Supercondensadores: puente entre las baterías y los condensadores

(Publicado por vez primera en http://papeldeperiodico.com/2013/10/02/que-son-los-supercondensadores/)

Un supercondensador, es un dispositivo que permite almacenar grandes cantidades de energía eléctrica y cederla en forma relativamente rápida. Para entender su funcionamiento, veamos una analogía con un circuito hidráulico (todos hemos visto una presa, o un depósito de agua que alimenta una red de tuberías).

Presa.

Imagine usted que es un ingeniero de procesos en una planta industrial donde se requiere un flujo muy caudaloso de agua para el lavado de botellas y un flujo menor (constante) para llenarlas. Para este caso, la planta cuenta con agua suministrada por una presa cercana, y para el otro, se tiene un tanque de cierta capacidad que, al ser llenado (en cierto tiempo), se vacía por un conducto de gran diámetro, obteniendo el caudal y la energía necesaria para el correcto lavado de botellas.

Usted, por cuestiones de eficiencia, quiere contar con un flujo caudaloso adecuado con mayor frecuencia por lo que diseña un tanque sustituto de mucha mayor capacidad. Después de cálculos y estimaciones, usted obtiene en papel el esquema de un tanque “híbrido” que contaría con una elevada capacidad (emulando a una presa) el cual podría suministrar el flujo constante de llenado y también los flujos caudalosos requeridos. Podríamos llamarle a este inmenso reservorio «supertanque» o también «supercondensador hidráulico» (debido a su alta capacidad de almacenamiento y descarga de agua).

Tanque de agua elevado.

Pasemos ahora del circuito hidráulico al eléctrico: la presa, que permite tener un flujo constante de agua para el llenado de botellas, sería el equivalente eléctrico de una batería; el agua acumulada en la presa, sería la carga eléctrica almacenada electroquímicamente en la batería; el conducto ‒o tubo‒ hidráulico, junto con su válvula de cierre, sería el equivalente de un alambre conductor de la electricidad conectado a una resistencia que limita el paso de la corriente; el tanque, que almacena el agua para lavar botellas, sería un condensador (o capacitor) eléctrico, capaz de almacenar carga eléctrica; el «supertanque», sería el equivalente eléctrico de un supercondensador, el cual puede almacenar grandes cantidades de carga eléctrica y cederla en forma relativamente rápida; la altura del tanque sería el equivalente al voltaje del condensador o supercondensador.

Un globo, un condensador eléctrico

Como vimos ya brevemente, un condensador es un dispositivo que almacena carga eléctrica. ¿Cómo ocurre esto?… Pensemos en un globo inflado. Éste, al frotarse con el cabello (o con una prenda de lana), adquiere carga eléctrica (electrones del cabello ‒o de la lana‒ se trasladan al globo, obteniendo así una carga eléctrica neta negativa). Cuando el globo vuelve a acercarse a la cabeza atrae cabellos, o si se acerca a pequeños pedazos de papel, los atraerá también. De hecho, el globo, por tener la capacidad de almacenar carga eléctrica, es un condensador eléctrico. El globo cargado, podría adherirse a una pared, que, aunque es eléctricamente neutra, la carga negativa del globo le induce a tener  una carga eléctrica positiva en su superficie, generando así una fuerza electrostática de atracción (cargas eléctricas opuestas se atraen, en caso contrario, se repelen). En el momento en el que el globo transfiere su carga negativa a la pared, se vuelve eléctricamente neutro y cae al suelo.

Condensador de «placas paralelas»

Líneas de campo eléctrico entre
dos placas con carga opuesta

Un condensador eléctrico consiste de dos placas paralelas, separadas a cierta distancia, en las que se puede acumular carga eléctrica: positiva en una placa, y negativa en la otra. Tal configuración genera un campo eléctrico entre ellas (con cierta diferencia de potencial, medida en voltios). En el ejemplo del globo, éste podría representar la placa con carga negativa y determinada área de la pared, la placa con carga positiva.

En los condensadores eléctricos, cuanto mayor sea el área de las placas y menor la distancia entre ellas, mayor es su capacidad de almacenamiento de carga. En medio de ambas puede colocarse algún aislante (denominado dieléctrico) como aire, plástico, cerámica o algún electrolito, que incrementa la capacidad del condensador. Cada dieléctrico tiene determinada capacidad de polarización, es decir, qué tanto sus moléculas, o iones (en el caso de un electrolito), se alinean con el campo eléctrico generado entre las placas. La parte negativa de las moléculas polarizadas se dirigen hacia la placa con carga positiva, y la parte positiva hacia la placa negativa. La polarización en el dieléctrico, genera otro campo eléctrico que se opone al generado por las placas del condensador. Para compensar la súbita disminución del campo eléctrico (el potencial entre las placas debe permanecer constante), se almacena más carga eléctrica en las placas, lo cual genera una mayor capacidad eléctrica total en el dispositivo.

Así, vemos que hay tres factores principales que influyen en el comportamiento de un condensador: el área de las placas, la distancia, y el dieléctrico. La unidad de medida de la capacidad eléctrica es el Faradio (F), en honor al científico británico Michael Faraday.

En la industria de los componentes electrónicos, son muy comunes dos tipos de condensadores: los cerámicos y los electrolíticos. En los primeros, se utilizan materiales cerámicos como dieléctrico. En los segundos, el dieléctrico (un electrolito que consiste de una solución con moléculas eléctricamente cargadas, es decir, iones) humedece un papel en medio de dos tiras metálicas enrolladas. Esta configuración permite altas capacidades en un volumen relativamente pequeño. Los condensadores convencionales tienen valores de orden de los pF (pico-Faradios, 10^-12 F), nF (nano-Faradios, 10^-9 F) o μF (micro-Faradios, 10^-6 F).

Los supercondensadores

Como vimos, cuanto mayor sea el área de las «placas» de un condensador, la capacidad de almacenamiento de carga es mayor. Pero ante el impráctico incremento de área lisa (el dispositivo sería demasiado voluminoso), es mejor aumentar la rugosidad de la placa como una manera de incrementar el área. Si las «arrugas» de la superficie tienden a ser prominentes e ínfimas, en el orden de los μm (micro-metros, 10^-6 m) o nm (nano-metros, 10^-9 m), la superficie tendería a ser enorme. Esta característica permite que la capacidad de un condensador se incremente en forma significativa.

Uno de los materiales que permite una rugosidad (o porosidad) a escala nanométrica, es el carbono, ya sea en forma activada (alto nivel de porosidad ‒un gramo puede sobrepasar los 600 m² de área‒); de nanotubos (cilindros muy largos con respecto a su diámetro, de una o varias capas); o de grafeno (hojuelas de un átomo de espesor). Estas morfologías han permitido el desarrollo de supercondensadores de carbono con capacidades en el orden de los Faradios o decenas de Faradios por gramo (cientos de miles de veces la capacidad de un condensador electrolítico convencional).

Supercondensador de 400 F (a 2.7 V).

Por otra parte, se han desarrollado supercondensadores de mayor capacidad basados en polímeros conductores (macromoléculas conformadas por cientos o miles de unidades ‒monómeros‒ que debido a sus enlaces, y bajo ciertas condiciones, permiten la conducción de electricidad) como la polianilina, el polipirrol y el politiofeno. Estos materiales no almacenan la carga eléctrica en su superficie, sino en su volumen (mediante la inserción/expulsión de ciertos iones en un electrolito). Es decir, estos condensadores rompen con el esquema del condensador de dos «placas». Por tal razón, a su propiedad de almacenar carga eléctrica se le llama pseudocapacidad. También existen supercondesadores de óxido de rutilo, de iridio y de rutenio. Específicamente con este último se han obtenido capacidades de hasta 400 faradios por gramo (F/g). Ambas clases de supercondensadores: de polímeros conductores y óxidos metálicos, almacenan y ceden carga eléctrica mediante reacciones de óxido-reducción (redox) en un electrolito adecuado.

Las capacidades de los supercondensadores basados en polímeros conductores están en el orden de los cientos de F/g (cientos de veces la capacidad de los supercondensadores de carbono), pero como la carga se almacena en su volumen, la rapidez carga/descarga es baja (cierta porosidad en el polímero conductor aumenta la rapidez). Una de sus mayores desventajas es su corta vida útil: almacenan y descargan carga eléctrica de manera eficiente sólo algunos cientos o miles de veces (en contraste, los supercondensadores de carbono llegan a alcanzar millones de ciclos de trabajo). Con respecto a los supercondensadores de óxidos metálicos, el ciclo carga/descarga es más rápido y su vida útil más larga pero tienen el inconveniente de su alto costo.

Aplicaciones de los supercondensadores

Automóvil híbrido.

Los supercondensadores pueden utilizarse en automóviles eléctricos o híbridos (los cuales funcionan con un motor de combustión interna y otro eléctrico). Son capaces de ceder la enorme carga eléctrica almacenada en muy poco tiempo (una corriente eléctrica alta) que ayudaría a accionar el motor eléctrico (alimentado por una batería) cuando el vehículo se encuentre en alto total. Al poco tiempo, el supercondensador se cargaría otra vez para volver a ceder su energía eléctrica cuando fuera necesario. Un supercondensador también podría apoyar con potencia eléctrica a un motor de un elevador, o podría utilizarse para alimentar dispositivos electrónicos, como celulares, relojes o cámaras fotográficas, durante periodos relativamente largos.

Los supercondensadores son dispositivos intermedios entre una batería eléctrica y un condensador convencional. En ciertas condiciones podría utilizarse como batería, y en otras, como condensador (con una capacidad enorme).

La lengua portuguesa: algunas observaciones desde el español

(Escrito en Recife, Brasil, 4 de mayo de 2014)

Recife, Brasil.

Casi cumpliré diez meses viviendo en la ciudad de Recife (Brasil). Llegué para seguir adelante con algunas actividades de investigación (gracias a una amable invitación de mi exdirectora de doctorado en México) en el Departamento de Química Fundamental de la Universidad Federal de Pernambuco (UFPE). Desde el comienzo de mi estancia, me he ido embebiendo en las costumbres, cultura, y «espíritu» del pueblo recifense. Su amabilidad y hospitalidad me han hecho sentir con frecuencia como en casa, pero sobre todo su lengua (el portugués), es la que más me ha ido cautivando.

Un previo y breve curso de portugués (tres meses) y el haber disfrutado por algunos años de Bossa Nova (escuchando a Astrud Gilberto, Vinicious de Moraes, Antonio Carlos Jobim, entre otros), hicieron que el portugués no me fuera tan desconocido al llegar a Recife, aunque al escuchar conversaciones «reales» en la calle, me hizo ver que en realidad no lo conocía como yo creía. Tuve que esforzarme en aprender lo básico en los primeros meses para lograr comunicarme lo mejor posible.

Hoy, mi portugués causa menos quejas, y aunque no deja de desesperarme mi falta de fluidez, no me ha impedido compararlo con el español (de hecho, todas las personas que adquieren otra lengua, a menudo la comparan con la ‒o las‒ que ya dominan). El portugués, al igual que el español, gallego, rumano, sardo, italiano, catalán y francés, es una lengua latina ‒o neolatina‒ por provenir del latín. Y aunque todas sean lenguas hermanas, la similitud entre ellas es variable. Por ejemplo, la distancia entre el español y el rumano es mucho mayor que entre el español y el portugués, lo cual puede explicarse debido a las condiciones geográficas (Portugal es vecina de España, no así Rumania), lingüísticas (Rumania se encuentra rodeada de países de lengua eslava), o políticas (la interacción de España con Portugal fue mucho mayor que con Rumania). La mayor cercanía entre la lengua española y portuguesa, ha facilitado a sus hablantes, el aprendizaje de cualquiera de ellas.

Tal similitud tiene mucho que ver con que ambas lenguas compartan una extensa cantidad de palabras que se escriben igual o de manera muy parecida (que pueden o no tener el mismo significado). Además, un observador hablante de un idioma no latino que estuviera aprendiendo las dos lenguas, podría decir que sus estructuras gramaticales son, en esencia, idénticas.

Lo primero que me llamó la atención del portugués, es que hay muchas palabras que comienzan con ‘f’ que en español se escriben con ‘h’. Por ejemplo, formiga (hormiga), fígado (hígado), fazer (hacer), falar (hablar), fumo (humo), fogueira (hoguera), ferir (herir), folha (hoja), figo (higo), formosura (hermosura), entre muchas otras. Esta peculiaridad, era lo normal en el castellano medieval ‒la ‘f’ después devino en ‘h’‒. Un «fósil» actual español es la palabra ‘foja’, que ‒por lo menos en México‒ designa las hojas de escritos oficiales como escrituras, testamentos, o actas de nacimiento (en ocasiones el Derecho «cristaliza» las palabras hasta volverlas arcaicas). Asimismo, cada vez que escuchaba la palabra portuguesa ‘agora’ (en español 'ahora’), me transportaba de manera inevitable al Medioevo hispano, cuando también tenía la misma forma.

Colocaré un pequeño fragmento del Cantar del mío Cid (cantar de gesta anónimo castellano del siglo XIII) donde se reconocen algunas importantes palabras portuguesas actuales en las arcaicas españolas:

1  Embió el Cid por sus amigos e sus parientes e sus vasallos

2  E fabló: ‒Como el rey me manda de toda mi tierra salgo;

3  Más de nueve días no me dará de plazo,

4  E los que conmigo fuéredes de Dios ayades buen grado,

5  E los que acá conmigo fincáredes quiérome ir vuestro pagado.‒

6  Entonces fabló Álvar Fáñez, su primo cormano:

7 ‒Convusco iremos, Cid, por yermos y poblados,

8  Ca nunca vos fallesceremos en cuanto seamos vivos e sanos;

9  Convusco despenderemos las mulas e los cavallos,

10 El oro e la plata e los averes e los paños.

Estatua del Mío Cid, Burgos, España.

En la segunda línea, vemos ‘fabló’ de ‘fablar’ (en portugués actual ‘falar’ ‒hablar‒); en la quinta, vemos ‘fincáredes’ de ‘fincar’ (en portugués ‘ficar’ ‒equivalente al ‘quedar’ castellano‒); en la séptima, vemos ‘convusco’, equivalente al actual ‘convosco’ portugués (‘con ustedes’ o ‘con vosotros’), por último, la conjunción ‘e’ del castellano medieval (que cambió a ‘y’) se utiliza con normalidad en portugués. Ambas proceden de la conjunción latina ‘et’.

(Después, con más calma, revisaré un texto medieval portugués y consultaré más a fondo las etimologías latinas).

Otra palabra portuguesa que también me impactó fue ‘preto’ (negro), la cual viene de la palabra latina ‘appectorare’ (de pectus, pectórum), que significaba apretar contra el pecho. Después, cambió a ‘apretar’, y de aquí, a ‘preto’ (algo denso, espeso, o apretado, es decir, oscuro). El equivalente castellano de ‘preto’ es ‘prieto’, que aunque ahora es un arcaísmo en España, sigue vigente en México para designar algo que tiene un color oscuro. Algunos ejemplos: ‘los niños prietos’, ‘el plátano tiene prietitos’ (es decir, ya está maduro), etc.

Y aunque disto mucho de ser lingüista, etimólogo o gramático (soy ingeniero), me es fascinante conocer sobre el distante origen común del español y portugués, los cuales, desde hace siglos, construyen con vigor su propio camino.

Siempre me ha asombrado que las palabras que utilizamos en la cotidianeidad, posean ‒cada una‒ una larga y tortuosa historia. Para conocerla, sólo hace falta escarbar en el latín clásico (o vulgar), en el griego, en el árabe, en las lenguas germánicas, o en las lenguas indígenas americanas. Por el momento me despido con una cita del poeta y dramaturgo alemán Friedrich Schiller:

«Llamáis lenguas muertas al lenguaje de los griegos y latinos. Pero de ellas se origina lo que en las vuestras pervive».

No, las microondas de celulares y routers no causan daño

Es frecuente encontrar información sobre el supuesto daño que las microondas ‒provenientes de móviles (celulares) y routers (Wi-Fi)‒ producen a la salud humana. Se afirma (sin sustento), que este tipo de radiación electromagnética ocasiona daño en tejidos y órganos (como el cerebro). Como veremos, sólo necesitamos conocer un poco la naturaleza de la radiación electromagnética para echar abajo estas falsas afirmaciones.

Radiación electromagnética

En 1873, el físico británico James Clerck Maxwell terminó por unificar la electricidad y el magnetismo (fenómenos aparentemente distintos) en un solo fenómeno: el electromagnetismo.

La radiación electromagnética consiste de ondas eléctricas y magnéticas que se van generando mutuamente ad infinitum, a 300 mil km/h en el vacío. Ésta consiste de un amplio espectro: ondas de radio, microondas, rayos infrarrojos, luz visible, radiación ultravioleta (UV), rayos X y radiación gamma. Conforme pasamos de las ondas de radio hasta la radiación gamma, la frecuencia de oscilación de la radiación se va incrementando, y con ella, la energía también. ¿Por qué?

Espectro electromagnético

El científico alemán Max Planck –padre de la mecánica cuántica– descubrió en 1900 una constante fundamental –constante de Planck (h)– que sirvió para estimar la unidad fundamental de energía –o cuanto– de la radiación electromagnética: el fotón. La energía del fotón depende de la ecuación E = hυ, donde E es la energía, h la constante de Planck y υ la frecuencia de oscilación. Por lo tanto, a mayor frecuencia, la energía de la radiación electromagnética es más alta, independientemente de su intensidad (o potencia).

La radiación electromagnética, puede analizarse desde un punto de vista ondulatorio o corpuscular, de acuerdo con la dualidad onda-partícula (desarrollada por eminentes científicos como Heinrich Hertz, Albert Einstein, Louis Victor de Broglie y Georges P. Thompson). Es decir, la luz, convencionalmente vista como onda, puede tener comportamiento de partícula (fotón), y las partículas a escala atómica (electrones, protones, entre otras) tienen también comportamiento ondulatorio.

Radiación ionizante

La radiación electromagnética, puede ser ionizante (rayos X, rayos gamma) y no ionizante (rayos UV, luz visible, microondas, ondas de radio). En el primer caso, los fotones son tan energéticos –o la radiación oscila a tan alta frecuencia–, que al encontrarse con átomos o moléculas logran arrancarles electrones con facilidad, causando que pierdan su neutralidad eléctrica (ionización) o su estado de equilibrio a nivel molecular (al romperse algunos enlaces químicos). En el segundo caso, los fotones son mucho menos energéticos (o la frecuencia más baja), por lo que son incapaces de ionizar la materia. Por lo tanto, los tejidos biológicos, constituidos de átomos y moléculas (como toda la materia) solamente se verían afectados si interaccionaran con radiación electromagnética ionizante.

Fotografía original de rayos X
obtenida por Wilhelm Röntgen

A pesar de que los rayos UV se consideran no ionizantes, son fronterizos con la radiación ionizante, por lo que tienen la energía suficiente (la frecuencia más alta de la radiación no ionizante –o su longitud de onda más corta: de los 400 a los 15 nanómetros, nm–) para hacer daño a una célula que tiene un diámetro aproximado de 8 micrómetros (8 000 nm). Si un conjunto de fotones que oscilan con una longitud de onda de los 15 nm “golpea” el núcleo celular, podría desensamblar partes de la molécula de ADN, lo cual ocasionaría la muerte de la célula, o en el peor de los casos, una mutación que podría hacer que la célula se dividiera sin control, originándose un cáncer. Mas los rayos UV no pueden ir más allá de la piel: no tienen la energía suficiente para poder penetrar dentro del cuerpo que sí tienen los rayos X (el tejido blando es prácticamente transparente, como puede observarse en una placa típica) o más aún, los rayos gamma.

Si los rayos UV pueden ocasionar cáncer de piel, los rayos X y los gamma pueden generar cáncer en cualquier tejido del cuerpo debido a su mayor energía y penetración. Por ello es importante no asolearse demasiado y utilizar filtros en la piel para protegerse de la radiación UV, así como no tomarse demasiadas placas de rayos X por año.

Radiación de microondas

Volvamos a la radiación no ionizante. Por debajo de los rayos UV está la luz visible. Esta radiación va del color violeta (longitud de onda de 400 nm) al rojo (700 nm), por lo que su longitud de onda está en el orden del diámetro del núcleo celular (aproximadamente 1000 nm). Por tanto, esta radiación sería incapaz de “golpear” con suficiente precisión los enlaces de las bases nitrogenadas del ADN. La luz, si fuera muy intensa, sólo elevaría, hasta cierto punto, la temperatura de la piel más externa.

Fotografía de radiación
infrarroja de un perro

Si la luz visible no ocasiona daño, menos aún lo hace la radiación infrarroja (longitud de onda de 700 nm a 1 mm) a intensidades cotidianas de la vida diaria. La radiación infrarroja no es otra cosa que radiación calorífica que todos emitimos (detectable con cámaras especiales), por lo tanto, es evidente que ésta no es nociva para nosotros (a menos que sea muy intensa, como cuando colocamos un dedo en la llama de una vela).

Con respecto a las microondas (longitud de onda de 1 mm a 1 m), al igual que sucede con la radiación infrarroja, no tiene capacidad de afectar tejido biológico en las condiciones normales de la vida cotidiana. El rango de frecuencias de las microondas es el utilizado por la mayoría de los dispositivos de telecomunicación, como móviles y routers. Los primeros utilizan frecuencias de 0.4 a 1.9 GHz (longitudes de onda de 75 a 16 cm) y los segundos 2.4 GHz (12.5 cm). La potencia de radiación de estos dispositivos es tan baja, que su efecto en la piel es prácticamente imperceptible. Es decir, los 100 watts de potencia de radiación infrarroja que emite nuestro cuerpo (calor totalmente inocuo) no se comparan a los 0.25 watts de microondas que emite un celular, que, además, poseen un nivel de energía miles de veces menor. En conclusión, las microondas de celulares y routers (podríamos añadir también las ondas de radio, TV y las generadas por las líneas de corriente de las instalaciones eléctricas de casas y edificios) son absolutamente inofensivas.

Consideraciones finales

Con lo que hemos visto, sería absurdo considerar que la utilización de móviles y routers (e incluso hornos de microondas) pueda tener un efecto cancerígeno. Además, ya se han hecho varios estudios científicos ‒llevados a cabo por la OMS (Organización Mundial de la Salud), ICNIRP (por las siglas en inglés de la Comisión Internacional para la Protección contra las Radiaciones no Ionizantes), IARC (por las siglas en inglés de Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer), entre otras organizaciones‒ en los que no han encontrado correlación alguna entre el cáncer y la radiación electromagnética no ionizante.

Empatizando con el síndrome de Asperger

Lorna Wing (1928-2014).

El síndrome de Asperger, nombre utilizado por vez primera en 1981 por la psiquiatra británica Lorna Wing (en honor al trabajo realizado por el psiquiatra austríaco Hans Asperger en 1943), es un trastorno generalizado del desarrollo que actualmente se incluye en los Trastornos del Espectro Autista (TEA). Se considera una forma de autismo leve. Aunque las estadísticas varían, aproximadamente una de cada 500 personas puede tenerlo. 

Las tres características generales que presentan las personas con Asperger (y que se generalizan a todo el espectro) son:

1. Dificultades para socializar.

2. Problemas para identificar el lenguaje no verbal (lenguaje corporal o gestual, tono de voz)

3. Intereses restringidos y gusto elevado por la rutina.

La primera característica es consecuencia de una falta de empatía, es decir, de una incapacidad de ponerse en el lugar del otro; de otorgar estados mentales a los demás. La segunda, indica que no se poseen las suficientes herramientas para entender los códigos de la comunicación corporal –o gestual– de alegría, de duda, de rechazo, de enojo, entre otros; asimismo, el sarcasmo, la ironía o los dobles sentidos suelen ser difíciles de entender debido a la ambigüedad literal de esta forma de comunicación. La última condición se refiere a que las personas con Asperger tienen un interés desmedido en actividades o en temas muy específicos (dinosaurios, trenes, aviones, ciencia, historia, entre otros), además de que se sienten seguras en un entorno rutinario. Necesitan que su mundo sea lo más predecible posible.

Las anteriores características ocasionan que una persona con síndrome de Asperger pueda parecer: tímida (ante la incomprensión del lenguaje no verbal, lo más seguro es no interactuar para evitar cometer errores); pedante (le gusta hablar de sus intereses, sin tener en cuenta a veces que su interlocutor pueda no tener interés en ello, además, puede utilizar palabras demasiado técnicas); grosera (suele decir cosas con franqueza, es decir, tiene dificultades para manejar la mentira social, tan ampliamente utilizada); inocente (desde un punto de vista social, lo hace potencial blanco de acoso escolar o laboral); fría (a pesar de que pueda tener sentimientos intensos, le cuesta exteriorizarlos); rutinaria (puede elegir en el restaurant casi siempre la misma comida, le cuesta cambiar de ruta o itinerario –en todos los sentidos–); especialista en su área de interés, entre otras más. De igual manera, una persona con Asperger puede tener ciertos problemas motrices que con el tiempo pueden ir controlando.

A continuación, amable lector, intentaré sensibilizarlo mediante el siguiente relato (en parte, basado en mi propia experiencia) que trata sobre la posible "visión del mundo" de una persona con síndrome de Asperger. Lo invito, empáticamene, a tomar el lugar de ella:

Imagine usted que de pronto, al salir de su casa por la mañana, percibiera la calle un tanto distinta, que cada cuadro, línea, ventana o color de su alrededor le llamara la atención, que viera con inusual nitidez sobre una pared a una columna de hormigas cargando comida en una dirección, y en la opuesta, a otras más intentando seguir huellas químicas para volver a la fuente de alimento; que el ruido de los carros, el reflejo de la luz del sol sobre los vidrios, el caminar de la gente, le hicieran sentir inseguro, disparando en usted grandes deseos de volver a la seguridad de su casa; que los rostros de la gente no le dijeran nada, que cuando se topara con unos conocidos e intentaran comenzar una charla con usted, un anhelo desmedido de alejarse se apoderara de usted y le ocasionara cierta ansiedad. Evidentemente, usted se asusta ante tan rara situación, sólo quiere llegar a su trabajo, y, aunque tiene varias rutas para llegar, toma la que con más frecuencia utiliza; el pensar en las rutas alternas le ocasiona cierto disgusto. Por fin, usted llega al edificio de su trabajo. El vigilante, con quien usted antes bromeaba y reía, de pronto se torna amenazante porque hace ciertos comentarios acompañados de risa que usted ahora no entiende. Usted se sorprende mucho, hace un esfuerzo titánico para asimilar y entender tan complicado código y sólo se angustia por no lograrlo: el vigilante percibe su tensión y lo observa con el ceño fruncido... Se aleja inmediatamente de él, sólo quiere llegar a su despacho. Sube las escaleras percibiendo detalles en el piso que antes no había visto: figuras de hojas y animales, diferentes tonalidades, uno que otro insecto que camina zig-zagueando... Algunos compañeros en el pasillo lo saludan y usted les regresa el saludo con titubeo. Enseguida, ve la puerta de su despacho, siente alivio, ¡por fin se alejará del caos humano imperante! No voltea a ver a nadie más. Entra a su despacho y se lamenta ahora de que tenga que compartirlo con cinco personas; antes de su transformación lo disfrutaba enormemente. Saluda con cierto sobresalto a sus compañeros mientras que dos de ellos le saludan riendo y diciéndole cosas en el mismo extraño código del vigilante. Usted se turba de nuevo y sólo sonríe, tratando de disimular su desconcierto. Comienza a trabajar en su computador. Siente seguridad al introducir, ordenar y manipular datos. No tiene que tratar con nadie, sólo con la pantalla... usted suspira aliviado. De repente suena el teléfono, suena dos, tres veces más, usted se irrita, no puede soportar el sonido y menos la interrupción. Vuelve a sonar, ¡es simplemente intolerable!... Después de dos horas, sus compañeros lo invitan a almorzar. Durante el trayecto, extrañados, le preguntan si está enfermo, usted les responde que no. Llegan a la cafetería y de inmediato usted pide lo que más suele comer; el pensar en algún otro alimento lo pone ansioso. Ya en la mesa, comienza la charla. Se angustia más aún por no poder intervenir con la soltura que poseía antes. Los gestos de sus compañeros le dicen poco, se ríen, alzan la voz, se bromean entre sí y usted apenas logra entender sus chistes, otra vez la ansiedad comienza a subir... Apenas se prepara para intervenir en la conversación cuando de repente alguien se le adelanta y lo deja sin posibilidad de participar. Usted nota que su voz se ha vuelto monótona, plana, carente de emociones, se asusta aún más. Minutos después, usted es foco de una broma, todos se ríen y usted no ha entendido nada. Su cerebro se pone en blanco, ¡su ansiedad es máxima! Se levanta y se aleja de la cafetería, sólo quiere respirar aire fresco y volver a la tranquilidad de su escritorio. Mientras llega, sigue pensando en los insectos, en su belleza, en su predictibilidad tan seductora. Le entran deseos inmensos de saber más acerca de ellos; se frota las manos de gusto al pensar que podría investigar el tema en su tiempo libre...

Como pueden apreciar, en este relato se entrelazan las tres características principales del síndrome de Asperger que hemos revisado. Y aunque fue sólo una mañana la que se describe, debemos reflexionar en que así podrían ser todos los días de una persona con esta condición.

El diagnóstico del síndrome de Asperger comenzó apenas en la década de los 90, lo que indica que hay muchos adultos sin diagnóstico que han tenido que aprender, a prueba y error y sin intuición, sobre relaciones sociales; que han tenido que sortear muchísimas dificultades y que, aunque se saben diferentes, no saben realmente lo que está ocurriendo. Lo ideal sería que obtuvieran un diagnóstico: les permitiría entender toda su vida y les permitiría también, más adelante, trabajar en sus puntos débiles. Podrían ser cada vez más funcionales en sociedad lo cual disminuiría sus niveles de ansiedad.

Es importante mencionar que un adulto con síndrome de Asperger ha desarrollado estrategias de adaptación que podrían enmascarar algunos de los síntomas, dificultando así el diagnóstico.

El desconocimiento del síndrome de Asperger en América Latina aún es enorme, pero ha habido avances en los últimos años. Debemos trabajar más en su difusión: hay mucha gente en este momento que está siendo excluida, e incluso acosada, por ser "diferente" en sus familias, escuelas y trabajo.

¿Es posible medir la inteligencia?

El Pensador, de Aguste Rodin.

La posibilidad de cuantificar objetos, estimar áreas o volúmenes, medir masas, y con mayor sofisticación, predecir fenómenos naturales o analizar variables económicas, ha motivado al hombre a medir también ciertas características inherentes a su propia naturaleza: la inteligencia. El problema es que aún no se tiene una definición satisfactoria. Hay sólo ciertas aproximaciones como la siguiente que suscribieron 52 investigadores en 1994 ¹:

La inteligencia es una capacidad mental muy general que, entre otras cosas, implica la habilidad de razonar, planear, resolver problemas, pensar de manera abstracta, comprender ideas complejas, aprender rápidamente y aprender de la experiencia. No es un solo aprendizaje de los libros, ni una habilidad estrictamente académica, ni un talento para superar pruebas. Más bien, el concepto se refiere a aprender del propio entorno.

Pero, ¿es posible medir la inteligencia a partir de múltiples habilidades que son incuantificables? Es decir, nosotros no podríamos decir que nuestra habilidad para tocar piano, o nadar, es hoy 17.5% mayor de lo que fue hace un mes. Tampoco podría decirse que el aprendizaje de nuestro entorno tiene X puntos hoy, mayor, o menor, que el que tenía hace tres años. ¿Realmente podemos medir la inteligencia sin un criterio subjetivo?

Psicólogos, neurólogos, biólogos, científicos formales, entre otros, continúan elaborando definiciones de la inteligencia sin lograr un consenso absoluto. Incluso se han realizado definiciones tan circulares y pragmáticas como la siguiente del físico estadounidense Percy William Bridgman: la inteligencia es lo que miden las pruebas de inteligencia.

Las pruebas de cociente intelectual

Cocientes intelectuales (CI) de una población representados
en una distribución normal (campana de Gauss).

A comienzos del siglo XX, los psicólogos franceses Alfred Binet y Theodóre Simon, elaboraron una prueba para medir la “edad mental”, la cual fue el antecedente de las pruebas para medir la inteligencia. En 1905 publicaron una escala que se denominó “Binet-Simon”. El psicólogo alemán William Stern por su parte, utilizó por vez primera estas pruebas en 1912, en las cuales obtuvo los cocientes intelectuales (CI, división entre la “edad mental” y la “edad cronológica” multiplicado por 100) de un grupo de niños.

Desde entonces, se han desarrollado diferentes pruebas de CI, como la basada en la escala Wechsler, creada por el psicólogo estadounidense William Wechsler (1896-1981). El puntaje obtenido suele proyectarse en una campana de Gauss con un valor central de 100 (inteligencia media) y una desviación estándar de 15. Las puntuaciones arriba y debajo de 100 indican inteligencias por arriba y por debajo de la media. Curiosamente, a partir de las primeras pruebas realizadas, se ha visto un incremento promedio de tres puntos por década en algunas poblaciones. A este fenómeno se le conoce como efecto Flynn (documentado por el investigador neozelandés James R. Flynn). No se conoce aún una explicación satisfactoria de este fenómeno.

Estas pruebas de inteligencia (o pruebas psicométricas) han tenido muchas críticas debido a que en general, sólo miden la memoria y las capacidades verbal, lógica-matemática y espacial del individuo. Se piensa que tales habilidades serían incapaces de representar cabalmente la inteligencia. Por ejemplo, un científico natural estaría convencido de que el físico británico Paul Dirac (científico de primer orden en su área de conocimiento) fue un genio a pesar de que careció de una cultura general “aceptable”, aunado a serios problemas de sociabilización. De hecho, un hábil y sociable político podría haber dicho ‒desde su perspectiva‒ que Dirac fue un hombre poco inteligente.

A pesar de que Paul Dirac hubiera podido obtener sin dificultad un puntaje muy alto en las pruebas de CI, ¿qué habría pasado si le hubieran aplicado pruebas equivalentes en un área de habilidades sociales, por ejemplo? Quizá su evaluación habría resultado por debajo de la media.

Las inteligencias múltiples

Howard Gardner

Quien rompió con el paradigma del CI, fue el psicólogo estadounidense Howard Gardner. En su libro “Las estructuras de la mente” (1983) estableció que la inteligencia no podía ser medida por pruebas normalizadas. Propuso varios tipos de inteligencia en un mismo nivel de importancia, esto es, las inteligencias lingüística, lógica-matemática, musical, espacial, corporal-cinestésica, intrapersonal, e interpersonal. Años más tarde, adicionó las inteligencias naturalista y existencial (o filosófica).

Dentro del enfoque de Gardner, tal diversidad de inteligencias imposibilita una cuantificación general: sería necesario evaluar cada una cualitativa y cuantitativamente (en el caso lógico-matemático) para reportar un perfil aproximado del rendimiento del individuo. Quizá dicho perfil podría representar mejor la inteligencia real de las personas que el puntaje obtenido en una prueba de CI convencional.

Vigencia de las pruebas de inteligencia

A pesar de sus inconvenientes, las pruebas psicométricas siguen utilizándose debido a que suelen obtener correlaciones significativas entre el puntaje obtenido y el “éxito” o “estabilidad” de una persona dentro de un entorno escolar o laboral; sin embargo, desde un enfoque epistemológico no se satisfacen los criterios mínimos como para afirmar que efectivamente lo que se está midiendo es la inteligencia.

Reactivo de una prueba de CI con
matrices de Raven

Asimismo, el sesgo cultural que poseen las pruebas de CI es otro de los puntos más cuestionables. No es lo mismo aplicar una prueba de CI a un habitante promedio de la ciudad de Lima o Los Ángeles que a un indígena amazónico o a un aborigen australiano. Lo más probable es que el limeño y el neoyorkino puntúen más alto debido a su formación académica-cultural más occidental (origen de este tipo de pruebas). Para evitarlo, se han diseñado pruebas de CI “independientes” de la cultura y la lengua, cuyos reactivos son sólo figuras, o matrices 2X2 o 3X3 (creadas por John C. Raven en 1938), a las que les hace falta un elemento que se puede elegir entre varias opciones.

Cualquier intento de medir la inteligencia dentro de una determinada cultura posee ya un sesgo. Además, aún en la misma cultura, la clase socioeconómica tiene un impacto en el puntaje. Evidentemente, las personas pertenecientes a una clase con más privilegios obtendrían los mejores resultados debido a que a lo largo de sus vidas han recibido mejor atención médica y mayor formación académica. Tal situación, a través de los años, ha generado malentendidos y prejuicios sobre la presunta superioridad “intelectual” de ciertas culturas o “razas” que se han visto en mejores circunstancias económicas.

Consideraciones finales

Ante la imposibilidad de cuantificar totalmente la inteligencia humana, la investigación sobre qué es la inteligencia y cómo medirla, continúa. Es un tema muy complejo que suscita mucha polémica. Al parecer, las pruebas psicométricas para obtener el CI seguirán adelante por su valor práctico, pero sería saludable ser escépticos sobre su capacidad de medir la inteligencia.

Una situación que me parece curiosa, es que hay sociedades conformadas por personas con un CI arriba de cierto puntaje (por lo regular arriba de 130, siendo la media 100) que suelen denominarse superdotados (como la sociedad MENSA). La estructura de estas organizaciones gira en torno a las pruebas de CI. ¿Qué tan válida es su existencia ante los problemas que traen consigo las mediciones de CI?

Por otra parte, la normalización de las pruebas de CI podría no estar tomando en cuenta la diversidad neurológica. ¿Qué tan válido sería aplicarlas a una persona con autismo o síndrome de Asperger? Debido al uso generalizado de estas pruebas en el ámbito académico y laboral es necesario trabajar en pruebas que tomen en cuenta la diversidad neurológica.

Por último, sería positivo tener más en cuenta la postura de las inteligencias múltiples de Gardner (junto con otras nuevas posturas de orientación similar) como una forma de valorar la enorme complejidad de la inteligencia, lo difícil que es definirla y la imposibilidad de medirla totalmente. De hecho, los nuevos modelos educativos basados en competencias, toman más en cuenta el paradigma de Gardner.

1. Mainstream Science on Intelligence. Reprinted in Gottfredson, 1997, Intelligence, p. 13.

El enfoque sistémico en la ciencia

(Publicado por vez primera en http://papeldeperiodico.com/2013/09/04/el-enfoque-sistemico-en-la-ciencia/ )

Es casi seguro que cuando fuimos niños desarmamos algún juguete como un tren, un coche, o una muñeca con algún mecanismo electromecánico en su interior. También es posible que hayamos observado aparatos electrónicos (radios, televisores, u ordenadores) desarmados en la mesa de un taller de reparación. Quizá lo que más pudo llamarnos la atención fue la interconexión peculiar de los elementos electrónicos o mecánicos para lograr un objetivo determinado.

Propiedad integrativa

Carro desarmado

Si alguna vez nosotros pudiéramos desarmar en su totalidad un automóvil colocando todas sus piezas constituyentes en una superficie, sin duda nos asombraría el hecho de que sólo habría una manera posible de ensamblarlas para volver a tener un automóvil funcional. En tales circunstancias, la aseveración: ‘el todo es más que la suma de sus partes’ (dicho por el filósofo griego Aristóteles) tomaría completo sentido.

A la capacidad de que cierta interconexión de varios elementos produzca una respuesta específica, como sintonizar estaciones de radio, acelerar un automóvil, sumergirse en un submarino, entre otros, se le denomina ‘propiedad integrativa’ ‒o también sinergia‒, la cual es característica esencial de todos los sistemas. La disciplina encargada de estudiar tal propiedad se llama ‘Teoría de sistemas’.

Teoría de sistemas

Alexander Bogdánov

El desarrollo de la Teoría de sistemas se atribuye al biólogo austríaco Ludwig von Bertelanffy (Teoría general de los sistemas, 1950) aunque el científico soviético Alexander Bogdánov ya se había anticipado a sus ideas desde 1920 (Tectología: ciencia general sobre la organización). Bogdánov y Betelanffy pretendieron unificar las ciencias físicas, biológicas y sociales al considerarlas sistemas donde subyacen principios universales de organización. Asimismo, la obra ‘Cibernética’ (1942) del matemático estadounidense NorbertWiener fue fundamental al estudiar los mecanismos de autoregulación y control de los sistemas. Más adelante, con los significativos aportes del matemático francés René Thom (Teoría de las catástrofes: estudio de las bifurcaciones en los sistemas dinámicos, década de 1960), y los trabajos de los sociólogos Talcott Parsons (de Estados Unidos) y Niklas Luhmann (de Alemania), la Teoría de sistemas se consolidó aún más. En la actualidad, esta disciplina, es una ciencia auxiliar de todas las ciencias. Incluso hay quienes sugieren que es la ciencia de las ciencias: una metaciencia. Es considerada, junto con las matemáticas y la informática, como una ciencia formal.

Los sistemas pueden estudiarse a diferentes niveles. Por ejemplo, el cuerpo humano podría representarse como un conjunto de tejidos biológicos (músculo, hueso, sangre, nervios, entre otros) interconectados de tal forma que el cuerpo pueda, mantener firmeza y postura; producir movimiento y fuerza; generar autoregulación (homeostasis) e incluso conciencia. De igual manera, el cuerpo humano lo podríamos ver como un conjunto de sistemas; y cada uno de estos como otro conjunto de sistemas; y así sucesivamente, hasta llegar a los sistemas de célula, organelo, núcleo, membrana celular, molécula y átomo. Un sistema general, o total, del organismo ‒tomando en cuenta a todos sus subsistemas‒ sería muy complejo: la cantidad de factores ‒o variables‒ sería enorme.

Familia esquimal

En el caso de las ciencias sociales, si un sociólogo ‒o antropólogo‒ quisiera estudiar una determinada sociedad, ésta podría verse como un sistema donde el conjunto de elementos constituyentes (economía, gobierno, historia, religión, clases sociales, legislación, diplomacia, entre otros más) posee una propiedad integrativa. De este modo, algunas de las posibles salidas de este sistema serían el bien común de los habitantes, la libertad social, la salud pública, entre otras. A su vez, cada uno de los elementos constituyentes podría verse como un sistema, y así sucesivamente hasta llegar al sistema familia, o al sistema individuo.

Enfoque sistémico contra enfoque analítico

Al análisis sistémico de cualquier fenómeno ‒natural o social‒ se le contrapone a menudo el análisis analítico. En el enfoque analítico, los factores ‒o variables‒ del fenómeno en cuestión, se estudian por separado. Y aunque después podrían integrarse para tener una visión más amplia del fenómeno, no sería posible ver la interacción entre los factores (que sí permite el enfoque sistémico). La ventaja del enfoque analítico sobre el sistémico, es que permite obtener una detallada descripción de la variable bajo estudio, aunque el riesgo de llegar a conclusiones reduccionistas, sería alto. Finalmente, uno y otro enfoque se complementan.

La oposición entre los enfoques sistémico y analítico, también puede verse en la manera en que se obtienen modelos de algún fenómeno. Los modelos suelen ser empíricos en el primero, ya que es más importante la cantidad ‒y la interacción‒ de los factores desde un punto de vista global. En el segundo enfoque, son analíticos, es decir, se busca una correspondencia significativa entre el modelo que se está desarrollando y los modelos científicos vigentes (desde el punto de vista de las ciencias naturales podrían ser modelos de teorías físicas o químicas).

Consideraciones finales

Cabe mencionar que la Teoría de sistemas ha sido cuestionada debido a que no es consistente consigo misma en el sentido de producir conocimiento ‒y posterior desarrollo‒ dentro de sus propias fronteras (lo contrario, la convertiría en matemáticas). Es decir, necesita de las otras ciencias para tener razón de existir. Esto no es extraño puesto que así fue como se originó.

En lo que sí hay unanimidad, es que la Teoría de sistemas es una herramienta científica muy útil que es capaz de generar modelos de fenómenos ‒naturales o sociales‒ desde una visión global, y trasladarlos “sistemáticamente” de una ciencia a otra (mediante el uso de analogías), lo cual permite, en general, un mayor desarrollo científico. Finalmente, la Teoría de sistemas, se nutre de la multi e interdisciplinariedad de todas las ciencias.