Abordar los desafíos de la ciencia

Dele a la NASA una misión real

Estamos gastando dinero en las cosas equivocadas.

de Gregg Easterbrook

Marco temporal: abierto | Grado de dificultad: sorprendentemente difícil | Barrera: La propia NASA

La Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio necesita una nueva misión. El programa del transbordador espacial ha terminado. La estación espacial parece ser el elefante blanco más caro de la historia. Incluso las convenciones de nomenclatura de la NASA carecen de visión: «Estación Espacial Internacional» fue lo mejor que se le ocurrió a la agencia. Su problemático proyecto de telescopio espacial avanzado, cuyos costes se han multiplicado por siete, no se llama así por un gran astronauta, científico o explorador, sino por el exadministrador de la NASA James Webb. Hizo un buen trabajo, pero una organización que pone el nombre de un burócrata a un proyecto es una organización sin imaginación.

Lista de ideas audaces del HBR

Abordar la economía mundial

• Dar a la gente una parte del PIB
• Redoblar la apuesta por las empresas emergentes
• Asociarse con China en Afganistán
• Inscribir al mundo en universidades con fines de lucro

Abordar los desafíos de la ciencia

• Dele a la NASA una misión real
• Declarar prohibido el 20% del océano
• Electrifique la base de la pirámide

Abordar los problemas sociales

• Muera de la manera que quisiera
• Pagar a las empresas para que mantengan a la gente fuera de la cárcel
• Cultivar más manzanas y menos maíz

Abordar los problemas empresariales

• Deje de vincular la paga al rendimiento
• Reseñas de Crowdsource Management
• Dejar de recopilar datos de clientes

¿No podría el presidente Obama dar a la NASA una nueva e inspiradora misión de enviar personas a Marte? Aunque técnicamente es posible, viajar a Marte sería tremendamente caro ahora mismo. Si hubiera una forma asequible de llegar a la órbita, podría abrir innumerables oportunidades de negocio en el espacio. Por el momento esas oportunidades son pocas. SpaceX, una empresa emergente dirigida por el fundador de PayPal, Elon Musk, trabaja en cohetes totalmente privados, pero hasta ahora el único cliente es el gobierno, que necesita que la carga se entregue a la estación espacial. Puede que algún día se extraigan recursos como el helio-3 en la Luna, pero ese día está a muchas décadas de distancia. El turismo espacial ha recibido mucha atención, pero hasta la fecha todos los proyectos en ese ámbito tienen como objetivo construir máquinas voladoras que no hagan más que navegar brevemente por la atmósfera superior. Básicamente, están desarrollando aviones de gran altitud.

La razón por la que Marte y el negocio espacial están fuera de su alcance es porque nadie ha resuelto aún un problema fundamental: el coste de impulsar el peso a la órbita. A los ingenieros les gusta decir que la órbita terrestre baja está «a medio camino de cualquier destino del sistema solar». La energía necesaria para superar la gravedad terrestre y colocar un objeto a 200 millas por encima del nivel del mar es aproximadamente la misma que la necesaria para enviarlo desde allí a cualquiera de los planetas. Pero el coste de ponerse en órbita es extremo. Necesitamos una forma de propulsión más económica para hacer realidad sueños como viajar a Marte.

Los motores de cohetes han cambiado sorprendentemente poco desde la década de 1960. Todos los diseños actuales de naves con destino al espacio emplean métodos de propulsión prácticamente iguales a los utilizados durante la carrera lunar. Y los cohetes más baratos que existen cuestan unos 10 000 dólares por libra de carga útil que se ponen en órbita.

Tenga en cuenta que los tres astronautas que están ahora a bordo de la estación espacial reciben dos litros de agua dulce cada uno al día. Así que poner en órbita los seis litros de agua que los astronautas beben a diario cuesta unos 125 000 dólares. ¡Salud! Y eso es solo para mover el agua embotellada 200 millas. Una misión tripulada a Marte podría ser una propuesta de un billón de dólares. (Consulte «El espacio: la costosa frontera».) Todos los presidentes desde Ronald Reagan han visto los números. Es por eso que nadie ha respaldado nada más que el estudio de los viajes a Marte.

Una advertencia: no está claro que se pueda inventar una forma de propulsión espacial fundamentalmente nueva. Muchas ideas no han dado resultado, como el combustible «densificado» y un motor «aerospike» que cambia las propiedades técnicas a diferentes altitudes. Los intentos de las décadas de 1980 y 1990 de construir vehículos de «una sola etapa para orbitar» que pudieran volar al espacio como aviones no dieron frutos. La propulsión nuclear podría funcionar, pero solo una vez en el espacio. Hacer que los objetos suban las primeras 200 millas sigue siendo el problema. Las «velas solares» tienen el mismo problema.

También se han dado vueltas ideas excéntricas. Una es utilizar láseres para transmitir energía a un cohete ascendente. El favorito de la ciencia ficción es el «gancho celeste», un contrapeso en órbita alta, conectado a un cable que arrastra objetos al espacio. Resulta que no sabe qué materiales se podrían utilizar para fabricar un cable que soporte peso de 23 000 millas de largo, ¿verdad?

Aun así, el hecho de que la propulsión sea un difícil desafío científico y de ingeniería no significa que la NASA no deba intentarlo. Desde que se inició el programa de transporte, la agencia ha hecho demasiado hincapié en mantener los subsidios a los contratistas actuales y a los distritos del Congreso. Se ha hecho muy poco hincapié en la búsqueda de nuevas ideas. En la década de 1960, el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de Alabama desarrolló los revolucionarios motores y la estructura del cohete lunar Saturno V. En las últimas décadas, Marshall ha jugado principalmente con los diseños existentes. La NASA no ha hecho de la búsqueda de avances en la propulsión una prioridad.

En este momento, el cuerpo de astronautas tiene poco que hacer. ¿Por qué no desviar mil o 2000 millones de dólares al año de la financiación de los viajes espaciales tripulados a la investigación sobre la propulsión, por ejemplo, la mitad del dinero a los centros de ingeniería de la NASA y la otra mitad a contratistas privados? El entrenamiento de astronautas podría suspenderse o reducirse a un nivel mínimo para liberar el dinero necesario.

Cualquier gran futuro en el espacio requerirá una forma más económica de llegar allí. Encontrar formas fundamentalmente nuevas de llegar a la órbita pondría a la NASA en el buen camino hacia un mañana útil. Cuando se produzca el avance de la propulsión, el cosmos seguirá ahí.

Gregg Easterbrook es editor colaborador de la Atlántico y el Nueva República. Su libro más reciente es Explosión sónica (Random House, 2009).

Declarar prohibido el 20% del océano

He aquí una excelente manera de salvar a los peces y a la industria pesquera.

de Enric Sala

Marco temporal: antes de que el bacalao desaparezca | Grado de dificultad: sorprendentemente fácil | Barrera: burocracia nacional e internacional

Consumimos pescado más rápido de lo que se puede reproducir, lo que deja caer el océano. Las soluciones convencionales, como forzar la reducción de la capacidad pesquera, reducir los subsidios a la industria e imponer cuotas sostenibles de captura, han demostrado ser difíciles de implementar a nivel mundial.

Crear bancos de peces (reservas marinas donde nunca se puede pescar) que cubran al menos el 20% del océano es una forma audaz de abordar el problema. Cuando se deja que áreas del océano se recuperen de la sobrepesca, los resultados son impresionantes. El número de especies marinas en los bancos de peces aumenta un 21%, de media, y los peces crecen un 28% más, según datos de 124 reservas de 29 países. La cantidad de peces por hectárea aumenta un 166%, de media, y la biomasa de los peces, o el peso total, se dispara un 446% en los próximos 10 años. En la mayoría de los casos, la biomasa de los peces sigue aumentando durante más de 25 años.

También hay efectos indirectos. Debido al aumento de la biomasa y a las tasas de reproducción más altas dentro de un banco de peces, las áreas adyacentes suelen rejuvenecerse. La creación de la Reserva Marina de las Islas Columbretes en España, por ejemplo, aumentó las capturas en las pesquerías de los alrededores alrededor de un 10% anual. Del mismo modo, tras la creación de cinco pequeños bancos de peces en Santa Lucía, las capturas en las áreas adyacentes crecieron entre un 46 y un 90%, según las artes utilizadas, en un período de cinco años.

Estos efectos indirectos compensan con creces las pérdidas financieras para los pescadores causadas por la creación de zonas de exclusión pesquera. En Kenia y las Islas Salomón, los ingresos de las personas que viven cerca de las reservas marinas se duplicaron en una década. Las reservas también atraen a más turistas. El parque marino de la Gran Barrera de Coral, de 345 400 kilómetros cuadrados (de los que el 33% es una reserva marina), genera alrededor de 5 500 millones de dólares australianos al año en beneficios económicos netos y ha creado más de 50 000 puestos de trabajo a tiempo completo.

Los bancos de peces también ayudan a preservar los beneficios de los ecosistemas oceánicos, como el secuestro de carbono. De hecho, los proyectos de «carbono azul» podrían generar ingresos adicionales para las comunidades locales a través de los mercados mundiales de carbono. Los bancos de peces no son la única respuesta, por supuesto, pero deben ser un componente clave de la cartera de soluciones necesaria para abordar la crisis actual.

Por último, los bancos de peces son una solución económica. El coste de crear y gestionar reservas marinas que cerrarían el 20% del océano se estima en tan solo 5 000 millones de dólares al año, solo una pequeña fracción de los subsidios que los gobiernos ofrecen a la industria pesquera, que superaron los 25 000 millones de dólares en 2003. Además, los ingresos adicionales que generan los bancos de peces deberían cubrir el coste de su gestión, lo que convertiría a los bancos de peces en oportunidades de negocio autosuficientes, no en sumideros de recursos, como la gente suele percibir que son los proyectos de conservación.

Las reservas marinas podrían ser fáciles de crear si, en lugar de confiar en los gobiernos y las negociaciones globales, permitiéramos a las comunidades locales desarrollarlas y gestionarlas. Los responsables políticos solo necesitarían facilitar el proceso; estarán encantados de hacerlo.

Las asociaciones entre el sector público y el privado serían una forma eficaz de hacer que esta idea se ampliara rápidamente. Las empresas podrían estar dispuestas a invertir en bancos de peces, cubriendo las pérdidas a corto plazo con beneficios a largo plazo derivados del aumento de las capturas, el aumento del turismo y los proyectos de «carbono azul». La creación de bancos de peces convertiría a las poblaciones pesqueras de cazadoras en pastores del mar, que ayudarían a proteger el mayor activo de la Tierra, el océano.

Enric Sala es explorador residente en la National Geographic Society, con sede en Washington, DC. Es coeditor de Cambiando las líneas de base: el pasado y el futuro de la pesca oceánica(Island Press, 2011).

Electrifique la base de la pirámide

Un poco de energía generará un gran crecimiento.

de Arun Majumdar

Marco temporal: 20 años | Grado de dificultad: significativo | Barrera: conocimientos científicos

Sorprendentemente, unos 1500 millones de personas viven sin electricidad. Están fuera de la red, literal y figurativamente, y carecen de un recurso básico que es tan vital para el desarrollo económico y el bienestar. Pero ampliar la red no siempre es práctico; en muchos casos, los problemas logísticos y los altos costes lo hacen prácticamente imposible. La solución: crear sistemas de generación y almacenamiento de energía locales, autónomos y asequibles que puedan suministrar electricidad donde sea que se necesite.

El gráfico de la derecha ayuda a explicar por qué es tan importante que las empresas y el gobierno inviertan en este objetivo. Correlaciona el consumo de electricidad per cápita con el índice de desarrollo humano, una medida amplia del bienestar que se mide en función de la esperanza de vida, la alfabetización, la educación y el nivel de vida.

Cuanto mayor sea el consumo de electricidad de un país, mayor será el bienestar de su población. La electricidad no genera bienestar, por supuesto. Pero es un poderoso facilitador. Cuando las personas tienen luces que les permiten estudiar y trabajar por la noche, refrigeradores para mantener frescos los alimentos y los medicamentos, bombas y purificadores para regar las tierras de cultivo y producir agua potable, y teléfonos móviles y ordenadores que los conectan con los recursos comerciales, educativos y de salud, pueden participar más plenamente en las actividades sociales y económicas que impulsan el desarrollo humano.

Un poco de electricidad sirve para mucho. Tenga en cuenta que cuando el consumo anual pasa de 0 a solo unos pocos miles de kilovatios-hora per cápita, los países se acercan a lo más alto de la escala del IDH. Argentina, con un consumo per cápita de unos 2500 kWh, tiene una puntuación de IDH cercana a la de Canadá, cuyo consumo es siete veces superior.

Las economías emergentes como la India, China y Brasil tienen programas agresivos de electrificación rural. Sin embargo, han descubierto que tender miles de kilómetros de cables o quemar caro combustible diésel para hacer funcionar generadores ineficientes no es necesariamente la mejor manera de llevar electricidad a las comunidades remotas. Los sistemas de generación de energía independientes que utilizan recursos locales (especialmente energías renovables como la solar, la eólica, la biomasa y la hidroeléctrica) parecen cada vez más atractivos en estas circunstancias. Pero con las energías renovables, hay un inconveniente. Cuando el sol se pone o las nubes lo ocultan, o cuando el viento deja de soplar, las luces se apagan. Y cuando estos sistemas producen más electricidad de la que se utiliza en un momento dado, se pierde el superávit.

La solución es el almacenamiento. Así como la tecnología móvil superó a los teléfonos fijos para llevar las telecomunicaciones a millones de personas en áreas remotas, los sistemas independientes asistidos por batería podrían superar a la electrificación cableada. Imagínese un panel fotovoltaico y una batería de alta capacidad y bajo coste en cada hogar de cada pueblo remoto.

La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada del Departamento de Energía de los Estados Unidos, ARPA-E, está realizando importantes inversiones en la investigación de baterías de próxima generación, con el objetivo de obtener baterías de mayor eficiencia a costes significativamente más bajos. Si bien esta investigación se basa en las preocupaciones de las economías desarrolladas —la principal de ellas es ampliar la gama de los vehículos eléctricos y el almacenamiento a nivel de la red—, baterías mejores y más baratas ayudarán a abrir nuevos y vastos mercados en la base de la pirámide. El desafío es más complicado, por supuesto, que entender bien la ciencia del almacenamiento de energía. Hay enormes obstáculos económicos y tecnológicos que superar. Pero, ¿quién hubiera imaginado hace 20 años que miles de millones de personas en las economías en desarrollo se unirían a la conversación mundial a través de sus teléfonos móviles? Es muy probable que dentro de 20 años, cientos de millones de personas que viven fuera de la red dependan de la generación eléctrica local con almacenamiento para alimentar de forma fiable las luces, los refrigeradores y los teléfonos, uniéndose de forma inalámbrica al mundo de la electrificación.

Arun Majumdar es el director de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Energía (ARPA-E).