La celiaquía es una enfermedad desarrollada por personas que son intolerantes al gluten y se caracteriza por una reacción inflamatoria, donde el sistema inmune ataca erróneamente el propio intestino como si se tratara de un agresor externo y origina lesiones en su mucosa afectando a la absorción de los alimentos y vitaminas. Esta enfermedad puede afectar a ambos sexos por igual y puede empezar en cualquier momento, desde la infancia (tan pronto como se introducen los granos de cereal en la dieta) a la edad adulta (incluso cuando los individuos han consumido granos de cereal toda su vida).
Los síntomas más frecuentes son pérdida de peso, fatiga, náuseas, vómitos, diarrea, retraso en el crecimiento, anemia y dolor abdominal. Aunque, en ocasiones, el cuadro se complica porque hay individuos que no presentan ninguno de estos síntomas o éstos pueden ser tan atípicos que el diagnóstico se dificulta. Esta enfermedad se detecta mediante examen clínico, una analítica que mide los anticuerpos específicos (antitransglutaminasa e inmunoglobulina A) que se genera en el intestino delgado, y una biopsia intestinal que permite tener un diagnóstico fiable.
Pero, ¿qué es exactamente el gluten? El causante de esta molesta enfermedad es un conjunto de proteínas contenidas en cereales como el trigo, cebada, centeno y avena, y los productos derivados de ellos (harina blanca, trigo candeal, harina de Graham, Triticum, trigo kamut, espelta, germen de trigo, salvado de trigo, etc). Según Molina-Rosell, sirve para dar elasticidad a las masas lo que permite que los productos tengan volumen y una consistencia elástica y esponjosa. Hasta aquí, la parte que casi todos conocemos. Pero, lo que no todo el mundo sabe, es que también se usa como aditivo para dar viscosidad, espesor o volumen a una gran cantidad de alimentos como embutidos (chopped, mortadela, chorizo, morcilla), salchichas, patés, quesos, conservas de carne y pescado, salsas, sucedáneos de café, chocolate y cacao, frutos secos tostados o fritos con harina y sal, caramelos, golosinas y algunos helados. En resumen: un celiaco lo tiene realmente difícil para poder tomar una dieta variada sin riesgos.
Afortunadamente, hay solución para no incluir el gluten en muchos alimentos. En el caso de los cereales, basta con sustituir trigo, cebada, centeno y avena por maíz, arroz, mijo, quinoa, etc. Con esto, los celiacos podrían consumir con seguridad panes, harinas, pastas y galletas. El problema aparece cuando comprobamos que el precio de estos productosgluten free puede ser ¡hasta un 448% superior al de los alimentos con gluten! Un ejemplo muy simple, según el Informe de Precios de la Federación de Asociaciones de Celiacos en España: el pan normal cuesta 2,11 €/kg. El pan sin gluten 9,48 €/kg,
La siguiente pregunta es ¿por qué? La respuesta es que el proceso de elaboración de los alimentos sin gluten se complica considerablemente. Sin el “pegamento” natural que produce el gluten, las masas quedan líquidas y no pueden ser horneadas. Hay que usar otros productos que ayuden a simular las características provistas por el gluten. Los elegidos son los hidrocoloides (goma de garrofín, goma guar, goma xantana, agar, pectinas y β-glucanos), emulgentes, enzimas o proteínas, almidón, combinados con grasas y derivados lácteos para conferir propiedades viscoelásticas.
Pero, además, en el proceso de elaboración de los productos sin gluten hay que utilizar equipos y utensilios exclusivos o que se hayan limpiado adecuadamente. No se pueden usar aceites ni freidoras donde anteriormente se hayan frito alimentos con gluten, como tampoco se pueden usar bandejas que anteriormente hayan contenido productos con gluten. Según la Guía para elaborar menús sin gluten, en todo el proceso de producción se debe evitar la contaminación cruzada con productos con gluten porque, para que un alimento sea considerado sin gluten, debe cumplir con la legislación vigente (Reglamento 41/2009) y contener menos de 20 mg de gluten por kilogramo de producto.
Todo un reto para la I+D alimentaria, que trabaja ya en nuevos procesos y sistemas que puedan simplificar la producción y conseguir un considerable descenso del precio de los alimentos libres de gluten.
Del 30 de noviembre al 11 de diciembre se ha celebrado en París la COP21, la vigesimoprimera conferencia sobre el cambio climático. Uno de sus objetivos era llegar a acuerdos entre los países participantes, que permitieran limitar el calentamiento global a un nivel por debajo de los 2 ºC.
Cuando nos planteamos la contribución del hombre al cambio climático, y en concreto en las emisiones de gases efecto invernadero, pensamos en las grandes empresas eléctricas, la producción de energía o en las emisiones producidas por el transporte, pero nuestra dieta y el modo en que consumimos nuestros alimentos tienen un papel relevante en la contribución al cambio climático.
Los sistemas alimentarios a nivel mundial son responsables de hasta el 30% de todas las emisiones de gases efecto invernadero. Por otro lado, para el 2050 se prevé un crecimiento de la población que hará necesario un aumento de producción agrícola y que supondrá por tanto, una mayor presión sobre los recursos naturales. Debemos encontrar la manera de alimentarnos de un modo más sostenible, buscando dietas más saludables y respetuosas con la naturaleza.
Recientemente Chatham House (Instituto Real de Asuntos Internacionales), organización no gubernamental sin ánimo de lucro que trabaja para construir un mundo sostenible, ha publicado un informe en el que concluye que es necesario un cambio de dieta para reducir el calentamiento global.
En este informe, se concluye que las dietas excesivamente carnívoras que mantenemos contribuyen directamente al calentamiento del planeta ya que el sector ganadero es responsable de un 15% de las emisiones de gases efecto invernadero. La carne es el alimento menos eficiente que existe para alimentar al planeta, por la cantidad de terreno cultivable que se dedica, la limitación del mismo a otros cultivos, y el enorme gasto de agua que supone por kilo de carne producida.
Reducir el consumo de carne podría reducir un 25% las emisiones de gases, y el cambio a dietas mediterráneas, basadas en pescado o vegetarianas supondría una reducción considerable en estas emisiones.
Según Gidon Eshel, la carne de ternera utiliza 28 veces más tierra y 11 veces más agua que la producción de pollo o cerdo. Y comparado con la producción de patatas o arroz, el impacto de la ternera por caloría, utiliza 160 veces más cantidad de tierra, además de las mayores emisiones de gases de efecto invernadero.
David Tilman, ecólogo de la Universidad de Minnesota, afirma que “las emisiones globales de gas de efecto invernadero se reducirían en una cantidad equivalente a las emisiones actuales de todos los coches, camiones, trenes, barcos y aviones. Además, este cambio en la dieta podría evitar la destrucción de bosques tropicales y sabanas de un tamaño equivalente a la mitad de los EE UU”.
Debemos ser conscientes de la repercusión que tienen nuestras acciones diarias en la emisión de gases, para tomar decisiones respetuosas y sostenibles con el medio ambiente. Las elecciones a la hora de realizar la cesta de la compra van a ser a partir de ahora esenciales, si queremos un planeta sostenible para todos, que alimente a toda la población (actualmente, en torno a 900 millones de personas pasan hambre a diario) y respete a todos los organismos vivos.
La mayor parte de los consumidores piensan que el mayor efecto contaminante de los alimentos son los envases y no el propio alimento. A partir de ahora, van a ser necesarias campañas internacionales de concienciación que informen a los consumidores de la influencia de la dieta sobre el medio ambiente.
Debemos caminar hacia sistemas alimentarios más sostenibles, con menor impacto sobre el medio ambiente, adquiriendo además patrones de dietas más saludables, que prevengan enfermedades como la diabetes tipo II, la obesidad, el cáncer y las enfermedades cardiovasculares asociadas a la dieta.
Recientemente los medios de comunicación han informado sobre la opinión apocalíptica de Stephen Hawking, Elon Musk y Bill Gates referente a una posible futura inteligencia artificial que podría llegar a sojuzgar a la Humanidad. Hasta que llegue ese día, y suponiendo que llegue, la tecnología nos ofrece una serie de métodos que remedan algunas capacidades intelectuales humanas y que pueden ser de gran utilidad en la práctica industrial como el aprendizaje no supervisado.
Una de ellas es la posibilidad de que una computadorapueda llegar a darse cuenta, por sí misma y sin conocimiento previo, de las diferentes situaciones o estados que pueden darse en un determinado proceso productivo. Imaginemos una computadora a la que de manera regular le llegan los valores medidos por una serie de sensores colocados en un proceso productivo. Gracias a técnicas de aprendizaje no supervisado, la computadora se dará cuenta de que los datos que le llegan se pueden agrupar en, por ejemplo, tres categorías y además podrá informarnos de cómo se caracteriza cada uno de esos tres grupos. Lo que la computadora no podrá hacer será dar nombre a cada uno de esos tres grupos, a no ser que le ayudemos de alguna manera. Esto es lo que haría una persona que analizara el resultado y se diera cuenta de que esos tres grupos son, por seguir con el ejemplo hipotético, los estados de arranque, marcha y parada. Pero aun con esta limitación, es posible utilizar el aprendizaje no supervisado para detectar averías sin haber registrado nunca ningún caso de ninguna de ellas. A continuación se expone una aplicación desarrollada por CARTIF del aprendizaje no supervisado: la detección de averías sin conocimiento previo de las mismas en un grupo hidroeléctrico.
Un grupo hidroeléctrico es el corazón de una central hidroeléctrica. Su función es transformar en energía eléctrica la energía contenida en un caudal de agua que cae. En cada grupo se miden y registran cientos de variables: tensiones e intensidades eléctricas, temperaturas de partes metálicas, de aceites, de agua de refrigeración, de aire, caudales de agua de refrigeración, de agua turbinada, etc. La situación de partida es un registro de todas esas señales, recogido durante un par de años y sin que conste ninguna avería. El problema consistía en diseñar un sistema que se dé cuenta de que se está produciendo una avería.
La solución propuesta se basa en un sistema de aprendizaje no supervisado que fue materializado mediante una red neuronal del tipo SOM (Self Organising Map). Esta red neuronal fue alimentada con los datos disponibles y ella sola fue capaz de identificar los posibles estados en los que se podía encontrar el grupo hidroeléctrico. La red neuronal da nombres arbitrarios a cada uno de los estados y debe ser un experto el que los etiquete correctamente. Sin embargo, no es necesario llevar a cabo ese etiquetado para detectar averías a pesar de no haber dispuesto de ningún ejemplo de ninguna de ellas durante el entrenamiento de la red neuronal. Como los datos utilizados para entrenar a la red neuronal no contenían averías y, a la vez, representaban todos los posibles estados de buen funcionamiento del grupo hidroeléctrico, cualquier conjunto de valores medido en él por los sensores y que no encajen en ninguno de los estados identificados corresponderá a una avería. Esta situación se detecta cuando la semejanza entre lo que miden los sensores y los prototipos de funcionamiento almacenados por la red neuronal es demasiado pequeña.
De esta manera nuestra red neuronal fue capaz de detectar una avería de sobrecalentamiento veinte minutos antes de que el sistema de supervisión del grupo hidroeléctrico diera la alarma de que algo iba mal, para lo cual no fue necesario instalar sensores adicionales.
Así que, mientras esperamos el día en el que quizá seamos dominados por las máquinas, quizá podamos aprovecharlas para aplicar algoritmos inteligentes que mejoren la supervisión de los procesos industriales sin requerir de grandes inversiones.
¿Cómo reducir el esfuerzo económico que suponen las tareas de mantenimiento y conservación estructural implantando sistemas de monitorización?
Las estructuras no son eternas. Se proyectan para prestar un servicio durante un número de años determinado. Así, la vida útil del mástil de un aerogenerador es de, aproximadamente, 20 años mientras que en el caso de un puentedependerá de la tipología y del material utilizados. De acuerdo con Guy Grattesat, un puente metálico tendrá una vida útil de 40 años, 100 años para los de hormigón armado, entre 15 y 20 años los fabricados en madera y unos 200 años para los proyectados en mampostería. No obstante, sobrepasar la vida útil prevista no debe implicar necesariamente el desmantelamiento de la estructura. En general lo que se hace es un seguimiento más exhaustivo de la misma y aplicar medidas de conservación en caso necesario.
El parque estructural europeo está alcanzando la vida útil para la que fue diseñado y empieza a dar señales de fatiga. Según Eva Lantsoght, profesora de Ingeniería de la Universidad San Francisco de Quito, “los puentes europeos son viejos, pero reemplazarlos implica una gran inversión. Solo en Holanda existen alrededor de 3.000 puentes que podrían presentar problemas, pero sustituirlos cuesta alrededor de un millón de euros cada uno”. Por mencionar otro ejemplo, los primeros aerogeneradores (1984) cuya eclosión tecnológica llegó en 2002 (según la GWEC, Global Wind Statistics) tendrán grandes necesidades de mantenimiento y el crecimiento de estas necesidades, imagino, tendrá la misma curva exponencial que ha tenido el desarrollo de los aerogeneradores en el pasado.
18 acelerómetros MENS triaxiales (desarrollados por CARTIF) alojados dentro de la barandilla de forma equiespaciada
Con estos antecedentes, quiero resaltar la importancia que adquiere conseguir reducir el esfuerzo económico que implican las tareas de mantenimiento y conservación estructural. Por ello, los sistemas de monitorización son la solución que se viene desarrollando en los últimos años. Lo más usual en este tipo de infraestructuras es colocar una red de acelerómetros con los que sea posible determinar el comportamiento vibratorio de la estructura. Esta identificación permite estimar sus características modales analizando así su integridad ante cambios estructurales futuros. La idea es conocer cómo se comporta la estructura cuando está bien para determinar cuándo no lo está, controlando la variación de unos pocos parámetros, los que caracterizan modalmente a la estructura (frecuencia, modo y amortiguamiento) y de forma remota a ser posible. El término “monitorización” encierra en su semántica que el sistema es automático en el sentido de que registra valores dinámicos de forma continua, pero sin ningún tipo de interpretación. La interpretación de los valores dotándoles de sentido y significado también debería ser de forma automática mediante la integración del correspondiente sistema de alarmas.
Para la obtención de estos parámetros se requiere una cierta comprensión en el campo de la dinámica además de experiencia en técnicas experimentales de identificación modal. Tanto las que se basan en conocer la señal de fuerza aplicada sobre la estructura (Análisis Modal Experimental “EMA”) como las usadas cuando no conocemos la carga a la que está sometida la estructura (Análisis Modal Operacional “OMA”).
El mantenimiento controlado por sistemas de monitorización, en lugar de por las rudimentarias inspecciones visuales basadas también en pruebas de carga, será un importante nicho de negocio para empresas que sean capaces de realizar este control estructural reduciendo al máximo los costes de los equipos a usar.
En este sentido, puedo mencionar el éxito de la monitorización low-cost de la Pasarela Peatonal Pedro Gómez Bosque (construida en Valladolid) que lleva controlada por el equipo de CARTIF más de tres años. En este tiempo, la estructura nos ha facilitado datos de cómo se comporta en función de su uso, en verano, en invierno, bajo fuertes rachas de viento, etc. Con el análisis de esta información sabemos qué entra dentro de lo normal para, en el futuro, marcar los límites y determinar anomalías.
Llega el primer mes del año y es tiempo de reflexión. 2015 finalizó teniendo, todavía a mano, la tarjeta de embarque de nuestro viaje virtual a una cita histórica para el clima: la Cumbre de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (COP21), celebrada en París. Y resonando aún sus conclusiones en nuestros oídos, empezamos a entender que todos los ciudadanos tenemos en nuestras manos el poder de aportar nuestro granito de arena para ayudar a frenar esta amenaza mundial. Y es cuando los investigadores de CARTIF damos un paso al frente y nos ponemos manos a la obra, y también echamos la vista atrás un momento, para recordar el camino andado y, en base a eso, definir nuestros hitos ambientales para el nuevo año.
El 2015 ha sido un año con varios hitos ambientales en CARTIF. Siete de los doce proyectos LIFE que tenemos en ejecución llegaron a su ecuador y existen ya interesantes resultados, con un futuro potencial inmenso (os lo contaremos a su debido tiempo). El desarrollo de tecnologías para la gestión de diferentes residuos, la contaminación atmosférica y las herramientas inteligentes para calcular huellas ambientales fueron nuestro foco de atención y trabajo este año recién finalizado, junto a otros interesantes proyectos, de carácter internacional, que nunca se olvidan de incluir los objetivos ambientales de forma transversal a los retos a los que se enfrentan.
Y como tanto el último como el primer mes del año son aquellos en los que nos llenamos de propósitos, buenas intenciones y To Do Lists interminables, en CARTIF también nos hemos propuesto hitos ambientales y queremos compartirlos con vosotros.
Trabajar garantizando el respeto por el medioambiente a través de la I+D tiene que ser una práctica natural y rutinaria, y nosotros seguiremos contribuyendo a ello con nuestro trabajo. Nos comprometemos firmemente a reducir tanto nuestra huella de carbono como la de nuestros proyectos para trazar, consecuentemente, un camino más firme hacia la sostenibilidad ambiental. Y es que, ya se sabe, se hace camino al andar.
Los wearables o “vestibles”, entendidos como dispositivos que “se llevan puestos” y que nos facilitan algunas funciones como ver la hora y realizar cálculos o mejorar nuestras capacidades, no son algo nuevo
Ya en 1654, la dinastía Qing miniaturizó un ábaco en un anillo que hoy es considerado en muchos medios como el primer vestible de la historia. Al mismo tiempo se empezaron a usar instrumentos amplificadores de la vista y del oído (lentes, trompetillas). Más de un siglo después, aparecieron dispositivos como el cronómetro marino de Harrison y, ya en el siglo XX, llegaron los relojes de pulsera y las cámaras en chalecos y cascos. Como anécdota, en 1961 Edward O. Thorp y Claude Shannon introdujeron una computadora en un zapato para hacer trampas jugando a la ruleta. Pero, es a partir del primer reloj digital en 1972, (Hamilton) cuando podemos hablar de “wearables tecnológicos”.
En la actualidad, los wearables más populares son aquellos que nos permiten realizar un seguimiento de las actividades deportivas, pero las investigaciones y el mercado se encaminan cada vez más a aquellos relacionados con la salud y la calidad de vida.
En este campo, el límite tecnológico está en la capacidad de medir las señales que emite el cuerpo humano con sensores que puedan ser integrados en dispositivos fáciles de llevar: pulseras, anillos, relojes, gafas, prendas de vestir.
En cuánto a la funcionalidad, ésta se dirige principalmente a especializar y agrupar las medidas fisiológicas y las constantes vitales con el fin de controlar, detectar y prevenir crisis en enfermedades, tanto físicas (problemas cardiológicos, diabetes, epilepsia) como psíquicas y/o anímicas (estrés, ansiedad, desorientación).
Aunque en otros ámbitos el uso de estos dispositivos pueda resultar atractivo, en el campo de la salud se puede convertir en algo incómodo, incluso estigmatizante. En tiempos en los que las historias clínicas tienen tan alto grado de confidencialidad y privacidad, ¿quién está dispuesto a llevar un reloj que por la marca, forma o señales que emite, está diciendo a los que le rodean que es diabético? O, si se padecen varias patologías ¿hay que llevar una colección de pulseras coloridas en el brazo para medir todas las constantes vitales relacionadas?
Este factor puede ser uno de los grandes inconvenientes a la hora de introducir los wearable en la vida diaria, por lo que la minimización del impacto visual y la comodidad de uso son dos motivos fundamentales por los que las tendencias tecnológicas van derivándose hacia dispositivos que se “funden” con el cuerpo (segundas pieles, tatuajes) y, yendo un poco más allá, que se integran en el cuerpo. Poder llevar los wearables dentro del cuerpo no resulta tan extraño si pensamos que el primer marcapasos externo se construyó en 1957 y sólo un año después se implantó el primer marcapasos interno. Hoy los materiales susceptibles de no ser rechazados por el cuerpo humano son numerosos y las investigaciones en el campo médico, biológico y tecnológico confluyen cada día en nuevos sensores y dispositivos.
Otro de los grandes inconvenientes para el despegue definitivo de los wearables viene de la mano de la cultura de la privacidad de los datos y de la sensación de control. El reto está en demostrar la paradoja de que cuánto más nos controle el dispositivo, más independencia tenemos: un dispositivo capaz de detectar un posible infarto, una situación de estrés o un ataque de epilepsia (todos ellos existen ya), nos dan una mayor movilidad, aumentan nuestras posibilidades de viajar solos y de realizar actividades sin miedo a un imprevisto. Además de poder hacer llamadas a los servicios de emergencia, proporcionar alarmas de medicación con tiempo suficiente y de almacenar información útil para la siguiente revisión médica.
Por tanto, en estos próximos años será fundamental cambiar el concepto de “estar controlados” por el de la seguridad de “recibir información a tiempo”, así como hacer hincapié en la discreción visual de los dispositivos. Esto hará que los wearables sean algo normal en nuestras vidas puesto que los conocimientos y la tecnología para desarrollarlos ya los tenemos.
