¿Puede la fibra óptica diagnosticar (incluso predecir) enfermedades?

Abián Bentor Socorro, profesor del área de Tecnología Electrónica del Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación  de la Universidad Pública de Navarra (UPNA)

«Con la ayuda de la fibra óptica, la nanotecnología y biosensores podemos llegar a predecir si vas a padecer determinadas enfermedades»

Tiempo estimado de lectura: 3,5 minutos

Es de sobra conocida la capacidad de la fibra óptica para transmitir datos: no podríamos navegar a alta velocidad a través de Internet sin ella. Sin embargo, sus múltiples facetas en el campo de la medicina permanecen más en la sombra. La fibra óptica, a través de impulsos de luz, es capaz de curarnos… e ir más allá logrando diagnosticar, e incluso predecir, enfermedades. Abián Bentor Socorro Leránoz, profesor de ingeniería en la Universidad Pública de Navarra e investigador en aplicaciones de fibra óptica y luz en el ámbito médico, nos ayuda a descubrir el potencial de la fibra óptica.

Cuando hablamos de fibra óptica…
…nos viene directamente a la cabeza el cable que nos trae a nuestras casas Internet. Sabemos que la fibra óptica propaga datos, pero lo que no sabemos es que sirve para curarnos. Podemos guiar su luz con diferentes intensidades y, por ejemplo, quemar o reparar tejidos, pero también, introducirla dentro del cuerpo a través de mínimas incisiones y operar, sin necesidad de abrir en canal al paciente. Es tan fina y flexible que nos permite llegar a ubicaciones del cuerpo humano que, de otro modo, sería muy complicado. Pero, además, podemos utilizar la fibra óptica para detectar enfermedades y saber si esa persona está sana o tiene una enfermedad.

Sabemos que, entre otros usos, la fibra óptica se emplea para eliminar varices o piedras del riñón, practicar endoscopias, realizar tratamientos de estética o hacer desaparecer tatuajes, pero ¿de qué manera es capaz de detectar enfermedades?
Empleando técnicas de química y nanotecnología y aplicando conocimientos de telecomunicaciones, podemos crear lo que se llaman “biosensores” ópticos. Con ellos somos capaces de recubrir la fibra óptica y generar fenómenos físicos que, luego, podemos medir, como absorción de luz, luminiscencia, interferometría o resonancias. Una vez generados estos fenómenos físicos, colocamos moléculas biológicas tales como anticuerpos, enzimas, proteínas o el propio ADN. En función de la relación unívoca que existe entre esas moléculas que depositamos en la fibra y aquellas para las que se sabe que están diseñadas, podemos llegar a descubrir si la persona está enferma o no y en qué estadío.

¿Puede la fibra óptica incluso predecir enfermedades, sin que se haya desarrollado la patología o exista el menor de los síntomas?
Así es. Somos genética y, dentro de nuestro código genético, están implementadas las enfermedades que podríamos llegar a sufrir en un futuro que, a veces, se manifiestan, y a veces, no. A través de un biosensor de fibra óptica podemos llegar a saber si tenemos predisposición a una enfermedad o vamos a llegar a padecerla. Si existe una manifestación química dentro del cuerpo, es posible detectar esa molécula que dice que voy a empezar a tener una cierta enfermedad y así, poder reaccionar.

Con todas las consecuencias éticas que esto tiene…
Hay personas que han querido saber qué enfermedades podrían llegar a tener y, en base a eso, sin esperar a los síntomas, actuar antes de tiempo. Llegar a saber que, por ejemplo, en un futuro podrías desarrollar Alzheimer, cambia tu vida y la de la gente que tienes alrededor. Quizá comenzaríamos a vivir mejor o hacer cosas que probablemente no haríamos en una situación normal. Para ello diseñamos los biosensores, para adelantarnos o, si ya hay síntomas, ponerle nombre a nuestra dolencia.

Un diagnóstico precoz supone ganar posibilidades frente a la enfermedad… ¿y también ahorrar costes?
Por supuesto. Detectar una enfermedad antes de que esta se manifieste y llenemos las UCIs, evitaría un sobrecoste al sistema sanitario. Además, identificar a tiempo enfermedades que son crónicas, como el Alzheimer, la diabetes, la celiaquía, etc. supone atender al paciente en Atención Primaria y evitar el traspaso a las urgencias o al hospital, lo que implica un coste añadido al sistema. No estamos en los mejores tiempos para gastar de más, y menos en el futuro, cuando la población esté más envejecida. Si lográramos disponer de estos biosensores en Atención Primaria, podríamos detectar enfermedades crónicas y retrasar, en la medida de lo posible, el ingreso en el hospital.

En esa línea, ¿en qué proyectos estáis trabajando desde la Universidad Pública de Navarra?
Actualmente, en la UPNA estamos desarrollando aplicaciones de fibra óptica para detectar enfermedades como Alzheimer, celiaquía, ictus y otras, colocando en cada caso el anticuerpo adecuado en la fibra. Incluso, a través del aliento, integrando tecnología de fibra óptica en un proyecto realizado con la empresa Eversens, colocando un sensor entre los pacientes y la máquina. Este sensor es capaz de medir diferentes parámetros para detectar enfermedades y ver el estadío en el que nos encontramos.

Tecnología y salud unidas… ¿Inseparables?
Nuestro objetivo es ayudar a los médicos a curar a las personas y es precisamente el trato con la ingeniería y la medicina lo que estamos tratando de introducir tanto en los grados de ingeniería biomédica como de medicina de la UPNA. El hecho de que los médicos sepan hablar en lenguaje ingeniero y la ingeniería sepa hablar el lenguaje médico, es esencial para que se puedan generar proyectos comunes en base a una necesidad médica. Los médicos hoy en día nos están salvando, pero también hay que tener en cuenta que, si lo están haciendo es porque tienen a su disposición una tecnología que se está desarrollando en grupos de investigación que convierten una base científica en tecnología para ayudar a los pacientes.

Descubre más sobre este tema escuchando el podcast ¿Podrá la fibra óptica detectar y predecir enfermedades?, el podcast de divulgación científica de la UPNA.

Más información:

Publicaciones Científicas CASEIB. En esta web es posible descargarse el libro de actas del Congreso Anual de la Sociedad Española de Ingeniería Biomédica del año 2017. Entre las páginas 455 y 458, se encuentra la comunicación oral en castellano que describe los últimos trabajos realizados por nuestro grupo de la Universidad Pública de Navarra. Estrictamente, su referencia es:

Ponencia oral: “Biosensores basados en tecnologías de fibra óptica recubierta con materiales nanoestructurados”, A.B. Socorro-Leránoz, I. Del Villar, C. Elosúa, P. Zubiate, J.M. Corres, C. Bariáin, J. Goicoechea, S. Díaz, C.R. Zamarreño, M. Hernáez, P.J. Rivero, A. Urrutia, P. Sánchez-Zabal, N. De Acha, J. Ascorbe, D. López, A. Ozcáriz, L. Ruete, F.J. Arregui, I.R. Matías, XXXV Congreso Anual de la Sociedad Española de Ingeniería Biomédica (CASEIB 2017), Bilbao (España), 29 noviembre – 1 de diciembre de 2017.

Fibra óptica para diagnosticar y curar. 6 de abril de 2015. Artículo de Abián Bentor Socorro Leránoz publicado en la revista Investigación y Ciencia.

Salvad@s por la fibra (I). 25 de julio de 2018. Artículo del autor en el blog Traductor de Ciencia.

Destellos de luz. Noviembre 2015. Libro de Abián Bentor que incluye un capítulo sobre los usos médicos de la luz, incluidas las técnicas que emplean fibra óptica.

Trends in the design of wavelength-based optical fibre biosensors. (2008–2018) A.B.Socorro-Leránozab D.Santanoa I.Del Villarab I.R.Matiasab.

Trends in Fibre-Optic Uses for Personal Healthcare and Clinical Diagnostics. A. B. Socorro, S. Díaz.

 

Smart cities: ¿Cómo serán las ciudades inteligentes del futuro?

Ignacio Matías Maestro, catedrático del Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación e investigador del ISC (Institute of Smart Cities) de la Universidad Pública de Navarra.

«Debemos hacer más inteligentes y tecnológicas nuestras ciudades, sí, pero también más humanas»

Tiempo estimado de lectura: 3,5 minutos

¿Viviremos en una ciudad como las de las películas de ciencia ficción? ¿Estarán nuestras casas totalmente robotizadas? ¿Encenderemos los aparatos con la mente? ¿Habrá espacio para la libertad? Nos adentramos en el universo de las ciudades inteligentes con el profesor Ignacio Matías Maestro, quien fuera el primer director del Instituto de Smart Cities de la Universidad Pública de Navarra y quien, en esta entrevista, nos ofrece las claves para entender las múltiples posibilidades de las ciudades inteligentes… y las dudas que les rodean.

¿Qué necesita una ciudad para ser inteligente?
Una ciudad inteligente es aquella que integra a la sociedad con el gobierno de la propia ciudad y que, a través de sistemas inteligentes, detecta necesidades y genera soluciones, a ser posible, en tiempo real. Una smart city es aquella que usa la tecnología para ser más sostenible y mejorar la calidad de vida y el bienestar de las personas. Existen muchos factores que influyen para que una ciudad pueda llamarse inteligente como, por ejemplo, que tenga sistemas de ahorro de energía que permitan el consumo inteligente, el reciclaje, la reducción de residuos o emisión de gases; que en el campo médico apueste por la telemedicina o la teleasistencia o que, en el transporte, cuente con una gestión eficiente del tráfico, optimización de rutas de transporte público, infraestructuras sostenibles…

¿Cómo serán las ciudades inteligentes en el futuro?

Sinceramente, no lo sabemos. Es muy complicado prever cómo será la tecnología dentro de 50 años. Lo que se ha evolucionado en este último medio siglo, comparándolo con lo que vamos a avanzar en los próximos 50 años, si todo va bien, es infinito. Jamás habíamos tenido tantas posibilidades de crecimiento como ahora: tenemos tantas, que no sabemos por dónde vamos a ir. Para el ser humano, vivir en la actualidad es como un don y va a ser espectacular. Dentro de 30 años, miraremos atrás y todo nos va a parecer muy extraño. No sé cómo serán en el futuro las ciudades inteligentes, pero sí sé que las ciudades del futuro serán inteligentes.

¿Qué es lo que sí podemos predecir?

Sabemos que viviremos en ciudades porque es la única forma de preservar el resto de la Naturaleza, ya que, si nos extendemos por todo el territorio, mataremos lo que esté a nuestro alcance. En el año 2050, el 85% de la población mundial va a vivir en ciudades, fundamentalmente, porque el ser humano es un ser urbano y necesitamos vivir juntos para avanzar. Además, es evidente que tendremos que intentar ir al espacio, porque aquí no cabemos y ya estamos colapsando la Tierra. Por otra parte, sabemos que serán millones los objetos conectados en el mundo. Actualmente, ya hay unos 200 millones de sensores conectados: solo en el 2025, es posible que ya sean mil millones. Habrá muchos sensores, muchos datos, mucha tecnología.

Sensores, datos, tecnología…

Sí, por supuesto. Los datos son imprescindibles para poder hacer una buena gestión de la ciudad, por ello los sensores son fundamentales para obtener información, desde datos semafóricos, cuánta gente hay en la calle, contaminación, etc. Internet de las cosas es la única manera que tenemos actualmente para anticiparnos y resolver los problemas de las ciudades. Jugarán un papel esencial la inteligencia artificial, el machine learning y tecnologías como digital twins, edge computing o fog computing.

Las ciudades inteligentes van tomando forma y la tecnología avanza en todos los planos posibles, como el transporte. ¿Qué cambios veremos en este campo?

El transporte va a cambiar tanto que es muy posible que en el centro de las ciudades no puedan circular coches particulares y que el transporte público sea lo único que exista. Una vez que tengamos el control del tráfico de la ciudad y de sus semáforos, todo va a ser mucho más sencillo y automatizado. No habrá atascos o, si los hay, se podrán solucionar de una forma más eficiente que ahora. Por otra parte, no sabemos si habrá o no coches voladores, pero sí es seguro que contaremos con vehículos autónomos, y, si los coches van solos, es muy factibles que puedan volar.

Y en el ámbito de la seguridad, ¿podremos combatir mejor el crimen?

Por supuesto. En algunas ciudades de China ya controlan a quien va por la calle: saben en todo momento quién eres. Si hay un indicio de que se ha cometido un crimen o robo, enseguida lo pueden detectar e identificar a los culpables, lo cual, por otra parte, da cierto miedo. La seguridad es muy importante y con inteligencia artificial, sensores y cámaras, se puede avanzar mucho, pero siempre deberemos tener muy presente el límite de la libertad.

¿Vamos a estar totalmente controlados en una ciudad en la que haya más sensores que personas?

Ahí está el tema. La tecnología no es el problema: es la solución. El verdadero problema es la cuestión social. En el siglo XXI, los datos son la materia prima y quien los controle, tendrá mucho poder. ¿Quién puede controlar los datos que generamos nosotros mismos? Puede ser una ciudad, un Estado o una empresa. Una empresa, si sabe cómo nos comportamos, puede intentar vendernos sus productos. Si quien nos controla es una ciudad o un Estado, la situación es peor, porque nos pueden dirigir para intentar que pensemos de un modo concreto. A este respecto, ya la Unión Europea ha dado pasos para velar por que los datos sean nuestros, pero no me lo acabo de creer. Actualmente, simplemente cuando utilizamos cualquier aplicación, ya estamos cediendo nuestros datos.

¿Cuál es el verdadero peligro de que nuestros datos no nos pertenezcan?

La sociedad avanza si tiene libertad, pero si no somos capaces de preservarla y hay una inteligencia superior que controle nuestras libertades, podremos acomodarnos y actuar como borregos. Si los datos no son nuestros, van a coartar nuestra libertad. Por todo ello, cuando construyamos una ciudad inteligente, debemos intentar que sea una ciudad inteligente con alma, y no una ciudad tipo centro comercial.

¿Qué es más sencillo, crear una ciudad inteligente desde cero o hacer más inteligente a una ciudad que ya existe?

Una ciudad inteligente creada desde cero carece de alma. Una ciudad inteligente tiene que reforzar su identidad, pensar en las personas que habitan, estar viva y siempre en constante adaptación. En mi opinión, es mucho más importante hacer más inteligentes a ciudades ya existentes y lograr que sean inteligentes desde su punto de vista: es decir, que cuenten con su propia historia e inteligencia, como las personas, y desarrollen aquellos aspectos que, cada ciudad, de forma individual, quiera impulsar. Existen ejemplos de ciudades inteligentes creadas desde cero, como Songdo, en Corea del Sur, pero mucha gente no quiere vivir en ellas, quizá porque tienen miedo de vivir en una ciudad con tanta tecnología. Quizá prefieren vivir en una ciudad menos inteligente, pero con alma. Por todo ello, debemos hacer más inteligentes y tecnológicas nuestras ciudades, sí, pero también más humanas.

Descubre más sobre este tema escuchando el podcast ¿Cómo serán las ciudades inteligentes del futuro?, el podcast de divulgación científica de la UPNA.

Más información:

Kirimtat, O. Krejcar, A. Kertesz and M. F. Tasgetiren, «Future Trends and Current State of Smart City Concepts: A Survey,» in IEEE Access, vol. 8, pp. 86448-86467, 2020, doi: 10.1109/ACCESS.2020.2992441.

STARDUST: Holistic and Integrated urban model for smart cities. H2020 European Project.

Emilio Ontiveros, Diego Vizcaíno, Verónica López Sabater, “Las ciudades del futuro: inteligentes, digitales y sostenibles”. Fundación Telefónica, 2016.

Alex Steffen, El futuro compartido de las ciudades. Ted Talks.

Pablo E. Branchi, Carlos Fernández-Valdivielso, Ignacio R. Matías-Maestro, “Metodología para evaluar el impacto de la incorporación de nuevas tecnologías en ciudades inteligentes”, DYNA, vol 90(3), pp. 285-293, 2015.

Un modelo para predecir cuántas camas UCI harán falta durante cada oleada

Responde: Fermín Mallor Giménez, catedrático de Estadística e Investigación Operativa del Departamento de Estadística, Informática y Matemáticas de la Universidad Pública de Navarra (UPNA) y Daniel García de Vicuña Bilbao, estudiante de doctorado en el ISC (Institute of Smart Cities) de la UPNA.

Imagen de Fernando Zhiminaicela en Pixabay

La crisis financiera mundial de 2008 puso de moda en España el término económico “prima de riesgo”, hasta entonces desconocido. Del mismo modo, la pandemia ha popularizado expresiones y términos como “doblar la curva”, “incidencia acumulada” e incluso conceptos epidemiológicos más específicos como “el número efectivo de reproducción R₀”. Ocupan portadas de periódicos, así como espacios en noticiarios televisivos y radiofónicos. Constituyen una muestra del uso de las matemáticas para describir la evolución de la pandemia y para proporcionar indicadores con los que las autoridades políticas pueden fundamentar una toma de decisiones informada sobre medidas de distanciamiento social y restricciones a la movilidad.

Sin embargo, los modelos matemáticos no solo sirven para describir qué ha pasado o el estado actual de la pandemia, sino que pueden facilitar predicciones muy útiles sobre cómo va a evolucionar. Estas son útiles para la planificación de los recursos sanitarios necesarios para atender a paciente covid-19, como las camas UCI. La planificación facilita la utilización eficiente de recursos y, en consecuencia, proporcionar una mejor atención a todos los pacientes, covid y no covid.

Los modelos matemáticos más útiles para predecir variables relacionadas con la evolución de la pandemia son los de simulación. Estos modelos son capaces de representar características complejas de la realidad pandémica, como su aleatoriedad e incertidumbre, así como la variabilidad en el impacto que la enfermedad puede tener en distintas personas.

Modelos que simulan la actividad diaria de miles de individuos

Durante la pandemia se han popularizado algunos modelos de simulación basados en agentes, los cuales tratan de reproducir en el ordenador el comportamiento de un número muy elevado de personas (agentes) representativos de la sociedad de una región o país. Para ello, cada persona tiene creada (simulada) su red de contactos que reproducen los ámbitos familiares, de trabajo y social. Las personas están clasificadas en grupos que representan su estado en relación con la enfermedad.

La clasificación básica considera los grupos de infectados (y en disposición de contagiar), de susceptibles (que pueden ser contagiados) y de personas que ya han pasado la enfermedad y son inmunes o que han fallecido. El modelo matemático reproduce la dinámica diaria de contactos de cada agente y la posibilidad de contagio en cada uno de ellos para recrear la evolución global del número de personas contagiadas. Se trata de modelos que extienden, incorporando la aleatoriedad y la variabilidad citadas anteriormente, los modelos epidemiológicos compartimentales tipo SIR (susceptible-infected-removed).

Estos modelos, son muy útiles para evaluar las consecuencias de distintas políticas de distanciamiento social en la transmisión del virus y de distintas estrategias de vacunación en la población.

La dinámica hospitalaria reproducida por un modelo de simulación

Sin embargo, para predecir las necesidades de camas hospitalarias y de UCI son más adecuados modelos de simulación estocásticos de tipo mecanicista que se fundamentan en dar respuesta a las siguientes dos cuestiones:

  1. ¿Cuántos pacientes van a ingresar en el hospital cada uno de los próximos días?
  2. ¿Dónde y durante cuánto tiempo van a estar ingresados cada uno de estos pacientes?

La respuesta a la primera cuestión se consigue ajustando a la serie de datos de ingresos diarios de pacientes una curva que parte de cero, que experimenta un crecimiento exponencial, para posteriormente estabilizarse (en la llamada “meseta”) y finalmente decrecer de nuevo hacia cero.

Se utilizan curvas de crecimiento poblacional de tipo Gompertz, cuya derivada se muestra en la Figura 1. Con esta curva se estima cuántos pacientes, de media, van a ingresar cada uno de los días del futuro.

Una distribución de probabilidad de Poisson, con estos valores medios, facilita la simulación del número de pacientes (y con sus características de edad, sexo, etc.) que ingresa en el hospital cada día del futuro.

Figura 1. Ajuste estadístico a la serie diaria de hospitalizaciones.
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A la segunda cuestión se le da respuesta representando con precisión lo que ocurre puertas adentro del hospital (o conjunto de hospitales de una región).

La Figura 2 representa el flujo de pacientes por las instalaciones hospitalarias.

Un paciente COVID cuando ingresa en el hospital lo puede hacer directamente en UCI o bien en una planta para agudos. Desde aquí el paciente puede requerir un posterior ingreso en UCI, o bien ser dado de alta, por recuperación o por fallecimiento. Los pacientes que están ingresados en UCI pueden ser dados de alta bien por mejoría y terminar la recuperación en planta, o bien por fallecimiento.

En el gráfico se detallan todos los parámetros que son necesarios para recrear (simular) la trayectoria de un paciente COVID en el hospital: mediante letras “p” se denotan las probabilidades que determinan las trayectorias en las bifurcaciones y mediante letras mayúsculas, W, Y, X, los tiempos que el paciente permanece en las instalaciones.

Estos tiempos varían entre pacientes y son descritos mediante distribuciones de probabilidad que son estimadas, así como las probabilidades “p”, a partir de los datos observados en la evolución de la pandemia.

Figura 2. Flujo de pacientes COVID en el hospital.
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Predicción como resultado del análisis estadístico de miles de realidades futuras posibles

A partir del conocimiento de cuántos pacientes están actualmente hospitalizados y simulando llegadas futuras de pacientes y sus trayectorias hospitalarias se puede prever cuántas camas van a ser necesarias en las siguientes semanas de pandemia. La Figura 3 muestra el resultado de las predicciones y los valores reales observados realizados durante la primera ola pandémica en Navarra. Cada vez que se realiza una simulación se obtiene una realidad (de ocupación de camas) distinta para el futuro.

Del análisis estadístico de miles de esos posibles futuros resultan las predicciones medias y unas bandas de confianza.

Figura 3. Predicción de camas UCI a partir del tiempo marcado en negro: estimación mediana y bandas de confianza. En verde valores reales de ocupación.
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Modelos útiles en la práctica que sólo necesitan cuatro fechas por paciente

Este modelo de simulación ha sido utilizado durante las tres últimas olas pandémicas en Navarra y durante la segunda y tercera en La Rioja por los responsables de la planificación hospitalaria. El Ministerio de Sanidad español también ha recibido informes diarios de previsión de ocupación hospitalaria durante la duración de la tercera ola.

Los datos guían la calibración y actualización continua (aprendizaje) del modelo de simulación. Únicamente cuatro fechas por paciente, registradas por los sistemas de información hospitalarios, son necesarias para la construcción y ejecución del modelo: ingreso y alta hospitalaria, e ingreso y alta en UCI (en caso de producirse).

Este reducido conjunto de datos necesarios, y su disponibilidad en tiempo (casi) real en los sistemas de información hospitalarios, constituye uno de los puntos fuertes del modelo matemático en comparación con otros que precisan del conocimiento de multitud de parámetros y distribuciones de probabilidad que no están disponibles en tiempo real, y que, en todo caso, pueden ser estimados una vez que la pandemia ha pasado.

Sin duda, esta aplicación constituye una muestra más de la aportación que pueden realizar las matemáticas para mitigar los efectos de la pandemia. Otras aplicaciones de las matemáticas pueden encontrarse en la página web de la acción matemática contra el coronavirus y en la página web del grupo de investigación q-UPHS.

Fermín Mallor Giménez, Catedrático de Estadística e Investigación Operativa, Universidad Pública de Navarra y Daniel García de Vicuña Bilbao, Estudiante de doctorado en el Instituto de Smart Cities, Universidad Pública de Navarra

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.

¿Es la energía de fusión la respuesta a nuestros problemas energéticos?

José Basilio Galván Herrera, profesor del área de Ingeniería de Sistemas y Automática del Departamento de Ingeniería de la Universidad Pública de Navarra y con experiencia en la división de fusión nuclear del CIEMAT.

Tiempo estimado de lectura: 2 minutos 30 segundos

Nuestro planeta tiene problemas de energía. Dependemos en gran medida de la tecnología que nos rodea y, sin embargo, los recursos energéticos con los que contamos son insuficientes: necesitamos urgentemente generar energía sana, libre de emisiones de carbono y a gran escala. Y es ahí, donde surge la gran pregunta: ¿es la energía de fusión la solución a nuestros problemas? José Basilio Galván Herrera, profesor del área de Ingeniería de Sistemas y Automática de la Universidad Pública de Navarra y con experiencia en la división de fusión nuclear del CIEMAT, analiza el presente y el futuro más inmediato de la energía de fusión y nos sumerge en las entrañas del ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), uno de los mayores y más caros experimentos científicos a nivel internacional.

¿Por qué hay tanta confianza depositada en la energía de fusión?
Si seguimos emitiendo gases de efecto invernadero a este ritmo, las consecuencias pueden ser horrorosas, como la subida del nivel del mar, la desertificación de grandes zonas o inmensas migraciones. Si conseguimos tener un reactor de fusión nuclear operativo (quedan años para ello), apoyándonos también en otro tipo de energías como la eólica, la solar o la geotérmica, podríamos tener un pull de energías relativamente limpias capaz, no ya de salvarnos del cambio climático, que ya está aquí, sino de lograr que el desastre no sea tan “desastroso”.

¿Es entonces la energía de fusión la solución?
Sinceramente, no lo sabemos todavía. Llevamos ya casi 70 años tratando de demostrar que es posible tener una reacción de fusión nuclear controlada y que dé energía. Sabemos hacer fusión nuclear de forma descontrolada (la famosa bomba H, mucho más potente que la bomba atómica), pero lo que se está tratando de lograr desde los años 50 es controlar esa reacción y mantenerla en el tiempo.

¿Y qué papel juega en ese reto el ITER?
El ITER es el mayor y más poderoso dispositivo de fusión nuclear por confinamiento magnético ideado para demostrar la viabilidad de la fusión como fuente de energía a gran escala y libre de emisiones de carbono. Comenzaron a construirlo en los 90, al sur de Francia, en Cadarache, son más de 35 los países que colaboran en él y, con una inversión prevista de 24.000 millones de euros, es uno de los experimentos científicos más caros de la historia. Esperamos que el ITER sea la última máquina de investigación que demuestre que se puede conseguir energía utilizando fusión nuclear de manera controlada.

En cierto modo, el objetivo del ITER es imitar la manera en la que el Sol genera energía. ¿Es posible recrear un sol en la Tierra?
No, porque nos quemaríamos. El Sol es capaz de generar energía de fusión porque, al tener mucha masa, atrae las partículas y las concentra mediante la gravedad (confinamiento gravitatorio), algo que no podemos hacer nosotros. Hay diversas propuestas, pero la que ofrece más esperanzas es la del confinamiento magnético que consiste en poner grandes campos magnéticos que mantengan esas partículas cargadas y concentradas y, aunque alcancen grandes velocidades, no se separen, con el fin de hacerlas chocar. El problema actual es que ese campo magnético termina desestabilizándose muy rápidamente debido a la presencia de partículas cargadas. Hace 70 años que intentamos solucionar ese problema y conseguir un campo magnético que se mantenga estable en esas condiciones.

¿Qué diferencia la energía de fusión con la de fisión, la que comúnmente conocemos como energía nuclear?
Para generar energía, en la de fisión tenemos que disparar contra los núcleos para romperlos, algo relativamente sencillo. En la de fusión, lo que debemos hacer es calentar los núcleos y hacer que se muevan muy deprisa, ya que, al estar cargados positivamente, tienden a repelerse. El reto es que, a pesar de esa repulsión, calentándolos, se acerquen, choquen, formen núcleos más pesados y conviertan parte de su masa en energía. El problema es el mantenimiento en el tiempo. Esto lo podemos conseguir un momento: es la bomba de hidrógeno. Pero el problema es tenerlos confinados moviéndose a miles de kilómetros por segundo sin que se vaya cada uno por su cuenta.

¿Es más segura la energía de fusión que la de fisión?
Por supuesto, es mucho más segura ya que, cuando se descontrola, se para, de modo que no provoca accidentes graves como los de Chernobyl o Fukushima. Además, produce 5 o 6 veces más energía que la fisión nuclear y la basura radiactiva es mucho menor. La basura radioactiva de la de fisión es muy peligrosa, altamente radiactiva y con medias de vida de hasta 100.000 años. La fusión nuclear, en cambio, produce algo de material radioactivo, pero de menor intensidad y con una vida media de decenas de años o de cien años a lo sumo, algo que sí somos capaces de gestionar.

¿Para cuándo se prevé alcanzar resultados reales en la generación de energía de fusión?
Hay una pequeña broma entre los físicos que dice que el momento de tener fusión nuclear controlada es una constante en el universo: siempre es dentro de 25 años. Ahora se dice dentro de 15. Parece que se acorta…

Sea como sea, aún cuando el experimento sea un éxito, todavía quedará camino por hacer…
Sí, y mucho, porque, una vez que logremos estabilizar el campo magnético y confirmar la tesis de que sí es posible generar energía a partir de la fusión, todavía nos quedará diseñar un prototipo de reactor nuclear y, posteriormente, reactores de fusión nuclear comerciales y hacerla accesible. Se estima que los experimentos de fusión, ya con material de deuterio y tritio, se produzcan en el 2035, pero todavía quedará recorrido hasta lograr diseñar una red comercial capaz de generar esta energía inagotable y libre de emisiones.

 

Descubre más sobre este tema escuchando el podcast ¿Es la energía de fusión la respuesta a nuestros problemas energéticos? en Ciencia al punto, el podcast de divulgación científica de la UPNA.

Más información:

Historia de un átomo, de Lawrence Krauss, Editorial Laetoli. No trata de la fusión nuclear por confinamiento magnético, sino que es la “historia” del nacimiento de un átomo de Oxígeno (como cualquiera de los que respiramos o forma parte de nuestro cuerpo) a partir de los átomos primigenios de Hidrógeno procedentes del Big Bang. Se explican las sucesivas fusiones de átomos en el corazón de diferentes estrellas hasta llegar a formarse el átomo de Oxígeno protagonista de la historia. Es aconsejable para quienes quieran tener información de lo que es la fusión nuclear y su funcionamiento en el interior de las estrellas.

– Para saber más del ITER, lo más conveniente es acudir a su página web oficial. Es una página muy completa en la que se puede encontrar desde información básica sobre fusión nuclear hasta la presentación del ITER y el estado actual del proyecto.
– Aunque el ITER es el proyecto más prometedor para conseguir energía de fusión nuclear viable, no es el único. Para saber más sobre otros proyectos, se puede acudir a un artículo de la revista Investigación y Ciencia (enero de 2017): La fusión alternativa.

– También, en la revista Investigación y Ciencia (mayo de 2010), podemos encontrar el artículo Las dificultades de la fusión nuclear. Trata de las dudas que persisten sobre la viabilidad de este tipo de energía.

– Para los forofos de Asimov, en Más cuentos de los Viudos Negros aparece el cuento Los tres números, una historia de misterio (no de ciencia ficción) basada en un problema de investigación sobre fusión nuclear controlada en el que ya entonces (1974) se habla de la necesidad de tener pronto este tipo de energía. Como se suele decir: “vamos tardados”.

Erradicar la pobreza requiere capacidad, voluntad y la mayor movilización de la historia

Responde: Sergio García Magariño, investigador del Instituto I-Communitas (Institute for Advanced Social Research-Instituto de Investigación Social Avanzada) de la Universidad Pública de Navarra (UPNA).

Imagen de David Mark en Pixabay

El desarrollo social y económico, desde mediados del pasado siglo, se ha ido consolidando como el emprendimiento multidisciplinar más ambicioso que se ha impuesto la humanidad a sí misma, ya que tiene por fin la erradicación de la pobreza, en todas sus dimensiones, y el avance hacia un mundo próspero, justo, sostenible y pacífico para todos.

Esta afirmación inicial parece una evocación poética, mística, metafórica; sin embargo, constituye un enunciado descriptivo del significado de un campo de acción y de estudio que no puede condensarse en una sola disciplina.

Esta esfera de empeño, que tras 70 años ha traído múltiples mejoras al mundo pero que no ha logrado sus fines –a pesar del ingente número de recursos humanos y financieros dedicados a la tarea–, vuelve a ser vital, puesto que la pandemia amenaza, según los cálculos de la misma ONU, con un resurgimiento de la pobreza extrema en zonas donde ya había desaparecido.

El recientemente fallecido Dr. Farzam Arbab, bahaísta de origen iraní pero formado en física de partículas en Estados Unidos, dedicó gran parte de su vida en Colombia, a través de la Fundación para la Aplicación y Enseñanza de las Ciencias que instituyó, tanto al empoderamiento de los campesinos y de la gente común para hacerse cargo de su desarrollo como al pensamiento del desarrollo como área interdisciplinar.

Con motivo del lanzamiento de un documental titulado Labradores de esperanza, que pretende honrar su legado, este artículo explora brevemente algunas de las que pueden ser consideradas sus principales contribuciones y que parecen ser cruciales para avanzar inexorablemente hacia el cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible.

Un marco que guíe el aprendizaje, el discurso y la acción

El mundo del desarrollo, desde sus orígenes, a fin de dotar de coherencia y rigor a sus propuestas, se fundamentó, en primer lugar, en teorías descriptivas de cómo se produce el desarrollo —modernización, dependencia, sistemas mundiales— que también prescribían las políticas para lograrlo y, en segundo, en ideologías totalizantes que aspiraban a transformar integralmente la vida política, económica y social. Los científicos sociales también buscaban modelos rigurosos.

El Dr. Arbab, consciente de la necesidad de aprender sistemáticamente de la acción, por un lado, de recurrir a la ciencia, por el otro, y de no caer presos de modelos cuantitativos que parecen precisos, pero que en realidad esconden rigidez, planteó la necesidad de que los actores del desarrollo operaran bajo un marco conceptual evolutivo, donde los enfoques y métodos, convicciones, valores y principios que resultasen más efectivos en la práctica pudieran acumularse y orientar a todos los protagonistas de esta empresa mundial con anclaje local.

La generación del conocimiento, eje del desarrollo

Un elemento fundamental del marco conceptual reside en la noción de que la generación de conocimiento –así como su aprendizaje, aplicación y difusión– ha de ser el principio motriz del desarrollo.

En otras palabras, se debe reemplazar a la economía como proceso central de la existencia social por la generación de conocimiento y el aprendizaje acerca del desarrollo. De este modo, la economía en sí se volvería un ámbito de aprendizaje y se podría abordar como un tema de estudio y acción transformadora, como lo son la salud, la educación y la producción agropecuaria.

Esto implica ir más allá de las modas, los paquetes y las fórmulas simplistas de desarrollo que plantean que este puede ser algo que se entrega a los necesitados, por muy importantes que sean: infraestructuras, tecnología, educación, salud…

Además, requiere la democratización de la ciencia, la apertura de espacios, no necesariamente de investigación vanguardista, donde las masas pudieran participar en cierto grado en la producción científica sobre el desarrollo.

Las fuentes del conocimiento

Otra cuestión clave del pensamiento del Dr. Farzam Arbab, relacionada con la noción anterior, es la idea de que el conocimiento necesario para forjar el desarrollo, además de proceder de la experiencia práctica por propiciar el progreso social, debe proceder de tres fuentes en interacción: la ciencia, el conocimiento tradicional de la población local o regional que asume su sendero de desarrollo y el acervo moral y espiritual de la humanidad –la religión–.

Sin esta interacción, se erosiona el conocimiento tradicional, no se logra conectar con la población local donde se suele concentrar la acción, se puede llegar a romantizar el conocimiento autóctono desacreditando a la ciencia o se pueden asumir inconscientemente nociones perjudiciales para fomentar actitudes proclives al desarrollo relacionadas con la naturaleza humana, los fines y los medios y el progreso.

La visión que se tiene de los campesinos y de los pobres es uno de esos temas a los que le dio la mayor relevancia, puesto que, tanto el programa de modernización, como la revolución verde, el enfoque de las necesidades básicas e incluso el marco del desarrollo humano, solían pecar del mismo defecto: ver a las personas a quienes supuestamente se ha de empoderar como vagos e improductivos, en el peor de los casos, o conglomerados problemas a resolver y de necesidades a satisfacer, en el mejor.

Al igual que encontrar formas de producción más eficientes y ecológicas –por poner un ejemplo– debía ser el objeto de un escrutinio científico riguroso, identificar nociones sobre el ser humano que induzcan confianza en su potencial también debería ser estudiado en profundidad.

La participación y el empoderamiento

Ante la moda de la participación, ya sea en los servicios que se ofrecen, en los proyectos o en los procesos de toma de decisiones, el Dr. Arbab desde el inicio consideraba que la gente debía ser la protagonista del desarrollo. Sin embargo, muchas fuerzas sociales impiden que el potencial humano se libere.

La plétora de programas políticos así como de iniciativas civiles de cooperación, muchas veces iban acompañadas de estilos de liderazgo paternalistas y de intereses demasiado estrechos que, en ningún caso, lograban colocar a las personas en el medio.

En línea con la perspectiva de la concienciación de Freire, pero probablemente llevando el principio de participación a un nivel de radicalidad mayor, veía a la humanidad entera como protagonista irreemplazable de la empresa global del desarrollo. Sin el concierto de todos, no se podrían superar los desafíos históricos.

En las localidades menos favorecidas, donde la mayoría ve dolor, pobreza y sufrimiento, se ha de aprender a identificar, por encima de todo, el potencial, a fin de que este, mediante la educación, pueda ser cultivado.

Además, la separación entre ellos (quienes sufren) y nosotros (quienes ayudamos) se debería disolver, puesto que todos somos los partícipes de un camino que ha de conducir a un modelo de desarrollo y organización social que genere bienestar para todos.

La educación integradora

Lo anterior se vincula con la convicción que tenía el Dr. Arbab de que la educación era una de las claves para el desarrollo; la cantidad de materiales educativos, la innovación pedagógica que gestó y los programas de educación para el desarrollo que cuajaron bajo su guía, lo acreditan.

Se adelantó a la idea de competencias y de interdisciplinariedad con la herramienta de desarrollo curricular que diseñó: la noción de capacidad, entendida como un entramado de cualidades y actitudes, conceptos e información, herramientas y habilidades para emprender acciones transformadoras y que se agrupan en capacidades científicas, tecnológicas, matemáticas, del lenguaje y la comunicación y del servicio comunitario. Aquí también fue pionero.

Hoy se habla de aprendizaje y servicio como uno de los enfoques más innovadores y los trabajadores sociales lo estudian con entusiasmo. En los años 70 ya lo aplicaba este visionario, puesto que los programas de FUNDAEC colocan a la acción en el centro y empoderan, a través del estudio, la conversación y la actividad intensa para servir a la comunidad con creciente efectividad.

Algunos de estos programas de educación para el desarrollo, como el SAT –también impulsó, entre otros, dos licenciaturas, dos posgrados y diversos programas informales como el Preparación para la Acción Social extendida por casi todos los continentes hoy día–, han sido reconocidos por diferentes gobiernos como currículos oficiales y sistemas alternativos que se han extendido masivamente para ofrecer una educación de alta calidad a zonas donde no llega el sistema formal.

Este apartado de la visión de la educación que el Dr. Arbab poseía y de los logros cosechados en este campo se prestaría para un libro extenso.

Las estructuras locales y la creación de capacidad

De todo lo propuesto hasta ahora, se puede observar que la creación de capacidad representa el rasgo central del enfoque para el desarrollo del Dr. Farzam Arbab.

En última instancia, consideraba que la creación de capacidad en los individuos, en la comunidad y en las instituciones –al mismo tiempo– debía ser la preocupación central de todo esfuerzo por lograr la prosperidad y ayudar a una población a adueñarse de su progreso. La modernización había erosionado las estructuras tradicionales sin reemplazarlas por otras, lo que había sido una de las principales causas de la desolación de esos territorios.

Sin estructuras pertenecientes a la gente que puedan impulsar procesos de aprendizaje y de investigación-acción, que permitan la interacción del conocimiento científico y del tradicional, que faciliten la introducción de programas educativos que empoderen sin dividir, la sistematización de los aprendizajes y la difusión del conocimiento generado a través de la misma población, lograr el desarrollo es solo una utopía, una quimera.

Esta perspectiva condujo al Dr. Arbab a la creación de la Universidad Rural, una institución que ha permitido vertebrar los objetivos recién señalados.

Desde ella, la población del Norte del Cauca, por ejemplo, ha podido emprender, y sigue emprendiendo –aspirando a la sostenibilidad y al crecimiento en escala–, múltiples proyectos, programas e investigaciones sobre los distintos procesos de vida –agricultura, ganadería, procesamiento, comercialización, transformación industrial, educación, socialización y comunicación…– que, cuando logran un éxito relativo, se sistematizan y documentan para incorporarse a los nuevos materiales educativos, a fin de formar a la misma población y diseminar el conocimiento.

Integración, complejidad y sentido de misión histórica

A pesar de la magnitud de la tarea, el desarrollo ha de comenzar de manera sencilla, con una o dos líneas de acción que, a medida que se crea mayor capacidad, se logra implicar a más gente local y se consiguen más recursos, se complementan con otras líneas de acción que se van integrando en un enfoque holístico coherente que, a toda costa, evita la fragmentación tal prevalente en la vida moderna.

Por último, el Dr. Arbab veía al desarrollo dentro de un proceso histórico mundial de transformaciones que parecían estar forzando a la humanidad a repensar los fundamentos últimos sobre los que se erige la civilización.

El reconocimiento de la unicidad del género humano alcanzado por la antropología y la genética a principios del siglo XX –un principio también presente en las diferentes tradiciones indígenas, religiosas y espirituales de la mayoría de los pueblos–, la justa distribución de recursos entre individuos, grupos y naciones y el respeto y fortalecimiento de la diversidad cultural de la especie debían imprimir la motivación, constituir la visión de futuro e informar los medios y los enfoques para una movilización masiva de alcance glocal que permitiera alcanzar dicho estado de prosperidad y justicia colectiva sin precedentes.

Aunque no existan, el Dr. Arbab fue un gigante, un genio invisible entre la gente que pasó desapercibido, aunque no su legado… porque así él lo decidió.

Sergio García Magariño, Investigador de I-Communitas, Institute for Advanced Social Research, Universidad Pública de Navarra

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.

El ejercicio físico y el deporte deberían ser actividades esenciales (y más en pandemia)

Mikel Izquierdo Redín, catedrático  y director del Departamento de Ciencias de la Salud de la Universidad Pública de Navarra (UPNA) e investigador principal del grupo de Ejercicio Físico, Salud y Calidad de Vida (E-FIT) en el Centro de Investigación Biomédica del Gobierno de Navarra (Navarrabiomed)

 

Con la que está cayendo, es natural que la covid-19 y sus graves consecuencias estén en boca de todos. Sin embargo, hoy más que nunca, nos viene bien recordar que la inactividad física y el sedentarismo también llevan mucho tiempo haciendo de las suyas.

La propia Organización Mundial de la Salud (OMS) ha reconocido que la falta de actividad física es un factor de riesgo importante para aumentar el número de personas que enferman y la mortalidad prematura. De hecho, las estimaciones de 2020 indicaban que no cumplir con las recomendaciones de actividad física es responsable en todo el mundo de más de 5 millones de muertes cada año. Dimensiones de pandemia, sin duda.

Recientemente, un estudio basado en datos de más de un millón de personas indicaba que, si la práctica de actividad física fuera suficiente –equivalente a 60-75 minutos por día de actividad física de intensidad moderada–, serviría para contrarrestar el incremento del riesgo de mortalidad que supone permanecer de más de cuatro horas sentados al día.

No hay que olvidar que estar sentado mucho tiempo es una práctica peligrosa y nada sana, máxime si se combina con poca práctica de actividad física. De hecho, esta combinación aumenta el riesgo de mortalidad lo mismo que el tabaco o la obesidad.

Sin embargo, pese a las evidencias, tan sólo el 18% de los adultos de 65 a 74 años y el 15% de los mayores de 75 años cumplen las pautas mínimas de ejercicios cardiovasculares y de fuerza muscular establecidas por la OMS. Es decir, hacer mas de 150 minutos de actividad física aeróbica moderada-vigorosa por semana y ejercicios de fortalecimiento muscular por lo menos 2 veces a la semana.

Es más, aunque lo hicieran, también sería insuficiente. Porque estos niveles de actividad física pueden atenuar pero no eliminar el riesgo asociado a ver la televisión mas de 3 horas al día.

Inactividad física y sedentarismo, dos viejos problemas conocidos de salud pública

En las personas mayores, si la inactividad física se combina con un estilo de vida sedentario, la masa muscular y la función física se reducen. Como consecuencia disminuye la capacidad de realizar actividades cotidianas, aumenta el riesgo de caídas y se pierde independencia y calidad de vida. Además, la vida sedentaria también empeora los problemas crónicos de salud, incluida la hipertensión, las enfermedades cardio-vasculares y cerebro-vasculares, la diabetes, la depresión y la demencia.

No es para tomárselo a broma. Permanecer inmovilizado periodos tan cortos como 5 días, incluso en personas jóvenes, reduce hasta un 4% la masa muscular, 9% la fuerza y hasta un 10% nuestra capacidad cardiovascular. En caso de permanecer encamados en el hospital, solo tres semanas de reposo absoluto serían similares a un deterioro de la capacidad funcional equivalente a 30 años de envejecimiento.

Para colmo, se ha comprobado cómo basta reducir el número de pasos diarios durante 14 días para que aumente el riesgo de enfermedad metabólica futura y resistencia a la insulina, típicas de la diabetes tipo II y la obesidad. Queda confirmado que estamos diseñados para movernos. Y que, si no lo hacemos, la carga de enfermedad y mortalidad se disparan de manera exponencial.

A pesar de los grandes avances de la ciencia, por el momento no existen fármacos que puedan mejorar la capacidad física en las personas mayores. Ni siquiera parece probable que se desarrolle alguno en el futuro inmediato. La única “vacuna” con la que contamos es el ejercicio físico. Con la ventaja de que es barata, eficaz y segura y no hay problema de suministro ni colas ni turnos: todo el mundo podría empezar a tomarla desde este mismo instante.

Confinados e inactivos

A nivel mundial, el SARS-CoV-2 ha tenido un gran impacto sobre la práctica habitual de actividad física. En el caso concreto de España, fue el país europeo que más redujo el número de pasos diarios de la población –un 38% menos– durante las primeras semanas del confinamiento. Menos práctica de actividad física de la que ya de por sí se consideraba insuficiente.

En el tiempo que nos está tocando vivir, debemos mantener los niveles de actividad física lo más altos posibles. Entre otras cosas porque, en caso de enfermedad o incluso de hospitalización, la capacidad funcional que tengamos actuará como un auténtico seguro de vida para afrontar con mayor éxito la propia enfermedad o los efectos colaterales de los agresivos tratamientos farmacológicos que nos puedan recetar. En otras palabras, cuanto mejor estemos en el momento de enfermar, más probabilidades tendremos de superar la enfermedad.

Caminar no es suficiente

El ejercicio físico mejora la función física y la calidad de vida. Pero también reduce la carga de enfermedades no transmisibles y la mortalidad general prematura, incluida la mortalidad por causas específicas por enfermedad cardiovascular, cáncer y enfermedades crónicas del tracto respiratorio inferior. Y aunque es mejor que nada, caminar no es suficiente.

En 2020, la Organización Mundial de la Salud publicó las nuevas directrices sobre actividad física y comportamiento sedentario en las que recomendaba encarecidamente la práctica de actividad física multicomponente de intensidad moderada o intensa tres o más días a la semana. Esto incluye la realización de ejercicios para la mejora de la resistencia cardiovascular (como, por ejemplo, caminar) con el entrenamiento de fuerza y el equilibrio.

Desde la Universidad Pública de Navarra hemos puesto en marcha un programa multicomponente de ejercicio físico individualizado para la prevención de la fragilidad y el riesgo de caídas llamado VIVIFRAIL. Incluye ejercicios caminando para el entrenamiento de resistencia cardiovascular, además de mover pesos moderados para aumentar la fuerza de extremidades, así como ejercicios de equilibrio y movilidad.

Se ha demostrado que, aplicado en mayores de 70 años, el programa VIVIFRAIL cumple su objetivo de combatir la fragilidad (baja masa corporal, fuerza, movilidad, nivel de actividad física, energía). O lo que es lo mismo, optimiza y previene la pérdida de la capacidad funcional durante el envejecimiento.

Por si fuera poco, en pacientes agudos hospitalizados, también se ha demostrado que las intervenciones de ejercicio supervisado basadas en la metodología VIVIFRAIL son seguras y eficaces para atenuar el deterioro funcional y hasta prevenir el deterioro cognitivo.

Ejemplo de rueda de ejercicio físico del programa multicomponente VIVIFRAIL para personas robustas. Descarga gratuita desde https://vivifrail.com/es/documentacion/

La importancia de prescribir ejercicio

¿Resulta ético no prescribir ejercicio físico? A pesar de todo lo comentado hasta ahora, el ejercicio aún no se ha integrado completamente en la práctica habitual de la medicina primaria o geriátrica. Es más, está prácticamente ausente de la formación básica de la mayoría de los médicos y otros profesionales sanitarios. Sin embargo, los médicos deberían ser los primeros “prescriptores de ejercicio físico”, y las facultades de medicina deberían enseñar que el músculo esquelético sigue siendo un tejido plástico y adaptable durante toda la vida humana.

En cuanto a los educadores físicos, deberían tener un papel más activo en la dirección, supervisión y evaluación de la práctica de ejercicio en personas de cualquier edad que tengan algún problema de salud, aquellas con diversidad funcional o con capacidades diferentes, especialmente en el entorno sanitario.

Por otro lado, no debemos olvidar un mensaje tan simple como importante: el ejercicio no es solo para niños y adultos jóvenes. Las personas de edad avanzada pueden adaptarse al ejercicio y merecen beneficiarse de él. Nunca es demasiado tarde –y nunca se es demasiado viejo– para contraer los músculos.

Lo que parece indiscutible es que se necesita más investigación sobre las intervenciones de ejercicio para los adultos mayores, los “grandes olvidados” en los estudios médicos. Sobre todo para despejar dudas sobre la seguridad, la eficacia y la variabilidad inherente entre las personas en respuesta al ejercicio.

Comprender esta variabilidad es esencial para identificar el mejor método de tratamiento (ejercicios simples ó ejercicios multicomponentes) y decidir la intensidad (ejercicios de resistencia de baja, moderada ó de alta intensidad). Es cierta la idea global de que “el ejercicio es medicina”. Pero igual que no todos los medicamentos curan el cáncer, tampoco todos los tipos de ejercicio (cardiovascular, de fortalecimiento muscular, de equilibrio) tienen los mismos efectos sobre las enfermedades y la capacidad funcional.

Sea como fuere, la actividad física debería ser considerada, con y sin pandemia, como una actividad esencial con impacto en la sanidad pública. Este debería ser uno de los grandes retos de las políticas de salud pública y sanitaria en los próximos años.

Mikel Izquierdo, Catedrático y Director del Departamento de Ciencias de la Salud, Universidad Pública de Navarra

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.

La llegada de la carne artificial y sus consecuencias para la ganadería

José Antonio Mendizabal Aizpuru, catedrático de Producción Animal en el Departamento de Agronomía, Biotecnología y Alimentación de la Universidad Pública de Navarra y subdirector del Instituto ISFOOD – Institute for Innovation & Sustainable Development in Food Chain de la Universidad Pública de Navarra (UPNA)

En la actualidad existe un intenso debate sobre los hábitos alimentarios y su influencia en aspectos como la salud, la preservación del medio ambiente (biodiversidad, emisiones de gases de efecto invernadero, calentamiento global…) o el bienestar animal.

De entre los alimentos que el hombre ingiere –recordemos que la especie humana es omnívora–, son los productos de origen animal los que actualmente están siendo cuestionados por ciertos grupos de población.

Los huevos fueron los primeros. Su consumo se relacionó con tasas elevadas de colesterol y una mayor incidencia de enfermedades cardiovasculares (teorías posteriormente matizadas). En menor medida, también la leche y actualmente, con gran virulencia, la carne, tanto en lo que respecta a su producción como a su consumo.

Haciendo un poco de historia, no viene mal recordar que la especie humana consume carne desde hace dos millones de años. Así lo atestiguan los últimos estudios realizados en el yacimiento de Olduvai (Tanzania), considerada la cuna de la humanidad.

Tampoco está de más subrayar que eminentes paleontólogos defienden que la introducción de la carne en la dieta humana supuso un antes y un después en la evolución de los homínidos, ya que influyó en su desarrollo cognitivo.

Por último, recordamos que el proceso de domesticación, que arranca hace aproximadamente 10 000 años en el cercano oriente, supuso el comienzo de la ganadería. Desde entonces, ha proporcionado a más de 400 generaciones, ininterrumpidamente, carne y otros alimentos básicos para nuestra dieta. Por tanto, es de justicia reconocer la gran aportación que la ganadería supone y ha supuesto a lo largo de la historia de la humanidad.

Sin embargo, desde hace unos años, algunos sectores de la sociedad han comenzado a señalar al consumo de carne como uno de los mayores riesgos para la salud humana. También indican que la producción de carne es uno de los grandes causantes de los problemas medioambientales que nos afectan.

¿Es mala la carne roja para la salud?

Respecto a la primera cuestión, la salud humana, el informe que en 2015 emitió la Agencia Internacional de Investigaciones sobre el Cáncer (IARC), órgano de la OMS, sobre la carcinogenicidad de la carne roja, supuso un punto de inflexión. El IARC clasificó la carne roja en el grupo 2A de la escala de agentes carcinógenos para humanos (escala que va de 1 a 3).

Sin embargo, se basó en una evidencia limitada. Según la OMS, se observó una asociación positiva entre la carne roja y el cáncer, pero no se pueden descartar otras explicaciones para las observaciones. Es decir, otros factores como el sedentarismo y el tabaquismo podrían estar interaccionando.

La carencia de ensayos clínicos en humanos donde se estudie el efecto dosi Keep reading →

La huella de carbono de las actividades del Banco de Alimentos de Navarra

Responde: Maite Martínez Aladaya, investigadora de ISFOOD (Institute for Innovation & Sustainable Development in Food Chain) de la Universidad Pública de Navarra (UPNA).

 

Actualmente, aproximadamente un tercio de todos los alimentos producidos a nivel mundial se pierden o se desperdician. Esto afecta al cambio climático debido a la liberación de gases de efecto invernadero (GEI) por el uso ineficiente de recursos. Se estima que cada año se desperdician en el mundo más de 1.300 millones de toneladas de alimentos, lo que equivale al 8 % (4,4 Gt CO2e) del total de las emisiones de GEI antrópicas.

La huella de carbono de una organización mide las emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI) liberadas a la atmosfera derivadas de todas las actividades de la misma. De esta manera, es posible asignar la cantidad de emisiones GEI por etapas e identificar aquellas en las que se genera mayor cantidad de emisiones. Los datos se expresan en toneladas de CO2 equivalentes.

El Banco de Alimentos de Navarra (BAN) es una Fundación, con 25 años de experiencia, que desarrolla un papel clave en la recuperación de alimentos que de otra forma se desperdiciarían así como en su intermediación para que lleguen de manera gratuita a las personas más desfavorecidas de nuestra comunidad.

En torno al 70% de los alimentos gestionados por el BAN, 2.434 toneladas en 2019, corresponden con el aprovechamiento de alimentos desechables, en vías de caducidad y/o defectuosamente envasados, que de otra manera serían desperdiciados bien como residuos a vertederos, tratamientos de compostaje, incineración, etc; lo que generaría emisiones de GEI.

Por ello, el Balance anual de carbono del BAN se determinará como resultado de la consideración de dos elementos: las emisiones generadas en el transcurso del desarrollo de sus actividades, por un lado, y por otro, las emisiones que son evitadas por el aprovechamiento de los alimentos de que de otra manera serían desperdiciados.

El cálculo de las emisiones de GEI asociadas a las actividades del BAN para los años 2018 y 2019 se ha realizado según la metodología del MITECO (2016) y otros estándares internacionales (GHG Protocol, 2005; ISO 14064, 2019; IPCC, 2019)

La huella de carbono de las actividades del Banco de Alimentos de Navarra fue de 146,9 t CO2e en 2018 y 147,7 t CO2e en 2019. Las principales fuentes de emisión fueron las emisiones indirectas (transporte de mercancías de los donantes al BAN, transporte de entrega de alimentos a entidades sociales o desplazamientos de voluntarios, entre otras), representando el 82% de las emisiones totales del BAN (121 toneladas de CO2e). Más en detalle, estas emisiones están asociadas fundamentalmente al transporte de alimentos (60%), y en menor medida al desplazamiento de voluntarios y personal contratado (36%) y la adquisición de productos y servicios por el BAN (3%).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 1. Emisiones de gases de efecto invernadero de las actividades del Banco de Alimentos de Navarra en los años 2018 y 2019 (toneladas de CO2e).

Tanto en el año 2018 como en el 2019, las emisiones evitadas por el aprovechamiento de los alimentos que en otro caso serían desperdicio son notablemente superiores a las generadas por las actividades del BAN, 147 frente a 4.715 t CO2e en 2018, y 148 frente a 4.304 t CO2e en 2019.

En consecuencia, la actividad del BAN evitó que se emitieran GEI por valor de 4.568 toneladas de CO2e en 2018 y 4.157 toneladas de CO2e en 2019.

Tabla 1. Balance anual de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) del Banco de Alimentos de Navarra entre los años 2018 y 2019 (toneladas de CO2e).

Estos resultados destacan la importancia, no solo social sino ambiental del BAN, ya que éste evita que una gran cantidad de GEI sean emitidas a la atmósfera.

Este estudio, fruto del acuerdo entre el Banco de Alimentos de Navarra y el Instituto de Innovación y Sostenibilidad en la Cadena Agroalimentaria (ISFOOD) de la UPNA, ha sido realizado por Maite M. Aldaya, Alejandra Armijos y Beatriz Soret.

Más información en la síntesis del estudio y estudio completo.

#UPNAResponde/#NUPekErantzun: ¿Qué sabemos de esta nueva cepa?

Responde: Antonio G. Pisabarro De Lucas, catedrático de Microbiología en el Departamento de Ciencias de la Salud y director del Instituto IMAB (Institute for Multidisciplinary Research in Applied Biology-Instituto de Investigación Multidisciplinar en Biología Aplicada) de la Universidad Pública de Navarra (UPNA).

La nueva cepa de coronavirus detectada recientemente en Inglaterra plantea algunas cuestiones que aumentan la intranquilidad sobre el desarrollo de la pandemia. Se trata de una nueva cepa aparecida durante este otoño que se ha transmitido muy rápidamente en la zona de Londres, inicialmente, y después se ha ido extendiendo por todo el país. Esta cepa se distingue de las anteriores por una acumulación de mutaciones afectan, entre otros, al gen que codifica la proteína que usa el virus para infectar nuestras células.

Como siempre que se produce una nueva variante genética de un patógeno (o cuando aparece un nuevo patógeno), los datos de los que se dispone son provisionales y hay que tomarlos con cautela; pero, por otro lado, es importante reflexionar un momento sobre lo que sabemos de este y otros casos similares, para pensar en las acciones a desarrollar ante la nueva situación.
La nueva cepa (B.1.1.7) parece ser más transmisible que la anterior (esto es: más contagiosa) pero no hay evidencias iniciales de que su virulencia sea muy diferente (esto es: en general, los casos producidos por esta nueva cepa son similares a los producidos por otras cepas anteriores). Por lo tanto, se trata de una cepa más contagiosa, pero sin evidencia, de momento, de que produzca una enfermedad de mayor gravedad.

Imagen de SurasakTH en Pixabay

No se conoce el origen de nueva cepa, aunque pudiera ser que provenga de un entorno hospitalario y, más concretamente, las primeras hipótesis señalan a entornos de tratamiento de enfermos inmunodeprimidos. En cualquier caso, no parece que se trate de una cepa que haya surgido por aparición de resistencia a un antiviral específico del que, por otra parte, no se dispone.
La cepa acumula varias mutaciones en la proteína de la espina (spike) que permite que el virus se una a nuestras células. Una de estas mutaciones aumenta la afinidad del virus por la proteína de la superficie de las células a las que infecta (la proteína ACE-2). Otra facilita la entrada del virus en la célula a la que se ha unido. Ambas mutaciones facilitan la infección y, por tanto, aumentan la capacidad contagiosa del virus.

Se plantea si las pruebas PCR sirven para detectar esta nueva variante. La respuesta depende de cuál sea la diana de dicha prueba. Una gran parte de las pruebas de PCR están dirigidas a la detección de otros genes diferentes del de la espina. Esas pruebas detectarán el coronavirus; pero no podrán diferenciar, de momento, si se trata de la cepa clásica o de la nueva variante. Por lo tanto, las pruebas PCR podrán seguir siendo útiles para detectar el virus y la infección. Lo mismo ocurre con los tests rápidos y los de antígenos: siguen siendo útiles, aunque no diferencien, de momento, a la nueva variante de las anteriores.

En cuanto a las vacunas, nos encontramos en una situación parecida. La efectividad de las vacunas no debe disminuir de forma significativa porque están destinadas a reconocer el conjunto de la espina, no sólo la región mutada. Por tanto, seguirán disparando una respuesta inmune protectora.

Dada la mayor contagiosidad del virus, las medidas de protección y distanciamiento se hacen más necesarias. Evitar o disminuir la exposición a los sitios cerrados, concurridos y con contacto cercano es aún más importante de lo que lo era hasta ahora para disminuir la propagación de la nueva variante.

Por último, las restricciones a los vuelos procedentes del Reino Unido. La nueva variante no parece ser más s virulenta que las anteriores; pero sí más contagiosa. Una mayor tasa de contagios aumenta el problema de Salud Pública y satura el sistema sanitario. Por consiguiente, es conveniente evitar o retrasar la entrada de la nueva cepa en España. Para eso, las restricciones de las entradas desde el Reino Unido son una medida apropiada. Pero la obligatoriedad de las pruebas de PCR y la cuarentena a las personas que vengan de zonas en las que se mueva esta nueva variante, son medidas a mi juicio imprescindibles.

 

Nota 1: listado de artículos del catedrático Antonio G. Pisabarro De Lucas sobre el coronavirus.

1. ¿Qué es el coronavirus?

2. Coronavirus: ¿cómo es el «malo» de esta película?

3. ¿Quiénes son las primeras víctimas del ataque del coronavirus?

4. ¿Cómo nos invade el virus? El primer encuentro del virus con nuestras células

5. ¿Cómo secuestra el coronavirus la célula?

6. ¿Cómo sabe el sistema inmune que una célula está infectada? Diario de la resistencia. Día 1

7. ¿Cómo se producen los primeros síntomas de la enfermedad covid-19? Fuego y explosiones en el inicio de la batalla

8. ¿Qué es la tormenta de citoquinas? Diario de resistencia ante el coronavirus

9. ¿Cómo se producen los anticuerpos contra el coronavirus?

10. ¿Qué son los linfocitos T y cómo luchan contra las células infectadas? Los linfocitos responsables de la lucha célula a célula

11. ¿Por qué afecta el coronavirus de forma diferente a distintas personas? Preguntas esperando respuestas

12. ¿Por qué afecta el coronavirus de forma tan grave a las personas mayores? Preguntas esperando respuestas

13. ¿Por qué se producen las epidemias? Preguntas esperando respuestas

14. ¿Qué medimos con cada uno de los tipos de pruebas de detección del coronavirus? Preguntas esperando respuestas

15. Transmisores y supertransmisores Preguntas esperando respuestas

16. ¿Cómo podemos seguir adelante en un mundo con el coronavirus SARS-Cov-2?

17. ¿Vacunas, qué vacunas? Preguntas esperando respuestas

Nota 2: las personas interesadas podrán plantear a investigadores de la UPNA cuestiones relacionadas con el coronavirus o el estado de alarma a través del correo electrónico ucc@unavarra.es, incluyendo en el asunto #UPNAResponde/#NUPekErantzun.