domingo, 28 de abril de 2013

7- El problema energético


Cualquier actividad necesita energía. En cualquier cambio, la suma de las energías presentes antes del cambio es igual a la suma de las energías en que se han transformado después del cambio: la energía se conserva (principio de conservación y transformación de la energía.

En cualquier transformación energética, una parte de la energía inicial se disipa como calor y no se puede volver a utilizar. Esta pérdida de energía útil se denomina degradación de la energía y es el origen del problema energético.



Energía primaria y energía final

Se denomina energía primaria a la contenida en las fuentes de energía. Para que ésta esté disponible para el consumo se deben realizar diversas operaciones de transformación y transporte.

     Se denomina energía final a la energía que se utiliza en los puntos de consumo, como por ejemplo, la energía eléctrica en los domicilios o la energía del gasóleo.

     En los procesos de transformación y del transporte siempre hay pérdidas de energía.

     Energía primaria = Energía final + Energía perdida en el transporte + Energía perdida en otras operaciones.


Ahorro enérgico

El crecimiento poblacional y la economía de mercado han aumentado la demanda de productos y energía, creciendo la huella ecológica de la humanidad. La base de la economía mundial se basa en el concepto de crecimiento infinito que requiere de un 3% de incremento anual. Dicho crecimiento implica que, en apenas un cuarto de siglo, las necesidades energéticas se habrán duplicado, y así sucesivamente. También hay que tener en cuenta el hecho de que el 85% de la población mundial consume el 15% de la energía. Es decir, si éstos últimos quisiesen unirse al carro del consumo energético, entonces las necesidades energéticas se multiplicarían entre 4 y 9 veces.

Los EE UU y Canadá tienen el récord de consumo, sólo constituyen el 5% de la población mundial y consumen el 30% de la energía primaria. Como solución a dicha problemática energética, los científicos sólo encuentran una reducción a nivel global del consumo de energía por individuo, es decir, un ahorro energético. El hombre primitivo proporcionaba 100 vatios hora al día (como una bombilla incandescente), lo que era suficiente para su permanencia. Un deportista en plena acción proporciona 1.500 vatios. El consumo medio mundial per capita es de 2.200 vatios. Sin embargo, en el año 2000 el consumo en EE.UU. es 12.500 W, mientras que en Europa es 4.600 W, proporcionando la misma calidad de vida aparente.


6- Cambio climático


Se llama cambio climático a la modificación del clima con respecto al historial climático a una escala global o regional. Tales cambios se producen a muy diversas escalas de tiempo y sobre todos los parámetros meteorológicos: temperaturapresión atmosféricaprecipitacionesnubosidad, etc. En teoría, son debidos tanto a causas naturales como antropogénicas.

Calentamiento del planeta

El cambio climático está ocasionado principalmente por la quema de combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas) que en su combustión para producir energía liberan CO2 a la atmósfera. Desde la revolución industrial, el modelo de desarrollo ha tenido como motor estas fuentes de energía. Sin embargo, los impactos ambientales que produce este modelo, así como lo costoso del mismo, hacen necesaria la transición hacia un modelo energético basado en el ahorro, la eficiencia, las energías renovables y la justicia social. 


Responsabilidad global

Al ser el cambio climático un problema global se necesita el acuerdo y la participación de todos los países. Lamentablemente, los gobiernos no están respondiendo a este reto con la urgencia y la ambición necesaria, como vimos con el débil acuerdo al que se llegó en la última Cumbre de Cambio Climático de Dúrban. Los responsables políticos esconden la cabeza, miran hacia otro lado más preocupados por el corto plazo y por seguir manteniendo el status quo, que por cambiar realmente el rumbo. 


Como nos afecta

El cambio climático es el gran reto ambiental y socioeconómico del siglo XXI. Su impacto potencial es enorme, con predicciones de falta de agua potable, grandes cambios en las condiciones para la producción de alimentos y un aumento en los índices de mortalidad debido a inundaciones, tormentas, sequías y olas de calor. Afrontarlo exige una transformación profunda de los actuales modelos energéticos y productivos, y un compromiso global al más alto nivel.



4- Las células madre.


Las células madre son células que se encuentran en todos los organismos multicelulares y que tienen la capacidad de dividirse (a través de la mitosis) y diferenciarse en diversos tipos de células especializadas y de auto renovarse para producir más células madre. En los mamíferos, existen diversos tipos de células madre que se pueden clasificar teniendo en cuenta su potencia, a saber, el número de diferentes tipos celulares en los que puede diferenciarse. En los organismos adultos, las células madre y las células progenitoras actúan en la regeneración o reparación de los tejidos del organismo. 



Tipos de células madre

Teniendo en cuenta su potencia, las células madre pueden dividirse en cuatro tipos:

  • Las células madre totipotentes pueden crecer y formar un organismo completo, tanto los componentes embrionarios (como por ejemplo, las tres capas embrionarias, el linaje germinal y los tejidos que darán lugar al saco vitelino), como los extraembrionarios (como la placenta). Es decir, pueden formar todos los tipos celulares. La célula madre totipotente por excelencia es el cigoto, formado cuando un óvulo es fecundado por un espermatozoide.

  • Las células madre pluripotentes no pueden formar un organismo completo, pero sí cualquier otro tipo de célula correspondiente a los tres linajes embrionarios (endodermoectodermo y mesodermo), así como el germinal y el saco vitelino. Pueden, por tanto, formar linajes celulares. Se encuentran en distintas etapas del desarrollo embrionario. Las células madre pluripotentes más estudiadas son las células madre embrionarias que se pueden aislar de la masa celular interna del blastocisto. El blastocisto está formado por una capa externa denominada trofoblasto, formada por unas 70 células, y una masa celular interna constituida por unas 30 células que son las células madre embrionarias que tienen la capacidad de diferenciarse en todos los tipos celulares que aparecen en el organismo adulto, dando lugar a los tejidos y órganos. En la actualidad se utilizan como modelo para estudiar el desarrollo embrionario y para entender cuáles son los mecanismos y las señales que permiten a una célula pluripotente llegar a formar cualquier célula plenamente diferenciada del organismo. Asimismo, están comenzando a ser utilizadas con éxito en terapias biomédicas. Las células madre germinales son células madre embrionarias pluripotentes que se derivan de los esbozos gonadales del embrión. Estos esbozos gonadales se encuentran en una zona específica del embrión denominada cresta gonadal, que dará lugar a los óvulos y espermatozoides. Tienen una capacidad de diferenciación similar a las de las células madre embrionarias, pero su aislamiento resulta más difícil.


  • Las células madre unipotentes, también llamadas células progenitoras son células madre que tiene la capacidad de diferenciarse en sólo un tipo de células. Por ejemplo las células madre musculares, también denominadas células satélite sólo pueden diferenciarse en células musculares.

Métodos de obtención de las células madre

Embriones crioconservados:
La criopreservación o crioconservación es un método que utiliza nitrógeno líquido (-196 °C) para detener todas las funciones celulares y así poderlas conservar durante años. Estos embriones son procedentes de los tratamientos de reproducción humana asistida, que cuando se fecundan más de los necesarios pueden ser donados por los pacientes que se someten a este tratamiento. Estos embriones criopreservados en fase de blastocisto pueden conservarse durante cinco años, según lo reglamenta el R.D. 413/1996.

Blastómeros individuales: Con esta técnica, probada primero en ratones y después en humanos, se consigue no destruir el embrión. Se utilizaron óvulos fecundados de ratón que se dejaron crecer hasta que tuviesen de 8 a 10 células. una de estas células se extrae y se cultiva. Con esta técnica se ha logrado obtener dos lineas celulares estables que mostraban un cariotipo normal y presentaban marcadores característicos de pluripotencialidad. El embrión del que se obtiene esta célula es completamente viable por lo que se puede implantar en un útero y seguir un desarrollo normal.

Activación de ovocitos por transferencia nuclear somática: consiste en extraer un núcleo de un óvulo no fertilizado y sustituirlos por el núcleo de una célula somática adulta. Al encontrarse en un ambiente propicio, el citoplasma del óvulo, este núcleo es capaz de reprogramarse. Una ventaja de esta técnica es obtener células madre que contengan la misma dotación genética que el paciente y evitar así problemas de rechazo. Esta técnica sólo se ha realizado en animales, no en humanos. Las mutaciones producidas en el ADN de estas células adultas hace que se produzcan problemas durante la desdiferenciación.

Partenogénesis: Este proceso reproductivo no se da en mamíferos. Sin embargo, la partenogénesis puede ser inducida en mamíferos mediante métodos químicos o físicos in vitro. Como resultado de esta activación, se obtiene una masa celular denominada partenote de las que se pueden aislar células pluripotenciales. Esta técnica sólo es aplicable en mujeres. 


martes, 23 de abril de 2013

2-El evolucionismo.


 Desde un punto de vista científico, se sostiene que existe un proceso de evolución mediante el que los seres vivos se han ido diversificando a partir de otros antepasados.Los cambios que se producen en la evolución de las especies se generan a dos niveles: a) a nivel genético o mutaciones genéticas; y b) a nivel de la supervivencia de los mejor dotados, o adaptados al ambiente existente, que les permite sobrevivir hasta la edad de madurez sexual y reproducirse transmitiendo sus características particulares. (selección natural).
En un sentido filosófico, evolución es un movimiento o cambio perpetuo al que está sometido todo, siendo intrínseco al propio devenir. Evolucionismo sería, así pues, la doctrina que defiende tales argumentos.
Se entiende por evolución cultural el cambio a lo largo del tiempo de elementos culturales de una sociedad (o una parte de esa). La evidencia muestra que, la cultura se puede definir como desarrollo de los usos, costumbres, religiones, valores, organización social, tecnología, leyes, lenguajes, artefactos, herramientas, transportes-, se desarrolla por la acumulación y transmisión de conocimientos para la mejor adaptación al medio ambienente.
Las tesis evolucionistas aplicadas a las ciencias sociales fueron una consecuencia de dos grandes aportaciones científicas de mediados del siglo XIX: el evolucionismo que planteó para la biología Darwin y la filosofía positivista de Auguste Comte. En ese contexto se formularon los estadios evolutivos de autores como el estadounidense Lewis Morgan (1818-1881) y el británico Edward Burnett Tylor (1834-1917), quienes, con algunos matices diferenciales plantearon la existencia de tres estadios principales en el desarrollo cultural de los grupos humanos, denominados de menor a mayor nivel de desarrollo: salvajismo, barbarie y civilización.

El evolucionismo, en cualquiera de sus acepciones históricas, se refiere a la mutabilidad de las especies. Se opone, de este modo, al fijismo o inmutabilidad de aquéllas (las especies permanecen invariables desde que se crean o nacen).














DARWIN ,LAMARCK  Y  TEORÍA SOBRE EL  EVOLUCIONISMO.






Para explicar los mecanismos de la evolución, Darwin formuló la teoría de la selección natural, según la cual los individuos más adaptados al medio son los que tendrían mayor posibilidad de supervivencia y de reproducción; consecuentemente los menos adaptados tenderían a desaparecer.



  
Al contrario que Lamarck, Darwin defendía que la selección sólo actuaba favoreciendo estadísticamente la repetición de los caracteres más positivos para la supervivencia de una determinada especie.
Según Darwin, la evolución de las especies se produce por efecto de una selección natural que opera de modo que favorece la supervivencia del individuo más adaptado. Para el ejemplo de la jirafa dedujo que originalmente había jirafas de cuello corto y jirafas de cuello largo, pero que en la lucha por la existencia resultaron vencedoras las de cuello largo pues tenían mayores posibilidades de procurarse el alimento.
El darwinismo es un término con el que se describen las ideas de Charles Darwin, especialmente en relación a la evolución biológica por selección natural.
El darwinismo no es sinónimo de evolucionismo, este último es anterior a Charles Darwin: las teorías darwinistas son evolucionistas, pero su aportación clave es el concepto de selección natural considerado determinante para explicar la causa de la evolución y que en su posterior desarrollo, con numerosas aportaciones y correcciones, permitirá la formulación de la teoría de la evolución actual o síntesis evolutiva moderna. Por tanto es igualmente equivocado usar el término «darwinismo» para referir la actual teoría de la evolución, ya que esta no se reduce solo a las ideas postuladas por Charles Darwin.
Lamarck fue el primero que intentó explicar la teoría evolucionista. Su teoría se asienta sobre cuatro postulados básicos. Veamos:
1.La búsqueda en todos los organismos de nuevos estados de perfección.
2.La capacidad de los seres vivos de acondicionarse y adaptarse a las características del ambiente en el que viven.
3.La aceptación de la existencia de la generación espontánea.
4.La aseveración de que los caracteres adquiridos son hereditarios.


Según Lamarck "la necesidad crea el órgano" y por extensión del razonamiento, la inactividad de éste originaría su atrofia y desaparición. El ejemplo del cuello de las jirafas es el más empleado por su necesidad de alcanzar las hojas más altas de los árboles estaría la razón por la que el cuello, poco a poco, se alargase.
En definitiva, según Lamarck son las condiciones ambientales las que determinan las variaciones en la estructura de un organismo. El cuello de la jirafa, por ejemplo, se habría alargado progresivamente para alcanzar las ramas cada vez más altas. 





La teoría de Lamark también tenía algunas críticas como:
  
1-No lograba explicar la evolución de aquellos caracteres cuyo desarrollo no depende para nadade la “voluntad” del ser vivo, por ejemplo, las pigmentaciones de algunas especies.
 no lograba explicar tampoco muchas de las experiencias en las que la “voluntad” del ser estáimplicada en los cambios.
 2-el descubrimiento del código genético y de los mecanismos de la herencia, demuestra que loscaracteres adquiridos por el uso o desuso no se heredan. .De esta manera Lamarck puedo responder al ejemplo anteriormente escrito sobre el crecimiento del cuello de las jirafas: éstas en sus orígenes tuvieron un cuello normal pero por la escasez de hojas de los árboles las jirafas tuvieron que ir alargando su cuello de generaciónen generación, de modo que cada una de  ellas se iría esforzando más para conseguir el cuello actual de las jirafas. 
Para Lamarck, la vida es un fenómeno natural consistente en un modo peculiar de organiza-ción de la materia. En este sentido, considera que los organismos vivos están formados por losmismos elementos y las mismas fuerzas físicas que componen la materia inanimada.



 

9- Los materiales del siglo XXI

Los materiales más utilizados en el siglo XXI son:
LA FIBRA DE CARBONO:
La fibra de carbono es el desarrollo más reciente en el campo de los materiales compuestos siguiendo la idea de que uniendo fibras sintéticas con varias resinas, se pueden lograr materiales de baja densidad, muy resistentes y duraderos.
La fibra de carbono (FC) se desarrolló inicialmente para la industria espacial, pero ahora, al bajar de precio, se ha extendido a otros campos: la industria del transporte, aeronáutica, al deporte de alta competición y, últimamente encontramos la FC hasta en carteras de bolsillo y relojes.
La fibra de carbono es un material compuesto, constituido principalmente por carbono. Tiene propiedades mecánicas similares al acero y es tan ligero como la madera o el plástico.
  Por su dureza tiene menor resistencia al impacto que el acero. Al igual que la fibra de vidrio, es un caso común de metonimia, en el cual se da de alto el nombre de una parte, en este caso el nombre de las fibras que lo refuerzan.
Las PROPIEDADES principales de este material compuesto son:

Elevada resistencia mecánica, con un módulo de elasticidad elevado.
Baja densidad, en comparación con otros elementos como por ejemplo el acero.
Elevado precio de producción.
Resistencia a agentes externos.
Gran capacidad de aislamiento térmico.
Resistencia a las variaciones de temperatura, conservando su forma, sólo si se utiliza matriz termoestable.  
Hilo de fibra de carbono.

          
Otros materiales son: EL GRAFENO. 
El grafeno, uno de los materiales más finos, flexibles, fuertes y con mayor conductividad que existen, está llamado a revolucionar el futuro, desde importantes cambios en la industria de la telefonía móvil, las telecomunicaciones o la fabricación de chips hasta la forma de elaborar fármacos contra el cáncer.

Grafeno.
Otro material es: EL AEROGEL. 
El aerogel o el humo helado es una sustancia coloidal similar al gel, en el cual el componente líquido es cambiado por un gas, obteniendo como resultado un sólido de muy baja densidad (3 mg/cm3 ó 3 kg/m3) y altamente poroso, con ciertas propiedades muy sorprendentes, como su enorme capacidad de aislante térmico.
 
Flor soportada por fuego y aerogel.




POR ELENA PERALES ANDREU.













martes, 16 de abril de 2013

1-EL UNIVERSO.

Materia, energía, espacio y tiempo, todo lo que existe forma parte del Universo. Es muy grande, pero no infinito. Si lo fuera, habría infinita materia en infinitas estrellas, y no es así. En cuanto a la materia, el universo es, sobre todo, espacio vacío.
Las Estrellas: son masas de gases, principalmente hidrógeno y helio, que emiten luz, como nuestro Sol.
Las Galaxias: son acumulaciones enormes de estrellas, gases y polvo. En el Universo hay millones.
La Vía Láctea: es nuestra galaxia. Los romanos la llamaron "Camino de Leche".
Los Cuásares: son objetos muy lejanos que emiten grandes cantidades de energía.
Los Púlsares: son fuentes de ondas de radio que vibran con periodos muy regulares.
Los Agujeros negros: son cuerpos con un campo gravitatorio tan grande que no escapa ni la luz.

En el Universo hay también materiales dispersos, dentro y fuera de las galaxias: la materia interestelar, la luz, la radiación de fondo y la materia oscura. Dedicamos un capítulo a la Medición del Universo, donde explicamos las unidades para medir distancias y también conceptos como paralaje, declinación, ascensión, brillo de las estrellas y longitud de onda.

Además del inevitable Origen del Universo, otro apartado interesante explica las fuerzas y movimientos. Por último, también se habla sobre constelaciones, telescopios, radiotelescopios ... y todo aquello que hemos usado los humanos para observar el Universo.

El Universo contiene galaxias, cúmulos de galaxias y estructuras de mayor tamaño llamadas supercúmulos, además de materia intergaláctica. Todavía no sabemos con exactitud la magnitud del Universo, a pesar de la avanzada tecnología disponible en la actualidad.

La materia no se distribuye de manera uniforme, sino que se concentra en lugares concretos: galaxias, estrellas, planetas ... Sin embargo, el 90% del Universo es una masa oscura, que no podemos observar.
Nuestro mundo, la Tierra, es minúsculo comparado con el Universo. Formamos parte del Sistema Solar, perdido en un brazo de una galaxia que tiene 100.000 millones de estrellas, pero sólo es una entre los centenares de miles de millones de galaxias que forman el Universo.

La teoría del Big Bang explica cómo se formó

Dice que hace unos 15.000 millones de años la materia tenía una densidad y una temperatura infinitas. Hubo una explosión violenta y, desde entonces, el universo va perdiendo densidad y temperatura.

El Big Bang es una singularidad, una excepción que no pueden explicar las leyes de la física. Podemos saber qué pasó desde el primer instante, pero el momento y tamaño cero todavía no tienen explicación científica.

Desde siempre los humanos hemos observado el cielo. Hace 300 años se inventaron los telescopios. Pero la auténtica exploración del espacio no comenzó hasta la segunda mitad del siglo XX.

Desde entonces se han lanzado muchisimas naves. Los astronautas se han paseado por la Luna. Vehículos equipados con instrumentos han visitado algunos planetas y han atravesado el Sistema Solar.
Más allá, la estrella más cercana es Alfa Centauro. Su luz tarda 4,3 años en llegar hasta aquí. Ella y el Sol son sólo dos entre los 200 billones de estrellas que forman la Via Láctea, nuestra Galaxia.
Hay millones de galaxias que se mueven por el espacio intergaláctico. Entre todas forman el Universo, cuyos límites todavía no conocemos. Pero los astrónomos continúan investigando ...




                                                           

EL SISTEMA SOLAR Y SUS COMPONENTES.

El Sistema Solar está formado 

por una estrella central, el Sol

los cuerpos que le acompañan 

y el espacio que queda entre ellos. 

Hay nueve planetas que

 giran alrededor del sol :

Mercurio, Venus, la Tierra,

 Marte, Júpiter, Saturno,

 Urano, Neptuno y Plutón.

 La Tierra es nuestro planeta y

 tiene un satélite, la Luna.

 Algunos planetas tienen satélites, otros no.

Los asteroides son rocas más pequeñas que también giran, 
la mayoría entre Marte y Júpiter.
 Además, están los cometas que se acercan 
y se alejan mucho del Sol.
A veces llega a la Tierra un fragmento 
de materia extraterrestre.
 La mayoría se encienden y se desintegran cuand
o entran en la atmosfera. Son los meteoritos.

Desde siempre los humanos hemos observado el cielo. 

Hace 300 años se inventaron los telescopios. 

Pero la auténtica exploración del espacio no comenzó 

hasta la segunda mitad del siglo XX.

Desde entonces se han lanzado muchisimas naves. Los astronautas se han paseado por la Luna.
 Vehículos equipados con instrumentos han visitado algunos planetas y han atravesado el Sistema Solar.
Más allá, la estrella más cercana es Alfa Centauro.
Su luz tarda 4,3 años en llegar hasta aquí. Ella y el Sol son sólo dos entre los 200 billones
 de estrellas que forman la Via Láctea, nuestra Galaxia.
Hay millones de galaxias que se mueven por el espacio intergaláctico.
 Entre todas forman el Universo, cuyos límites todavía no conocemos. 
Pero los astrónomos continúan investigando ...

¿ CÓMO SE FORMÓ ?

Formación del Sistema Solar

Es difícil precisar el origen del Sistema Solar. Los científicos creen que puede situarse
 hace unos 4.600 millones de años, cuando una inmensa nube de gas y polvo se contrajo
a causa de la fuerza de la gravedad y comenzó a girar a gran velocidad, probablemente,
 debido a la explosión de una supernova cercana.
La mayor parte de la materia se acumuló en el centro.
 La presión era tan elevada que los átomos comenzaron a partirse,
liberando energia y formando una estrella.
Al mismo tiempo se iban definiendo algunos remolinos que, al crecer, aumentaban su gravedad
y recogían más materiales en cada vuelta.
También había muchas colisiones.
Millones de objetos se acercaban y se unían o chocaban con violencia y se partían en trozos.
 Los encuentros constructivos predominaron y, en sólo 100 millones de años,
adquirió un aspecto semejante al actual. Después cada cuerpo continuó su propia evolución.