Noticia: Método de purificación de médula ósea

(CyTA _Instituto Leloir, Maria Cristina Chaler)

Niños de la Burbuja

Un método de procesamiento de médula ósea para trasplantes permite curar a niños que nacen sin defensas.

El Doctor Jorge Rossi, Bioquímico Principal a cargo del Laboratorio de Inmunología Celular del Hospital Juan P. Garrahan, junto con un grupo de bioquímicos y técnicos están aplicando una técnica para depurar medula ósea (ver "La Súper fábrica") y trasplantarla a niños que padecen de Inmuno Deficiencias Combinadas Severas (IDSC) (ver "El niño de..."). y que carecen de donantes compatibles, permitiendo utilizar como donante a la madre o al padre del paciente.
Hasta el momento de la puesta a punto de esta técnica, el trasplante de médula ósea tenía una limitación: era necesario contar con un dador histoidéntico - igual al tejido del receptor -. Esto se da en hermanos gemelos y sólo en el 25 por ciento de los hermanos comunes. Desde que existe la posibilidad de aplicar esta técnica en nuestro país, en caso de no contar con dador compatible, se puede usar la médula de la madre o del padre - células haploidénticas -, permitiendo que todos los pacientes puedan ser tratados.
Fuera de peligro
Dadas las diferencias que existen entre padres e hijos, el riesgo principal de este tipo de trasplantes consiste en que los Linfocitos T (ver "Defensores...") de la médula materna o paterna reconozcan como “extraño” y ataquen al tejido del niño, provocando una enfermedad fatal llamada enfermedad de injerto contra huésped (EICH) La técnica de depuración elimina gran parte de esos "defensores" de la médula donada y así disminuye la posibilidad de que se desencadene esta peligrosa enfermedad.
Una buena limpieza es lo más importante
"El éxito del trasplante depende en gran medida de la composición de las células del injerto. Lo que se busca es: evitar que se produzca el EICH, lograr que el injerto prenda, y que el bebé recupere sus defensas"; explicó el doctor Jorge Rossi.
La médula ósea extraída se purifica por sucesivos "lavados". Es un proceso que lleva entre 12 y 18 horas continuas de trabajo en estrictas condiciones de esterilidad. Su pureza a lo largo del procedimiento se controla con un citómetro – aparato que analiza las células -. Los Linfocitos T se deben reducir, pero no son totalmente eliminados, y los linfocitos “residuales” pueden jugar un papel importante en el "anclaje" del injerto. Cuando se alcanza un porcentaje óptimo y queda un buen número de células progenitoras de médula ósea - stem cells - se hace el trasplante (se inyectan las células por vía endovenosa). Estas células progenitoras (inmaduras) son las que van a dirigirse por el torrente sanguíneo a los huesos del niño para diferenciarse y madurar en el nuevo receptor, regenerando un nuevo sistema inmunológico.
Esta técnica fue traída a nuestro país por el Dr Jorge Rossi en 1995 después de haber adquirido el entrenamiento en el Hospital Memorial Sloan Kettering Cancer Center de Nueva York. Éste y diversos métodos de depuración se han utilizado con éxito en Estados Unidos y Europa, para corregir diferentes patologías, obteniéndose los mejores resultados en la IDCS.
Dice el Doctor Rossi: “Es muy importante hacer un diagnóstico precoz de la enfermedad para evitar infecciones o enfermedades graves que compliquen la evolución y el éxito del transplante. Si se hace en el primer mes de vida las posibilidades de éxito son muy altas (más de 90 por ciento); de lo contrario, varían según la condición del paciente”.
El alta depende de los sucesivos controles hematológicos (análisis de sangre) posteriores al transplante. Si los resultados son satisfactorios indican que el paciente está recuperando inmunidad y eso demuestra que el injerto prendió.
En el Garrahan se aplica para tratamientos de IDCS y también se ha purificado médula ósea para realizar trasplantes en otros centros que lo han requerido.
En la actualidad, diversos grupos de investigadores se encuentran trabajando en el mundo para mejorar los métodos de purificación de medula ósea de modo de poder aplicarlos a mayor número de enfermedades, incluso tratamiento de tumores. Otras posibilidades de obtener células progenitoras para trasplante son la sangre de cordón umbilical o a partir de dadores compatibles no relacionados, registrados en “bancos de datos” internacionales.


La Súper fábrica
La médula ósea es un tejido que se encuentra en el interior de los huesos. Cumple con una función vital esencial: fabrica las células sanguíneas (glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas). Es evidente que cuando esta "fábrica" trabaja mal porque algo la enferma se altera toda la economía del cuerpo y hay funciones vitales que no se cumplen (como por ejemplo, las defensas).

Los defensores blancos
Los glóbulos blancos intervienen en la lucha contra las infecciones, englobando o "comiéndose" los elementos extraños y nocivos. Su nombre se debe al hecho de que si se observa una gota de sangre al microscopio se notan como manchitas blancas grandes.
Bajo este nombre se encuentran células de muy diferente aspecto y funciones: neutrófilos, eosinófilos, basófilos, monocitos y linfocitos.
Los linfocitos son un componente esencial del sistema inmunológico y actúan reconociendo y atacando elementos invasores y elaborando anticuerpos.

El niño de la burbuja.
Las inmunodeficiencias combinadas severas son un grupo de enfermedades genéticas caracterizadas por la falta de Linfocitos T- "defensores del organismo"- y de anticuerpos. Esto provoca un estado de profunda indefensión de modo que cualquier bacteria, virus o germen ataca y enferma al niño. Estos bebés tienen como único tratamiento curativo el trasplante de médula ósea (TMO), de lo contrario presentan una mortalidad del cien por cien antes de los dos años a causa de infecciones severas.

Noticia: La Super proteina

(CyTA-Instituto Leloir-María Cristina Chaler).

Noticias
La Super proteína

La proteína llamada P53 cumple múltiples funciones en la célula. Es el segundo supresor tumoral descubierto y se la utiliza para el diagnostico y tratamiento de cánceres humanos. Se estima que más del 50% de éstos se deben al déficit o a un cambio de conformación de la P53 de modo que no cumple con la función protectora.

La proteína P53, llamada guardián del genoma, fue descubierta aproximadamente hace 20 años. Los científicos Avram Hershko, Aarón Ciechanover e Irwin Rose, los dos primeros del Instituto Tecnológico de Haifa en Israel y Rose de la Universidad de California, En la década del 70, se interesaron en la forma en que la célula renueva las proteínas y ante todo trataron de hallar el mecanismo por el cual la célula selecciona las proteínas destinadas a ser destruidas, reconociendo y marcándolas. Encontraron una proteína que bautizaron ubiquitina por encontrarse en tal diversidad de organismos. Esto les mereció el premio Nobel del presente año (2006).

Actualmente se sabe que la proteína es el producto de un gen llamado P53 y posee muchísimas funciones, algunas ya estudiadas y otras todavía en estudio Una de ellas es la eliminación de tumores.
Esta proteína se encuentra en las células en estado inactivo y se activa mediante señales tanto interiores como exteriores. La activación de la misma aumenta su concentración de modo que comienza a generar respuestas celulares como la ruptura de la reproducción celular y la muerte celular programada (apoptosis).

Además facilita la reparación del ADN celular (Ver: genes). Y se utiliza para el diagnóstico y tratamiento de cáncer.
Hasta ahora se ha estudiado que cumple con las siguientes funciones:
· Transmite señales cuando encuentra sustancias que pueden alterar los genes y controla el ciclo celular como también la muerte celular.
· Interacciona en forma directa con el ADN y Repara fallas por lo tanto tiene funciones básicas en el mantenimiento del genoma humano.
· Resulta importante para el desarrollo embrionario y protege al mismo de situaciones de stress que lo puedan afectar
· Es formadora de todos los corpúsculos sanguíneos, neurológicos, músculos, huesos y tiroides.
· Suele eliminar embriones con daños en el ADN. El déficit de esta proteína lleva a la continuidad del ciclo celular de un embrión dañado y por lo tanto a una mayor proporción de anormalidades embrionarias

Se ha demostrado que el 50% de todos los canceres humanos (Ver cuadro: cáncer) poseen mutaciones (cambios) en esta proteína por lo que no cumple con la función correspondiente y el tumor no es inhibido.
Es evidente la importancia que tiene la acción de la P53 en la supresión de tumores ya que cuando la misma esta en déficit o no funciona correctamente se incrementa el desarrollo de tumores Se estima que más del 50% de todos los canceres humanos hay déficit funcional de la misma.
Este gen no es el primer supresor de tumores descubierto hasta ahora sino el segundo. El primero fue el Rb (Ver cuadro: Rb)


Cancer
El cáncer es una enfermedad que se produce porque alteraciones genéticas que lleva al descontrol de ciclo celular.
Las células normales pueden convertirse en cancerosas por acción de químicos, toxinas, mediaciones, virus o cualquier agente que desorganice el ciclo celular.
Entre las anomalías que presentan las células cancerosas, una de ellas es la capacidad de reproducción en forma indefinida (inmortalidad).

Rb
El Rb fue el primer gen descubierto como supresor de tumores, cuando muta genera varios tipos de cánceres pero inicialmente fue descrito debido a su papel en el desarrollo de un tipo de cáncer del ojo, (retinoblastoma). La enfermedad usualmente afecta niños jóvenes. Cuando el gen actúa con normalidad inhibe este tipo de tumor pero sus cambios o mutaciones hacen que no cumpla la función correspondiente y prolifera la enfermedad.
Oncogen
Los oncogenes son formas alteradas de genes que normalmente están involucrados en estimular la división celular. Los genes normales son mutados y funcionan de una manera inapropiada en las células cancerosas.

Genes
Una cadena larga de ADN contiene información genética (genes). Los humanos poseen 46 cromosomas, 23 heredados de cada padre. Las moléculas de ADN son extremadamente largas y contienen millones y millones de informaciones en forma de código (genoma) que es leída en el momento de la formación de proteínas. Nuestros cromosomas residen en el núcleo dentro de cada una de nuestras células.
Los genes implicados en la generación del cáncer se dividen en dos grupos los supresores de tumores y Los oncogenes que son los causantes de la pérdida de control celular.

Nutricion II : Enfermedades alimentarias CF Nº 33

Autora: María Cristina Chaler.

Ciencia Fácil Número: 33

Nutrición II

Enfermedades alimentarias

El cuerpo humano necesita del alimento para vivir sano, la falta, la escasez el exceso o el desequilibrio del mismo llevan a la enfermedad.

En los últimos años hay dos enfermedades de origen alimentario que se han intensificado muchísimo. Estas son la anorexia y la bulimia.
Ambas tienen puntos comunes como por ejemplo:
· la deformación de la imagen corporal que cada individuo posee de si mismo, ya que tanto uno como otro enfermo se ven siempre excedidos de peso persiguiendo la delgadez.
· Existe un conflicto profundo con la alimentación.
· Son enfermedades extremadamente peligrosas y sin tratar llevan a la muerte.
· Se niega la condición de enfermo en ambas enfermedades tanto por parte del que la sufre como por parte de la familia.
· La enfermedad tiene un componente social pero el origen es mucho más complejo y tiene que ver la historia personal.

Anorexia

Este tipo de enfermedad es multicausal, la mayoría de los anoréxicos son sobreexigentes consigo mismos y bastantes perfeccionistas, no reconocen a la enfermedad como tal, o la esconden, generalmente mienten sobre su alimentación para no ser molestados y muchas veces evitan compartir la mesa familiar. En este momento donde todo el mundo vive corriendo es muy fácil evitar las cenas o los almuerzos con la familia.
La sociedad valora la delgadez extrema en todos los medios y sobre todo en aquellos donde se hace un culto de la imagen corporal, de modo que la enfermedad se potencia por la presión externa, pero esto no es determinante ya que el origen es mucho más profundo y está anclado en las relaciones primarias dentro del núcleo familiar y si bien no podemos hablar de culpas, si podemos mencionar responsabilidades compartidas. La familia del anoréxico niega la enfermedad tanto como él mismo y muchas veces sucede que cuando alguien les advierte de la situación hacen oídos sordos y se suelen ofender muchísimo.
Ante esto, la enfermedad resulta ser de extrema gravedad ya que nadie la asume como tal, intensificándose día a día de modo que tarda en tratarse y muchas veces termina siendo fatal.

El anoréxico, al verse siempre excedido de peso comienza a realizar dietas estrictas para perder kilos, hace gimnasia que suele ser siempre excesiva y muchas veces trata de adelgazar mediante el uso de diuréticos (medicamentos que hacen orinar en abundancia o laxantes que aceleran la excreción de sólidos, de modo que se altera el proceso digestivo de asimilación.
Come cada vez menos, lo hace muy lentamente y corta pequeñas porciones de alimento, masticando muy despacio la comida, el organismo para mantenerse vivo consume los glúcidos de reserva, consume grasas, consume proteínas y llega un momento que la necesidad es tan grande que se pierden las grasas protectoras de los órganos vitales de modo que estos quedan expuestos a serias lesiones. En el caso de las niñas se llega a consumir la grasa en los ovarios de modo que se producen trastornos en la menstruación (amenorrea) y si el mal continúa puede llegarse a una menopausia precoz.
Hay casos de anorexia gravísimos donde el enfermo no quiere ni siquiera tragar la saliva porque se obsesiona suponiendo que ésto lo engorda.
La enfermedad no tratada lleva a la muerte y tratada a destiempo deja serias secuelas en la salud que muchas veces resultan irreversibles.

Bulimia
El bulímico en general no deja de comer, de lo contrario come en exceso ya que suele darse atracones y luego induce el vómito, no se priva del placer de comer porque luego de haberlo hecho expulsa el alimento. Su personalidad se caracteriza por pasar de la exigencia extrema al abandono, come muy rápidamente masticando muy poco y prefieren grandes porciones.

Estos enfermos suelen vomitar repetidas veces al día y también esconden su enfermedad aunque muchas veces se sienten culpables.
El mecanismo del vomito es sumamente complejo porque en realidad el proceso es antinatural ya que normalmente el movimiento del alimento es hacia abajo (desde la boca hacia los intestinos) y al vomitar el organismo revierte la perístasis desde el estómago hacia la boca.
El proceso del vomito tiene origen en una zona del cerebro (centro regulador) que genera una orden que a su vez provoca un acto reflejo, en el mismo se pone en acción los músculos respiratorios cambia la presión abdominal y toráxica, se invierte la movilidad intestinal, se produce aumento de la sudoración, se dilatan las pupilas, se produce vaso constricción (palidez), por lo tanto vomitar implica una serie de cambios que ponen en acción al sistema nervioso central, el sistema respiratorio, el sistema circulatorio, el sistema digestivo es decir genera una concatenación que altera absolutamente a todo el organismo, si a esto le sumamos que el enfermo llega a provocar el vomito varias veces al día la bulimia resulta ser gravísima, se ulceran todas las mucosas de la boca garganta, faringe y laringe, se deterioran las piezas dentales debido al ácido clorhídrico estomacal que permanentemente es reflujado. Se deforma la mandíbula ya el esfuerzo de vomitar produce un ensanchamiento de las parótidas, y en general se alteran todos los órganos vitales.

Estas enfermedades muchas veces se combinan y el bulímico presenta características anoréxicas o el anoréxico pasa a vomitar.

El deterioro que este tipo de enfermedades trae al organismo es enorme pues al ser negadas no se tratan o bien se lo hace en forma incorrecta. El cuerpo compensa la falta de alimentos o la carencia de ellos consumiendo primero de los lugares de reserva y luego de cualquier otro lugar en donde encuentre la sustancia que necesita de modo que se deterioran los órganos de todos los sistemas, se descalcifican los huesos, se modifica la estructura corporal, disminuye la altura, se deforman las piernas, se cae el cabello, se arruga la piel, se deteriora el sistema nervioso y se produce una aceleración del envejecimiento.

Estas enfermedades son cada vez más comunes y no distinguen sexo ni edad, como ya dijimos tiene orígenes anclados en el inconsciente pero la sociedad las incentiva y profundiza la negación de las mismas porque presiona permanentemente valorando la delgadez.
El ritmo de vida, la pérdida de determinados valores y la persecución de otros, la falta de límites, la caída de la autoridad son motivos que ayudan a adquirirlas y evitar superarlas.
Tomando conciencia de ellas y haciendo el tratamiento correcto se pueden superar con la firme voluntad del enfermo y el apoyo de todo el entorno familiar que también deberán tratarse ya que en realidad es una enfermedad familiar donde el emergente es el anoréxico o el bulímico

Nada es imposible cuando hay voluntad puesta al servicio de un logro.

Nutrición I : El recorrido del alimento CF Nº 32

Autora:María Cristina Chaler.

Ciencia Fácil Número 32

Nutrición I

El recorrido del alimento


El estudio de la vida a través de la química biológica descubre un nuevo mundo que continúa maravillándonos


El cuerpo humano es el producto de millones de años de evolución y sus funciones son semejantes a la de una célula pero enormemente complejas. El hombre se adapta al medio, se nutre, crece, y se reproduce.
Los distintos sistemas que forman el cuerpo humano se relacionan entre sí y el equilibrio que rige a la naturaleza toda, mantiene a los sistemas armónicamente organizados de modo que mientras éste no se altere gozaremos de un perfecto estado de salud. El desequilibrio de un sistema afecta sistemáticamente a los otros.

Para mantenernos sanos debemos alimentarnos adecuadamente ya que el alimento es para el cuerpo un fármaco natural que actúa sobre cada uno de los sistemas y cada una de las células que lo componen proveyendo el combustible necesario para el buen funcionamiento del gran laboratorio que resulta ser el cuerpo humano.

¿Qué recorrido hace el alimento dentro del organismo vivo?

La entrada del alimento se produce por la boca que es el primer lugar en donde se inicia el proceso digestivo.
Allí al masticarlo lo maceramos y lo mezclamos con la saliva que posee ptialina que es una molécula especial (enzima) que va a comenzar a degradarlo íntimamente es decir generará un fenómeno químico (ver nota: ¡qué fenómeno!) para que sea utilizable por cada una de las células del cuerpo ya que estas unidades son tan pequeñas que no pueden asimilar las moléculas que componen a los alimentos tal cual ingresan, por el gran tamaño que poseen. El proceso de digestión tiene el objetivo de “achicar” molecularmente al alimento hasta el punto tal que resulte asimilable por las células.
De la boca pasa al estómago y allí continúa el proceso de degradación molecular, ayudado por el ácido clorhídrico, los jugos pancreáticos y la bilis que actúa como emulsionante (disolvente) de las grasas ingeridas y las prepara para ser absorbidas.
Una vez degradado, el alimento pasa al intestino delgado en donde ya transformado en pequeñas unidades moleculares se prepara para ser transportado hacia las células de los diferentes tejidos del organismo.
La transportadora del alimento desde el intestino hasta el lugar en donde será asimilado (blanco diana) es la sangre que posee unas moléculas (proteínas) que lo “acarrean” hacia el lugar mencionado.
El pasaje de las moléculas alimenticias a la sangre se realiza por difusión, es decir ellas pasan a través de las paredes intestinales hacia el interior de la vena porta que las lleva directamente al hígado realizando su primer paso hepático, que tiene por finalidad “purificar” al alimento para que pueda ser asimilado sin riesgos. Así el hígado elimina todo lo nocivo y aquello que pueda enfermar, incluyendo virus y bacterias, es decir prepara al nutriente mediante una serie de reacciones químicas de modo que pueda ser asimilado sin que dañe la salud.
El hígado filtra el alimento y lo prepara de forma tal que sus moléculas sean reconocidas por las células en forma específica y de este modo sea perfectamente asimilable, al mismo tiempo almacena como reserva lo que podamos necesitar a futuro.

Una vez realizado el primer paso hepático la sangre lo transporta al corazón ya modificado por las reacciones químicas que se han producido en el hígado. El corazón es la bomba de nuestro cuerpo y se encarga de distribuirlo a los diferentes tejidos, de ese modo las células de nuestro cuerpo reciben el alimento preparado para ser asimilado en forma perfecta.
Una vez ingresado en cada célula comienza la alimentación celular que consiste en una serie de procesos químicos que mantienen la vida celular.

La parte del alimento no asimilable e insoluble en agua, subproductos del metabolismo o lo desechado por la digestión pasa al intestino grueso formando la materia fecal que será eliminada como heces. Las sustancias no asimilables de la digestión o de los procesos metabólicos que son solubles en agua una vez filtradas por los riñones son excretadas en forma de orina.

¿Cuáles son las moléculas de las que se alimentan las células?

Los alimentos que ingerimos tiene una serie de sustancias químicas de lo más variadas pero en general predominan en alto porcentaje determinadas moléculas biológicas (biomoléculas) que son importantísimas para el desarrollo de nuestra vida.

Las Harinas

Todo lo que sea pastas, fideos, pan, galletitas o sea los derivados de las harinas poseen en su composición química gran porcentaje almidón (polisacárido o hidrato de carbono) que al degradarse genera una molécula llamada glucosa (monosacárido). La glucosa como todos los glúcidos tiene la función de liberar la energía necesaria para poder desenvolvernos. Para caminar, hablar, pensar, prestar atención, y mantener al organismo funcionando normalmente necesitamos energía permanente que los glúcidos aportan al combinarse con el oxígeno que respiramos (combustión).

Las Carnes

Las carnes son alimentos ricos en moléculas alimenticias que se llaman proteínas, éstas al degradarse como último paso generan aminoácidos. Esa molécula es la que asimilará la célula para generar a su vez las proteínas que necesita para reconstruir los tejidos en donde se encuentra alojada.

¿Cómo se forman las proteínas?
Las proteínas son encadenamientos de aminoácidos. En la naturaleza, en todas las especies, todas las proteínas cualquiera sea su función están formadas por sólo 20 aminoácidos comunes. Según el orden en que éstos se combinen dará como resultado uno u otro tipo de proteína.
El músculo, el cabello, las uñas, la piel, la sangre, etc. son proteínas que sólo se diferencias entre sí en la secuencia del encadenamiento de los aminoácidos que la constituyen. El cambio de orden de un sólo aminoácido, la repetición, la falta del mismo o la abundancia de otro hace que se produzcan diferencias notables entre una y otras, tanto de forma como de función.

Las proteínas cumplen importantes funciones, algunas estructurales o de sostén, es decir “arman” al cuerpo tal como lo vemos y sostienen la estructura, otra función es la de transporte de sustancias, recordemos que en la sangre hay proteínas encargadas de llevar el alimento u otras sustancias hasta el lugar correcto o bien llevan el oxígeno que inspiramos en la respiración hacia las células para que ellas también respiren o transportar hacia los pulmones al dióxido de carbono que resulta subproducto de la misma y que debemos eliminar en la exhalación, también son mensajeras de señales que se deben enviar de un punto a otro del organismo (hormonas), activan o ayudan a que se produzcan determinadas reacciones químicas (enzimas), defienden a nuestro cuerpo de los virus o de las bacterias que nos atacan (anticuerpos) y cuando se necesita también se usan como reserva energética.

Los Aceites y las grasas

Los aceites y las grasas son biomoléculas llamadas lípidos, éstos en la digestión son solubilizados por la bilis que segrega el vesícula y los principales productos de degradación son la glicerina y unas moléculas llamadas ácidos grasos (palmitito, oleico, linoleico, linolénico, etc), éstas son las unidades finales que serán transportadas a la célula para ser utilizadas para la reelaboración de grasas.
Las grasas una vez reconstruidas por el organismo, se depositan en las zonas del cuerpo donde se necesita protección. Los órganos vitales están rodeados de una capa de grasa que los sostiene y protege de los golpes y evita que se lesionen, también los resguarda del frío, acumulada debajo de la piel actúa como un aislante térmico y se emplea como reserva energética ya que la combustión de las mismas proporciona el doble de calor que la que proporcionan los glúcidos.

Las frutas y las verduras

Estos alimentos son ricos en agua, en vitaminas y minerales necesarios para que la alimentación sea completa y adecuada, además poseen fibras no digeribles que provienen de la celulosa que conforma los tejidos de los vegetales para las cuales los humanos no poseemos enzimas degradadoras de modo que éstas no se asimilan, ya que las moléculas que las conforman son demasiado grandes. Sirven para darle volumen a las heces y arrastrar los desechos intestinales que nos pudiesen perjudicar es decir son las “escobas” del aparato digestivo.

El cuerpo viviente degrada (catabolismo) y vuelve a reconstruir (anabolismo) a las biomoléculas necesarias para sobrevivir.
Estos procesos de catabolismo y anabolismo forman parte de las distintas reacciones químicas que se dan en un organismo vivo y mantienen la vida en sí (metabolismo).

Cuando estudiamos ciencia nos maravillamos de la perfección del universo y de la materia que él contiene cuando nos adentramos en la química biológica comenzamos a maravillarnos de los distintos mecanismos que “ideo” la naturaleza para perpetuar la vida.
El organismo humano es un laboratorio perfecto, ningún químico hasta el momento ha sido capaz de reproducir en un laboratorio todas las reacciones que en él se producen.
Una vez más la naturaleza supera al hombre

Evolución II : del unicelular al hombre CF Nº 5

Autora:María Cristina Chaler.

CIENCIA FÁCIL Número: 5
Evolución II

Del unicelular al hombre

Y creó Dios al hombre a su imagen y semejanza, a imagen de Dios lo creó…. (Génesis: Versículo 27)
Y Dios dijo: Produzcan las aguas seres vivientes, y aves que vuelen sobre la tierra, en la abierta expansión de los cielos. (Génesis: Versículo 20)
Produzca la tierra seres vivientes según su género…………… (Génesis: Versículo 24)
He hizo Dios animales de la tierra………. (Génesis: Versículo 25)“Lo esencial es invisible para los ojos”
“El principito” Antoine de Saint-Exupéry
En la primer nota de evolución mencioné la probable hipótesis del pasaje del reino mineral al reino biológico o vivo, en esta nota continuaremos viendo el proceso evolutivo de la materia viva hasta llegar al hombre.

La evolución es un proceso continuo y se produce acorde con el medio, de modo que la materia viviente se transforma y adapta para poder subsistir. Esta dinámica es continua y a través de ella se producen los cambios necesarios (mutaciones) para la continuidad de la vida.
El estudio de la evolución proporciona una gran información e indica que todas las especies descienden de otras, es decir que todos los organismos vivos poseen antecesores comunes.

Es muy probables que al comienzo de la evolución la Tierra estaba poblada exclusivamente por organismos procariontas (células sin núcleo) semejantes a bacterias.
Las mencionadas bacterias no poseen núcleo individualizado y el material hereditario ADN esta libre en el Citoplasma (Contenido celular). Este es el que les permite fabricar las sustancias necesarias para vivir (proteínas) y reproducirse.
Los organismos unicelulares son los que más se han adaptado a través del tiempo a los distintos medios por lo que resultan ser los más abundantes sobre la tierra y en consecuencia nuestros antecesores.
Las células con núcleo, como las nuestras, aparecieron recién hace 1500 millones de años.
Los tiempos evolutivos son distintos. La vida actual, tal como la conocemos llevo millones de años para lograr establecerse en nuestro planeta y es producto de un maravilloso mecanismo de equilibrio dinámico y adaptación al medio donde el hombre no fue el ejecutor. Sólo fue uno de los productos de esta evolución Universal.

Cuando comenzó la vida, las células se alimentaban de sustancias que tomaban del medio que las rodeaba. Cuando estas sustancias comenzaron a escasear el mecanismo de supervivencia que ideo la naturaleza fue un proceso químico que se dio en cada célula de modo que les permitía fabricar por sí mismas alimentos. Esas fueron las primeras cadenas metabólicas y por supuesto para que éstas se produzcan aparecieron determinadas moléculas especiales llamadas enzimas que favorecían esas reacciones específicamente de modo que la vida pudo continuar.
A medida que el tiempo fue pasando se agregaron más reacciones y por lo tanto más enzimas especializadas para cada una de ellas. La Hipótesis de que estas reacciones son de antigua data esta fundamentada en que todos los organismos desde los más simples a los más complejos poseen el mismo tipo de reacciones para obtener las mismas sustancias.

¿Cómo pasamos del organismo unicelular (una célula) al pluricelular (muchas células)?

Se cree que la etapa intermedia entre estos dos tipos de organismos fueron las colonias ya que estas son una agrupación de células que se asocian para lograr la continuidad de la vida y a veces son tan dependientes unas de otras que no pueden vivir aisladas.
Estas colonias han sido los antecesores evolutivos de los tejidos ya que los mismos resultan ser células especializadas de los organismos más complejos que cumplen funciones determinadas para vivir.

Los organismos pluricelulares entre ellos, el hombre nacen de una única célula fecundada (huevo o cigota) que se va diferenciando y tomando distintas estructuras a través de su crecimiento y estos diferentes tejidos van adoptando funciones químicas específicas para terminar formando un organismo viviente que será expresión final de una larga historia evolutiva.
Animales que en estado adulto son muy distintos, en estado embrionario resultan ser muy semejantes ya que poseen una historia común.
Con el avance de la biología molecular surge en los últimos años la antropología molecular que utiliza herramientas de la biología para el estudio de la evolución del hombre.

A principio de los años 60, Morris Goodman de la Universidad de Detroit, comparo proteínas del suero de los monos y del hombre y propuso el modelo de parentesco diferente al que había hasta el momento: El humano junto al chimpancé y al gorila pertenecen al mismo grupo mientras que el orangután estaría a una distancia evolutiva mucho mayor. Además aportó una novedosa conclusión ya que el chimpancé estaría evolutivamente más cerca del hombre que del gorila.
En 1987 Alan Wilson publicó un artículo que habla del origen del hombre según el análisis del ADN. En el mismo concluyó que el ADN de los africanos resultó ser más antiguo que el de los asiáticos y el de los europeos, por lo tanto el origen del hombre se supone que se encuentra en África. Esta hipótesis no está totalmente aceptada por toda la comunidad científica y aún sigue generando polémica.
Con el correr del tiempo se quiso dividir al hombre en distintos grupos y razas pero con el estudio de la genética se llegó a la conclusión de que las razas no existen en la especie humana.
La especie humana se caracterizó por múltiples migraciones de modo que a través de la historia se dieron incesante intercambio de individuos de diferentes poblaciones esto dio lugar a individuos que aparentemente son diferentes pero genéticamente son semejantes.
No todo es como se muestra a nuestra vista y finalmente lo diferente resulta ser esencialmente semejante.

Evolución I : del mineral al unicelular CF Nº 4

4

Autora: María Cristina Chaler

CIENCIA FÁCIL Número: 4
Evolución I

Del reino mineral al reino animal

Y creó Dios al hombre a su imagen y semejanza, a imagen de Dios lo creó…. (Génesis: Versículo 27)
Y Dios dijo: Produzcan las aguas seres vivientes, y aves que vuelen sobre la tierra, en la abierta expansión de los cielos. (Génesis: Versículo 20)
Produzca la tierra seres vivientes según su género…………… (Génesis: Versículo 24)
He hizo Dios animales de la tierra………. (Génesis: Versículo 25)

La materia que compone la sustancia viviente como la “no viviente” está formada por átomos y como ya dijimos en notas anteriores éstos son apenas 92, y se combinan de distintas maneras de modo de constituir sustancias (moléculas) que se presentan ante nuestros ojos con formas, colores, tamaños y propiedades diferentes. Esta diversidad no es tal, ya que su esencia es similar.
Todo el Universo es semejante entre sí, la similitud está en que todo es energía y vació dispuestos de un modo que dan al hombre idea de diversidad y diferencia.

Esta materia, posee un gran misterio: Evoluciona.
Este proceso se va dando a través del tiempo. Se calcula que la antigüedad de la Tierra es de 4600 millones de años. Los primeros organismos fósiles más antiguos, fueron encontrados por Baghoorn y J W. Schoogf en 1967en el sur de África. Son unas células procariontas (sin núcleo) muy primitivas, Se calculó que tienen una antigüedad de 3400 millones de años, por lo que se deduce que hay un período de 1000 millones de años en donde la materia inorgánica se transformó en orgánica y ésta en materia viviente aprovechando el momento de que la tierra estaba lo suficientemente fría como para poder contener materia viva.

A medida que se enfriaba la tierra el vapor de agua en la atmósfera condensaba y se produjeron grandes lluvias, que formaron los océanos. Las erupciones volcánicas también desprendían vapor de agua que contribuía a la formación de los mismos.

En los comienzos de nuestro planeta, el clima era turbulento y hostil, había grandes tormentas eléctricas y las radiaciones caían permanentemente sobre él. La atmósfera que lo rodeaba era “primitiva”y muy diferente a la actual ya que estaba formada por distintos gases que aún están en discusión, aunque se cree que había dióxido de carbono ( CO2), nitrógeno (N2), agua (H2O), metano (CH4) algo de hidrógeno (H2) y amoníaco (NH3), lo que no se discute es que no existía el oxigeno libre (O2) como en la actualidad porque no había seres vivientes que lo requiriesen y tampoco existía la capa de ozono que actualmente protege la vida porque en ese momento no había “vida” para proteger.
El oxígeno tal cual lo conocemos ahora comenzó a aparecer con los ciclos de vida.

Se cree que como la tierra se encontraba bombardeada por electricidad y diferentes radiaciones, el medio era favorable para que los gases disueltos en esa atmósfera primitiva reaccionaron químicamente usando la energía que provenía del caos climático, ya que las descargas eléctricas, las radiaciones, el calor de las erupciones volcánicas, eran permanentes fuentes de energía y de este modo se propiciaron las primeras reacciones químicas que dieron lugar a la formación de moléculas orgánicas simples no biológicas (monómeros), entre ellas los aminoácidos y azúcares. El hecho es que estos compuestos fueron arrastrados y abandonados en las orillas de los océanos donde se disolvieron formando el “caldo primitivo”.

Estos compuestos simples, debido al caos del momento, sufrieron distintos procesos de enfriamiento, evaporación desecación de modo que el medio fue propicio para que se unieran entre sí (polimerización) formando macromoléculas (moléculas grandes), proteínas, fosfatos, bases nitrogenadas, ácidos grasos y otras que son el principio de la materia viviente.

Hay varias teorías que discuten si este proceso se dio con la presencia de agua “coacervados” (Teoría de Oparin _ bioquímico ruso_1921) o en una atmósfera seca a elevadas temperaturas (Teoría de Fox) “micro esferas”

Estas gotitas eran una especie de barro gelatinoso (coloide) en donde las primitivas moléculas biológicas estaban suspendidas y tenían la posibilidad agruparse como micro esferas y desarrollar un límite externo parecido a la membrana celular.

La capacidad de supervivencia de esa gotita dependía de la complejidad y eficacia de su “metabolismo primitivo” .Recordemos que un sistema biológico es activo y para vivir desarrolla la capacidad de interaccionar con al medio que le rodea de modo que se autorregula y tiende a perpetuarse.
La adaptación al medio de este barro, parecido al citoplasma celular, pudo haber sido la generación de una membrana plasmática que lo protegiese y que mejorase su capacidad de supervivencia. Así se habrían desarrollado las primeras células capaces de tomar del entorno lo necesario para sobrevivir y auto duplicarse.
Podríamos pensar que se parecían a los virus, que no son más que macromoléculas capaces de auto replicarse a expensas del medio exterior.

Medio ambiente V: el suelo CF Nº 31

Autora: María Cristina Chaler.

Ciencia Fácil Número 31

Medio Ambiente V
El suelo

Debemos cuidar a nuestro planeta de la misma forma que cuidamos a nuestro hogar ¿Quién es capaz de destruir su sustento y el lugar que lo cobija?

Ya en la nota anterior (medio ambiente IV) al hablar de la contaminación del agua subterránea consideramos varios factores de contaminación del suelo, en esta nota los ampliaremos.

Sobre el manto superior de nuestro planeta tierra se ubica la corteza terrestre, ésta es la que aloja la vida del planeta. Literalmente la tierra posee de 30 a 40 Km. de espesor mientras que la corteza marítima tiene sólo 12 Km. de espesor.

Consideramos suelo a la capa superficial sobre la que vivimos andamos y construimos nuestras hogares que tiene alrededor de 30 cm. de espesor y es el producto de la erosión que ejerce el agua, el viento, el hombre y todos los seres vivientes sobre la tierra.
El suelo se va formando muy lentamente a través del tiempo y para el ser humano resulta ser un recurso vital ya que el mismo le proporciona alimentos, el espacio para desenvolverse e incluso materiales como para explotar industrialmente que contribuyen al progreso económico.
El suelo se encuentra relacionado con el reino vegetal y con los animales que lo habitan de modo que la fauna y la flora de un lugar están íntimamente relacionadas y comunicadas a través del suelo que ocupan, un cambio en la composición del mismo implica una cadena de cambios en todo el bioma relacionado con él.

El suelo posee:
Una capa superior formada por los restos de vegetales y animales que se van descomponiendo y trasformándose en humus (tierra) a través de un proceso que toma el nombre de humificación. En esta zona se encuentra una pequeña fauna (micro fauna) responsable del proceso.
Debajo del humus encontramos una zona que posee poca materia orgánica y abundante agua proveniente de la capa superior y está formada por minerales cuya variedad dependerá del lugar geográfico.
La tercera y última capa, está formada por roca y sedimentos sueltos que no han sufrido la erosión externa.
Aquellos suelos muy ricos en humus son los más fértiles porque la materia orgánica que hay en él resulta ser un alimento importante para el desarrollo de la vida.

El suelo se degrada naturalmente por la erosión pero la actividad humana incide enormemente en el mismo y si ésta es indiscriminada y no tiene en cuenta que el sistema tierra está en perfecto equilibrio ecológico con el bioma que contiene la alteración del mismo resultará irreversible y ésto es una amenaza que tenemos que tener en cuenta porque un suelo alterado dejará de ser útil no sólo para el hombre sino para todo ser viviente que lo habita y como dijimos las consecuencias serían graves porque las especies que dependen del mismo se alterarán generando cambios en el ecosistema y finalmente en el planeta en general.

El hombre ejerce sobre el suelo tres procesos contaminantes importantes ya que cultiva, genera industrias, y lo habita. En los últimos años las actividades económicas crecieron tanto y la ambición del hombre es tan desmedida que la depredación del suelo avanzó peligrosamente.

Los cultivos contaminan a través de los fertilizantes y pesticidas, estos últimos son poderosos venenos que usados en exceso perjudican enormemente a la micro fauna y a la microflora del mismo, ambas tan necesarias como para que cumpla su función.
El exceso de cultivos y las prácticas inadecuadas, los mono cultivos, las rotaciones mal encaradas desgastan la composición del suelo hasta el punto de transformarlo en inservible en forma irreversible.

Las industrias generadas por el hombre usan grandes extensiones para asentarse y si sus desechos y afluentes no son tratados adecuadamente contaminan no sólo la superficie sino también a las napas subterráneas. (ver nota Medio Ambiente IV).
Los asentamientos industriales sin control estricto pueden generar contaminación tóxica con metales pesados como el plomo (Pb), arsénico(As), cadmio (Cd), magnesio (Mg), zinc (Zn), etc, contaminación térmica provocada por afluentes expulsados a elevadas temperaturas, contaminaciones radioactivas y también acidificación del mismo (disminución del ph (potencial hidrógeno)) que trae como consecuencia la destrucción de los nutrientes, la muerte de su fauna y el deterioro permanente.

El hábitat humano trae aparejado todo tipo de contaminación, desde la natural que se da por el sólo hecho vivir sobre el mismo, hasta la provocada por parte de una población no educada, es decir que no ha tomado conciencia de la importancia de cuidar el medio ambiente que le rodea y provoca infiltraciones que traen como consecuencia graves perjuicios. El uso de materiales para la limpieza no biodegradables (ver medio ambiente IV), la basura no seleccionada adecuadamente, mal tratada o arrojada sin cuidado, las aguas domiciliarias, pinturas, solventes y venenos contaminan con sus infiltraciones no sólo a la tierra sino también a las napas de agua que circulan por debajo de ella. (Ver medio ambiente IV).

Otro contaminante

Las lluvias ácidas son consecuencia de la contaminación atmosférica motivada por los gases que al combinarse con el agua dan productos ácidos que no sólo contaminan los suelos sino que deterioran todo lo que tocan. Los óxidos de nitrógeno con el agua producen ácido nítrico y nitroso y los óxidos de azufre dan como producto ácidos sulfúrico y sulfuroso. Estas lluvias ácidas en los últimos años, con el avance industrial se fueron intensificando perjudicando notablemente al suelo y modificando su composición y equilibrio.

La toma de conciencia

Nuestro país tiene suelos, aguas y clima privilegiados y debemos valorarlo y preservarlo para el futuro, miradas ambiciosas están puestas en él y sólo los gobernantes íntegros no negociarán en absoluto nada que tenga que ver con la contaminación de nuestros recursos naturales.
Debemos ser concientes de que somos los dueños de un tesoro que hay que preservar y no tenemos que permitir que nos lo arrebaten.
La educación de los ciudadanos es una forma de preservar el medio y sobre todo la educación en ciencias y valores ya que el saber generará conciencia y siendo concientes y sabios tendremos los cuidados necesarios y nos defenderemos de aquellos que quieran aprovecharse de nuestra ignorancia.


La caída de la educación, la pérdida de valores, el alto grado de individualismo y la falta de conciencia sobre la importancia que significa cuidar el medio que nos rodea ha llevado a la humanidad al borde de una crisis ambiental que trae aparejado como consecuencias envenenamientos del suelo, del aguas, del aire que se respira y de la atmósfera que rodea al planeta. El cambio climático global es una de las consecuencias de la contaminación ambiental y éste provoca el derretimiento de los cascos polares que en poco plazo aumentará el nivel de los océanos y será la causa de enormes catástrofes muy difíciles de controlar.

Todos estamos sumergidos en la misma problemática de modo que las medidas a tomar deberían involucrar a todos los países del mundo y sobre todo a aquellos más desarrollados que son los primeros causantes de la contaminación ambiental.
Los gobernantes son responsables por ello, y deberá haber voluntades políticas puestas al servicio, pero para que ésto se pueda concretar tendríamos que ser menos individualistas y más solidarios.

Medio ambiente IV: el agua como alimento CF Nº 30

Autora:María Cristina Chaler.

CIENCIA FÁCIL Número: 30

Medio Ambiente IV
El Agua como alimento
Nuestros antepasados tuvieron su origen en ella y seguimos necesitándola para poder vivir.

En la nota anterior (Medio Ambiente III: el agua) hablamos del agua como elemento indispensable para la vida y la economía de un país y profundizamos en el peligro de su contaminación, en esta nota hablaremos del agua como nutriente del cuerpo humano y de su preparación para poder ser ingerida (potabilización).

El cuerpo humano posee un elevado porcentaje de agua, en los niños éste es del 75 %, mientras que en las mujeres y los hombres adultos oscila entre el 50 y el 65%. Es decir que el organismo humano posee una abundante cantidad de agua, y como es evidente que la naturaleza no actúa al azar evidentemente esta sustancia cumple una función vital.
El agua es uno de los medios reguladores de la temperatura corporal. Cuando hace excesivo calor transpiramos eliminando agua a través de los poros que están dispersos en toda la piel, ésto hace que ella se humedezca y como el sudor para evaporarse necesita tomar energía, quita el calor y provoca sensación de fresco, disminuyendo la temperatura corporal. Lo mismo sucede en el caso de que realicemos gimnasia, el cuerpo, con la actividad, elimina calor y a su vez grandes cantidades de agua para compensar el exceso de calor producido.
Este equilibrio vital donde interviene el agua (equilibrio hídrico) es necesario mantenerlo consumiendo alimentos que la posean y bebiendo lo suficiente para mantenerlo y así reponer, el agua que se consume por la actividad diaria.
En circunstancias normales se debe ingerir por lo menos 2 litros diarios de agua para gozar de salud. Si hacemos ejercicios físicos o tenemos mucha actividad la cantidad de agua se debe aumentar.

Para que el hombre pueda beber agua y mantenerse sano, ésta debe ser potable, es decir tiene que tener las propiedades necesarias para que puede ser ingerida sin que produzca ningún tipo de enfermedad y en estos momentos de la historia de la humanidad donde la contaminación ambiental se encuentra en estado crítico los controles del agua potable deben ser extremados.

Etapas de potabilización
En primera instancia se debe captar el agua de algún lugar seguro como ríos, diques, lagos o napas subterráneas lo suficientemente profundas para evitar la contaminación con el suelo superficial.
Esta extracción se realiza con bombas preparadas para ello, de modo que poseen una especie de filtro que elimina las basuras gruesas, sólidos de rocas o peces muertos.
Una vez captada, el agua es conducida mediante canales hacia el lugar donde se cumple el primer paso de la potabilización.
Llegada al lugar se vierte en piletones donde se produce la presedimentación, es decir se depositan en el fondo del piletón, los sólidos pesados que la impurifican.

Realizada la decantación se pasa a otras piletas en donde se agregan los productos químicos para clarificarla. Esto son agentes coagulantes como el hidróxido de calcio (cal).
Una vez agregados los agentes químicos se pasa a los Floculadores que pueden ser mecánicos (paletas que giran lentamente) o hidráulicos (corrientes de agua), estos tienen la finalidad de promover la mezcla con los productos químicos para que se genere el floc (masa de gel con la turbiedad absorbida).
Una vez floculado se transporta a piletas de sedimentación donde se vuelve a separar por peso el sedimento floculado en forma de barro.
La capa superior del agua floculada a esta altura del proceso ya perdió parte de la turbidez y se pasa a filtrar a través de piedras, arena o grava que retienen los sólidos más finos que pudieran haber quedado pesar de la sedimentación. Este proceso lleva 30 horas en los llamados filtros rápidos.
El agua filtrada se transporta a piletas donde se desinfecta para eliminar todos los microorganismos. El desinfectante más común es el cloro que oxida y mata a los agentes patógenos (que provocan enfermedades), también se pueden usar otros como pastillas de hipoclorito de calcio o de sodio, ozono, luz ultravioleta, etc.
Una vez tratada el agua se bombea a depósitos de reserva en donde se acumula para luego distribuirla a la población.

En el caso de que el proceso de potabilización en algún momento sufra una crisis o bien en lugares pobres donde las plantas potabilizadoras no existen, es necesario tomar ciertas medidas para prevenir serias enfermedades que el agua pudiese transmitir.
Debemos:
1. Hervirla por 1 minuto.
2. Airearla para mejorar el gusto.
3. Desinfectarla usando unas gotas de blanqueador (lavandina).Se deberá agregar 2 gotas por litro si la lavandina posee una concentración del 5 %.
También se puede usar tintura de yodo.
4. Dejar reposar durante 30 minutos
5. Embotellarla en recipientes limpios y luego tapar.

Si no es posible hervirla debemos al menos filtrarla con paños de trama muy fina que estén limpios y desinfectarla con blanqueador.

El agua profunda
Cuando la toma de agua proviene de napas subterráneas hay que tener en cuenta que estas pueden estar contaminadas por diversas causas, algunas de ellas naturales y otras provenientes de las actividades humanas.
Las causas naturales contaminan el agua con los minerales típicos que provienen del suelo (hierro, calcio o selenio), pero las que provienen de las actividades humanas podrían ser múltiples, entre ellas, la cercanía de un pozo ciego, la filtración de pesticidas por las actividades agrícolas, la contaminación con solventes, petróleo o filtración de los líquidos provenientes de la descomposición de la basura (lixiviación).
También contaminan al agua subterránea aquellas actividades industriales que usan charcos para el tratamiento de sus aguas contaminadas, porque si bien el fondo de los mismos está impermeabilizado, con el tiempo y con la falta de control, el deterioro produce filtraciones peligrosas.
Los llamados vertederos son instalaciones que se les exige a las industrias con el fin de proteger las aguas subterráneas, en ellos arrojan los desechos peligrosos, pero la falta mantenimiento de los mismos a la larga genera serios problemas de contaminación.
Existen depósitos subterráneos en donde se almacenan productos extremadamente tóxicos, estos deben estar muy bien controlados ya que tienen sólo algunos años de vida útil y cuando se deterioran representan un grave peligro para el medio ambiente.
Otro motivo de contaminación de las aguas subterráneas son los accidentes que ocurren en forma frecuente en donde se producen derrames de combustibles, petróleo o sustancias extremadamente tóxicas.

La toma de conciencia
Debe existir una estricta inspección y una abundante y buena legislación para proteger tanto a las aguas subterráneas como a las externas de las contaminaciones irreversibles y peligrosas, en realidad ésto no se da frecuentemente y la falta de regulación hace que el recurso se contamine cada vez más y corra peligro de resultar escaso en un futuro cercano.

En algunos países del mundo las legislaciones sobre la protección del medio ambiente son muy estrictas y severas y para desarrollar un proyecto industrial se requiere de un alto costo, por lo tanto muchos empresarios deshonestos prefieren asentar su industria en países en donde aún la legislación no está tan avanzada, así ahorran costos de producción y aumentan sus ganancias a expensas de la contaminación ambiental y del deterioro de la salud de la población del lugar y de toda la zona de influencia en donde sus aguas contaminadas tengan contacto.

Es necesario profundizar la educación para que los ciudadanos sean concientes de la necesidad del cuidado del medio ambiente y para que éstos no sean víctimas inocentes de aquellos que lo saben pero se valen de la ignorancia del otro.
El ciudadano debe exigir el cuidado del medio ambiente en donde desarrolla su vida y tiene el deber a su vez de cuidarlo, porque de esa manera está protegiendo a su salud y a la de su familia.


El agua es un recurso agotable y vital y se prevé que en los próximos años es muy probable que sea escasa sobre todo para determinados países del mundo, se calcula que a mediados de este siglo habrá alrededor de 2000 millones de personas en 48 países que sufrirán su escasez, motivada por la contaminación excesiva y el cambio climático global. Tomemos conciencia de ello y ¡cuidémosla! exigiendo a su vez que otros la cuiden.

Medio Ambiente III: El agua para la vida CF Nº 29

Autora: María Cristina Chaler.

CIENCIA FÁCIL Número: 29


Medio ambiente III
El Agua

Donde hay agua hay vida.

El agua es una de las sustancias imprescindibles para la vida. Cuando hay agua la vida se desarrolla en ella rápidamente y en forma abundante, prueba de ello es que muchas veces la presencia de exceso de agua en alimentos u otras sustancias favorece la proliferación de microorganismos por lo que se debe controlar su porcentaje (humedad).

Si bien el agua en nuestro planeta es abundante, no lo es tanto como agua potable ya que el 97,2 % forman mares y océanos, sólo el 2.15 % forma hielos y glaciares, el 0,017 % es parte de lagos y ríos y el resto se encuentra en la atmósfera y en los seres vivos.

La relación agua y población es histórica ya que los asentamientos poblacionales siempre se concentraron en zonas geográficas cercanas a ríos, lagos o lagunas pues ésta no sólo alimenta la vida sino que favorece las comunicaciones, el transporte, la limpieza, la salud, la refrigeración y los procesos industriales en general.
Con la explosión demográfica y la revolución industrial el ciclo del agua que tanto conocemos desde nuestra escolaridad inicial, ha perdido su equilibrio natural ya que cuando ésta vuelve a su lugar de origen no se encuentra en el mismo estado del que partió sino que en el camino se contamina enormemente produciéndose una ruptura que acarrea tremendos inconvenientes al bioma.
El perjuicio de la contaminación, es enorme, porque se ve afectada por ella toda la vida que depende del agua, no sólo la del hombre sino también la de las especies relacionadas con el lugar.
Una sustancia se denomina contaminante cuando afecta al equilibrio de un sistema de modo que la abundancia de la misma es tal, que la naturaleza en sí no la puede contrarrestar en corto tiempo. Siempre existe una contaminación natural originada por los restos y desechos de los seres vivientes de un lugar. Cuando el ritmo, contaminación-descontaminación es normal estos desechos naturalmente se biodegradan (ver: biodegradación) restableciéndose el equilibrio perdido en un principio. Cuando los excesos son grandes el tiempo no es suficiente para eliminar al agente contaminante y esta acumulación origina un daño irreversible alterando enormemente la vida del lugar. Si a ésto le sumamos la contaminación provocada por los desechos industriales no biodegradables, es decir que no son capaces de eliminarse en forma natural, el tiempo de contaminación se hace tan largo que no se llega a restablecer nunca el equilibrio necesario para que la vida se desarrolle sana y libre de riesgos.

La contaminación ambiental, trae aparejado un desequilibrio en los seres que habitan ese medio y en consecuencia afecta enormemente la salud, teniendo en cuenta que estar sano no es más que gozar de armonía biológica y psicológica.


Las aguas extremadamente saturadas de materias orgánicas (desechos de comestibles, excrementos y otras) generan como defensa un proceso natural de biodegradación pero como éste se produce a expensas del oxígeno que hay en el medio, el proceso hace que la cantidad del mismo disminuya y en consecuencia se perjudica la vida que depende de este gas. (Aeróbica).
La demanda biológica de oxígeno (DBO) nos da una idea de la contaminación del agua.
El agua potable tiene un DBO inferior a 1,5 ppm (partes por millón) mientras que las aguas residuales suelen alcanzar valores alrededor de 250 ppm y las desechadas por algunas industrias alimenticias (lácteos, carnes y conservas) si es que sus aguas no son debidamente tratadas, a veces superan las 15000 ppm.

Así como la cercanía del agua se usa para sostener la vida del lugar, también es usada para eliminar, lo que no sirve como por ejemplo los desechos cloacales, entre los que encontramos materia orgánica biológica y productos provenientes de la higiene y la limpieza, como jabones y detergentes, que cuando no son biodegradables afectan enormemente al recurso hídrico. En las aguas contaminadas encontramos en abundancia, desechos industriales, fertilizantes, plaguicidas, escurrimientos de petróleo y residuos de todo tipo, a ésto se le suma la contaminación motivada por las altas concentraciones de productos tóxicos como el Plomo, Cobre, Mercurio, Arsénico, y todos los compuestos químicos imaginables de modo que cuanto mayor es el progreso económico de una población mayor será la contaminación de sus aguas siempre que sus habitantes no tomen conciencia de que el agua es un recurso agotable y que se lo debe preservar de toda contaminación.
De modo que ir a pescar al río e ingerir pescado fresco, será sólo una fantasía que queremos mantener, ya que cuando ese pez nada en aguas contaminadas sus carnes estarán tan saturadas de venenos peligrosos para la salud que resultará una amenaza.

Si el hombre no toma real conciencia de la importancia que significa el tratamiento de los efluvios industriales, y el cuidado de lo que arroja a la red de cloacas, la salud de la población a lo largo de un río, en todo su recorrido estará en permanente en peligro. En base a ésto debemos ser conscientes de que los asentamientos industriales deben estar absolutamente controlados y legislados, y la población debe ser educada al respecto, de lo contrario las enfermedades que puede transmitir el agua son innumerables. Están aquellas que tienen que ver con las infecciones por la contaminación orgánica que provocan los desechos biológicos mal tratados y las otras que tienen efecto a largo plazo provocadas por los desechos industriales tóxicos y su acumulación a través del tiempo por la cadena alimentaría, que trae como consecuencia un deterioro del sistema inmunológico, o una futura modificación del ADN celular que generará tumores malignos.

Biodegradación
Se llama biodegradación a un fenómeno a través del cual por reacciones químicas sencillas determinadas bacterias llamadas descomponedoras, transforman la materia orgánica en dióxido de carbono (CO2), agua y otras sustancias más simples usando para ello el oxígeno disuelto en el agua.

El agua es vida siempre que seamos conscientes de que es un recurso natural que debemos respetar y cuidar como si fuese el mejor de los tesoros, de lo contrario puede ser el medio de transporte de serias enfermedades que perjudican a la vida.
Todo depende del hombre que debe saber que respetar al medio ambiente es respetarse a si mismo.

Medio ambiente II: el clima CF Nº 28

Autora: María Cristina Chaler.

CIENCIA FÁCIL Número: 28


Medio ambiente II
El Clima

El hombre con su accionar ha ido modificando el clima del Planeta, es hora de que tome conciencia de ello y revierta la situación.

El dióxido de carbono (CO2) es el subproducto de la respiración de todos los seres vivientes del planeta y se encuentra en el aire en un porcentaje de 0.035 % en volumen. Esta pequeña molécula junto con el vapor de agua, (H2O (v)), el metano (CH4) y el dióxido de azufre (SO2) son las responsables de la retención de los rayos infrarrojos generadores de calor.
Si estos gases no se encontraran en la atmósfera, la vida en la Tierra sería imposible ya que nos moriríamos de frío. Estas moléculas forman una capa protectora que retiene el calor y así se mantiene la temperatura necesaria para el desarrollo de la vida.
El sol es nuestra mayor fuente de energía y los rayos infrarrojos son la parte de la luz blanca que provoca sensación de calor (Ver nota: luz y color). El 20 % de ellos es retenido por la atmósfera mientras que el 30% es reflejado al espacio exterior por las nubes y partículas sólidas, el 50 % restante es absorbido por la tierra y los océanos.
La tierra emite el calor absorbido pero éste no se pierde porque las moléculas protectoras lo retienen y lo vuelven a ella generando un efecto llamado invernadero, si este no se produjese la tierra perdería el calor rápidamente y se enfriaría en forma notable. Podemos concluir que este efecto en principio es protector y favorece a la vida, ya que mantiene al planeta con la temperatura necesaria para que ella se desarrolle.
Pero los excesos siempre resultan perjudiciales. La ciencia a través de meticulosos y serios estudios ha demostrado que a partir de la revolución industrial las partes de dióxido de carbono en la atmósfera fueron creciendo de manera exponencial, por la quema del combustible fósil y las emanaciones industriales. El metano también está contaminando la atmósfera ya que es el producto de la descomposición de la basura que cada vez es más abundante por la explosión demográfica, también emana de las deposiciones del ganado y se conoce como el gas de los arrozales, el vapor de agua y el dióxido de azufre aumentaron peligrosamente ya que forman parte de los subproductos industriales, además de las emanaciones naturales de los volcanes, por lo tanto este efecto deja de ser una protección para transformarse en un peligroso efecto horno.
El calor reciclado por estas moléculas hacia la tierra, trae como consecuencia un recalentamiento global del planeta modificando el clima y cocinando a la vida que en él habita, desertificando las tierras, arruinando cosechas, manteniendo vivos a aquellos microorganismos perjudiciales para la salud, propiciando pestes y enfermedades de climas tropicales, generando disturbios atmosféricos y fenómenos meteorológicos como lluvias en exceso, inundaciones, tornados, huracanes, granizados, así como el derretimiento de los polos y la consecuente elevación del nivel de los mares y todo tipo de fenómeno que resulta perjudicial para la manutención del equilibrio tan necesario para la vida.
En pocos años el hombre con su desmedida ambición destruyó lo que el planeta tardó millones de años en construir: ese sutil equilibrio ecológico.(ver nota: sutil equilibrio)
La toma de conciencia de lo que implica el cambio climático global generado por la actividad económica desmedida del hombre (antropogénico) debería ser cada vez mayor.
Debemos aguzar el ingenio y tomar medidas urgentes a corto plazo porque los tiempos no se pueden alargar.
Si bien los costos de las medidas a tomar podrían resultar altos, más altos resultarán si no lo hacemos porque los perjuicios que ello traería serían enormes e irreparables.
Pensemos en inundaciones masivas, motivadas por la elevación del nivel de los mares sobre todos los países lindantes a ellos y calculemos las pérdidas que esto implicaría no sólo a nivel humano, sino a nivel económico.
¿Cual sería el destino de Japón, una pequeña isla en el Pacífico rodeada de mar?
¿Qué le pasaría a los centros financieros más importantes de los Estados Unidos?
¿Qué pasaría con Inglaterra?

Es fácil imaginárselo y es estremecedor responderlo.

El hombre es un ser viviente extremadamente ingenioso e inteligente y ésto le ha permitido a lo largo de la historia ir descubriendo poco a poco lo que la Naturaleza provee y generar, usando esos descubrimientos, nuevas tecnologías que fueron trayendo confort y progreso. Ha llegado el momento de poner ese ingenio al servicio de la ecología de lo contrario padeceremos males irreparables.
¡Las medidas deben ser tomadas ya! porque el tiempo apremia y si nos ponemos a reflexionar unos instantes veremos que todos estamos viviendo y sufriendo en los últimos años las consecuencia del cambio climático global.
No es tan difícil hacerlo es cuestión de movilizar voluntades e intencionalidades políticas en cada uno de los países del mundo.

Ya las advertencias datan de 1800 cuando J. B. Fourier dice que la atmósfera ejerce un efecto protector sobre las pérdidas de calor.
En 1896 Arrhenius usa el término efecto invernadero y lo vincula con la causa industrial.
En 1924 Vernadsky en “La Geoquímica” habla de la deforestación, del impacto del CO2 en la atmósfera y la industria y el medio ambiente.
Es decir que lo que actualmente estamos viviendo se comenzó a advertir hace 207 años atrás. Es hora de que escuchemos y tomemos medidas al respecto.


Si el hombre no desea hacer el cambio por fraternidad lo deberá hacer aunque sea por ambición ya que las Economías de muchos países del mundo no resistirán las consecuencias del cambio climático global.

Medio ambiente I: la atmósfera protectora CF Nº 27

Autora: María Cristina Chaler.

CIENCIA FÁCIL Número: 27

Medio Ambiente I
La atmósfera protectora.


El hombre debe tomar conciencia de que el planeta que habita es sumamente frágil.

Después de millones de años la naturaleza logró un sutil equilibrio que permite el mantenimiento de la vida, el equilibrio ecológico es necesario conservarlo para que la vida del planeta se mantenga sana y perdure en el tiempo.
Si una especie se extingue en el momento que no le corresponde por evolución, esto alterará la cadena de vida relacionada con ella y modificará el entorno provocando reacciones que serán perjudiciales al hombre. Por más pequeña o insignificante que una especie parezca forma parte de una matemática relación.
El hombre en poco tiempo alteró significativamente la ecología del planeta por diferentes motivos: el uso indiscriminado de los recursos naturales junto con la explosión demográfica y las consecuencias que ello trae, el incremento de la polución, la creación de industrias sin tener en cuenta el impacto ambiental que provocan y la desmedida ambición. Esta alteración trae y traerá serias consecuencias que la humanidad ha de sufrir a corto y a largo plazo.
Es hora de tomar conciencia de que si seguimos así, los efectos serán cada vez más graves y en definitiva nos estamos condenando a un futuro de destrucción.


El comienzo de la vida se dio en la tierra en el punto de evolución del planeta donde las condiciones climáticas y atmosféricas eran las ideales para su desarrollo, si ese punto de equilibrio no se hubiese alcanzado jamás se hubieran formado las primeras moléculas orgánicas (ver evolución I y II). Es necesario que todos tomemos conciencia de ésto, y que apreciemos al planeta como a nuestro hogar resguardándolo para nuestro propio bien y el de la humanidad.

La atmósfera es una capa de gases que rodea y protege a la tierra y está formada por diferentes estratos, cada uno de ellos cumpliendo funciones vitales.
La capa de ozono (O3) es la encargada de protegernos de los rayos UVB (de longitud de onda 290 a 520 nm) (léase nanometro (nm) = 1m /1000 millones) y de loa UVC (longitud de onda inferior a 290 nm) que nos resultarían extremadamente dañinos ya que cuando más pequeña es la longitud de la onda luminosa, su energía resulta ser más penetrante y al incidir sobre nuestra piel puede alterar el código genético de sus células, y generar cáncer de piel (melanoma).
Si esta capa desapareciera seria imposible vivir sobre la tierra.
El ozono tiene un ciclo de regeneración que esta dado por las siguientes reacciones químicas:
3 O2 (g) + UVC -------3 O3 (g)
2 O3 (g) + UVB--------3 O2 (g)

Léase:
Tres moléculas de oxígeno gaseoso con los rayos ultravioletas C producen 3 moléculas de ozono también gaseoso.
Dos moléculas de ozono gaseoso con los rayos ultravioletas B producen tres moléculas de oxigeno gaseoso.

Si observamos las ecuaciones anteriores veremos que hay un ciclo sin fin en donde el oxigeno regenera al ozono y viceversa, todo a expensas de los UVB y UVC que son los rayos dañinos para nuestra salud. Esta capa atmosférica que se encuentra aproximadamente a 20 o 30 Km. de la tierra trabaja permanentemente protegiéndonos pues baja la potencia de los rayos dañinos que nuestra estrella produce.

Este ciclo de regeneración del Ozono ha sido alterado por sustancias que actúan sobre él, la recuperación del mismo se ve disminuida y la capa comenzó hace unos años a afinarse peligrosamente.

Alrededor de la década del 70 se descubrió un adelgazamiento de ella, llamándolo agujero de ozono y en el 80 se popularizo la información. Un grupo de científicos desarrolló una teoría donde se explicó que la causa de este afinamiento se debía a los compuestos de Cloro Fluor y Carbono (clorofluorcarbonados) (CFCs) que generaban masivamente la industria, empleándolos en la refrigeración, en la fabricación de goma espuma y como propelentes de aerosoles, lanzándolos masivamente a la atmósfera con el consecuente daño. El análisis químico de esta teoría le mereció el premio Nóbel de la Química en el año 1995 a Mario J Molina, un científico mejicano nacido en 1943.
La teoría de Molina explica que estos compuestos generan  con los rayos UV un radical de Cloro (Cl*) que es el causante de la destrucción del ozono atmosférico, Este radical es una molécula de cloro partida por la mitad, un cloro con siete electrones en su última capa que se encuentra en estado extremadamente activo buscando en forma permanente la estabilidad de su octeto y lo logra cuando le quita uno de los oxígenos al O3 transformándolo en O2, y destruyéndolo. La destrucción es enorme ya que un sólo átomo de Cloro es capaz de hacer desaparecer 100000 moléculas de ozono. Este es un proceso químico que se acelera con las bajas temperaturas y la presencia de luz UV.
El 16 de setiembre de 1987 en Montreal se firma un protocolo que se efectiviza luego de 2 años, donde los países firmantes se comprometen en un periodo de 10 años a reducir la producción de estos químicos a la mitad. A esta altura ya nadie debe fabricar o usar estos productos.

Pero no toda la comunidad científica apoya la teoría de Molina, se dan una serie de argumentaciones donde se objeta que estos compuestos sean los causantes directos de la destrucción de la capa de ozono. Si bien se conoce que el causante directo de la desaparición del ozono es el Cl*. La discusión esta plantada tratando de dilucidar quienes son los mayores proveedores del radical cloro, si los compuestos cloro fluor carbonados o las erupciones volcánicas antárticas que generan cloro en forma masiva.Igualmente la suma de ambos efectos potencia la destrucción, si no se fabrican estos peligrosos productos la naturaleza se encarga de restablecer el equilibrio. No nos olvidemos que los volcanes de la Antártica estuvieron desde siempre y está comprobado que los problemas ambientales se vienen incrementando desde la revolución industrial.
Actualmente se sabe que el agujero de ozono se agranda y se achica todos los años según la estación del año en que nos encontremos.
En el año 2000 se redujo hasta desaparecer completamente el 19 de noviembre según afirmaron científicos de la NASA.
En el año 2002 se redujo notablemente a dos “agujeros” pequeños en lugar de uno grande y extenso.
Actualmente se sabe que el agujero se forma cuando termina el invierno antártico, cuando comienzan a tener intensidad los primeros rayos solares (UV), en ese momento el cloro atmosférico actúa destruyendo el O3 pero antes de comenzar diciembre el agujero vuelve a desaparecer o se achica notablemente.
Hoy se conoce que además de estos compuestos hay otras sustancias que afectan la capa de ozono y  propician su destrucción, estos son los óxidos de nitrógeno, producidos por los desechos industriales y el metano producto de la descomposición orgánica, gas de los pantanos, desechos del ganado y subproducto del cultivo de arrozales.

Fuera de la discusión que se plantea, lo cierto es que debemos tomar conciencia de que nuestros actos afectan intensamente al medio ambiente, antes de generar o permitir la instalación de una industria o propiciar cualquier tipo de explotación económica debemos realizar un exhaustivo estudio para conocer como afectan sus desechos a la bio diversidad del lugar.

Seamos conscientes de que cuidar nuestro medio ambiente es cuidarnos a nosotros mismos y a las generaciones venideras. Esto lo debemos dar a conocer desde los primeros años de la educación formal y en el hogar como principio solidario hacia la naturaleza toda.

El equilibrio perfecto CF Nº 6

Autora:María Cristina Chaler.

CIENCIA FÁCIL Número: 8

Sólo sé que no sé nada...
Sócrates
Sutil Equilibrio.

A través de la serie de notas publicadas nos fuimos adentrando en algunos de los misterios de la Ciencia.
Conocemos la materia, su origen y evolución. La formación de distintas sustancias y el por qué de algunas de sus propiedades como su naturaleza eléctrica, ya descubierta por Faraday a alrededor de 1833, su color y el misterioso espacio vació que la conforma que es mucho más abundante que el espacio lleno que ocupa. Estos “misterios” que la Ciencia va descubriendo y explicando hacen que el científico continué asombrándose de la inmensidad universal y busque en su avance más explicaciones, ya que lo desconocido es mucho mayor que lo que hasta ahora se ha descubierto.
Los avances de la Ciencia son enormes, pero cuanto más se avanza más nos damos cuenta de la enormidad que falta por descubrir.

Es notable como en el Universo mantiene la tendencia al equilibrio.
En física, Newton, en el siglo XVII, ya fundamento algunos principios observando el movimiento de los cuerpos.
Su primer principio de inercia decía: “Todo cuerpo tiende a conservar en forma indefinida el estado de reposo o de movimiento en que se encuentra”. Si esto de alguna manera se viese alterado existe un tercer principio newtoniano que dice: “Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro (acción) este responde con una fuerza igual y de sentido contrario (reacción)”. La llamada reacción tendrá la tendencia a anular a la primera para restablecer ese equilibrio que el cuerpo se resiste a abandonar. Estos pares de interacción de encuentran en todo lo que nos rodea.

A nivel molecular, en química, el famoso principio de Chatellier rige los equilibrios químicos.”Cuando una causa exterior afecta un sistema químico en equilibrio éste se opone a la misma generando un efecto que anula al que provoca tal desequilibrio”

En biología un cuerpo viviente posee un el equilibrio regido por un principio que recibe el nombre de homeostasis un cuerpo vivo cuando es alterado genera un efecto de modo que esa alteración se anule. Cuando nos exponemos a un frió intenso todo nuestro organismo reacciona en consecuencia para oponerse al mismo y evitar la enfermedad.

A nivel naturaleza conocemos ampliamente el famoso equilibrio ecológico ya que una mínima alteración en un bioma (conjunto de seres vivos) genera enormes cambios naturales para compensarla.

Termodinámicamente (estudio de los calores, trabajos y energías generados por los sistemas), Hay un equilibrio entre la tendencia al orden y tendencia al desorden.
Cuando sacamos un cubo de hielo del refrigerador éste, a temperatura ambiente, pasa al estado líquido porque bajo esas condiciones predomina la tendencia al desorden, en cambio cuando volvemos enfriar, con la baja temperatura, la tendencia al orden hace que las moléculas se coloquen en lugares fijos y el líquido se solidificará, ya que el estado sólido es mucho más ordenado que el estado líquido.
Orden y desorden conviven ambos y se equilibran pues los tres estados son parte de la naturaleza.

El Universo en general se compensa con caos y orden de modo de mantener un “perfecto equilibrio” ante el cual nos asombramos y muchos de sus misterios aún desconocemos.

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Fuerzas de la naturaleza CF Nº 25

Autora:María Cristina Chaler.

Ciencia Fácil Número 25
Fuerzas de la naturaleza

Cuanto más conocemos, somos más conscientes de nuestra ignorancia.Con el progreso de la ciencia el modelo atómico cambió y el conocimiento de la composición de la materia también, lo simple se hizo complejo pero muchos misterios todavía no fueron develados.
Falta un largo camino por recorrer.


Como consecuencia del descubrimiento y el estudio de los fenómenos de radioactividad natural la ciencia descubrió partículas subatómicas que cambiaron notablemente el conocimiento del modelo del átomo y de la composición de la materia.
La mecánica quántica y el estudio de las distintas partículas introdujeron el concepto de materia fermiónica y bosónica, ambas coexistentes e interactuando a través de las fuerzas de la naturaleza que llamamos fuerzas fundamentales por no derivar de otras.

Antes de ampliar este concepto preguntémonos:

¿Qué entendemos por fuerza?

Intuitivamente todos poseemos desde niños la noción de fuerza ya que de algún modo tomamos contacto con ellas a lo largo de nuestras vidas.
¿Quién no levantó pesos?, ¿Quién no recibió alguna vez un empujón o arrojó alguna pelota? ¿A quién no se le rompió algo al caérsele de sus manos? Al analizar estos fenómenos nos daremos cuenta que las fuerzas son para todos nosotros sumamente conocidas desde hace mucho tiempo.

Toda fuerza se puede medir, es decir es una magnitud que tiene la característica de poseer una determinada intensidad (módulo), actuar sobre algún punto de un cuerpo o partícula (punto de aplicación), encontrarse sobre una recta de acción (dirección) y aplicarse hacia alguno de los extremos de dicha recta (sentido).

Veamos un ejemplo de fuerza en la vida cotidiana

Si levantamos un cuerpo que pesa 20 Kgf tomándolo de un sostén, para poder mantenerlo en el aire debemos realizar una fuerza que posea una intensidad de 20 Kgf aplicada en el dicho sostén con una dirección vertical y sentido hacia arriba.

Veamos un ejemplo de velocidad

Cuando marchamos en un auto (Punto de aplicación) lo hacemos con un determinado valor de velocidad, por ejemplo a 80 Km. /h (módulo o intensidad), en una ruta (dirección) y hacia un cierto destino (sentido).

Este tipo de magnitudes que poseen punto de aplicación, intensidad, sentido y dirección se llaman magnitudes vectoriales.
Son ejemplo de ellas las fuerzas, las velocidades, las aceleraciones, el campo eléctrico, el campo magnético y muchas otras más.

Existen otros tipos de magnitudes que no son vectoriales ya que no necesitan de dirección, sentido y punto de aplicación, éstas se denominan magnitudes escalares.

Ejemplos de ellas son la longitud de una cinta, la superficie de un lugar, el volumen que ocupa un cuerpo en el espacio o el tiempo. Ninguna de estas magnitudes posee los elementos mencionados en las vectoriales.


La fuerza por lo tanto es una magnitud vectorial cuyo efecto provoca cambios sobre los cuerpos en donde actúa. Se representa tanto en física como en matemática con una flecha que indica que se trata de un vector.

¿Cómo se transmiten las fuerzas?

Para mover un cuerpo debemos aplicar una fuerza en forma directa sobre el mismo o a través de una cuerda. Si este se encuentra en reposo, (sin movimiento) y la fuerza aplicada es lo suficientemente intensa, se moverá superando el roce que ejerce el piso sobre su base e ira adquiriendo cierta velocidad luego de un determinado tiempo. Podemos decir que el cuerpo se acelera. Esa aceleración será directamente proporcional a la fuerza aplicada, es decir a mayor fuerza mayor será la aceleración y a menor fuerza menor aceleración e inversamente proporcional a la masa del cuerpo, eso significa que si el cuerpo es muy masivo la fuerza aplicada lo acelerará poco y si su masa es pequeña se acelerará mucho.

En símbolos

F = m. a segunda Ley de Newton (principio de masa)
Se lee:
Fuerza (F) igual a masa (m) por aceleración (a)

Cuando nos arrojan una pelota, ésta llega hacia nosotros con una cierta velocidad que dependerá del impulso que le otorgó la persona que la lanzó.
Cuando choca con nuestras manos percibimos, la fuerza de ese impulso inicial a través del golpe de la pelota.
Analizando estos fenómenos llegamos a la conclusión de que las fuerzas se trasmiten a través de la materia ya sea por contacto directo o indirecto.
Si la distancia a lo largo de la cual se transmite dicha fuerza es grande decimos que se trata de una fuerza de largo alcance contrariamente si es pequeña la clasificaremos como fuerza de corto alcance.

¿Qué pasa con las fuerzas eléctricas?

Si dos cargas eléctricas de igual signo son colocadas una al lado de la otra y se mantienen en reposo observaremos que se repelen, mientras que si hacemos lo mismo con las de las de signo contrario se atraerán.
Esa repulsión o atracción que se produce a través del espacio es provocada por la fuerza eléctrica y es directamente proporcional al valor de cada una de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.
En símbolos

F = K q1.q2/ (d)2 (Ley de Coulomb)

Se lee:
Fuerza igual a constante (K) por carga1 (q1) por carga2 (q2) dividido distancia al cuadrado ((d)2).


La materia que transmite la fuerza eléctrica es la bosónica y lo hace a través de los fotones (partículas bosónicas) (ver átomo II).

Las cargas eléctricas generan campo eléctrico.

El campo eléctrico, es una magnitud vectorial cuyo efecto se da en los puntos del espacio que rodean a una carga eléctrica y se caracteriza por tener una intensidad dada por el cociente de la Fuerza eléctrica y la carga que lo provoca.
En símbolos

E = F/q

Se lee:
Campo eléctrico (E) igual a fuerza (F) dividido carga (q) que lo genera.


Reemplazando el valor de la fuerza por la Ley de Coulomb, la ecuación se transforma en

E = K .q / (d)2.
Se lee:
Campo eléctrico igual a constante (K) por la carga (q) que lo provoca en un cierto punto del espacio, dividido la distancia al cuadrado ((d)2) desde esa carga hasta el punto en donde estamos calculando el valor del campo E.


El campo tendrá una cierta intensidad, una dirección determinada, tendrá algún sentido y su punto de aplicación estará en el espacio.
Su medición es indirecta ya que primero debemos calcular la fuerza que ejerce la carga en estudio sobre otra llamada exploradora en el punto del espacio en donde deseamos medir el campo eléctrico y luego hacer los cálculos.

¿Y el magnetismo?

Ya en el siglo IX los chinos inventaron un ingenioso instrumento conocido como brújula. Esta posee una aguja imantada que señala siempre hacia el polo norte es decir que pone en evidencia la existencia del campo magnético terrestre.
En la actualidad se sigue usando pero la tecnología de avanzada nos permite la ubicación de posiciones en forma precisa mediante el Global Position System (GPS) que calcula en forma satelital una determinada coordenada terrestre.

Cuando llenamos nuestro refrigerador de imanes estamos aprovechando la llamada fuerza magnética que la producen las cargas eléctricas en movimiento. La acción de esta fuerza es tanto atractiva (se pega el imán a la heladera) como repulsiva (no podemos acercar dos polos del mismo signo de un imán).

Esta fuerza es directamente proporcional al producto de las masas magnéticas e inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia que las separa.
En símbolos
F = K m1.m2/ (d)2

Se lee:

Fuerza (F) igual a constante (K) por masa magnética1 (m1) por masa magnética2 (m2) dividido la distancia que separa a dichas masas magnéticas al cuadrado ((d)2)
Esta fuerza también será trasmitida por la materia bosónica a través de los fotones.
Al igual que las cargas eléctricas las masas magnéticas generan en el espacio campos magnéticos.

Ambas fuerzas son semejantes
El electromagnetismo es la parte de la física que estudia los fenómenos eléctricos y magnéticos unificándolos entre si.
James Clerk Maxwell formuló a través de las ecuaciones de Maxwell la teoría que unifica ambos conceptos.
El campo magnético (B) como el campo eléctrico (E) son magnitudes vectoriales que poseen dirección, sentido, intensidad y punto de aplicación en el espacio y afectan a la materia visible. Si bien los campos magnéticos resultan invisibles al ojo humano existen múltiples experimentos para verificar su existencia.
Los fenómenos electromagnéticos se denominan de esa forma porque las cargas eléctricas influyen sobre los campos magnéticos y viceversa.
Electricidad y magnetismo son fenómenos semejantes y se dan simultáneamente como fenómenos electromagnéticos.

La fuerza electromagnética es otra fuerza fundamental que es transmitida por materia bosónica mediante los fotones. Tiene alcance universal ya que a la materia cargada eléctricamente que se encuentra en movimiento.

¿Qué pasa en el núcleo atómico?

Existe una fuerza que no permite que los protones (+) se rechacen ya que es una fuerza atractiva, si ésta no estuviese presente la materia colapsaría y no existiría como tal. Esta fuerza que genera la coherencia material es la fuerza nuclear fuerte y está transmitida por materia bosónica a través de los gluones, que como dijimos poseen carga color que genera la fuerza color (ver átomo II).
Esta fuerza es de corto alcance ya que actúa en pequeñas distancias pero es la fuerza fundamental más fuerte de la naturaleza.

¿Posee el núcleo otra fuerza?

Hay en el núcleo otra fuerza que es la fuerza nuclear débil capaz de generar fenómenos radioactivos donde las partículas nucleares se transforman unas en otras (Ver átomo II), es la fuerza que retiene a los leptones (entre ellos los electrones) (Ver átomo II) está transmitida también a través de materia bosónica por los mesones. (Ver átomo II). Su alcance es pequeño ya que actúa en cortas distancias.

El gran misterio

Estamos adheridos a la tierra por la atracción que provoca la fuerza gravitatoria ésta es la más conocida en la vida cotidiana y se supone que al igual que las otras fuerzas fundamentales se transmite a través de materia bosónica, Hay una partícula que actúa de intermediaria a la cual se la bautizó gravitón pero hasta el momento es sólo teórica ya que no se ha descubierto aún.
Esta fuerza es sólo atractiva y es la más débil de todas las fuerzas fundamentales que hemos descrito, ya que no resulta tan difícil vencerla, pensemos que al lanzar una pelota estamos superando la atracción gravitatoria y todos lo podemos hacer muy fácilmente.
Su alcance es Universal ya que todos los componentes del universo se encuentran afectados por la fuerza gravitatoria.
En símbolos

F = G M1.M2/ (d)2 Ley de gravitación Universal

Se lee:
Fuerza gravitatoria (F) igual a constante de gravitación universal (G) por masa 1(M1) por masa2 (M)2 dividido la distancia que separa a dichas masas al cuadrado ((d)2).


Esto significa que la fuerza de atracción entre dos masas aumenta al aumentar las mismas y disminuye cuando la distancia entre ellas aumenta.

La gravedad ha sido objeto de una gran discusión y según la teoría de la relatividad general seria provocada por la curvatura del espacio-tiempo que provoca un cuerpo de gran masa de modo que todo otro cuerpo menor que se acerque al mismo caerá hacia el cuerpo masivo a través de deformación del espacio.
Todo el universo y sus diferentes componentes se encuentran afectados por ella por lo tanto su alcance es largo y hasta el momento sigue siendo un misterio el gravitón ya que si existiera poseería tan poca energía que sería muy difícil de detectar.

Concluimos que las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza son:

· Fuerza gravitatoria. De largo alcance transmitida por el gravitón

· Fuerza electromagnética. De largo alcance transmitida por fotones.

· Fuerza nuclear fuerte. De corto alcance transmitida por gluones.

· Fuerza nuclear débil. De corto alcance transmitida por mesones.

Finalmente al estudiar la materia que nos rodea llegamos a la conclusión que sólo es una manifestación energética. Según las fuerzas de interacción entre las partículas que la conforman se presentan de diferentes maneras y posee distintas cualidades que si bien para los ojos humanos resultan ser enormemente diferentes, para la ciencia no es tan así ya que sólo se trata de interacciones energéticas. Todas la materia se encuentra afectada por estas cuatro fuerzas fundamentales que el hombre fue estudiando y que todavía no puede unificar en una única teoría pero que posiblemente esté en el camino para hacerlo.

No nos olvidemos que los sentidos del hombre son limitados. Si consideramos el sentido de la vista, el hombre capta del espectro energético de la luz solar sólo una ínfima porción y la parte más amplia no la percibe.
La inteligencia del hombre es muy grande y con el transcurrir del tiempo fue haciendo descubrimientos cada vez más importantes pero los misterios universales son muy amplios y hay muchísimo más por descubrir y “crear”.
Existen en la ciencia una serie de interrogantes que posiblemente se puedan llegar a responder, pero aún hay mucho camino por recorrer y posiblemente siempre lo haya. Nuevos modelos van surgiendo y otros van cayendo y de ese modo la ciencia avanza.


Hay un punto en donde ciencia y filosofía se unifican. Muchas veces los interrogantes científicos se asemejan a los interrogantes filosóficos.

El filósofo se pregunta hacia dónde vamos, cuál es la finalidad de la vida, qué fuerza o energía moviliza al hombre o cuáles podrían ser las consecuencias de ello.

El científico investiga el origen del Universo, la materia que lo compone, el comportamiento de la misma y todos los fenómenos que en ella se generan.