Emilio Méndez, en el Centro de Nanomateriales de Brookhaven de Nueva York. Foto: Roger Stoutenburgh

El centro AlhóndigaBilbao vuelve sobre la actualidad científica con el programa 'Yes, Future'. Emilio Méndez, director del Centro de Nanomateriales de Brookhaven y Premio Príncipe de Asturias, participa en el Ciclo Expert con una conferencia sobre cambio climático y tecnología.

El Premio Príncipe de Asturias de Investigación de 1998 (compartido con el también físico Pedro Miguel Etxenique) Emilio Méndez (Lérida, 1949) no oculta su compromiso para reducir los efectos del cambio climático.

Autor de seis patentes sobre dispositivos microelectrónicos, Méndez ha desarrollado buena parte de su trayectoria científica en el laboratorio Thomas J. Watson de la compañía IBM además de haber sido colaborador del premio Nobel de Física Leo Esaki. También como director del Centro de Nanomateriales del Laboratorio de Brookhaven (Nueva York) desde 2006 busca en las entrañas mínimas de la materia alguna de las soluciones a problemas de gran escala.

-¿Cómo se manifiesta en estos momentos el cambio climático que sufre nuestro planeta?
-De varias formas, pero sobre todo en un aumento, de momento pequeño, de la temperatura media anual. Esto se debe sobre todo a una mayor cantidad en la atmósfera del dióxido de carbono, cuya concentración ha crecido casi un 25% en los últimos cincuenta años, después de haber permanecido casi constante durante varios milenios. El problema es que, a diferencia de otros gases, el dióxido de carbono permanece en la atmósfera cientos de años, con lo cual, incluso si por arte de magia la humanidad dejara de emitir ese gas por completo, tardaríamos muchos años en volver a la situación de 1960. Siendo realistas, a lo más que podemos aspirar es a aminorar el cambio climático.

Carbón, petróleo y gas natural

-¿Qué tipo de tecnología podría conseguirlo?
-La forma más inmediata es aumentar la eficiencia en la producción y uso de la energía que se extrae de los combustibles fósiles, es decir, carbón, petróleo y gas natural. Por ejemplo, desarrollando diodos emisores de luz para el alumbrado que sean económicamente competitivos con otras fuentes de luz artificial, catalizadores que aceleren las reacciones químicas en los procesos industriales, y baterías suficientemente ligeras y potentes como para que el coche eléctrico sea de uso común. Además, será esencial encontrar maneras económicas de atrapar el dióxido de carbono que se libera a la atmósfera en las plantas de producción eléctricas convencionales, especialmente las de carbón. En lo que se refiere a las energías renovables, especialmente la solar, es fundamental desarrollar tecnologías que conviertan la luz natural en electricidad de forma más eficiente y económica que las células solares actuales.

Para Emilio Méndez, aunque las tecnologías basadas en la nanociencia no son las únicas que jugarán un papel importante, las propiedades únicas de los materiales a escala nanométrica (un nanómetro es una mil millonésima de un metro, o una millonésima de un milímetro) los hacen especialmente atractivos a la hora de desarrollar dispositivos y procesos para aminorar el cambio climático.

"Las combinaciones de puntos cuánticos (materiales luminiscentes del tamaño de un pastillero de diez nanómetros de diámetro y uno de profundidad) se empiezan a usar en diodos emisores de luz blanca y se está considerando emplearlos también en células solares; las nanopartículas diseñadas con dimensiones muy precisas se utilizan como catalizadores, y las baterías de los coches eléctricos del futuro probablemente albergarán nanoalambres o nanopartículas para almacenar mucha más energía, siendo a la vez más ligeras y seguras que las actuales", añade Méndez.

El científico ha estudiado las propiedades electrónicas y electro-ópticas de materiales semiconductores. En 1988 descubrió experimentalmente la llamada "escalera de Stark", que no sólo tiene una gran repercusión en ciencia básica, también en sus aplicaciones prácticas. "Una variación de ese concepto es la base de los láseres de emisión de luz infrarroja, que se emplean para detectar ciertos gases en la atmósfera y que también aprovechan del efecto túnel resonante, en el que he trabajado durante bastantes años".

Pozos cuánticos

"Además de los láseres de luz infrarroja -puntualiza Méndez- hay otro tipo de dispositivos ópticos que también usan algunas de las ideas que yo desarrollé justamente ahora hace treinta años en materiales nanométricos llamados pozos cuánticos. En ese caso, el voltaje de una batería modifica la cantidad de luz que absorben los pozos cuánticos y los vuelve opacos o transparentes a voluntad. Este fenómeno, que descubrí en 1982, es el fundamento de los moduladores ópticos que se usan en telecomunicaciones para distancias medias".

-¿Ve la nanotecnología como una revolución pendiente o como una revolución en marcha en estos momentos?
-La mayor parte del progreso humano y de la innovación ocurre por evolución de unas pocas tecnologías que en su día fueron revolucionarias y que poco a poco se hicieron de uso corriente. El primer transistor en 1947 fue revolucionario, pese a ser tosco, primitivo, poco práctico y tener un tamaño de varios milímetros. En cambio, la miniaturización que siguió al primer circuito integrado de 1959 hasta llegar a los transistores en los ordenadores portátiles actuales, con tamaño de apenas treinta nanómetros, ha sido un proceso evolutivo. Igualmente podemos hablar de la revolución nanotecnológica que a principios de la década de los ochenta supuso la invención del microscopio de efecto túnel, a la que ha seguido la innovación evolutiva que representan los instrumentos y técnicas basadas en la idea fundamental de ese microscopio. Todos estos instrumentos permiten no sólo "ver" sino también manipular objetos a escala atómica. Estoy convencido de que habrá alguna otra revolución en nanotecnología, pero lo que no sé es qué ni cómo será. La evolución se puede anticipar, la revolución es impredecible.

-¿Nos expone el cambio climático a un nuevo modelo económico?
-Bueno, el modelo capitalista, aceptado prácticamente de forma universal, tiene como premisa el crecimiento económico, y éste a su vez exige un crecimiento constante del consumo energético. Teniendo en cuenta que las fuentes mayoritarias de energía que se usan actualmente proceden de combustibles fósiles, que no son ilimitados y que además contribuyen decisivamente al cambio climático, el modelo capitalista y el respeto por el medio ambiente pueden llegar a ser incompatibles a largo plazo. A menos que encontremos la manera de explotar a gran escala la única fuente de energía inacabable y limpia: el sol.

-¿Se ha tomado la ciencia suficientemente en serio el fenómeno?
-Desde luego, hasta el punto de que muchos grupos de investigación han reorientado sus esfuerzos a temas relacionados con la energía. Este interés se nota especialmente en las nuevas generaciones de científicos, entusiasmados con la idea de contribuir a la solución de uno de los grandes desafíos de la humanidad: proporcionar la energía necesaria a un mundo cuya población aumenta y aspira a un desarrollo indefinido, respetando el medio ambiente al mismo tiempo.

-¿Y los gobiernos?
-El problema no es que los gobiernos no se hayan tomado en serio el cambio climático. El verdadero problema está en que las escalas de tiempo son muy diferentes: por la propia dinámica de la política, los gobiernos a lo más que aspiran es a resolver problemas a corto plazo: dos, tres, cuatro años a lo más. ¿Qué gobierno está dispuesto a atajar un problema a noventa años vista?