L'Impacte de les Guerres Mundials en la Ciència i la Tecnologia

Impacte de les Guerres Mundials en la Ciència

Les guerres mundials han tingut un impacte profund en el desenvolupament de la ciència. Es diu que la Primera Guerra Mundial va ser la guerra dels químics, la Segona la dels físics, i que una hipotètica tercera seria la dels biòlegs.

La Primera Guerra Mundial: La Guerra dels Químics

En la Primera Guerra Mundial, coneguda com la guerra dels químics, es van utilitzar gasos tòxics com a arma. A més, es van impulsar desenvolupaments en la síntesi química, com la síntesi de l'amoníac (NH₃) a partir de nitrogen atmosfèric (procés Haber-Bosch). Aquesta síntesi va ser crucial per a Alemanya, que tenia bloquejat el subministrament de nitrats de Xile, permetent la producció tant d'adobs com d'explosius (TNT).

La Segona Guerra Mundial: La Guerra dels Físics

La Segona Guerra Mundial s'anomena la guerra dels físics pel desenvolupament de la reacció de fissió nuclear i la creació de les bombes atòmiques. Es van llançar dues bombes atòmiques: la d'Hiroshima (basada en urani 235) i la de Nagasaki (basada en plutoni 239). Els primers reactors nuclears es van construir per produir plutoni per a armes nuclears. Anys més tard, es va descobrir que la calor generada podia aprofitar-se per produir energia, donant lloc a les centrals nuclears.

Durant la guerra, també es va desenvolupar el primer ordinador electrònic (Colossus, relacionat amb el treball d'Alan Turing per desxifrar codis). Així mateix, es va desenvolupar el radar per localitzar avions o objectius de bombardeig mitjançant ones de ràdio. Aquest projecte va impulsar la investigació en semiconductors, fonamental per a la microelectrònica de la postguerra. El radar utilitza microones, de manera similar a altres tecnologies de comunicació.

Una Hipotètica Tercera Guerra Mundial: La dels Biòlegs

Es postula que una hipotètica Tercera Guerra Mundial seria la dels biòlegs, basada en l'ús de virus i altres agents biològics, la qual cosa la faria potencialment la més perillosa.

Desintegració Radioactiva i Vida Mitjana

Quan un nucli radioactiu es desintegra (com el plutoni), emet partícules alfa (α), beta (β) i radiació gamma (γ), similar als raigs X però amb més energia. Aquestes radiacions es troben de manera natural a la Terra. Estem protegits de gran part d'elles per l'atmosfera i el camp magnètic terrestre.

No obstant això, podem estar exposats a radioactivitat interna per inhalació o ingestió. Per exemple, el gas radó, un gas noble que s'acumula en soterranis mal ventilats, es desintegra dins del cos emetint partícules alfa, beta i gamma. De la mateixa manera, si mengem peix que ha viscut en aigües contaminades amb substàncies radioactives, ingerirem aquesta radioactivitat.

Tipus de Radiació: Alfa, Beta i Gamma

La partícula alfa (α) és un nucli d'heli-4 (dos protons i dos neutrons). És la menys penetrant i més fàcil d'absorbir. La partícula beta (β) és un electró o un positró. La radiació gamma (γ) és radiació electromagnètica d'alta energia, similar als raigs X.

El Concepte de Vida Mitjana

El temps de vida mitjana (o període de semidesintegració) és el temps necessari perquè la meitat dels nuclis radioactius d'una mostra es desintegrin. Després d'un temps de vida mitjana, queda la meitat; després de dos temps de vida mitjana, queda un quart (1/4); després de tres, un vuitè (1/8), i així successivament. Coneixent la radioactivitat inicial i el temps de vida mitjana, podem calcular la quantitat restant al llarg del temps.

Aquest procés segueix una corba exponencial decreixent. Teòricament, la desintegració mai arriba a zero, ja que sempre es redueix a la meitat del que queda. Aquest model exponencial s'aplica a molts altres fenòmens naturals. Per exemple, si una substància radioactiva té una vida mitjana de 12.000 anys, vol dir que en 12.000 anys s'haurà desintegrat la meitat de la quantitat inicial, i en els següents 12.000 anys, la meitat del que quedava, i així successivament.

Característiques de les Centrals Nuclears

Les centrals nuclears són una font d'energia complexa amb avantatges i inconvenients.

Impacte en les Emissions de CO2

Les centrals nuclears no emeten CO2 durant el seu funcionament. No obstant això, la seva construcció, el transport del combustible (urani) i, especialment, la gestió dels residus radioactius i el desmantellament de la planta al final de la seva vida útil sí que generen emissions de CO2. Per tant, encara que no emeten CO2 en operar, el seu cicle de vida complet té una petjada de carboni.

Seguretat i Proliferació Nuclear

Es recorda que els primers reactors nuclears (piles atòmiques) es van crear per produir plutoni per a armes nuclears. Això planteja preocupacions sobre la proliferació nuclear, ja que un país amb tecnologia nuclear civil pot, potencialment, desenvolupar armament nuclear (cas de l'Iran). Per promoure l'acceptació pública de l'energia nuclear, el 1953 el president Eisenhower va llançar la campanya 'Àtoms per la Pau', que incloïa materials divulgatius com el de Disney ('El nostre amic l'àtom'). Les primeres centrals nuclears comercials van començar a operar al Regne Unit (1956) i als EUA (1957).

Després d'accidents com el de Txernòbil (1986, nivell 7 a l'escala INES), l'opinió pública es va tornar més reticent. No obstant això, davant el problema de l'escalfament global, alguns ecologistes, com James Lovelock, han defensat la necessitat de l'energia nuclear com a alternativa baixa en carboni.

Cost Real de l'Energia Nuclear

Sovint es presenta el cost del kWh nuclear com a molt barat, però aquesta anàlisi sovint ignora els enormes costos de construcció, gestió de residus, desmantellament i, especialment, el suport governamental (subvencions, garanties, etc.). Es basa en la fal·làcia de considerar només la fase de funcionament.

Accidents i Riscos

A més dels grans accidents de Txernòbil i Fukushima (2011, nivell 7), hi ha hagut altres incidents greus com el de Three Mile Island (Harrisburg, 1979, nivell 5), Windscale (1957, nivell 5) o Vandellòs I (1989, nivell 3). S'estima que hi ha hagut més de 30 accidents nuclears civils greus. Cap companyia asseguradora privada vol cobrir els riscos d'una central nuclear sense el suport de l'Estat. Les centrals també són objecte de preocupació per possibles atemptats terroristes. A més, hi ha hagut accidents militars o incidents mantinguts en secret per règims autoritaris. A Espanya, la central de Cofrents (a 60 km de València), operativa des de 1985, ha registrat diversos incidents des de 2017.

Contaminació i Gestió de Residus

Tot i no emetre CO2 en funcionament, el cicle complet (mineria, enriquiment, transport, construcció, desmantellament, residus) sí que genera emissions. A més, els accidents o fugues poden alliberar elements radioactius de fissió altament perillosos i de llarga vida, com l'estronci-90, el cesi-137 o el iode-131, que són fàcilment assimilats pels éssers vius. La gestió i l'emmagatzematge segur dels residus radioactius de llarga durada és un problema tècnic i socialment no resolt. Històricament, s'han abocat residus radioactius al mar, com les més de 140.000 tones a la fossa atlàntica entre 1963 i 1983.

Noves Tecnologies i Desenvolupaments Científics

Les noves tecnologies (NT) inclouen les tecnologies de l'àtom, les tecnologies del bit (digital), les tecnologies del gen (biotecnologia) i les tecnologies neuro. Aquestes últimes, les tecnologies neuro, estan experimentant un fort desenvolupament, com es veu en el neuromàrqueting, que estudia com influir en les decisions de compra.

Finançament de la R+D en Països Desenvolupats

Com es finança la R+D (Recerca+Desenvolupament+Innovació / I+D+I) en països desenvolupats? En els països més avançats, el finançament de la R+D prové majoritàriament del sector privat (grans corporacions), que aporta més de la meitat dels fons, mentre que l'Estat finança la resta.

Objectius del Finançament de la R+D

Quins objectius tenen els organismes que financen la R+D?

Objectius del Sector Privat

Les empreses privades financen R+D amb l'objectiu principal d'obtenir beneficis. Això ha portat al desenvolupament i comercialització de productes perjudicials per a la salut, com el tabac, la gasolina amb plom o el DDT, ja que la prioritat és el lucre, no la salut pública.

Objectius de l'Estat

L'Estat, per la seva banda, inverteix en universitats, organismes públics d'investigació (a Espanya, el CSIC) i, històricament, una part important del finançament públic s'ha destinat a la investigació militar (radar, bombes...). Aquesta inversió en l'àmbit militar sovint ha estat prioritària.

R+D a Espanya vs Països Avançats i Autonomies

Quines diferències existeixen entre el desenvolupament del sistema de Ciència i Tecnologia (CT) a Espanya i als països avançats? I entre les diferents comunitats autònomes?

Evolució Històrica de la Inversió a Espanya

Durant el franquisme, la inversió en investigació era molt baixa, al voltant del 0,2% del PIB, i gran part es destinava a l'àmbit militar (JEN, INTA...). Aquesta xifra era molt inferior a la d'altres països europeus. Actualment, la mitjana d'inversió en R+D a la UE és al voltant del 2,1% del PIB. Als anys 80, la inversió a Espanya va pujar al 0,4%. Aquesta baixa inversió limitava la capacitat de recerca, obligant sovint a fabricar equips en lloc de poder adquirir-los. En els últims anys del govern de Zapatero (2009-2010), es va assolir el màxim històric d'inversió en R+D a Espanya, un 1,3% del PIB. Actualment, la xifra se situa al voltant de l'1,1%.

Diferències Regionals en la Inversió

No obstant això, la inversió en R+D varia significativament entre comunitats autònomes. Les que més inverteixen en recerca són Madrid i el País Basc (per sobre de la mitjana espanyola), seguides per Catalunya (amb una inversió propera a la mitjana). La resta de comunitats autònomes inverteixen per sota de la mitjana estatal.