Ciencia y Vida
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Abril de 2013 Rafael Reyes Erik Phelan Juan Andrés Díaz Tulio Echeverría I.E.A CIENCIA Y VIDA
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Autores: Rafael Reyes, Erik Phelan, Juan Andres Diaz, Tulio Echeverria
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Abril de 2013
Rafael Reyes Erik Phelan
Juan Andrés Díaz Tulio Echeverría
I.E.A CIENCIA Y VIDA
CIENCIA Y VIDA Abril de 2013
1
CONTENIDO
Editorial ........................................................................................................................................................ 2
Nanotecnología: ................................................................................................................................ 3
Nikola Tesla ..................................................................................................................................... 10
Charles Brewer Carías ................................................................................................................... 14
La Ciencia Amena:.......................................................................................................................... 17
Desarrollan cápsula que elimina la contaminación radioactiva de los líquidos ..................... 19
¿Puede una bala detener a otra si se chocan de frente? ......................................................... 20
Harvard crea nanorobot de ADN capaz de producir el “suicidio” en las células cancerosas
........................................................................................................................................................... 21
Mucha gente no sabe realmente cual es el trabajo de un psicólogo y tampoco saben
definir que es un psicólogo ............................................................................................................ 22
Sinestesia ......................................................................................................................................... 23
Científicos anuncian AXN, la creación de ADN sintético .......................................................... 25
Importancia de los puentes de hidrógeno ................................................................................... 27
La mejor manera de aliviar la sensación de ardor al comer picante es bebiendo alcohol .. 28
La magia de los diagramas de fases, o cómo puede haber hielo a más de 100ºC .............. 29
Ranas norteamericanas con capaces de congelarse en invierno y sobrevivir ...................... 32
Primera evidencia de fotosíntesis en insectos ........................................................................... 33
¿Existen los rayos esféricos? ....................................................................................................... 34
Mutación no es una mala palabra ................................................................................................ 35
Carrear por la desalinización ......................................................................................................... 37
ENTREVISTA | | Pierre Joliot-Curie ................................................................................................... 39
Reto matematico ............................................................................................................................. 40
Trabajos citados ................................................................................................................................. 41
CIENCIA Y VIDA Abril de 2013
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EDITORIAL
La nanotecnología constituye una nueva revolución en la vida de nuestra especie, sus
aplicación parecen ser infinitas y sus beneficios también, aunque todavía hay sectores
que se alejan de ella porque la catalogan como peligrosa, sin duda cambiara nuestra
forma de vivir. Conoceremos un poco más de dos eminencias de la ciencia y nos
adentraremos en algunas aplicaciones que se le está dando a la nanotecnología
actualmente, además de conocer procesos psicológicos no comunes, aprender acerca
de las mutaciones, la desalinización, como puede haber hielo a mas de 100ºC y varias
curiosidades de la ciencia
CIENCIA Y VIDA Abril de 2013
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NANOTECNOLOGÍA: El comienzo de la andadura
nanotecnológica tuvo lugar en 1959
en el Instituto de Tecnología de
California, donde el físico R.
Feynman, especialista en mecánica
cuántica, pronunció un famoso
discurso. Feynman trató en su
conferencia del problema de
manipular objetos a pequeña
escala, vislumbrando que podría
haber muchas oportunidades
tecnológicas “jugando”con
átomos y moléculas. En aquel
momento su discurso no tuvo una
gran repercusión. De hecho la
palabra
nanotecnología
no aparece en
dicho discurso.
En realidad el
término “
nanotecnología
” fue acuñado
en 1974 por el
profesor N.
Taniguchi de la
Universidad de Ciencia de Tokio en
un artículo titulado "On the Basic
Concept of Nanotechnology", que
se presentó en una conferencia de
la Sociedad Japonesa de Ingeniería
de Precisión. En dicho artículo se
hablaba de la nanotecnología como
la tecnología que nos permitirá
separar, consolidar y deformar
materiales átomo a átomo o
molécula a molécula.
La nanotecnología se nos muestra
hoy como una potentísima
herramienta capaz de volver a
transformar la sociedad cómo ya lo
hiciese la microelectrónica en la
primera mitad del siglo XX. La
potencialidad de estas nuevas
tecnologías parece verdaderamente
ilimitada. A medida que la
tecnología que se derive de esta
nueva ciencia vaya transformando
la sociedad, aparecerán “efectos
secundarios”o riesgos asociados a
su uso extensivo.
Cada vez es más frecuente
la colaboración de químicos,
físicos, ingenieros y biólogos
en los laboratorios donde se
trabaja en estas disciplinas.
Para todos ellos la
nanoescala es un punto de
encuentro y un inmejorable
terreno de juego. Como
consecuencia de su carácter
multidisciplinar, la
nanotecnología proporciona un
amplio abanico de aplicaciones que,
con toda seguridad, van a cambiar
nuestras vidas en las próximas
décadas.
De todas las posibles aplicaciones
de la nanotecnología, la fabricación
de nanomateriales es la que más
rápidamente se ha hecho un hueco
importante en las industrias. A lo
largo del siglo XX, se había logrado
producir a escala industrial muchos
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tipos de materiales, sin que
importase tener un preciso control
de sus propiedades a escala
nanométrica. Sin embargo, ya
sabemos que cuando estos mismos
materiales se sintetizan con tamaño
nanométrico suelen mostrar
cambios apreciables en sus
propiedades. Esto, que en principio
pudiera parecer un inconveniente,
es el punto clave que hace que la
nanotecnología tenga sentido, ya
que nos permite fabricar materiales
con propiedades diferentes con tan
sólo controlar su tamaño a escala
nanométrica.
En otros muchos casos, se necesita
modificar las propiedades iniciales
de un material de partida (llamado
material matriz) mediante la
incorporación de pequeñas
cantidades de ciertos
nanomateriales. Por ejemplo, un
adhesivo convencional fabricado
con cierto polímero puede cambiar
sus propiedades, como la
resistencia a fractura o el punto de
fusión, gracias a la adición de
pequeñas
cantidades de
nanopartículas.
Esto también se
logra incluyendo
nanotubos de
carbono en
radiación
ultravioleta el material matriz
cambiará sus propiedades ópticas,
si dichas nanopartículas son
hidrófobas (repelen el agua) el
material resultante no se mojará tan
fácilmente, y si poseen carácter
bactericida el material tendrá
utilidad en aplicaciones sanitarias o
quirúrgicas. Por lo tanto, los
nanomateriales y nanopartículas
permiten cambiar las propiedades
de materiales ya existentes
La naturaleza es una fuente
inagotable de inspiración para
diseñar nuevos materiales. Se dice
que lo “nano” aprende de lo “bio”.
En muchos casos, entender el
funcionamiento de un material
creado por la naturaleza, permite
trasladar algunos conceptos a otro
ámbito de aplicación. Por ejemplo,
una de las aplicaciones recientes de
la nanotecnología ha consistido en
la fabricación de un plástico
transparente tan resistente como el
acero. Para ello se ha imitado la
estructura molecular de las conchas
marinas, mediante nanocapas de
arcilla y de un polímero orgánico
que actúa como pegamento (una
especie de novedoso “nanovelcro”).
El resultado es un
material que, además
de muy resistente y
transparente, es
totalmente
biodegradable y por
tanto respetuoso con
el medioambiente.
Sus aplicaciones, ya en desarrollo,
incluyen la fabricación de tejidos y
trajes de seguridad, capas de
blindaje para vehículos, sustitutos
del vidrio en ventanas o cúpulas, y
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diversos tipos de biosensores. La
tela de araña (a la que dedicamos
un cuadro específico
anteriormente), las estructuras
ramificadas de las patas de los
tritones, las estructuras hidrófobas
de la flor de loto, etcétera, son
ejemplos que la naturaleza pone a
nuestra disposición para diseñar
nuevos materiales.
La nanotecnología nos va a permitir
fabricar dispositivos electrónicos
cada vez más diminutos y potentes,
lo que ayudará a profundizar en la
implantación
de lo que se
ha dado en
llamar
“sociedad
digital”. En
un futuro no
muy lejano
se
integrarán
en un único
dispositivo algunos equipos como
teléfonos móviles, ordenadores,
reproductores de música y video,
sintonizadores de radio y televisión,
agendas, sistemas de correo
electrónico, sistemas de control
remoto, sistemas de localización
GPS, sensores de temperatura
corporal, etcétera. Los equipos
dispondrán de pantallas flexibles,
ultradelgadas, plegables u
enrollables, y su procesador y
sistema de almacenamiento estarán
ubicados en un minúsculo rincón del
aparato, por ejemplo el propio
interruptor de encendido, o se
encontrarán distribuidos formando
parte de la propia pantalla o
carcasa. Los teclados se integrarán
en las pantallas, que serán táctiles y
obedecerán instrucciones vocales.
Tampoco hay que descartar que la
pantalla, el procesador, y los
sistemas de comunicaciones
lleguen a estar integradas en unas
gafas o unas lentes
Los seres humanos siempre han
estado interesados por mejorar sus
condiciones de vida, erradicar
enfermedades, ser
más longevos y
disfrutar de una vejez
más saludable. En
esta búsqueda por
mejorar su salud, el
hombre hace
esfuerzos increíbles
por entender cómo
funcionamos y cuáles
son las causas últimas
de nuestras enfermedades,
buscando remedios que a su vez
sean asequibles para una gran
parte de la población mundial. La
búsqueda de las causas de muchas
enfermedades se está empezando a
realizar a nivel molecular, en la
nanoescala, por lo que muchas
herramientas de diagnóstico y
biosensores están íntimamente
relacionadas con el desarrollo de
instrumental en el ámbito de la
nanotecnología.
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La nanotecnología no sólo permitirá
detectar enfermedades con gran
precisión, sino que permitirá
crear dispositivos capaces de
combatirlas. En la actualidad se
está haciendo un gran esfuerzo en
el tema de la “dispensación o
liberación controlada de fármacos”.
En la actualidad los fármacos se
incorporan al torrente sanguíneo
directamente o a través del sistema
digestivo y se distribuyen por todo el
organismo. Esta forma de proceder
es ineficiente ya que
se desperdician
fármacos en lugares
donde no se
necesitan. Además,
en ciertas ocasiones,
estas sustancias
pueden resultar
dañinas para ciertos
tejidos u órganos que
están sanos,
produciendo los
efectos secundarios
que encontramos listados en los
prospectos de los medicamentos.
Un ejemplo bien conocido de este
hecho son los desagradables
efectos de la quimioterapia usada
para tratar ciertos tumores
Es mucho más inteligente diseñar
un fármaco que viaje por nuestro
interior hasta el foco infeccioso o la
región enferma y libere allí, de
forma local, la sustancia activa,
minimizando los efectos
secundarios y permitiendo aumentar
las dosis efectivas. Estos fármacos,
que actuarían como “nanomisiles
inteligentes”, podrían ser los
precursores de los tan publicitados y
controvertidos nanorobots, capaces
de detectar y tratar enfermedades
de forma autónoma y eficiente. Sin
embargo, hoy por hoy, los
nanorobots están más cercanos al
ámbito de la ciencia-ficción que a la
investigación que se realiza en los
laboratorios.
Otro de los campos a los que ya ha
llegado la
nanotecnología
es el de la
alimentación,
también
relacionada con
la salud de los
seres humanos.
La implicación
de lo “nano” en
la producción de
alimentos abarca
diferentes fases
de la larga cadena que siguen los
productos que comemos o bebemos
desde su origen hasta nuestra
cocina. La primera de dichas etapas
es la producción del alimento, y en
este sentido se están desarrollando
nanosensores para controlar las
condiciones del suelo agrícola y del
agua de ríos y mares, y también
para seguir el crecimiento y grado
de maduración de las cosechas. En
cuanto al procesado de los
alimentos, se trabaja sobre
potenciadores del sabor, y en el uso
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de nanopartículas para controlar la
textura de los preparados
alimenticios. El envasado es otro
aspecto importante, y la
nanotecnología está ayudando
mucho en el desarrollo de envases
más ligeros, aislantes y protectores
(de la corrosión y de la
contaminación por bacterias u
hongos). También se trabaja en el
uso de nanopartículas fluorescentes
unidas a anticuerpos, que pueden
detectar la presencia de aditivos
químicos indeseados o la aparición
de procesos de descomposición
durante el almacenamiento.
Además, el uso de nanosensores
biodegradables dentro del envase
que contiene el alimento permitirá
controlar su temperatura y grado de
humedad que han tenido en todo
momento. Por otra parte, a mitad de
camino entre la alimentación y la
farmacología se encuentra el campo
de los suplementos nutricionales, en
el que se
investiga
sobre
nanoconten
edores con
vitaminas
que mejoran
la
dosificación
Nanociencia
y Nanotecnología. Entre la ciencia
ficción del presente y la tecnología
del futuro y absorción de las
mismas, o nanopartículas que
aumenten la estabilidad de los
nutrientes. Por tanto, antes o
después acabaremos “comiendo
nanotecnología”.
Los grandes descubrimientos y
avances científico-técnicos han
impulsado el progreso de la
humanidad durante los últimos miles
de años. Inicialmente estos avances
fueron muy importantes pero muy
espaciados en el tiempo: el fuego, la
talla de piedras, la agricultura, la
construcción, la cerámica, la
metalurgia, los tejidos...En la
actualidad los avances se suceden
a un ritmo vertiginoso y no
acabamos de acostumbrarnos a una
nueva tecnología cuando aparece
otra que la reemplaza. La tecnología
tiene la capacidad de cambiar
nuestros usos y costumbres, la
forma de relacionarnos, la sociedad
en general. La Nanociencia tiene
una capacidad enorme para generar
nuevos conocimientos y dar lugar a
una nueva y revolucionaria
tecnología que incidirá,
sin duda, en la
sociedad.
Ya se tiene la certeza de
que la nanotecnología
es un ingrediente
fundamental para
impulsar el cambio que
van a experimentar los
métodos de fabricación en las
industrias y la manera en la que
realizaremos nuestras actividades
cotidianas. La sociedad va a
cambiar sustancialmente a lo largo
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de este siglo XXI, siguiendo el
vertiginoso ritmo de cambios que
comenzó en el último tercio del siglo
pasado. La nanotecnología tendrá
evidentes aplicaciones directas en
diferentes sectores de la economía
pero también tiene otras
interesantes implicaciones
El dominio de la materia en la
nanoescala nos permite diseñar y
fabricar nuevos materiales hasta
ahora inexistentes, descubrir
propiedades nunca observadas,
inventar dispositivos que nos
permitan construir otros más y más
complejos con comportamientos
similares a entidades biológicas,
etcétera.
¿Hasta donde podremos llegar?
RAFAEL REYES
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NIKOLA TESLA
Nikola Tesla fue un científico
americano de ascendencia serbia y
de origen austrohúngaro, sus
aportes e invenciones fueron
muchos, entre ellos la invención del
sistema completo de producción y
distribución de energía basado en el
uso de la corriente alterna (CA),
además de numerosas y
revolucionarias invenciones en el
campo del electromagnetismo.
Nikola Tesla nació el 10 de julio de
1856, en Smiljan, en la zona
fronteriza Militar del Imperio Austro-
Húngaro, actualmente en la
República de Croacia. Recibió su
educación en Austria es decir,
Austro-Hungría: Escuela primaria en
Smiljan y Gospic (1862-1870), y
secundaria (Realgymnasium) en
Karlovac (1870-1873). De 1875 a
1878 estudió en la Politécnica de
Graz, y en 1880 se matriculó en los
estudios de filosofía natural en la
Universidad Charles en Praga.
En el período 1881-82 fue empleado
en la Oficina Central de Telégrafos
en Budapest. Aquí comenzó su
carrera como inventor mejorar el
amplificador de voz por el auricular
del teléfono (lo que pudo haber sido
el primer altavoz) y En febrero de
1882 inicio con la idea de la rotación
del campo magnético.
A mediados de 1882 se unió a
Edison Continental, y en 1883 se
trasladó a Estrasburgo e hizo el
prototipo del motor de inducción. En
1884 viajó a EE.UU. Para comenzar
a trabajar en la compañía de
Edison. En 1885 se marchó y fundó
su propia empresa en la que
comenzó a producir motores y
generadores polifásicos de corriente
alterna.
En 1893, con su sistema de cuatro
circuitos en resonancia mostró que
la conexión de la antena, con el
suelo y la resonancia son tres
elementos esenciales de la
telegrafía sin hilos y preparó el
camino para la invención de la radio
moderna.
Fue uno de los científicos por
primera vez en el continente
americano que hizo fotos de rayos X
de las manos, las rodillas y los
codos. Él fue el primero en señalar
los efectos perjudiciales de una
exposición prolongada a estos rayos
sobre los organismos humanos.
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En 1897, solicitó varias patentes en
el área de la telegrafía inalámbrica,
y en 1898 la patente del método y
aparato para
controlar
remotamente los
mecanismos que
permiten mover a
barcos y automóviles
mediante un control a
distancia. En Nueva
York se realizó el
experimento con un
barco a control
remoto.
Es muy conocida su enemistad con
Thomas Edison, Edison propició la
invención de la silla eléctrica, que
emplea corriente alterna
(desarrollada por Tesla) en lugar de
corriente continua -de la que él era
impulsor- para así dar mala fama al
invento del europeo.
En 1899, Tesla se traslada a un
laboratorio en Colorado Springs,
Estados Unidos, para iniciar sus
experimentos con alta tensión y
mediciones de campo eléctrico. Los
objetivos trazados por Tesla en este
laboratorio eran: desarrollar un
transmisor de gran potencia,
perfeccionar los medios para
individualizar y aislar la potencia
transmitida y determinar las leyes
de propagación de las corrientes
sobre la tierra y la atmósfera.50
Durante los ocho meses que estuvo
en Colorado Springs Tesla escribió
notas con una detallada descripción
día a día de sus investigaciones. Allí
dedicó la mitad de su tiempo
a medir y probar su enorme
bobina Tesla y otro tanto a
desarrollar receptores de
pequeñas señales y a medir
la capacidad de una antena
vertical. También realizó
observaciones sobre bolas de
fuego, las cuales él afirmaba
haber producido. Encontró
que la resonancia del planeta
era del orden de los 10 Hz, un
valor realmente exacto para
su época, ya que hoy
Tesla pasó sus últimos años en el
hotel "New Yorker" en Nueva York,
donde murió el 7 de enero de 1943.
Inventos y descubrimientos
destacables:
Transferencia inalámbrica de
energía eléctrica, mediante
ondas electromagnéticas
Corriente alterna
Radio
Control remoto
Bombilla sin filamento o
Lámpara fluorescente
Dispositivos de
electroterapia o
diagnóstico
Bobina de Tesla
Bujía para encendido
de motores de explosión
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CUEVA DEL
FANTASMA
(APRADA TEPUY)
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CHARLES BREWER
CARÍAS
Charles Brewer-Carías,
(Caracas, 10 de
septiembre de 1938) es
un enciclopedista
científico y explorador
venezolano. Es conocido
como el “Humboldt del
siglo XX”. Ha realizado
más de 200 exploraciones
en toda Venezuela,
enfocándose en la zona
de Guayana. Es el
descubridor de las cuevas
del Cerro Autana en
1971, las simas de Sarisariñama en
1974, de la cueva del Fantasma en
el Aprada Tepuy y de un sistema de
cuevas, que llevan su nombre, en el
tepuy del Chimanta.
Habla la lengua indígena Ye’kuana,
ha escrito ocho
libros sobre sus
descubrimientos
en geografía,
antropología,
etnología,
botánica y
espeleología, y
veinticinco
especies de
plantas,
artrópodos y
reptiles han sido
nombrados como reconocimiento a
su labor.
A los 14 años, Brewer-Carías
trabajaba como asistente en el
Departamento de
Antropología de la
Sociedad de
Ciencias Naturales
de La Salle en
Caracas, y
descubrió un año
después, un
yacimiento
arqueológico en las
proximidades de su
casa
Trabajando como
fotógrafo, a los 16
años tomó parte en
una expedición para estudiar las
prácticas de pesca en la isla de
Margarita
Obtuvo su doctorado en 1960 y
trabajó como dentista durante casi
20 años en
este campo.
En 1979 fue
designado
ministro de
la juventud y
deporte por
Luis Herrera
Campins,
durante ese
periodo creó
el cierre
dominical de
la Cota Mil para esparcimiento de
los ciudadanos y prohibió la
publicidad de licores en vías de
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tránsito y medios de comunicación,
además se movilizar
Brewer-Carías es reconocido como
especialista en supervivencia y
desarrollador de cuchillos
especializados. Su récord personal
en encender fuego con palos es de
2,7 segundos.
Brewer-Carías es conocido como
fotógrafo y ha publicado en sus
libros gran cantidad de fotos en
ilustraciones de la fauna y flora
venezolana.
Junto con Napoleón A. Chagnon,
han publicado dos películas
documentales sobre los Yanomami:
Yanomama: A Multidisciplinary
Study und The Feast.
Descubrio los Bioespeleotemas,
estructuras del espacio exterior de
los que se presume ser los
organismos vivos más antiguos
encontrados en el planeta
(alrededor de un millón doscientos
mil años), los cuales no necesitan
la energía solar para vivir
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CHARLES BREWER CARÍAS EN
LAS SIMAS DE SARISARIÁMA
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LA CIENCIA AMENA:
LA BIBLIA VINCULA AL AZUFRE CON
LOS TORMENTOS DEL INFIERNO PERO
PODRÍA SER AMIGO DE DIOS PORQUE
SON MUCHAS SUS BONDADES
En el más absoluto anonimato permanecerá siempre, el hombre
que hace tal vez cuarenta siglos
descubrió el azufre percatándose de
que bajo el calor parecía enfurecerse despidiendo llamas de
color azul. Por esa propiedad
figuraría relevantemente, en los ritos
y religiosos con que los antiguos
pretendían abrir los secretos de lo
desconocido. Hasta entonces sólo
se habían identificado el oro, el
cobre y el estaño como elementos
individuales. El metaloide que hoy
nos ocupa vendría a ser el cuarto
personaje de la química novata, que tuvieron los egipcios y sus
herederos de Mesopotamia. No
podían suponer que estaban
apenas empezando el conocimiento
de una familia llamada materia,
constituida por noventa y dos
socios.
El azufre guarda afinidades con su
hermano el oxígeno porque también
se combina con todo el mundo. Hay
bacterias que se valen de este
metaloide para obtener la energía
con que viven.
Correspondió a Lavoissiore el
reconocimiento del azufre y a
Bercelius el simbolizarlo con la letra
S. Sus aplicaciones prácticas en la
industria química, se establecieron
en el siglo pasado, cuando Sicilia
era como la Arabia Saudita de ese
producto, componente básico del
ácido sulfúrico. No tardaron los
primeros laboratorios en determinar,
que el azufre es un comburente
cuando se combina con metales y
metaloides. Y con su color que va de amarillo pálido al amarillo franco,
es un combustible cuando se
combina con el oxígeno y con
alguno de los halógenos, que son el
cloro, el bromo, el yodo y el flúor. Es
evidente que sus estrechos vínculos
con el fuego, le abrieron los
escenarios de la superstición en el
pasado y los de la industrialización
en el presente.
El azufre ocupa la casilla dieciséis
de la tabla de Mendeleiv. Y aparte del oxígeno no tiene otro pariente
famoso, pues los demás que son el
Selenio, el Telurio y el Polonio, son
unos ilustres desconocidos. Está
constituido por cuatro isótopos o
átomos que se diferencian sólo por
su número de neutrones. Ellos son
estables pero se puede conseguir
también el azufre 35. Es radioactivo
y en el curso de ochenta y dos días
se transmuta de metaloide en cloro,
que es un gas. Los alquimistas tenían mala opinión del azufre, no
porque lo consideraran una
sustancia destructora, sino por
estimar que era inflamable y
transitorio en oposición al mercurio,
al que le asignaban las virtudes de
ser denso y permanente.
El azufre junto con el vanadio son el
dolor de cabeza de países como el
nuestro, ricos en los incómodos
petróleos pesados, en que abundan los mencionados elementos. Tengo
entendido que ya hay una patente
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ruso-canadiense, la cual convierte
esa desventaja en un negocio
redondo. En efecto, el nuevo
procedimiento tecnológico permitiría
aprovechar tales petróleos y
explotar también a sus acompañantes, en un insólita
industria de doble propósito. A
pesar de que el consumo de azufre
aumenta en la Tierra , no se puede
decir que se prodiga en demasía.
Habría que procesar diez mil kilos
de corteza terrestre para obtener
cinco kilos de ese metaloide.
Hay fertilizantes que se basan en el
azufre para incrementar el
rendimiento de las siembras. La ciencia no sabe todavía con
exactitud, cual es la función que
este oligo-elemento desempeña en
las plantas, en los
animales y en el
cuerpo humano.
Resulta que esa
sustancia que puede
participar en
explosivos y en
insecticidas, realiza
un trabajo saludable en nuestro organismo
aunque no lo
hayamos definido
bien. En el cuerpo de
una persona que
pesara sesenta kilos,
encontraríamos doce
gramos de azufre. La utilidad que
presta a la vida debe ser debe ser
desde luego, muy diferente de la
que también ofrece en la
vulcanización de los cauchos automovilísticos. Véase pues cómo
por las buenas nos entrega de balde
sus mejores dones.
Quizás no merezca ese rol que les
dan las Sagradas Escrituras, que lo
vinculan con el juicio de Dios y los
tormentos del infierno que le hacen
aparecer entre las bombas que
cayeron del cielo, para acabar como Sodoma y Gomorra por su supuesta
perversidad. Como se sabe, el más
deslumbrante experimento que los
alquimistas le hacían a los
incrédulos , era el de calentar el
llamado pigmento rojo, para que
adviniera en su lugar una hermosa
perla líquida y plateada. El pigmento
rojo no era otra cosa que sulfuro de
mercurio, es decir azufre y mercurio.
Esta combinación se conoce como
cinabrio un mineral presente en la naturaleza. Si usted consigue un
trocito sorpréndase haciendo esta
prueba que es muy fácil.
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DESARROLLAN CÁPSULA
QUE ELIMINA LA
CONTAMINACIÓN
RADIOACTIVA DE LOS
LÍQUIDOS
Uno de los temores inherentes a
cualquier tipo de accidente
nuclear es el de la contaminación de
alimentos y bebidas, de hecho,
desde el punto de vista de la
seguridad nacional, la
contaminación de las fuentes de
agua potable es uno de los
escenarios que
muchos gobiernos
manejan dentro de
sus planes de
emergencia.
Pensando en dotar
a los gobiernos de
una herramienta de
rápido despliegue,
un equipo de
investigación ha
desarrollado una cápsula que, al
arrojarla a un contenedor con agua
contaminada por materiales
radioactivos o metales pesados,
es capaz de depurar el agua.
El invento, desarrollado por
la Universidad del Estado de
Oklahoma (Estados Unidos), se ha
presentado en la edición 243 de la
Exposición y Reunión Nacional de la
Sociedad Americana e Química y
nace con la idea de ser un producto
escalable, es decir, que pueda ser
fabricado (y entendemos que
comercializado) en pequeñas dosis
(para un uso personal) o en grandes
cantidades (con la idea que pueda
ser utilizado en la industria
agroalimentaria o en caso de
emergencia). Esta cápsula sería
capaz de eliminar, además de la
radiación, metales pesados como el
arsénico, el plomo o el cadmio que
estuviese presente en el agua o,
incluso, en zumos de frutas.
¿Cómo funciona? El equipo de
investigación desarrolló un
compuesto basado en
nanopartículas que
contienen metales
diversos y óxidos
metálicos que
combinados con el
oxígeno reaccionan
con los materiales
radioactivos
(plutonio, actinio,
curio y uranio) y
metales pesados
haciendo que éstos sean
absorbidos por la cápsula y puedan
eliminarse del líquido que se quiera
depurar.
¿Y ya está? Según el equipo que ha
desarrollado este proceso de
depuración, el líquido sería apto
para el consumo y, de hecho, según
las pruebas de laboratorio
realizadas, se han depurado
líquidos hasta un nivel en el que ha
sido imposible medir niveles
de radioactividad apreciables en el
líquido depurado. Otra cuestión es
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que el consumidor sea capaz de
beberse un líquido que haya pasado
por este proceso de limpieza pero,
según parece, este producto está en
vías de comercializarse y ser
utilizado para purificar suplementos
de aporte de calcio en los que,
tradicionalmente, suelen existir
trazas de cadmio. Además, el
equipo tiene en mente que este
desarrollo sirva como sistema de
reacción ante ataques terroristas
que contaminen reservas
alimentarias o reservas de agua.
“El accidente de la Planta Nuclear
de Fukushima en Japón nos hizo
pensar que un ataque terrorista con
materiales radioactivos podría
contaminar el agua y la comida,
precisamente por eso pusimos el
foco en el desarrollo de esta
tecnología”
ERIK PHELAN
¿SABIAS QUÉ?
¿PUEDE UNA BALA DETENER A
OTRA SI SE CHOCAN DE
FRENTE?
Sí, pero solamente si tienen
idénticas masa y velocidad, y viajan
en la misma dirección pero en
sentido contrario. Si cada bala
vuelve a la misma velocidad, lo
llamamos choque “elástico”; y si
ambas balas se pegan y caen al
suelo, decimos que es “inelástico”.
Pero lo normal es que las
direcciones no sean exactamente
iguales, ni las masas, ni las
velocidades. En un caso real, de
chocar una bala contra la otra,
ambas (o el pegote resultante)
tomarían una dirección diferente.
JUAN A. DIAZ
CIENCIA Y VIDA Abril de 2013
21
HARVARD CREA
NANOROBOT DE ADN
CAPAZ DE PRODUCIR EL
“SUICIDIO” EN LAS
CÉLULAS CANCEROSAS
Aunque el titular parezca más digno
de la ciencia ficción que de la
realidad, así lo han confirmado hace
escasas horas un equipo de
investigadores de la Universidad de
Harvard. Un desarrollo
revolucionario
probado en dos tipos
diferentes de células
cancerosas. Un
nanorobot construido
de material genético
con capacidad de
cargar moléculas y
dirigirse a células
específicas, al
depositar las
sustancias, a modo
de fármaco, son
capaces de modificar
su comportamiento y
producir la
autodestrucción de las mismas.
Estos nanorobots, auto-
denominados así por los
investigadores, funcionarían de
forma similar a las células del
sistema inmune para colaborar con
los receptores en el exterior de las
células. Según Ido Bachelet, autor
del estudio en Harvard:
Lo llamamos un nanorobot, ya que
es capaz de realizar algunas de las
tareas robóticas. Una vez que el
dispositivo reconoce una célula,
automáticamente cambia su forma y
entrega su carga letal.
Cuentan los investigadores que
diseñaron la estructura de estos
pequeños dispositivos utilizando el
software de código abierto
Cadnano, un programa creado por
Shawn Douglas, biofísico de la
universidad. Luego
construyeron los
robots utilizando la
técnica de origami de
ADN, una técnica
capaz de fabricar
estructuras de ADN.
Douglas y el resto del
equipo realizaron un
primer prototipo
ensayando en
cultivos celulares con
éxito. Se centraron en
dos tipos diferentes
de células
cancerígenas, linfoma y leucemia,
enviando las coordenadas para el
“suicidio” de las células. También
indican que cada coordenada era
diferente dependiendo del tipo de
célula.
Una mezcla de biotecnología y
nanotecnología que como ellos
mismos indican, abre un nuevo
camino en la medicina:
CIENCIA Y VIDA Abril de 2013
22
Esta obra nos lleva un paso más
allá en el camino por construir
fármacos más inteligentes con
nanorobots médicos, más de lo que
podríamos imaginar. Realmente
hemos aprovechado la
programación de la nanotecnología
de ADN.
A partir de aquí los investigadores
intentarán demostrar su
funcionamiento eficiente en un
organismo vivo. Un camino largo y
seguramente complicado que ya ha
obtenido su primer gran éxito. Una
estructura de nanorobot que se ha
abierto para insertar moléculas y
posteriormente llevarlas a un
destino:
Si logramos resolver todos los
problemas que están por llegar, los
nanorobots tienen la oportunidad de
convertirse en una realidad
terapéutica.
ERIK PHELAN
¿SABIAS QUÉ?
MUCHA GENTE NO SABE
REALMENTE CUAL ES EL
TRABAJO DE UN PSICÓLOGO Y
TAMPOCO SABEN DEFINIR QUE
ES UN PSICÓLOGO
La gran mayoría diría que el trabajo
de un psicólogo es “Oír los
problemas de pacientes” Lo cual no
es completamente falso, pero
tampoco es cierto. Para poder
definir cuál es la labor de un
psicólogo primero debemos definir
que es la psicología la cual es una
ciencia que estudia la conducta o
comportamiento de los individuos, y
se debe definir a un psicólogo como
profesional especializado en un
área determinada de la
PSICOLOGÍA.
Se sabe que hay varias ramas de la
psicología (Ambiental, social,
escolar, etc.) Las cuales
ciertamente se basan de varios
modos para resolver problemas,
pero también en poder ver cómo
actúan los individuos en diferentes
momentos y situaciones.
TULIO ECHEVERRIA
CIENCIA Y VIDA Abril de 2013
23
SINESTESIA
La sinestesia es una facultad que
tienen algunas personas de
entrelazar los sentidos, de forma
que escuchar música puede evocar
colores, leer una palabra sugerir un
sabor en el paladar o saborear algo
provocar una sensación táctil en la
yema de los dedos. Pero no nos
confundamos, lo que a priori podría
parecer una alucinación, es en
realidad una percepción
añadida que surge en el cerebro,
así que se trata de un mundo más
rico en
sensaciones,
más lleno,
pero
totalmente
normal para el
que lo percibe.
Existen varios
grados de
sinestesia.
Entre los más
comunes se
dan aquellas
personas que
ven colores en
los números,
las letras o las
palabras. Por ejemplo, asignan
involuntariamente un color a cada
día de la semana o a cada mes del
año, la palabra “emoción” es roja al
igual que el número 8. Parece ser
que este tipo de sinestesia está
relacionado con la memoria, así que
el hecho de asignar un color a cada
número facilita su memorización,
puesto que se pueden agrupar gran
cantidad de números por sus gamas
de color, algo mucho más visual que
el propio número en sí.
LA SINESTESIA Y LA MEMORIA
Estudios recientes parecen indicar
que algunos sinestésicos podrían
ser lo que se
denomina Mnemonistas, personas
con una memoria indeleble, que no
suelen olvidar nada con
facilidad. Es el caso de
Daniel Tammet un joven
británico sinestésico y
con Síndrome de
Asperger, considerado
un prodigio por su
facilidad en el desarrollo
de cálculos complejos
matemáticos así como
para el aprendizaje de
diversas lenguas.
De forma intuitiva,
Tammet puede “ver” los
resultados de complejas
operaciones
matemáticas dentro de
un paisaje que recrea su mente
inconsciente sin esfuerzo, pudiendo
distinguir de un solo vistazo, por
ejemplo, si un número es primo o
compuesto. Su particular forma de
CIENCIA Y VIDA Abril de 2013
24
ver los números lo ha llevado a
describir algunos de ellos como
“especialmente feos” (caso del 289),
o al 333 como “atractivo”, o al
número pi, como “especialmente
hermoso”. Tammet ostenta el récord
europeo en cuanto a la
memorización y recitado de dígitos
del número pi, con 22.514 dígitos en
algo más de cinco horas.
ESTADÍSTICAS
Se cree que una de cada 100
personas es sinestésica sin saberlo,
lo que supone el 1% de la población
mundial. ¿Y, cómo es posible
razonar de forma distinta sin
percibirlo? Parece ser que las
personas con una sinestesia
razonable, perciben su entorno con
los sentidos “habituales” para ellos,
o dicho de otra forma, estas
personas no encuentran nada
inhabitual en sus deducciones
primarias. Si pulsamos una tecla de
un piano en su parte más aguda y
preguntamos a los oyentes si su
sonido es cristalino u opaco, todos
coincidirán en que se trata de
un sonido cristalino. Y lo mismo
sucederá en la parte contraria, para
todos, un sonido grave parecerá
opaco. Así que la asociación de
ciertos sentidos con otros no
habituales a primera vista, sí lo son
en realidad en determinados casos.
Parece ser que los cerebros
sinestésicos están hiperconectados
y establecen conexiones entre
conceptos a priori distantes de
forma totalmente normal, lo que
hace que el individuo no perciba
ninguna diferencia con el
razonamiento general, pero sí,
mucha más información.
El color es un concepto adquirido en
la evolución de forma tardía, los
animales en general ven su entorno
en blanco y negro, sin embargo, los
animales superiores han
desarrollado el concepto del color,
así como el de los números y las
letras más recientemente, debido
fundamentalmente a la necesidad
de conceptuarlos, y podría ser que
estas áreas del cerebro no se hayan
terminado de independizar y por
tanto, y a priori, parece que sea más
fácil que interactúen entre sí.
TULIO ECHEVERRIA
CIENCIA Y VIDA Abril de 2013
25
CIENTÍFICOS ANUNCIAN
AXN, LA CREACIÓN DE
ADN SINTÉTICO
Publicado hace unas horas en
Science, la investigación llevada a
cabo por un equipo de científicos de
la Universidad British Columbia en
Canadá ha anunciado la creación
de AXN, o lo que es lo mismo, ADN
sintético en laboratorio capaz de
almacenar y copiar la información
genética. Un estudio que según
cuentan, podría ayudar a responder
las preguntas básicas de la biología
y enormes implicaciones para la
biotecnología o la medicina.
Y es que hasta ahora se tenía al
ADN y el ARN como únicas
moléculas con la capacidad de
contener y transferir información
biológica.
¿Cómo lo hicieron? Los
investigadores lograron sintetizar
seis moléculas, polímeros que
fueron capaces de cumplir con las
leyes de la herencia, cumpliendo
una con la evolución darwiniana.
Crearon AXN construyendo bloques
de seis sistemas genéticos
diferentes mediante la sustitución
del componente de azúcar
desoxirribosa del ADN con uno de
los seis polímeros diferentes,
compuestos químicos sintéticos.
Luego desarrollaron las enzimas,
denominadas polimerasas, que
podían hacer AXN de ADN junto a
otras que podían cambiar de AXN a
ADN. Esta capacidad de copiar y
traducir permite que las secuencias
genéticas sean copiadas y
trasmitidas una y otra vez, herencia
artificial.
Según cuenta Phil Holliger en Sinc,
coordinador del estudio:
Hemos creado polímeros sintéticos
diferentes al ADN y al ARN que
pueden almacenar y propagar
información, dos de las señas de
identidad de la herencia y de la vida.
Esto implica que no existe ningún
imperativo por el que la vida se
tenga que basar en el ADN y el
ARN. Lo más probable es que su
presencia no sea más que el reflejo
congelado de un ‘accidente’ que se
produjo en el origen de la vida.
Y es que el AXN puede sintetizarse
y replicar la información contenida
gracias a su capacidad de unirse de
forma complementaria al ADN y al
ARN. No sólo eso, el AHN, una de
las nuevas moléculas del AXN, es
capaz de comportarse de la misma
forma que el ADN en condiciones
cambiantes. Puede evolucionar
hacia otras formas que se enlazan
con un objetivo en particular.
Según los investigadores:
Demuestra que más allá de la
herencia, el AXN específico tiene la
capacidad de evolución de Darwin.
CIENCIA Y VIDA Abril de 2013
26
¿Podría el AXN desmitificar los
orígenes de la vida? Según los
científicos, todas las acciones del
AXN son controladas por los
investigadores bajo un proceso
“100% natural”:
Es posible que podamos utilizarlo
para hacernos preguntas muy
básicas de biología. Como que la
vida no comenzó con el ADN y las
proteínas como lo vemos hoy, que
pudo haber comenzado con algo
mucho, mucho más simple.
Finalmente habla Holliger sobre sus
implicaciones en el futuro:
Los resultados implican que puede
haber otras maneras de almacenar
la información genética distintas a
las que conocemos tanto en nuestro
planeta como en el universo. Esto
abre las puertas a la era de la
genética sintética y tiene
implicaciones para la exobiología, la
biotecnología y la comprensión de
nosotros mismos.
JUAN A. DIAZ
CIENCIA Y VIDA Abril de 2013
27
IMPORTANCIA DE LOS
PUENTES DE HIDRÓGENO
El hidrógeno es un elemento
fundamental en los organismos
vivos. De hecho, la existencia de la
vida depende de algunas
propiedades específicas del
hidrógeno, además contribuye a la
estabilidad de compuestos
orgánicos como los lípidos, las
proteínas, el ADN y ARN.
Este tipo de atracción tiene
solamente una tercera parte de la
fuerza de los enlaces covalentes,
pero tiene importantes efectos sobre
las propiedades de las sustancias
en las que se presenta,
especialmente en cuanto a puntos
de fusión y ebullición en estructuras
de cristal.
El agua, es la sustancia en la que
los puentes de hidrógeno son más
efectivos. En su molécula los
electrones que intervienen en sus
enlaces están más cerca del
oxígeno que de los hidrógenos y por
esto se generan dos cargas
parciales negativas en el extremo
donde está el oxígeno y dos cargas
parciales positivas en el extremo
donde se encuentran los
hidrógenos. La presencia de cargas
parciales positivas y negativas hace
que las moléculas de agua se
comporten como imanes en los que
las partes con carga parcial positiva
atraen a las partes con cargas
parciales negativas.
La estructura de las proteínas se
puede estudiar desde 4 niveles de
complejidad, que son la estructura
primaria, la estructura secundaria, la
estructura terciaria y la estructura
cuaternaria. En todas ellas tiene un
papel muy importante el enlace por
puente de hidrógeno.
En las estructuras secundarias de
las proteínas, como la α-hélice que
es una estructura helicoidal
dextrógira que se estabiliza gracias
a la gran cantidad de puentes de
hidrógeno que se establecen entre
los aminoácidos de la espiral. En la
otra estructura secundaria, β-
laminar o β-hoja plegada (estructura
en forma de zig-zag) también se
estabiliza creando puentes de
hidrógeno entre distintas zonas de
la misma molécula, doblando su
estructura. De este modo adquiere
esa forma plegada. Además,
cuando varias proteínas se unen
entre sí (ya sean estructuras
primarias, secundarias o terciarias)
forman una organización superior
llamada estructura cuaternaria. Esta
unión se realiza mediante muchos
enlaces débiles, como puentes de
hidrógeno o interacciones
hidrofóbicas.
En la molécula de ADN las bases de
una de las cadenas o hebras están
unidas mediante puentes de
hidrógeno con las bases
nitrogenadas de la otra cadena o
hebra, de tal manera que ambas
cadenas quedan unidas de la
CIENCIA Y VIDA Abril de 2013
28
siguiente forma: Adenina se une a
Timina con dos puentes de
hidrógeno y Guanina se une a
Citosina con tres puentes de
hidrógeno (el tercer enlace
proporciona una mayor estabilidad).
Esta correspondencia entre bases
hace que ambas cadenas sean
complementarias y contribuye a dar
la forma helicoidal. La importancia
de los puentes de hidrógeno es,
más bien, la especificidad que
otorgan a la molécula y a todos los
procesos en los que se ve implicado
algún tipo de ácido nucleico, como
la replicación o la transcripción de
ARNm.
ERIK PHELAN
¿SABIAS QUÉ?
LA MEJOR MANERA DE ALIVIAR
LA SENSACIÓN DE ARDOR AL
COMER PICANTE ES BEBIENDO
ALCOHOL
Los picantes contienen alcaloides
denominados capsaicinoides que
estimulan las mismas terminaciones
nerviosas que el calor en la boca.
Ante esta sensación nuestra
conducta nos pide a gritos beber
agua fría para calmar el picor, pero
esta acción es completamente inútil
porque no se está generando calor
real y porque los aceites de la
capsina son insolubles en agua.
Mucho mejor tener a mano un buen
vaso de licor y cuanto mayor sea su
graduación, más rápido será el
alivio.
ERIK PHELAN
CIENCIA Y VIDA Abril de 2013
29
LA MAGIA DE LOS
DIAGRAMAS DE FASES, O
CÓMO PUEDE HABER
HIELO A MÁS DE 100ºC
Realmente llamativo eso de que
pueda existir hielo a más de 100ºC,
¿verdad? Probablemente sea
conocido por muchos como un
fenómeno llamado
supercalentamiento y su opuesto el
superenfriamiento, y quizá estéis
pensando ya en ellos como posible
explicación a un título tan
sorprendente.
De forma sencilla el
supercalentamiento se produce
cuando un líquido sobrepasa su
temperatura de ebullición sin pasar
a estado gaseoso; mientras que el
superenfriamiento es lo mismo pero
la fusión, es decir, un líquido
sobrepasa su temperatura de fusión
sin congelarse. Parece extraño,
pero realmente no lo es tanto.
Seguro que alguna vez les ha
pasado, eso de que de repente un
vaso de agua calentado en el
microondas entre de forma violenta
en erupción como si se tratar de un
volcán. Antes de explicar por qué
ocurre esto vamos a tratar de
explicar y entender algunos
conceptos clave. Comencemos con
el diagrama de fases.
La imagen superior se trata de un
diagrama de fases tipo para un
material cualquiera. En él podemos
ver como este material va
transformándose entre sus distintas
fases: sólido, líquido y gas, según
van variando la presión y la
temperatura. Existen dos puntos
especiales: el punto triple y el punto
crítico.
El punto triple es aquel en el que las
tres fases conviven al mismo
tiempo. Para el caso del agua, este
punto se encuentra a 0,01ºC y
0,006 atmósferas; es decir, está
prácticamente a 0ºC y a una presión
unas 165 veces más pequeña que
la atmosférica. Recordad que se
define como 1 atmósfera una
presión equivalente a la presión de
la atmósfera terrestre a nivel del
mar. Así pues, con las condiciones
anteriores el agua líquida, el vapor
de agua y el hielo se encuentran
presentes en la muestra
simultáneamente.
CIENCIA Y VIDA Abril de 2013
30
El otro punto especial es el punto
crítico. Aquí se produce el final de la
división entre líquido y gas y se
pasa a tener un fluido supercrítico.
Esto viene a ser que una vez
superado este punto ya no
tendremos ni un líquido ni gas, sino
algo que es la “suma” de ambos,
pues ambas fases conviven unidas
y provocan que la muestra tenga
unas propiedades físicas
intermedias.
Para el caso del agua el punto
crítico se encuentra a unos 374ºC y
a unas 218 atmósferas de presión.
¿Dónde se dan estos fluidos
supercríticos de forma natural?
Pues en la Tierra tienen lugar en los
volcanes submarinos, donde la
presión supera las 300 atmósferas y
la lava emerge a una temperatura
superior a los 374ºC necesarios
para tener un fluido supercrítico.
Fuera de nuestro planeta es
bastante común en planetas
gaseosos gigantes, pero
llamativamente también ocurre en
nuestro vecino Venus. Allí, su
atmósfera se encuentra en un
estado de líquido supercrítico ya
que tanto el dióxido de carbono
como el metano, que suman casi el
100% del total, se encuentran en
condiciones que superan
ampliamente sus límites de
temperatura y presión críticos. Esto
quiere decir que realmente ¡la
atmósfera de Venus no es gaseosa!
Nuestra agua calentada en el
microondas (o en cualquier otro
sitio). Supongamos que tenemos el
agua a temperatura ambiente y que
estamos en el punto A del diagrama
de fases que tenemos más arriba.
Al calentarla en el microondas es
posible que, si se cumplen una serie
de condiciones, pasemos
directamente al punto B, siguiendo
la línea discontinua que los une
(estamos a presión constante), sin
que se produzca el cambio de fase;
es decir, tengamos el agua líquida a
una temperatura superior a la que
se debería haberse comentado a
vaporizar.
Por tanto, nuestro vaso con agua a
esa temperatura no se encuentra en
su estado de equilibrio
termodinámico, sino que está en un
estado que llamamos metaestable.
Esto quiere decir que ante la más
mínima perturbación el sistema va a
saltar espontáneamente a su estado
de equilibrio.
En nuestro caso esto implica que
toda la energía calorífica que el
agua líquida ha almacenado sin
evaporarse se va a liberar
rápidamente en cuanto metamos
algo en el vaso, ya sea una cuchara
o echemos azúcar.
Ya hemos visto cómo funciona el
supercalentamiento y hemos
comentado que este fenómeno no
permite que el hielo alcance 100ºC.
De modo que, ¿qué permite que
CIENCIA Y VIDA Abril de 2013
31
algo así pueda suceder? Echando
un vistazo al diagrama de fases del
agua podemos intuir fácilmente la
respuesta a esta pregunta. Eso sí,
se trata de algo extremadamente
complicado de conseguir de forma
experimental, aunque no imposible.
La imagen inferior es el complejo
diagrama de fases del H20
Al igual que en el diagrama de fases
anterior, el eje horizontal representa
la temperatura y el vertical la
presión.
En toda la zona azul
correspondiente a la fase sólida
(hielo) hay multitud de números
romanos. Cada uno de ellos se
corresponde con un hielo diferente.
Actualmente conocemos 15 fases
distintas, aunque algunas de ellas
tienen varias configuraciones.
Este es el caso del hielo I, el que
tenemos en nuestro planeta.
Dependiendo de la temperatura a la
que nos encontremos podemos
tener hielo Ih o hielo Ic. El
primero es el predominante, ya
que la fase Ic es metaestable,
aunque ambos pueden
aparecer en la Tierra. La
estructura cristalina del hielo Ih
es hexagonal, y forman esos
cristales de hielo. La única
fase, además de la I, que
aparece en nuestro planeta de
forma natural es la XI y fue
hallada en la Antártida en unos
hielos que llegan a los miles de
años de antigüedad.
El resto de fases se han
estudiado en laboratorio bajo
condiciones de bajas temperaturas
y altas presiones. Sin embargo, a
presiones superiores a las que
forman el hielo X debemos recurrir a
las simulaciones por ordenador. Es
más, la fase hielo XI hexagonal que
vemos en la parte superior de la
gráfica únicamente se ha obtenido
mediante simulaciones.
Resulta curioso destacar que a
presiones mucho más altas, del
orden de más de 10 millones de
atmósferas, el estudio de las
bandas electrónicas mediante
simulaciones nos lleva al resultado
de que el hielo de agua funcionaría
como si fuera un metal.
Volviendo al tema que nos ocupa
del hielo a más de 100ºC vemos en
el diagrama de fases que único que
CIENCIA Y VIDA Abril de 2013
32
existe es el hielo VII. Para ello tan
solo tenemos que calentar agua por
encima de 82ºC con una presión de
algo más de 22 mil atmósferas.
¿Imposible? Pues si se ha
estudiado en laboratorio imposible
no es, aunque sí complicado y
costoso.
RAFAEL REYES
¿SABIAS QUÉ?
RANAS NORTEAMERICANAS
CON CAPACES DE
CONGELARSE EN INVIERNO Y
SOBREVIVIR
La rana de bosque es una de las 4
especies de ranas norteamericanas
capaces de congelarse en invierno y
sobrevivir.
Estas ranas
poseen ciertos
sistemas que
le permiten
sobrevivir en
condiciones
extremas,
soportando así
muy bajas
temperaturas.
Primeramente poseen una gran
cantidad de nucleoproteínas, estos
compuestos potencian la formación
de hielo, evitan sin embargo que
éste se organice en forma de
grandes cristales que dañarían a las
células.
La rana, cuya concentración
de glucosa es similar a la nuestra
sintetiza en el hígado grandes
cantidades de ésta al inicio de la
congelación.
La glucosa se concentra en el
interior de las células y hace las
veces de anticongelante, evitando
que se congelen los fluidos
celulares.
La congelación del líquido exterior
provoca que en el interior haya una
mayor proporción de agua,
provocando una salida de agua de
las células que, si bien hace
aumentar la proporción de glucosa
en su interior (aumentando la acción
anticongelante), podría provocar su
muerte debido a la deshidratación,
esto se evita al llegar a un equilibrio
de concentraciones con
el exterior.
Los órganos y el cuerpo
de la rana cuerpo
pueden llegar a
convertirse en un 65% de
su agua completamente
en hielo congelado y el
resto de su agua estaría
líquido gracias a su
anticongelante natural. Cuando
suben las temperaturas, se
descongela primero el corazón, para
que la circulación se reactive y
evitar así daños en los demás
órganos conforme se descongelan
RAFAEL REYES
CIENCIA Y VIDA Abril de 2013
33
PRIMERA EVIDENCIA DE
FOTOSÍNTESIS EN
INSECTOS
Los áfidos, también conocidos
como pulgones, podrían tener un
rudimentario sistema de
recolección de luz del sol. Una
investigación llevada a cabo en la
Universidad de Yale sugiere que los
pigmentos de los insectos pueden
absorber la energía del sol y
transferirla a la maquinaria celular
involucrada en la producción de
energía.
Los áfidos son una familia de
insectos fitopatógenos del
suborden Sternorrhyncha. En la
actualidad se tienen cerca de 4.000
especies de áfidos clasificados en
10 familias. Únicos entre los
animales por su capacidad para
sintetizar pigmentos llamados
carotenoides, los mismos que
utilizan otras familias de insectos
para el mantenimiento de su
sistema inmune.
Aunque sin precedentes en los
animales, esta capacidad que se le
sugiere a los áfidos es común en
otros reinos. Las plantas y las algas
o ciertos hongos y bacterias
también sintetizan carotenoides y en
todos los casos los pigmentos
forman parte de la maquinaria
fotosintética.
Los investigadores basaron su
estudio en una serie de áfidos con
altos niveles de carotenoides,
trataban de encontrar respuesta a la
producción de estos productos
químicos en su metabolismo.
Los carotenoides son los
responsables de la pigmentación del
áfido, y a su vez, el color de un áfido
determina el tipo de depredador que
pueden verlo. Los
investigadores midieron los
niveles de ATP, la cantidad de
transferencia de energía en los
seres vivos, observando unos
resultados sorprendentes.
Los áfidos verdes, aquellos que
contenían altos niveles de
carotenoides, hacían mucho más
ATP que los blancos (casi
desprovistos de pigmentos). En el
análisis llevado a cabo, los áfidos
naranjas (aquellos que contenían
una cantidad intermedia de
carotenoides) aumentaron la
producción de ATP cuando fueron
colocados en la luz. En cambio
cuando se colocaron en la
oscuridad disminuyeron.
CIENCIA Y VIDA Abril de 2013
34
El siguiente paso que realizaron los
investigadores fue analizar y
purificar los carotenoides de los
áfidos naranjas. El resultado
demostraba que fueron estos
extractos los que podían absorber
la luz y transmitir esta energía.
Unos resultados que, a falta de más
análisis que permitan verificar el
hallazgo, podría indicarnos que (al
menos) los áfidos realizan la
fotosíntesis.
JUAN A. DIAZ
¿SABIAS QUÉ?
¿EXISTEN LOS RAYOS
ESFÉRICOS?
Son los rayos de bola, o rosario, los
que llamamos “centellas”. Es un
fenómeno poco frecuente y que no
tiene una razón científica
universalmente aceptada, por la
diversidad de formas (bolas, anillos,
coronas) y de colores (rojo,
anaranjado, azul, verde) que puede
adoptar.
La temperatura que se alcanza una
vez desarrollado el rayo de bola es
altísima (unos 4.000ºC). Los que
han presenciado los relámpagos
esféricos indican que la
atmósfera queda
impregnada de un olor
fuerte a azufre, ozono y
ácido sulfúrico. Hay quien
ha tratado de relacionar el
desarrollo de centellas con
fenómenos ovni –por
ejemplo, en avistamientos
desde aviones con cielos
cubiertos–, debido a la luminosidad
de los rayos esféricos, y a sus
trayectorias rápidas y, a menudo,
erráticas.
RAFAEL REYES
CIENCIA Y VIDA Abril de 2013
35
MUTACIÓN NO ES UNA
MALA PALABRA
Como le pasa a cualquiera, la célula
a veces puede equivocarse y
cometer errores grandes o
pequeños. Esos errores, que
pueden suceder durante la
replicación del
ADN, durante la
lectura o traducción
del mensaje se
llaman mutaciones.
Una proteína es,
esencialmente, un
mensaje que está
escrito en un gen.
Si al leerlo se
cambia alguna letra
de la frase original,
el mensaje puede
ser modificado y el
producto final
cambiará.
Ese cambio puede
pasar inadvertido
porque no produce
efectos.
Supongamos que
el mensaje
codificado en el
gen dice “hay un gallo en el
gallinero” y nos olvidamos de poner
la “H” en la palabra “hay”. Aunque
con un error de ortografía, a la frase
la seguimos leyendo igual y no
pierde el sentido.
Si por el contrario, el error es el
cambio de una letra por otra, las
consecuencias son más graves
porque el mensaje final cambia. Por
ejemplo, si la “G” de gallo es
sustituida por una “C”, el mensaje
final es diferente: “hay un callo en el
gallinero”; pierde sentido y por lo
tanto la proteína no
funcionará o lo hará
incorrectamente.
Los fitomejoradores
buscan plantas con
características
interesantes:
adaptadas a un
clima o un suelo
específico, de
mayor rendimiento,
tolerantes a algún
herbicida. En
muchas ocasiones
éstas son
producidas por
mutaciones
espontáneas pero
en otras deben ser
ellos quienes
provoquen esos
cambios para luego
seleccionar los más
convenientes.
En la década de 1920 se descubrió
que exponiendo plantas a la acción
de rayos X se conseguía una gran
cantidad de variaciones, luego se
emplearon sustancias químicas
como agentes mutágenos y
CIENCIA Y VIDA Abril de 2013
36
después de la II Guerra Mundial
comenzaron a usarse técnicas
radiactivas: rayos gamma, protones,
neutrones. Más recientemente se
descubrió que el cultivo de tejidos
podía ser un factor inductor de
mutaciones.
La revolución verde cambió la
producción agrícola para siempre.
El mejoramiento genético asociado
con el uso intensivo de plaguicidas y
fertilizantes y la mecanización
provocaron un importante
incremento en la producción y
rendimientos
de cultivos
alimenticios.
Pero a esta
revolución ¡la
comenzaron
los enanos! El
trigo y el arroz
son pilares
fundamentales
de la
alimentación
mundial y en la
década del cuarenta se investigaba
la manera de aumentar los
rendimientos en ambos cultivos.
Uno de los principales problemas
eran las elevadas pérdidas de
granos durante la cosecha por el
“vuelco” de las plantas. Estas, al ser
altas, se caían y la cosechadora no
podía levantarlas cuando pasaba
por el surco. Fue entonces que
a Norman Borlaug y su equipo de
colaboradores se les ocurrió que la
solución podía ser la creación de
variedades enanas.
Para mejorar el trigo usaron una
variedad mutante natural semi
enana cultivada en Japón y la
cruzaron con las mejores
variedades de Estados Unidos
obteniendo trigos con menor altura
de planta, que se caían menos y por
lo tanto se podían cosechar mejor.
El enanismo en arroz es causado
también por una
mutación
espontánea, aunque
una variedad muy
importante liberada
en California en la
década del 70
(Calrose 76) fue
producto de la
irradiación de
semillas con rayos
gamma. En esencia
los resultados
obtenidos fueron
similares a los de trigo: mayores
rendimientos.
La mutación se sigue usando para
el mejoramiento de cultivos y
existen alrededor de dos mil
variedades de más de 100 cultivos
obtenidas de esta manera. El arroz,
la cebada y el trigo son los cereales
donde la técnica ha tenido mayor
éxito. RAFAEL REYES
CIENCIA Y VIDA Abril de 2013
37
CARREAR POR LA
DESALINIZACIÓN
"No hay escasez de agua en el
planeta: sólo de agua dulce"
Después de todo, cerca del 70$%
de la superficie de nuestro planeta
se encuentra recubierta por el vital
líquido. El problema es básico:
tenemos muchísima, pero la
cantidad que podemos utilizar es
muy limitada.
El proceso de desalinización del
agua no es novedoso. Se emplea
desde la década de los sesentas
en Medio Oriente, y se ha ido
extendiendo a lo largo de 150
países. Las naciones de esa zona
del mundo, tan privilegiadas en
petróleo como castigadas en agua,
han experimentado con
aproximaciones útiles, pero muy
costosa. El
método más
extendido es
la destilació
n por fuerza
bruta, que
consiste en
ebullir el agua
del mar hasta
provocar la
evaporación,
para
posteriorment
e
condensarla
sin la sal.
Otro de los
mecanismos más empleados es
la ósmosis inversa, que se basa
en un proceso llamado ósmosis que
consiste en poner en contacto
mediante una membrana
semipermeable (esto es, que deja
pasar moléculas de un cierto
tamaño, pero no otros) dos fluidos
con diferentes concentraciones de
sólidos disueltos, pero a la misma
presión. La membrana permite el
paso del fluido que tiene menor
concentración (de sal y minerales
en el caso del agua del mar) a la
zona en la que se encuentra el
fluido con mayor concentración. La
osmosis inversa es lo contrario; El
fluido de mayor concentración de
sal pasa al compartimiento de
menor concentración, gracias a que
el agua se presuriza a un valor
superior al de la ósmosis.
Estos dos métodos requieren
demasiada
energía, pero
se han
desarrollado
otras
alternativas
que podrán
tener éxito en
el futuro. Por
una parte, se
encuentra
la ósmosis
forzada, que
consiste en
pasar el
líquido por
CIENCIA Y VIDA Abril de 2013
38
una membrana semi-porosa hacia
una solución más salada que el
agua de mar, pero con un tipo de
sal que se evapora más
rápidamente. Por otro lado surge la
idea sustituir la membrana por una
con unos nanotubos de carbono
(finísimas capas de carbono de sólo
un átomo de grosor enrolladas en
cilindros).
Según estudios de la
Universidad escocesa de
Strathclyde los nanotubos de
carbono permitirían fabricar
membranas 20 veces más
permeables que las que se
utilizan en las plantas
desalinizadoras. De esta
forma se reduciría la energía
necesaria para poner en marcha el
proceso y con ello, el coste.
Además, aseguran que los
nanotubos de carbono han
demostrado ser muy eficaces a la
hora de repeler iones de sal.
La nanotecnología es una
herramienta que tiene el potencial
de ayudar a resolver muchos de los
problemas de la humanidad, pero
en la actualidad su uso es muy
costoso.
Respondiendo a las necesidades
actuales, un equipo del MIT diseño
un equipo de desalinización solar
portátil para crisis humanitarias que
permite aprovechar la energía del
sol para desalinizar agua de forma
rápida y sencilla y que podría ser
transportado fácilmente a lugares
donde se necesita de manera
urgente. El aparato es capaz de
desalinizar más de 300 litros de
agua en un día aprovechando la
energía solar. Los ingenieros
estiman que una versión más
grande del aparato costaría unos
6.000 euros y podría filtrar casi
4.000
litros de
agua
salada
cada
día.
Los
equipos
portátile
s de desalinización no son novedad,
pero este si lo es ya que utiliza la
energía solar para hacer funcionar
el sistema lo que permite usarlo en
lugares donde no se tiene acceso a
la red eléctrica; la cual es necesaria
para que hacer presión sobre el
agua con mayor concentración de
sales para hacer que esta pase al
lado de menor concentración.
Para evitar que las variaciones de
luz solar afecten al rendimiento de
la desalinizadora, los ingenieros la
han programado para que se adapte
a los cambios de manera
inteligente. En condiciones de
mucho sol, explican, el prototipo
extrae más agua. Cuando se pone
nublado, el sistema funciona a
menos rendimiento, pero no se
detiene. RAFAEL REYES
CIENCIA Y VIDA Abril de 2013
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ENTREVISTA | | PIERRE JOLIOT-CURIE
Su abuela, Marie Sklodowska Curie (Madame Curie) fue la primera persona y la
única mujer que recibió dos premios Nobel en distintas categorías -Física y
Química-. Su abuelo, Pierre Curie, compartió el galardón de Física en 1903 con su
esposa y con Henri Becquerel. Y sus padres, Frederick e Irène Joliot-Curie, también
obtuvieron el Nobel de Química en 1935. Él ha cumplido los 80 años, pero nunca
ha sentido la presión genealógica de tener que corresponder a los logros de su
familia.
¿Qué te motivo a ser científico?
El hecho de que mis padres me
explicaran que la ciencia es
extraordinaria; que es un juego en el
que hay que ser creativo y utilizar la
imaginación. Que no importaba si
me equivocaba, que volviera a
intentarlo si las cosas no salían. Su
imagen y su trabajo me sedujeron.
Voy a cumplir 81 años y continúo en
mi laboratorio usando mi
creatividad.
¿En qué consiste tu trabajo?
Trabajo en el Institut de Biologie
Phisico-Chimique de París, donde
estudio los mecanismos que
permiten la utilización de la energía
solar y su conversión en energía
química, es decir, el corazón de la
fotosíntesis. He trabajado sobre
todos los componentes que
participan en esta extraordinaria
reacción en las plantas. Este
proceso le provee el oxígeno a la
humanidad y absorbe el gas
carbónico, pero el problema es que
la fotosíntesis es más lenta que la
liberación de este gas, producido
por la quema de combustibles
fósiles.
¿Cuál es el papel de la ciencia en
la sociedad?
La ciencia juega un papel
fundamental ya que permite que
CIENCIA Y VIDA Abril de 2013
40
avance nuestra comprensión del
mundo que nos rodea.
¿Cómo motivar a los jóvenes
para ser científicos? Aquí es un
gran reto
No solo ahí. Pasa en Francia y otras
partes del mundo. Hay una huida de
los jóvenes a ser científicos. A mí
me marcó el hecho de jugar con los
experimentos, crear e imaginar. Eso
se ha ido eliminando en el campo
de la ciencia. Los investigadores
están muy mal pagos. Los jóvenes
no tienen motivación ni placer
personal para ser científicos. Es un
mal endémico.
JUAN A DIAZ
RETO MATEMATICO
El valor de un rombo equivale a tres
círculos. El valor de dos cuadrados
equivale a un círculo. ¿Cuáles de
estas combinaciones tienen el
mismo valor?
TULIO ECHEVERRIA
CIENCIA Y VIDA Abril de 2013
41
TRABAJOS CITADOS
(s.f.). Obtenido de La carrera por la desalinización del agua: http://alt1040.com/2010/04/la-carrera-por-la-desalinizacion-del-agua
(s.f.). Obtenido de
http://naukas.com/2012/02/08/mutac
ion-no-es-una-mala-palabra/
(s.f.). Obtenido de
http://alt1040.com/2012/08/primera-
evidencia-de-fotosintesis-en-insectos
(s.f.). Obtenido de
http://alt1040.com/2012/08/primera-
evidencia-de-fotosintesis-en-insectos
(s.f.). Obtenido de
http://naukas.com/2012/02/02/la-
magia-de-los-diagramas-de-fases-o-
como-puede-haber-hielo-a-mas-de-
100oc/
(s.f.). Obtenido de
http://clubensayos.com/Ciencia/Impor
tancia-De-Los-Puentes-
De/372766.html
(s.f.). Obtenido de
http://www.eluniversal.com.mx/articu
los/60869.html
(s.f.). Obtenido de
http://alt1040.com/2012/04/cientifico
s-anuncian-axn-la-creacion-de-adn-
sintetico
(s.f.). Obtenido de
http://lacienciaamena.blogspot.com/2
007/12/la-biblia-vincula-al-azufre-con-
los.html
(s.f.). Obtenido de
http://es.wikipedia.org/wiki/Charles_B
rewer-Car%C3%ADas
(s.f.). Obtenido de
http://es.wikipedia.org/wiki/Nikola_Te
sla
(s.f.). Obtenido de
http://alt1040.com/2012/02/harvard-
crea-nanorobot-de-adn-capaz-de-
producir-el-suicidio-en-las-celulas-
cancerosas
(s.f.). Obtenido de
http://alt1040.com/2012/01/sinestesi
a-saborear-triangulos-escuchar-
colores
15 años de consultas en 350 artículos. (s.f.).
Obtenido de
http://naukas.com/2011/11/19/15-
anos-de-consultas-de-los-lectores-en-
350-articulos/
Carías, C. B. (s.f.). Obtenido de
http://www.charlesbrewercarias.com/
El MIT diseña un equipo de desalinización solar
portátil para crisis humanitarias. (s.f.).
Obtenido de
http://naukas.com/2010/10/15/el-
mit-disena-un-equipo-de-
desalinizacion-solar-portatil-para-
crisis-humanitarias/
http://retosdemates.blogspot.com/2012/04/ret
o-41-contar.html. (s.f.).
http://www.eltiempo.com/vida-de-
hoy/ciencia/ARTICULO-WEB-
NEW_NOTA_INTERIOR-
12626635.htmlNANOCIENCIA Y
NANOTECNOLOGIA Entre la ficcion del
presente y latecnologia del futuro.
(s.f.).
![[RevistaEnFrancés] Ciencia&Vida - Marzo2013](https://static.fdocuments.co/doc/165x107/577cdc0c1a28ab9e78a9ba9d/revistaenfrances-cienciavida-marzo2013.jpg)
