor es el reemplazo de los cilindros por una única cavidad axial en la que gira un cilindro montado excéntricamente. Este motor, ||a. mado Wankel, por quien lo desarrolló hace ya décadas, es mucho más sencillo que los corrientes, y sin embargo no ha logrado imponerse en el mercado automotor. Un sueño que algún día será realidad es el automóvil eléctrico. En la actualidad, aún se carece de una batería eficaz, que dé un mejor ren­ dimiento de carga por unidad de peso: es evidente que las baterías de plomo son muy pesadas, y dan a los vehículos una autonomía muy re­ ducida, aun para la circulación de ómnibus urbanos.

Las carreteras Un aspecto complementario de la tecnología automotriz es la vial. Las autopistas son una característica del paisaje urbano y rural que re­ suelven ciertos problemas de circulación pero crean otros. Es imposible prever cuál será la solución futura del problema de la circulación de can­ tidades crecientes de vehículos individuales, sobre todo en los accesos a las grandes ciudades en las horas pico. La circulación en muchas de las grandes ciudades de países subdesarrollados, como Bangkok, El Cairo, México o Buenos Aires se transforma en un suplicio cada vez mayor pa­ ra sus habitantes. Eventualmente la circulación vehicular puede llegar a asfixiar a estas ciudades. El problema principal, en este caso, no es tec­ nológico, ni siquiera incluyendo en dicho concepto la organización de la circulación. Se trata de un problema sobre todo cultural. Una persona sola en un automóvil particular ocupa diez veces más espacio en una carretera que si viajara sentado en un vehículo de transporte colectivo, y también consume diez veces más combustible. Además sufre diez veces más estrés, sin llegar necesariamente más rá­ pido a su destino. La alternativa de miles de vehículos individuales podría ser una red eficiente de vehículos colectivos, coordinados por un servicio de prés­ tamo de vehículos individuales para que cada pasajero pueda llegar hasta su domicilio. Si se evaluara este sistema globalmente, tomando en cuenta el costo de las rutas, de los vehículos, del combustible, de la pérdida de espacio útil tapado con hormigón, del deterioro del Pal" saje, de las horas perdidas en embotellamientos, del estrés c o n s ig u ie n ­ 358

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te¡ de la contaminación ambiental por el escape de millones de vehí­ culos, etcétera, se llegaría al valor real del enorme precio que la socie­ dad paga por el uso generalizado del vehículo particular. Por ahora, la informática sólo ha hecho un ingreso marginal en el a u to m ó v il mismo, aunque su fabricación es el área industrial en el que la robotización se ha extendido más. En los EEUU se ensayó un sistema para ayudar a los automovilistas a orientarse en ciudades desconocidas, y a tomar rutas alternativas cuando las principales están saturadas. El sistema hace uso de un en­ ganche satelital para informar a la computadora de a bordo sobre la posición exacta y mostrar ésta en pantalla superpuesta a una mapa de la región. Se trata del mismo sistema que permite a los navegantes orientarse en alta mar. También se ensayan varios sistemas informatizados para mejorar la seguridad de los automóviles, tanto en el sentido policial del término como teniendo en cuenta que los accidentes de automóvil son una de las causas más importantes de muerte en muchos países, entre ellos el nuestro. Hay variados dispositivos electrónicos contra robo, y también sistemas contra accidentes muy complejos, como por ejemplo un sis­ tema que ante un choque detectado por un sensor de vibraciones in­ fla automáticamente y de modo muy veloz unas bolsas de aire que pro­ tegen a los pasajeros. También hay sistemas que, al detectar una coli­ sión, dan una alarma radial a la policía, indicando la posición exacta del vehículo accidentado. Uno de las evoluciones posibles es un automóvil robot basado en estos principios, y adicionado de sensores de proximidad que eviten colisiones. Pero este sistema es aún un tema de ciencia-ficción. O tra posibilidad de guiado electrónico es que la misma carretera o un cable que la recorra longitudinalmente emita señales que sean captadas por el vehículo.

6. La vía m arítim a La era de los grandes buques de vapor de principios del siglo X X , los lujosos paquebotes que eran enormes hoteles flotantes que surca­ ban los mares, terminó en la Primera G uerra Mundial. El naufragio del Titanic en 19 13 y la guerra submarina mostró que los barcos de acero 359

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y máquinas de vapor no eran invulnerables. La guerra también inte­ rrumpió el flujo de inmigrantes que viajaban en las bodegas de barcos menos lujosos, muchas veces en condiciones bastante primitivas, para buscar en el Nuevo Mundo una mejor existencia. Este flujo se reinició más tarde, en sucesivas oleadas ilustradas por muchas novelas y pelícu­ las cinematográficas. Nuestro país fue uno de los destinos preferidos de estas oleadas de inmigrantes. Más tarde fueron los fugitivos que huían del fascismo y del nazismo en Europa. Después de la guerra, hu­ bo muchos que huyeron de sus consecuencias. Hasta que los aviones comenzaron a hacer viajes comerciales transoceánicos a partir de 1950, los barcos siguieron siendo el único medio de transporte de lar­ ga distancia práctico y cómodo. Más tarde el progreso de la aviación, y particularmente la practicidad de los vuelos transoceánicos sin escalas — que cubrían el trayecto entre Nueva York y Londres en siete ho­ ras— comenzó a transformar los viajes por barco en cruceros de lujo para disfrutar de unas vacaciones de algunos días. Los barcos en sí no sufrieron grandes cambios tecnológicos, una vez que se hubo generali­ zado el uso de los motores diesel en lugar de las máquinas de vapor. Muchos de los cambios tecnológicos que se produjeron en el dise­ ño naval fueron aplicados sobre todo a las naves de guerra: el más im­ portante de ellos fue el desarrollo de la propulsión nuclear, tanto pa­ ra submarinos como para grandes barcos de superficie. En ambos ca­ sos, se trata de pequeñas centrales de generación nucleoeléctrica, que impulsan la nave por intermedio de motores eléctricos. Sobre todo en el caso de los submarinos, la propulsión nuclear ha dado a estos bar-

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cqs una autonomía prácticamente ilimitada. En los barcos civiles, esta autonomía no reporta ninguna ventaja, ya que están hechos para nave­ gar de un puerto a otro. Por lo tanto, la propulsión nuclear civil no es viable. Sólo se construyó un barco mercante nuclear, el U SNS “Savannah”, cuya operación resultó demasiado cara. En cambio los rusos de­ sarrollaron un modelo de rompehielos de propulsión nuclear que pre­ senta ventajas en la navegación por el océano Glacial Ártico. Si bien para el transporte de pasajeros a largas distancias los bar­ cos fueron totalmente reemplazados por los aviones, no ocurrió lo mismo para el transporte de mercaderías pesadas. En este caso, hay una obvia ecuación de optimización. Aunque el transporte aéreo es mucho más veloz que el marítimo, es también más caro, y la conve­ niencia de uno y otro depende de la relación entre el costo del flete y el de tener “inmovilizada” la mercadería durante varios días a bordo de un buque. También interviene en esta ecuación la relación entre el peso y el volumen de los bienes: en los aviones el factor limitante es sobre todo el peso, mientras que en el transporte naval el espacio de bodega se contrata por volumen. El resultado de esta ecuación es que los transportes de materiales de alto valor agregado se suelen hacer por avión, y los materiales menos valiosos o muy grandes se transpor­ tan por barco.

Salvo para los materiales a granel — como por ejemplo los granos, que frecuentemente se manejan con sistemas de transporte neumáti­ co— en la estiba de los barcos se ha generalizado el uso de los containers, grandes cajones del tamaño de una modesta casa de familia, en los cuales se estiba la mercadería en la fábrica de origen. De ésta, los containers pueden ser llevados al puerto por una combinación de ca­ miones semirremolques y vagones chatos de ferrocarril. Las grandes grúas del muelle depositan los cajones en la bodega de los barcos. Es­ to tiene que ver con los altos costos del espacio portuario, ya que el uso de los contenedores minimiza el tiempo que el barco está amarra­ do al muelle. Esta tecnología también tiende a hacer desaparecer una las profesiones típícas de las ciudades portuarias: el estibador. Un desarrollo singular han tenido los buques petroleros, ya que los Pr|ncipales yacimientos de petróleo están muy alejados de los centros e consumo, y las plantas refinadoras son en general muy contamínan­ os. Mientras que los barcos mercantes comunes generalmente tienen a*Sunas decenas de miles de toneladas de desplazamiento, hay petro­ 3 61

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leros diez veces más grandes: llegan hasta el medio millón de tonela­ das. Los más modernos de estos gigantescos tanques de petróleo fiotantes tienen cascos dobles, para evitar una catástrofe ecológica en el caso de una ruptura del casco. Pero muchos otros petroleros no tie­ nen esa medida de seguridad y, en efecto, con cierta frecuencia se pro­ ducen accidentes en los cuales millones de litros de petróleo se derra­ man en el mar, con consecuencias gravísimas para los ecosistemas ma­ rinos y también costeros, ya que las manchas flotantes muchas veces llegan a las costas. Los casos recientes más lamentados fueron uno en la costa de Alaska y uno en el oeste de Escocia, amén de un choque en los Dardanelos que provocó un incendio que duró varios, días. O tro caso muy publicitado de envíos marítimos “no convenciona­ les” es el de materiales nucleares desde las plantas de reprocesamien­ to nuclear de Francia a Japón. Se trata de barcos especialmente equi­ pados, de doble casco, y si bien el caso franco-japonés ha adquirió mu­ cha difusión gracias a la militancia de la organización ecologista Green­ peace, para bien o para mal estos viajes se realizan rutinariamente des­ de hace años. Donde la tecnología de punta tiene un impacto más notable es en las técnicas de navegación, que usan los sistemas de orientación y de comunicaciones vía satélite entre los barcos y las estaciones terres­ tres. Sobre este tema hemos dicho algo al tratar la tecnología de las comunicaciones en general. Además de las naves aptas para surcar el mar abierto, existe un im­ portante segmento del transporte por agua cuyos requerimientos son muy diferentes. Se trata de la navegación fluvial, lacustre y costera. Una parte de esta navegación es subsidiaria del tráfico automotor, ya que existen en todo el mundo centenares de líneas de ferry o transborda­ dores que atraviesan ríos y estrechos cargados de camiones y otros automotores o vagones ferroviarios. También existen barcos de trán­ sito rápido en estas aguas, muchos de los cuales se basan en la tecno­ logía del “hidrofoil”, conocida entre nosotros como aliscafo. Este tipo de barco, al adquirir cierta velocidad de “despegue”, levanta su casco por efectos de la sustentación aerodinámica fuera del agua y avanza so­ bre unos flotadores de reducido tamaño. Co n ello disminuye e n o r m e ­ mente la resistencia del agua, y aumenta la velocidad de la nave sin un aumento correspondiente del consumo de combustible.

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7 # La bicicleta y su futuro La bicicleta no es un recién llegado entre los medios de transpor­ te más modestos, y no es probable que desaparezca. Los primeros ti­ pos no tenían pedales, sino que el ciclista se propulsaba contra el sue­ lo, Aparecieron en Francia, en 1690, pero probablemente no tuvieran mucha difusión. Recién en 1840 a alguien se le ocurrió colocarle peda­ les sobre el eje de la rueda delantera, como tienen los triciclos para niños. Luego comenzó a crecer la rueda delantera y a achicarse la tra­ sera, hasta llegar a esas grotescas estructuras inestables comparables a jirafas que aparecen en grabados de época. Pero en 1876 se inventó la transmisión de cadena, y la bicicleta adoptó prácticamente su forma actual, aunque se fueron agregando mejoras como el piñón libre, los frenos, los cambios de velocidad y los neumáticos. El estudio de las condiciones óptimas de diseño de bicicletas no ha terminado, y se proponen nuevos tipos, más veloces o mejor diseña­ dos desde el punto de vista ergonómico que las tradicionales. En algu­ nas de ellas, por ejemplo, el pasajero va recostado en lugar de ir erec­ to sobre el asiento. Los sistemas de cambios de multiplicación se han perfeccionado y permiten su uso en terrenos montañosos. O tros mo­ delos son carrozados, para proteger al usuario del viento y de la llu-

Automóvil Dainler (1886)

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vía. Cierto modelo desarrolla una velocidad cercana a los 100 km/h En las circunstancias actuales de atosigamiento creciente en que se encuentran las grandes ciudades en todo el mundo, es posible que la bicicleta se transforme en un medio de transporte mucho más usado para distancias cortas de lo que lo es actualmente. En algunos países europeos su uso no ha dejado de ser sumamente popular. En Holan­ da, por ejemplo, existe toda una red de caminos ciclables, que no ne­ cesariamente coincide con las carreteras para automóviles. En otros países se ha generalizado mucho su uso por razones económicas: en China, por ejemplo, la bicicleta es el medio de locomoción personal por excelencia; para distancias mayores, se usan medios de transpor­ te colectivos. Las motocicletas — sobre todo sus variantes más livianas, las motonetas y los “ciclom otores”— constituyen una alternativa que evita la mayor parte del esfuerzo físico del ciclista, a costa de mayor ruido y un consumo de combustible que es modesto comparado con el de un automóvil. En cambio las motos de alta velocidad, con motores de gran potencia, son una alternativa más bien deportiva.

Notas I. Arthur Koestler, quien participó de este viaje como periodista, relata que el viaje fue parcialmente un fraude, ya que, en realidad, el Zeppellin no llegó hasta el Polo, por limitaciones impuestas por el seguro contra acciden­ tes que había contratado.

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Capítulo 18

Los alimentos

!, Prim o mangiare Com o la necesidad de alimento es la más básica de todas las nece­ sidades humanas, la tecnología de los alimentos dominó la historia de la humanidad durante toda su fase prehistórica, y determinó la prime­ ra gran revolución tecnológica, que se produjo hacia fines de la Edad de Piedra. Hasta el momento en que descubrieron que se podían cultivar las especies que les servían de alimento, en vez de tan sólo recogerlas o cazarlas al azar de su aparición, las escasas hordas de humanos vivie­ ron de la caza, y de la recolección de frutas y raíces comestibles. Se estima que la especie Homo Sapiens tiene como tal una antigüedad de unos dos millones de años. Las primeras civilizaciones urbanas datan de no más de 7000 años atrás. Esto da una idea de la duración relati­ va de las épocas en las que cierto tipo de estructura social y econó­ mica tuvo vigencia. El descubrimiento de la agricultura no se realizó una sola vez ni en un solo lugar. En efecto, hay pruebas arqueológicas de que el maíz fue cultivado en Am érica desde más de 3500 a.C. El trigo y la cebada se cultivaban en Egipto hace 7000 años. Estos y otros cultivos eran cono­ cidos en la cultura del río Indo y en Sumeria desde épocas similares, así como también el arroz, el mijo y el trigo en China. La agricultura implica el uso de varias tecnologías fundamentales, que produjeron un aumento muy importante en la cantidad de alimen­ tos disponibles, y también una mejora en la confiabilidad de su sumi­ nistro. Estas tecnologías son: el uso del arado y otras herramientas que facilitan el trabajo humano de la tierra; el uso de animales de tiro en el cultivo, para lo cual previamente hubo que introducir el cultivo en surcos más o menos rectos; la selección de especies y variedades de vegetales; y el riego artificial, que permite aprovechar mejor el agua, 365

m m m sí

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disponible en abundancia en los grandes valles fluviales en que se de­ sarrollaron las civilizaciones de Egipto, Medio O riente, India y China. El uso del riego implicó, además, nuevas formas de organización social y administración del recurso, e hizo progresar el uso de la escritura como medio de registro de las complejas reglamentaciones que reque­ ría el manejo del agua. Muy temprano fue descubierta la tecnología de la selección artifi­ cial. Sembrando las semillas más grandes de maíz, o de cualquier otra especie, se lograba poco a poco aumentar el tamaño de las espigas y los granos que se podían cosechar. Se han encontrado mazorcas de maíz de no más de 5cm de longitud en los restos de culturas americanas anti­ guas, de modo que éste debe haber sido el tamaño de las variedades sal­ vajes, hoy desaparecidas. O tra tarea de complejidad creciente fue el almacenamiento de las cose­ chas. En efecto, la agricultura se desa­ rrolló sobre todo en los valles de los grandes ríos, donde siempre había Prensa de aceite prehistórica de agua disponible y las cosechas eran origen filisteo (Israel) habitualmente ricas. Esta abundancia también atraía a tribus nómadas a radicarse en lugares donde era me­ nos problemático conseguir alimentos. También era deseable poder acumular sobrantes de las cosechas especialmente abundantes para épocas menos favorables, que efectivamente se produjeron en varias ocasiones. La Biblia recoge la epopeya de José, que recomendó al fa­ raón crear estructuras físicas y administrativas para almacenar granos y distribuirlos a los que los necesitaban. La otra rama de la revolución neolítica, la ganadería, comenzó a prosperar aproximadamente al mismo tiempo que la agricultura, aun­ que no necesariamente en las mismas culturas. Sin embargo, los sumerios criaban ovejas y cabras, y aprovechaban su lana y su carne. La distinción y enemistad que presenta la Biblia, entre el g a n a d e r o Abel y el agricultor Caín, es histórica. La cría de ganado produjo cul­ turas nómadas o seminómadas, ya que era fácil moverse de una zo na de pastos a otra, y muchas veces los nómadas invadieron los cam p°s

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cultivados de los sedentarios. En África hay regiones en las que esta ri­ validad perdura en la actualidad. En la actualidad, la mayoría de las culturas combinan los alimentos de origen animal y vegetal, aunque lo hacen en proporciones variadas. Así, por ejemplo, nuestra cultura, basada en la ganadería vacuna de las Pam­ pas, es netamente carnívora, mientras que en el otro extremo, la cultu­ ra hindú por motivos religiosos es esencialmente vegetariana. Los hábi­ tos alimentarios de los pueblos son muy estables y difíciles de modificar, aunque las políticas de precios y la publicidad lo logran lentamente. La cultura ganadera produjo, desde muy antiguo, otros tipos de tec­ nología para conservar el sobrante de alimentos que el almacenamien­ to de granos. El salado y el secado de la carne (charqui) casi han caí­ do en desuso, salvo para productos especiales de gran tradición. En cambio la fabricación de chacinados también es una tecnología antigua, que no ha perdido su actualidad dado que sus productos son aún am­ pliamente demandados. O tra especialidad dentro de la tecnología de los alimentos, que se desarrolló en fecha muy temprana, fue la obtención de aceites, funda­ mentalmente de olivas, pero también de otras semillas oleaginosas. Las prensas de aceite figuran entre las máquinas encontradas en los restos de aldeas neolíticas del segundo milenio a.C. Muchos productos actualmente en uso son el resultado de tecno­ logías relativamente antiguas de conservación de los alimentos natural­ mente perecibles. El deterioro de los alimentos se debe en prim er lu­ gar al efecto de microorganismos que producen fermentaciones de di­ versos tipos. Todos los métodos de conservación se basan, por lo tan­ to, en crear condiciones que impidan la proliferación de tales m icroor­ ganismos. La mayoría de ellos lo logra disminuyendo la actividad quími­ co del agua contenida en los alimentos, mediante el agregado de sal o azúcar, o mediante la eliminación del agua por evaporación (secado). A estos métodos se agrega la variación de la acidez del medio, hasta hacerlo inapto para la vida microbiana; el enfriamiento y la congelación 0 la creación de un ambiente en el cual los microorganismos carecen del oxígeno necesario para su respiración. Por supuesto también se aplica la cocción, que entre otros efectos tiene el de matar los miCr°°rganism os. La pasteurización y la esterilización por el calor impliCari> sin embargo, que luego debe excluirse el acceso de nuevos gérmenes, que no tendrían obstáculos para desarrollarse. 367

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Los granos se conservan naturalmente durante varios años, con só­ lo protegerlos de la humedad, de los insectos y de las ratas, pero las frutas, y sobre todo los productos cárneos, si no se hace algo para prolongar su vida útil, comienzan a sufrir cambios enseguida de sacri­ ficados o cosechados, y se echan a perder en pocos días. Esa putrefac­ ción se impide o se retrasa por métodos variados que se conocieron desde antiguo: ya hemos mencionado el secado de la carne; la fabrica­ ción de chacinados y el ahumado tienen sobre aquél, como también sobre el salado, la ventaja de que se logra un producto mucho más sa­ broso. El escabeche es otra técnica tradicional de conservación que, en la época de la conservación por el frío, ha conservado su vigencia por razones gastronómicas. O tra gran línea de conservación de productos perecibles se usó desde antiguo para los productos lácteos. Muchos subproductos de la leche, como el queso, los diferentes tipos de leches acidificadas y coa­ guladas, el salado de la manteca, etc. son el resultado de tecnologías antiguas para conservar un producto tan valioso como alimento, y a la vez tan perecible como la leche de los animales domésticos. La conservación de la leche misma, que actualmente se logra sin di­ ficultad, sólo fue posible desde que se inventó el proceso de la pasteu­ rización en la década de 1860. Para las frutas, ricas en azúcares, se encontraron otros métodos de transformación. Uno de ellos, que tenía la ventaja adicional de produ­ cir bebidas embriagantes por su contenido alcohólico, fue la fermenta­ ción. Todos los pueblos primitivos conocieron el alcohol y sus efectos psicotrópicos. Según las zonas, y las fuentes de azúcares fermentescibles accesibles en ellas, las bebidas eran — y lo son aún— muy varia­ das. El vino de uva, fabricado en todas las zonas donde la vid crece con facilidad, fue la bebida alcohólica más conocida por los pueblos de la cuenca del mar Mediterráneo. Más al norte fue la cerveza, hecha de un cereal: la cebada; la sidra, producto de fermentación del jugo de man­ zanas, y el hidromel, producido por los celtas y los germanos como producto de fermentación de la miel de abejas. En Am érica, el pulque, fermentado a partir del jugo de agave. En O riente, el sakí y el vino de arroz.

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2. Los cereales y la “ revolución verde” La historia del cultivo de cereales es la historia de la humanidad. El pan es la expresión metonímica del alimento en todas sus formas. G a­ nar el pan con el sudor de nuestra frente, es el destino impuesto a nuestra especie por el pecado de Adán. El trigo, la cebada, el arroz, el maíz, cada uno en su propia zona geográfica, fueron el centro de la ac­ tividad económica de los pueblos desde la revolución neolítica, y siguen siendo la base de la alimentación de todos los pueblos de la Tierra. El crecimiento de la población humana hizo necesario un aumento consiguiente de los espacios dedicados al cultivo de cereales, y a la in­ troducción de tecnologías nuevas para aumentar el rendimiento y la calidad de esa producción. Éstas fueron: la selección y la generación de variedades nuevas, de mayor rendimiento en producción por hectárea y el desarrollo y la aplicación masiva de agroquímicos (sustancias que aumentasen la producción de cereales, como los fertilizantes) o que eliminasen sus competidores, como los pesticidas y herbicidas. El uso extensivo de estos agroquímicos, junto al desarrollo de va­ riedades híbridas que reúnen un alto rendimiento, una especial resis­ tencia a ciertas enfermedades, y una adaptación específica a condicio­ nes climáticas de determinadas regiones, produjo un formidable au­ mento en la productividad de los cultivos de ciertos cereales, en par­ ticular arroz y trigo, en varios países subdesarrollados. Estos cambios tecnológicos se introdujeron sobre todo en aquellos países grandes y

Evolución del maíz 36 8

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populosos en que el crecimiento de la población exigía un aumento si­ milar en la producción de alimentos: India y China. Este proceso tuvo su apogeo en los años 60. Los primeros resultados fueron tan espec­ taculares que en los ámbitos internacionales se habló de una verdade­ ra “revolución verde”. Un ejemplo del mejoramiento de las variedades sembradas fue el desarrollo del arroz logrado en el International Rice Research Institute de Manila, Filipinas. A llí se produjo una variedad de arroz de planta más baja, de un período de maduración 3 0 % más corto, y más resistente a los insectos y las enfermedades. Su empleo en Indonesia triplicó la producción de arroz sin aumentar las superficies sembradas. . Estos éxitos suscitaron enormes esperanzas en los que afirmaban que la explosión demográfica en los países subdesarrollados podía ser acompañada por una explosión similar en la producción de alimentos. Estas esperanzas no se cumplieron en la amplitud esperada, por varios motivos. La productividad del suelo tratado químicamente no pudo mantenerse indefinidamente. Se produjo así un cansancio de los sue­ los tratados intensamente con sustancias químicas ajenas al funciona­ miento de los ecosistemas naturales. Por otra parte, el manejo de es­ tos cultivos exigía también una pericia que los cultivadores tradiciona­ les no siempre poseían. Por fin, las variedades híbridas eran general­ mente estériles, por lo cual los productores no podían reservar sus propias semillas para la siembra siguiente, lo que creaba una depen­ dencia de los proveedores de las mismas. La superficie de las áreas cultivadas aumentó durante cierto período pero luego comenzó a declinar. La irrigación terminó produciendo una salinización de ciertos suelos. El crecimiento inorgánico de las ciudades absorbió tierras fértiles; cuando se intenta aumentar las tierras arables por deforestación se producen campos magros, gravemente sujetos a la erosión, y que obligan a continuar la destrucción de bosques, con un mí­ nimo y fugaz provecho desde el punto de vista agropecuario.

Las técnicas de riego Si bien el riego artificial es una de las tecnologías más antiguas aso­ ciadas con la expansión de las grandes civilizaciones de la a n t i g ü e d a d , siempre se trataba de distribuir mejor un recurso abundante. Las téc­ nicas tradicionales, de canales y esclusas que distribuyen el agua de los 370

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ríos, se siguen usando en todo el mundo. En tiempos más re­ centes, en cambio, se han introdu­ cido algunas técnicas novedosas pa­ ra ahorrar agua, y extender la agri­ cultura a regiones semidesérticas y calurosas. Los especialistas en estas tecnologías son los israelíes, obliga­ dos a producir cosechas en tierras en las cuales e l agua es el recurso más crítico. Estas técnicas se apli­ can ahora en muchas zonas de cul­ tivos marginales. La más conocida es el riego por goteo, en que el agua es llevada mediante cañerías perforadas hasta la misma raíz de cada planta. D e esta manera se evi­ tan por completo las pérdidas de agua por filtración a través de tierras arenosas y, sobre todo, la evaporación. g ra n d e s

El

pan

Al igual que en la mayoría de las tecnologías asociadas a la industria de la alimentación, la tradición predomina también en la industria del pan. Com o refugio contra la invasión de lo nuevo en tantos otros ám­ bitos de nuestra vida, en lo que respecta a nuestra alimentación, nos re­ plegamos sobre lo conocido de generaciones anteriores. Sin embargo, hay aspectos de la tecnología moderna que incidieron en la industria de la alimentación en general, y en aquella derivada de los numerosos tipos de alimentos que tienen su origen en el cultivo de los cereales. Uno de los aspectos organizativos de la tecnología moderna es de destacar en este contexto: la normalización. Por ejemplo, la levadura, que es un microorganismo por lo general bastante ubicuo, tradicional­ mente era cultivada localmente, por repicado. Es decir, de cada parti­ da de masa leudante se tomaba una porción para inocular la próxima partida. Ese proceso conducía, poco a poco, a un deterioro de la leva­ dura, porque las cepas se contaminaban con otros microorganismos, 0 porque se producían normalmente mutaciones. Ahora se cultivan 371

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cepas seleccionadas, en laboratorios de microbiología equipados ade­ cuadamente, para inocular con ellas la masa, y lograr así una reproductibilidad m ejor de cada tipo de producto. De todas maneras, muchos de los productos derivados de los gra­ nos y las harinas son relativamente perecederos y no se prestan para la fabricación industrial. O tro s productos, en cambio, son industriali­ zados en gran escala. El primero de éstos es la harina, la materia pri­ ma intermedia para todos esos productos: el pan, los productos de re­ postería y las pastas. También se producen en escala industrial produc­ tos de panificación y pastas secas, galletitas y galletas.

3. O tro s alim entos de origen vegetal

expuesto a las mismas objeciones en todos los casos, por lo que e| tema se trata en la sección dedicada a las frutas. Un caso excepcional en la familia de las leguminosas es la soja. C o ­ n o c id a en el extremo O riente desde siempre, cuando se descubrió su alto contenido en proteínas y aceite, como alimento versátil despertó expectativas que, sin embargo, no se cumplieron. La soja (o soya) ha visto multiplicar las superficies cultivadas en muchas zonas del mundo, pero se usa principalmente como oleaginosa y forrajera. El aceite se emplea para fabricar margarinas, y la torta residual, de alto contenido proteico, se emplea en la producción de alimentos balanceados para alimentación de animales de faena de diferentes especies. Com o fuen­ te proteica humana no tiene ventajas sobre otras fuentes proteicas, aunque se consume marginalmente, texturada y preparada como “car­ ne vegetal”. e stá

Legumbres y hortalizas

La fruticultura En este rubro, como en varios otros, las especies que se emplean han sido conocidas por milenios, y las novedades tecnológicas se re­ ducen a la selección de variedades de mayor rendimiento y mejores propiedades, y a los métodos usados para su conservación, muchos de los cuales se basan en recetas antiguas. Estos métodos son el encurtido, el envasado hermético luego de una cocción, ciertas fermentaciones (como en el caso del chucrut) el congelamiento, y la irradiación con radiaciones ionizantes. Un método novedoso, que transformaría la agricultura en una acti­ vidad más industrial que agraria — y que potencialmente multiplicaría el espacio disponible para el cultivo de especies vegetales alimenti­ cias— es la hidroponia, técnica de cultivo en la cual las plantas crecen sin tierra. Se colocan plantines en un medio de sostén inerte poroso, que puede ser arena, pedregullo o diversos tipos de plásticos porosos, perfundido con una corriente de agua adicionada de nutrientes. En in­ vernaderos hidropónicos se pueden cultivar especies completamente exóticas a la región geográfica en la que se efectúa esta actividad. Los cultivos de hortalizas también están expuestos a una variedad de “pestes” y enfermedades que afectan su rendimiento, su calidad y su aspecto. Por eso, muchos de esos cultivos se protegen con pestici­ das que tienden a combatir dichas enfermedades, consistentes en in­ sectos que las parasitan. El uso intensivo de este tipo de agroquímicos 372

La fruticultura es otra de las numerosas fuentes tradicionales y ac­ tuales de alimentos. La recolección de frutas era una de las actividades económicas de la humanidad más arcaica. Ahora se cultivan, se cose­ chan y, parte de ellas, se conserva de diversos modos. Muchos de los modos de conservación son también muy antiguos. Las mermeladas y los jarabes, por ejemplo, se conocen desde hace siglos y siempre fue­ ron parte importante del recetario campesino europeo tradicional. También se producen jugos a partir de muchas frutas. A nivel mun­ dial, el más importante de éstos es el de naranjas. Hay varios métodos para producir jugos concentrados o purés y jugos parcialmente dese­ cados, sean de naranjas, manzanas, ananás, peras, damascos, ciruelas, etc. Uno de ellos es la evaporación parcial por métodos rápidos “flash” o al vacío. Co m o es posible producir independientemente el aroma” — separado antes por destilación o adsorbido (“encapsulado ’) en soportes inertes— luego se pueden reconstituir jugos casi in­ distinguibles de los naturales. Las frutas naturales exprimidas siempre contienen pulpa, y la indus­ tria de los jugos elaborados trata de mantener esta característica. Sin embargo, también se producen jugos “clarificados” por filtración, que son perfectamente transparentes y a veces se usan como diluyentes o como fuentes de materias azucaradas. 373

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Además de la fabricación de jugos, también se industrializan las fru­ tas de otras maneras. Las conservas “al natural” son muy populares como también lo son los jarabes, y los dulces, en los que la conserva­ ción se logra por agregado de azúcar. El secado y el abrillantamiento son otras formas de conservación de frutas que todos conocemos. En el ramo de la fruta, algunos de los avances tecnológicos corres­ ponden a la producción y selección de variedades. Algunas especies, tradicionales en ciertas regiones del mundo, han sido trasladadas con éxito a otras, tal como se hizo hace siglos con tantas especies. Se sa­ be que la papa, el tomate, el cacao y el maíz son originarios del Nue­ vo Mundo. El ejemplo más reciente de este tipo de trasplante ha sido el kiwi, originario de algunas islas del Pacífico, y totalmente descono­ cido entre nosotros hace muy pocos años. También se introdujeron nuevas técnicas de cultivo para mejorar el rendimiento, regularizar los tamaños y facilitar las operaciones de po­ das, cosechas, “curas” etc. Así, por ejemplo, se podan las plantas para darles la forma más adecuada al acceso de los operarios. Com o la co­ secha de la fruta que crece en árboles espontáneamente altos y fron­ dosos es laboriosa, y por lo tanto cara, se cultivan los árboles recor­ tando sus ramas de manera de que los frutos sean accesibles, de ser posible desde el suelo. Se forman así las espalderas, verdaderos “árbo­ les de dos dimensiones” que facilitan la cosecha y el “curado”. Este úl­ timo implica generalmente el uso de pesticidas, con los claroscuros ecológicos que implican. Una vez cosechada, la fruta, como casi todos los demás alimentos, también debe ser conservada hasta acceder a los mercados de con­ sumo. Para ello se emplea el frío moderado, pero también la tecno­ logía específica de la “atmósfera controlada”, que consiste en reducir el contenido de oxígeno de la atmósfera en la que se almacena, has­ ta niveles muy bajos, para disminuir el nivel del metabolismo propio de la fruta.

El control de las pestes agrícolas Los cultivos de todas las especies, tanto frutícolas como h o r t a liz a s , cereales, etc., están sujetos al ataque de plagas agrícolas de varias cla­ ses: insectos, bacterias, hongos y virus, que atacan a las plantas o a las frutas, las destruyen o disminuyen su valor, su rendimiento o su cali* 374

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dad. Desde antiguo se ha intentado combatir estasplagas con medios químicos, cal, caldo bordelés, extractos de tabaco, etc. Durante la Segunda Guerra Mundial, se descubrió el D D T, insecti­ cida que no sólo permitió a los soldados aliados sobrevivir a pulgas, piojos y otros parásitos, sino que resultó potentísimo para combatir a muchas plagas agrícolas. Tiem po después, y también como subproduc­ to de la tecnología militar, se introdujo el uso de compuestos orgáni­ cos del fósforo, como el parathion y otros. Poco a poco se generalizó el uso agroquímico de un gran número de pesticidas, entre ellos el gammexane, dieldrin, heptaclor, etc. que fueron saludados como la pa­ nacea de la lucha contra las pestes agrícolas. Pero las panaceas no existen: a los pocos añosde uso intensivo de los pesticidas, aparecieron numerosas consecuencias ecológicamente peligrosas. Por de pronto, los insecticidas mataban a todos los insectos, entre ellos los benéficos y valiosos, como las abejas. Por otra parte, em­ pezó a notarse que en las especies nocivas se producía una selección natural a favor de mutantes resistentes a un pesticida determinado, con lo que ese pesticida perdía eficacia y se debía usar venenos cada vez más potentes. Además, cuando se reducía la población de cierta especie de insecto, en ciertos casos eso permitía el surgimiento de nuevas pestes, que antes no se conocían o que habían tenido un control natural que desapareció. Por último, se descubrió que los pesticidas mismos tenían una toxicidad importante para los animales superiores, y aún para el hombre. A raíz de este hecho, y también por una mayor conciencia eco­ lógica, los consumidores, sobre todo los de los países desarrollados, son ahora mucho más exigentes en cuanto a que la fruta que compran esté exenta de restos de pesticidas. Los niveles permitidos son cada vez más bajos, planteando nuevas exigencias a la producción. Co m o consecuencia de todo esto, se nota una resistencia crecien­ te a basar la lucha contra las pestes agrícolas en el uso de tóxicos ca­ da vez más potentes y peligrosos. Por eso se procura encontrar mé­ todos de control biológico de dichas pestes. Uno de estos métodos es el del “macho estéril”, usado, por ejemplo, para luchar contra la mos­ ca de la fruta. En este método se emplea el hecho de que, mediante cierta dosis de irradiación ionizante, es posible esterilizar larvas o pu­ pas de los machos, con lo que éstos pierden su capacidad reproducto­ ra pero no su actividad sexual. Se logra así una dramática reducción de la población de moscas en la generación siguiente. 375

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Es interesante señalar que también en el control biológico de pla­ gas los antiguos chinos se anticiparon en siglos a la tecnología moder­ na. En el año 300 d.C. usaban ciertas hormigas para combatir a insec­ tos que perjudicaban la cosecha de citrus.

aromatizantes y colorantes, como sucedáneo económico de la mante­ ca de leche.

4. La s carnes

Aceites comestibles y sus derivados Las grasas vegetales son uno de los rubros importantes entre las sustancias alimenticias. Resultaron un alimento esencialmente energé­ tico, componente de las semillas de numerosas especies vegetales, y muchas de ellas se explotan con tal fin. Entre los más usados en nues­ tro medio se cuentan los aceites de soja, maní, girasol, maíz, algodón, olivas, uva. Para obtener los aceites, las semillas oleaginosas se tratan con va­ riantes de dos métodos fundamentales: la presión — método muy an­ tiguo— y que da los productos más puros y la extracción con solven­ tes. La prensa de aceite es uno de los utensilios más antiguos, y se co­ noce desde los albores de la civilización en todas las culturas impor­ tantes. La extracción con solventes es un método que produce un mayor rendimiento por peso de materia prima, y se presta m ejor para la pro­ ducción en gran escala, pero resulta difícil eliminar los últimos vesti­ gios del solvente. El que se usa con más frecuencia para este fin es el hexano. Ultimamente se está experimentando con un solvente que no deja residuos: el anhídrido carbónico en el estado gaseoso supercrítico, a alta presión. Al reducir la presión, este compuesto desaparece total­ mente y sin dejar residuos. En ambos casos, luego de separado el aceite, de la semilla oleagi­ nosa queda un residuo que contiene hasta un 5 0 % de proteínas, el que se suele emplear para la alimentación de ganado, sea en forma directa o como componente de alimentos balanceados. Un subproducto industrial de los aceites son las margarinas, grasas sólidas que se obtienen saturando gran parte de los dobles e n l a c e s olefínicos que contienen los ácidos grasos de los aceites vegetales, con hidrógeno a presión. Estas grasas sólidas se usan en otras ramas d e la industria alimentaria y se consumen directamente, con el a g r e g a d o de 3 76

Entre nosotros, la carne (sobre todo la carne vacuna) es conside­ rada tradicíonalmente el alimento fundamental. La economía nacional estuvo durante muchas décadas basada en la ganadería vacuna (junto con el cultivo de cereales), y la carne argentina logró ser reconocida ¡nternacionalmente por su calidad. Para ello no se usó durante muchos años otra tecnología que la más primitiva. La exportación de carnes meramente saladas fue luego reemplazada por la de carne enfriada, pa­ ra lo cual se usan aún barcos frigoríficos. En nuestras pampas aún se practica la ganadería extensiva, en la cual los animales pastan libremente. En otros casos, se ha encontrado más eficaz concentrar los animales en recintos reducidos y alimentar­ los artificialmente. Es lo que se hace preferentemente con el ganado lechero, para asegurar una alta productividad en leche. La opción por la ganadería extensiva, la semiintensiva o la intensiva es el resultado de un balance de costos que tiene en cuenta la dispo­ nibilidad de tierras, en función de sus usos alternativos. En cualquier caso, se produce alimento humano: en un caso, la producción es direc­ ta; en el otro, se debe pasar por la producción intermedia de alimen­ to para el ganado. Si se dispone de tierras en abundancia, no suele ha­ ber demasiada competencia entre sus usos alternativos, el principal de los cuales son los cultivos para alimentación humana. La ganadería ex­ tensiva puede hacer uso, además de las pasturas naturales, de los ras­ trojos de cultivos de cereales, etc. O sea que el costo del alimento pa­ ra el ganado es muy bajo. A cambio de esto, los animales caminan más, por lo que su engorde requiere mayor cantidad de alimento. Se estima que el consumo de alimento en régimen extensivo es de 12 -14 kg por de carne. En régimen intensivo, este consumo se reduce casi a la mitad, lo cual debe contrapesarse con el costo de ese alimento. En Europa, con poco espacio y clima riguroso, predominó en gene­ ral la ganadería intensiva. Los animales eran tenidos en establos, don­ de además de moverse poco, se mantenían calientes, incluso aprove­ chando sus propios excrementos fermentados como fuente de calor. 377

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Medidas con esta vara del costo de la carne en alimentación p3 ra producirla, es mucho más económica la producción de cerdos o aves que la de vacunos. Para los primeros, el consumo de alimento es de 4 a 5 kg/kg. En el caso de la producción de aves, este monto se reduce a poco más de 2 kg, lo que hace de la carne de pollo la más barata de todas. Ganadería

kg alimento/kg de carne

Vacuna, extens. Vacuna, intens. Porcina Avícola

12-14 7 -8 4 - 5 2,2

n*

Las especies de animales que se crían para alimentación humana es­ tán sujetas a las más antiguas costumbres de los pueblos, y en muchos casos, a reglas alimentarias de carácter religioso. A sí como entre no­ sotros es habitual considerar “carne” tan sólo la vacuna, en otros pue­ blos se consume preferentemente carne ovina o porcina. Esta última, en cambio, está prohibida para judíos y musulmanes. También las mo­ dalidades del sacrificio están frecuentemente sujetas a normas religio­ sas además de higiénicas. La producción de ciertos alimentos cárneos produjo la aparición de un tipo de crianza que no se puede calificar de otra manera que como “fabricación” de animales de faena. El ejemplo más notorio es el de los pollos. Para su producción, se seleccionan los animales resistentes a la mayoría de las pestes habituales, cuyos huevos son empollados en in­ cubadoras, y nacen en condiciones de total limpieza. En muchos casos, se los mantiene en recintos a temperatura constante y luminosidad controlada, engañando el sistema de ritmos naturales de los animales con un día artificial de menos de las 24 horas astronómicas. También se les daba alimentos adicionados de hormonas, hasta que esa técnica fue prohibida porque tenía efectos dañinos para los consumidores. Estas fábricas de pollos constituyen un tipo muy peculiar de ecosis­ tema, por completo artificial, de idealmente una sola especie contro­ lada con extremo cuidado desde el exterior . 1 378

%

pescados y mariscos La pesca siempre fue una importante fuente de alimentos para los pueblos costeros. En las últimas décadas, se hicieron importantes pro­ gresos en la tecnología de pesca de altura, y en la cría deliberada de peces y moluscos, tanto de agua dulce como en muchas costas marí­ timas. A la vez se ha promocionado el consumo de pescado en cultu­ ras típicamente continentales y carnívoras como la nuestra. La conservación del pescado y de los frutos del mar en general, es particularmente delicada. El pescado recién faenado es inodoro, pero comienza a perder calidad no bien se lo saca del agua. Por eso adquie­ re importancia manejar bien el recurso y enfriarlo lo antes posible. Luego, los métodos de conservación aplicables son los mismos que pa­ ra otros alimentos: el congelamiento, el salado, y las conservas. Entre los subproductos de la industria pesquera se cuentan concen­ trados de proteínas a los que se logra desodorizar y que se emplean como aditivos para aumentar el valor proteico de ciertas harinas. Los criaderos de peces cultivan truchas, salmones, camarones, lan­ gostas, mejillones y ostras. Los criaderos usan jaulas o redes flotantes o estanques especialmente diseñados, y suministran a los animales una alimentación adaptada a cada especie. Los pescados, crustáceos y moluscos de cría ya representan un sector de importancia creciente — aunque aún m inoritario— del consumo mundial.

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El uso de “alimentos balanceados” para peces en criaderos es un ejemplo de todo un desarrollo tecnológico de industrias relacionadas con la alimentación animal, que se usan no solamente para peces, sino también para la cría industrializada de aves, y aún como suplemento de ganado mayor. Un alimento balanceado es una mezcla de sustancias ali­ menticias de diferentes orígenes, formulada de tal manera de optimi­ zar los contenidos de proteínas, grasas, hidratos de carbono, vitami­ nas, minerales y agua. En su formulación es frecuente incluir residuos de otras ramas de la industria de alimentos, como los residuos del prensado del aceite, harinas de pescados de bajo precio, etcétera. La pesca comercial en alta mar es una industria de gran importan­ cia económica, que se ha tecnificado bastante. Para atrapar a los pe­ ces, se usan grandes redes que los capturan indiscriminadamente, en función sólo de su tamaño. Implica también grandes barcos-factoría fri­ goríficos en los que se recoge la pesca en alta mar y se la faena y pro­ cesa in situ por medios semiautomáticos para m ejorar sus condiciones de conservación. Esta industria suscita constantemente dos tipos de conflictos muy diferentes: uno es político-com ercial; el otro, ecológico. Los países han reclamado, casi unánimemente, zonas de pesca exclusiva frente a sus costas. Estas zonas son generalmente de un ancho de 200 millas náuticas (unos 360 kilómetros). Es evidentemente difícil patrullar esa zona, y se producen frecuentes violaciones de los derechos de exclu­ sión pretendidos por los países: especialmente de los más débiles. Por otra parte, el mar abierto es de acceso irrestricto, y este hecho redunda en el beneficio directo de los propietarios de las flotas de pesca más eficientes. El problema ecológico es múltiple, y mucho más grave. La tecnificación de la pesca la ha hecho tan eficiente, que se plantea un peligro real para la supervivencia de muchas especies, y para la viabilidad comer­ cial de otras. Para que un recurso renovable no se agote, es necesario restringir su captura de tal forma que se le brinde la oportunidad de mantener sus poblaciones. Si se pesca en exceso, o se sacan peces de­ masiado pequeños, se interrumpe la cadena reproductora y se amena­ za la supervivencia de la especie. De tal modo, ya se ha notado una dis­ minución del rendimiento de la pesca de algunas especies apetecibles. Éste es un ejemplo muy claro de cómo la codicia de hoy, potenciada por los avances tecnológicos, amenaza el futuro. 380

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O tro aspecto del problema ecológico es el carácter indiscriminado de la pesca oceánica con las enormes redes de arrastre, de kilómetros de largo, que no sólo “cosechan” cardúmenes enteros de millones de peces, sino que, sin proponérselo, también atrapan delfines y otros ce­ táceos que necesitan respirar aire, y que quedan atrapados bajo agua y mueren por asfixia.

5. Productos lácteos Entre los productos alimenticios de consumo corriente entre no­ sotros, la leche de vaca es uno de los más versátiles y completos, ya que contiene todos los componentes de la alimentación humana: ener­ gía, proteínas, vitaminas y minerales. Para la cría tiene, además, ele­ mentos protectores desde el punto de vista inmunológico. La leche es fundamentalmente una suspensión coloidal de varias sustancias alimenticias — una proteína (la caseína) y la grasa que se ob­ tiene separada como manteca— en un suero que contiene azúcares, especialmente lactosa. La leche y sus derivados ha dado lugar a una in­ dustria muy importante. La leche misma es sometida a varios procesos industriales, para su conservación y para la modificación de sus propiedades. Se la deshi­ drata, se la esteriliza, se extrae la crema, se estabilizan los coloides, se la enriquece por agregado de vitaminas y minerales, etc. Pero además se producen docenas de subproductos: crema, man­ teca, múltiples tipos de leches fermentadas y “cultivadas”, y, desde lue­ go, quesos de las más variadas calidades y tipos. En ciertos países, par­ ticularmente Francia, la industria del queso es una especialidad tradi­ cional, así como el comerlos es una parte inevitable en toda comida. La influencia de la tecnología moderna sobre estas artesanías tradi­ cionales radica, sobre todo, en los aspectos relacionados con la nor­ malización y el control de calidad. Los microorganismos que producen quesos y yogures son seleccionados, cultivados y repicados bajo es­ trictas normas microbiológicas, y los substratos sobre los que estos microorganismos actúan son previamente esterilizados para evitar competencias con microorganismos indeseables. La preocupación de una parte de la población por algunos proble­ mas de salud derivados de la alimentación — como la influencia de la 38 1

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ingestión de grasas sobre las afecciones cardiovasculares, o las conse­ cuencias estéticas de una alimentación demasiado abundante— ha sus­ citado un número de procesos industriales que modifican algunos ali­ mentos de la familia de los lácteos, para disminuir su contenido en colesterol y grasas y, eventualmente, añadir otros principios alimenticios considerados deseables, como vitaminas A y D, y ciertos minerales.

6. Las bebidas Ya hemos mencionado que, en la antigüedad, prácticamente cada pueblo tenía su propia bebida alcohólica. Nuestra cultura asimiló va­ rias de esas bebidas, que compiten entre sí por un mercado general­ mente muy amplio y generoso. Hay bebidas fermentadas, como el vino y la cerveza; y bebidas des­ tiladas, de mayor graduación alcohólica que la que soportan las leva­ duras que transforman el azúcar en alcohol. Las más conocidas de es­ tas bebidas son, entre nosotros, el whisky, el cognac, la grappa, la vod­ ka, el ron. También existen numerosos licores, productos derivados que frecuentemente incluyen alcohol puro en su formulación. El proceso de fermentación es en todos los casos esencialmente el mismo: se inocula una solución de azúcares con levadura, y se mantie­ ne cierto tiempo a temperatura adecuada para que la levadura haga su trabajo, transformando el azúcar en alcohol y en anhídrido carbónico,

que hace que el caldo burbujee. Luego, se separa la masa de levadura y algunas impurezas, y se deja descansar la bebida. El caldo que se somete a la fermentación es, en el caso del vino, el jugo de la uva, pisada tradicionalmente con los pies de los campesinos, y en la actualidad exprimida con una prensa. El residuo es el orujo (fundamentalmente los pellejos de las uvas) que también se fermenta, y del cual se obtiene, tradicionalmente, la grappa, bebida blanca típíca del norte de Italia. En el caso de la cerveza, la cebada se debe transformar con ante­ rioridad, ya que el hidrato de carbono del cereal es fundamentalmen­ te el almidón, que no es directamente fermentescible por la levadura. La fermentación se logra por la acción de la malta — que es cebada germinada— que contiene gran cantidad de enzimas llamadas amilasas, ^s cuales transforman el almidón en azúcares. Después se agregan flo­ res de lúpulo, que le dan el sabor amargo característico.

Bebidas “gaseosas” Estas bebidas sin alcohol, cuya producción es una poderosa indus­ tria, son literalmente un invento de la publicidad. Su prototipo son las colas”, hechas con extractos de hierbas y otros ingredientes cuyo se­ creto es celosamente guardado, hasta el extremo de haberse transfor­ mado en un mito.

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La tecnología de su producción es trivial, ya que sólo contienen las mencionadas esencias y azúcares. Por otra parte, cierta preocupación por la obesidad ha hecho surgir los alimentos “diet” y las bebidas de esa línea contienen edulcorantes artificiales, como ciclamatos y sacari­ na, en vez de azúcares.

Los envases y la contaminación La necesidad de llevar los alimentos al mercado envasados de una manera que sirva, a la vez a su conservación y a una presentación atractiva desde el punto de vista comercial, ha dado lugar a toda una rama de la tecnología, el packaging, que reúne elementos tecnológicos “duros” y “blandos” y a la vez genera problemas ecológicos. El tema se ilustra bien con el ejemplo de los envases para las bebidas, que son uno de los productos de consumo más masivo. Las bebidas se envasan en vidrio, en plástico o en metal. La generalización del consumo de las gaseosas ha conducido a una industria subsidiaria, la de los envases. Las bebidas más tradicionales se expandieron siempre en botellas de vidrio. Las gaseosas, en cambio, se han ido distribuyendo en envases más novedosos, de diferentes mate­ riales plásticos. También se usan las ubicuas latitas de aluminio. Cuáles son los envases más adecuados para éstos y otros produc­ tos plantea un interesante problema vecino a los que mencionamos cuando hablábamos de las tecnologías apropiadas. Por un lado existen los problemas económicos, de costos directos relativos: se trata de comparar el precio de un envase de P V C o de aluminio, que se usa una vez y se desecha, con el precio de un envase, de vidrio o de plástico, que se usa repetidas veces, pero que hay que recolectar, lavar y reacondicionar entre dos usos. Si se hace esta com­ paración, se obtiene cierto resultado, que necesariamente es diferen­ te del que se obtiene si se incluyen en los cálculos los costos de reci­ clado del envase no retornable, o el costo social derivado de la acu­ mulación de millones de envases descartados. Para otros productos también existen métodos nuevos de envase que aseguran m ejor conservación, pero dependen también de consi deraciones estéticas y publicitarias, de incitación al consumo. Ademas de los envases tradicionales como las botellas (al margen de los mate riales de que están hechas) se usan los sachets de plástico, y las cajas» 384

hechos con laminados de cartón, aluminio y plástico, y cuyas formas permiten además el ahorro de espacio en el transporte. La generalización de los supermercados como forma de comercia­ lización al menudeo intensificó la tendencia a la venta prefraccionada de los alimentos. Esto a su vez ha estimulado la producción de diferen­ tes tipos de envases, como films de plástico, con las necesarias cuali­ dades de permeabilidad al vapor de agua y al aire, para contener ali­ mentos frescos o congelados. Muchos de estos envases son superfluos, y sólo se usan para atraer compradores. Una consecuencia de toda esta tendencia es la creciente generación de residuos urbanos, y todas sus consecuencias ecológicas indeseables, amén de un consumo exagerado de materiales destinados a ser desechados de inmediato.

El agua como alimento Los habitantes de las ciudades estamos tan acostumbrados al agua corriente, que tendemos a olvidar el carácter fundamental del agua potable como ingrediente de todas nuestras comidas. Sin embargo, aun en muchas zonas urbanas densamente pobladas del Tercer Mundo y de nuestro propio país, el suministro de este elemento vital no está asegurado, y su calidad puede ser cuestionable aun allí donde el sumi­ nistro existe. En general el agua potable no es un recurso escaso más que en zo­ nas linderas con los desiertos. Sin embargo, el avance de diferentes ti­ pos de contaminación ambiental ha hecho que el recurso peligre. Las fuentes de abastecimiento, sean ellas de superficie o subterráneas, pueden estar sujetas a contaminaciones tóxicas, y a agentes infeccio­ sos que creíamos definitivamente superados, como el cólera. El suministro de agua potable a las ciudades nunca es directo, sino que en general exige importantes plantas de tratamiento. El agua de las ciudades generalmente se trata con cloro o sus derivados. El habitan­ te urbano casi no conoce las cualidades organolépticas del agua pura, lo cual, por su parte, ha generalizado el consumo de “agua mineral”, que tradicionalmente provenía de fuentes con alguna cualidad especial. Ahora, suele ser, simplemente, agua limpia en botellas. Para esos en­ vases rige lo dicho antes para el packaging de las bebidas en general.

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7. Métodos de conservación La desecación t

Ya hemos mencionado que algunos alimentos desecados se usaron desde épocas remotas. Este secado se efectuaba al aire, y los produc­ tos obtenidos — como el charqui y las frutas desecadas— adquirían propiedades organolépticas muy diferentes de las originales. El ahuma­ do también deseca parcialmente los alimentos, y éste es su efecto prin­ cipal. El característico sabor es un resultado secundario, como ocurre en la mayoría de los métodos tradicionales de conservación. Estos cambios se deben a que el secado no consiste solamente en una pér­ dida de agua, sino en una desnaturalización de muchas proteínas, y en la pérdida de sustancias aromáticas. En cambio las técnicas actuales permiten desecar numerosos pro­ ductos de índole muy diversa, de manera reversible, es decir que los alimentos que se obtienen por rehidratación tienen cualidades prácti­ camente indistinguibles de los productos frescos. Los métodos de deshidratación usados para esto son: el secado “flash”; la pulverización o “spray” y la liofilización. En la primera de es­ tas técnicas, el líquido por desecar se calienta a presión elevada y lue­ go se descomprime a través de una válvula. En el método “spray”, el

líquido se pulveriza en una especie de llovizna muy fina en un ambien­ te caliente, donde se evapora a temperaturas inferiores a aquellas en las que se producen cambios irreversibles en las sustancias que contie­ ne el líquido. En la liofilización, se logra evaporar el agua a temperatu­ ras muy bajas, congelando previamente el producto a temperaturas del orden de -4 0 °C y sometiéndolo al vacío. Por medio de estos métodos se logra desecar jugos e infusiones, leche y huevos, café. La liofilización también permite deshidratar pro­ ductos aún más sensibles, como sangre humana para transfusiones, va­ cunas, sueros y medicamentos. Las “sopas desecadas” no se desecan: son simples mezclas de com ­ ponentes preacondicionados.

Alimentos congelados El congelamiento rápido de alimentos crudos o cocidos es uno de los métodos más usados para la conservación de toda clase de pro­ ductos alimenticios, desde la generalización del uso de las heladeras con “freezer” que permite mantener en los domicilios esos alimentos a baja temperatura por períodos prolongados, esperando el momento para consumirlos. La generalización de los hornos de microondas for­ ma una combinación ideal con este tipo de conservación, ya que evita las esperas prolongadas a que el producto se descongele naturalmen­ te. El descongelamiento por calentamiento común deteriora bastante el aspecto de los alimentos. Para que el producto mantenga sus cualidades organolépticas, pero sobre todo su textura luego de su descongelamiento, el congelamiento debe ser rápido, y efectuarse a temperaturas bastante inferiores al cero centígrado. En esas condiciones se producen soluciones sobreenfriadas, y se evita la ruptura de las células vegetales o animales por la cristaliza­ ción del hielo en su interior, ya que esta cristalización está acompañada de un importante aumento de volumen. Si se evita esta cristalización, al descongelarse, el alimento resulta casi indistinguible del fresco.

Radiaciones ionizantes

Granja pesquera en represa Alicurá (Río Negro) 386

Las radiaciones producen efectos en la materia orgánica, que se uti'■*an en la tecnología de la alimentación desde hace algún tiempo, aun­ 387

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que en forma aún no muy intensiva. El principal uso de la irradiación que generalmente emplea fuentes de cobalto que emiten radiación gamma, es la conservación de los alimentos. Una lista creciente de ali­ mentos se irradian con ese fin. Se logra inhibir el crecimiento de bro­ tes en papas, batatas, cebollas y ajos. También se demora la putrefac­ ción de numerosas frutas y verduras finas, como por ejemplo frutillas y frambuesas. En esos casos, esta tecnología compite ventajosamente con el congelamiento. Los alimentos irradiados no presentan alteraciones organolépticas, ni quedan en ellos vestigios de los iones y radicales libres que se for­ man durante el proceso. El empleo de fuentes de radiación suscita, sin embargo, ciertas pre­ venciones en el público, que hacen que el consumo de estos produc­ tos sólo sea autorizado por las autoridades de control y aceptado por los consumidores lentamente y luego de exhaustivos ensayos. Las radiaciones ionizantes también se usan como agentes mutágenos para explorar cambios genéticos positivos que pudieran obtener­ se de esa manera. C o m o siempre se está a la busca de variedades nue­ vas de diversas especies alimenticias, para lograr propiedades desea­ bles desde el punto de vista agrotécnico o alimenticio, se han usado las propiedades mutagenéticas de las radiaciones. A sí se produjeron mutantes de varias especies como trigo, arroz, cebada, soja, arvejas, po­ rotos y peras. En varios casos, el cultivo de estos mutantes ha dado origen a variedades ventajosas que actualmente se encuentran en ex­ plotación.

8. Golosinas, estim ulantes y otros “vicios” Desde la antigüedad, todas las culturas han dedicado esfuerzos y terrenos frecuentemente escasos a fines no estrictamente n e c e s a r io s para la supervivencia. Por el contrario, cuanto mayor es el grado de seguridad de una cultura, más se puede “dar e l lujo” de dedicar e s fu e r­ zos a la satisfacción de algunos consumos meramente placenteros. A s i por ejemplo, se dedican muchos esfuerzos a cultivar especies, sobre todo vegetales, para generar productos “superfluos”. Entre éstos podemos considerar el café, el té, el tabaco, la coca, e cacao, el mate y muchas especias. El consumo de uno u otro de esto s 388

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productos está profundamente arraigado en la mayoría de las culturas humanas. En otras épocas, los placeres que se derivaban de su consu­ mo se restringía a los nobles o a los ricos. En la actualidad, su uso se ha popularizado. Algunos de ellos, notablemente el tabaco, es la base de una enorme industria y de un igualmente enorme esfuerzo publici­ tario, que periódicamente es cuestionado, a medida que se alcanza ma­ yor convicción de los graves daños para la salud que acarrea el hábito de su uso. Entre nosotros, algunos de estos productos son de consumo legal y otros no. El impacto social y económico de las drogas que crean de­ pendencia es un tema de preocupación social y política. N o es nues­ tro propósito entrar en el delicado tema ético-legal de las prohibicio­ nes, de la aceptabilidad social ni del carácter más o menos dañino del consumo de algunos de estos productos.

9. A lim entos “ tecnológicos” Muchos autores de ficción científica han desarrollado fantasías acerca de la alimentación de la humanidad futura. El reemplazo de las suculentas comidas, que son uno de los placeres de un sibarita, por pastillas multicolores llenas de nutrientes químicamente producidos, forman parte del repertorio de horrores futuristas. Algunos alimentos enteramente químicos fueron ensayados como “comida espacial” en la dieta de los astronautas. Hay compuestos (co­ mo los ésteres grasos del 1,3-butanodiol, o el ácido dimetilheptanoico, por ejemplo) que son metabolizables por el organismo humano y producen el doble de energía que la misma cantidad de hidratos de carbono. En la actualidad es poco probable que nuestros hábitos alimentarios poco flexibles en todas las culturas— soporten semejante revolu­ ción tecnológicamente inducida. Sin embargo, hay algunos alimentos de orígenes novedosos que, si bien aún no han hecho una entrada notable en nuestras cocinas, se Perfilan como aditivos de valor para la alimentación de una humanidad cada vez más numerosa y cuya mayoría sufre deficiencias alimentarias. La mayor de estas deficiencias es la falta de proteínas. Por eso es lr|teresante la producción de proteínas por parte de organismos uni­ 389

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celulares, como bacterias, algas, o levaduras. Para obtenerlos, se culti­ van dichos microorganismos en medios nutrientes, y se produce un extracto rico en proteínas que se puede usar para adicionar a otros alimentos, como las harinas de panificación. Especialmente interesantes para este fin son algunas bacterias que pueden metabolizar hidrocarburos. Es posible así producir alimentos directamente a partir de petróleo. De paso sea dicho que las mismas bacterias se emplean para limpiar derrames de petróleo en el mar. También están apareciendo en el mercado algunos productos que ocupan un rango intermedio entre los alimentos y los medicamentos. Ciertos aceites de origen marino contienen ácidos grasos nq satura­ dos en ciertas posiciones de su cadena, y se los promueve por su ca­ pacidad de regular de alguna manera el metabolismo del colesterol y de las lipoproteínas. Un fosfopéptido llamado CPP, derivado de la caseí­ na, parece favorecer la absorción de calcio. La vitamina E y C son con­ sumidas masivamente porque sus presuntas cualidades antioxidantes retardarían el envejecimiento de los tejidos.

rior. Este aumento de concentración en la sustancia alimenticia se lo­ gra mediante el secado o el agregado de sal o de azúcares. Otras sustancias cuya presencia hace inadecuado el ambiente del alimento para la vida microbiana son los ácidos (encurtidos) y el alco­ hol. La ausencia de oxígeno también inhibe el crecimiento de la mayo­ ría de los microorganismos, salvo los anaerobios, algunos de los cua­ les son, en cambio, muy peligrosos. El botulismo es una intoxicación mortal producida por uno de ellos.

Notas I. El aún no resuelto problema de la enfermedad de las “vacas locas” es un ejemplo casi grotesco de las consecuencias que se pueden derivar de es­ tas alteraciones de la ecología. Es probable que la enfermedad pase de vacu­ nos a humanos, pero los vacunos la aquirieron por ingestión de alimentos ba­ lanceados hechos con desechos de ovinos. Así que las vacas ya no son herbí­ voras...

Anexo La presión osm ótica y la actividad del agua Muchos de los métodos de conservación se basan en un mismo principio: que la actividad del agua en el alimento sea lo suficientemen­ te baja, y la presión osmótica lo suficientemente alta, como para dese­ car los microorganismos e impedir que prosperen. Todos los sistemas biológicos, tanto los alimentos como los microorganismos, son sus­ pensiones y soluciones de numerosas sustancias: proteínas, sales, sus­ tancias grasas, etc. y sólo pueden vivir en un rango muy estrecho de presión osmótica. Los mecanismos de la vida consisten, en parte, en mantener esta presión en estos límites. Dado que la presión osmótica de una solución es aproximadamente proporcional a la concentración de todas las sustancias disueltas en ella, y que, como una expresión más del segundo principio de la termodinámica, existe una t e n d e n c ia natural a equilibrar esta presión, se produce espontáneamente un p3" so de agua de una solución más diluida a una más concentrada: la so­ lución más concentrada “chupa” agua de la diluida. Si el alimento que se ha de conservar es más concentrado que lo admisible para un ser vivo, de hecho deseca los microorganismos que penetran en su inte­ 390

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Capítulo 19

Los textiles

I. Fibras, tejidos e indum entaria Tal vez sería oportuno poner este capítulo bajo la advocación de la leyenda del “Hom bre del traje blanco”, una celebrada película de unos cuantos años atrás. En ella, un científico había descubierto la fibra tex­ til indestructible, ingastable, inmanchable, que había que cortar y sol­ dar con dispositivos especiales para confeccionar un traje práctica­ mente eterno. La anécdota mostraba sobre todo los inconvenientes de tal producto, pero algo así ha sido el sueño de muchos tecnólogos del área textil. Co n los materiales actuales casi es una eventualidad real, aunque nadie ha de traerla a la realidad. La tecnología textil es una de las históricamente fundamentales de la humanidad, junto con la cerámica. Desde muy temprano se descu­ brió que las fibras de lana u otras fibras de origen animal o vegetal se adherían entre sí, formando pelmazas, propiedad que podía usarse pa­ ra abrigarse de manera más eficaz y liviana que mediante cueros de ani­ males. El hilado se inventó intentando poner las fibras paralelas entre sí, y reconociendo que se lograba una mayor cohesión entre ellas al re­ torcer el hilo, el fieltro, espesando y aplastando la pelmaza natural.

Telar (S. XVI)

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Las fibras más usadas en las civilizaciones de la antigua cuenca de Egipto y el cercano O riente fueron, desde muy temprano, el lino y el algodón en Egipto y la lana de ovejas en Babilonia, cuyo nombre mis­ mo significa “Tierra de la lana”. En Harappa, en la civilización del Indo, se conoció el algodón en el segundo milenio a.C. La seda fue mono­ polio chino durante milenios. Recién en el siglo 3 d.C. la cría de gusa­ nos de seda se extendió a Corea, y se dice que una princesa china in­ trodujo de contrabando huevos de gusanos de seda en la India, desde donde fueron llevados por los árabes a Europa. En otras regiones se usaron otros pelos, en particular los de llama y vicuña en la civilización incaica, aunque también allí se conocía el algodón desde bastante an­ tes de la era cristiana. Una de las primeras herramientas humanas fue el huso, en el cual se va enrollando el hilo formado, y el telar, en el que se transforma el hilo en tejido. Una de las fibras textiles más importantes fue y sigue siendo el al­ godón, cuyo uso es muy antiguo en Egipto, la India y el Perú, y que do­ minó la industria textil en los albores de la Revolución Industrial. Las grandes plantaciones de algodón cultivadas por esclavos traídos desde África fueron uno de los cultivos más difundidos en el sur de los EE.UU., aunque también prosperó en muchos otros lugares del mun­ do como India, Egipto y Argentina. La industria textil es una de las más características de la Revolución Industrial. Según algunos historiadores, uno de los hechos propulsores de los grandes cambios que produjeron un nuevo sistema tecnológico a partir del siglo XV III, fue la invención de la lanzadera volante por el inglés John Kay en 1733. Este dispositivo permitió multiplicar varias ve­ ces la velocidad con la que un tejedor producía telas, lo que condujo a un aumento de demanda sobre la producción de hilados. C o m o res­ puesta a esto, James Hargreaves inventó en 1769 una máquina de hilar movida a energía hidráulica. Esto, a su vez, presionó sobre las tejedu­ rías, y en 1785 se introdujo el telar mecánico, perfeccionado poco más tarde por Jacquard con la introducción de su programación del dise­ ño. A esta altura, W att ya había hecho operativa su máquina de vapor. Alguien dijo que la Revolución Industrial nació del matrimonio entre el algodón y la máquina de vapor, En la actualidad hablar de la tecnología textil supone diferenciar en­ tre las fibras mismas, la maquinaria usada para fabricarlas, hilarlas y te­ jerlas, los diferentes recursos empleados para darles aspecto vistoso, 394

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y la industria de confección de las prendas de vestir. La tecnología de manejo primario de las fibras naturales sólo sufrió cambios en los procedimientos utilizados para llevar a la práctica vie­ jos métodos. Para separar las fibras de lino, los tallos de las plantas de­ ben fermentar, lo que antiguamente se hacía en lagunas y hoy en ba­ teas. Los capullos de los gusanos de seda se hierven para poder luego desenrollar el hilo, ahora como hace dos mil años. Los capullos de al­ godón se desmotan para separar la semilla. A llí hubo una innovación fundamental hace doscientos años: la desmotadora, patentada en 1793, multiplicó la producción de algodón en poco tiempo, revolucio­ nó la sociedad sureña de los EE.UU., y fue uno de los eslabones de la gran cadena tecnológica que puso los tejidos de algodón al alcance de ! millones de usuarios que antes no podían pagarlos.

2. Fibras naturales modificadas Todas las fibras naturales tienen ventajas e inconvenientes que se han tratado de corregir. El lino es áspero; la lana se encoge al lavarla, y absorbe mucha agua y se hace muy pesada de llevar bajo la lluvia; el algodón se arruga fácilmente, igual que la seda. Algunos intentos de “m ejorar” las fibras textiles tienen ya cierta antigüedad. El algodón en particular ha sido modificado químicamente desde hace más de cien años, para alterar sus propiedades. Uno de los pro­ cedimientos tradicionales era el mercerizado, un tratamiento con hidróxido de sodio bastante concentrado. Pero el algodón — en especial el “lint”, fibras demasiado cortas para poder hilarse— pudo ser disuel­ to químicamente y ser re-precipitado con propiedades alteradas. Ya en el siglo X V II, el físico Hooke propuso disolver el algodón y producir seda artificial por extrusión, que fue exactamente lo que se hizo en los procesos de producción de rayón al cupramonio, desarrollado en 1891. Antes de esa época, ya se produjeron fibras de nitrocelulosa. Es­ te material fue ampliamente usado como explosivo (el algodón pólvo­ ra, también conocido como “pólvora sin humo”), pero obviamente era demasiado inflamable para ser usado como material textil. En 1883 se !ogró quitarle nuevamente los grupos nitro, y se obtuvo una celulosa regenerada. O tra variante fue reemplazar los grupos nitro por acetilo, con lo que se logra el acetato de celulosa. 395

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Estos productos se conocieron como “seda artificial”, en especial e| rayón y el acetato. Co n estas fibras se pusieron a punto las tecno­ logías de ‘hilado químico’ que consistían en precipitar químicamente la ce|ulosa en forma de fibras de largo prácticamente infinito. En el caso ¿el rayón al xantato, la celulosa se disuelve en sulfuro de carbono y so­ da cáustica, para dar una solución de xantato de celulosa. De ésta, la f¡t>ra se forma al poner un chorro muy delgado del líquido en contac­ to con una solución de ácido sulfúrico diluido. De la misma manera, si ep vez de un hilo se forma una lámina, se obtiene el celofán o el celu­ loide, prim er material obtenido con la apariencia de films delgados. La palabra “celuloide” se transformó en metáfora de la industria cinema­ tográfica, porque de ese material se fabricaron las primeras películas fotográficas flexibles, que reemplazaron a las placas de vidrio e hicier0n posible el cine. Co m o este material es muy inflamable, sobrevinieron numerosos accidentes. Este problema se resolvió cuando se inven­ tó el acetato de celulosa. Este material se forma tratando la celulosa cofl anhídrido acético, con lo cual se hace soluble en ciertos solven­ tes. Las películas de acetato son ininflamables. Sin cambiar la estructura de la fibra, hace años que se hacen trata­ mientos a las fibras naturales para darles propiedades especiales: por gjemplo, la incorporación de polímeros en fibras de algodón, por po­ limerización in situ. lo hace resistente a las arrugas. Hace ya unas dé­ cadas que se hicieron populares las prendas wash and wear que no ne­ cesitaban ser planchadas. Ahora, se ha logrado producir algodón transgénico, introduciendo genes bacterianos en el A D N del algodón, los que se expresan en la formación de biopolímeros del tipo de los poyésteres en el interior de las fibras naturales. Una de las cualidades deseables de ciertos textiles es su impermea­ bilidad. Durante cierto tiempo ésta se lograba mediante la deposición ¡je alúmina en las fibras. Tal tratamiento, sin embargo, impedía que la transpiración se evaporara a su través, lo que generaba in c o m o d id a d en el usuario. El mismo inconveniente lo ofrecían las prendas confec­ cionadas con films de materiales sintéticos. Este defecto se ha logrado corregir de varias maneras. Una de ellas es la impregnación de fibras sintéticas con un polímero similar a la proteína que da su estructura y permeabilidad a la piel humana. De tal modo, las telas pueden “respi­ rar" tal como lo hace la piel natural. Hay otros tratamientos de fibras que cambian su aspecto y sus pro­ 396

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piedades. Por ejemplo, se desarrollaron métodos para recubrir las fi­ bras de lana con una capa de partículas microscópicas de óxidos cerá­ micos, que confiere a la lana el lustre de la seda y la resistencia al en­ cogimiento típica del lino.

3. Fibras sintéticas: nailon, poliéster Además de los métodos para modificar las propiedades textiles, el aspecto, la textura de las fibras naturales, por supuesto la industria química creó tipos de fibras textiles totalmente nuevos. Hemos des­ crito algunos de estos materiales en el capítulo dedicado a los políme­ ros, ya que las fibras sintéticas son aplicaciones particulares de los mis­ mos. Se trata de materiales de moléculas alargadas, de muchos miles de átomos de longitud y pocas ramificaciones, cuyas propiedades ma­ croscópicas reproducen las propiedades de esas moléculas. Luego de los tipos tempranos de algodón regenerado químicamen­ te, se hicieron otros intentos de producir fibras sintéticas antes del descubrimiento de los polímeros modernos. Uno de ellos fue las fibras de caseína, que se produjeron industrialmente desde 1935. En el mis­ mo año se descubrió también el nailon. Los materiales textiles más importantes de la actualidad son los poliésteres, los poliacrilonitrilos, y las diferentes variedades de poliamidas, conocidas por el nombre de “nailon”, que es la marca comercial de DuPont. El nailon fue la primera fibra textil sintética producida en gran escala, y ese nombre se hizo casi sinónimo, no sólo de “fibra tex­ til sintética”, sino de “films delgados de plástico” en general. En la actualidad, se emplean en la industria textil un gran número de tipos diferentes de fibras. Aunque se las puede hilar en forma de fi­ lamento de longitud “infinita”, para muchos usos se prefiere usar fibras más cortas, que confieren al textil un tacto menos “artificial”. La fibras sintéticas se pueden fabricar como filamentos lacios, de aspecto vitreo, o con ondulaciones naturales. También se usan las fibras sintéticas en numerosas mezclas, entre sí o con fibras naturales. Las mezclas de poliésteres con lana o con algodón son muy apreciadas, porque poseen algunas de las propiedades deseables de ambas. Las propiedades aislantes de los tejidos se deben a su capacidad de encerrar aire entre las fibras, y se han diseñado tipos de fibras que po39 7

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Hilado La técnica de alinear y retorcer fibras de lana, lino o algodón a ma­ no para formar hilos de longitud prácticamente infinita, fue aplicada durante milenios, y aún hoy se practica como entonces en muchos lu­ gares remotos. Sin embargo, la vieja técnica cedió su lugar a otras más mecanizadas. En el siglo XIII se inventó la rueca, a partir de la cual sur­ gió el hilado mecánico durante el siglo XVIII. El método consiste en formar una mecha gruesa alineando las fibras de modo aproximado, y estirar y retorcer esa mecha de manera cada vez más delicada hasta alcanzar el espesor deseado, y el grado de torsión adecuado para que el hilo no se rompa en el proceso del tejido. En la fabricación de los hilados de fibras sintéticas, los hilos son de longitud virtualmente infinita. La única limitación es el tamaño de las bobinas en que se enrolla el hilo formado.

Tejido El telar de cuadro es muy antiguo. Se usó en todo el mundo, y aún lo usan los aborígenes en muchos países. El telar se fue mecanizando poco a poco. En la época del prim er florecimiento de la industria tex­ til en Europa, en Florencia durante los siglos XIII y XIV, se usaron te­ lares movidos con pedal. En esa época, las telas que gozaban de gran estima de parte de la nobleza europea, eran suntuosas y de diseño complejo. Algunos siglos más tarde, la industria textil hizo la riqueza de Flandes, cuyas telas fueron la base del poder y la independencia de la burguesía flamenca en el siglo X V II. El terciopelo, el damasco, los gobellnos, implicaban una técnica artesanal, pero evolucionada. Se usaban múltiples cuadros que debían separar unos y otros hilos de la urdimbre, en forma alternada, y que se suspendían en grupos de pa­ lancas levantadas a mano. En los albores del siglo X IX , Jacquard inventó el prim er telar auto­ mático. El dibujo que debía llevar la tela imbricada en su trama era pro­ gramado en una cadena sin fin, formada por un grupo de tarjetas con perforaciones. Tales perforaciones permitían o no el paso de las vari­ llas encargadas de mover los mecanismos que levantaban los grupos de cuadros. El telar de Jacquard es considerado un predecesor de los ro­ bots, y además su sistema de tarjetas perforadas fue un antepasado de los programas de ejecución automática. 400

Teñido, estampado y apresto Desde tiempos remotos, los tejidos teñidos en colores vivos eran muy cotizados, y salvo las raíces de algunas plantas, usadas para las te­ las bastas de colores oscuros y apagados, los colorantes fueron pro­ ductos de alto valor y prestigio. Algunos, como la púrpura, eran tan caros, que su uso estaba reservado a los más poderosos. La de tinto­ rero era una profesión antigua y respetada. En la segunda mitad del siglo X IX , la industria textil fue uno de los impulsores más importantes del avance de la industria química orgáni­ ca, al desarrollarse una enorme cantidad de colorantes artificiales de varios tipos a partir de compuestos aromáticos contenidos en la brea, un subproducto a su vez de la industria del carbón. Estos compuestos se conocieron durante muchos años genéricamente como "anilinas” porque ese compuesto (la fenilamina) fue uno de los insumos usados para la síntesis de colorantes. Varias de las grandes empresas de la industria química, cuyos pro­ ductos de mayor prestigio en la actualidad son los medicamentos, co­ menzaron operando a fines del siglo X IX como productores de colo­ rantes. El enorme trust químico alemán IG-Farben (Farbe es color en alemán) fue el más importante de ellos, subdividido en 1945 en varias empresas: Hoechst, Bayer y la Badische Anilin und Soda Fabrik (BASF). Otras fueron las empresas suizas Sandoz( Cib a y Geigy. Estas últimas actualmente están unidas. La producción de colorantes sigue siendo una de las actividades im­ portantes de todas esas empresas. El teñido a veces se realiza en el hilado, pero es más frecuente que se tiñan telas. Los colorantes son variados en su constitución química y en su modo de fijarse a la fibra. La resistencia al lavado y a la luz del sol fueron logros importantes de la industria de los colorantes. Re­ cientemente se lograron algunas novedades cuya importancia es más relativa, como colorantes que cambian sutilmente su tono según la ilu­ minación, o tratamientos que confieren un perfume semipermanente a las telas, mediante microcápsulas que lo liberan lentamente, y que soportan varios lavados. ^

El estampado sobre tela se conoce por lo menos desde el siglo IV Actualmente se efectúa por serigrafía en la mayoría de los casos.

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5. L a industria de la indum entaria

Capítulo 20 El h áb itat

Hasta la invención de la máquina de coser, en Francia, en 1830, ob­ viamente todas las prendas de vestir se cosían manualmente, y en las clases menos acomodadas, las mujeres cosían la ropa para toda la fami­ lia. Los pudientes empleaban costureras, que formaban parte de la ser­ vidumbre, para la ropa femenina, y sastres-artesanos para la de los ca­ balleros. Co n la máquina de coser, cuyo uso se generalizó a mediados del si­ glo X I X en los Estados Unidos, se produjo un gran cambio en la indus­ tria de la indumentaria, con el nacimiento de la ropa de confección. En grandes talleres, así com o en talleres domésticos, miles de operarios (generalmente mujeres) se ganaban la vida cosiendo ropa a destajo. Durante más de un siglo, la industria de la confección no sufrió cambios mayores. En la actualidad, la robotización y la manufactura asistida por computadora está comenzando a penetrar también en es­ te ámbito. La tecnología informática permite la confección en serie de mode­ los elegidos individualmente. El corte de la tela es realizado por un haz de luz de alta energía emitido por un láser, cuyo movimiento puede ser guiado por una computadora según un diseño que puede ser persona­ lizado, sin que ello aumente el costo de la prenda.

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I . Brevísim a historia del hábitat Durante siglos, antes de que la investigación arqueológica desentra­ ñara muchos detalles del estilo de vida de las civilizaciones de la anti­ güedad, sabíamos de su grandeza sobre todo por sus construcciones. Los monumentos de Stonehenge nos enseñan algo sobre la tecnología paleolítica, y sobre creencias y conocimientos científicos de sus cons­ tructores. Las pirámides, tanto las egipcias com o las de Babilonia y las de México, son muestras grandiosas de lo que podían hacer sus cons­ tructores. Las catedrales de la alta Edad Media son testimonios de la ingeniería tanto como de la fe. La Gran Muralla china fue la valla de de­ fensa del Imperio contra las invasiones de los bárbaros mongoles. Desde hace varios milenios, los hombres han construido ciudades, grandes o pequeñas, con edificios para albergarse, para adorar a sus dioses, para defenderse, para honrar los cadáveres de sus reyes, para almacenar bienes. Algunos también construyeron puentes, carreteras y puertos para facilitar las comunicaciones entre pueblos, cercanos o lejanos. Muchas veces se pueden distinguir en sus restos, las viviendas de los habitantes comunes, de los esclavos y de los nobles, los templos y los almacenes, las tumbas y las cuadras. En muchos casos se encontraron también restos de artefactos que servían a la vida cotidiana, y paulatinamente los arqueólogos han logra­ do reconstruir muchos de los detalles de la vida de civilizaciones ex­ tintas, aun en los casos en que no se encontraron edificios, porque los materiales con los que aquellas civilizaciones construían sus viviendas no superaron el paso de los siglos. En cambio sí se encontraron herra­ mientas, recipientes, adornos, pinturas, restos de tejidos. Emergen así imágenes claras del estilo de vida de pueblos prehistóricos. En casos excepcionales — como lo es el de Pompeya, sepultada en vida y momificada en todos los detalles de la vida detenida en pleno 40 3

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funcionamiento— se han encontrado ciudades casi intactas. O tro ca­ so excepcional fue el hallazgo de la tumba intacta del faraón Tut-AnkhAmon, que proveyó datos invalorables sobre la vida diaria de los farao­ nes egipcios y no solamente sobre sus ritos fúnebres. La madera y los juncos fueron seguramente de los primeros mate­ riales de construcción que se usaron, y siguen siendo usados. La ma­ dera es uno de los más importantes, aunque las construcciones de ma­ dera obviamente no tienen la durabilidad de los materiales permanen­ tes, como la piedra. También los cueros y el fieltro sirven aún hoy co­ mo materiales de construcción de viviendas de los pocos pueblos nó­ madas que perduran. La piedra fue el material más usado por los egipcios, en sus tem­ plos y en sus viviendas, ya que en su tierra no abundaba ni la arcilla ni la madera. O tro material de construcción ampliamente usado, especialmente en zonas secas, fue y es el adobe, mezcla seca de barro o arcilla con paja con la que se confeccionan ladrillos que se pegan con barro. El adobe es uno de los primeros ejemplos de “material compuesto”, ya que la arci­ lla sola tiende a resquebrajarse al secar, y el agregado de paja le da una resistencia que sin ella no poseería. El ladrillo cocido fue introducido por los pueblos de la Mesopotamia en el tercer milenio a.C., y usado exten­ samente por los romanos, que construyeron con ellos la mayor parte de los edificios para vivienda. Estos edificios de varios pisos tienen un dise­ ño notablemente moderno. Los romanos inventaron además el morte-

Casa primitiva en Humahuaca 404

ro de cal, aún ahora conocido como “tierra romana”. Los edificios ro­ manos estaban frecuentemente provistos de instalaciones de agua co­ rriente, con cañerías de plomo. El desarrollo de la arquitectura y de las construcciones en ladrillos cocidos fue una de las más importantes con­ tribuciones romanas a la tecnología. Los romanos construyeron edifi­ cios, circos, puentes, carreteras, puertos, acueductos, muchos de los cuales subsisten en notable buen estado de conservación. En muchas ocasiones, se construyeron los palacios y los templos de piedra, y las casas de adobe o de madera. Aún en muchos palacios de la antigüedad, las vigas y pórticos eran de madera, hasta la invención del arco de medio punto por los romanos. De tal modo, sólo aquéllos perduraron. Sin embargo, en ciertos lugares muy secos, como en las ciudades de los indios Pueblo, en el SO de los EE.UU., también se man­ tuvieron muchas construcciones de adobe. La tecnología del hábitat abarca varios campos relativamente dife­ rentes. Están, en primer lugar, las construcciones, sobre todo los edi­ ficios. La tecnología de la construcción abarca tres aspectos: el diseño y cálculo de estructuras, los materiales empleados y los métodos de construcción en sí. Pero estos edificios están insertos en un ambiente que en la época actual es esencialmente urbano, y entonces la organización del territo­ rio de la ciudad, la manera de ordenar el tránsito, los accesos, la efi­ ciencia de los diversos servicios que una ciudad moderna necesita, for­ man una parte esencial del estilo de vida de un pueblo.

Acueducto romano en Segovia (España) 405

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Finalmente, en el interior de los edificios se organiza la vida diaria de los habitantes, en sus diversas actividades, su trabajo, su ocio o su intimidad. La tecnología del hábitat abarca una rama importante de la vida dia­ ria de todos los habitantes de la Tierra. Sin embargo, la problemática del hábitat no es primariamente tecnológica. El problema más grave e importante que aqueja a la habitación humana es social y económico. El déficit habitacional es de muchos millones de viviendas en todo el mundo, porque la velocidad con que se construyen viviendas no sigue el ritmo del crecimiento de las necesidades, y porque las necesidades no tienen respaldo financiero que las transformen en demanda. Es así como hay multitudes que carecen de techo y que viven, literalmente, en las calles de muchas ciudades de Asia, de África, y de Latinoaméri­ ca. Y otras multitudes que se hacinan en favelas, villas, poblaciones, o como quiera que se las llame en otros países.

2. Construcciones: tecnología en diseño La historia del diseño es, en gran medida, la de la ingeniería. Resul­ ta evidente que las grandes construcciones de piedra, y sobre todo las de ladrillos, de la antigüedad, requirieron conocimientos bastante avanzados de estática. Hay algunos inventos sorprendentes, como el arco de medio punto, construido con ladrillos de la época romana; y el arco ojival, característico del estilo gótico. Las matemáticas evolucionaron alrededor de los cálculos comerciales y de contabilidad, y es poco probable que los ingenieros tempranos se sir­ vieran de técnicas matemáticas complejas. Seguramente la ingeniería era una artesanía que se transmitía empíricamente de maestros a aprendices. Esto, por supuesto, cambió hace ya bastante tiempo, y los cálculos de estructura fueron una parte crecientemente importante del estu­ dio de arquitectos e ingenieros. El trabajo de diseño para una obra por construir tiene un aspecto de planeamiento general, ambientación, dis­ tribución de espacios, definición de servicios, etc., y un aspecto de cál­ culos estructurales, evaluación de materiales, planeamiento y dirección de la ejecución de la obra, gestión de costos, etc. En todos estos te­ mas, la informática ha modificado profundamente la ejecuación de ta­ reas de los profesionales. 406

Para el planeamiento general, se extiende el uso de programas gráfi­ cos que permiten distribuir los espacios y dibujar los planos con la asis­ tencia de la computadora. Son los sistemas que se conocen con la sigla general CA D (Computer Assisted Design, en inglés). Estos programas per­ miten luego al arquitecto obtener — y mostrar a su cliente— una visión en perspectiva de cómo sería la construcción hecha en base a los planos, y “ver” inmediatamente las consecuencias de modificaciones al diseño. Para el cálculo de la estructura — inclusive los cálculos adicionales necesarios para tener en cuenta los posibles sismos a que la construc­ ción pueda verse expuesta— el arquitecto o el ingeniero cuenta con complejos programas que le ahorran gran parte del trabajo más ruti­ nario de cálculo efectivo. En estos programas, el profesional sólo de­ be introducir los datos específicos del problema, e interpretar los re­ sultados en términos constructivos. En cuanto a la dirección de obra, existen programas de gestión que facilitan y hacen más transparentes todos los aspectos de su ejecución, desde el cálculo de las cantidades de materiales de cada tipo que se re­ quieren, hasta la liquidación de los salarios del personal de obra.

3. Los m ateriales m odernos de construcción Si bien la piedra fue uno de los principales materiales de construc­ ción usados en todas las épocas, era imposible cubrir grandes espacios hasta la invención del arco ojival y del sostén externo (arbotantes), tí­ picos del período gótico. Aproximadamente en la misma época se agregó un material secun­ dario pero muy importante a la lista de los materiales comunes en las construcciones: el vidrio. Hasta que se generalizó su uso, las ventanas eran escasas y pequeñas, ya que resultaba muy difícil aislar los espacios interiores de las temperaturas externas, y se prefería la oscuridad al frío. Co n ventanas con vidrios, muchos de ellos de colores, que de in­ mediato se usaron como espacios útiles para las expresiones artísticas, las catedrales góticas adquieren esa iluminación casi mágica que les dan los amplios vitrales multicolores. Sin embargo, el vidrio siguió siendo un material costoso así que sólo se usó en las iglesias y en los palacios. Los materiales empleados en las construcciones no sufrieron gran­ des cambios hasta la introducción del hierro como material estructu­ 407

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ral, en la segunda mitad del siglo X IX . La siderurgia y el ferrocarril se potenciaron mutuamente. El avance de las vías férreas necesitaba la construcción rápida de grandes puentes, que ya no se construyeron de piedra sino de hierro. Las vigas y las estructuras de hierro se exten­ dieron a las construcciones de edificios, y son características de los grandes edificios públicos de ese tiempo, como mercados, salones de exposiciones, estaciones de ferrocarril, etc. El ejemplo más conocido de las grandes construcciones en hierro de esa época, es la Torre Eiffel, de París, construida para la Feria Mundial de 1889. El cemento de Portland fue inventado alrededor de 1830, y comen­ zó a usarse ampliamente como mortero desde esa misma época. Su empleo típico es en la forma de hormigón, una mezcla de cemento, are­ na y ripio en proporciones dadas y con una granulometría muy bien es­ tablecida. El hormigón tiene buena resistencia a la compresión, pero no tolera las tensiones de tracción. Por otra parte, a pesar de sus venta­ jas, el hierro como material estructural tenía varios inconvenientes. Era pesado, se oxidaba, y en caso de incendio de ablandaba y producía el colapso de las estructuras. Pronto se descubrió que combinando el hormigón con el hierro — lo que conocemos como hormigón armado— se obtenía un material estructural de construcción casi ideal. El hormi­ gón armado permitía superar los inconvenientes de ambos componen­ tes. Se obtuvo así uno de los materia­ les compuestos más útiles y universal­ mente usados aún en la actualidad. Desde entonces, el hormigón armado tendió a reemplazar a los demás ma­ teriales estructurales para todo tipo de construcción. En muchos casos se emplea no sólo como material es­ tructural, sino que se lo deja a la vis­ ta (así se puede ver en la mayoría de los estadios deportivos, los puentes y las autopistas). Los grandes rascacie­ los se construyen con estructuras de hierro, perfiles en I remachados o so l­ dados, que son revestidos de hormi­ gón para su protección en caso de men hierro: Bradbury Building Los Angeles ( 1889) cendio.

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El hormigón armado se complementó técnicamente con la tecno­ logía del pretensado, que mejora mucho su resistencia a la tracción, la principal debilidad del hormigón mismo. Para fabricar una viga de hor­ migón pretensado, se somete a tensión los hierros que formarán la es­ tructura de refuerzo, y se vierte el hormigón en el encofrado. Cuan­ do termina el fraguado, se alivia la tensión, lo que produce un fuerte esfuerzo de compresión sobre el cemento. Aunque los ladrillos cocidos se siguen usando en varias formas, hue­ cas o macizas, el cemento y la arena también se usan para fabricar los “bloques” moldeados que los reemplazan en gran medida. También los materiales para techos han cambiado. Las clásicas tejas semicilíndricas formadas sobre el muslo del artesano, así como otros modelos más ela­ borados, han hecho lugar a diferentes tipos de materiales para techos, sin mencionar los cielos rasos de materiales absorbentes acústicos.

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En la actualidad, a los materiales tradicionales, la mayoría de los cuales se siguen empleando en algunas construcciones, se agregan varios I otros. El vidrio, en algunas de sus for­ mas más resistentes al impacto, tam­ bién es usado en forma amplia, y los modernos rascacielos de hormigón, acero y vidrio, de siluetas elegantes y osadas, forman parte de la línea ar­ quitectónica de las grandes ciudades. Es así como la “pared” en el sen­ tido tradicional del término — o sea como elemento estructural y no so­ lamente como cerramiento del espa­ cio— casi ha desaparecido de mu­ chas de las construcciones más mo­ dernas. En ellas se encuentra fre­

Dominio de los grandes espacios. Estadio olímpico (Munich,!972)

cuentemente un sistema o columna central estructural, en el que se concentran todos los servicios que alimentan el edificio y lo comuni­ can al exterior: agua, gas, electricidad, cloacas, teléfonos, escaleras, as­ censores, calefacción, aire acondicionado. Frecuentemente, esos ser­ vicios se montan, ya incorporados en paneles prefabricados, al mo­ mento de construir los ambientes de cocinas, baños, y demás ambien­ 409

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tes de servicios. Sobre esa columna central se montan vigas y losas a partir de las que se configuran los espacios habitables, frecuentemen­ te de diseño modular, construidos en materiales livianos, y muchas ve­ ces subdivididos mediante tabiques amovibles. Una mención especial merecen las construcciones públicas que ahora cubren grandes espacios sin el tradicional apoyo en columnas, estructuras que muchas veces conquistan el admirativo adjetivo de “osadas”. Estas estructuras espaciales autoportantes o geodésicas se forman de retículas articuladas o rígidas de acero, recubiertas con ma­ teriales frecuentemente transparentes para asegurar una alta lumino­ sidad, similar a la luz diurna al aire libre. En cuanto a los materiales empleados en el interior de los edificios, los diferentes plásticos y compuestos que los incorporan ocupan un lugar importante en cañerías, aislaciones, revestimientos, materiales acústicos, alfombras, aberturas internas, y, a veces, muebles. En relación con estos últimos, ha surgido una línea estética moderna que basa el diseño en la funcionalidad y en las características del material. Esta corriente coexiste con una tendencia más conservadora que tiende a considerar a los materiales tradicionales, como la madera, los textiles y el cuero, como materiales más nobles que los plásticos. También exis­ te una línea híbrida, más bien vulgar, que busca imitar con materiales ba­ ratos el aspecto y la textura de los materiales más tradicionales.

4. Tecnología de la construcción En cuanto a la construcción en sí, una de las principales transfor­ maciones de la tecnología se relaciona con la introducción de grandes máquinas en la ejecución de obras civiles. Esta introducción comienza cuando se hacen importantes movi­ mientos de tierra para adaptar el terreno a la construcción planeada en vez de adaptar la obra al espacio físico y su configuración topográ­ fica. Por supuesto, esto no significa que se pueda ignorar su geología y su mecánica de suelos, cuyo estudio es la primera tarea que se realiza sobre el terreno. Pero a continuación se pueden excavar y mover mi les de toneladas de tierra y de rocas con grandes excavadoras y topa doras, y realizar en pocos días una tarea que hubiera sido prohibitiva si no imposible de realizar a pico y pala en un tiempo razonable. 4 10

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Una vez preparado el terreno, cuando se inicia la construcción de una obra importante, se introducen grandes grúas y plumas, a veces de decenas de metros de altura, que serán las herramientas fundamen­ tales para que los materiales requeridos estén en el lugar adecuado cuando se las necesita. A esta disponibilidad en el instante requerido también contribuye la modalidad de preparación del hormigón para ser vertido en los encofrados, efectuado durante el transporte a la obra por grandes camiones provistos de mez­ cladoras que van preparando la mez­ cla mientras acuden al sitio de cons­ trucción. Cuando se trata de un edificio ele­ vado, generalmente se comienza cons­ truyendo la columna central que lleva todos los servicios. Después, se va ar­ mando el resto de la construcción. En algunos países con gran déficit habitacional, cuando se emprendie­ ron grandes programas de vivienda para ser construidas en plazos bre­ ves, se desarrollaron técnicas cons­ tructivas que recuerdan más los sis­ temas de fabricación industrial en se­ rie que los métodos clásicos de construcción, que, por lo menos pa­ ra la construcción de viviendas de es­ cala modesta, fueron y son aún bas­ tante artesanales. Estas técnicas con­ sisten en construir industrialmente en fábricas, y no en el sitio de la edi­ ficación, conjuntos enteros de pare­ des provistas de todos sus accesori°s , cañerías y aberturas. En el sitio Se construye sólo la estructura de hormigón, formada esencialmente Por losas y columnas, y en ese arma-

Peachtree Center Plaza Hotel (Atlanta, CA) 4 11

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zón se montan las paredes prepáralas. De esta manera es posible abreviar muchísimo los períodos de :onstrucción, y por lo tanto los costos, ya que tradicionalmente son as terminaciones e instalaciones las que llevan la mayor cantidad de ttibajo especializado en el sitio.

ahora se logra evitar mediante cálculos estructurales más ajustados y ensayos de calidad de los materiales que se emplean. Por lo tanto, tam­ bién se han desarrollado ensayos que sirven para asegurar que las pro­ piedades de los materiales son las previstas. Mediante estos ensayos se determinan experimentalmente los lími­ tes de esfuerzo a los cuales es posible llevar a los materiales. En ellos se destruyen probetas especialmente preparadas para ese fin, de tama­ ños normalizados.

6. Las ciudades

Construcción del puente Encamación-Posadas '

5. Ensayos de materiales Com o en otras especialidades, a medida que las técnicas construc­ tivas se hacen más complejas, y que el conocimiento del comporta­ miento de los materiales es más detallado, es posible hacer los cálcu­ los más ajustados. En las grandes corstrucciones antiguas y medieva­ les, los cálculos eran probablemente poco detallados, y los arquitectos se basaban sobre todo en la experiencia. Sin embargo, la época de las catedrales góticas se caracterizó por una gran osadía y experimentos en estática que condujeron a las grandiosas construcciones que admi­ ramos sin reservas. Claro que también hubo intentos fracasados, co­ mo el de la construcción gótica más esbelta y aérea de todas, la Cate­ dral de Beauvais, cuya construcción fue abandonada luego de un de­ rrumbe. Cuando se comenzaron a hacer cálculos detallados, se aplica­ ban grandes factores de seguridad, usando dimensiones de vigas y pa­ redes mucho mayores de los estrictamente necesarios. Esto significa­ ba un importante exceso de materiales y aumentos de costos, que 4 12

Las primeras ciudades se originaron hace algunos miles de años, y tuvieron funciones administrativas: se formaron como sedes de los go­ biernos de grandes imperios basados en la agricultura extensiva y de riego artificial, como Babilonia, Egipto y Mohenjo-Daro. Muchas de las ciudades de la antigüedad eran muy grandes, aun comparando con las dimensiones de las nuestras. En su apogeo, Roma y Alejandría tuvieron más de un millón de habitantes. Estas dimensio­ nes proponían a los urbanistas de esas épocas serios problemas de su­ ministro de servicios, que a veces condujeron a soluciones muy avan­ zadas, como lo atestigua la tecnología hidráulica de Roma. Mucho más tarde, luego de la caída del Imperio Romano, desapare­ cieron las ciudades grandes, y los burgueses se agruparon en ciudades con una estructura basada principalmente en las necesidades de defen­ sa. Las ciudades eran pequeñas, recostadas contra los contrafuertes de cerros que facilitaban su defensa, y rodeadas de murallas que se cerra­ ban de noche con grandes puertas. Los castillos medievales, con sus fosos con puentes levadizos, y sus gruesas murallas, eran a la vez vi­ viendas de los nobles y de sus siervos, refugio de los campesinos, y fortalezas construidas teniendo más en cuenta las consideraciones mi­ litares que las de habitabilidad. En cuanto a las comodidades que estos castillos, estas ciudades y las casas de que se componían estaban dotadas, llama la atención la rusti­ cidad de la vida, aun de los más encumbrados nobles, en épocas relati­ vamente cercanas a nosotros. El hedor y la suciedad de las ciudades medievales era seguramente mayor de lo que nos imaginamos. Las es­ trechas calles apenas dejaban paso a un carruaje. El castillo de Versai4 13

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lies, símbolo máximo del esplendor de los reyes de Francia en el siglo XV II, carece de instalaciones sanitarias. En tiempos de la Revolución Francesa, la mayoría de las calles de París aún no estaban pavimentadas, y eran recorridas por igual por los jóvenes nobles a caballo, como por las aves de corral que los burgueses mantenían en sus patios. Algunos detalles de la construcción de estos castillos demuestran de qué manera están imbricadas las costumbres con la tecnología . 1 En Inglaterra, en el siglo X II se introdujo la chimenea con tiraje. Hasta en­ tonces, el único sistema de calefacción conocido era una gran fogata encendida en el centro de la estancia. Ello obligaba a una vida en co­ mún entre señores y sirvientes, mucho más cercana de lo que fue cuando se hizo posible instalar un hogar casi en cada habitación: de in­ mediato las clases sociales dejaron de convivir. Muchas ciudades europeas de la actualidad muestran aún una es­ tructura en la cual se reconocen varias de estas características defen­ sivas. Por ejemplo, el plano de París consiste en lo que alguna vez fue­ ron tres círculos concéntricos de murallas, cuyos tamaños crecientes siguieron el crecimiento de la ciudad al correr de los siglos, y que aho­ ra son otras tantas avenidas de circunvalación. A diferencia de las ciudades europeas, que crecieron durante siglos y reflejan ese hecho en su estructura, la mayoría de las ciudades ame­ ricanas fueron construidas según planes preestablecidos, y por lo tan­ to presentan el clásico plano en el que las calles se cruzan regularmen­ te en ángulo recto. Q ue este trazado se hacía muchas veces sin tener en cuenta las características topográficas del terreno, ilustra el hecho de que la burocracia y el centralismo exagerado no son características sólo de nuestro tiempo. Algunas ciudades modernas fueron planificadas desde su comienzo, y sus diferencias ilustran las idiosincrasias de los gobiernos que las construyeron. La Plata, construida a fines del siglo X IX , sólo agrega a la cuadrícula tradicional las diagonales y algunas plazas públicas. Brasi­ lia, pretenciosa capital de una gran potencia del futuro, no se puede re­ correr si no es en automóvil. Canberra, en cambio, la capital de Aus­ tralia, presenta un diseño amable, descentralizado y agrupado alrede­ dor de un gran lago artificial. Pero desde hace algunas décadas se produjo un crecimiento desen­ frenado y desordenado de muchas ciudades especialmente en los paí­ ses subdesarrollados, en los que la mayoría de la población aún recien­ 4 14

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temente era rural. Las ciudades de México, Bangkok, Cairo y fnuchas otras se han transformado en infiernos superpoblados y contamina­ dos, donde el tránsito es caótico, y donde los habitantes pasan una parte considerable de su tiempo tratando de llegar de su trabajo a su domicilio. Buenos Aires está en vías de seguir el mismo camino. Estas ciudades crecieron sin ningún planeamiento, muchas veces a merced de los intereses inmobiliarios, y sin consideración alguna para las necesidades de los habitantes. Además de los barrios de edificación normal, en ellas mismas o en su periferia se suelen establecer barrios marginales que no reúnen las condiciones mínimas de habitabilidad. Las ciudades mismas con frecuencia carecen totalmente de espacios verdes, los servicios son superados por la demanda, y la vida se hace cada vez más difícil para sus habitantes. Paradójicamente esto ocurre en la medida en que cierto progreso hace del automóvil un bien más accesible a nuevas capas de población. Sin embargo, también en los países desarrollados se produjo un vir­ tual y creciente ahogamiento de las ciudades. En ciudades como Los Angeles, Tokio o París, durante las “horas pico” aun las autopistas de seis bandas de circulación son insuficientes para asegurar una circula­ ción a velocidades razonables, y los pesadillescos embotellamientos dan la pauta de una civilización que llega a una gravísima crisis. Estos problemas, que a veces parecen casi insolubles, han sido en­ carados de varias maneras por los planeadores urbanos. En diversos países se produjeron verdaderos éxodos de la población de las gran­ des ciudades a los suburbios o a “ciudades satélites” planificadas con vistas a una dimensión moderada y a una buena calidad de vida. Esto se puede hacer en la medida en que la descentralización de la indus­ tria y la aparición de unidades productivas más pequeñas ya no hace imprescindible que los trabajadores recorran grandes distancias para llegar a sus lugares de trabajo. El célebre “Silicon Valley”, por ejemplo, donde se concentra buena parte de la industria de punta de los EE.UU., es un conjunto de pequeñas ciudades entre las cuales se man­ tienen cuidados espacios verdes. Aun en los países o ciudades en que existe, el planeamiento urba­ no se encuentra con varias disyuntivas que tienen mucho que ver con •os estilos de desarrollos y de vida de los habitantes. Se puede prefe­ rir vivir en grandes edificios de departamentos rodeados de espacios verdes comunes, o en casas individuales con jardincitos. Ambas son

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opciones válidas, pero es necesario tene»r en cuenta que lo s costos y los requerimientos de uno u otro tipo dte desarrollo son diferentes Nuestra civilización ha hecho otra o p ció n que co n d icio n a muchos aspectos de la vida urbana. Entre la enorrme libertad que otorga el ve­ hículo individual, y la mayor eficiencia ecoanómica y ecológica de los sis­ temas de transporte colectivo, en muchcos lugares se optó casi sin re­ paros por la primera. Pero el precio de; esta opción, que es a la vez tecnológica, sociológica y ecológica, resuilta m uy alto. A dem ás del ma­ yor consumo de combustible y de la mjayor contam inación, en nues­ tras ciudades cada vez mayores superficies están ocupadas por auto­ pistas y por espacios para estacionamienito. A pesar de lo.cual, el aho­ go de las grandes ciudades, sobre todo e n los países subdesarrollados, se continúa agravando. Todas las ciudades grandes o medianais tienen sistemas de transpor­ te colectivo, y en algunas de ellas estos sistemas son lim pios, moder­ nos y eficaces. Los más recomendables sson los m enos contaminantes, tanto desde el punto de vista ecológico icom o visual, y numerosas ciu­ dades han dedicado grandes sumas a lai construcción y expansión de sus sistemas de ferrocarriles eléctricos; subterráneos. Estos sistemas podrían ser totalmente automáticos, si ino fuese porque los pasajeros prefieren que haya personal humano a cargo de los trenes, o por lo menos que parezcan estarlo. En muchas ciudades, sobre todo en Europa, tienen plena vigencia los antiguos sistemas de tranvías eléctriicos, que en algunos casos da­ tan de más de cien años atrás. C laro quee ahora emplean vehículos mo­ dernos, silenciosos y veloces. Es evidemte que los sistemas eléctricos de transporte urbano son los más deseables. Adem ás de los subterrá­ neos y los tranvías, en algunas ciudades; existen sistemas de trolleybus. También la bicicleta es un medio de: transporte muy usado en va­ rias culturas urbanas. En países tan distímiles com o China y Holanda, reemplazan con obvias ventajas los sisteemas usuales entre nosotros. Una ciudad es mucho más que un cconjunto de edificios. Tiene nu­ merosos sistemas vitales sin los cuales m uere, tal com o un ser pluri­ celular posee tejidos especializados en sum inistrar a todos sus rinco­ nes los fluidos vitales que necesita. Urna ciudad m oderna precisa vías de movilización interna y externa: las c:alles, avenidas y autopistas que comunican sus partes entre sí y el conjjunto con el exterior; demanda también numerosos servicios de alim entación, c o m u n i c a c i ó n y reco4/6

lección de desechos: agua potable, gas combustible, potencia eléctrica, teléfonos, estaciones de radio y emisoras y redes de televisión, cloa­ cas, recolección de residuos domiciliarios, callejeros e industriales. Los cables eléctricos para algunos de estos servicios pueden ser de tendido aéreo o subterráneo, y es obvio que el aspecto de la ciudad no será el mismo según cuál sea la opción. A medida que se hace ne­ cesario renovar algunos de los tendidos, se van reemplazando los aé­ reos por subterráneos, lo cual implica veredas excavadas durante años... O tro de los componentes habituales del paisaje urbano son los se­ máforos, que regulan el flujo vehicular, sobre todo en las avenidas. Existen sistemas informatizados, que miden el flujo vehicular y regulan los intervalos entre cambios de luces de manera de minimizar los tiempos totales de espera. A falta de estos sistemas, se usa la sincro­ nización de los semáforos a lo largo de una avenida de mano única, pa­ ra que los vehículos puedan avanzar a cierta velocidad sin ser deteni­ dos (“onda verde”).

7. Ergonom ía y estética El área del hábitat en el que menos cambios e innovaciones tecno­ lógicas hubo es el del diseño de muebles. Salvo los armarios, que aho­ ra son casi siempre empotrados, los demás muebles, las camas, las me­ sas, las sillas, los sillones, son en general iguales o muy parecidos a co­ mo eran hace décadas si no siglos, aunque por supuesto han cambia­ do los detalles de estilo y los materiales en muchos casos. Los pocos cambios que se propusieron no han dejado de ser opciones exóticas y marginales. Las causas de esta estabilidad son más culturales que tecnológicas. Desde la introducción del tenedor, las costumbres en la mesa tampoco variaron apreciablemente.

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Hay pocas excepciones a esta estabilidad. Las camas de agua, o las que se pueden levantar y guardar en un armario especial; y las bolsas parcialmente llenas de pelotitas de espuma plástica, sillones modernos que adoptan la forma que su ocupante quiere darle, son algunas de ellas. Hay una rama de la ingeniería, de desarrollo relativamente recien­ te, la ergonomía, que estudia la funcionalidad de los instrumentos que usamos. Entre ellos figuran los muebles. El objetivo de la ergonomía es 4/7

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optimizar el diseño de toda clase de instrumentos, desde el punto de vista de la comodidad de su uso, de la economía del esfuerzo, y de la “salubridad” de su empleo en forma prolongada y cotidiana. Sus prin­ cipales aplicaciones han sido en el ámbito industrial, donde se procu­ ra diseñar las herramientas y los ambientes de trabajo de manera de reducir el cansancio de los trabajadores, disminuir sus errores, y me­ jo rar tanto su bienestar como su eficiencia laboral global. La mejor ilu­ minación y ventilación de los lugares de trabajo es uno de los temas estudiados en este contexto. Co m o hay cada vez más trabajadores que pasan su jornada laboral ante una computadora, son significativos algunos diseños ergonómicos de teclados, y, muy especialmente, de una silla-reclinatorio, que en lu­ gar de apoyar el peso total del cuerpo sobre la base de la columna ver­ tebral, como ocurre en una silla común, lo distribuye entre la colum­ na vertebral y las piernas, ya que el operador se apoya parcialmente sobre la pelvis y parcialmente sobre la tuberosidad anterior de la tibia (inmediatamente por debajo de la rodilla). Sin embargo, ninguno de es­ tos diseños parece haberse impuesto aún en una escala significativa. A falta de diferencias importantes en el diseño de los muebles más corrientes, fueron los materiales modernos, en especial los materiales plásticos, los que hicieron cierto impacto en el diseño del mobiliario. Sin embargo, fuera de los ambientes funcionales de oficinas y ambien­ tes industriales, este tipo de muebles, de acero, plástico, fórmica, etc., de bajo precio y de diseño sencillo, son generalmente poco aceptados para las viviendas de cierta categoría, donde suelen ser preferidos los muebles de madera y de diseño más tradicional. En cuanto a ámbitos menos visibles, hay más cambios: los colcho­ nes son de espuma de poliuretano en vez de lana; los acolchados son de poliéster en lugar de plumas de ganso, y las moquetas de telas poliméricas han generalizado los antes exclusivos alfombrados “pared a pared”. Donde los cambios tecnológicos resultan más evidentes, es en la cocina. A llí es donde en muchos hogares se instaló un nuevo estilo de cocina basado en la combinación entre el congelador (freezer) y el hor­ no de microondas. Se pueden adquirir comidas precocidas y congela­ das, que se consumen con sólo calentarlas un par de minutos en el horno de microondas. O la dueña de casa cocina ella misma para to­ da la sem ina y congela su propia obra. 4 18

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Una mención merecen los numerosos equipos de tecnología media, conocidos colectivamente como “electrodomésticos”. Estamos muy acostumbrados a las heladeras, los lavarropas, las aspiradoras, los lava­ platos, los equipos de acondicionamiento de aire, etc. Sin embargo, aunque la mayoría de ellos ya existía en el mercado, ninguno era hace cuarenta años un adminículo habitual de la mayoría de los hogares.

8. Los servicios dom iciliarios Estamos tan acostumbrados a los servicios esenciales que no sole­ mos reflexionar sobre ellos más que cuando alguno se interrumpe. Pe­ ro cada uno de ellos: luz, calor, frío, gas combustible, teléfono, radio y televisión, significa un esfuerzo tecnológico considerable. Para que la vida social no se interrumpa al anochecer, desde muy antiguo se usaron medios artificiales de iluminación: fogones, antor­ chas y velas. Recién en los años 1880 se comenzó a generalizar el uso de la luz del gas para el alumbrado. Cuando Edison creó la primera lámpara incandescente realmente utilizable, ya se empleaba la lámpara de arco, demasiado intensa para los usos domésticos. La lámpara de fi­ lamento de tungsteno en vacío aún domina nuestras noches, aunque se use bastante el tubo de luz fluorescente, y más recientemente para la iluminación de calles y rutas, se impongan las lámparas de vapor de mercurio, de sodio, de xenón o de iodo. Se trata siempre de aumen­ tar la eficiencia luminosa de las fuentes de luz, porque en casi todas ellas la mayor parte de la energía eléctrica se pierde en forma de ca­ lor, razón por la cual se continúa buscando la “luz fría” que evite ese desperdicio. Es posible que la solución se encuentre en los diodos emisores de luz blanca formados por ciertas sustancias orgánicas electroluminiscentes. Estas fuentes de luz están en una fase experimental preliminar, pero podrían formarse con ellas luminarias livianas, planas y delgadas, de muy aceptable eficiencia. El agua potable es también un servicio imprescindible para los ha­ bitantes de las ciudades, que no disponen de otra fuente de agua que la canilla. El suministro de agua potable sufre crisis debido al crecimien­ to de las ciudades y a la contaminación de las fuentes de agua de las cercanías, tanto las superficiales como, a veces, las napas subterráneas. 4/9

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Esto hace imprescindibles las grandes plantas urbanas de potabilizador) de agua, por floculación de materias suspendidas y por antisepsis, generalmente realizada mediante cloro. Para potabilizarlas, a veces se hace necesario desalinizar aguas salo­ bres o de mar. En tal sentido, se han desarrollado varios métodos que se encuentran en el límite de lo económicamente factible, uno de los cuales es la destilación. Para ello, una de las fuentes de energía que se estudian son reactores nucleares diseñados para uso en un sistema de cogeneración: provisión simultánea de agua potable y energía eléctrica. Com o experimento curioso, vale la pena mencionar el intento he­ cho por un país del golfo Pérsico, de llevar a la zona un enorme tém­ pano de hielo antartico mediante barcos remolcadores. Por supuesto la mayor parte del hielo se derritió en el viaje, y la experiencia no fue repetida. La generalización del uso del gas natural como combustible de uso doméstico, en cambio, ha simplificado las instalaciones, ya que no es necesario almacenar el gas, sino que se alimenta directamente de ca­ ñerías a baja presión.

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Un integrante de la casa inteligente tal vez sea un pequeño robot programado para realizar las tareas domésticas más molestas. Por aho­ ra es poco probable que sea antropomórfico, y seguramente por bas­ tante tiempo no podrá hacer más que las operaciones más elementa­ les. Tal vez podrá detectar el polvo sobre la superficie de los muebles o sobre el piso, y aspirarlo.

Notas I.J. Burke, Connections, Little, Brown & Co, 1978.

9. La casa inteligente En gran medida, la “casa inteligente” es aún un producto literario, más que tecnológico. Pero ello se debe sobre todo a razones econó­ micas y no a dificultades técnicas. La “casa inteligente” no lo es realmente: sólo mide las magnitudes físicas del ambiente y toma decisiones simples sobre esa base. Si el ni­ vel de iluminación baja, enciende las luces; regula la temperatura en sus diferentes habitaciones; tal vez prenda los regadores si la humedad del suelo del jardín desciende; puede encender el horno para que el asa­ do esté a punto cuando lleguen los dueños de casa; en algún futuro también podrá disponer de un robot-mucamo. La casa inteligente será avara de la energía que consuma. Estara muy bien aislada, tanto térmica como acústicamente, y tendrá genera­ dores de energía incorporados a su misma estructura. Es muy proba­ ble que su techo esté cubierto de paneles solares fotovoltaicos, que podrán suministrar gran parte de la energía necesaria. Si eso no alcan­ zara, tambi'én podrá estar provista de generadores eólicos. 4 20

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Capítulo 21

Tecnología médica

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I. La m edicina m oderna Mientras que en los tiempos anteriores al advenimiento del moder­ nismo y del racionalismo, las enfermedades eran generalmente consi­ deradas como expresiones de un ser humano en interacción con fuer­ zas espirituales, el mecanicismo — que se fue transformando en la filo­ sofía dominante desde el siglo X V II en adelante— tendió a reducir al enfermo a un conjunto de órganos y sistemas de órganos que, si bien interactuaban estrechamente en el funcionamiento del ser humano to­ tal, podían ser analizados por separado. Los anatomistas se atrevieron a investigar experimentalmente la estructura detallada del cuerpo hu­ mano, muchas veces violando preceptos eclesiásticos. Por supuesto hubo una larga historia de la medicina previa a esos tiempos. La acupuntura, método chino de tratamiento de numerosas enfermedades, que goza de gran prestigio aún en la actualidad, y no só­ lo en China; el uso de principios medicinales de origen vegetal, en to­ das las culturas; el uso de telarañas como antibiótico y coagulante; mu­ chas formas más o menos brutales de cirugía, incluso trepanaciones, sin anestesia ni asepsia, etc. La operación cesárea se llama así, porque se supone que Julio César nació mediante ese método. Pero las cau­ sas de las enfermedades eran ampliamente desconocidas. En el siglo X V II, el holandés Antón van Leeuwenhoek inventó el mi­ croscopio, y por primera vez se pudieron ver los microorganismos; sin embargo las causas directas de las enfermedades siguieron siendo vir­ tualmente desconocidas, y continuaron en penumbras hasta mediados del siglo X IX . Recién entonces algunos biólogos y médicos — en espe­ cial Luis Pasteur— pudieron demostrar la relación entre ciertas enfer­ medades y la presencia de microorganismos en los “humores” y las visceras de los enfermos. Entre los grandes logros de la medicina previa a nuestra época, de4 23

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bemos mencionar el descubrimiento dei principio de la vacuna, por Jenner, que preparó vacunas contra la viruela, una de las enfermeda­ des más temidas de su época; la invención de la antisepsia, por Lister; el descubrimiento de las cualidades anestésicas del éter etílico y del cloroformo; el desarrollo de la quimioterapia, o sea, de medica­ mentos sintéticos, preparados por vía química, y no solamente ex­ traídos de ciertas plantas medicinales conocidas desde la antigüedad. Un ejemplo brillante de esta investigación y del desarrollo sistemáti­ co en farmacología, fue la introducción del Salvarsán, compuesto sin­ tético orgánico del arsénico, que se usó durante décadas como me­ dicamento específico contra la sífilis. Los Rayos X fueron descubier­ tos por Roentgen en 1895 y aplicados por él al diagnóstico médico casi de inmediato. La conjunción de la antisepsia y la anestesia permi­ tió a la cirugía hacer intervenciones cada vez más osadas con mayor seguridad. Y en cuanto a ciertas ramas laterales de la medicina, recordemos que poco más de cien años atrás, lo único que se podía hacer contra un atroz dolor de muelas era una igualmente atroz extracción, con te­ nazas y sin anestesia, en manos de un barbero. Lo que se ha avanzado desde entonces es inaudito. Hoy damos estos logros por sentados. Por ello es útil recordar que hace poco más de un siglo la mayoría de ellos no existían. El impacto de la revolución tecnológica en la medicina es, por supues­ to, tan profundo como en todos los demás aspectos de la vida humana. Debemos distinguir netamente entre dos aspectos de la medicina, de hoy y de siempre: el diagnóstico y el tratamiento.

2. Equipos para diagnóstico En la actualidad existen equipos que permiten al especialista “ver” el interior del cuerpo humano casi con la misma precisión con que ob­ serva su exterior. Algunos de estos equipos producen imágenes re­ construidas por complejos cálculos a partir de datos sutiles de la ab­ sorción de rayos X por los diferentes tejidos, o de la refracción de ul­ trasonidos ew los órganos internos; o de parámetros aún mucho más esotéricos como los tiempos de relajación de la magnetización nuclear, o el decaimiento radiactivo de isótopos de vida corta que dan una me­ 4 24

dida en “tiempo real” de la fisiología de puntos específicos de órganos como el cerebro o el corazón. O tros equipos, en cambio, permiten introducirse en* las cavidades internas del cuerpo, para ver en forma inmediata, mediante una luz transmitida a través de fibras ópticas, el estado de esos espacios inter­ nos. También es posible efectuar intervenciones quirúrgicas manipu­ lando con esos mismos aparatos, los tejidos que se ven.

Rayos X El uso de los rayos X para el diagnóstico médico se basa en el he­ cho de que los diferentes tejidos tienen densidades electrónicas dife­ rentes y son, por lo tanto, transparentes a los rayos X en diferente medida. Las aplicaciones de esta técnica se multiplican mediante el uso de diferentes materiales de contraste que, inyectados al paciente o sumi­ nistrados por vía oral o rectal, permiten m ejorar la visibilidad radio­ gráfica de órganos normalmente casi transparentes a los rayos X . Los equipos de rayos X tradicionales son bastante sencillos. C o n ­ sisten en un tubo que emite los rayos en un haz aproximadamente co­ limado. Detrás del cuerpo del paciente se coloca una placa radiográfi­ ca o una pantalla fosforescente. Los equipos modernos, si bien se basan en el mismo principio, sue­ len estar provistos de intensificadores de imagen, que permiten registrar una radiografía con exposiciones mucho menores, y posibilitan una inspección radioscópica más detallada. El intensificador de imagen es un dispositivo que consiste en una pantalla cubierta por un material fo­ tosensible encargado de emitir electrones cuando un raxo X incide so­ bre él. Estos electrones son acelerados y focalizados sobre otra pan­ talla, con lo que se puede obtener una ganancia de intensidad de va­ rios órdenes de magnitud. La imagen puede ser tomada por una cáma­ ra de televisión, y registrada en video. Esta técnica permite tomar cinerradiografias, es decir, registrar los movimientos de los órganos. Existen numerosas técnicas que se basan parcialmente en el regis­ tro de una imagen “cinerradiográfica”. Una de ellas es la angiografía, en la cual se inyecta al paciente, en la arteria que se quiere estudiar, un compuesto (generalmente de iodo) que es opaco a la radiación pero inerte para los tejidos del paciente. En la imagen cinerradioscópica se 4 25

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sigue, luego, el progreso de la sustancia opaca a través de la arteria que se quiere estudiar. Esta técnica permite analizar directamente el esta­ do de las coronarias o las carótidas en los casos de la obstrucción parcial o completa de dichos vasos. Una técnica relacionada con éstas es la angioplastia, usada para “destapar” arterias obstruidas por ateromas. Para efectuar esa opera­ ción, se introduce en el vaso obstruido una vesícula elástica que, al ser inflada, aplasta los ateromas y facilita así el flujo sanguíneo.

Tomografía axial computada Una radiografía representa la superposición de todos los planos del cuerpo perpendiculares al haz de rayos, que se proyectan sobre la pla­ ca, colocada detrás del paciente. En la T A C , una fuente de raxos X gi­ ra alrededor del paciente, y un conjunto de detectores de la radiación, ubicados del otro lado del paciente, miden la densidad electrónica en muchos planos. Todos los valores medidos de este modo son suminis­ trados a una computadora, que a partir de ellos calcula la distribución tridimensional de la densidad electrónica con una resolución de un mi­ límetro. Presentada gráficamente por secciones transversales, esta dis­ tribución espacial de la densidad electrónica equivale a una serie de fo­ tografías de las sucesivas secciones del cuerpo. . Recientemente se ha desarrollado un sistema de software que sumi­ nistra estos cortes, o los obtenidos mediante la técnica de Imágenes por Resonancia Magnética (IRM), directamente en forma tridimensional a la vista del cirujano. El sistema consiste en un “lápiz sensor” que se intro­ duce en la zona operatoria y permite al cirujano operar según el mapa tridimensional producido por los estudios tomográficos previos.

Im ágenes por resonancia magnética La mayoría de los núcleos atómicos — entre ellos el protón, que pertenece al elemento más abundante en el cuerpo humano, el hidró­ geno— tienen un momento magnético capaz de orientarse en un cam­ po magnético intenso. Cuando eso ocurre, puede adoptar una u otra de dos posiciones, y pasar de una a la otra por absorción o emisión de un cuanto electromagnético (fotón). La energía d e este fotón d e p e n d e de la intensidad del campo, pero también depende de un parámetro 4 26

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mucho más sutil: las cualidades precisas del ambiente químico en el que se encuentra el protón. N o sólo la energía del fotón depende de ese ambiente, sino el tiempo (llamado “tiempo de' relajación”) en que el protón tarda en responder a un leve cambio en el campo magnético. Éste es el fenómeno que emplea la técnica de Imágenes por Resonan­ cia Magnética (IRM o MRI por la sigla en inglés) para obtener una ima­ gen tridimensional del interior del cuerpo humano, de una resolución y una nitidez sorprendente: las imágenes de IRM son comparables a fo­ tografías de alta calidad, aunque en blanco y negro. El equipo de IRM consiste en un gran imán, que suele ser un solenoide superconductor enfriado en helio liquido, en cuyo interior se coloca el paciente. A ese campo magnético, que debe tener una homogeneidad espacial de una parte en un millón por lo menos, se agregan unas bobi­ nas que superponen al campo estático uno pequeño de radiofrecuencia, cuya función es producir la señal de resonancia y detectarla. Las bobinas de detección barren el cuerpo del paciente, y suminis­ tran la información que recogen a un sistema de cómputos que trans­ forma los datos individuales y puntuales del tiempo de relajación en una imagen, un mapa tridimensional de tales tiempos. El contraste y la calidad de esas imágenes son tan buenas, que no sólo se logra reconocer todos los detalles anatómicos, sino estados patológicos como inflamaciones, necrosis, etc.

Gammagrafía El uso de isótopos radiactivos de elementos que tienen especial afi­ nidad por ciertos tejidos u órganos, permite obtener imágenes regis­ trando directamente la localización topográfica de la radiactividad me­ diante detectores de centelleo asociados con fotomultiplicadores. Para este tipo de estudio se usan varios isótopos, los más conoci­ dos de los cuales son el io d o -131, para los estudios de la tiroides y el tecnecio-99m, en especial para estudios del miocardio. La cámara-gamma, con que se hacen estos estudios, consiste de un colimador y un detector. El colimador es un bloque de plomo perfo­ rado por numerosos canales paralelos, que sólo deja pasar los fotones gamma cuya dirección es paralela al eje de los canales. El detector es uno o más cristales detectores de centelleo, de ioduro de sodio con ciertas impurezas que aumentan su sensibilidad. Cuando un fotón gam­ 4 27

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ma es capturado en un cristal de centelleo, produce un destello de luz que es captado por uno de una serie de fotomultiplicadores. Moder­ namente se tiende a usar detectores multifilares que son sensibles a la posición del sitio en que se produce el destello.

Tomografía por emisión de positrones Mientras que los rayos X y su aplicación más compleja, la T A C , tan­ to como la IRM, dan información anatómica, la tomografa por emisión de positrones (TEP, o PET, según la sigla en inglés) es un método de exa­ men que da información directa sobre la fisiología de la región exami­ nada. El método se basa en la inyección de ciertos isótopos radiacti­ vos, que tienen una vida media muy corta y decaen por emisión de po­ sitrones. Estas partículas no son componentes “normales” de la mate­ ria, y al interactuar con los electrones del medio en que se hallan, emi­ ten un par de rayos (fotones) gamma en direcciones exactamente opuestas. Estos rayos son detectados por un sistema de “coinciden­ cias”, que sólo registra la llegada casi simultánea de ambos fotones a sendos detectores. La simultaneidad no es absoluta, porque cada fo­ tón tarda un tiempo en llegar del lugar de su creación al detector co­ rrespondiente, lo que permite discriminar precisamente el punto de origen de la radiación. A partir de todas esas señales, emitidas desde los diversos puntos del órgano examinado, es posible reconstruir por cálculos de tipo parecido a los que efectúa un T A C , una imagen que representa la distribución espacial de la concentración de la sustancia radiactiva. Los isótopos adecuados para este tipo de experiencia no son muy numerosos. Los más usados son: el flúor-18, de I 10 minutos de vida media: el carbono - 1 I , de 2 0 ; el oxígeno-15, de 2 , el nitrógeno-13, de 10. Ciertos compuestos marcados con estos radioisótopos son típicos para los estudios de TEP. Para los estudios sobre la fisiología cerebral, se suele usar un compuesto (FD G : fluo-desoxiglucosa) que se compor­ ta como la glucosa, y se concentra con velocidad en el cerebro, acudien­ do selectivamente a aquellos sitios del mismo en los que la actividad es más intensa. El resultado del cálculo de la distribución de densidad de positrones es, por lo tanto, un mapa de la actividad cerebral. Los resultados de estos estudios son sorprendentes, y no sólo per­ miten un diagnóstico exacto de varias enfermedades (tumores, epilep­ 4 28

sias, mal de Alzheimer, etc.) sino un estudio de las localizaciones cere­ brales de diversas actividades mentales. A sí se confirma la localización ¿e fenómenos asociados al lenguaje en el hemisferio izquierdo, y los de la apreciación estética, en el derecho. Pero si un entendido escucha música, que le produce un placer tanto estético como intelectual, el efecto se detecta en ambos hemisferios. Aplicado al estudio de la fisiología del sistema circulatorio, en espe­ cial del corazón, la TEP permite detectar obstrucciones coronarias que no se notan por otros medios, y podría prevenir así la mayoría de los accidentes cardiovasculares. La TEP es un sistema mucho más complejo que una T A C , ya que, además del tomógrafo propiamente dicho, y dado el corto tiempo de vida de los isótopos empleados, generalmente es necesario comple­ mentar la T EP con una instalación para producir los radioisótopos que se usan, y para sintetizar los compuestos marcados en tiempos muy breves. Esto hace que el costo de adquisición y de operación de un sis­ tema TEP sea muy elevado, y no sea posible aún su empleo masivo co­ mo herramienta de diagnóstico. Además de su alto costo, la TEP tiene un límite de resolución, ya que el recorrido libre medio de los positrones es de unos dos milíme­ tros. N o es posible detectar un objeto menor de ese tamaño, aunque los equipos actuales aún no alcanzan ese límite teórico.

Ecografía Una ecografía es una imagen de la refracción de ondas de ultraso­ nido en las “inhomogeneidades” del interior del cuerpo. Escribimos “inhomogeneidades” entre comillas, porque de hecho se trata de los límites entre un órgano del cuerpo y otro. Se logra así una imagen di­ recta en “tiempo real” de numerosas características de dichos órga­ nos. Los ejemplos más conocidos son las fotografías prenatales de fe­ tos, que a veces sirven para determinar su sexo antes del nacimiento, o para figurar en primer lugar en el álbum de fotos del bebé. Pero hay numerosas variantes, que permiten la observación de de­ fectos del miocardio, agrandamientos de la próstata, y muchas otras anomalías, mediante una técnica simple de aplicar, no intrusiva y pro­ bablemente innocua, que ya se acepta como rutinaria en los exámenes ginecológicos.

Tomás Buch El tecnoscopio

Endoscopía con Fibras ópticas En este rubro existen varios modelos de aparatos con finalidades especificas, pero el funcionamiento es similar en todos ellos. El ele­ mento de exploración es un tubo flexible más o menos delgado según el uso previsto, en el cual hay un cable de fibras ópticas, generalmen­ te provisto de un elemento óptico que hace las veces de lupa o de ob­ jetivo. El tubo se introduce por cualquiera de las aberturas del cuer­ po, y, mediante una luz cuyo haz también recorre la fibra, se ilumina el campo visual, que se observa a través de la fibra y de un ocular colo­ cado en su extremo exterior. También se puede acoplar la fibra con una pequeña cámara de televisión, con lo cual las imágenes se pueden amplificar y registrar. Este tipo de sistema de imagen se ha visto recien­ temente enriquecida por un dispositivo que permite obtener una ima­ gen tridimensional del campo inspeccionado. Cuando decimos que el endoscopio puede introducirse por todas las aberturas del cuerpo, debemos aclarar que éstas incluyen las natu­ rales como también aberturas practicadas quirúrgicamente. En esto estriba la creciente aplicación de las técnicas microquirúrgicas a través de los endoscopios. El endoscopio permite penetrar al interior del cuerpo y efectuar allí de manera relativamente incruenta un número creciente de operaciones que anteriormente hubieran exigido inter­ venciones de cirugía mayor. Para ello poseen micropinzas y telemani­ puladores. La cirugía endoscópica es ya una rama importante de la ci­ rugía, que se ve ahora facilitada por la visión tridimensional, ventajas muy importantes para las intervenciones quirúrgicas a través del endoscopio. Este método se ha transformado en una importante alternativa a muchas intervenciones quirúrgicas. Se dirá al­ go más sobre él en la sección dedica­ da a la cirugía.

Análisis clínicos Hace ya bastantes décadas que era posible analizar la sangre y otros fluidos, y determinar en ellos elementos normales o patológicos como 430

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información accesoria para el diagnóstico. Los progresos alcanzados en los últimos años, sin embargo, son igualmente importantes. Se ha encontrado que muchas enfermedades son acompañadas por la aparición de componentes anómalos típicos en los fluidos corpora­ les, en cantidades minúsculas. Un ejemplo son las transaminasas, en el caso de las hepatitis. Los métodos analíticos permiten la determina­ ción rápida de esos componentes y de otras sustancias, mediante téc­ nicas basadas en reacciones antígeno-anticuerpo altamente específicas. La industria farmacéutica, cada vez en mayor medida mediante el uso de anticuerpos monoclonales (v.i.), produce juegos de reactivos que hacen la determinación de muchos estados patológicos sutiles en un análisis de rutina. Un ejemplo de esto son los diagnósticos de embara­ zo, aunque el mismo no sea, precisamente, un estado patológico. El RIA (radio-inmuno-análisis) se puede mencionar en este contexto. En este caso, la identificación del anticuerpo o de la hormona se basa en la detección de un com plejo molecular antígeno-anticuerpo u reactivo-horm ona porque el prim ero lleva un marcador radiactivo. Para el seguimiento de la diabetes y de otras enfermedades existen kits de análisis que pueden ser autoadministrados por el paciente so­ bre una gotita de su sangre. Los estudios de genética celular permiten la detección prenatal de malformaciones genéticas com o el síndrome de Down, efectuando una extracción de líquido amniótico. En el campo de la genética molecular, han adquirido notoriedad jurí­ dica y política los estudios de parentesco, que permiten determinar prácticamente con certeza si dos personas son parientes cercanos o no.

3. El hospital autom atizado Los “cuidados intensivos” que requieren los enfermos graves en realidad no son tales: se trata más bien de enfermos que están en si­ tuaciones lábiles que necesitan un control y una supervisión constan­ te, para que el personal pueda actuar no bien se produzca algún cam­ bio alarmante en su estado. Este tipo de supervisión se logra de mo­ do sumamente eficaz mediante la instrumentación automática. C o n los equipos adecuados, es sencillo medir continuamente los “signos vita­ les” de una persona, presentar su electrocardiograma en una pantalla,

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medir el nivel de oxigenación de su sangre, etc. y emitir las señales de alarma correspondientes en el caso de que se produzca algún cambio en el sentido temido. Es también posible controlar algunos de estos parámetros vitales, por ejemplo aumentar automáticamente el sumi­ nistro de oxígeno de un paciente, no bien el analizador del oxígeno en sangre indique que lo requiera, y antes de que el mismo paciente su­

do como para diseñar una terapéutica eficaz. Estos sistemas pueden guiar al clínico a través del interrogatorio al paciente, sugerir nuevas preguntas en función de las respuestas obtenidas, proponer análisis y pruebas clínicas y, finalmente, definir un tratamiento.

fra por su anoxia. Lo mismo ocurre durante las intervenciones quirúrgicas. El médico anestesista tiene a su disposición en “tiempo real” toda la información necesaria sobre el estado vital del paciente. Está alerta a las señales que observa en un panel de control, y listo para modificar las condi­ ciones de administración de los anestésicos y otros medicamentos en cualquier momento. Se podría dar que esté más atento a las indicacio­ nes de los instrumentos que al mismo paciente: pero las lecturas de aquéllos son unívocas; el aspecto de éste no lo es. La informática y la automatización tienen muchas otras aplicaciones en medicina. Hemos mencionado brevemente los sistemas de “nave­ gación”, que permiten al cirujano tener una visión simulada del campo operatorio en las intervenciones endoscópicas, o explorar la posición de los órganos o los tumores que debe operar mediante un sensor instrusivo que le permite comparar el campo operatorio con las imá­ genes de tomografías o de resonancia magnética. Pero están usándose equipos de cirugía telemanipulados, mediante los cuales un cirujano puede evitar entrar en contacto directo con el paciente, reduciendo al mínimo el grave y constante peligro de infección que corre al operar, por ejemplo, enfermos de SIDA. Por otra parte, el mismo tipo de equi­ po se ha usado también para efectuar operaciones a distancia; un ciru­ jano puede estar en un sitio y operar mediante un telemanipulador so­ bre un campo operatorio que ve a través de un sistema de televisión transmitido por vía satelital, mientras el enfermo se encuentra en un quirófano situado en las antípodas. También se usa la informática, y muy particularmente las técnicas de la realidad virtual, para crear un campo operatorio virtual en el en­ trenamiento de cirujanos. Se pueden así simular las intervenciones más

4. Cirugía

complejas y peligrosas. Finalmente, ya hemos mencionado la existencia de sistemas exper­ tos que pueden ayudar al médico de campaña con todos los conoci­ mientos médicos acumulados, tanto para lograr un diagnóstico acerta­ 432

Uno de los campos de la medicina en que los progresos hechos po­ sibles por la tecnología contemporánea han sido más espectaculares es, sin duda, la cirugía. La condición previa para eso fue el desarrollo de anestésicos que permitiesen un control muy preciso de la profundidad de la narcosis del paciente, para lograr mantener estable su estado fisiológico duran­ te las horas que duran las intervenciones más complicadas. Las “vedettes” de la cirugía moderna son los trasplantes de órga­ nos y las operaciones de corazón abierto. Cada vez son más numerosos los órganos cuyo trasplante es enca­ rado con éxito: el prim er órgano trasplantado fue el riñón. Desde en­ tonces, se ha trasplantado con éxito el corazón, el pulmón o el con­ junto de ambos, la médula ósea, el hígado, el páncreas y el intestino delgado. Uno de los tipos de trasplantes experimentales que despier­ tan polémicas son los de células nerviosas de origen fetal, que se pro­ ponen como forma de tratamiento del mal de Parkinson. Esta enfer­ medad produce la muerte de ciertos tipos de neuronas (las “dopaminérgicas”) cuya implantación parece aliviar los síntomas de esta enfer­ medad. También se están ensayando técnicas microquirúrgicas que lo­ calizan mediante sensores la actividad eléctrica de neuronas individua­ les y pueden destruirlas, con lo cual se logra atenuar los síntomas de este mal, por ahora incurable. Los trasplantes de órganos, además de las dificultades propiamen­ te quirúrgicas, tropiezan con otros dos tipos de dificultades, de carac­ teres muy distintos: uno de éstas es la reacción inmunológica de re­ chazo: como el órgano proviene de un ser de estructura genética di­ ferente, el cuerpo aceptor reacciona frente a algunas de las sustancias del injerto, generando una respuesta inmunológica tendiente a des­ truir lo que los linfocitos reconocen como un cuerpo extraño. Esta reacción se logra controlar mediante la administración muy bien cali­ 433

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brada de inmunodepresores, es decir drogas que reprimen la respues­ ta inmune. Es evidente que esto plantea un equilibrio muy delicado, ya que se corre el peligro de suprimir la respuesta inmune contra los agentes infecciosos. Por eso antes de efectuar un trasplante, se hacen ensayos para determinar si la incompatibilidad entre el donante y el re­ ceptor no supera los márgenes manejables mediante los inmunodepre­ sores. La otra dificultad que enfrentan los trasplantes de órganos es la de encontrar un donante adecuado en el momento preciso. Se promociona públicamente la donación de órganos, pero la respuesta no es sufi­ ciente para satisfacer la demanda, y hay enfermos que deben esperar años antes de que pueda efectuarse un trasplante. Por eso se ha intentado efectuar trasplantes de algunos órganos de animales a pacientes humanos: los xenotrasplantes. Un ejemplo es el co­ razón de un babuino, que fue trasplantado a un niño. Por otra parte, se ha descubierto que los linfocitos de este mono son inmunes al SIDA y se están realizando experiencias de transplante de médula ósea de babuinos a portadores de HIV, con resultados estimulantes pero aún no concluyentes. Sorprendentemente, a pesar de que la distancia ge­ nética es muy grande, los problemas inmunológicos en estos casos no son mucho más severos que los que se plantean en el caso de donan­ tes humanos. Sin embargo, este tipo de uso de los animales que nos son cercanos plantea problemas éticos y técnicos. ¿Sería aceptable, por ejemplo, que se instale un criadero de babuinos con el objeto de usar sus corazones para trasplantarlos a seres humanos? Tampoco es seguro que estos animales puedan reproducirse en cautiverio. Por eso se intentó experimentalmente usar órganos porcinos, y se logró supe­ rar las barreras inmunológicas provenientes de la presencia innata de anticuerpos contra otras especies. El futuro lejano de estos experi­ mentos puede ser la creación de una raza transgénica de cerdos ma­ nipulados genéticamente como para que su genoma pueda guiar la producción de proteínas que inhiban la formación de anticuerpos an­ tiporcinos. Se trata de un tema abierto. La cirugía cardiovascular es ya una especialidad de rutina. El logro tecnológico que hace posibles las intervenciones quirúrgicas en el cora­ zón es la puesta a punto del equipo de circulación extracorpórea, en el cual un aparato reemplaza temporariamente no sólo al corazón sino también a los pulmones. La sangre es bombeada a través de un sistema 4 34

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de oxigenación y de eliminación del anhídrido carbónico que mantiene el medio interno del paciente en los valores normales, mientras que el corazón es detenido y se trabaja sobre él con toda tranquilidad. Incluso para abrirlo, reemplazar sus válvulas por otras de plásticos y suturarlo como cualquier otro órgano. Se hacen así autoinjertos de arterias — en í especial las coronarias, pero otras también— (bypass), reemplazos de válvulas, suturas de malformaciones de origen embriológico. Sin embargo, es interesante destacar que la tendencia actual va en el sentido de limitar estas intervenciones y reemplazarlas por otras más benignas. Siempre que sea posible, en vez de un bypass, se prefie­ re la angioplastia, de la que hemos hablado. También se efectúan inter­ venciones vasculares con técnicas endoscópicas, que son una conse­ cuencia natural de los cateterismos exploratorios de rutina. Entre los temas novedosos de la cirugía general se destacan los reimplantes de miembros luego de accidentes mutilantes, que son muy com­ plejos pero se realizan con buen pronóstico en cuanto a la funcionalidad del miembro reimplantado, si la intervención es inmediata. Vale destacar que en estos casos la parte más delicada de la intervención es la correc­ ta unión de las terminaciones nerviosas cortadas, y lograr que no se produzcan daños irreversibles por falta de oxígeno en los tejidos. La cirugía plástica y estética también* se ha transformado en una ac­ tividad de mayor importancia, en la medida en que, sobre todo en los países desarrollados, existen sectores crecientes de la población que llegan sanos a edades cada vez más avanzadas y que, además, disponen de medios económicos para someterse a las intervenciones, que a me\ nudo son costosas. Aunque no es una intervención quirúrgica en el sentido estricto del término, la Utotricia merece una mención especial en la sección dedica­ da a la cirugía, porque es un método de tratamiento que evita inter­ venciones quirúrgicas. Se trata de la “pulverización” de cálculos, sobre todo renales, por efecto de pulsos intensos de ultrasonido. Los crista­ les reducidos de tamaño pueden luego ser eliminados por la vía urina­ ria, evitando ataques de los temidos y dolorosos cólicos renales.

Cirugía endoscópica Muchas intervenciones quirúrgicas mayores se realizan ahora con las técnicas endoscópicas que ya hemos mencionado al hablar de los 435

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equipos, generalmente dotados de cables de fibras ópticas, usados pa­ ra inspecciones oculares directas de los órganos internos. Provistos, además, de pinzas y otras herramientas manipulatorias, estos aparatos permiten realizar operaciones que anteriormente requerían abrir el cuerpo para poner el órgano enfermo al descubierto. El resultado es una intervención más breve y por lo tanto menos traumática, menos riesgosa y que deja menores cicatrices. La cirugía endoscópica se apli­ ca rutinariamente en operaciones sobre la vesícula biliar, ovarios, re­ secciones y tomas de biopsias pulmonares, ganglios linfáticos y articu­ laciones. En otros casos su aplicación es excepcional, y a veces es po­ sible pero está contraindicada por varios motivos. Tal vez sea éste el lugar adecuado para mencionar otro tipo de in­ tervenciones relativamente incruentas, que reemplazan a técnicas ope­ ratorias mucho más peligrosas, especialmente en cirugía neurológica: la estereotaxiamagnética. En esta técnica, se introduce una sonda mag­ netizable de muy pequeño tamaño en el cerebro, y se la guía muy pre­ cisamente mediante campos magnéticos hasta el sitio deseado. El pro­ ceso se guía y se puede seguir desde el exterior por tomografía en tiempo real, y hasta es posible calentar magnéticamente la sonda des­ de afuera, con la finalidad de destruir tejidos enfermos con gran pre­ cisión y con un daño mínimo para los tejidos sanos.

Cirugía oftalmológica Tradicionalmente, las operaciones sobre los ojos eran pocas y re­ lativamente primitivas. Las operaciones de cataratas se efectuaban des­ de hace siglos, y consisten aún hoy en una ablación del cristalino que se hace opaco por la enfermedad. Su efecto debía suplirse por gafas de gran grosor. En la actualidad se logra corregir quirúrgicamente la mayor parte de los defectos ópticos de la visión, como la miopía, el astigmatismo y la hipermetropía. El método para lograrlo es la keratectomía fotorrefractiva con láser de exc/mer, que emite energía ultravioleta capaz de “vo­ latilizar” células individuales. El láser sirve como herramienta de gran precisión para esculpir la córnea y corregir sus deformaciones. Para los operados de cataratas se aplican ahora prótesis intraoculares de cristalino. También se hace el recambio del humor vitreo, que es el medio que se vuelve opaco y que puede ser reemplazado.

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Una de las operaciones que se hicieron corrientes es la cauteriza­ ción de la retina en casos de desprendimiento. Esta operación se rea­ liza mediante un haz de luz de láser, que atraviesa el medio transparen­ te del ojo, y adhiere parte del tejido de la retina por coagulación. Los trasplantes de córnea son tan frecuentes como los donantes que se pueda conseguir, ya que no existen contraindicaciones de tipo inmunológico para un tejido que tiene tan poca interacción con el res­ to del organismo.

5. Prótesis Las prótesis, como concepto, son muy antiguas. Siempre se ha in­ tentado reemplazar partes defectuosas o ausentes del cuerpo humano con elementos artificiales. Las célebres “patas de palo” son un ejem­ plo muy primitivo, pero los lentes ópticos para suplir los defectos de la vista fueron conocidos en la antigüedad. Se dice que Nerón obser­ vaba el incendio de Roma a través de un lente tallado de una esmeral­ da. También las clásicas cornetas para los sordos fueron un elemento cómico desde hace siglos. La tecnología médica contemporánea tiene dos aspectos dignos de mención en lo referente a este tema: el de los materiales biocompatibles y el de los dispositivos de control. Una de las dificultades de las prótesis óseas es que algunos mate­ riales producen irritación de los tejidos con los que entran en contac­ to. El desarrollo y uso de materiales inertes de tipo químico muy va­ riado, como siliconas, plásticos perfluorados, titanio y algunas clases de acero inoxidable, etc. ha resuelto estas dificultades en gran medida. Por lo tanto se fabrican corrientemente prótesis de huesos (especial­ mente la cabeza de fémur es objeto de reemplazos prostéticos frecuen­ tes); de superficies articulares (el plástico perfluorado, “teflón” autolubricado y de bajo rozamiento, se usa preferentemente para este fin). En la cirugía reparatoria de los huesos existe un nivel intermedio entre la simple reducción de fracturas y las prótesis: la reparación tem­ poraria o definitiva de fracturas mediante implantes metálicos de so­ porte, los conocidos “clavos”. Pero hace muy poco se ha dado a co­ nocer un método de “soldadura” de huesos que podrá eventualmen­ te reemplazar gran parte de estos métodos. Se trata de un sistema que reconstituye la estructura inorgánica del hueso mediante la inyección 437

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de una mezcla que solidifica in situ en menos de una hora para formar un entramado cristalino idéntico a las componentes inorgánicas del hueso, sobre el que puede luego regenerarse el tejido natural. En odontología también están utilizándose desde hace unos años las prótesis dentales implantadas. Por supuesto son totalmente distin­ tas de las tradicionales “dentaduras postizas”. Se trata de implantes dentales fabricados con materiales cerámicos. La opción natural es el fluofosfato de calcio, componente mineral del diente natural. Pero también se usan monocristales de alúmina cubiertos de alúmina poro­ sa. En los poros se acomodan nuevas células que aseguran una unión tan sólida entre la prótesis y el maxilar como la del diente natural. En oftalmología se emplean las prótesis de cristalino y las lentes in­ fraoculares, hechas de materiales plásticos inertes, blandos y que no suscitan respuestas inflamatorias, como los alcoholes polivinílícos y las siliconas. Aunque con un éxito menor que el de los trasplantes de corazón, se experimenta también con un corazón artificial: una bomba peristál­ tica que se puede implantar, por ejemplo en la cavidad abdominal, y que, si bien no reemplaza a un corazón insuficiente, le ayuda a cumplir su función. También hay prótesis a las que se recurre por motivos estéticos o psicológicos. En este rubro cabe clasificar los implantes de mamas, consistentes en implantaciones o instilaciones de siliconas, que recien­ temente han sido cuestionadas. La impotencia masculina se logra co­ rregir o disimular con implantes de pene que permiten un bombeo de silicona líquida para lograr una erección “artificial”. Los dispositivos de control más conocidos son los marcapasos, que con el advenimiento de la microelectrónica tomaron una sofisticación notable. Son lo suficientemente pequeños como para injertarse en el in­ terior de la cavidad torácica, y están programados para ajustar el ritmo cardíaco a lo que necesita el esfuerzo que se está realizando. Su fuente de energía son pequeñas baterías que generan los pocos microvatios re­ queridos por efecto termoeléctrico, a partir del calor que produce el decaimiento radiactivo de una pequeña pastilla de plutonio-238. Las prótesis de miembros amputados son muy antiguas, aunque hasta hace poco sólo eran capaces de lograr efectos medianamente es­ téticos; salvo las tradicionales “patas de palo” que permitían a los am­ putados caminar con cierta soltura. Después se construyeron prótesis

Una curiosidad dentro de la lista de elementos del cuerpo humano que ya pueden ser reemplazados, es la sangre artificial. Se trata de una emulsión de ciertos aceites perfluorados, que tienen la notable propie­ dad, similar a la de la hemoglobina, de absorber oxígeno en forma re­ versible. Las gotitas de la emulsión, suspendidas en plasma sanguíneo, poseen el tamaño de los glóbulos rojos y cumplen con su función a la perfección. El material es completamente inerte, carece de toxicidad y de todo otro efecto, es compatible con los demás componentes de la sangre, y no tiene efecto antigénico, así que no provoca reacciones inmunológicas.

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articuladas, que podían ser colocados en actitudes más o menos natu­ rales en ciertas circunstancias. En la actualidad se trabaja activamente en el desarrollo de prótesis inteligentes, que sean capaces de efectuar movimientos mediante ser­ vomecanismos acoplados a los sistemas musculares o nerviosos del usuario. Ya se encuentran en uso prótesis que se sirven de las ligeras contracciones musculares de la parte aún existente en el muñón de un miembro amputado, para guiar su movimiento. O tros sistemas de control, todavía experimentales, conectan elec­ troquímicamente las conexiones nerviosas que hubieran conducido a un miembro amputado, a conductores que, a través de sensores, una unidad de cálculo y unidades motrices permiten la movilización de un miembro artificial mediante la voluntad. También se reemplazaron quirúrgicamente partes del oído interno. Los implantes reemplazan parte de la cadena de huesecillos. O tro tipo de implante protético consiste en un estimulador de la cápsula ótica. También existe ahora un audífono que es tan pequeño que se inserta en el canal auditivo, así que se puede casi considerar un implante. Los injertos de piel son una necesidad en muchos casos de quema­ duras. Por razones inmunológicas siempre son autoinjertos. Cuando por la extensión de las heridas no hay disponibilidad de suficiente piel propia del paciente, se ha comenzado a usar “piel artificial”. Este ma­ terial protege la herida temporariamente contra la infección, que es la principal amenaza de los quemados masivamente; y además sirve de sostén para la regeneración de los tejidos quemados. Por otra parte se ha logrado cultivar células epidérmicas in vitro, de modo que tam­ bién se puede lograr reemplazar la piel quemada con trozos planos de tales cultivos.

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Sin embargo no es muy usado, porque prácticamente no hay moti­ vos para hacerlo. Las transfusiones de sangre cumplen satisfactoria­ mente las funciones que podría cumplir la sangre artificial en casi to­ dos los casos, a mucho menor costo, salvo en casos inmunológicos muy especiales, y en los casos notorios de personas que, por razones religiosas, no aceptan las transfusiones. Desde ya que esta situación puede sufrir cambios por culpa del SIDA, debido al riesgo de infección a través de sangre transfundida, que es uno de los más agudos. Entre las prótesis, cabe mencionar varios otros sistemas que reempla­ zan funciones del organismo, aunque sólo lo hagan de manera temporaria: en la sección dedicada a la cirugía se menciona el equipo de circulación extracorpórea, que reemplaza el funcionamiento de los pulmones y del co­ razón durante la ejecución de intervenciones quirúrgicas en el corazón mismo. En esta línea cabe mencionar el equipo de diálisis que suple el fun­ cionamiento de los riñones cuando existe insuficiencia renal. En estos ca­ sos, se hace circular la sangre del paciente a través de un equipo donde se pone en contacto con líquidos de “lavado” a través de membranas plásti­ cas que desempeñan la función de los glomérulos renales. Las impurezas que deben ser eliminadas pasan por diálisis a la solución de lavado. La diálisis se debe efectuar muy frecuentemente — varias veces por semana, en la mayoría de los casos— lo que ocasiona una depen­ dencia difícil de sobrellevar, y que altera profundamente el estilo de vida de los enfermos. Por tal motivo se ha buscado activamente de­ sarrollar un equipo portátil de diálisis. Estos proyectos hasta ahora no han tenido éxito. En el mismo renglón de los equipos de reemplazo temporario de funciones vitales, cabe mencionar el pulmotor, equipo mecánico de respiración artificial capaz de mantener con vida a pacientes con diver­ sos tipos de parálisis respiratoria. Entre las prótesis también se puede mencionar un equipo que fue especialmente desarrollado para el físico inglés Stephen Hawking. Hawking sufre de esclerosis en placas en un grado tan avanzado que prácticamente ya sólo puede mover los ojos. Co n ese movimiento, maneja un sistema que le permite seleccionar letras en una pantalla de video, las que se incorporan a un texto. Este sistema es la única forma de comunicación verbal que le queda, y con él ha mantenido su activi­ dad científica y su ritmo de contribuciones fundamentales a la cosmo­ logía, en especial la teoría de los agujeros negros.

6. G en ética e ingeniería genética hum ana El mayor proyecto de investigación científica de este momento en el mundo entero es el del genoma humano, en el cual se han de inver­ tir unos 5000 millones de dólares. El propósito de este proyecto es realizar el mapa completo de la estructura genética de los crom oso­ mas de las células humanas. La manipulación genética de nuestra especie merece una discusión a fondo que sólo se está produciendo en forma muy esporádica. Se oyen opiniones aisladas de filósofos, teólogos y científicos, y si bien el tema forma parte del gran debate acerca del futuro de la especie hu­ mana, aquí se tocan de cerca cuestiones tan polémicas como la euge­ nesia, o sea la intervención deliberada para modificar la calidad de la progenie de la especie. La tecnología de la terapia génica ya se está practicando en ensayos clínicos en cierto número de enfermedades genéticas: se trata de cier­ tas formas de cáncer, la fibrosis cístíca, la hipercolesterolemia genéti­ ca, la hemofilia, la artritis reumatoide, y algunas otras enfermedades más. Recordemos que los genes son trozos de A D N que llevan una in­ formación genética específica. Esta información en general consiste en la capacidad de síntesis de una proteína dada. Las enfermedades gené­ ticas constituyen un defecto en alguno de esos genes, por cuya culpa las células son incapaces de producir una enzima, o producen en su lu­ gar alguna sustancia indeseable. La manera de corregir esa enfermedad es, por lo tanto, supliendo esa deficiencia, lo que a veces se logra in­ sertando un gen sano en ciertas células en las se debe expresar. C o ­ mo mychas de las enfermedades genéticas tienen que ver con el siste­ ma inmunológico, frecuentemente estas células son linfocitos o células llamadas troncales de la médula ósea, el gen normal en reemplazo o en adición a su variante defectuosa. Se espera entonces que esas célu­ las modificadas sobrevivan, se multipliquen en la medida suficiente co­ mo para que el organismo produzca las enzimas faltantes, o deje de producir las formas desviadas y por lo tanto dañinas. Las enfermedades genéticas son, desde luego, hereditarias. Por ello, su eliminación definitiva en una familia dada se logrará sólo si se pue­ de efectuar la ingeniería genética sobre las células germinales, óvulos o espermatozoides. De tal modo, la descendencia será sana y la enfer­ medad tenderá a desaparecer totalmente. 441

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Por ahora se habla de aplicar las técnicas de la ingeniería genética para “curar”, mediante la manipulación del genoma, ciertas enferme­ dades genéticas como las que hemos mencionado. Nadie puede obje­ tar que se procure evitar estas enfermedades a aquellos que puedan sufrirlas. Sin embargo, es evidente que se puede intentar, en el futuro, corre­ gir otras características cuya clasificación en la categoría de los defec­ tos ya no sea tan evidente, y que implique opciones éticamente cues­ tionables. Por ejemplo, se podría intentar modificar los genes que re­ gulan el color de la piel, para citar sólo un ejemplo. El extremo de es­ te camino, por supuesto, es la posibilidad de clonar seres humanos, es decir, multiplicarlos a partir de una célula germinal o somática. El te­ ma es serio, ya que aún en la actualidad se suscitan conflictos éticos con la fecundación in vitro, sin que de ésta puedan nacer docenas de gemelos idénticos. Entre los desarrollos indudablemente positivos de la ingeniería ge­ nética, cabe mencionar la producción en grandes cantidades de sustan­ cias biogénícas, muchas de ellas proteínas, con cualidades relacionadas al sistema inmunológico. Ejemplos de esto son: la insulina, la hormona humana de crecimiento, varios tipos de interferón, el factor estimulan­ te de la maduración de linfocitos, la erotropoietina, el factor activador plasminogénico tisular, etcétera. La técnica de producción de estas sustancias consiste en identificar la parte del A D N que codifica su producción, extraerlo de células hu­ manas, injertarlo en el genoma de una bacteria, aislar y cultivar la bac­ teria injertada, y luego aislar el producto del cultivo.

7. Farm acología: diseño de drogas La industria química ha desarrollado y fabricado medicamentos des­ de fines del siglo pasado. El Salvarsán, específico contra la sífilis, y la Aspirina, nombre comercial del ácido acetilsalícílico, transformado en la actualidad en sustantivo común, estuvieron entre los primeros. Entre los descubrimientos más importantes de la primera mitad de este siglo, deben contarse algunos medicamentos de origen natural, como la penicilina, primero de la serie de los antibióticos; y otros sin­ téticos, como las sulfas, hoy injustamente casi olvidadas, pero que fue­ 442

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ron un avance espectacular en la quimioterapia de las enfermedades infecciosas antes de la generalización de los antibióticos. La investigación química fue avanzando y creando técnicas para sin­ tetizar cualquier compuesto orgánico cuya fórmula estructural y este­ reoquímica se le pudiese ocurrir a alguien. Paralelamente la farmaco­ logía y la bioquímica avanzaron en el conocimiento detallado de la ma­ nera de actuar de los medicamentos. La conjunción de estas dos líneas condujo a la posibilidad de dise­ ñar medicamentos que cumplan la función deseada. Un ejemplo: algu­ nas enfermedades consisten, en el nivel bioquímico, en la inhibición de cierta enzima por un agente patógeno molecular de estructura mole­ cular conocida. Es entonces posible diseñar y producir una droga que sea capaz de ligar el sitio activo del agente patógeno con preferencia a la enzima, con lo que el patógeno queda neutralizado. Entre los medicamentos más importantes, que significaron un enor­ me progreso en el tratamiento de enfermedades cardiovasculares se­ veras (que anteriormente no tenían muchas posibilidades terapéuticas) se encuentran los productos beta-bloqueantes, que mejoran la econo­ mía energética del miocardio. Entre otros grupos de medicamentos de gran importancia clínica, merecen una mención especial los analgésicos. El más antiguo y cono­ cido, la aspirina o ácido acetilsalícílico, aún goza de un merecido favor, ya que además de su uso como analgésico ha demostrado su utilidad como preventivo de ciertas afecciones cardíacas. Pero además de ella, existen numerosos analgésicos nuevos, más poderosos y de usos es­ pecíficos, derivados de un conocimiento más detallado de la naturale­ za y función del dolor. Una de las ramas más prósperas de la industria farmacéutica es la de las drogas “psicotrópicas”. Algunos de los tipos de estas drogas están entre los medicamentos más usados en todo el mundo. Los tranquili­ zantes, antidepresivos, miorrelajantes, somníferos, estimulantes, etc. se venden por toneladas, y si bien son adictivos y se los expende bajo “re­ ceta archivada”, se consumen masivamente sin mayores aprensiones. De uso casi habitual en los pacientes psiquiátricos, algunas de tales drogas modificaron completamente el ejercicio de esta especialidad, eli­ minando casi por completo técnicas tan cruentas como el electroshock. Uno de los agregados más recientes a los numerosos productos de esta familia es la fluoxetina:, antidepresivo que modifica la conducta: au­ 443

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menta la actividad del sujeto, disminuyendo su agresividad (por lo me­ nos en las ratas). Esta posibilidad de la manipulación química de la conducta y de los estados de ánimo no deja de suscitar algunas dudas de tipo ético. Un autor de ciencia-ficción hasta podría imaginarse cómo una estructura estatal antidemocrática podría incrementar la pasividad de sus ciuda­ danos mediante la administración clandestina de drogas psicotrópicas, euforizantes y tranquilizantes.

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óxido de etíleno, o por irradiación con rayos gamma. De una mera co­ modidad, estos instrumentos se han transformado en un elemental fac­ tor de seguridad a raíz de la difusión del SIDA en todos los ambientes, en particular los hospitalarios. También hay intentos exitosos de evitar las jeringas, logrando la administración transdérmica de los medicamen­ tos normalmente inyectables. Recientemente se ha mencionado la “sonoforesis”, método en el cual la piel se hace temporariamente permea­ ble a medicamentos como la insulina, mediante pulsos de ultrasonido.

Administración de medicamentos 8. Radioterapia y quim ioterapia del cáncer Casi tan importante como la elección del medicamento correcto para una determinada dolencia, es su dosificación. Es importante, en muchos casos, mantener los niveles adecuados de la droga activa en el organismo durante períodos prolongados. Para eso existen varios mecanismos de administración. Uno de ellos es la “bomba de insulina” que, en su máximo de complejidad, efectúa una medición continua del nivel de glucosa en la sangre de los diabéticos insulinodependientes y administra una dosis de insulina cuando es necesario y en la cantidad adecuada. O tro de los métodos en uso para la administración de medicamen­ tos en forma regulada durante períodos prolongados, es la aplicación transdérmica: el medicamento se aplica mediante un apósito (“par­ che”) a la piel, y es liberado lentamente. Este mismo principio, de la liberación lenta por difusión a través de un medio inerte, se aplica también envolviendo el medicamento en m¡crocápsulas a través de las cuales se incorpora al organismo al ritmo deseado. Para fabricar estas microcápsulas se emplean diferentes ma­ teriales — entre ellos los Uposomas— que son componentes subcelulares normales formados por lipoproteínas. Pueden contener medica­ mentos, trazadores radiactivos o partículas magnéticas que permiten seguir su destino en el organismo. Los liposomas son especialmente usados en cosmetología. También se usan glóbulos emulsionados de aceites fluorados que contienen una solución acuosa del medicamen­ to en su interior (sistema agua-aceite-agua). En el rubro de la administración d e medicamentos, es necesario mencionar la generalización del uso de las jeringas y otros m a te ria le s descartables, hechos de materiales plásticos y esterilizados por el gas

Sin duda, el cáncer sigue siendo una de las enfermedades que más miedo inspiran. Sin embargo, se han hecho importantes avances en su terapia, y en la actualidad se suele afirmar que cerca del cincuenta por ciento de los cánceres son curables. Para comprender esto es necesario tener en cuenta que el cáncer no es una enfermedad, sino que existen numerosos tipos, de maligni­ dad muy variada. Por lo tanto el pronóstico y las posibilidades de éxi­ to del tratamiento son también variadas, y dependen de la localización, del tipo, y, desde luego, de la precocidad del diagnóstico. Normalmente, la reproducción celular está muy controlada por fac­ tores orgánicos que logran reducirla, en cada órgano, al nivel necesario para reponer las células que mueren. En algunos tejidos especiales, co­ mo el nervioso, no hay reproducción celular, y las células que mueren no son repuestas. El cáncer es un grupo de enfermedades que se carac­ terizan por la multiplicación rápida y desordenada de células, que llegan a invadir los tejidos sanos formando tumores. También hay formas de cáncer que afectan a las células del sistema linfático y los linfocitos. Además del tratamiento quirúrgico, en el que se extirpa el tumor, y generalmente una región alrededor del mismo, para estar seguro de haber eliminado hasta la última célula enferma, en la actualidad se apli­ can dos tipos de tratamiento y, frecuentemente, combinados: la radio­ terapia y la quimioterapia. Ambos son tratamientos de “alta tecnolo­ gía” y las técnicas que se aplican evolucionan constantemente. La radioterapia aprovecha el hecho de que, si bien todas las células son sensibles a las radiaciones ionizantes, lo son especialmente aque­ llas células que se encuentran en fase activa de división celular. Ésta es, 445

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justamente, una de las características más destacadas de las células cance­ rosas. Por lo tanto, cuando se irradia un tejido enfermo, las células cance­ rosas mueren de preferencia a las sa­ nas que las rodean. La quimioterapia se basa en el mismo principio: las células enfermas son más sensibles que las sanas a ciertos citotóxicos, medicamentos que se administran sistém icam ente, pero que se concentran en las células tumorales y las matan de preferencia. N o se ha encontrado aún el agente quimíoterapéutico ideal, que buscaría exclusivamente las células cancerodestruirlas o para inhibir su

Radioterapia: bomba de cobalto TERADI (INVAP)

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multiplicación. Sin embargo, este ob­ jetivo no es utópico, en la medida en que se conozca con mayor deta­ lle qué es lo que provoca el funcionamiento anómalo de estas células. Com o la sensibilidad de las células enfermas es mayor que la de las sanas a ambos tipos de ataque, los tratamientos son eficaces. Pero co­ mo las células sanas también sufren el efecto de las radiaciones tanto como de los agentes quimioterapéuticos, ambos tipos de tratamiento son bastante agresivos. El progreso logrado en los últimos años se re­ fiere, más que nada, al alivio de los efectos colaterales de ambos trata­ mientos. La radioterapia implica el uso de fuentes de radiaciones ionizantes. Se usan sobre todo dos tipos de fuentes: las mal llamadas “bombas de cobalto” y los aceleradores lineales. Las bombas de cobalto, o equipos de telecobaltoterapia, contienen una fuente radiactiva de cobalto-60, que emite rayos gamma de ener­ gía constante. Los equipos son complejos, y permiten colimar el haz de rayos para limitarlo y evitar irradiar más de lo estrictamente inevi­ table las zonas aledañas a la afectada. Los aceleradores lineales emiten electrones de muy alta energía. Es­ tos electrones pueden ser usados directamente, pero es más frecuen­ te que se los haga incidir en un blanco que emite rayos gamma secun­ 446

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darios. Estos rayos gamma tienen la ventaja sobre los del cobalto de que su energía es mucho más alta, por lo que son menos absorbidos por los tejidos sanos, a los que dañan menos; además, su energía pue­ de ser ajustada a ciertos valores más eficaces para distintos tipos de tumor. Además de la telerradioterapia, en ciertos casos se emplea la braquiterapia que consiste en la implantación, por períodos variados, de sustancias radiactivas (generalmente agujas o pastillas de isótopos ra­ diactivos) en el seno del tumor. Existen otros tipos de tratamiento mediante radiaciones ionizantes, algunos de los cuales aún están en etapas experimentales. Uno de ellos es un acelerador que en lugar de electrones emite kaones, partículas inestables de alta energía. O tro método utiliza neutrones, que se pro­ ducen en un reactor nuclear, y se hacen colisionar con compuestos de boro que muestran especial afinidad por las células cancerosas, y que absorben neutrones. La energía liberada en la reacción nuclear entre el neutrón y el boro destruye la célula cancerosa que lo contiene.

9. ¿Medicina de alta tecnología o m édico de cabecera? Co m o tantos de los temas que ya hemos tocado, éste es uno que no tiene solución más que en el ámbito de una determinada concep­ ción del hombre. Se ha dicho que la medicina de alta tecnología — que es la que hemos tratado de resumir brevemente en este capítulo— es una medicina deshumanizada, que no tiene en cuenta las necesidades humanas, afectivas y espirituales de los pacientes, a los que expone fre­ cuentemente a largas sesiones frente a o aún en el interior de máqui­ nas cuya comprensión se le escapa por completo; y que los médicos mismos son cada vez más tecnólogos o ingenieros del cuerpo humano que curadores como eran los médicos “de antes”. También se suele mencionar la iatrogenia, y el retorno de enfermedades que se creían casi definitivamente erradicadas, como la tuberculosis, la peste o el có­ lera. Frente a este problema, hay personas que prefieren recurrir a di­ versas formas de la “medicina alternativa”, la homeopatía, y aun a di­ ferentes variantes del curanderismo. Hay además otro argumento que conduce a un cuestionamiento de la medicina de alta tecnología: es muy cara, y supone una asignación de 447

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recursos que muchas naciones o grupos sociales no poseen, o que de­ ben dedicar a otras prioridades más urgentes. Sin embargo, es un hecho que la medicina de alta tecnología — ba­ sada en la investigación científica que ha llegado a niveles notables de detalle en el conocimiento de los mecanismos celulares y molecula­ res— permite diagnósticos certeros y tratamientos eficaces, y que se han ido encontrando curas para algunas de las enfermedades más gra­ ves de antaño. Pero esa misma ciencia sofisticada llegó a conclusiones que toda persona conoce intuitivamente: el organismo humano no es una má­ quina, y su estado anímico tiene una influencia determinante sobre su estado de salud. Existe una sutil conexión entre el sistema nervioso y el sistema inmunológico. Aun si creemos que lo espiritual tan sólo ani­ da en el primero, la salud no es solamente la ausencia visible de una enfermedad detectable con los métodos modernos. Queda aún por mencionar un tema que no cabe en ninguno de los párrafos anteriores, pero que tiene algo que ver con lo que decimos en éste. Se trata de la psicoterapia, área que, si bien es objeto de en­ cendidas polémicas en cuanto a la eficacia de las diferentes técnicas que compiten entre sí, ha estado al margen de las tecnologías “duras”. N o es nuestro propósito entrar en este campo. Sin embargo, hay una técnica reciente que merece una mención en este capítulo”. Se trata del uso de la “realidad virtual” para el tratamiento de ciertas fobias, como el tem or a las alturas (acrafobia). En esta técnica, se expone al paciente a alturas crecientes en el espacio virtual, y se consigue una desensibilización que se mantiene ante situaciones reales.

Capítulo 22

Tecnología militar

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I . Apología Es evidente que un examen de los avances tecnológicos de los años recientes, y del estado actual de la tecnología, no puede eludir el tema de la tecnología militar. Y esto por dos razones: primero, porque la gue­ rra es una de las actividades que más se han destacado en toda la histo­ ria de la humanidad, hasta el punto de que para algunos la historia es, antes que nada, el relato de las hazañas guerreras de los reyes y de las conquistas militares de unos u otros pueblos. Y además, porque la tec­ nología militar ha estado muchas veces en la vanguardia de la tecnología civil, y porque los hombres dedicaron siempre muchos esfuerzos e in­ genio a destruirse mutuamente, de modo que en el ámbito de lo militar se han originado algunas de las maravillas tecnológicas más notables que se han filtrado poco a poco a las aplicaciones civiles. Co m o ningún otro campo de la tecnología, la tecnología militar muestra la íntima relación entre tecnologías duras y blandas, entre los instrumentos y la forma de organizar su empleo. En efecto, en el “ar­ te de la guerra” se ve con claridad meridiana de qué manera las armas y las formas de organizarse para optimizar su empleo se interrelacionan. Tiradicionalmente, esto abarcó sobre todo los aspectos tácticos. Por ejemplo, la aparición de las armas de fuego en el siglo XIII hizo ob­ soletas la mayor parte de las tácticas defensivas basadas en los grandes castillos de gruesas murallas y puentes levadizos. Las técnicas de co­ municaciones, el espionaje, las diferentes formas de la guerra de gue­ rrillas, la organización de los suministros, la guerra psicológica, todos estos aspectos de la guerra en las épocas antiguas como en la actuali­ dad, son tecnologías blandas, que hacen a la organización de las accio­ nes más que a las armas que se emplean. En épocas más recientes, los desarrollos de sistemas de armas cua­ litativamente diferentes de todo lo conocido, han sido tan importan449

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tes que impulsaron cambios fundamentales en los aspectos estratégi­ cos de la guerra. Si bien un ejército de tierra equipado con tanques, ametralladoras y teléfonos de campaña es difícilmente comparable con uno que usa carros de guerra, arcos y flechas y palomas mensajeras, se trata de estructuras estratégicamente equivalentes o análogas. En cambio, a partir de la década del treinta se produjeron cambios mu­ cho más profundos, que afectaron la concepción estratégica de la gue­ rra misma. La aparición de la aviación como arma estratégica fue una de las di­ ferencias esenciales entre las dos guerras mundiales de este siglo. Y la aparición de las armas nucleares y los misiles transcontinentales des­ pués de la segunda modificó mucho más que las relaciones de fuerza entre los contendientes. La historia de la tecnología militar es tan larga como la de la hu­ manidad, por supuesto. Aunque no sepamos con qué arma Caín mató a Abel, es poco probable que haya sido más que un garrote. De todos modos, sin duda los primeros usos de los metales fueron para armas, y es seguro que los carros de guerra de los asiríos eran mucho más perfeccionados que los carros usados por sus campesinos para acarrear las cosechas. En los comienzos de la civilización, cuando la supervivencia de las pequeñas hordas de humanos dependía de la recolección y de la caza, las armas de piedra usadas para ésta podían servir también para defen­ der el territorio de la invasión de eventuales competidores. Al comien­ zo del neolítico ya se conocían la lanza, el arco y las flechas, la cerba­ tana, y otras armas arrojadizas, algunas tan ingeniosas como el bumerang australiano . 1 Cuando surgieron las civilizaciones urbanas de la antigüedad, a las armas ofensivas se agregaron las defensivas, como los escudos y las ar­ maduras: primero de cuero, y luego de bronce y de hierro. Algunos pueblos nómadas del este de Europa domesticaron el caballo, y entre las ventajas que tenían las hordas invasoras de hunos y mongoles so­ bre los defensores occidentales, se contaba el estribo, que permitía a los guerreros disparar sus flechas sin detener su carrera. La tecnología militar alcanzó un importante desarrollo en la época romana. Los ingenieros romanos construyeron grandes máquinas para asegurar el éxito de los sitios a ciudades fortificadas. Estas máquinas incluían arietes para derribar las puertas, y torres de madera, desde las 450

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cuales se podían asomar por encima de las murallas de las plazas sitia­ das, y disparar flechas, a veces incendiarias. Además, construyeron ca­ tapultas que disparaban enormes peñascos contra las murallas. También se comenzó temprano a desarrollar tecnologías de comu­ nicaciones a distancia. Si bien los mensajeros recorrían largas distan­ cias para transm itir las noticias, y Gengis Kan introdujo las palomas mensajeras, era aún más veloz transmitirlas mediante el telégrafo óp­ tico, que consistió en una serie de vigías ubicados en lugares altos y uno a la vista de otros, que se comunicaban entre sí mediante señales de luz reflejadas por espejos. En cuanto a la guerra naval, los griegos desarrollaron naves espe­ cialmente diseñadas para la guerra, y su superioridad naval probable­ mente fue decisiva para su triunfo sobre los persas. La pólvora se conoció en Europa desde el siglo XIII, aunque su o ri­ gen en O riente es mucho más antiguo. A pesar de que su fórmula es simple (azufre, carbón y salitre) este último debía fabricarse trabajosa­ mente y no sin peligro, a partir de desechos animales (bosta). La arti­ llería comenzó a ser una fuerza militar temible a partir del desarrollo del cañón de bronce, aunque el precio de éste limitó su uso hasta que se descubrió la fundición de hierro en el siglo X V I. Co n la extensión del uso de la artillería, las fortificaciones medievales rápidamente per­ dieron su eficacia defensiva. O tro hito en la historia de la tecnología militar fue la introducción de las armas de fuego portátiles, que comenzaron a usarse poco des­ pués de los comienzos de la artillería, aunque su manejo era lento y peligroso. Muchas veces “el tiro salía por la culata”, como también so­ lía ocurrir en los cañones con defectos de fundición. Las armas de fuego primitivas se cargaban por la boca, con pólvo­ ra y con los proyectiles. Luego, había que detonar la pólvora, lo que al comienzo se hacía con una mecha encendida cada vez. Más tarde, en el siglo XV, se inventaron mecanismos para acercar la mecha, previa­ mente encendida, a la pólvora en el momento justo, de modo que no se necesitaran dos soldados para disparar el arma. En el siglo X V II se introdujeron diferentes sistemas para hacer saltar sobre la pólvora chispas de trozos de pedernal o de pirita, golpeados o rozados. Final­ mente, a mediados del siglo X IX , se desarrollaron los fulminantes, que explotaban por percusión, y las balas con vainas metálicas. La siguien­ te etapa fue el arma de tiro múltiple, el revólver y la ametralladora. 451

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La tecnología militar tiene varios tipos naturales de subdivisión: ofensiva y defensiva; terrestre, aérea y naval; estratégica y táctica; com­ bate, información, comunicaciones y logística. En cada uno de todos estos capítulos y subcapítulos, la revolución tecnológica actual ha in­ troducido profundas modificaciones. La única constante es que en las guerras sufre y muere gente ino­ cente, ahora como siempre, y que la humanidad dedica a ella medios económicos mucho más abundantes que los que se necesitarían pa­ ra resolver definitivamente los problemas que en apariencia provo­ can las guerras. Pero ésa ya no es una cuestión que la tecnología pue­ da resolver.

2. Las arm as nucleares Las armas nucleares, con su enorme potencia destructora, modifi­ caron la concepción estratégica de la guerra, pero por su misma po­ tencia redujeron la racionalidad de su empleo al campo simbólico: di­ fícilmente alguien se atreva a usarlas en la realidad. Esta afirmación requiere un condicionamiento. La racionalidad de la guerra requiere que cada uno de los combatientes valore su propia vi­ da, aunque no la de su enemigo. Si las creencias religiosas de uno de los contendientes son tales que persigue la derrota del enemigo aún a costa de su propia desaparición, las reglas del juego pueden cambiar. En un mundo bipolar, como el que predominó hasta la caída de la URSS, era válido lo anteriormente dicho, y aunque una guerra nuclear podría haber estallado por error o por una falla en los sistemas de alarma, su lanzamiento deliberado era poco plausible. En cambio en la actualidad existe el peligro del apoderamiento o la construcción de ar­ mas nucleares por parte de grupos irregulares de fanáticos o de regí­ menes terroristas, y ya no se puede estar muy seguro de que no em­ plearían armas nucleares, químicas o biológicas. Se ha calculado que una guerra mundial total con uso irrestricto del arsenal nuclear acumulado por los EE.UU., y la ex-URSS produciría, si no la extinción de toda vida en la Tierra, un “invierno nuclear” que po­ dría ser equivalente a una era glacial; los polvos y otros residuos lleva­ dos a la alta atmósfera por las explosiones, impedirían el ingreso de los rayos solares y producirían, además de la masiva contaminación radiac­ tiva, un descenso catastrófico de la temperatura. 452

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En otra parte de este libro, hemos mencionado el fenómeno de la fisión nuclear. Si el número de neutrones en la masa de material fisionable es mayor que uno por cada evento de fisión, la reacción en ca­ dena se bifurca y se puede hacer explosiva. Esto se puede lograr si se evita que los neutrones escapen a través de la superficie de la masa de material fisionable. Para ello es necesario que la cantidad de éste que esté presente en un solo bloque supere ciertos valores — la "masa crí­ tica”— que dependen también de su pureza. Los materiales que se usa­ ron en las bombas que explotaron sobre Hiroshima y Nagasaki fueron U -235 para la primera y Pu-239 para la segunda. La masa crítica de am­ bos es de unos pocos kilogramos. El problema técnico para hacer una bomba consiste en lograr mantener separada esa masa hasta el instan­ te de su explosión, y reunirlos en ese momento. Eso se logró original­ mente de varias maneras. Una consistía en una bala de uranio que se disparaba hacia un agujero practicado en una esfera “subcrítica” de uranio. La adoptada para las primeras bombas lo hacía mediante una carga explosiva químíca hueca que rodeaba los trozos de material fi­ sionable y los acercaba en el momento de la “implosión”. La capacidad explosiva de los artefactos nucleares se suele medir en toneladas equivalentes de TN T , uno de los explosivos químicos más po­ derosos. Los artefactos de Hiroshima y Nagasaki fueron de unos 20 kT. Pocos años después del fin de la Segunda Guerra Mundial se cons­ truyó la primera bomba de fusión, termonuclear o de hidrógeno. En ella, la potencia explosiva es aún mil veces mayor que la de fisión. La bomba de hidrógeno de mayor potencia detonada jamás fue de más de 100 megatones, equivalente por lo tanto a 5000 bombas como la que destruyó Hiroshima. Esta bomba fue detonada por la URSS en un en­ sayo en la atmósfera, poco antes de que se lograra en 1963 el primer tratado internacional que los prohíbe. Para lograr detonar un artefacto termonuclear se necesita alcanzar una temperatura inicial de varios millones de grados. Esto se logra en la detonación de una bomba de fisión que actúa como detonador. Los detalles constructivos, por supuesto, se mantienen en secreto. La posibilidad de enviar armas nucleares a grandes distancias me­ diante misiles intercontinentales previamente apuntados a blancos se­ leccionados ha creado la posibilidad conceptual y técnica de la guerra automática. Un disparo de una de las partes puede ser detectado por los sistemas de sensores de la otra, lo cual puede desencadenar auto­ 453

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máticamente los disparos de respuesta del bando agredido. Ante esta posibilidad tecnológica, se tomaron ciertos recaudos, como la célebre maletita negra que contiene las claves informáticas para desencadenar una respuesta: es la guerra semiautomática, que depende, entre otras cosas, de ciertas medidas de verificación acerca de la exactitud de las señales detectadas en prim er lugar. Esto sirve para impedir que una se­ ñal espuria producida por un ave, por ejemplo, sea interpretada como misil enemigo. De hecho, parece que se han producido varias falsas alarmas en el pasado, que fueron identificadas a tiempo. Todos estos riesgos disminuyeron muchísimo desde el derrumbe de la ex-URSS. Algunos de los cohetes han sido desmantelados, y los que quedan ya no se apuntan mutuamente. La complejidad tecnológica de los sistemas de ataque y defensa nu­ clear montados por las superpotencias es difícil de imaginar. Los cohe­ tes, cada uno de los cuales lleva varias cargas nucleares programadas para dirigirse a objetivos distintos, se encuentran almacenados en si­ los subterráneos cuyo emplazamiento es secreto y cuya construcción se supone inexpugnable. Para asegurar una capacidad de respuesta aun en el caso de que los silos fueran destruidos por un ataque por sor­ presa, también hay cohetes de carga nuclear que recorren continua­ mente el mundo montados en submarinos nucleares, y que son mucho más difíciles de detectar. (Los EE.UU. poseen además una fuerza aérea que tiene continuamente en el aire un cierto número de aviones que también llevan armas nucleares.) A la orden, el cohete sale a la super­ ficie de la tierra y es disparado, o es disparado bajo el agua y emerge a la atmósfera para encaminarse a su objetivo predeterminado. Tiene un tiempo de vuelo de pocos minutos, durante los cuales su paso aler­ ta un sistema de detectores del enemigo, los cuales miden su veloci­ dad y su dirección, deciden que se trata de un cohete y no de una se­ ñal de cualquier otro origen, y mandan una señal de alerta frente a la cual alguien tiene que tomar la decisión de contestar con un disparo similar o no. Toda la guerra puede comenzar, decidirse y terminar en una hora. Uno de los acuerdos a que habían llegado las superpotencias era sustentar este “equilibrio del terro r”, que durante décadas fue capaz de mantener la paz, o por lo menos evitar un enfrentamiento directo entre las superpotencias. La hipótesis básica era la de la “destrucción recíproca asegurada”: el que comenzara una guerra nuclear no tendría 454

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ninguna ventaja sobre el atacado, ya que no podría destruir la capaci­ dad nuclear del adversario en la medida suficiente para impedir un contragolpe igualmente devastador sobre el agresor. El modo de romper este acuerdo era mediante el desarrollo de un sistema que pudiera dar a una de las partes una superioridad estraté­ gica sobre la otra. Una manera de hacer esto era mediante un sistema capaz de derribar los misiles enemigos en vuelo, antes de que llegaran a su destino. Tal fue el propósito de la Iniciativa de Defensa Estratégi­ ca, más conocida como “G uerra de las Galaxias”, promovida por el entonces presidente de los EE.UU., R. Reagan. El arma fundamental de la SDI era un láser gigantesco, eventualmente montado sobre una es­ tación espacial, que pudiera detectar automáticamente un cohete en vuelo, apuntarle y quemarlo. El proyecto, que preveía la inversión de miles de millones de dólares, logró cierto grado de avance, aunque tu­ vo fuerte oposición de parte de la opinión pública y aun dentro de las instituciones de los EE.UU. El desequilibrio producido hubiera sido muy peligroso para la URSS, y ésta se vió obligada a iniciar un costo­ so programa de desarrollo de armas similares. Se ha avanzado la hipó­ tesis de que el esfuerzo económico no estuvo al alcance de la relativa­ mente débil economía soviética, y que causó, o por lo menos aceleró, su derrumbe económico y por lo tanto político. C o n el derrumbe de la URSS y el fin de la G uerra fría, muchos de estos dispositivos han sido desmontados. Los cohetes nucleares ya no apuntan a las ciudades del ex enemigo, y hay un activo programa de desmontaje de las armas nucleares para reducir su número. Esto trae nuevos problemas, sin embargo, ya que libera grandes cantidades de materiales fisionables de calidad militar con los que nadie sabe qué ha­ cer, y tal vez los pone al alcance de grupos incontrolables. Un pequeño comentario merecen los esfuerzos hechos por nume­ rosos otros países para conseguir desarrollar armas atómicas. Se sue­ le hablar del problema de la proliferación de las armas nucleares. El Tra­ tado de N o Proliferación (N PT) ofrece ayuda para el desarrollo nu­ clear con fines pacíficos a aquellos países que renuncien a intentar de­ sarrollos con fines bélicos. El N P T sólo obliga a las potencias nuclea­ res a no difundir sus conocimientos sobre el tema, y no prevé que re­ nuncien definitivamente a las armas nucleares. La mayoría de los paí­ ses han firmado el NTP, pero hay sospechas fundadas de que no todos los signatarios lo cumplen. Irak, Irán y Corea del N orte han caído ba­ 455

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jo sospecha de estar embarcados en programas nucleares con fines bé­ licos, lo cual ha suscitado varias crisis con esos países. Sudáfrica anun­ ció que posee artefactos nucleares, y se sospecha que algunos otros países, que no han firmado el NPT, también los poseen; entre ellos Is­ rael y Pakistán. Brasil tuvo un programa nuclear militar pero lo aban­ donó hace algunos años, y Argentina nunca lo tuvo, aunque también estuvo bajo sospecha internacional de haber tenido esas intenciones. En el año 1995 venció el período de vigencia del N P T y se realizó en Nueva York una conferencia internacional que se inclinó por la pos­ tura de las potencias nucleares, encabezadas por los EE.UU. Por lo tan­ to el N P T se prorrogó indefinidamente en su estructura actual. Otros países propusieron, en cambio, que se lo prorrogue en forma tempo­ raria, mientras se alcance un acuerdo de desarme nuclear completo, que involucre en especial a los países poseedores de armas nucleares. Un tema adicional en este peligroso campo está planteado-por el aparente descontrol en que se encuentra el potencial nuclear ex sovié­ tico, con cohetes distribuidos en varios países nuevos, políticamente poco estables, y con graves problemas económicos. El contrabando de materiales nucleares y también la oferta de personal profesional con conocimientos específicos sobre la tecnología de las armas nucleares, son un peligro muy real que en la actualidad amenaza al mundo. Este peligro es tal vez peor que el del “equilibrio del terror”, aunque las peo­ res consecuencias de un descontrol tal vez no sean de alcance global.

3. C oh etes y misiles La conjunción de los misiles balísticos con las bombas nucleares, que por alguna razón extraña se llaman 'ojivas', son el arma estratégi­ ca máxima de nuestra época. Sin embargo, el uso de los cohetes de di­ ferentes tamaños no es una novedad en la tecnología militar. Los co­ hetes incendiarios ya se usaron en el siglo XII. Probablemente los pri­ meros en emplearlos fueron los mongoles durante el sitio de algunas ciudades chinas. Desde entonces fueron un arma empleada ocasional­ mente, por ejemplo por los bizantinos, aunque parece que nunca en forma masiva. Desde la década de 1920 tanto los alemanes como los estadouniden­ ses hicieron importantes esfuerzos para desarrollar la cohetería. Toda­ 456

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vía era la época artesanal, y los res­ pectivos nombres de precursores co­ mo Oberth en Alemania y Goddard en los EE.UU. pudieron pasar a la his­ toria del desarrollo de la cohetería. El prim er uso moderno de cohe­ tes en la guerra fue la bomba-cohete V -2 con que los alemanes bombar­ dearon Londres en las postrimerías de la Segunda G uerra Mundial. Tanto el cohete como el avión de reacción se basan en el mismo prin­ cipio: expulsan gases a alta velocidad y son impulsados hacia adelante por la conservación de la cantidad de movimiento. El producto de la masa del cohete por su velocidad es, en cada instante, igual al producto de la masa de gas expulsada por la veloci­ dad de éste. Estos gases de alta velo­ cidad son generados por la combustión de un combustible. En un avión, el combustible es un hidrocarburo líquido, y el comburente es aire atmosférico absorbido de la atmósfera y comprimido por un com­ presor operado por una turbina que mueven los gases de combustión. En un cohete, tanto el combustible como el comburente forman par­ te de la carga del vehículo, y generalmente su combustión origina un chorro de gases en forma directa, sin la mediación de una turbina. Co m o el cohete lleva consigo tanto el combustible como el com­ burente, puede operar en el vacío sideral, lo que hace que por ahora sea el único tipo de vehículo apto para tal uso. Estos cohetes “quími­ cos” no sirven para viajes muy prolongados, porque deberían llevar enormes cantidades de combustible, ya que la velocidad de salida es li­ mitada y por lo tanto el caudal debe ser alto. Sin embargo se han he­ cho ensayos con motores iónicos para viajes espaciales de larga distan­ cia. En ellos, se pueden acelerar iones por medios electrostáticos has­ ta velocidades que son una fracción importante de la velocidad de la luz, y compensar por la alta velocidad el pequeño caudal. Tanto los combustibles como los comburentes de un cohete pue­ 457

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den ser variados. Hay cohetes que usan combustible sólido o líquido. Com o combustibles se han usado gasolna, alcohol o kerosene, a ve­ ces mezclado con sustancias que lo soldifican en forma de gel; pero frecuentemente se trata de compuestos más exóticos, como el hidró­ geno líquido o la hidrazina, N 2 H 4 . Corro comburentes, se usa oxíge­ no líquido, perclorato de amonio o ácido nítrico. La condición más importante que debe llenar una combinación en­ tre un combustible y un comburente, es que su combustión sea regu­ lar y previsible, aunque rápida. Esto implica una preparación muy cui­ dadosa de la carga, ya que si la combustión fuese sólo ligeramente más rápida en una parte de la carga que en ctra, el cohete se desviaría ca­ si con seguridad de la trayectoria previsti. El hueco dejado por la com­ bustión misma en la configuración de la :arga, forma parte de la tobe­ ra de salida de los gases de combustión Uno de los problemas más graves que presenta la propulsión de co­ hete es que la masa de combustible-comburente que debe llevar para poder alcanzar, por ejemplo las altas velocidades necesarias para en­ trar en órbita alrededor de la Tierra, es muy elevada. 2 Por eso se usan los cohetes de etapas múltiples, donde a primera agota su combusti­ ble antes de que la segunda entre a funcionar, a partir de una veloci­ dad inicial ya considerable, y con una rrasa mucho menor, ya que los restos de la etapa consumida son abandonados en el espacio. Además de su propulsión, un cohete de largo alcance debe llevar elementos que lo estabilicen y que aseguren que alcance el destino prefijado. Puede tener elementos de navegación inercial, de teleco­ mando o de control satelital que corrigen su rumbo si se llegara a des-

Lanzador inteligente de misilts "tierra-tierra"

viar por efectos del viento. Si carece de ellos, una vez que termina la fase de combustión, el cohete continúa su vuelo por inercia: eso es lo que hace una bala; por eso se habla de un cohete balístico. Además de los cohetes grandes, como los intercontinentales, o los usados para poner en órbita satélites artificíales, las fuerzas armadas disponen de diversos tipos de cohetes de alcance corto o mediano. Un ejemplo conocido son los “bazookas”, pequeño cohete de corto al­ cance que contiene una carga explosiva, y que se dispara desde un lan­ zador llevado por una persona sobre el hombro. Pero hay una gran va­ riedad de armas teleguiadas y cohetes de todo tipo, clasificados por su medio de origen y por el de llegada. Así, existen los cohetes tierra-aire, que son armas antiaéreas o antimisil; los tierra-tierra, aire-aire o ai­ re-tierra, que son bombas dirigibles a un blanco específico. Muchos tipos de cohete tienen dispositivos “inteligentes” capaces de rastrear su presa. Por ejemplo, los hay que detectan los gases ca­ lientes del escape del avión o del cohete contra el cual son disparados, y son capaces de seguir ese rastro, a pesar de las maniobras del blan­ co para eludir el impacto.

4. Las arm as quím icas La guerra química fue utilizada masivamente por ambos bandos en la Primera Guerra Mundial: los alemanes emplearon cloro en gran es­ cala en el campo de batalla, y fueron seguidos por las fuerzas aliadas en ese camino. N o se usó en la Segunda, a pesar de que los métodos se habían perfeccionado. Los alemanes emplearon algunas de estas ar­ mas químicas (el gas llamado Zyklon B) para matar a los prisioneros de los campos de exterminio, pero, a pesar de que todas las potencias las poseían, no fueron usadas en ninguna guerra. En la del golfo Pérsi­ co hubo temores de que Irak fuese a utilizarlas, pero ello no ocurrió. En la misma época se perfeccionó un concepto de guerra química de “baja intensidad” y se desarrollaron las llamadas “armas no letales”. Se trata de sustancias químicas tóxicas pero no mortales, que produ­ cen una incapacidad temporaria del enemigo sin matarlo. En este ru­ bro corresponde colocar los gases lacrimógenos, los que producen náuseas y vómitos, diarreas, y parálisis temporarias, así como rayos lá­ ser que ocasionan una ceguera temporaria. 459

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Algunas armas químicas son gases o líquidos volátiles, que actúan sobre distintos sistemas vitales de las víctimas, en particular su piel, su sistema respiratorio y su sistema nervioso. Algunas son de tipo “bina­ rio”: dos componentes que se almacenan separados y forman el com­ puesto tóxico en el momento de su liberación en la atmósfera. Las armas químicas tienen una particularidad que las hace particu­ larmente peligrosas: son baratas y de fabricación bastante sencilla, a partir de componentes químicos relativamente comunes. Esto las ha­ ce muy accesibles a países de pocos recursos, y es muy difícil el con­ trol internacional y aun nacional de su posesión, como se puso de ma­ nifiesto en los atentados producidos en el subterráneo de Tokio. Es evidente que un grupo terrorista con ciertos conocimientos de quími­ ca puede acceder a su posesión, y hacer estragos difícilmente evitables. Un tipo de armas que suscitan particular tem or y repulsión son las armas biológicas. Este tipo de guerra no se usó nunca, y consistiría en soltar cultivos de bacterias u otros gérmenes patógenos sobre ejérci­ tos o poblaciones civiles. Se sabe que se ha experimentado con baci­ los de Ántrax y de botulismo pero se ignora qué otras especies se es­ tán cultivando o desarrollando con fines bélicos. Los peligros de este tipo de desarrollo son evidentes, ya que un solo accidente que deje suelto un microorganismo patógeno genéticamente manipulado con­ tra el cual nadie está inmunizado, puede tener consecuencias imprevi­ sibles e irreversibles.

las tropas como la de las unidades de combate mismas, es tan impor­ tante como la material. Aquí también la opción por la estrategia nu­ clear y misilística en el contexto político de la G uerra fría, introdujo modificaciones profundas en la organización militar. Las guerras previ­ sibles, que todas las potencias y bloques tuvieron ocasión de mante­ ner, eran en su mayoría del tipo “guerra de liberación”, con énfasis en la guerra de guerrillas, movimientos de grupos pequeños altamente motivados, con aspectos políticos predominantes, y sin la posibilidad de grandes desplazamientos de tropas, armas pesadas, etcétera. La guerra de Vietnam, en particular, sirvió de campo de experimen­ tación de nuevas formas de guerra: se trataba de una guerra de gue­ rrillas que se intentó enfrentar con tecnología novedosa. En Vietnam se ensayaron los defoliantes, para hacer visibles los movimientos del Vietcong en la selva; el Napalm, mezcla adherente e inflamable, que es un arma singularmente cruel. Sin embargo tiene su antecedente histó­ rico en el “fuego griego” usado por los bizantinos en la guerra contra la flota árabe, en el siglo VII; también se experimentó con novedosas técnicas de espionaje y detección de movimientos de personal, lo que se llamó el “campo de batalla electrónico”, provisto de detectores que permitían espiar el paso de los combatientes midiendo el calor produ­ cido por sus cuerpos, los movimientos más tenues del suelo o de las hojas, y aun los olores corporales; se introdujeron los helicópteros ar­ tillados, como arma estratégica; se sospecha que también se ensayaron clandestinamente varios tipos de sustancias psicotrópicas, armas nove­ dosas de guerra química, destinadas a modificar el estado de ánimo:

5. La guerra “ convencional” El equilibrio del terro r en cuanto al empate nuclear, hizo poco evi­ dente que a su sombra se siguiera desarrollando la tecnología militar “convencional”, efectivamente usada en las numerosas guerras de in­ tensidad y extensión variadas. En algunas de estas guerras estuvieron involucradas las superpotencias, como en Corea, Vietnam y Afganis­ tán. En otras no lo estuvieron, y una gran cantidad de conflictos regio­ nales, civiles o clandestinos más o menos graves dieron y siguen dan­ do bastante salida a la enorme industria de material bélico que existe en todos los países grandes y en muchos medianos. Co m o ya lo hemos dicho más arriba, la tecnología militar “blanda”, la de la organización tanto de los movimientos y el abastecimiento de 460

Avión de combate FA-18

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hacer a las fuerzas propias más agresivas, para suplir la falta de convic­ ción en la justicia o la razonabilidad de su causa o para disminuir la ca­ pacidad de combate de las fuerzas enemigas. Por supuesto, además de estos desarrollos para la guerra de gue­ rrillas, existen numerosos sistemas nuevos y “mejorados” para la gue­ rra común. N o entraremos aquí en este tema, que es bastante vasto. Un caso notable de éste es el avión norteamericano “Stealth”. La ae­ ronave tiene un tratamiento superficial que absorbe las ondas electro­ magnéticas de los radares, lo que lo hace invisible para los sistemas de detección enemigos.

6. G u e rra psicológica Los intentos de influir sobre la capacidad de combate de los ene­ migos es tan antigua como la humanidad. Los gritos de guerra y las pin­ turas rituales contribuyen a ello, exacerbando el valor de los propios y asustando a los enemigos. Una leyenda cuenta que durante el sitio de la ciudad provenzal de Carcassonne, en la alta Edad Media, los ha­ bitantes sitiados estaban al borde de la inanición pero arrojaron su úl­ timo cerdo por sobre la muralla, para hacer creer a los asediantes que

no con sus mismas necesidades, ansias, nostalgias y temores, difícil­ mente podría dispararle a sangre fría. Uno de los maestros de la propaganda polítíca y militar fue el mi­ nistro de Propaganda del régimen nazi en Alemania, Goebbels. A él se le atribuyen varias frases célebres, como aquella de “Miente, miente, que algo queda”. Todo político hace efectivamente una especie de gue­ rra psicológica durante sus'campañas, cuando no vacila en prometer realizaciones que debe saberse incapaz de cumplir, o promete desde el poder hacer un m ejor gobierno la próxima vez. O tra de las proezas de la guerra psicológica prolongada fue la con­ junción entre el enorme aparato de propaganda política montada in­ ternacionalmente por los partidos comunistas, con un sistema repre­ sivo casi inexpugnable que impedía que nadie pudiese contradecir los anuncios triunfalistas de aquellos mal llamados regímenes socialistas. Recién su caída puso al descubierto el extremo de mentira a que ha­ bía llegado el totalitarismo en la URSS y en sus satélites. También en el campo de batalla se libra la guerra psicológica. En Vietnam, la política de las aldeas estratégicas privaba efectivamente a la población local de su libertad para mantenerlos aislados de los gue­ rrilleros vietcong.

les sobraba comida.

Guerra psicológica

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Las versiones más modernas de esto son la propaganda y la manipulación de la opinión pública. Ha sido dicho que la primera víctima de cualquier enfrentamiento armado es la verdad, y los argentinos tuvimos una clara prueba de propaganda falsamente triunfalista en la prensa oficial duran­ te la guerra de las Malvinas. La guerra psicológica no siempre es tan burda, sin embargo. Una de sus primeras armas consiste en desper­ sonalizar al enemigo, negarle su ca­ rácter de ser humano. El soldado que pueda pensar que delante de la mira de su fusil se encuentra un ser huma­

7. Inteligencia m ilitar El espionaje es una de las actividades militares de todos los tiem­ pos. El Antiguo Testamento cuenta cómo los israelitas enviaron espías una y otra vez para averiguar las fuerzas de los enemigos y su estado de combatividad. Durante milenios, el espionaje sólo podía hacerse efectivamente in­ filtrando agentes entre las filas enemigas. Este método sigue siendo usado, y ha dado tema a una abundante literatura escrita y cinemato­ gráfica. Todos recordamos las películas de la Segunda G uerra Mundial, en la que los agentes descendían con paracaídas al territorio de los paí­ ses ocupados, y luego transmitían información mediante los viejos equipos de onda corta de válvulas. Sin embargo, el avance tecnológico no ha dejado sin afectar este antiguo campo del esfuerzo humano. Los espías modernos gozan de medios ópticos y electrónicos notables pa­ ra adquirir información y también para transmitirla. Las cámaras foto463

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gráficas montadas en un diente y operadas con la lengua, existen ya desde hace años. En ellas, la película sensible se deposita sobre la faz plana de un hilo plástico de sección semicircular, mientras que la faz convexa hace de lente. Existen también micrófonos altamente direccionales y muy sensibles, que permiten registrar una conversación des­ de una distancia de docenas de metros. También hay transmisores de radio más modernos y pequeños que aquellos con antenas de cuadro montados en un ropero. Una de las formas de espionaje características de la alta tecnología es la que utiliza satélites espías para registrar instalaciones y movimien­ tos desde el espacio. Por supuesto son pocos los detalles conocidos sobre este tema. Uno de los desarrollos importantes en este campo corresponde a los sistemas de lentes telescópicos, que actualmente permiten una resolución de pocos centímetros desde cientos de kiló­ metros de distancia, aunque tal vez sea una bravata la que dice que un satélite espía podría leer los titulares de los diarios desde el espacio. Antes que el espionaje satelital fuese tan eficaz como lo es en la ac­ tualidad, se emplearon aviones espía que sobrevolaban el espacio aé­ reo enemigo a gran altura, ocasionando, a veces, incidentes diplomáti­ cos. Aunque el espionaje forma parte aceptada del juego de poder en­ tre las potencias, aun lo ilegal tiene sus reglas, y hay límites que no se deben sobrepasar. El “reconocimiento” fue, de todos modos, una de las primeras aplicaciones militares de la aviación, aun antes de la Pri­ mera G uerra Mundial. En aquella época un comentarista algo ingenuo dijo que este reconocimiento aéreo de los movimientos enemigos ha­ ría imposible la guerra, ya que cada uno de los contrincantes estaría enterado con toda precisión de todos movimientos de los contingen­ tes del otro. A pesar de esta manifestación ingenua, los sistemas de “inteligen­ cia” y de alarma jugaron un papel militar muy importante. Cuando la aviación alemana estaba inflingiendo serios daños a la población ingle­ sa durante la guerra aérea conocida como “Batalla de Gran Bretaña , los ingleses perfeccionaron el radar, sistema electrónico innovador que permitía detectar tempranamente el arribo de los escuadrones de bombarderos alemanes, y que aumentó enormemente la eficacia de las baterías antiaéreas, llevando las pérdidas alemanas, en aviones y en pi­ lotos, a un nivel demasiado alto, y quebrando la indiscutible superiori­ dad aérea que los alemanes habían tenido hasta ese momento. 464

Dentro del tema de la inteligencia militar también caben los siste­ mas de alarma temprana como la DEW -line (Dístant Early Warning). Se trata de una línea de antenas que atraviesa el norte de Canadá, cuyo propósito es detectar con suficiente anticipación un ataque misilístico a través del océano Ártico. El D E W debe detectar un cohete u otro “objeto volador no identificado”, calcular su órbita y “decidir” acerca de la necesidad de dar la alarma. Se supo de varios eventos detecta­ dos por este sistema que pusieron a los dispositivos de contraataque de la O T A N en “alerta roja”. Esta alerta luego se desactivó, al identi­ ficarse su causa. Si estas anécdotas dan fe de la seguridad del sistema o de su inseguridad, es cuestión opinable. De todos modos la situación estratégica mundial cambió totalmente desde ese momento. N o debemos olvidar una mención de la utilidad de las grandes com­ putadoras en este campo. Los millones de datos que reciben los siste­ mas de detección, tanto los satelitales como todos los demás, debe ser sometidos a análisis y elaboración. Las claves criptográficas, que protegen los mensajes enviados a través de los sistemas de comunica­ ciones, son de una complejidad que los hace inmanejables salvo por computadoras. También existen simuladores estratégicos altamente complejos, que permiten a los Estados Mayores analizar con todo de­ talle los “escenarios” alternativos de los conflictos posibles y sus pro­ bables consecuencias. O tra de las aplicaciones importantes de las computadoras en el ámbito militar son los simuladores, que se usan ampliamente como he­ rramientas para la instrucción de los pilotos que deben tripular los complejísimos equipos de combate, sobre todo los aviones de comba­ te que vuelan a varias veces la velocidad del sonido. Estos simuladores están en el origen histórico de muchas de las aplicaciones civiles de la “realidad virtual”.

8. Com unicaciones Las comunicaciones juegan un papel creciente en todas las activida­ des humanas, y por supuesto también en el campo militar. Desde los tiempos de los teléfonos de campaña usados por primera vez en la Guerra Civil de los EE.UU., hasta las comunicaciones masivas de datos vía satélite de la época de la “supercarretera informática” hay, por su­ puesto, una enorme distancia recorrida en poco más de cien años. 465

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Una de las dificultades de las comunicaciones militares es hacerlas llegar a su destinatario, pero evitar al mismo tiempo que sean inter­ ceptadas por oídos indeseables. Por lo tanto, junto con las telecomu­ nicaciones y especialmente desde la generalización de la comunicación "inalámbrica” se ha desarrollado la especialidad de la criptografía, la ma­ nera de verter el mensaje en una forma sólo inteligible para quien po­ sea la clave que permita descifrarlo. Uno de los éxitos más notables de la contrainteligencia aliada durante la Segunda Guerra Mundial fue, re­ cíprocamente, el haber logrado descifrar el código usado por los ale­ manes para comunicarse con su flota submarina.

9. La tecnología del desarm e He aquí el paradójico final del capítulo sobre tecnología militar, consecuencia directa del fin de la guerra fría. La O T A N , principal alian­ za militar del globo, organiza ahora estudios y seminarios sobre esta nueva disciplina que, por paradójica, no deja de ser compleja. La tecno­ logía del desarme tiene varios aspectos. El desmantelamiento de insta­ laciones de cohetes nucleares, por ejemplo, no es solamente una ope­ ración logística de enorme complejidad, sino que plantea el problema de qué hacer con las toneladas de material fisionable de alta pureza, y de los combustibles de los misiles, que constituyen un serio riesgo de seguridad, porque pueden caer en manos indebidas y poner al mundo en grave peligro. O tro problema es el que plantea la destrucción de grandes cantidades de gases tóxicos o de armas bacteriológicas. El más obvio de los usos del material fisionable de calidad militar, en especial el uranio altamente enriquecido en U -235, es como com­ bustible nuclear. Para ese fin es necesario su dilución, y una empresa de los EE.UU. está comprando gran parte del uranio-235 ruso con ese objeto. La O T A N reconoce tres áreas de estudio: el desmantelamiento de instalaciones, la destrucción de armas, y la conversión y el reciclaje de todo aquello que pudiera servir para usos pacíficos. Un tema relacionado con los anteriores es el monitoreo, por parte de los organismos internacionales, del cumplimiento de los acuerdos in­ ternacionales. Este monitoreo suele chocar con la suspicacia y la mala voluntad de los países que se ven colocados bajo sospecha, sea ésta jus466

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tíficada o no. Llevar a cabo una misión de inspección de esa naturaleza sin ofender los sentimientos nacionalistas de los inspeccionados, y sin herir los derechos de soberanía de los países, es una tarea ímproba y di­ fícil. Un ejemplo de esto son las dificultades del Organismo Internacio­ nal de Energía Atómica para supervisar el cumplimiento de tratados co­ mo el de N o Proliferación Nuclear, por parte de ciertos países sospe­ chosos de efectuar operaciones clandestinas que los violan.

Notas 1. El bumerang es un dispositivo extraordinariamente sutil, ya que su com­ plicado movimiento de retorno exige perfiles muy complejos. Sus construc­ tores tenían una notable intuición aerodinámica. En otros aspectos los austra­ lianos tenían una cultura bastante más rudimentaria. También los antiguos egipcios conocieron el bumerang, aunque le dieron menos importancia. 2. La velocidad que debe alcanzar cualquier móvil para entrar en una ór­ bita alrededor de la tierra es de 28000 km/hr., y la que se necesita para esca­ par a la atracción terrestre es de 40000 km/hr.

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Capítulo 23

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Los capítulos ausentes

Hemos hecho una revisión general de muchos de los aspectos de la tecnología contemporánea, y puede ser que el lector observe que hay algunos temas muy conspicuos (los métodos usados para saber que las cosas son como son, la tecnología nuclear y la exploración del espacio) que están ausentes, por lo menos en el índice. Intentaremos aquí abordarlos someramente.

I . Los m étodos analíticos Uno de los resultados más asombrosos de la ciencia moderna es el conocimiento detallado de que se puede disponer actualmente acerca de la composición, estructura y funcionamiento de los sistemas mate­ riales más diversos, en la escala molecular o aún más pequeña. El deta­ lle con que se puede conocer, por ejemplo, una proteína, es total. N o sólo existen equipos automáticos que determinan la secuencia de los aminoácidos que la forman, sino que es posible determinar la estructu­ ra terciaria, es decir la manera cómo la larga cadena se enrolla en el es­ pacio. Esta estructura terciaria depen­ de de las condiciones experimentales, y muchas de las reacciones más fun­ damentales para la vida dependen cri­ ticamente de ella. Generalmente son estos aspectos estereoquímicos y topológicos los que determinan la acti­ vidad biológica, enzimática o inmunoMicrocospía electrónica de barrido: lógica de la molécula. ala de abeja (Foto CNEA) Es posible y necesario poder obtener este conocimiento utilizando cantidades microscópicas de muestra, ya que muchas veces se trata de componentes sutiles de algunos de los 469

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mecanismos más íntimos del funcionamiento celular. Es esta informa­ ción detallada la que permite el diseño de drogas que interfieren de al­ guna manera con dichos mecanismos. El análisis y la determinación de estructuras es un campo de inves­ tigación y de servicio. Todo tecnólogo requiere conocer de qué están hechos los materiales con que trabaja, y esto implica muchas veces tra­ zas ínfimas de impurezas ya que, como hemos visto, generalmente son éstas las que determinan las propiedades decisivas de un material, y no sus componentes principales. Se han desarrollado así una enorme cantidad de métodos analíticos y microanalíticos que sería inútil describir aquí en detalle. Sería impo­ sible describir el principio de funcionamiento de la mayoría de ellos con alguna sencillez. Por eso hemos renunciado a dedicarles un capí­ tulo especial, aunque su importancia lo hubiera merecido. Se puede hablar de varios grandes grupos de métodos, sin embar­ go. Uno de estos grupos son las varias espectrografías, que aprovechan las características de los saltos de energía que se pueden producir en los sistemas materiales. Según la zona del espectro — la magnitud de la energía involucrada— hay espectrógrafos de rayos gamma, de rayos X , de luz ultravioleta, visible, infrarroja, de microondas y de ondas de frecuencias menores. Cada uno tiene sus propios campos de aplicación y sus propios equipos. También existe la espectrografía de masas, que descompone una molécula y analiza el peso molecular de los pedazos. Un caso especial de espectrografía son la Resonancia Magnética Nuclear, y la Resonancia Magnética Electrónica, que permite la deter-

cam po( Ga us s)

Espectro de resonancia paramagnética de un cristal (CAB)

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mínación de estructuras moleculares determinando las interacciones entre los diversos átomos dentro de la molécula. Todos estos métodos utilizan ampliamente la computación para contrastar los espectros observados con los predíchos teóricamente en base a modelos teóricos. También la usan para desentrañas las se­ ñales significativas del “ruido” de fondo, con lo cual se consigue au­ mentar mucho la sensibilidad de los métodos. O tro gran grupo de métodos son los cromatográficos. Cuando una solución de una mezcla de sustancias se hace migrar a través de un me­ dio poroso, generalmente cada componente lo hace a una velocidad diferente, lo que produce su separación. Se lo puede luego identificar de muchas maneras: una de ellas es el color, sea natural u obtenido por tinturas. De allí el método obtuvo su nombre. Hay muchas clases de cromatografía, según el tipo de material que se quiere analizar, el so­ porte poroso, y la fuerza que obliga a los componentes a migrar. Así se distingue la cromatografía de gases, la de capa delgada, la que utili­ za alta presión, la que usa un campo eléctrico para que las componen­ tes se separen (electroforesis), la que emplea la diferencia de afinidad químíca del soporte por los componentes, la que usa marcadores ra­ diactivos para revelar los componentes, etcétera. Los sistemas de análisis secuencial de proteínas y de A D N son un elemento esencial en las técnicas de genética molecular, que utilizan al­ gunas de estas técnicas para analizar los resultados de “desmontar” uno a uno los miles de eslabones que forman cualquiera de las molé­ culas biológicamente interesantes. O tros métodos utilizan y estudian las propiedades de las superficies de las muestras, que así se logran conocer con gran detalle. Esto es muy importante, porque muchas veces la composición y la estructura microscópica de la superficie de un sólido es bastante distinta que la de su masa, y determina muchas de sus propiedades macroscópicas. La difracción de Raxos X y la de neutrones merecen una mención especial. La primera es la herramienta básica para la determinación de estructuras cristalográficas primero y macromoleculares después. Fue así que se logró determinar la famosa estructura en doble hélice del A D N , marcando el comienzo de la genética molecular. La difracción de neutrones, entre muchos otros usos, se emplea pa­ ra determinar estructuras magnéticas ordenadas, características de muchos materiales de gran importancia tecnológica. Hay otra técnica 471

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analítica que utiliza neutrones: el análisis por activación, por el que se pueden determinar cantidades ínfimas de elementos químicos. Una de las aplicaciones de este método es la criminología. El último grupo de métodos que queremos mencionar es el de la mi­ croscopía. La microscopía óptica, la microscopía electrónica de transmi­ sión y la electrónica de barrido, la de efecto túnel y numerosas otras va­ riantes, permiten obtener una visión del aspecto de la materia hasta la escala de los millonésimos de milímetro. En cada escala se abren nuevas perspectivas, tanto en los seres vivos como en la materia inorgánica. Todos estos métodos se llevan a cabo en equipos cuya construc­ ción es toda una rama industrial de muy alta tecnología, de considera­ ble importancia económica y sumamente innovativa. He aquí uno de los campos en los cuales la tecnología ayuda esencialmente a la inves­ tigación científica a cumplir con su cometido.

2. Tecnología nuclear O tro ausente de nuestro índice es la tecnología nuclear. Se ha afir­ mado que la tecnología nuclear no existe. Las centrales nucleares que generan una parte significativa de la energía eléctrica que consumimos, los radioisótopos que tienen numerosas aplicaciones de las que hemos hablado en otras partes, las armas nucleares: en todos los casos se tra­ ta de aplicaciones específicas de las más variadas tecnologías, desde la química y los materiales, hasta el con­ trol automático y los procesos de di­ verso tipo. Los materiales nucleares deben mane­ jarse con precauciones especiales, por lo que en el área nuclear se intenta au­ tomatizar todo lo posible y usar equi­ pos teleguiados para mantener la segu­ ridad del personal. Pero no hay ningu­ na tecnología que se aplique exclusiva­ mente en esta actividad. Hay algunos procesos que difieren de los que se aplican en otras áreas, por cuestiones cuantitativas, aunque no 472

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cualitativas. En el capítulo 10 hemos hablado de la separación de mezclas, que es una de las operaciones quími­ cas im portantes. Una operación comparable es la separación isotópi­ ca, que se realiza industrialmente en el caso del deuterio (hidrógeno pesa­ do) y en el del uranio, para obtener el uranio enriquecido en el isótopo 235. Pero hay diferencias esenciales Construcción del primer satélite porque, en el caso de los isótopos, argentino SAC-B las diferencias entre las propiedades (INVAP-CONAE) de los componentes que se han de separar son muy chicas. Las propiedades químicas son casi idénticas, y las físicas difieren muy poco. Por eso es muy difícil y costoso separar­ los, y es necesario usar instalaciones que equivalen a miles de “platos teóricos”. El concepto de garantía de calidad fue desarrollado y aplicado en forma integral primeramente en los dos ámbitos que tratamos en este capítulo: el espacial y el nuclear, aunque en cada caso por razones diferentes; y desde allí se fueron generalizando algunas de sus tecno­ logías a los demás ámbitos, hasta desembocar en cierto tipo de gene­ ralización en las normas ISO de la serie 9000. En el caso nuclear, resultó imprescindible lograr la seguridad de que la probabilidad de fallas de construcción o de materiales era práctica­ mente inexistente, porque las consecuencias de un accidente podían ser de una gravedad inusitada. Y en el caso espacial, salvo en las misio­ nes tripuladas, las consecuencias del fracaso de una misión no trascen­ dían a las pérdidas económicas, pero la cuantía de éstas hacía preferi­ ble aumentar los costos de control para reducir la probabilidad de su ocurriencia.

3. El espacio exterio r La tecnología espacial es la actividad más espectacular emprendida por la especie humana, la realización de un sueño primordial: el viaje a las estrellas. La tecnología espacial contemporánea lo hace posible. La 4 73

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actividad espacial también es una actividad económicamente muy im­ portante. Todos usamos muchos de sus beneficios, cuando vemos un programa de televisión de otro país, o cuando hacemos una llamada telefónica de larga distancia. Y sin embargo, las aplicaciones más importantes del espacio no in­ volucran una tecnología espacial propiamente dicha. En los satélites y en los vehículos que los llevan a su órbita hay tecnología de todas las ramas que hemos tratado: materiales y electrónica, informática y me­ cánica, calidad y gestión, termodinámica y química. Los satélites se aplican a la exploración espacial y numerosos usos “terrestres”, desde los militares hasta las comunicaciones, y desde la ecología hasta la exploración minera. Muchas tecnologías vieron sus primeras aplicaciones en el espacio, como lo mencionamos en el caso de los circuitos integrados, de los que se puede decir que conquista­ ron la Tierra desde el espacio exterior. Sin embargo, en el espacio se usan algunas tecnologías específicas, y hay otras que por ahora no tienen más aplicaciones y que no toca­ mos en otros capítulos. Ejemplos de ello son los requerimientos planteados y las experien­ cias recogidas en los viajes espaciales tripulados. Esto incluye temas tan específicos como el diseño de los trajes espaciales que más que

Misión "Magellan" a Venus (Foto NASA)

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una indumentaria, deben ser verdaderos vehículos espaciales, ya que deben perm itir a los astronautas una total autonomía, aunque sea por períodos limitados. El estado de gravedad cero implica condiciones totalmente nove­ dosas desde el punto de vista biológico, y existe toda una nueva rama de la medicina: la medicina espacial. Uno de los temas importantes que aborda es el comportamiento del organismo humano en condi­ ciones de ingravidez. Estos conocimientos no tienen mucha aplicación en Tierra, pero son relevantes para el bienestar de los seres humanos en el espacio. Por otra parte, la posibilidad de realizar investigaciones científicas y operaciones productivas bajo gravedad nula, en una estación espacial, ofrece múltiples posibilidades tecnológicas. Por ejemplo, para el desa­ rrollo de materiales imposibles de lograr en condiciones normales co­ mo aleaciones entre metales insolubles y de densidad muy diferente, que se separarían por gravedad antes de poder formar una fase sólida. Es probable que el costo de tales materiales sea prohibitivo por mu­ cho tiempo. La exploración del espacio, además, condujo al desarrollo de equi­ pos destinados a operar solamente en condiciones espaciales, con fines de observación científica. El ejemplo más destacado de este tipo de ex­ ploración es el telescopio espacial Hubble, que ya ha transmitido una plétora de observaciones astronómicas desde el espacio, que están cambiando muchos conceptos acerca de la estructura del espacio. El telescopio Hubble tuvo una historia accidentada. Por una falla en el control de calidad, fue lanzado con un defecto en su construcción, lo que redujo mucho su utilidad con respecto a lo que se esperaba en cuanto a la resolución y perfección de las imágenes que se pudieran obtener. Sin embargo, se logró corregir el defecto por software desde la Tierra. Esta proeza ¡lustra la sutil interacción entre la observación directa y su inter­ pretación a través de los instrumentos de cálculo. Hasta plantea una pre­ gunta epistemológica, porque lo que se llama ‘observación’ en este caso ya tiene un grado de elaboración informática muy grande. O tro tema exclusivo del espacio es el programa de escucha espa­ cial, que trata desde hace años de detectar alguna señal electromagné­ tica que nos permita abrigar la esperanza de que no estamos solos en el universo. Aunque el cálculo de probabilidades diga que es altamen­ te probable que se haya producido vida en alguna parte del espacio, 4 75

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hasta ahora esta vida es muda, o nosotros somos sordos a su estilo de comunicación. De todos modos los cálculos de probabilidades tienen una validez muy dudosa en este caso. Hace tan sólo menos de cien años nosotros también éramos sordos a lo que el espacio quisiera de­ cirnos, ya que no sabíamos detectar señales electromagnéticas no vi­ sibles al ojo. En este lugar quisiera hacer un pequeño homenaje a los “grandes” programas de exploración espacial, hitos en la epopeya de la historia humana, que seguramente no ha hecho más que empezar, pero que ha visto disminuir su ritmo por razones económicas. El prim er satélite ar­ tificial de la Tierra, aquel pequeño Sputnik de 1957; la perrita-Laika, so­ litaria navegante espacial; el prim er cosmonauta, lurí Gagarin; el pro­ grama Apollo, que desembarcó por primera vez a seres humanos en un astro que no era la Tierra; las sondas que descendieron en Marte y exploraron Venus; las sondas Vbyoger que aún siguen alejándose del sistema planetario solar e internándose en la soledad ¡nfina del espa­ cio tras haber transmitido una increíble serie de imágenes de los pla­ netas exteriores y de sus satélites: todos ellos son logros de la tecno­ logía terrícola. El caso de los dos Voyager es particularmente dramático, ya que no estaba previsto que llegaran tan lejos y tuvieron que ser reprogramados para poder transm itir datos sobre Neptuno y Urano, donde la in­ tensidad de la radiación solar es insuficiente para recargar las baterías solares de los vehículos, y desde donde las señales llegaban con tan te­ nue intensidad que detectarlos fue en sí mismo toda una proeza. Uno de los veteranos más antiguos de la exploración del espacio profundo fue el programa Pioneer. Las sondas Pioneer 10 y I I lanzadas en 1972 y 1973 están aún enviando débiles y distorsionadas señales desde más allá de la órbita de Plutón. Estas naves están equipadas con baterías que derivan energía eléctrica del decaimiento radiactivo del plutonio-238. N o es el caso de esta fuente de energía, que se emplea en ciertos marcapasos cardíacos, pero resulta interesante que en esos navios espacíales sobreviven y funcionan tecnologías que en Tie rra se­ guramente son ya completamente obsoletas. La vorágine de la innova­ ción permanente puede hacernos olvidar que esas tecnologías eran de gran nivel de complejidad, y que en aquellos años pudieron enviarse vehículos automáticos a Marte y hacer allí complejos experimentos que demostraron, por ahora, la ausencia de vida en aquel planeta. 476

En la actualidad existen numerosos satélites y vehículos espaciales que circundan la Tie rra con diferentes misiones de exploración cientí­ fica, a veces codificadas en sus nombres. Entre ellos mencionemos tan sólo algunos pocos: el C O B E (Cosmic Background Explorer), que mide las irregularidades en la radiación fría residual del Big Bang; el Galileo y el Ulysses, de la Agencia Espacial Europea ESA; el EU VE (Extreme iIItraviolet Explorer); el ROSAT, que mide rayos X espaciales. La mayoría de estos vehículos circundan la Tierra en distintos planos. El Ulysses en cambio sigue una órbita alrededor del Sol que pasa por sobre sus polos y por detrás del planeta Júpiter. Estas misiones están producien­ do información de gran valor, que van modificando rápidamente mu­ chas ¡deas acerca de la naturaleza del espacio extraterrestre, los pla­ netas, los cometas, los asteroides. La zona menos explorada del espec­ tro electromagnético — el infrarrojo— será el objeto de estudio de al­ gunas misiones futuras de la N ASA. A pesar de que están en uso varios vehículos tripulados que tienen algunas de las características de una “plataforma espacial” — como el vehículo ruso “M ir”, habitable y habitado durante meses por diversas tripulaciones— y que los “transbordadores” norteamericanos siguen cumpliendo misiones de diferentes tipos — entre ellas, recientemente, una de acoplamiento con la estación rusa— , el proyecto de una gran plataforma espacial desde la cual se harán viajes tripulados a Marte no es por ahora prioritario. En la próxima década el énfasis de las agen­ cias espacíales estará puesto en misiones de observación de los plane­ tas, los asteroides, el Sol, y objetos astronómicos más alejados, pero sobre la base de vehículos automáticos y teleguiados de pequeño ta­ maño, de mucho m enor costo que las misiones tripuladas. La N A SA y las demás agencias espacíales tienen dificultades financieras, ya que el interés por la exploración espacial estuvo movilizado en buena medi­ da por cuestiones de prestigio e intereses militares. En estos tiempos, las prioridades de la humanidad son otras.

Notas I . Q u is ie ra evitar aquí una discusión a fondo acerca de qué es una nece­ sidad genuina y cuáles son espurias. Esta nota quiere d ejar señalado que el te ­ ma m erece un debate y lo recibe con frecuencia. 4 77

Capítulo final

La civilización tecnológica

Sj bien en el curso de este libro hemos hecho numerosos comen­ tarios acerca de los aspectos antropológicos y sociales de la tecnolo­ gía contemporánea, su penetración en todos los aspectos de la cultu­ ra, con sus productos multiformes, y su influencia prometeica sobre los diferentes aspectos de la vida de todas las culturas, no estará de más hacer ahora algunas consideraciones finales acerca del efecto cul­ tural de la tecnología misma, no ya solamente de sus productos. Así como el mundo no fue el mismo antes y después de cada una de las revoluciones tecnológicas del pasado, podemos prever que tam­ poco será el mismo cuando la presente ola de innovaciones desacele­ re un tanto su ritmo vertiginoso. Dada la profundidad de las mutacio­ nes que la revolución tecnológica está produciendo en todos los ám­ bitos, y dado que las respuestas de la sociedad no son aún las más ade­ cuadas para absorber estos cambios sin grandes perturbaciones, resul­ ta imposible predecir cómo será el mundo dentro de una generación. La universalización de la civilización tecnológica tiene distintos efec­ tos sobre las diferentes culturas. La Revolución Industrial (la segunda revolución tecnológica) comenzó en Europa, y se extendió en forma ampliada a los Estados Unidos. La tercera revolución tecnológica co­ menzó ¿n los Estados Unidos y se extendió a Japón. Este hecho de­ mostró que la civilización tecnológica no estaba atada al área cultural occidental, ya que las tradiciones japonesas son muy distintas de ésta. La URSS, por su debilidad económica o por su debilidad política, o tal vez por ambas, no pudo seguir al desafío y se derrumbó. La globalización de las estructuras económicas se hizo irresistible, al desaparecer todo contrapeso y al disminuir la presión militar. Pocos son los países externos al “N orte” económico, en los cuales se produjeron realmente cambios económicos profundos, que condu­ jeran a un mejoramiento del nivel y la calidad de vida de la población. Para los “Tigres” del Asia sudoriental, al parecer mejoraron las condi-

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dones económicas pero a costa de sacrificios muy grandes de la pobla­ ción, que recién comienza a recoger algunos frutos de su desarrollo. En el resto del mundo, del cual formamos parte, junto con los de­ más países de Am érica Latina, casi toda Asia y toda África, hasta aho­ ra no se ha producido el ansiado “despegue”. N o queremos decir que no haya profundas diferencias entre todo ese grupo de países: entre ellos hay algunos, como el nuestro, que no está demasiado lejos de po­ der compararse con los más pobres de los países del “N o rte ”, mien­ tras que la mayor parte de África parece destinada a una marginalidad y una miseria insalvables. Hasta ahora por lo menos, la civilización tecnológica no logró cum­ plir sus promesas más que en los países desarrollados. Sin embargo, y en buena medida debido a productos tecnológicos como la televisión, ha penetrado culturalmente en todas partes, generando expectativas cuya satisfacción aparece sumamente incierta salvo para una minoría de sus habitantes. Esto no puede dejar de generar tensiones que al pa­ recer sólo profundas reformas políticas y cambios culturales igualmen­ te profundos podrían llegar a aliviar. Al desarrollar la idea de una civilización tecnológica debemos distinguir entre dos momentos distintos de la tecnología, ya que sólo uno de ellos es en verdad el que se ha universalizado: los productos de la tecnología avanzada cuyo uso se ha universalizado, mientras que su producción está concentrada en pocos países, que defienden su monopolio a veces encarnizadamente. En los países relativamente subdesarrollados, la pirámide de la creación tecnológica está fragmentada. Se impulsa el consumo, mediante los efectos combinados de la publi­ cidad y la presión económica, pero no la producción, de modo que los países menos desarrollados se ven empujados a situaciones de los cua­ les no se vislumbra una salida fácil, ya que los productos que generan son de poco valor relativo como lo hemos destacado en los capítulos iniciales de este libro. En este momento, parece que sólo dos obstáculos se alzan en el ca­ mino a una verdadera globalización de la cultura del consumo tecno­ lógico: la miseria y el fundamentalismo. El extremismo religioso trata de crecer sobre la frustración de las masas que no logran el bienestar prometido, primero por el socialismo y luego por el capitalismo occi­ dental. Donde conquistó el poder, el fundamentalismo se abroqueló en las estructuras culturales de su propio pasado, aunque no está dispues­ 480

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to a renunciar a aquellos componentes de la cultura tecnológica que puedan aumentar su poder. El gobierno de Irán acaba de dar dos pa­ sos significativos en ese sentido: prohibió la instalación de antenas satelitales, por lo menos de aquellas destinadas a la recepción de emiso­ ras extranjeras de televisión. Y firmó un acuerdo para recibir tecnolo­ gía nuclear de Rusia. La miseria no necesita hacer nada para estar allí. La tecnología mo­ derna hace poco para aliviarla: por el contrario, la ha agravado de ma­ nera paradójica. Ha mejorado el estado sanitario, y ha prolongado la esperanza de vida de la gente, con lo que sentó las bases para un cre­ cimiento sin precedentes de la población. También ha aumentado mu­ cho la producción de alimentos, pero no en cantidades suficientes, y mediante la introducción de tecnologías que en muchas partes del mundo contribuyeron a disgregar las estructuras culturales de los pue­ blos, a despoblar las zonas agrarias, y a aumentar enormemente los problemas de una urbanización desordenada y misérrima. Y el aumen­ to demográfico contribuyó al deterioro ambiental, que a su vez hace más útil tener más hijos para que vayan a buscar agua y leña a sitios cada vez más lejanos. Los indicios de que el ritmo de crecimiento de­ mográfico está disminuyendo en India y en China son alentadores, pe­ ro habrá que ver si llegarán a tiempo para evitar una catástrofe ecoló­ gica en los países más pobres y más densamente poblados. El desarrollo tecnológico es uno de los ejes estructurantes de la historia humana. Tal vez es el más importante de todos ellos. Los cam­ bios sucesivos en la tecnología permitieron aumentar la eficiencia y la eficacia del trabajo humano — y también su capacidad destructiva— en un gradp inimaginable. Fueron capaces de dar respuesta a muchas ne­ cesidades y demandas sociales, y a la vez generaron nuevas demandas, las que muchas veces no estaban basadas en necesidades genuinas. Pu­ dieron liberar a cantidades crecientes de seres humanos de la esclavi­ tud de trabajos embrutecedores. Pero a la vez expulsaron una y otra vez a numerosos seres hacia los márgenes de la sociedad humana. La medicina moderna, la farmacología y la higiene han prolongado la es­ peranza de vida de los seres humanos, y hecho disminuir notablemen­ te la mortalidad infantil, que hace doscientos años aún en Europa era del 30 ó 40%. Al mismo tiempo ese hecho, en una estructura social como la existente, y en ausencia de medidas sociales aptas para evitar­ lo, genera la explosión demográfica que nos amenaza. 48 i

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La civilización actual es altamente tecnodependiente. Especial­ mente los países desarrollados basan toda su estructura económica y social — incluso la satisfacción de las necesidades de supervivencia__ en productos tecnológicos que, como son cada vez más complejos, son también cada vez más vulnerables. En una gran ciudad, un corte del su­ ministro de energía eléctrica por algunos días literalmente puede cos­ tar la vida a miles de personas. La mayoría de los humanos están tan urbanizados que no podrían sobrevivir en ausencia del ambiente tec­ nológico que ha ocupado para ellos el lugar del ambiente natural. A la vez que domina la vida diaria de la especie humana, la tecno­ logía se ha hecho cada vez más incomprensible para la mayoría de sus integrantes. Esto ha fomentado una cultura de especialistas, y contri­ buye grandemente a la fragmentación del conocimiento y de la con­ ciencia. Al mismo tiempo esos productos incomprensibles de la men­ te humana suscitan un temor reverencial comparable al que los hombres de otros tiempos sentían ante Dios o ante las fuerzas de la naturale­ za. También suscitan una actitud paradojalmente proclive a un retorno a formas de pensamiento irracional y mágico, como lo atestigua el au­ ge de la astrología, asistida ahora por la informática. Este hecho, a su vez, pone una responsabilidad muy grande sobre los hombros de los tecnólogos. Co n frecuencia se afirma que la tec­ nología, así como la ciencia, es éticamente neutral, ya que es sólo la manera de hacer ciertas cosas, y no define cuáles son las actividades éticamente deseables. Esta afirmación no se debe aceptar sin un cui­ dadoso examen de sus implicancias: resulta indudable que la tecnolo­ gía contemporánea tiene un fuerte impacto sobre la ética, ya que es tan poderosa y se puede usar para fines totalmente reñidos con la mo­ ral. Por otra parte, también plantea nuevos problemas a la ética, ya que hace posibles acciones que antes estaban fuera de las posibilidades, y por lo tanto, fuera de la consideración de la ética tradicional. Gran parte de los debates actuales sobre la ética de las manipulaciones ge néticas pone esto muy claramente en evidencia. Lo que hemos llamado temor reverencial ante la tecnología se con­ centra, en esta época, en que la irresponsable expansión humana agra­ va los aspectos contaminantes de muchas tecnologías, destruye mu chos ecosistemas y amenaza a todos los demás. Surge entonces la ten dencia a usar tecnologías menos agresivas, y algunos hablan de tecno­ logías apropiadas. Se trata de un término poco feliz. Ya lo hemos dicho. 482

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toda tecnología es apropiada para algún fin, aun la más destructora, contaminante y derrochadora. Sólo que ese fin puede obedecer a una racionalidad instrumental de alguna parcialidad, en lugar del “bien co­ mún”. Sin embargo el concepto que se designa con tal término es vá­ lido. En realidad sólo se trata de utilizar tecnologías convenientes

para los ecosistemas y para los seres humanos que forman parte de ellos. El temor a la tecnología se debe a dos causas. Una ya la hemos mencionado: es la falta de comprensión de los modos de funciona­ miento de casi todos los aparatos que usamos a diario. La otra es un vago peligro vislumbrado en la espesura de una estructura social que genera una “naturaleza artificial” que reemplaza a la natural y amena­ za con destruirla. El peligro de un mundo habitado por robots sin al­ ma al servicio de fuerzas desconocidas, en el cual ya no habrá lugar pa­ ra los humanos de carne y huesos y, sobre todo, provistos de alma. En muchas de sus características oníricas, este mundo es similar al peligro arcaico de un mundo habitado por monstruos inhumanos, gorgonas, dragones, duendes y quimeras. El desarrollo descontrolado de la tecnología plantea una paradoja singular. Por una parte, los productos que llegan al mercado necesitan quién los compre, y manipulan a los consumidores, mediante la publi­ cidad, a que deseen cosas que no necesitan. Por la otra, la fabricación de esos productos es cada vez más automática, y el problema de la “desocupación estructural” es el más preocupante en la actualidad de casi todos los países más desarrollados. Ha reemplazado a la preocu­ pación por el deterioro de los ecosistemas en la primera línea de los problemas que aquejan a sus sociedades. Los desocupados no son consumidores, aunque subsistan subsidiados. Muchos productos de la tecnología han ido reemplazando realmen­ te al hombre, y pueden llegar un día a eliminarlo completamente. Este reemplazo ha sido paulatino. En su primera fase, que duró milenios, se multiplicó la fuerza muscular de los trabajadores. Los primeros apara­ tos fueron máquinas mecánicas sencillas, como el martillo, la rueda, la palanca, el plano inclinado, la cuña. Después fue la imprenta, gran paso hacía la difusión de los conocimientos, luego de que la invención de la escritura permitió la perpetuación de la memoria. El desarrollo de la mecánica condujo en el siglo X VII a la construcción de mecanismos au­ tomáticos de gran ingeniosidad, que fueron el modelo conceptual para 483

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la cosmovisión mecanicista del universo. Luego vinieron las máquinas térmicas, y las eléctricas, que eran aún dispositivos con finalidades me­ cánicas, es decir, para la multiplicación de las fuerzas musculares. Así como el caballo y el carro complementaron el esfuerzo de los caminan­ tes, la máquina de vapor reemplazó los caballos y al viento en los bar­ cos, y los motores eléctricos a la máquina de vapor en las fábricas. Mediante esos desarrollos, la acción humana pasó de la ejecución directa a controlar las máquinas. El consumo de “energía humana" des­ cendió miles de veces. El alcance y la velocidad aumentaron otro tan­ to. Un hombre puede acarrear, penosamente y por poco tiempo, una carga de a lo sumo 80 kilogramos. Con un esfuerzo muscular de po­ cos gramos, en cambio, puede accionar una máquina que mueve mu­ chas toneladas. Un hombre que camina sin carga puede recorrer 50 km por día. Un hombre en avión puede dar la vuelta al mundo en el mismo tiempo cansándose mucho menos y acarreando todo el equi­ paje que quiera. Luego vino el momento en que, además de los músculos, se co­ menzó a reemplazar los órganos de los sentidos. El registro y repro­ ducción del sonido y de la imagen se perfecciona con la electrónica, que abre también el paso a la difusión masiva e instantánea de la infor­ mación. Ahora estamos viendo el paulatino reemplazo de las faculta­ des intelectivas, el razonamiento y la ejecución de tareas mecánicas complejas que implican tomas de decisión y adaptación a circunstan­ cias variables. Ya existen fábricas en las que no hay trabajadores huma­ nos. Su rendimiento y su precisión es mucho mayor que la de éstos, no necesitan descansar nunca y no hacen reclamos sindicales. Frecuentemente se plantea la pregunta acerca de la capacidad de “pensar” de las computadoras. Ya hay estructuras informáticas y pro­ gramas capaces de aprender de sus errores y de optimizar su propio funcionamiento. Se suscitan entonces debates acerca de qué es la mis­ teriosa facultad del pensamiento. ¿La inteligencia artificial es similar a la natural? ¿Có m o se podrá distinguir una de otra? ¿Podrá esperarse, alguna vez, que una computadora dé pruebas de la cualidad humana conocida como “creatividad”? Y el misterio último de la conciencia: un programa de computadora puede recorrer la totalidad de la memoria de ésta para inspeccionarla y aun para modificarla según criterios es­ tablecidos. ¿Podrá saberse alguna vez si una computadora de los siglos próximos tendrá conciencia? 484

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Pero la pregunta crucial que debe ocuparnos aquí es acerca de cuál será el papel reservado a los seres humanos en este mundo futuro, tal vez manejado por los robots. Éste es tema de conjeturas de autores de ciencia-ficción, pero no puede dejar de preocuparnos. Estaremos li­ berados, en teoría, del mandato bíblico de ganar el pan con el sudor de nuestra frente. Pero no es imposible que el sudor cálido del traba­ jador manual cansado de una larga jornada sea reemplazado por el su­ dor frío de angustia de seres expulsados del mundo humano, por in­ necesarios. Es posible que esos seres “superfluos” sean subsidiados por el “sis­ tema” y también es posible que vaguen cual espectros famélicos por las tinieblas exteriores de la marginalidad absoluta buscando sobras en los basurales de las minorías opulentas y ociosas. Ambas variantes ya ocurren en la realidad actual, y el problema púdicamente llamado “de­ socupación estructural” se agrava constantemente. En los países desa­ rrollados se subsidia a los desempleados. En los subdesarrollados, no. Ambas variantes plantean con gran crudeza el problema del sentido de la existencia humana: hasta ahora, estábamos demasiado ocupados en subsistir, para preguntarnos por qué y para qué queríamos hacerlo. El prodigioso desarrollo de la tecnología contemporánea plantea además el destino del hombre de otra manera. En efecto, la larga jo r­ nada del hombre desde las tinieblas de la inconciencía, ha sido una su­ cesiva toma de conciencia de que su naturaleza es diferente de las otras especies vivas sobre el planeta, pero a la vez de lo relativo de su excepcionalidad. Hasta el ocaso de la Edad Medía, el hombre occidental es­ taba convencido de que él era la razón de ser de la Creación, y su do­ micilio, la Tierra, el centro del universo. Sucesivas revoluciones cientí­ ficas lo fueron convenciendo de lo contrario o, mejor expresado, de la verdadera naturaleza de su excepcionalídad. Copérnico le mostró que su Tierra no era el centro del universo, sino un planeta más entre va­ rios, girando alrededor de una estrella más, entre muchas. Darwin le mostró que no era una creatura excepcional “a la imagen y semejanza” de nadie, sino que era el resultado de una larga y azarosa serie de pa­ sos evolutivos. Freud lo llevó a reconocer que su orgullosa racionalidad estaba construida sobre las arenas movedizas de un inconsciente incon­ trolable. Y ahora puede suceder que su brillante inteligencia pueda ser imitada y superada por una supercomputadora, destruyendo en apa­ riencia su último motivo de orgullo, su última singularidad. 485

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Lo que quede después de este gran ejercicio de la verdad puede ser: o bien una raza de seres humillados por sentirse destronados, rencorosos contra los que le demostraron que sus mitos eran autoengaños para no sentirse tan solos en un universo ajeno y hostil; o bien una raza curada definitivamente de su soberbia, que ha superado la in­ fancia de la especie, que conoce sus capacidades y sus limitaciones, y que sabe que dentro suyo existe, a pesar de todo, el germen de la tras­ cendencia. Entonces, el reemplazo del hombre en las tareas productivas tam­ bién podrá liberar una potencia creadora enorme, de millones de se­ res constituyendo la conciencia planetaria y creando para sí mismos y para sus vecinos — humanos o no— ideas, belleza, profundidades es­ pirituales aún inimaginables para nosotros.

El contenido de E l tecnoscopio ofrece una vasta y apasio­ nante información pocas veces compendiada acerca de la tecnología como actividad humana, su relación con la ciencia, las sucesivas revoluciones tecnológicas y los profundos cambios que las mismas provocaron. Además, describe la tecnología de los materiales y aborda la tecnología química, mecánica e industrial; la energía; la electrónica, y la informática, lo que hace de este libro un valioso instrumento para el trabajo interacti­ vo e interdisciplinario en la escuela. También abarca los grandes desafíos éticos de la biotecnología y los no menos importantes conflictos de sustentabilidad y ecología industrial, así como las diferen­ tes áreas de la vida económica y social en que la tecnología va dejando su marca indeleble. Tomás Buch es fisicoquímico. Dedicó la primera mitad de su carrera profesional a la ciencia. Enseñó e hizo trabajos de investigación en temas de física molecular en universidades de Argentina, Chile y Francia, luego se concentró en la tecnología y fue director de proyectos de desarrollo y gerente de recursos humanos en la empresa de tecnología Investigaciones Aplicadas, INVAP. Actual­ mente es consultor de dicha empresa y también del Ministerio de Educación, donde colabora en la definición de los contenidos del área de Tecnología.

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