Departamento de Ciencias
Ciencias del Mundo Contemporáneo 1s
Bachillerato
SEMINARIOS: Textos, Guías y
Actividades
IES Victoria Kent
CIENCIAS PARA EL MUNDO CONTEMPORÁNEO
Contenidos propuestos para el curso 2008/2009
Introducción.
sQué es y para qué sirve la ciencia?
La ciencia como
parte de la cultura de la humanidad.
sCómo trabaja la ciencia?
Ciencia frente a pseudociencia
Nuestro lugar en el Universo
El origen del Universo
Teorías sobre el origen del Universo.
La génesis de los elementos: polvo de estrellas.
Exploración del sistema solar.
De Newton a Einstein: teorías explicativas de las interacciones en el Universo.
En busca del origen de la vida
El origen de la vida. La generación espontánea. De la síntesis prebiótica a los
primeros
organismos: principales hipótesis.
La diversidad biológica. Del
fijismo al evolucionismo. La selección natural darwiniana y la
explicación genética actual.
Nuestros parientes más cercanos
De los homínidos fósiles al Homo sapiens. Los cambios genéticos condicionantes
de la
especificidad humana: rasgos fisiológicos y atributos culturales.
Vivir más, vivir mejor
La salud y la enfermedad
La salud como
resultado de los factores genéticos, ambientales y personales.
Los estilos de vida saludables.
Diferentes enfermedades
Las enfermedades infecciosas y no infecciosas.
Los cánceres, las enfermedades cardiovasculares y las mentales.
Los fármacos
Los principios activos
De los fármacos tradicionales a la biblioteca de moléculas.
Los condicionamientos de la investigación médica.
El gastofarmacéutico. Las patentes.
La sanidad en los países de bajo desarrollo
La revolución genética.
La revolución genética.
El genoma humano, patrimonio universal.
Las aplicaciones en la terapia génica, mejora de especies y fabricación de
fármacos y de
transgénicos.
Las células madre, clonación y bioética
Hacia una gestión sostenible del
planeta
Los recursos
La sobreexplotación de los recursos: aire, agua, suelo, minerales, seres vivos
y fuentes de
energía.
Energías renovables, no renovables y alternativas. Energía nuclear:
aplicaciones técnicas,
médicas y energéticas.
Tratamiento de los residuos radioactivos.
El agua como
recurso limitado: necesidad biológica y bien económico.
El cambio climático
Los impactos: la contaminación, la desertización. El aumento de residuos y la
pérdida de
biodiversidad.
Los cambios climáticos: causas y efectos.
Los riesgos naturales. Las catástrofes más frecuentes: terremotos, inundaciones
etc. Factores
que incrementan los riesgos.
La sostenibilidad
El problema del
crecimiento ilimitado en un planeta limitado: Agotamiento de recursos.
Producción de alimentos. Agricultura ecológica. Uso de fertilizantes.
Principios generales de sostenibilidad económica, ecológica y social.
Los compromisos internacionales y la responsabilidad ciudadana.
Nuevas necesidades, nuevos materiales
Los metales
Los metales, recursos naturales desde la antigüedad.
Descubrimiento de algunos metales, paralelo a los avances tecnológicos y
responsable de
algunos hitos históricos.
Riesgos a causa de su corrosión.
El desarrollo científico-tecnológico y la sociedadde consumo: agotamiento de
materiales y
aparición de nuevas necesidades, desde la medicina a la aeronáutica.
Localización, producción y consumo de materiales: control de los recursos.
Diferencias Norte-Sur
La revolución de los polímeros
Los polímeros.
Usos: sanidad, óptica, alimentación, construcción, aeronáutica, electrónica,
deporte, textil, etc.
Análisis medioambiental y energético del
uso de los materiales: reutilización y reciclaje. Basuras.
Los nuevos materiales
Materiales de diseño y con propiedades extrañas
Nuevas tecnologías: la nanotecnología. Promesas y peligros.
La aldea global. De la sociedad de la información a la sociedad del conocimiento.
De lo analógico a lo digital
Procesamiento, almacenamiento e intercambio de la información. El salto de lo
analógico a lo
digital.
Tratamiento numérico de la información, de la señal y de la imagen.
Comunicación y repercusiones sociales
La sociedad del
conocimiento y la información
Compresión y transmisión de la información.
La publicidad y la ciencia
Internet, un mundo interconectado.
Control de la privacidad y protección de datos. Su importancia en un mundo
globalizado.
La revolución tecnológica de la comunicación: ondas, cable, fibra óptica,
satélites, ADSL,
telefonía móvil, GPS, etc. Repercusiones en la vida cotidiana.
NOTA: El temario, contenidos y trabajos del
curso podrán ser modificados según acontecimientos y necesidades
surgidas a lo largo del
año lectivo.
sQué saben de ciencias nuestros
estudiantes?. sCiencia o pseudociencia?.
Características del método científico
1) JustificaciónExisten diversas razones que pueden inducirnos a comenzar por
este tema. En primer lugar, nos
parece aconsejable comenzar realizando un diagnóstico de cuál es la situación
de partida de
nuestros estudiantes. Esto, que es recomendable en cualquier asignatura, aquí
es especialmente
significativo dado el carácter común de la materia y, por tanto, la presumible
heterogeneidad del
alumnado a la que va dirigido, esto es:
Por una parte, tendremos estudiantes que han cursado Física y Química, Biología
y
Geología en 4s de ESO o alguna de las dos, por otra parte estudiantes que en su
día
huyeron de estas disciplinas científicas.
a— Además de lo anterior, será interesante conocer, dentro de los dos grupos,
cuál es el nivel
de interés por aspectos científicos de relevancia entre el alumnado.
a—
En nuestra opinión, no tiene por qué ocurrir que los todos alumnos que
escogieron ciencias en 4s
de ESO manifiesten un mayor interés (ni siquiera un mayor conocimiento) por los
aspectos que se
van a tratar en la asignatura, en la que se pretende huir de una ciencia
academicista y formalista,
procurando conocer aspectos de temas científicos actuales objeto de debate, y
propiciando la
adquisición de actitudes de curiosidad, antidogmatismo,
Sería por lo tanto un error, a nuestro juicio, plantear la asignatura de forma
diferente a unos
alumnos y otros.
La propuesta que hacemos aquí sobre cómo abordar este diagnóstico de la
situación de partida
contempla varios elementos:
a—
a—
Un test de conocimientos previos
El debate sobre una situación concreta
En cuanto al test de conocimientosprevios, hemos redactado uno que, desde
luego, es sólo una
ejemplificación en la que se han tenido en cuenta aspectos relativos a los
temas que constituyen el
diseño curricular de la asignatura, y en relación al debate sobre una situación
concreta, hemos
escogido el tema “ciencia vs pseudociencia” por varias razones:
Potencialmente puede generar distintas posturas respecto al mismo, favoreciendo
el debate
entre el alumnado.
a— Podemos encontrar ejemplos y recursos muy variados sobre este tema: prensa,
tv, video,
webs, etc..
a— Nos introduce de manera natural en el siguiente apartado, que trata sobre
los métodos de
la ciencia.
a—
2) sQué saben de ciencias nuestros estudiantes?. Test de inicio
Exponemos ahora una serie de preguntas cuya finalidad es poner de relieve el
punto de partida del
alumnado en algunas cuestiones relacionadas con la ciencia. En realidad, aquí
lo importante no
son las cuestiones en sí (esto es sólo un ejemplo modificable y mejorable) sino
generar un recurso
que permita abrir un debate en clase.
a—
sQué son los organismos transgénicos?
a—‹ Organismos que contienen genes y, por tanto, son rechazados por los
ecologistas
a—‹ Organismos más baratos que los tradicionales. Por ello los ecologistas
están a favor de
su producción.
a—‹ Bacterias que provocan infecciones graves en los seres vivos.
a—‹ Organismos a los cuales se les ha introducido en su material genético uno o
más genes
de otro ser vivo.
a—
Una de las siguientes afirmaciones NO es correcta, scuál?
a—‹ Los combustibles fósiles son el carbón, el petróleo y el gas natural.
a—‹ Comoconsecuencia del calentamiento global, enfermedades y especies se
desplazarán
hacia el ecuador.
a—‹ El dióxido de carbono es un gas que contribuye al efecto invernadero.
a—‹ La actividad solar no es la principal causa del calentamiento global.
a—
Ordena de mayor a menor tamaño:
a—‹ Célula
a—‹ Átomo
a—‹ Microchip
a—
La teoría de la selección natural explica:
a—‹ El origen de la vida.
a—‹ El origen común de todos los seres vivos.
a—‹ La evolución lenta y gradual de las especies.
a—‹ La evolución del Universo.
a—
Señala la respuesta correcta: si la probabilidad de que llueva el sábado es del 50% y la de
que llueva el domingo también del 50%
entonces:
a—‹ La probabilidad de que llueva el fin de semana es del 100%.
a—‹ La probabilidad de que llueva el fin de semana es del 50%
a—‹ No lloverá el fin de semana
a—‹ Llueve seguro el fin de semana
a—
La molécula que almacena la información genética es:
a—‹ El ARN
a—‹ El ADN
a—‹ La proteínas
a—‹ Los lípidos
a—
sQué es el Big Bang?
a—‹ La explosión de una supernova
a—‹ Una explosión nuclear controlada
a—‹ El estado inicial que dio lugar al universo observable.
a—‹ Una gran banda de música
a—
Los aparatos de TV y los monitores de las computadoras:
a—‹ no emiten radiación y por tanto no perjudican a los seres humanos
a—‹ emiten radiación y no perjudican
a—‹ sí emiten radiación, esta es perjudicial dependiendo del tiempo y la distancia al monitor.
a—
La radiación ultravioleta emitida por el Sol
a—‹ Parte es necesaria y parte perjudicial para la vida.
a—‹ Es perjudicial para todos los seres vivos.
a—‹ Necesaria sólo para algunos seres vivos
a—Cuál de los siguientes personajes no está asociado a la ciencia
a—‹ Santiago Ramón y Cajal
a—‹ Vicente Aleixandre
a—‹ Nicolás Copérnico
a—
sQué son los fósiles?
a—‹ Tibios reflejos de seres ancestrales.
a—‹ Restos óseos sólo con interés mediático.
a—‹ Piezas fraudulentas para demostrar lo que se quiere.
a—‹ El único testimonio directo de parte de la apariencia física (fenotipo) y
de genotipo de
los seres vivos del
pasado.
a—
sCuál de estas afirmaciones es cierta?
a—‹ Los clones humanos por compartir el mismo genoma, son idénticos físicamente
y en su
comportamiento.
a—‹ Los clones humanos aunque compartan el mismo genoma no tienen por qué ser
físicamente idénticos o en su comportamiento.
a—‹ Los clones humanos aunque compartan el mismo genoma son necesariamente
físicamente idénticos pero no en su comportamiento.
a—‹ Los clones humanos no existen todavía.
a—
Relaciona cada nombre con una disciplina científica
1) Marie Curie
A) Física
2) Isaac Newton
B) Relatividad
3) Albert Einstein
C) Radioactividad
4) Charles Darwin
D) Evolución de las especies
https://webpages.ull.es/users/esceptic/test_modulo1.html
a—
sCuál de los siguientes casos astronómicos sería una amenaza real para la
Tierra?
a—‹ Una conjunción entre Marte, Saturno y la Luna en Sagitario.
a—‹ Una explosión de supernova en la galaxia de Andrómeda.
a—‹ Un asteroide cercano cuya órbita no se conoce muy bien.
a—‹ Un eclipse de Sol que atravesara las zonas más pobladas de Europa y Asia.
3) sCiencia o pseudociencia?.
Nos enfrentamos a una situación paradójica: por un lado podemos
recogernumerosos indicadores
de la creciente importancia (y necesidad) de la ciencia y sus tecnologías en la
sociedad actual; por
otro, la valoración o apreciación social de esta misma ciencia no se ajusta con
el papel que tiene
en la sociedad.
La paradoja estriba en que si ahora mismo se obviaran los productos de la
tecnociencia la
civilización humana colapsaría. El problema deriva en una percepción de la
ciencia como
una
especie de iglesia con sus rituales y sus oficiantes: los ciudadanos llegamos,
por lo general, a
disfrutar de los dones de la ciencia pero sin llegar a comprenderlos ni a
analizarlos. El que esto sea
erróneo y equívoco no quita para que algo así suceda. Cuando por una razón u
otra se hurta o
evita el debate, la libre crítica que está en el fondo del método científico, queda la liturgia. Y
las
pseudociencias aprovechan este abismo entre ciencia y sociedad para aparecer como ciencias
cuando realmente no lo son.
Un ejemplo de esta percepción de la ciencia se muestra en muchos anuncios
publicitarios, en los
cuales los anunciantes utilizan como enganche del producto una terminología científica que,
aunque difícilmente es comprensible para la gran mayoría del público, lo reviste de unas
cualidades en las que se tiene plena confianza.
a—
El frotar se va acabar. Wipp Express con oxígeno activo
a—
Anticaída Dercos con aminexil
a—
Puleva calcio con isoflavonas de soja
a—
Derma génesis con Proxilane y ácido halurónico
No podemos ahondar más en el análisis presente sin realizar algún tipo de
definición de las
pseudociencias. Ciertamente, no es un temasencillo, aun cuando etimológicamente
equivalga a
'falsas ciencias': disciplinas, por lo tanto, que si aparentemente se
revisten del
manto de la
ciencia, no lo son en realidad. El término 'falso' parece indicar,
siendo además por lo general
cierto, una cierta intención de engaño consciente: a menudo se intenta tal
disfraz con el interés de
dar una respetabilidad que poseen los productos de la ciencia, y abusar del marchamo científico
a
la hora de acallar las posibles críticas.
En otros casos, se usa el prefijo para como identificador de algunas de estas
disciplinas, como es
el caso de la parapsicología, o en el genérico de 'fenómenos
paranormales': se pone así de
manifiesto el propio interés de los promotores de tales disciplinas por
situarse al margen de la
corriente principal de la ciencia. Muy normalmente, en estos sectores se
caracteriza al
conocimiento científico de 'ciencia oficial', con el claro interés de
desprestigio que supone
adscribir la ciencia a un cierto establishment dogmático. Algo que ha
encontrado cierto eco en lo
que se denomina el pensamiento postmoderno o el relativismo cultural, según
cuyos postulados el
conocimiento científico no es sino uno de entre los posibles, sujeto a los
mismos vaivenes e
influencias irracionales que otras actividades humanas. Nos llevaría fuera del objetivo de este
trabajo realizar una crítica del
postmodernismo. Recomendamos, en cualquier caso, el trabajo de
Sokal y Bricmont Imposturas Intelectuales,[2] que pronto va a ser publicado en
castellano.
Fuente: Artículo de Javier Armentiahttps://www.euskonews.com/0030zbk/gaia3001es.html
En cualquier caso, los autores que diferencian entre ciencias reales y
pseudociencias señalan
algunas de las siguientes características para ayudar a reconocer a las
pseudociencias
a—
a—
a—
a—
a—
a—
a—
a—
a—
a—
a—
No aplican una metodología de carácter científico.
Son dogmáticas. Sus principios están planteados en términos tales que no
admiten
refutación, a diferencia de las ciencias, donde las condiciones de refutación
de las hipótesis
o teorías están determinadas con precisión.
Proclaman teorías para las que no aportan pruebas empíricas, que a menudo
contradicen
abiertamente resultados experimentales conocidos y aceptados por las ciencias
bien
establecidas.
Proclaman teorías inconexas con los conocimientos y teorías de la ciencia.
Son inmutables. Al no tener bases experimentales, no cambian incluso ante
nuevos
descubrimientos.
Utilizan lenguaje científico pero sólo en apariencia, desconociendo o
malinterpretando su
significado.
No cumplen la estrategia de la navaja de Occam (también conocido como principio de
parsimonia), que es un método de construcción lógica según el cual en igualdad
de
condiciones la explicación más sencilla es probablemente la correcta.
No buscan leyes generales.
Descalifican las críticas por parte de las ciencias, a menudo, utilizando
falacias ad
hominem, aduciendo conspiraciones o proclamándose objeto de persecución cuando
sus
planteamientos son rebatidos.
Invocan entes inmateriales o sobrenaturales inaccesibles a la investigación
empírica, tales
como fuerza
vital, creación divina, inconsciente metafísico,necesidad histórica, etc.
Proclaman y exigen que se reconozca su carácter científico, pero sólo ante el
público
general, renunciando a poner a prueba sus explicaciones ante la comunidad científica
establecida. El hecho de reclamar estatus científico las diferencia de otras
actividades como
las religiones.
Wikipedia
https://es.wikipedia.org/wiki/Pseudociencia#Caracter.C3.ADsticas_de_las_pseudociencias
El siguiente enlace es una experiencia curiosa en la que se ponen de manifiesto
las irregularidades
de la astrología.
a—
Astrología desmentida:
a—‹
https://www.youtube.com/watch?v=b7SSvR-0rbw
Aunque es evidente que debemos poner sobre la mesa las carencias y
contradicciones en la que
incurren con frecuencia las pseudociencias, propiciando de esta forma una
reflexión crítica entre
nuestros estudiantes acerca de este aspecto, no es menos cierto que,
desgraciadamente en más
de una ocasión, la “ciencia oficial” se mueve por intereses socioeconómicos imperantes
en cada
momento y en cada lugar. Los siguientes enlaces son dos ejemplos de esto:
a—
Información en el NODO de la existencia de vida en Marte
a—‹
a—
https://www.youtube.com/watch?v=NsEB_mIttVk
10.000 dólares por cuestionar los datos de la ciencia
a—‹
https://www.elmundo.es/papel/2007/02/03/ciencia/2080484.html
4) Características del método científico
Este punto suele estar suficientemente tratado en los libros de texto. No
obstante, podemos
subrayar algunos aspectos que debieran ser resaltados al hablar del método científico.
El método científico está sustentado por dos pilares fundamentales.
Elprimero de ellos es la reproducibilidad, es decir, la capacidad de repetir un
determinado experimento en cualquier lugar y por cualquier persona. Este pilar
se basa,
esencialmente, en la comunicación y publicidad de los resultados obtenidos.
a— El segundo pilar es la falsabilidad. Es decir, que toda proposición
científica tiene que ser
susceptible de ser falsada (falsacionismo). Esto implica que se pueden diseñar
experimentos que en el caso de dar resultados distintos a los predichos
negarían la
hipótesis puesta a prueba. La falsabilidad no es otra cosa que el modus
tollendo tollens del
método hipotético deductivo experimental.
a—
Debemos dejar claro a los estudiantes que no existe un único método científico.
El científico
usa
métodos definitorios, clasificatorios, estadísticos, hipotético-deductivos,
procedimientos de
medición, etcétera. Según esto, referirse a el método científico es referirse a
este conjunto de
tácticas empleadas para constituir el conocimiento, sujetas al devenir
histórico, y que pueden ser
otras en el futuro.
Es central en esta concepción del
método científico, la falsabilidad de las teorías científicas, esto
es, la posibilidad de ser refutadas por la experimentación. En el método
hipotético deductivo, las
teorías científicas no pueden nunca reputarse verdaderas, sino a lo sumo no
refutadas.
Ejemplo de método hipotético-deductivo.
1.Detectar un problema: los astrónomos Adams y Le Verrier descubrieron en el
siglo pasado que el
planeta Urano no seguía la órbita prevista por las leyes de Newton.
2.Formulación de una hipótesis: supusieron que seexplicaría porque habría otro
planeta en una
órbita más exterior que con su atracción produjera tales irregularidades.
3.Deducción de consecuencias observables: si existiera tal planeta debía tener
tal masa y de día
encontrarse en tal punto en el cielo y por tanto con un telescopio se debería
observar.
4.Experimento: el astrónomo Galle
que disponía de un telescopio potente halló efectivamente el
planeta supuesto al que llamaron Neptuno, la hipótesis resultó confirmada por
la experiencia.
De Wikipedia, la enciclopedia libre
DIAGRAMA DE UN CICLO DE INVESTIGACIÓN
Replantear
problemas
Nuevas
hipótesis
Nuevos
diseños
Que pueden
demandar
Enunciado preciso
del problema
Construcción y fundamentación
de modelos teóricos
Invención de hipótesis
contrastables
Elaboración de estrategias
diversas de contrastación
incluyendo, en su caso, el
diseño y realización de
experimentos rigurosos
Interpretación de los resultados
a la luz de las hipótesis, de los
cuerpos teóricos y de los resultados
de otras investigaciones
Comunicación de los resultados:
artículos, encuentros, intercambios.
Que pueden
Cuerpo de conocimientos
(teorías) de que se parte
(+ creencias, intereses
personales o colectivos..)
Que mediante ampliaciones, retoques o
(muy raramente) replanteamientos globales,
se integran es:
Situación problemática
abierta y, a menudo, confusa
que puede tener origen en
otras investigaciones, necesidades
técnicas, azar,..
Análisis cualitativos
Trabajos bibliográficos
Toma de decisiones
Contribuir a verificar o
falsar lashipótesis y a
la construcción de nuevos
conocimientos
Generar nuevos problemas
Posibilitar aplicaciones
técnicas (que exigen tomar
decisiones respecto a
implicaciones sociales,
medioambientales, etc..)
Exigir nuevos
replanteamientos de la
investigación reallizada
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Sobre La CIENCIA
El Diccionario de la Real Academia (DRA) define ciencia de la siguiente manera:
(Del lat. scientia, saber)
Conjunto de conocimientos obtenidos mediante la observación y el razonamiento,
sistemáticamente estructurados y de los que se deducen principios y leyes
generales.
En el lenguaje corriente se usa
la palabra ciencia con bastante frecuencia: ciencia social, ciencia jurídica,
etc. No obstante, para fijar conceptos, nosotros usaremos la palabra
ciencia para referirnos a las ciencias experimentales.
Una característica básica de la ciencia es que se ocupa de
hechos medibles, comprobables.
Podemos medir la fuerza ejercida sobre un cuerpo, datar los
restos de un yacimiento o comprobar los efectos de un medicamento. No se pueden
medir la fe, la solidaridad o la belleza.
En las ciencias experimentales o empíricas es básico el
recurso a la experimentación como
medio para comprobar las hipótesis o para lograr una mejor
comprensión de algún fenómeno que estemos estudiando. La experimentación es un
auténtico “banco de pruebas”. Con los experimentos realizamos preguntas a la
naturaleza y obtenemos su respuesta que después contrastamos con nuestras ideas
previas para ver si las confirman o contradicen.
La teoría final deberá de estar siempre de acuerdo conlos experimentos. Es
decir, la teoría se subordina siempre a los resultados experimentales.
Una característica básica de los experimentos es que deben ser reproducibles.
Esto es, otros científicos deben de ser capaces de repetir el experimento y
llegar a unos resultados similares.
La ciencia también se caracteriza por ser una labor colectiva. El conocimiento
se construye entre
todos. La comunicación de los resultados (que se realiza, fundamentalmente, a
través de la publicación en revistas especializadas) y entre los grupos que
trabajan en una línea determinada es fundamental para el progreso de la
ciencia. El propio Newton
dijo “Si he podido ver tan lejos es porque es-
1
Ciencias del Mundo Contemporáneo
toy subido a hombros de gigantes”, una elegante manera de decir que sin el
trabajo de sus predecesores el suyo nunca podría llegar tan alto.
Una condición indispensable de una teoría científica es que pueda ser falsada.
Es decir, que exista
siempre la posibilidad (comprobable) de que pueda ser falsa. Algunos autores
consideran que es más
importante esta característica que la comprobación de que sea cierta.
La Ley de Gravitación Universal afirma que todos los cuerpos se atraen. Esta es
una afirmación falsable. Solamente es necesario encontrar dos cuerpos
materiales que no se atraigan.
Como consecuencia
de esto aparece otra característica inherente a la ciencia y es su carácter
provisional. Una teoría es cierta hasta que aparezcan evidencias que la
invaliden o la mejoren. Las teorías científicas son, por naturaleza,
mejorables. En esto se diferencian claramente deldogma, o afirmación innegable
e inalterable.
Un aspecto muy importante del
conocimiento científico es su capacidad de predicción o la posibilidad de
deducir qué es lo que va a ocurrir en determinadas condiciones. Esta
característica es particularmente visible en aquellas ciencias más básicas
(Física o Química) que estudian los aspectos fundamentales de la naturaleza, en
los que pueden intervenir un número reducido de variables, lo que
permite, en muchas ocasiones, describir el hecho estudiado mediante una
expresión matemática.
Una vez obtenida ésta estamos en condiciones de saber cómo se va a comportar el
sistema estudiado si variamos las condiciones (o variables) que intervienen en
él.
Esto se hace más incierto cuando se estudian sistemas más complejos (seres
vivos, ecosistemas…
etc) en los cuales interviene un gran número de variables.
2
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Big Bang
El 1919 un joven astrónomo llamado Edwin Hubble obtuvo un
puesto en el observatorio de Monte Wilson,
muy cerca de Los
Ángeles (EE.UU). Allí Hubble tuvo acceso al mayor telescopio
construido hasta la fecha: el telescopio Hooker, un reflector cuyo
espejo tenía 2,5 m de diámetro. Con la ayuda del telescopio,
Hubble se dedicó a observar lo que hasta entonces se consideraban acumulaciones
de polvo y gas (nebulosas), pero cuando
Edwin Hubble
(1889-1953)
Telescopio
Hooker
en 1924 enfocó el Hooker hacia la nebulosa situada en Andrómeda vio que estaba
formada por multitud de estrellas. tLa ne-
bulosa de Andrómeda era una galaxia! Nuestra galaxia no era la única. La
observación de otrasnebulosas le permitió identificar hasta nueve galaxias
diferentes. El universo debía estaba lleno de ellas.
Edwin Hubble se dedicó a continuación a determinar la distancia a la que
estaban las galaxias descubiertas y a estudiar sus espectros, y en 1929 publicó
un trabajo en el que demostraba que las galaxias no estaban quietas y la
mayoría se movían alejándose de nosotros con una velocidad directamente
proporcional a la distancia que nos separa de ellas. El universo no es
estático. Se expande.
v=HD
Donde:
v = velocidad con que se aleja la galaxia
H = constante de Hubble
D = distancia a la galaxia
Las últimas determinaciones de la constante de Hubble, dan un valor de 23
(km/s)/millón años luz, lo
que quiere decir que una galaxia situada a una distancia de 1 millón de años
luz de nosotros se alejaría a una velocidad de 23 km/s (82.800 km/h)
El descubrimiento venía a corroborar una teoría enunciada por un físico y
matemático ruso, Alexander
Friedmann, quien unos años antes (en 1922) había partido de dos supuestos muy
simples:
1. El aspecto del universo es el mismo con independencia de la dirección en que
sea observado. Esto es, da igual que la observación se realice en dirección
norte, sur, hacia el noroeste
o hacia el sudeste. Si descontamos las pequeñas diferencias locales y nos
fijamos en las
galaxias más lejanas, éstas aparecen igualmente distribuidas en el firmamento.
1
Ciencias del Mundo Contemporáneo
2. Lo anterior sería cierto para cualquier observador, con independencia del punto desde el
cual el universo se observe.
Resumiendo y simplificando lossupuestos de Friedmann, el universo se comporta como un globo que
se hincha y las galaxias (que podemos imaginar pintadas en la goma) se separan
unas de las otras.
Si el universo se expande, parece lógico pensar, yendo hacia atrás, que en
algún momento toda la
materia y energía del universo se hallaban concentradas en un minúsculo gránulo
de infinita densidad
y con una fuerza de gravedad tan enorme (infinita) que curvaría por completo el
espacio y el tiempo.
Es lo que los físicos llaman una “singularidad espacio-temporal”. Aquí las
leyes de la física dejan de
ser útiles, no pueden trabajar con infinitos. Los científicos dicen que las
leyes de la física colapsan.
Podemos aplicarlas a momentos posteriores al Big Bang, una vez que esa
singularidad comenzó a
expandirse, pero nunca a instantes anteriores al comienzo de la expansión
(shubo un “antes”?)
En 1965 Arno Penzias y Robert Wilson estaban tratando de poner a punto un
radiotelescopio muy sensible, sin embargo eran incapaces de eliminar un
persistente “ruido” (interferencia) de fondo que tenía
unas características bastante curiosas: su intensidad
era la misma con independencia de la dirección en
que se apuntara el telescopio e idéntica durante el
día o la noche, en invierno o en verano. Lo lógico
era pensar que no era debido a la atmósfera terrestre, sino que provenía de
fuera.
Penzias (derecha) y Wilson (izquierda) con el
radiotelescopio con el que descubrieron el fondo
de microondas en 1965.
Penzias y Wilson intuyeron que el ruido detectado
podría ser “el eco” del Big Bang.
Otros físicos (Gamow, Dicke yPeebes) habían calculado que ese eco debería de
consistir en una
radiación muy débil que estaría situada en la región de microondas y debería
corresponder a una
temperatura de unos 3 K. Los datos coincidían con los de la radiación detectada
por Pencias y Wilson
casi exactamente.
A partir del descubrimiento de la radiación de
fondo la teoría del Big Bang comenzó a cobrar
impulso
hasta llegar a convertirse en la más aceptada por los científicos para explicar
el origen del
universo.
Vivimos en un universo en expansión que tuvo un origen y el eco de su
nacimiento (ocurrido hace
unos 15.000 millones de años) aún puede ser “escuchado” en todo el espacio.
La existencia de la radiación de fondo fue confirmada en 1992 por el COBE
(Cosmic Background Explorer), un satélite artificial destinado a medir dicha
radiación. El análisis de los datos obtenidos con2
Ciencias del Mundo Contemporáneo
cuerda con lo predicho. La temperatura de la radiación de fondo es de 2,73 K y
se extiende de forma
isótropa (igual en todas direcciones) en el universo.
“En el comienzo hubo una gran explosión. No una explosión como las que
conocemos en la Tierra, que parten de un centro definido y se expanden hasta
abarcar una parte más o menos grande del aire circundante, sino una explosión
que se produjo simultáneamente en todas partes, llenando todo el espacio desde
el comienzo y en la que toda partícula de materia se alejo rápidamente de toda
otra partícula.”
Los tres primeros minutos del universo
Steven Weinberg
Si nos situamos a una centésima de segundo después del Big Bang (DBB) nos encontraríamos conun
universo en expansión cuya temperatura se calcula que era de unos 1011 (cien
mil millones) de
grados centígrados
(1)
. A esa temperatura sólo pueden estar presentes, además de los fotones, las
llamadas partículas elementales: el electrón, su antipartícula el positrón (que
eran creados continuamente a partir de la energía) y diversas clases de
neutrinos, unas partículas prácticamente carentes
de masa y sin carga eléctrica. En esos momentos la densidad del universo era enorme. En consecuencia,
las aniquilaciones entre electrones y positrones serían frecuentes
convirtiéndose en pura
energía. También habría una cantidad ridícula de protones y neutrones.
Después de catorce segundos, y a consecuencia de la expansión, la temperatura
descendió hasta
unos tres mil millones de grados (3.10 9). Entonces los electrones y positrones
empezaron a aniquilarse mucho más rápidamente que eran creados liberándose una
gran cantidad de energía que determinó que la velocidad de expansión se hiciera
menor. Aún así el universo se continuó expandiendo
y enfriando y transcurridos tres minutos su temperatura bajó hasta los mil
millones de grados (109). A
esta temperatura ya fue posible que los protones y neutrones se unieran
formando núcleos sencillos
(deuterio y helio).
La expansión prosiguió separando más la materia a la vez que se enfriaba hasta
que al cabo de unos
cientos de miles de años la temperatura descendió lo suficiente como para permitir que
los electrones quedaran atrapados por los núcleos formando los primeros átomos
de hidrógeno y helio. Estos
gases, sometidos a la fuerzade gravedad, fueron formando pequeñas nubes que,
poco a poco, terminarían formando las estrellas y las galaxias.
Los interrogantes que plantea la teoría del
Big Bang son muchos, algunos muy difíciles de responder.
Uno de ellos plantea el “futuro” de la expansión cósmica. De las ecuaciones de
la Teoría de la Relatividad General se puede deducir que la respuesta no es
única. Caben tres posibilidades. Y es que la
fuerza de gravedad tiende a frenar la expansión de las galaxias, tendiendo a
juntarlas. De que dicha
(1)
0
0
El Sol tiene una temperatura superficial de unos 6.000 C y unos 15.000.000 de C
en su interior
3
Ciencias del Mundo Contemporáneo
fuerza sea lo suficientemente grande dependerá que la expansión siga
eternamente o la recesión de
las galaxias se detenga.
Los cálculos permiten establecer la llamada densidad crítica del universo (calculada en unos tres
átomos de hidrógeno por metro cúbico). Si la densidad real del universo es superior a ese valor la
fuerza de la gravedad determinará un espacio cerrado (esférico), finito, pero
ilimitado
(2)
. Como
consecuencia de la acción de la gravedad la expansión se detendrá haciendo que,
posteriormente, el
espacio-tiempo se encoja hasta regresar a un estado semejante al que había antes
del Big Bang.
Es
lo que se conoce como
Big Crunch.
Si la densidad del
universo es inferior a la crítica, entonces el universo se expandirá
eternamente a una velocidad creciente. El universo sería abierto, infinito e
ilimitado y el espacio
tendría curvatura negativa (forma de “silla de montar”).
Si la densidad es iguala la densidad crítica el universo se expandirá, pero la
velocidad irá decreciendo progresivamente, aunque nunca llegará a ser nula. El
espacio sería plano.
Los cálculos que toman en cuenta la masa presente en las galaxias y estrellas
arrojan un valor para
la densidad del
universo que apenas llega al 1% de la densidad crítica. Sin embargo, se piensa
que
puede existir una gran cantidad de materia indetectable (“materia oscura”) cuya
existencia se deduce
de su influencia sobre las órbitas de las estrellas y galaxias. La naturaleza
de la materia oscura es
hoy un misterio. Se cree que puede estar formada por partículas aún
desconocidas.
(2)
Un espacio limitado implica la existencia de “un borde”. Un espacio de estas
características debería ser finito
y podemos imaginar que llegamos a un sitio donde dicho espacio “termina”. Esto
sería un contrasentido squé
hay más allá del límite del espacio? Una esfera, aunque es algo
finito, no tiene límites. Si sales de un punto y
recorres el espacio, nunca te encuentras con un final, en todo caso regresarías
al punto de salida.
4
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Las últimas estimaciones indican que el universo se expande de forma acelerada.
Hay que suponer la
existencia de una “energía oscura” responsable de ese impulso. Se calcula que
la energía oscura
constituiría el 70 % del
universo y, hoy por hoy, es un absoluto misterio.
5
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Sistema Solar
En uno de los brazos exteriores de la Vía Láctea, el
llamado brazo de Orión, y situado a unos 30.000 años
luz del
centro de la misma, seencuentra el Sistema
Solar, un sistema planetario formado por ocho planetas que orbitan alrededor
del Sol, situado en su centro. Además de los ocho planetas: Mercurio, Venus,
Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno,
Situación aproximada del Sol en la Vía Láctea
(flecha). Vivimos en “un barrio periférico” situado
a unos 30.000 año luz del centro
existen otros objetos de menor tamaño tales como los
planetas enanos y los asteroides.
El Sol.
El So es una estrella mediana-pequeña. Pertenece a la clase espectral G (ver
Galaxias y estrellas) y
su temperatura superficial es de unos 6.000 0C, mientras que en su interior se
estima que pueden
alcanzarse temperaturas próximas a los 15.000.000 de 0C. Su masa es de 2.10
30
kg, es decir, más
de 300.000 veces la masa de la Tierra (6.1024 kg) y obtiene su energía de la
fusión de átomos de
hidrógeno que, a la enormes temperaturas que existen en su núcleo, son capaces
de vencer las fuerzas de repulsión electrostática y se transforman en helio
desprendiendo una gran cantidad de energía. Se estima que el Sol transforma en
helio 4,5 millones de toneladas de hidrógeno por segundo. El
proceso recibe el nombre de cadena protón-protón y se puede escribir de forma
simplificada como:
4 11 H + 2
1
1
0
−1
H = Protón (A = 1, carga = +1)
0
−1
e →
4
2
4
2
He + Energía
He = Núcleo de He (A = 4, carga = +2)
e = Electrón (A = 0, carga = -1)
Observar que en el proceso, como en cualquier reacción nuclear, se conserva el
número másico A (número de nucleones) y la carga eléctrica.
Nota. Aunque pareceque el proceso protón-protón es el fundamental en estrellas
de masa igual o menor a la
del Sol, en las estrellas de mayor masa tiene lugar con preferencia otro
proceso de fusión, el llamado ciclo CNO
(carbono-nitrógeno-oxígeno), así llamado porque estos elementos actúan como
catalizadores en las reacciones
intermedias. La reacción global es:
4
0
1
1
1
H →
4
2
He + 2 01e + ν e + Energía
e = Positrón (A = 0, carga = +1) ν e = Neutrino electrónico (A = 0, carga
= 0)
1
Ciencias del Mundo Contemporáneo
El radio del Sol es de 700.000 km (unas 100 veces el radio de la Tierra), su
gravedad es de 274 m/s2 ,
(28 veces superior a la de la Tierra) y se desplaza alrededor del centro de
nuestra galaxia a una velocidad de 250 km/s (900.000 km/h), tardando unos 225
millones de años en completar su órbita.
Nuestro Sol está actualmente en la secuencia principal (ver Galaxias y
estrellas). Su edad se estima
en unos 4.500 millones de años y se calcula que permanecerá estable otros 4.500
millones de años.
Entonces habrá “quemado” prácticamente todo el hidrógeno del que dispone y entrará en una fase al
final de la cual se convertirá en una gigante roja (se expandirá hasta que su
tamaño llegue, aproximadamente, hasta la órbita de Marte) y comenzará a
fusionar átomos de helio para obtener elementos más pesados. A partir de ahí el
sol se volverá bastante inestable atravesando periodos de contracción
gravitatoria y otros de violenta expansión, como consecuencia de los cuales expulsará
parte
de la materia que lo forma originando una nebulosa en torno suyo, pero poco
apoco su capacidad
para producir energía y radiación que contrarreste la fuerza de gravedad irá
disminuyendo. Al final la
fuerza de gravedad ganará la partida y el Sol se contraerá para transformarse
en una pequeña y fría
estrella: una enana blanca que seguirá enfriándose más y más en el centro de la nebulosa.
La formación del Sistema Solar
La formación de sistemas planetarios alrededor de una estrella puede explicarse
partiendo de dos
teorías principales:
• Teoría de la acreción secuencial.
Según esta teoría todo comienza a partir de una nube de gas y polvo inicial
(probablemente
originada a partir de la explosión de una supernova). A partir de ella se
origina la estrella
central que queda rodeada de un disco de hidrógeno, helio y materia residual. A
partir de
los materiales del disco se formarán cuerpos
sólidos como la Tierra que pueden atrapar
importantes cantidades de gas para transformarse en gigantes gaseosos como Júpiter.
• Teoría de la inestabilidad planetaria.
Los planetas se formarían como
consecuencia de la fractura de un disco primigenio de gas
y polvo.
Actualmente la teoría de la acreción secuencial parece ser la más probable.
Según dicha teoría la
formación de un sistema planetario tiene lugar en varias fases. Nuestro sistema
solar probablemente
siguió una secuencia parecida.
2
Ciencias del Mundo Contemporáneo
1. Colapso de una nube de gas (He e H 2 ) y polvo (H 2 O (s) , Fe…)
Cuando una nube interestelar alcanza una densidad
Protoestrella
suficiente la fuerza de gravedad puede producir un colapso formando en su
centro una protoestrellaalrededor de la cual se extiende un disco de materia
residual en el cual los materiales sólidos forman grumos.
La protoestrella central comienza a fusionar el hidrógeno y a producir energía
que calienta el disco.
Disco de acreción
2. Formación de los planetesimales
Los de tamaño superior caen
hacia la estrella calentándose progresivamente y las sustancias de menor punto
de ebullición (H 2 O y otras) se evaporan. Esto ocurre hasta una distancia de
unas 2-4 unidades astronómicas. La llamada línea de hielo que en nuestro
sistema
solar se encuentra entre las órbitas de
Marte y Júpiter.
Planetesimales
La línea de hielo marca la frontera entre la zona interna del sistema en la
que existe poco gas y bastantes cuerpos sólidos y la zona más externa, rica
Zona exterior
Línea de hielo
en gas y en materia helada.
En la zona interior se produce la agregación de los cuerpos rocosos
inicialmente formados
como
consecuencia de los múltiples choques entre ellos con el resultado final de un
enjambre de cuerpos con un tamaño aproximado de pocos kilómetros. Son los
embriones de los
planetas, los planetesimales.
Entre los planetesimales y los cuerpos más pequeños se entabla una competición
por el espacio disponible: los cuerpos de mayor tamaño, debido a su mayor
atracción gravitatoria,
terminarán atrapando a los más pequeños “limpiando” una franja centrada en su
órbita.
En la zona interior los planetesimales crecen al chocar entre ellos. Las
colisiones con fragmentos más pequeños dejan la superficie de estos planetas
llena de cráteres de impacto.
Los cuatro planetasinteriores del Sistema
Solar: Mercurio, Venus Tierra y Marte, están
compuestos de materiales con elevados puntos de ebullición: silicatos y hierro,
lo que parece indicar que se formaron en la parte interior de la línea de hielo.
3
Ciencias del Mundo Contemporáneo
3. Formación de los planetas exteriores.
Los planetas exteriores se formaron, probablemente, a partir de un núcleo
sólido de tamaño
similar al de la Tierra que comienza a atraer gas. Si las condiciones son las
apropiadas
(composición del gas, masa del
embrión, composición del
mismo…) este gas queda ligado
al núcleo sólido.
Una vez formado el planeta gigante, éste tenderá a “limpiar”
su órbita formando una “zona
Planetas interiores
Los escombros se almacenan en los límites del
foso creado.
de escombros” en el límite in-
Planeta gigante
terior y exterior de su órbita.
Además, la creación de una
franja libre de materia crea una
especie de foso que impide
El planeta limpia
una zona que hace
de foso
que el material que procede de
las zonas más exteriores caiga
hacia el centro, acumulándose
Línea de hielo
en el borde externo de la órbita. El planeta gigante amontona el material del que surgirán nuevos
planetas.
En 1995 se descubrió el primer planeta extrasolar orbitando alrededor de la
estrella 51 Pegasi. Su
masa es 150 veces la de la Tierra y completa su órbita en sólo 4,2 días, lo que
significa que debe
estar muy cerca de la estrella (a unos 7.500.000 km). Desde entonces se han
identificado unos 300
planetas extrasolares. Todos ellos son planetas muy grandes (similares a
Júpiter) y nohan sido observados directamente. Su existencia se deduce de las
variaciones de la luz de la estrella al pasar por
delante de ella (“tránsito”) y de las perturbaciones producidas en el
movimiento de la estrella debido a
su fuerza de gravedad.
4
Ciencias del
Mundo Contemporáneo
Los planetas extrasolares se han clasificado en dos grandes grupos:
Júpiteres calientes. Orbitan muy próximos a las estrellas con órbitas casi
circulares y periodos
orbitales pequeños (hasta una semana).
Gigantes excéntricos. Presentan periodos orbitales más grandes (hasta casi diez
años), masa
bastante mayor y describen órbitas muy alejadas de la estrella y muy elípticas.
Mercurio
Datos básicos
Distancia media al Sol (UA)
0,387
Periodo orbital (“año”)
87 d 23,23 h
Periodo de rotación (“día”)
58 d 15,51 h
Radio ecuatorial (km)
2.440
Masa (kg)
3,30 1023
Composición
Niquel-hierro, silicatos
Densidad media (g/cm3)
5,43
Gravedad en la superficie (m/s2)
3,7
Temperatura media (0C) dia/noche
350 / -170
Satélites
No tiene
Mercurio es un planeta pequeño que describe una órbita muy cercana al Sol y la
que presenta mayor
excentricidad (“achatamiento” de la elipse) de todos los planetas.
Se supone que tiene un núcleo metálico (probablemente hierro)
mucho más grande que el de la Tierra. Su superficie está totalmente cubierta de
cráteres de impacto resultado del bombardeo
de meteoritos en el periodo de formación del
sistema solar. Gira
muy lentamente alrededor de su eje. El día en Mercurio tiene una
duración de unos 58 días terrestres.Tamaño comparado Tierra-Mercurio
La diferencia de temperaturas entre el día y la noche es enorme
lo que puede provocar fracturas en las rocas que contribuyen a su erosión. En
su cielo destacan dos
objetos muy brillantes: Venus y, un poco más pequeña, la Tierra, cuya luna casi
puede verse a simple
vista como un
pequeño punto brillante.
La sonda Mariner 10 (NASA) reveló en 1975 la existencia de una tenue atmósfera
compuesta por
sodio
y
potasio.
5
Ciencias del
Mundo Contemporáneo
Hay varios acantilados enormes que cortan su superficie. Tienen unos 500 km de
longitud y el terreno de un lado del
acantilado está más elevado (2 a 4 km) y el del otro lado ha descendido. Pueden
observarse cráteres partidos en dos por este accidente geológico.
Alguien ha descrito a Mercurio como “un mundo creado por el Sol y que ha
quedado a medio hacer”
Venus
Datos básicos
Distancia media al Sol (UA)
0,723
Periodo orbital (“año”)
224,7 días
Periodo de rotación (“día”)
- 243,02 días (retrógrado)
Radio ecuatorial (km)
6.052
Masa (kg)
4,87 1024
Composición
Niquel-hierro, silicatos, CO 2
Densidad media (g/cm3)
5,24
Gravedad en la superficie (m/s2)
8,87
Temperatura media (0C)
460
Satélites
No tiene
Venus es un planeta muy parecido a la Tierra en tamaño, masa y proximidad al
Sol, que gira lentamente sobre su eje al revés que los demás planetas. Sin
embargo, las condiciones superficiales de
Venus distan mucho de ser apacibles. Su atmósfera es muy densa y está formada casi
al 100% de
CO 2 . Su proximidad al Sol impidió que en Venusse formasen los océanos que
cubren la Tierra. En
nuestro planeta la presencia de grandes masas de agua facilitó que el dióxido
de carbono, muy abundante en las etapas iniciales, se disolviera para acabar
creando rocas.
La atmósfera de Venus ejerce una presión casi cien veces superior
a la que existe en la superficie de nuestro planeta y equivalente a la
que existe a 1.000 m de profundidad bajo la superficie del mar.
La gran concentración de CO 2 en la atmósfera produce un efecto
Tamaño comparado Venus-Tierra
invernadero elevado provocando que la temperatura superficial ascienda hasta
cerca de 500 0C.
En las nubes situadas a unos 40 km de la superficie se forman gotas de ácido
sulfúrico, aunque no
llegan a caer sobre su superficie ya que se evaporan antes debido a la enorme
temperatura. La presencia de ácido sulfúrico en las nubes superiores es el
responsable del
color amarillento de Venus.
6
Ciencias del Mundo Contemporáneo
El relieve de Venus es menos accidentado que el de la Tierra, su superficie
consiste, fundamentalmente, en llanuras con elevaciones poco pronunciadas,
aunque existen algunas montañas de considerable altura.
Uno de los objetos más brillantes del
firmamento nocturno (“el lucero de la mañana”) es un auténtico
infierno en el que algunos metales como
el estaño, el plomo o el zinc están en estado líquido.
Marte
Datos básicos
Distancia media al Sol (UA)
1,52
Periodo orbital (“año”)
686,98 días
Periodo de rotación (“día”)
24,63 horas
Radio ecuatorial (km)
3.397
Masa (kg)
6,42 1023
Composición
Hierro, silicatos,CO 2
Densidad media (g/cm3)
3,94
Gravedad en la superficie (m/s2)
3,71
Temperatura media (0C)
- 46
Satélites
2
Marte, visible a simple vista, presenta un aspecto rojizo característico en el
firmamento nocturno. Durante mucho tiempo fue uno de los más firmes candidatos
a albergar vida, ya que está situado a una
distancia del Sol adecuada para que su temperatura no sea excesivamente alta como en Mercurio o
Venus. Hoy sabemos que muy probablemente hubo zonas considerablemente extensas
de agua
líquida en Marte, pero eso se calcula que sucedió hace unos 3.000 millones de
años. Hoy Marte es
una tierra de volcanes inactivos, lechos de antiguos lagos secos y
llanuras de lava compuestas de basalto con una elevada proporción
de óxidos de hierro que le dan al planeta su color rojo característico.
Su clima es frío y seco. Tiene una tenue atmósfera compuesta, fundamentalmente,
de CO 2 . La presión en su superficie no supera los
Tamaño comparadoTierra - Marte
10 hPa (en la Tierra la presión es de unos 1.000 hPa).
Cerca del ecuador se encuentra el Valle Marineris, un inmenso
7
Ciencias del Mundo Contemporáneo
cañón de 2.700 km de longitud, una anchura de 500 km y una profundidad entre 2
y 7 km.
En ambos polos se observan depósitos de hielo. Muy probablemente bajo una capa
de CO 2 sólido se
encuentre agua helada.
Dos asteroides: Fobos (22 km de diámetro) y Deimos (23 km) orbitan alrededor del planeta y a corta
distancia de éste.
El descubrimiento, en 2003, de metano en su atmósfera alimentó nuevamente la
posibilidad de que
existan procesos biológicosresponsables de dicho gas.
Júpiter
Datos básicos
Distancia media al Sol (UA)
5,20 UA
Periodo orbital (“año”)
11 años 315 días 1,1 h
Periodo de rotación (“día”)
9 h 55,5 min
Radio ecuatorial (km)
71.600
Masa (kg)
1,90 1027
Composición
H 2 , He
Densidad media (g/cm3)
1,33
Gravedad en la superficie (m/s2)
23,12
Temperatura media (0C)
121
Satélites
63
Júpiter, el primero de los planetas exteriores de Sistema Solar, es también el
más grande. Tiene una
masa que es 2,5 veces mayor que la del
resto de los planetas juntos. Debido a su enorme masa
ejerce una gran influencia gravitatoria sobre el resto de los planetas y objetos
interplanetarios (cometas y otros).
Júpiter, al igual que los demás planetas, se formó a partir de un
disco protoplanetario, pero debido a su enorme gravedad aún retiene los gases
originales que otros planetas más pequeños han
perdido. Las densas nubes de Júpiter están compuestas de un 88
% de hidrógeno, 11 % de helio y pequeñas cantidades de metano,
Tamaño comparado Tierra-Júpiter
amoniaco, agua, monóxido de carbono y otros. Los colores amarillos y rojizos de
las nubes probablemente se deban a compuestos
del hidrógeno
con azufre y fósforo.
8
Ciencias del Mundo Contemporáneo
La Gran Mancha Roja, una inmensa tormenta del
tamaño de la Tierra, es uno de los rasgos distintivos
del planeta.
El interior de Júpiter, inobservable, probablemente contenga un núcleo rocoso
de tamaño superior a
la Tierra cubierto en extensas zonas de océanos de hidrógeno líquido.
Actualmente se conocen 63 lunasque orbitan alrededor del planeta. De ellas, cuatro: Io, Europa,
Ganímedes y Calisto ya fueron descubiertas por Galileo en 1610 y son visibles
desde la Tierra con
un pequeño telescopio.
Saturno
Datos básicos
Distancia media al Sol (UA)
9,54
Periodo orbital (“año”)
29 años 167 días 6,7 h
Periodo de rotación (“día”)
10 h 14 min
Radio ecuatorial (km)
60.250
Masa (kg)
5,70 10 26
Composición
H 2 , He
Densidad media (g/cm3)
0,69
Gravedad en la superficie (m/s2)
9,05
Temperatura media (0C)
- 143
Satélites
60
Saturno, el segundo planeta más grande del sistema solar, es famoso por sus
anillos. Destaca,
además, su pequeña densidad (inferior a la del agua) que es la más pequeña de todos los
planetas.
Está formado fundamentalmente por hidrógeno, aunque se supone
que en su centro habrá un núcleo rocoso con un tamaño varias
veces superior al de la Tierra, probablemente rodeado de hidrógeno metálico,
una forma de hidrógeno líquido que tiene propiedades
metálicas. Se obtiene cuando se somete el hidrógeno a presiones
elevadas y temperaturas muy bajas. Probablemente en su superfiTamaño comparado
Tierra-Saturno
cie existan océanos de hidrógeno líquido.
Saturno presenta en su atmósfera más exterior unas franjas similares a las de
Júpiter, aunque mucho menos coloreadas.
9
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Los anillos son muy finos (anchura inferior a 1 km), tienen unos 270.000 km de
diámetro y están formados por rocas heladas cuyo tamaño raramente supera el de
una pelota de baloncesto. La llamada
discontinuidad deCassini separa el anillo más exterior (anillo A) y el interior
(anillo B).
Es visible a simple vista en el cielo nocturno como un objeto brillante de magnitud entre 0
y 1.
Titán y Encédalo son dos de sus lunas que tienen un especial interés ya que
ambas tienen atmósfera.
La de Encédalo es rica en metano y su composición podría ser similar a la de la
Tierra primitiva. Titán
es muy probable que contenga agua en su interior a poca profundidad de la
superficie.
Urano
Datos básicos
Distancia media al Sol (UA)
19,19
Periodo orbital (“año”)
84 años 3 días 15,7 h
Periodo de rotación (“día”)
- 17 h 14 min
Radio ecuatorial (km)
25.560
Masa (kg)
8,67 10 25
Composición
H 2 , He, CH 4
Densidad media (g/cm3)
1,29
Gravedad en la superficie (m/s2)
8,69
Temperatura media (0C)
- 205
Satélites
27
El disco de Urano tiene un tono azul verdoso visto con un telescopio. Se supone
que, al igual que Júpiter y Saturno, tiene un núcleo
rocoso, parecido al de la Tierra, ligeramente mayor que ésta, rodeado de una
capa de “hielo” (metano, agua y amoniaco en estado sólido) estando su
superficie cubierta por océanos de hidrógeno líquido.
Tamaño comparado Tierra-Urano
Su atmósfera está formada por hidrógeno, helio y metano (que absorbe la luz
roja reflejando luz azul y verde, de ahí su coloración).
Urano también tiene anillos, pero bastantes diferentes a los de Júpiter y
Saturno. Consisten en varios
anillos muy estrechos separados por anchos intervalos.
10
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Urano orbita alrededor del Sol en sentidoretrógrado y su eje de rotación (eje
N-S), está inclinado casi
900 respecto al plano
de su órbita. De esta manera su hemisferio Norte está iluminado casi al
completo durante 42 años
En 1965 (ver esquema) empezó a
hacerse la noche en el polo norte
de Urano que ha permanecido a
oscuras hasta 2007, año en el que
ha empezado a iluminarse. A la
larga noche de 42 años la seguirá
un periodo de luz (“día”) que durará hasta 2049, año en el que
Urano volverá a estar en la posición que ocupaba en 1965.
y en total oscuridad
durante
el
mismo
tiempo. Como puede observarse en la
imagen, al estar los
anillos
de
Urano
situados en su ecuador
son iluminados por el sol desde abajo (año 1986), desde arriba (año 2028) o
de canto (1965 y 2007) ofreciendo un aspecto muy cambiante para un observador
exterior.
Neptuno
Datos básicos
Distancia media al Sol (UA)
30
Periodo orbital (“año”)
164 años 288 días 13 h
Periodo de rotación (“día”)
16 h 6,5 min
Radio ecuatorial (km)
24.786
Masa (kg)
1,02 10 26
Composición
H 2 , He, CH 4
Densidad media (g/cm3)
1,64
Gravedad en la superficie (m/s2)
11,0
Temperatura media (0C)
- 220
Satélites
13
La existencia de Neptuno fue predicha (Le Verrier y Adams) antes de que fuera
visto a través de un
telescopio, ya que los cálculos mostraban unas perturbaciones en la órbita de
Urano que solamente
podían ser debidas a la existencia de un planeta de las características de
Neptuno. Fue descubierto
en 1846 donde Le Verrier había predicho.
La sonda Voyager 2 sobrevoló Neptuno en 1989aportando valiosa
información sobre el planeta, que está situado a una distancia del Sol
treinta veces superior a la Tierra.
11
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Presenta una gran mancha, similar a la Gran Mancha Roja de Júpiter, que ,como
ésta, es debida a
una gigantesca tormenta en el interior de la cual soplan vientos a más de 2000
km/h.
Tiene también un sistema de cuatro anillos: dos más estrechos y otros dos más
anchos.
Su estructura interna es muy parecida a la de los planetas exteriores: un
núcleo rocoso sobre el cual
se extiende una extensa capa helada (agua, amoníaco y metano) a la que rodea
una densa atmósfera de gases: hidrógeno, helio, agua y metano.
De sus trece satélites conocidos dos, Nereida y Tritón, tienen un tamaño
considerable. Tritón tiene
una temperatura cercana a los -230 0C, forma esférica y es uno de los pocos
cuerpos del
sistema
solar que tiene actividad volcánica. Sus volcanes helados emiten chorros de
nitrógeno líquido que
alcanzan varios kilómetros de altura.
12
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Primeras teorías
cosmológicas.
El geocentrismo
El cielo estrellado en una noche despejada es un espectáculo al que poca gente
puede dejar de prestar atención; multitud de estrellas, unas más brillantes,
otras menos, algunas casi imperceptibles a
simple vista, se agrupan formando figuras más o menos regulares que conocemos
con el nombre de
constelaciones: Osa Mayor, Osa Menor, Orión, Cisne, Auriga… En ese cielo
destacan también unos
objetos mucho mayores que las estrellas y bastante más brillantes, los
planetas. Venus y Júpiter sonespecialmente llamativos por su brillo y Marte
destaca por su luz rojiza.
Si observáramos las estrellas durante cierto tiempo, no tardaríamos en
descubrir una serie de movimientos:
• Los cuerpos celestes salen por el este y se ponen por el oeste.
• Todas las constelaciones parecen girar alrededor de una estrella, no
excesivamente brillante, que se encuentra situada en la Osa Menor: la estrella
Polar.
• El movimiento de los planetas es mucho más complicado, se mueven en relación
al fondo
de estrellas siguiendo una trayectoria bastante extraña que consiste en una especie
de bucles (de ahí su denominación, planeta viene del griego
πλανá½µτης que significa “errante”)
Como es lógico todo esto trató de ser explicado dando lugar a las primeras
teorías cosmológicas
La estrella Polar señala el Norte. Es una estrella no demasiado brillante,
situada en la Osa
Menor y todas las demás estrellas y constelaciones parece
que giran alrededor de ella.
Para situar la Polar, prolongar
la línea que une Merak y Dubhe
(las estrellas que forman el lado
posterior del “carro” de la Osa
Mayor). La polar se encuentra a
una distancia igual a cuatro
veces la existente entre ambas
estrellas.
La estrella Polar se encuentra a
unos 430 años luz de la Tierra.
1
Ciencias del
Mundo Contemporáneo
Claudio Tolomeo (85-165), perfeccionó el modelo de universo geocéntrico que
habían propuesto
Eudoxo (390-337 a. C) y Aristóteles (384-322 a.C). Según este modelo la Tierra
se encontraba en el
centro del
Universo y el Sol y los planetas giraban alrededor situados en esferas
transparentes.
Para explicar elmovimiento de los
planetas el modelo incorporaba
esferas más pequeñas en rotación,
llamadas epiciclos, unidas a la
esfera mayor, deferente.
Trayectoria de Marte (2007)
La trayectoria del
planeta describe un bucle. El movimiento de avance
se va haciendo cada vez más lento hasta que prácticamente se detiene
(21-11-2007) y a partir de ahí comienza a desplazarse en sentido
contrario (movimiento retrógrado), acelerando primero, frenando después, hasta
que recupera la trayectoria inicial.
En la esfera más exterior estaban
situadas las estrellas. Ajustando el
tamaño de las esferas y las velocidades de rotación se lograba una
descripción de las órbitas planetarias bastante aproximada a la realidad.
Según la física Aristotélica el universo se dividía en dos: nuestro
mundo, el mundo sublunar, situado
por debajo de la esfera de la Luna
Simulación del movimiento planetario según el modelo tolemaico en:
y en el que todo estaba formado
por cuatro elementos (Tierra,
https://www.edumedia-sciences.com/a228_l3-epicycles-theory.html
Agua, Aire y Fuego) y en el que la
tierra y el agua tienden a caer, mientras que el fuego y el aire tienden a
ascender en un mundo cambiante e imperfecto. Por encima de la esfera lunar se
extendía otro mundo eterno, perfecto e inmutable formado por un quinto
elemento: la quinta esencia o éter (que significa eterno). El éter era el
constituyente de los objetos celestes los cuales, en consecuencia, ni cambian
ni comparten la tendencia al
movimiento vertical de los cuerpos terrestres.
El modelo geocéntrico contaba con el beneplácito de la IglesiaCatólica, ya que
una lectura literal de
la Biblia confirmaba, aparentemente, que el Sol giraba en torno a la Tierra:
y dijo en presencia de ellos: Sol no te muevas de encima de Gabaón;
ni tú, Luna, de encima del
valle de Agalón.
Y paráronse el Sol y la Luna hasta que el pueblo del Señor se hubo vengado de
sus enemigos.
Paróse, pues el Sol en medio de cielo, y detuvo su carrera sin ponerse
por espacio de un día.
No hubo antes ni después día tan largo obedeciendo el Señor a la voz
de un hombre, y peleando por Israel.
Josué 10, 12-15
Una consecuencia del
modelo geocéntrico era que el universo debería de tener un tamaño finito y no
muy grande.
La esfera de las estrellas rota una vez al día. Si su radio es muy grande implicaría
que su velocidad
de rotación debería ser inconcebiblemente alta. El tamaño del universo de
Tolomeo se estimó en
unos 80.000.000 de km (radio de la esfera de las estrellas)
El modelo geocéntrico de Aristóteles y Tolomeo perduró hasta el s. XVI, aunque
Aristarco de Samos
(310-230 a.C) había propuesto un modelo heliocéntrico del que se tiene noticia
a través de los escritos de Arquímedes (287-212 a.C), quien había calculado que
el universo de Aristarco tendría un tamaño de 9,2.1012 km (un año luz).
2
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Galaxias y Estrellas
Nuestro planeta, la Tierra, se encuentra situado en uno de los brazos más
exteriores de la Vía Láctea,
el brazo de Orión (o del Cisne).
La Vía Láctea es una galaxia espiral formada por
unos 100.000 millones de estrellas y de unos 100.000
años luz de diámetro. En el disco central se agrupanlas estrellas más viejas,
en los brazos se encuentran
las estrellas con luz más azulada, las más jóvenes.
Sólo son visibles las estrellas más brillantes, pero en
Situación aproximada del Sol en la Vía Láctea
(flecha). Vivimos en “un barrio periférico” situado
a unos 30.000 año luz del
centro
las zonas oscuras situados entre los brazos, también
hay estrellas. La edad de la Vía Láctea se calcula en
unos 13.000 millones de años y su masa se estima
en un billón (1012) de masas solares ( 1)
Además de estrellas existen grandes zonas oscuras
(nebulosas) en las que se concentarn nubes de gas y
polvo que impiden ver lo que hay situado tras ellas.
Estas nebulosas ( como
la de Orión) son zonas en las
que se están formando nuevas estellas.
La Vía Láctea de perfil fotografiada por el COBE
Todas las estrellas rotan alrededor del
centro de la
galaxia. Nuestro Sol rota a una velocidad de 250 km/s (900.000 km/h) y tarda en
completar una vuelta
unos 225 millones de años.
No sabemos muy bien lo que se oculta en el
centro de nuestra galaxia, pero hay bastantes razones
para creer que puede localizarse un gigantesco agujero negro.
La Vía Láctea forma parte de un agrupamiento de galaxias llamado el Grupo
Local. En él existen dos
subgrupos muy claros: 20 galaxias ligadas gravitatoriamente a la Vía Láctea,
mucho más pequeñas
que ella y otro grupo de 15 pequeñas galaxias que rodean a la galaxia M31 o
galaxia de Andrómeda.
Ésta tiene un tamaño de 250.000 años luz (más del doble que nuestra galaxia) y está
situada a 2,5
millones de años luz de nosotros, aunque se calcula que sumasa no es mayor de
4.1011 masas
solares. M31 viaja hacia nosotros a la nada despreciable velocidad de 400.000
km/h y se calcula que
(1)
La masa del Sol es 2.10
30
kg. Esto es, más de 300.000 veces la masa de la Tierra.
1
Ciencias del Mundo Contemporáneo
colisionará con nuestra galaxia dentro de aproximadamente cinco mil millones de
años (5.109).
Además, existe un elevado número de pequeñas galaxias “libres”. En la
actualidad se considera que
el Grupo Local está formado por 54 galaxias.
Se calcula que en el universo observable o visible (esfera situada a nuestro
alrededor de 93.000
millones de años luz de diámetro) existen unos cien mil millones de galaxias
(1011).
El primero que realizó una clasificación de las galaxias fue E. Hubble. Según
su esquema las galaxias
se calsifican en:
• Elípticas. Se nombran con la letra E y un número del 0 al 7 que indica su excentricidad. El
cero se
correspondería con una galaxia prácticamente esférica y el 7 con una muy
aplanada.
• Lenticulares. Nombradas como
S0. Tienen forma de disco
• Espirales. Se usa
la letra S y una letra a,b, c que indica si los brazos están muy pegados al
núcleo
(letra a) o muy separados de éste (letra c)
• Espirales barradas. (SB) Parecidas a las espirales pero se puede apreciar una
barra que conecta
diametralmente el núcleo con los brazos.
Clasificación de las galaxias según Hubble
Se cree que la Vía Láctea pertenece al grupo Sa, aunque últimamente existen
datos que nos inclinan
a creer que puede ser del
tipo SBa.
Además de éstos existe un quinto grupo, el de las galaxias irregulares(I), sin
forma definida.
Las galaxias elípticas están formadas por estrellas más viejas que las que
forman las galaxias
espirales, cuyos brazos son auténticos crisoles de nuevas estrellas. Los
astrofísicos piensan que las
galaxias elípticas surgen como
consecuencia de una colisión entre galaxias espirales (o irregulares).
Como consecuencia del choque se expulsa al espacio gran
cantidad de gas y polvo, además de
estrellas, que posteriormente se juntarán formando cúmulos estelares. Este
parece ser el destino de
nuestra Vía Láctea tras la colisión con M31.
2
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Las estrellas
Las estrellas son la parte más visible del
firmamento. Son auténticos hornos que generan cantidades
enormes de energía a partir de reacciones nucleares de fusión consistentes,
básicamente, en juntar
átomos de hidrógeno para formar helio. En el proceso de fusión parte de la masa
se transforma en
energía según la conocida ecuación de Einstein: E = m c2 .
Existen varias formas de clasificar las estrellas. Una de ellas se basa en su
color o clase espectral.
Según este criterio las estrellas se clasifican en las siguientes clases (2)
La clase espectral está muy relaccionada con el color, la temperatura y el
tamaño de la estrella:
Clase
Temperatura (oC)
Color
Masa (M/M sol )
Radio (R/R Sol )
O
50.000 – 28.000
Azul
60
15
B
28.000 - 9600
Blanco azulado
18
7
A
9600 - 7100
Blanco
3,1
2,1
F
7100 - 5700
Blanco amarillento
1,7
1,3
G
5700 - 4600
Amarillo
1,0
1,0
K
4600 - 3200
Amarilloanaranjado
0,8
0,9
M
3200 - 1700
Rojo
0,3
0,4
Otra manera de clasificar las estrellas es según su magnitud visual o magnitud
aparente. Las
estrellas más tenues que pueden distinguirse a simple vista son de magnitud 6 y
cuanto más brillante
es la estrella menor es su magnitud. La estrella Polar, por ejemplo, es de
magnitud 2 y Sirio (la más
brillante del
cielo tiene una magnittud de -1,4 (negativa). El Sol según esta clasificación
tiene una
magnitud parente de – 26,8.
(2)
La regla nemotécnica para recordarlas consiste en retener la frase Oh, Be A
Fine Girl, Kiss Me (Oh, sé una
buena chica, bésame)
3
Ciencias del
Mundo Contemporáneo
La magnitud aparente es engañosa. Podemos apreciar una estrella como muy brillante no
porque
realmente lo sea, sino porque está cerca (el brillo es inversamente
proporcional al cuadrado de la
distancia). Por eso los astrónomos definen la magnitud absoluta o magnitud
aparente que tendría la
estrella si la colocásemos a un parsec (1 parsec = 206.265 UA = 3,26 años luz)
de distancia. La
relación entre magnitud aparente (m) y magnitud absoluta (M), viene dada por la
siguiente expresión,
donde d es la distancia a la que se encuentra la estrella, medida en parsecs:
M = m + 5 − 5 log d
Algunos ejemplos:
• El Sol está situado de la Tierra a una distancia d = 1 UA y su magnitud
aparente o visual es
m = - 26,4. Su magnitud absoluta sería:
1 UA
1parsec
= 4,85 10−6 pc
206.265 UA
M=
5,2
− 26, 4 + 5 − 5 log (4,85 10 −6 ) =
• Betelgeuse es una estrella de la constelación de Orión de magnitud 1 situada
a 200pc de
nosotros. Su magnitud absoluta sería:
M=
1,0 + 5 − 5 log (200) =
− 5,5
El nacimiento, vida y muerte de un estrella están condicionados por la magnitud
de dos efectos
contrapuestos:
• Por un lado la fuerza de gravedad hace que la estrella, una vez
que ha alcanzado cierta masa, se contraiga. La energía
gravitatoria liberada en el proceso hace que la materia se caliente
hasta que en su núcleo se alcance una temperatura tal que
comiencen las reacciones de fusión del
hidrógeno para dar helio.
• Una vez que las reacciones de fusión se han iniciado en el
núcleo, la energía liberada y las partículas (electrones, neutrinos)
resultantes ejercen una presión (presión de radiación) que tiende
a expandir la estrella.
Cuando ambas presiones se equilibran la estrella entra en un periodo de
estabilidad que dura aproximadamente el 90 % de su vida. Se dice que la
estella se encuentra en la secuencia principal.
La estrella permanecerá en la secuencia principal mientras tenga
hidrógeno que quemar. Pero, inevitablemente, llega un tiempo en que el
4
Ciencias del Mundo Contemporáneo
combustible (hidrógeno) se agota. Las estrellas cuya masa se sitúa alrededor del 1% de la masa del
Sol (estrellas enanas) queman su combustible lentamente, pudiendo permanecer en
la secuencia
principal billones de años. Las que tienen una masa similar al Sol lo consumen
mucho más
rápidamente (4,5 millones de toneladas por segundo) y lo agotan en sólo unos
miles de años, 10.000
millones de años en el caso del Sol. En el extremo opuesto las estrellas muy
masivas (60 veces la
masa del Sol,estrellas gigantes) consumen el hidrógeno muy rápidamente y sólo
duran en la
secuencia principal unos pocos millones de años (entre 1 y100).
Cuando el hidrógeno se agota el núcleo de la estrella, formado ahora por helio,
se expande primero
para contraerse a continuación a la vez que su envoltura se expande y enfría
convirtiéndose en una
estrella mucho más grande y cuya luz tiene un tono rojizo. Se convierte en una
gigante roja. En su
núcleo se seguirá generando energía fusionando ahora núcleos de helio para
formar otros elementos
tales como el
litio, carbono, oxígeno, neón… Cuando todo el helio se haya consumido la
estrella
abandona el estado de gigante roja y entra en un periodo de gran inestabilidad
. El núcleo comenzará
a contraerse de nuevo (la presión de la gravedad se hace mayor que la de la
radiación del
núcleo) lo
que aumentará su temperatura permitiendo que comience la fusión de núcleos más
pesados y la
consiguiente generación de nuevos elementos hasta llegar al hierro. En este
punto la temperatura
alcanza los 5.000 millones de grados en su núcleo y su fin está próximo, porque
la fusión de los
átomos de hierro para generar elementos más pesados no desprende energía, sino
que la absorbe.
La fuerza de gravedad comenzará a comprimir el material de la estrella a la vez
que se eleva su
temperatura. El final de la estrella dependerá ahora de su masa:
• Si la masa es inferior a 1,2 masas solares (límite de Chandrasekhar) la
compresión se
detiene cuando su núcleo alcance la increíble densidad de 10
6
g/cm3. La estrella termina
su vida como
una enana blanca. Esdemasiado densa para seguir contrayéndose y las
reacciones nucleares han cesado en su núcleo.
Estrella
M1,2 MSol
Gigante
supergigante
roja
Explosión
supernova
Agujero
negro
En la década de lo cincuenta se descubrieron los quasar (quasi-stellar radio
source), objetos
estelares mucho más pequeños que las galaxias (del orden de un millón de veces
más pequeños que
la Vía Láctea), que emiten una enorme cantidad de energía (cien veces más que
una galaxia
gigante), cuyo brillo fluctúa con periodos que van desde pocos años hasta días,
situados e enormes
distancias de nosotros (se han descubierto quasares a 12.000 millones de años
luz) y que se alejan a
velocidades superiores la 90% de la velocidad de la luz.
A día de hoy la naturaleza de los quasares es un misterio. Se cree que pueden
ser núcleos de
galaxias muy jóvenes en las que un agujero negro arrastra la materia situada a
su alrededor
acelerándola y calentándola a millones de grados lo que explicaría la gran
luminosidad de estos
objetos.
6
Ciencias del Mundo Contemporáneo
De Copérnico a Newton
Aunque el sistema tolemaico proporcionaba una aproximación a la forma en que se
movían los astros, era bastante inexacto. Las predicciones realizadas a menudo
resultaban equivocadas en horas y
hasta en días, lo que motivó a los astrónomos a la búsqueda de soluciones más
exactas.
Nicolás Copérnico propuso su teoría heliocéntrica, en la que el Sol era el
centro del Universo y todos los planetas (incluida la Tierra) giraban en torno
suyo describiendo órbitas circulares, para conseguir una mayorexactitud que
la dada por el modelo geocéntrico. A pesar de todos los esfuerzos realizados
(entre las correcciones Copérnico suponía que el centro del Universo no se
hallaba localizado exactamente en el Sol, sino en un punto un poco alejado
de éste) el modelo tampoco daba los resultados apetecidos.
Nicolás Copérnico
(1473-1543)
La descripción propuesta por Copérnico fue publicada en 1543, unos meses
después de su muerte, en un libro titulado De Revolutionibus Orbium Coe-
lestium y aunque en el prefacio se decía que la revelación divina era la única
fuente de verdad y que
los tratados astronómicos sólo pretendían “salvar los fenómenos”, las
autoridades religiosas de la
época rápidamente vieron en sus páginas afirmaciones heréticas. La
Iglesia Católica colocó a De Revolutionibus en su índice de libros prohibidos;
Calvino comentaba: “sQuién se aventurará a poner la autoridad de
Copérnico por encima de la del Espíritu Santo? y Lutero sentenciaba: “…
este loco quiere alterar toda la astronomía, pero la Sagrada Escritura nos
dice que Josué ordenó detenerse al Sol y no a la Tierra” (ver apuntes
sobre el geocentrismo).
El universo copernicano estimaba que la esfera de las estrellas debería
estar a una distancia mínima de la Tierra mucho mayor que la considerada por
Tolomeo (unas 400.000 veces mayor). El tamaño del
universo se
hacía ahora indefinido y, como
admitía el mismo Copérnico, su tamaño
podía ser infinito.
De revolutionibus (1543)
1
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Años más tarde, el 11 de noviembre de 1572, Tycho Brahe (1546-1601), un
astrónomo danés, mirabadespreocupadamente al cielo durante el paseo que
acostumbraba a dar después de cenar. En la
constelación de Casiopea vio algo inesperado:
“Sorprendido, como
desconcertado y estupefacto, permanecí quieto durante
un tiempo con los ojos intensamente fijos en ella y observé que esa estrella
estaba situada cerca de las estrellas que la Antigüedad atribuía a Casiopea.
Cuando me convencí de que ninguna estrella de esa clase había brillado nunca
antes, caí en tal perplejidad, por lo increíble del suceso, que empecé a dudar de mis
propios ojos.”
Tycho contemplaba la aparición de una nueva estrella en la constelación de
Casiopea (era lo que
ahora llamamos una supernova). Lo asombroso, lo que motivaba la estupefacción del astrónomo, es
que la nueva estrella estaba situada en la región del universo que la física aristotélica (aún
vigente)
consideraba eterna e inmutable.
Pocos años después, en 1577, un brillante cometa apareció
en los cielos. Aristóteles consideraba que los cometas eran
fenómenos que tenían lugar en la atmósfera terrestre, en el
mundo sublunar, cambiante e imperfecto. Tycho midió con
cuidado la distancia a la que el cometa se encontraba y llegó
a la conclusión de que su órbita se situaba mucho más allá de
la de la Luna. Para Aristóteles en las regiones situadas más
Modelo de Tycho Brahe
allá de la Luna no podía haber cambios
Tycho no era copernicano. A partir de los innumerables datos
acumulados de las posiciones de las estrellas y los planetas, elaboró un modelo
de compromiso en el
que el Sol giraba alrededor de la Tierra y los demás planetas lo
hacíanalrededor del Sol.
Johannes Kepler (1571- 1630) había estudiado la teoría heliocéntrica de
Copérnico y había trabajado con Tycho, aunque éste siempre se había negado a
suministrarle los datos de sus observaciones. Sin embargo, a la muerte
de Tycho (1601), Kepler es nombrado su sucesor (aunque con una paga
considerablemente más baja) y con los datos de las órbitas planetarias a su
disposición consigue elaborar (tras seis años de trabajo) una teoría que
describía
con gran precisión las órbitas descritas por los planetas alrededor del Sol.
2
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Comprende que la fascinación que sus antepasados sentían por las órbitas
circulares no se correspondía con la realidad. Los planetas no se mueven
describiendo circunferencias, sino elipses.
Kepler logra explicar el movimiento planetario a partir de las siguientes
leyes:
Primera Ley (1609)
Los planetas se mueven alrededor del Sol no en círculos, sino en órbitas
elípticas, estando el Sol situado en uno de sus focos.
Sol
Planeta
Segunda Ley (1609)
Los planetas describen sus órbitas no con velocidad uniforme, sino de una forma
tal que la línea que
une el planeta con el Sol barre áreas iguales en tiempos iguales
Tercera Ley (1619)
Los cuadrados de los periodos de revolución (T) son proporcionales a los cubos
de las distancias
promedio de los planetas al sol (r):T 2 = k r 3 donde k es una constante de
proporcionalidad (constante de Kepler). La distancia promedio (r) coincide con
el valor del
semieje mayor para órbitas elípticas.
Galileo Galilei (1564-1642), aunque no inventó el telescopio,fue el primero
que lo utilizó para observar la Luna, los planetas y las estrellas. Cuando
observó la Luna comprendió que no estaba formada por éter, tal y como
Aristóteles sostenía, sino que en su superficie se apreciaban montañas y
cráteres similares a los que había en la Tierra.
Cuando dirigió su telescopio a Júpiter descubrió cuatro lunas que giraban
alrededor del
planeta (Io, Europa, Ganímedes y Calixto). Venus presentaba
3
Ciencias del Mundo Contemporáneo
fases como la
Luna y, además, el telescopio revelaba que las estrellas no se distribuían
sobre la superficie de una esfera. Había muchas más estrellas, invisibles a
simple vista, y que parecían estar
situadas “más allá”. El cielo no era una esfera, era profundo.
Galileo publicó sus observaciones en 1610 en un libro titulado Sidereus Nuncius
(El mensajero de
las estrellas) en el que se mostraba partidario del sistema copernicano:
vivimos en un sistema solar
dentro de un universo inmenso.
Sin embargo, las cosas no rodaron del todo bien para Galileo, la Inquisición
puso sus obras en el punto de mira de la ortodoxia y tras un largo juicio se
vio obligado a abjurar de sus ideas. El 22 de junio
de 1633 Galileo (que entonces tenía sesenta y nueve años), arrodillado en el
claustro de Santa María
sopra Minerva, jura “… abandonar totalmente la falsa opinión de que el Sol es
el centro del universo
y que no se mueve, y que la Tierra no es el centro del universo y que se
mueve…” “… con sinceridad
de corazón y no fingida fe abjuro, maldigo y aborrezco los mencionados errores
y herejías…”
Cuenta la leyenda que traspronunciar su juramento Galileo musitó en voz baja
“Epur si muove” (a
pesar de todo, gira).
En 1980 el papa Juan pablo II ordenó que se reabriera el proceso a Galileo para
rehabilitarlo.
Isaac Newton (1642-1727) fue quien terminó de forma definitiva con la concepción
aristotélica del mundo. En 1687 publica Philosophiae Naturalis
Principia Matemática (Principios Matemáticos de la Filosofía Natural) donde
enuncia las tres leyes de la Dinámica y la Ley de Gravitación Universal,
según la cual todos los cuerpos se atraen con una fuerza directamente
proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado
de la distancia que los separa. La fuerza que hace caer la manzana sobre la
superficie de la Tierra es la misma que mantiene los planetas orbitando
alrededor del Sol, liga las galaxias entre sí y mantiene unido a todo el
universo. La aplicación de la Ley de
Gravitación Universal al movimiento de los planetas permite deducir las leyes
de Kepler. La naturaleza de la fuerza de gravedad condiciona que las órbitas
planetarias sean elipses, que la velocidad
areolar (rapidez con que el radio vector barre el área) de los planetas sea
constante o que se verifique la tercera ley. La dinámica de Newton fue, tal
vez, la primera gran teoría unificadora de la Física.
Las leyes de la dinámica y la ley de gravitación confirmaron el sistema
copernicano y abrieron la puerta de un vasto universo inexplorado.
4
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Galaxias y Estrellas
La obra científica influye en la vida de las sociedades. Los descubrimientos
pueden no sólo mejorar elnivel de vida de las personas, prevenir o curar
enfermedades, facilitar las labores diarias o hacer más
llevadero el trabajo. A veces, también contribuyen a verdaderas revoluciones
culturales, haciendo que
la visión del mundo cambie radicalmente y la forma de pensar se modifique de
forma importante.
Los primeros cien años de la electricidad
La electricidad fue un descubrimiento que cambió la forma de vivir. El
descubrimiento del telégrafo
primero y del teléfono más tarde, revolucionó la comunicación entre personas y
países. Con la
lámpara de incandescencia las calles, los locales públicos o los hogares,
disfrutaban de luz artificial
de manera limpia y sin apenas restricciones. Los primeros motores eléctricos
comenzaron a funcionar
reemplazando a la máquina de vapor… Sin embargo, la naturaleza del extraño
“fluido” que circulaba
por los cables era una incógnita. Hubo que esperar hasta finales de siglo para
que el electrón apareciera en escena. Se abría el camino a una multitud de
aplicaciones basadas en la carga eléctrica de
la pequeña partícula. El próximo siglo (el XX) sería el siglo de la
electrónica.
Alessandro Volta construyó en 1800 la primera fuente de electricidad apilando
círculos de cobre y zinc separados por un papel mojado en agua salada. Cuando
conectó los extremos de la pila con unos
cables, por éstos fluyó una corriente eléctrica (cuya naturaleza era
entonces desconocida). La pila de Volta fue durante muchos años
insustituible como generador eléctrico.
Alessandro Volta (1745 -1827)
Joseph Henry, que trabajaba como profesor en Albany (EEUU), sededicó a
construir electroimanes cada vez mayores. En 1830 había
logrado construir uno que era capaz de levantar casi 400 kg, pero lo
más importante es que inventó el telégrafo poniendo cerca del electroimán una
lámina de metal que era atraída por éste cada vez que
se pulsaba el interruptor, produciendo un clic. Utilizando un código
(propuesto después por Morse) era posible transmitir información
entre puntos distantes.
Joseph Henry (1797- 1878)
1
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Alexander Graham Bell
(1847- 1922)
Antonio Meucci
(1808- 1889)
Durante muchos años se le atribuyó a Bell la invención del
teléfono, un aparato capaz de transformar las vibraciones producidas por la voz
al actuar sobre una membrana, en impulsos
eléctricos que se transmitían por un cable hasta llegar a la
membrana del receptor, donde se producía el proceso inverso:
los impulsos eléctricos hacían vibrar la membrana convirtiendo los impulsos
eléctricos en sonido.
No obstante el verdadero inventor del teléfono fue el italiano
Antonio Meucci, quien lo desarrolló unos años antes (1871)
Aunque no fue el inventor de la lámpara de incandescencia, Edison fue
quien la perfeccionó hasta hacerla utilizable. La electricidad al atravesar los
metales los calentaba haciendo que emitiesen luz. Para evitar que se quemasen
introdujo el filamento en el interior de una ampolla de vidrio de la que
extrajo el aire. Lo curioso es que los filamentos que dieron mejor resultado
eran de bambú madake, una variedad de bambú originaria de Japón.
Thomas Alva Edison
(1847-1931)
Edison y su equipo jugarontambién un importantísimo papel en la mejora
del motor eléctrico.
J.J Thomson experimentaba a finales del s XIX con la electricidad, investigando
la
conductividad de los gases. Observó que cuando en los tubos se extraía
prácticamente todo el gas y se sometían a un voltaje elevado, aparecían unos
rayos que salían del
polo negativo o cátodo (por lo que los llamó rayos catódicos). Thomson demostró
que
estaban formados por partículas muy ligeras con carga eléctrica negativa: los
electrones (1897). La naturaleza de la electricidad quedaba al descubierto.
J.J Thomson
(1856-1940)
2
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Los científicos desarrollan su actividad en un lugar y tiempo determinado. Esto
significa que la forma
de organización política, los condicionamientos económicos o la forma de pensar
de la sociedad en la
que viven, influyen poderosamente en su vida y en su obra. No solamente
apoyándola o dificultándola, sino, incluso, orientándola en una u otra
dirección según las necesidades o gustos de la época.
Una mujer (y judia) en la Alemania de Hitler
Lise Meitner, además de ser mujer (en aquellos años se consideraba que las
mujeres debían aspirar
a ser unas esposas ejemplares y unas buenas madres), tuvo la mala suerte de ser
de ascendencia
judía y trabajar en Berlín en los años en los que el nazismo tuvo su apogeo.
Sufrió, por tanto, una
doble discriminación, la de ser mujer en un mundo de hombres y la de ser judía
en una sociedad en la
cual se predicaba la supremacía de una raza sobre las demás.
Lise Meitner nació en Viena (Austria) el 17 de noviembre de 1878 en elseno de
una
familia culta de origen judío.
Fue la segunda mujer que consiguió licenciarse en Ciencias Físicas en una
universidad
del imperio austro-húngaro, que había permitido, sólo cuatro años antes, el
acceso de
las mujeres a sus facultades.
En 1907 se traslada a Berlín donde conoce a Otto Hahn, un químico que iba a
desempeñar un papel fundamental en su vida.
Lise Meitner
(1878-1968)
,
Lise Meitner y Otto Hahn trabajan juntos, investigando sobre la radiactividad,
en una
fundación privada, el Instituto Kaiser Wilhelm de Berlín. Durante muchos años
Lise trabaja sin recibir sueldo alguno por su trabajo (cobra su primer sueldo a
los treinta y cinco
años). No podía usar la misma puerta que los hombres y tenía vedado el acceso a
determinadas estancias del centro por ser mujer.
En 1919 (tras la Primera Guerra Mundial) consigue el título de profesora
universitaria,
aunque de poco le sirve el título, las mujeres no tenían derecho a enseñar en
la Alemania de la época.
Otto Hahn y Lise Meitner
En 1933 Hitler accede al poder. A los judíos se les prohíbe ejercer ciertas profesiones,
entre ellas la docencia. Las obras de Einstein son quemadas públicamente. Sin
embargo, Lise se encontraba segura en Berlín en el seno de su grupo. No era
ciudadana alemana (era austriaca) y, en consecuencia, las leyes alemanas no le
afectaban.
Pero en 1938 la situación cambia radicalmente, en marzo se produce la anexión
de
Austria al Tercer Reich y Lise pasa a ser ciudadana de la Gran Alemania. No
podía
seguir trabajando, tampoco podía publicar el resultado de sus investigaciones
y,además, se le impedía la emigración.
3
Ciencias del Mundo Contemporáneo
La situación en el instituto Kaiser Wilhelm era cada vez más difícil: “La judía
pone en
peligro nuestro instituto…”
Hahn organiza la huida de Lise hacia Holanda. “Hahn dice que no debo aparecer por
el
instituto. En definitiva, me ha echado de allí”.
Lise atraviesa ilegalmente la frontera con Holanda en julio de 1938. El anillo
de brillantes
de la madre de Hahn sirve para pagar el soborno de los guardias fronterizos.
La vida no era fácil para una refugiada judía, Lise pasa de Holanda a Dinamarca
(donde
se aloja por algún tiempo en casa de Bohr) y de allí a Estocolmo (Suecia).
Hasta Estocolmo llegan regularmente cartas de Otto Hahn informándola de sus
investigaciones y
solicitándole consejos para mejorar sus experimentos o interpretaciones de los
resultados obtenidos.
Otto Frisch
Una amiga la invita a pasar las navidades en Kungälv, un pueblecito costero.
Con el fin
de visitarla viaja hasta allí Otto Frisch, un joven físico, sobrino suyo, que
trabajaba en el
equipo de Bohr en Dinamarca.
El dia de Navidad de 1938, Lise, mientras paseaban por la nieve, comenta con
Otto
Frisch el resultado de un experimento realizado por Hahn. Las sustancias
obtenidas al
bombardear átomos de uranio con neutrones no eran átomos pesados, tal y como
era
de esperar, sino que, inexplicablemente, se obtenían isótopos de bario, mucho
más
ligeros. Hahn estaba desconcertado: “… sabemos que el uranio no se puede romper
en
bario. Quizá tú podrías proponer alguna explicación fantástica”.
Lise, tras realizar los cálculospertinentes, concluye que los resultados
obtenidos podían
explicarse si el núcleo de uranio, tras capturar un neutrón, se rompiese en
otros dos
núcleos más ligeros. Había sido descubierta la fisión nuclear.
Otto Hann fue galardonado con el Premio Nobel de Química en 1944 por el
descubrimiento de la fisión nuclear.
4
Ciencias del Mundo Contemporáneo
El curioso descubrimiento de los Rayos X
Wilhelm Konrad Röntgen, profesor de Física en la Universidad de Würzburg, estaba
analizando el comportamiento de las descargas de los gases enrarecidos. De
repente, del polo negativo del tubo de Crookes, donde
tenía almacenado los gases, salieron unos extraños rayos que atravesaban sin
más la pared del cartón que
contenía el tubo, originando una fluorescencia en una placa hecha de platino y
cianuro.
Röntgen mantuvo el secreto de su experimento. Tal vez porque no hallaba todavía
explicación al fenómeno,
simplemente los llamó rayos X.
El físico siguió investigando la naturaleza de esas radiaciones, que al parecer
eran inofensivas. Pero el gran descubrimiento lo obtuvo por casualidad un 8 de
noviembre de 1895. Sin querer puso una mano detrás de la placa en el momento de
la emisión de los rayos. Para su sorpresa, los huesos de ésta quedaron
reflejados en la placa. De inmediato captó la importancia de aquella radiación
y
lo hizo público.
Röntgen no tardó mucho en ganar el Premio Nobel de Física por su
descubrimiento, que en nuestros días se ha convertido en uno de los exámenes
médicos
más comunes que existen.
sQué son los Rayos X? : La denominación de rayos X designa a unaradiación
electromagnética, invisible, capaz de atravesar cuerpos opacos y de impresioLa
que podría considerarse
la primera radiografía: la
mano de Anna Bertha, esposa de Röntgen
nar las películas fotográficas (por ejemplo los negativos en blanco y negro de
las antiguas cámaras de fotos, que hoy en día ya no suelen utilizarse tanto)
Aplicaciones de los rayos X: Desde que Röntgen descubrió que los rayos X
permiten captar estructuras óseas, se han ido construyendo máquinas especifi-
cas para su uso en medicina. La radiología es la especialidad médica que emplea
la radiografía como ayuda de
diagnóstico, en la práctica, el uso más extendido de los rayos X. También otras
aplicaciones para los cuales los
rayos X son útiles son por ejemplo para el estudio de la mecánica cuántica. A
diferencia de cómo son utilizados
para las investigaciones, en la industria también son necesarios para examinar
objetos sin destruirlos.
sLos Rayos X pueden producir daños en la salud?: La manera como la radiación
afecta la salud depende del
tamaño de la dosis de radiación. La exposición a las dosis bajas de rayos X a
las que el ser humano se expone
diariamente no es perjudicial. En cambio, sí se sabe que la exposición a
grandes cantidades puede producir
daño grave. Por lo tanto, es aconsejable no exponerse a más radiación de la
necesaria. La exposición a cantidades altas de rayos X puede producir efectos
tales como quemaduras de la piel, caída del cabello, defectos de
nacimiento, cáncer, retardo mental y la muerte.
5
Ciencias del Mundo Contemporáneo
La Teoría de la Relatividad
De todaslas ciencias, ha sido la física la que ha experimentado una
transformación más profunda . Las investigaciones se orientaron hacia el
conocimiento del espacio y del átomo.
La física del siglo XX no construye sus estructuras sobre leyes sino
sobre teorías. La teoría de la Relatividad de Einstein constituye un
capítulo fundamental y al mismo tiempo el punto de partida para dos
concepciones de la ciencia física. Einstein, al continuar los estudios de
Michelson y Morley sobre la luz, llegó a concluir que el tiempo es una
variable que depende de la velocidad del espectador (Teoría de la
Relatividad Restringida, 1905). Diez años más tarde consiguió medir la
2
relación entre masa y energía (E= mc ). Todas las futuras investigaciones sobre
el átomo partieron de estas geniales formulaciones del
joven científico alemán, que se trasladó posteriormente a Estados
Unidos y adquirió la nacionalidad norteamericana. Einstein demostró
que el espacio es curvo y que la curvatura se intensifica en la proximidad de
los cuerpos pesados, con lo que desmontó las concepciones
newtonianas del espacio.
6
Aula y laboratorio de Qufmica
La Quimica en el Cine: Ficci6n o realidad
Laura Torre-Fernandez, Santiago Garda-Granda
Resumen: Los contenidos del cine y Ia television pueden ser utilizados de
manera muy util como herramienta didactica para transmitir a los
alumnos el conocimiento cientifico de una forma rigurosa a Ia vez que amena.
Palabras clave: Quimica, conocimiento cientifico , cine, television.
Abstract: Cinema and television contents can be used as a usefu l tool to u ce
thestudents to scientific'. knowledge in a r igorous and
enjoyable way.
Keywords: Chemistry, scientific knowledge, cinema, television.
Introduccion
La divulgaci6n cientifica es, actualmente, un campo
muy extenso que cuenta con infmidad de herramientas para
acercar el conocimiento cientifico y, en este caso concreto, Ia
Quimica a todos los publicos. Existen talleres y dem os traciones1·2 que, de un
modo mas o menos participative nos mues tran y explican diferentes procesos
quimicos. Existen tambien
un gran nillnero de libros3 que nos explican dichos procesos,
asi como desarrollos de software y documentales4 dedicados
al mismo fin. Sin embargo, cuando se trata de introducir el
conocimiento cientifico, o Ia Quimica en este caso, en el aula,
necesitamos una herramienta que nos permita transmitir y
despertar el interes de los alumnos por este tema de una forma
rigurosa pero, al mismo tiempo, amena y divertida. Esta
herramienta a Ia que nos referimos es el cine.
La Quimica, el cine y Ia television
El cine y Ia television ya se han usado en numerosas ocasiones con fines
divulgativos. En Ia revista Journal of Chemical
Education podemos encontrar varios articulos dedicados a! estudio de Ia
Quirnica presente en peliculas y series de television.
Por ejemplo, los efectos del calcio sobre nuestros huesos que
nos muestra Orlando Bloom en Ia pelicula 'The Calcium Kid'
(2004) o de Ia exposici6n a Ia radiaci6n que se nos presentan en
L. Torre-Fernandez
S. Garcia-Granda
Facultad de Quimica - Universidad de Oviedo
Julian Claveria, 8. 33006. Oviedo.
C-e:torrelaura@uniovi.es
Recibido: 05/05/2011. Aceptado: 08/07/2011.
© 2012 Real Sociedad Espanola de Quimica
Ia pelicula 'Plutonium Baby' (1987).5 Podemos tambien encontrar Ia
aplicaci6n del hidroxido de litio como absorbente del di6xido de carbono
exhalado en un espacio cerrado que es utilizada
en Ia pelicula 'Apollo 13' (1995).6 Algunos de los ejemplos mas
llamativos, se encuentran en las novelas de Ian Fleming, '007'',7
llevadas en su mayoria a Ia gran pantalla, y en las que podemos
encontrar numerosos ejemplos de quirnica orgaruca, quimica
inorganica, quirnica fisica o quimica industrial.
Otra forma de utilizar el cine y la television para ensefiar
quimica es destapar las falacias cientificas que se esconden
en las peliculas.8 Podemos encontrar gran cantidad de blogs y
paginas web dedicadas a este prop6sito. El canal de television
'Discovery Channel' emite un programa dedicado a tal fin,
'Cazadores de Mitos' ('MythBusters').9
De todos los ejemplos y proyectos encontrados, el que, a
nuestro parecer es mas didactico, es el que ha llevado a cabo
Cristopher Magee, de Ia Universidad de Bristol. Este autor ha
disenado una pagina web 10 en Ia que nos muestra una serie de
ejemplos para utilizar el cine y Ia television como herramienta
divulgativa. Para ello, sirua el compuesto en el contexte de Ia
pelicula o serie para posteriormente profundizar en Ia quimica
del compuesto desde su estructura basta su modo de actuacion.
Esta sera Ia dinamica que seguiremos en este trabajo presentando algunos de los
ejemplos de C. Magee, que se comentar{m por Ia claridad con que dicho ejemplo
nospresenta un
determinado compuesto.
A continuaci6n propondremos una serie de ejemplos que
se presentaran conjuntamente como un taller de Quimica y no
como ejemplos individuates para usar en clases de quirnica aisladas. E l
objetivo de este taller es, como ya hemos comentado
con anterioridad, hacer llegar Ia quimica a todos los publicos,
despertar el interes de los alumnos por este tema utilizando
algunas de sus series y peliculas preferidas, para fmalmente,
introducir importantes conceptos de quimica, como Ia saponificacion o mostrar
que Ia quimica esta presente en nuestra vida
cotidiana gracias a los medicamentos, jabones o autom6viles.
En Ia U niversidad de Oviedo se han llevado a cabo varios
talleres que bajo el titulo 'La Quimica en el Cine: Ficci6n
o Realidad' 11 y ' La ciencia en el cine y Ia televisi6n' 12 han
servido a modo de experimento. Los talleres duraron aproxim adamente una bora
durante Ia cual se visionaron escenas de
peliculas o series para, a continuaci6n, profundizar en el com-
www.rseq.org
An. Quim. 2012, 108(1), 44-48
45
La Quimica en el Cine: Ficcion o realidad
puesto que se nos presenta en dicha escena centrandonos en
la quimica y aplicaciones del mismo. Los resultados de estos
talleres han sido muy satisfactorios, mostrando los alumnos
gran interes por el tema.
A continuaci6n, mostraremos algunos de los ejemplos
utilizados en dichos talleres, asi como Ia explicacion correspondiente a cada
uno.
'Bones' y Ia Tetradotoxina
La ciencia forense se ha vuelto tremendamente popular en
los ultimos afi.os debido a su presencia porejemplo en series
como 'CSI' o 'Bones' con altos indices de audiencia. Estas
series nos presentan problemas cientificos tanto quimicos,
como fisicos y biologicos y son vistas por un gran nfunero de
estudiantes. La fascinacion que sue!en despertar en ellos puede
ser utilizada para introducirles conocimientos cientificos.
En el caso concreto de 'Bones', nos encontramos con
una serie muy bien documentada y con muchas escenas que
pueden ser utilizadas en el aula. Un ej emplo es el capitulo 22
de la cuarta temporada titulado 'La doble muerte del querido
difunto'. En este episodic, un colega del Jeffersoninan muere
supuestamente de un ataque al coraz6n, sin embargo el equipo
cientifico de Ia serie descubre que a! hombre lo envenenaron,
cay6 en coma, el juez de instruccion lo declar6 muerto sin
estarlo, y mas tarde, ya en Ia funeraria, fue apuilalado por
un asustado empleado cuando empezo a tener espasmos.
Una de las hipotesis que se presentan para que el hombre
pareciera estar muerto sin realmente estarlo es Ia ingestion de
tetradotoxina, presente en algunos platos tipicos de Ia cocina
japonesa que habian sido ingeridos por el difunto, lo que le
indujo un estado de zombificaci6n.
La tetradotoxina 13• 14•10 (ITX), C11 H 17N30 8 es una neurotoxina presente en
las visceras de algunos peces. Uno de esos
peces es el pez fugu o pez globo que ademas, es un plato tipico
de la cocina japonesa. Cuando esta toxina es ingerida altera el
funcionamiento del sistema nervioso hacienda disminuir las
constantes vitales y llegando a poner en peligro Ia vida del
individuo.Concretamente, Ia TTX acrua sobre las neuronas
bloqueando de forma especifica los canales de sodio presentes
en Ia membrana y que son los responsables de producir Ia
transmisi6n nerviosa (Figura I). En resumen, en presencia de
Ia ITX las neuronas no pueden producir impulsos que permitan a los musculos
contraerse. En pequefias dosis Ia TTX
es utilizada como droga, ya que induce a un estado conocido
como zombificaci6n en el que el individuo experimenta los
sintomas de la muerte sin que esta llegue a producirse, aunque, una vez se pasa
el efecto, el individuo siempre presentara
secuelas fisicas y psicol6gicas. Esta toxina es, en cualquier
caso, tremendamente peligrosa ya que una dosis de 0,51 mg
en sangre es suficiente para producir Ia muerte instantanea de
un hombre adulto y a dia de hoy no hay antidote conocido.
Esta toxina se ha utilizado en numerosas ocasiones en el
cine debido a sus increibles efectos en el cuerpo humano, asi
por ejemplo, ademas de en 'Bones' podemos encontrarla en el
capitulo 11 de Ia segunda temporada de 'Los Simpson' titulado
'Un pez, dos peces, pez Fugu, pezAzul' tal como nos muestra
C. Magee en su pagina web, o en Ia pelicula 'Un ciudadano
ejemplar' (2009). Nosotros hemos seleccionado Ia escena de
Ia serie de television por su elevado indice de audiencia, asi
como por Ia claridad de las explicaciones de los protagonistas.
Sin embargo, podria utilizarse cualquiera de los ejemplos presentados para
introducir este compuesto.
'Shutter Island' y Ia Toracina
'Shutter Island' (20 10) nos cuenta Ia historia de Teddy
Daniels (Leonardo DiCaprio), unalguacil de Estados Unidos,
que acude con su compafiero a Shutter Island, para investigar Ia
desaparicion de una asesina en serie del impenetrable hospital
psiquiatrico Ashecliffe, situado en dicha isla. Durante el transcurse de las
investigaciones y sus entrevistas con los diferentes
psiquiatras y pacientes se nos introduce en las tecnicas medicas
utilizadas para tratar las enfermedades mentales en Ia decada
de los 50, en Ia cual se ambienta la pelicula. Dichas tecnicas se
basaban tanto en cirugia como en tratamiento fannacol6gico.
En el caso de Ia cirugia era muy utilizada Ia lobotomia, 15 que
consistia en Ia destrucci6n total o parcial de los 16bulos frontales del
cerebra sin ablaci6n. En cuanto a los farmacos, uno de
los mas frecuentes era Ia toracina, cuyos efectos nos explica el
doctor John Cawley en una escena de Ia pelicula.
La toracina o clorpromacina, 16•17 •18 C 17 H 19CIN2S, es una
medicina antipsicotica que esta en un grupo de drogas llamadas feno tiazinas
que fueron Ia primera familia de antipsicoticos. Este compuesto fue sintetizado
por primera vez en 1950
para ser utilizado como antihistaminico aunque pronto se
observaron sus efectos tranquilizantes en enfermos mentales
por lo que ya en 1954 empez6 a utilizarse para el tratamiento
de esquizofrenia y otros des6rdenes psiquiatricos.
Este farmaco actUa mediante el bloqueo de una variedad de
receptores en el cerebra, en particular los receptores de dopamina, 19 Ia cual
esta involucrada en Ia transmisi6n de sefi.ales
Na+·o~
ftft
~~
•.
()
~
.
'0
;3
c;·
v.
Figura 1. Mecanismode acci6n de Ia TTX.
An. Quim. 2012, 108(1 ), 44--48
Figura 2. Mecanismo de acci6n de Ia Toracina.
www.rscq.org
© 2012 Real Sociedad Espanola de Quimica
46
Laura Torre-Fernandez et al.
entre las celulas cerebrales y tiene muchas funciones en el
cerebro, incluyendo papeles importantes en el comportamiento
y Ia cognicion, Ia actividad motora, la motivacion y Ia recompensa, Ia
regulacion de Ia produccion de leche, el suefo, el
humor, Ia atencion, y el aprendizaje. Cuando hay un exceso
de cantidad de dopamina en el cerebro se provoca un exceso de estimulacion de
sus receptores que suelen actuar para
modificar el comportamiento. El exceso de estimulacion
puede dar Iugar a Ia enfermedad psiquiatrica.
Concretamente, Ia toracina bloquea los receptores D2
(Figura 2) ejerciendo de este modo su accion antips icotica.
Los efectos secundarios de este fannaco residen en el
hecho de que, ademas de los receptores D2, bloquea, entre
otros, los receptores de serotonina e histamina lo que dara
Iugar a una ganancia de peso, sedacion y bajada de Ia tension
arterial, entre otros.
Las enfermedades mentales son el tema principal de
muchas peliculas, asi que podemos escoger entre un gran
numero de elias para introducir este compuesto ya que,
aunque no esta presente en todas elias, aparece en un gran
numero. Nosotros hemos escogido esta pelicula por ser lamas
actual lo que hace mas probable que los alurnnos Ia conozcan
y despierte su interes. Otros ejemplos son 'Frances' (1982) y
'Alguien volo sobre el nido del cuco' (1975).
'A todo gas', 'Arma letal 4' y el oxidonitroso
El oxido nitroso,20 con fonnu la N 2 0, es un gas inco loro
con un olor dulce y ligeramente toxico. Provoca alucinaciones, un estado
euforico y en algunos casos puede provocar
perdida de parte de Ia memoria humana.
Uno de los usos de este gas es aumentar Ia potencia
del motor. 21 Para que un coche funcione necesi tamos que
se produzca Ia combustion de Ia gasolina. Como en toda
combustion existe un elemento que arde, o combustible, en
nuestro caso Ia gasolina, y otro que produce Ia combustion,
o comburente, generalmente oxigeno, en nuestro caso, el del
aire. AI encender el motor inyectamos gasolina a Ia camara
de combustion, se mezcla con el aire, se produce una chispa,
lo que da Iugar a la combustion, se genera una presion en Ia
cam ara que empuja el piston y hace que se mueva Ia polea,
generando el movimiento rotatorio que se transmitira a las
ruedas del vehiculo (Figura 3).
En Ia Figura 3 vemos un pequeiio esquema, realmente, los
motores estan compuestos de mas de un piston y una pol ea
(Figura 4).
Cuando aiiadimos a un coche un kit de oxido nitroso aumentaremos Ia potencia
del motor de Ia siguiente manera, Ia cadena
molecular del gas se rompe durante la combustion produciendo
un aumento del oxigeno disponible, es decir de comburente,
por lo que necesitaremos mas combustible para mantener una
relacion aire/combustible adecuada, Ia presion ejercida sobre el
piston sera mayor y eso generara Ia potencia extra. Los actuates
kits de oxido nitroso que existen en el mercado, alejados de Ia
competicion, estan adaptados a los combustibles habituales, parano ocasionar
daiios en el motor, y penniten que el conductor lo
aplique a voluntad, para que, al accionar el sistema, se !ogre una
brusca aceleracion. Podemos ver de manera muy grafica como
func iona un motor de gasolina y los efectos en el del oxido
nitroso en una secuencia de la pelfcula 'A todo gas' (200 l ). Este
© 2012 Real Sociedad Espanola de Quimica
que entra
1.-,---.,..,..,.-,r
Anillos del
piston
Figura 3. Esquema de un motor de gasolina.
ejemplo es original de Christopher Magee, ya que lo presenta en
su pagina web. Pero lo hemos presentado tanto por Ia manera tan
grafica que Ia escena nos muestra el funcionanli.ento del motor,
como por el hecho de que nos s irve para introducir otra aplicacion de este
compuesto que es utilizado anestesico.22 Podemos
ver un ejemplo de esta aplicacion y sus efectos secundarios en
una escena de Ia pelicula 'Arma leta) 4' ( 1998).
Como anestesico se administra por via inhalatoria, y, como
todos los anestesicos inhalatorios, entra en el organismo por
medio de los pulmones y es distribuido por la sangre en los
diferentes tejidos. La diana de estos anestesicos es el cerebro.
Acruan disminuyendo Ia actividad normal de las neuronas, lo
que da Iugar a depresion del sistema cardiovascular (disminucion de Ia
contractilidad cardiaca y disminucion de la presion
arterial) y depresion de Ia respiracion. Las ventajas que presenta
este compuesto como anestesico es que proporciona una rapida
induccion y despertar de la anestesia, ademas, es casi completamente eliminado
por los pulmones, con una minima difusion an·aves de Ia p iel. Se administra,
generalmente mezclado con oxigeno, ya que Ia administracion de oxido nitroso al
100% puede
provocar asfixia y la muerte. Hoy en dia, es un coadyuvante fundamental en Ia
anestesia general aunque esta siendo desplazado
por Ia aparicion de otros gases como el metoxifluorenato y el
de
Figura 4. Motor de gasolina.
www.rseq .org
An. Quim. 2012, 108(1), 44-48
47
La Quimica en el Cine: Ficci6n o realidad
isofluoretano. La recuperacion nip ida de los pacientes es una de
sus principales ventaj as, especialmente en aquellos sometidos a
cirugias ambulatorias o extracciones dentales.
El principal efecto secundario de esta sustancia es
que es capaz de dafiar la m edu la e spinal, ya que e l oxido
nitro so bloquea Ia accion de la vita mina B 12. Otro de
los efectos secundarios que produ ce este gas es que el
indiv iduo experimenta cierta e mbri aguez o una s ensacion
de bienestar y alegria, que su ele derivar en un ataqu e de
risa incontrolado , de ahi que sea utilizado co mo droga,
muy popular por ej e mplo, en alg un os locales de Candem
Tow n en Londres. No hay muc ha informacion sabre como
Ia in halacion de este gas llega a provocar 'Ia risa tonta',
p ero d iversos ensayos en ratas muestran que ti ene que ver
con Ia accion de la seroto nina (5-HT), que es u na sustancia
generada por las neuronas y que tiene efectos en el humor
y estado mental de lo s humanos . Al inhalar este gas, Ia
liberacion de seroton ina aumenta, y de ahi e l cambia de
humor y el ataque de risa.
O tros usos de este gas se encuentran en Iaindustria alimentaria ya que se
utiliza para hacer los alimentos (natas,
yogures etc.) m as espumosos .
El mayor problema que presenta es que el oxido nitroso
es un poderoso gas de efecto invernadero, por lo que a las
emisiones de este gas se las responsabiliza parcialmente junto
con el dioxido de carbona , el metana y algunos aerosoles, de
provocar el calentamiento global.
'El club de Ia lucha' y el jabon
El j ab6n se obtiene mediante un p roceso llamado saponificacion23 (Esquema 1).
CH3'(CH2).-COO-~H2 + NnOH
CH3-(CHv , -COO-CH + NaOH
CH3'(CH 2),-COONa
--+
C II '{CH )n·COO-lH + NaOH
2
2
3
I molecula de grasa
3 moleculas
de NaOH
CH3'(CH2l,-COONa
CH3'(CHv,-COONa
I molecula de
3 moh!culas de jab6n
glicerina
Esquema I. Proceso de saponificaci6n.
En la pelicula ' El club de Ia lucha' (1999) Brad Pitt
explica con detalle el proceso de obtencion de j abon y
los diferentes usos que podem os dar a los subproductos
que obtenemos en el proceso. Este ejemplo es original de
C. Magee, pero se presenta debido a la claridad de la escena
en c uanto a las explicaciones del proceso se refiere.
En la fabricacion de jabon, Ia hidrolisis se producira p or
la mezcla de grasas animales, sebo o grasas provenientes de
liposucciones, que es lo que utilizan en esta pelicula, o grasas vegetales,
como el aceite de oliva, e hidroxido sodico o
potasico, obteniendo los correspondientes jabones y glicerina.
' El club de la lucha' nos da tambien una leccion sabre
seguridad en el manejo de sustancias peligrosas al mostrarnos
los efectos de una quemadura quimica.Como se muestra en Ia
escena anterior, en el proceso de saponificacion utilizamos una
base, hidr6xido sodico o potasico, tambien conocidos como
sosa o potasa causticas . Las sustancias causticas son aquellas
que queman los tej idos. Ahara nos dara unos consej os sa bre
An. Quim. 2012, 108(1), 44-48
como manipular estas sustancias, con gafas de seguridad y
guantes a Ia vez que nos muestran sus efectos en Ia mano de
uno de sus protagonistas. P or ultimo, nos explicara, que, en
caso de que nuestra pie! entre en contacto con alguno de estos
compuestos, debemos neutralizar Ia quemadura con vinagre,
es decir, con acido acetico que es un acido debil, y actuara
neutralizando Ia base segl!n Ia reacci6n.
NaOH(aq) + CH 3COOH(aq)
---+
CH 3COO·Na+(aq) + H 20 Cil
U na curiosidad es que en Ia pelicula se refieren a Ia base
com o lejia y es deb ido a que es elnombre que se le da a estas
sustancias en Estados Unidos, a diferencia de Europa que
llamamos lej ia a una disolucion acuosa de hipoclorito sodico.
Tal y como explicaremos en el ap artado referido a 'Los
Simpsons', podemos obtener Ia nitroglicerina, C3H 5N 30 9 , a
partir del proceso de fabricacion de jabon . Se obtiene mezclando glicerina con
acido nitrico concentrado y acido sulfu rico. En 'El club de Ia
lucha' se centraran en su uso com o
explosivo y nos mostraran sus devastadores efectos.
La nitroglicerina fue sinte tizada e n el afio 1846 por el
quimico italiano Ascan io Sobrero. En 1867, el celebre Alfred
Nobel imag ino absorber Ia nitroglicerina por una m ateria
porosa e inerte como silice, polvos deladrillo, arcilla seca,
yeso, carbon, etc. que seria el metoda de obtenci6n casera
de Ia dinamita, del que nos habla Brad Pitt. Sin embargo,
Ia obtencion industrial de la dinamita 24 se lleva a cabo
mezclando nitrogli cerina y tierra de diatomeas, que son los
f6siles de unas algas unicelula.res m icroscopicas con un alto
contenido de di6xido de silicio. Esta ultima acrua como una
especie de esponja, absorbiendo y estabilizando Ia ni troglicerina, hacienda su
uso como explos ivo mas seguro y practico.
Es una mezcla grisacea y aceitosa al tacto, cons iderada un
explosivo potente, comparado con Ia p6lvora, el fu lminato de
m ercurio y otros explosivos debiles.
Por su alta estabilidad, Ia dinam ita reemplazo rapidamente
a Ia nitroglicerina en aplicaciones como las demoliciones y la
mineria, y como relleno exp losivo en los proyectiles de artille rla y cargas
de demolici6n mil itares. La dinamita es ademas
quimicam ente mas inerte que Ia nitroglicerina p ura, lo que
hace posible su almacenamiento seguro, aunque solo a media
plaza, ya que con el paso del tiempo y con una temperatura de
mas de 30 oc la nitroglicerina se escurre del dioxido de silicio
y la dinamita 'suda' nitroglicerina, y ya vimos lo inestable
que es este compuesto.
G racias a Ia fortuna que Alfre d Nobel amaso con Ia patente de Ia dinamita
cre6 el ' Premia Nobel'.
'Los Simpson' y Ia Nitroglicerina
'Los Simpson' es, desde su nacin1iento hace ya mas de
20 afios, una de las seties mas populares a nivel mundial. Tanta
popula.ridad no s6lo es debido a su sarcastica manera de presentar los
problemascotidianos de Ia vida, sino que tambien se
debe a que es un clara ejemplo de que una serie de television
puede acercarnos al mundo de Ia ciencia, hasta tal punto, que Ia
prestigiosa revista cientifica ' 'Nature' ha publicado Lm articulo
de A I Jean, matematico y productor ej ecutivo de Ia serie, en el
que nos muestra algunas de las lecciones que ha impartido Ia
familia Simpson a lo largo de los afios .25 En el caso concre to de
Ia Quimica, mostraremos el ejemplo de Ia nitroglicerina.
www.rseq.org
© 2012 Real Sociedad Espanola de Quimica
48
Laura Torre-Fernandez et al.
Tal y como hemos vista en el apartado dedicado a 'El club
de Ia lucha', Ia nitroglicerina, 26 C3 H5N 3 0 9 , se obtiene a! hacer
reaccionar Ia glicerina que se obtiene como subproducto en el
proceso de obtenci6n de jab6n con acido nitrico en presencia
de acido sulfurico (Esquema 2).
0
0
I
0
II
II
0
II
N
N
Los contenidos del cine y Ia television son un buen punta
de partida para introducir Ia Ciencia en el aula. Hay numerosos ejemplos para
introducir las Matematicas, Fisica y, en este
caso concreto, nosotros introducimos la Quimica. En un articulo futuro
introduciremos, del mismo modo, Ja Cristalografia.
I
,/+'''' /'-yo
HO-S-OH
0
Conclusiones
0
~+/
N
a
I
a
0
F-o
I
Ho
0
-::?'~'-._0
Agradecimientos
C3H5(N03))
Esquema 2. Proceso de obtenci6n de Ia nitroglicerina.
La nitroglicerina es un liquido a temperatura ambiente.
El hecho de que sea altamente explosivo complica mucho
su manipulaci6n. Ya se han explicadolas propiedades
explosivas de este compuesto, aunque esta no es su {mica
aplicaci6n ya que, ademas, es utilizado en medicina, concretamente, para el
tratamiento de enfermedades coronarias , como infartos. En el capitulo 8 de Ia
decimonovena
temporada de los ' Simpson' titulado 'Funeral para un
enemigo', se nos presentan ambos usos de !a nitroglicerina hacienda
especial enfasis en el uso medico ya que es
utilizado p or el actor secundario Bob para tratar un efecto
congenito del coraz6n.
'House' y Ia Vicodina
Las series medicas son, junto con las forenses, las que
tienen mayores indices de audiencia. Series como 'Anatomia
de Grey', 'House' o 'Urgencias' despiertan gran
interes
en los j6venes y nos sirven para introducirles en Ia quimica
organica, haciendo uso de los diferentes farmacos que utilizan
en sus tratamientos, asi como para justificar Ia importancia de
Ia quimica para industria farmaceutica y, en consecuencia, en
nuestra vida cotidiana.
De entre todas estas series puede que Ia mas popular sea
'House' debido a la peculiar personalidad de su personaje
principal, el doctor Gregory House. La trama principal se
basa en Ia vida de House, un genio medico adicto a Ia vicodina que dirige un
equipo de diagn6stico en un hospital de
Nueva Jersey.
En Ia mayorfa de capitulos, sobre todo hasta Ia temporada 6 en Ia que se somete
a un tratamiento de desintoxicaci6n,
se hace referencia a Ia vicodina. 27 Podemos utilizar cualquiera
de esas escenas en que se nos presenta el farmaco sus usos y
efectos secundarios para nuestro taller.
La vicodina28•29 es el nombre comercialde Ia hidrocodona, C18H 21 N03 , un
opioide derivado de la codeina que se usa
como analgesico por via oral. La vicodina es un inhibidor de
la tos y agente analgesico para el tratamiento moderado del
dolor. Los estudios indican que es mas efectiva que la codeina
para la supresi6n de Ia tos y casi equiparable a la morfina para
el alivio contra el dolor.
© 201 2 Real Sociedad Espanola de Qulmica
El principal riesgo de Ia vicodina es Ia adicci6n que produce, por lo que si no
es controlada medicamente puede llegar
a ser muy adictiva y por tanto necesitar un tratamiento de
desintoxicaci6n, tal y como le ocurre a! doctor House.
Los autores agradecen el apoyo econ6mico del Ministerio
de Ciencia e Innovaci6n Espafiol (MAT2006-0 1997,
MAT20 10-1 5094 y 'Factoria de Cristalizaci6n' Consolider
Ingenio 2010) y los fondos FEDER.
Bibliografia
1. A. C. Rowat, K. A. Hollar, H. A . Stone, D . Rosenberg, J Chern.
Educ. 2011, 88, 29- 33.
2. K. A. Duncan, C. Johnson, K. McElhinny, S. Ng, K . D. Cadwell,
G. M. Z. Petersen, A. Johnson, D. Horoszewski, K. Gentry,
G. Lisensky, W. C. Crone,J Chern. Educ . 2010,87, 1031-1 038.
3. C. B. Frech, B. P. Coppola, H. Harris, C. M. Woodbridge,
J. Chern. Educ. 2011, 88, 85 1- 857.
4.
5.
https://www.jce.divched.org/JCESoft/Programs/index.html
D. Tiaarea, N . C. Thomas, J. Chern. Educ . 2010 ,8 7, 1056-1059.
6.
7.
M.A. Griep, M. L. Mikasen, J. Chern. Educ. 2005,82, 1501 - 1503 .
A. M. Last, J Chern. Educ . 1992, 69, 206- 208.
8. L. Diener, J. Chern. Educ. 2010, 87, I 004- l 006.
9.https://www.yourdiscovery.com/web/mythbusters/
l 0. https://www.chm.bris.ac.uk/webprojects2006/Macgee/Web%20
Project/main__page.htm
11. https://www.cducastur.cs/ index .php?option=com_ content&task
=view&id=3150&Itemid=237
12. https://www.otri.uniovi.es/campuscientificosdeverano/qui.mica.htm
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
2 1.
22.
23 .
24.
25.
26 .
27 .
http ://es.wikipcdia.org/wiki/Tetradotoxina
D . F. Hwang, T. Noguchi, Ad. F ood Nutr. Res. 2007, 52, 141-236.
https://es. wikipedia.org/wiki/Lobotom%C3%ADa
F. L6pez-Muiioz, C. Alamo, E. Cuenca, W. W. Shen, P. Clervoy,
G . Rubio, Ann. Clin. Psychiatry . 2005, 17, 113-135.
https://en. wikipedia.org/wiki/Chlorpromazine
https://www.drugs.com/mtm_ esp/thorazine.html
https://es.wikipedia.org/wiki/Dopamina
https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93xido_de_ nitr%C3%B3geno_(I)
https://www.tuningpcdia.org/Oxido _ nitroso
https://www.mind-surf. net/drogas/oxidonitroso.htm
https://es.wikipedia.org/wiki/Saponificaci%C3%B3n
https://es.wikipedia.org/wiki/Dinamita
M. Hopkin, Nature 2007, 448, 404-405.
https://es.wikipedia.org/wiki/Nitroglicerina
https://vicodina.com/
28 . https://espanol .narconon.org/blog/taglhidrocodona/
29. http ://es.wikipedia.org/wiki/Hidrocodona
www.rseq .org
A n. Quim. 2012, 108(1), 44-48
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Dieta y Salud
Decimos que estamos sanos cuando nuestro organismo realiza todas sus funciones
con normalidad,
cuando no estamos enfermos. Sin embargo la Organización Mundial de la Salud
(OMS) define salud
de una forma mucho más amplia:
“Salud es el estado completo de bienestar físico, mental y social”
Para laOMS, por tanto, la salud no consiste únicamente en estar sano física y
mentalmente, incluye
el concepto de bienestar, de “calidad de vida”, de satisfacción con las
condiciones de vida y de organización social.
La salud es un derecho básico del ser humano y como tal se recoge en la
Declaración Universal de
los Derechos Humanos, en el Tratado de Roma (1957), que supuso la creación de
la Comunidad
Económica Europea y en la Constitución Española (art. 51)
De acuerdo con lo dicho los poderes públicos tienen la obligación de organizar
un sistema sanitario
capaz de atender las necesidades de la población, pero también, en
correspondencia, existe el deber
individual de cuidar de nuestra salud, ya que tener una buena salud depende, en
gran medida, de la
adopción, o no, de unos hábitos de vida saludables.
Nuestra salud será mejor si (fuente: Ministerio de Sanidad y Consumo):
• Nuestra alimentación es saludable y equilibrada.
• Descansamos lo suficiente.
• Realizamos ejercicio físico habitualmente.
• No nos automedicamos.
• Nuestros afectos, sentimientos y relaciones son satisfactorios.
1
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Alimentación saludable y equilibrada
La alimentación tiene un papel fundamental en la prevención de muchas enfermedades.
Se considera
que la dieta influye de manera importante en las siguientes:
• Enfermedades cardiovasculares (ECV).
• Hipertensión.
• Cáncer.
• Diabetes.
• Osteoporosis.
• Anemias.
• Bocio.
• Caries.
Los consejos básicos para llevar una dieta adecuada son:
• Que sea variada
• Reducir la ingesta de grasas saturadas (la deorigen animal)
• Procurar que la base de la alimentación sean los glúcidos procedentes de:
Frutas y verduras frescas.
Cereales (arroz, pasta, pan…).
Las legumbres (lentejas, garbanzos, judías).
Estos requerimientos se cumplen perfectamente con la llamada “dieta
mediterránea”, ya que en los
países mediterráneos se tiende a un mayor consumo de frutas, verduras, cereales
y legumbres; a
consumir bastante pescado (como principal fuente de proteínas frente a la
carne) y a utilizar el aceite
de oliva (grasa insaturada).
Los alimentos nos aportan nutrientes (sustancias que no pueden ser sintetizadas
por el organismo y
que son necesarias para producir energía, construir proteínas o regular los
procesos metabólicos)
que pueden ser clasificados en dos grandes grupos:
• Nutrientes energéticos (macronutrientes) : hidratos de carbono, lípidos y
proteínas. Los
dos primeros sufren reacciones de oxidación en el interior del organismo que
producen la
energía que necesitamos. Los hidratos de carbono pueden ser considerados como
fuentes
energéticas de utilización inmediata y los lípidos como energía de reserva. Las
proteínas tienen como misión fundamental formar y reparar tejidos.
• Nutrientes no energéticos (micronutrientes): vitaminas y minerales. No
aportan energía.
Su misión es actuar como elementos reguladores de los procesos metabólicos.
2
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Hidratos de carbono
Una dieta equilibrada debe contener entre el 50 y el 60% del total de las
calorías en forma de hidratos
de carbono. La mayor parte de este total se recomienda que se consuma en forma
dehidratos de
carbono de absorción lenta (polisacáridos), es decir, en forma de alimentos que
contienen sobre
todo almidón (cereales y derivados, legumbres).
Actualmente se observa un descenso en el consumo de
hidratos de carbono de absorción lenta en beneficio de
los alimentos elaborados con azúcares de absorción
rápida (alimentos elaborados a base de sacarosa y otros
azúcares simples): bollería, dulces, pastelería, bollería
industrial, caramelos, etc.
Encontramos hidratos de carbono en:
• Cereales y todos sus derivados.
• Legumbres (garbanzos, lentejas, judías).
• Tubérculos (patata, boniatos).
• Frutas.
• Verduras y hortalizas.
Una vez ingeridos los hidratos de carbono se convierten
• Lácteos en forma de lactosa.
en monosacáridos (glucosa, fructosa y galactosa) que
• Todos los alimentos manufacturados
que contienen sacarosa y/o otros hidratos de carbono (fructosa, edulcorantes
como el sorbitol y el manitol): bollería,
pastelería, refrescos, chicles, caramelos,
gominolas, galletas, chocolates, todo tipo de dulces como los mazapanes, el
turrón.
pasan a la sangre.
La insulina es la hormona que se encarga del metabolismo de la glucosa. Esta
hormona es secretada por el
páncreas. La insulina conduce la glucosa al hígado y al
músculo donde se almacena en forma de glucógeno para servir de fuente de
energía en las horas
siguientes a la ingesta de alimentos. El exceso de glucosa que no puede ser
convertida en glucógeno
se transforma en grasas (triglicéridos) en el hígado que son transportadas al
tejido adiposo para servir
de fuente energética dereserva (las grasas almacenan 9 Kcal/ g frente a las 4
Kcal/g de la glucosa).
Cuando el glucógeno almacenado no es suficiente para satisfacer las demandas
del organismo se
fabrica glucosa a partir de las grasas y de algunos aminoácidos.
Proteínas
Las proteínas están formadas por la unión de veinte aminoácidos. De ellos ocho
son indispensables
(los llamados aminoácidos esenciales) y, como el organismo no puede
sintetizarlos, deben ser ingeridos con la dieta diaria.
Las mejores fuentes de proteínas las encontramos en los alimentos de origen
animal como los huevos, las carnes y vísceras, los pescados y mariscos, la
leche y sus derivados. Estos alimentos nos
aportan las mejores proteínas, tanto desde el punto de vista de la cantidad,
como de la calidad biológica (la calidad biológica o valor biológico de una
proteína es la capacidad de la proteína de un
alimento para aportar todos los aminoácidos esenciales en la cantidad
necesaria).
3
Ciencias del Mundo Contemporáneo
También encontramos proteínas en alimentos de origen vegetal.
Algunos de estos alimentos como las legumbres, los cereales o
los frutos secos nos aportan una cantidad considerable de proteína pero su
valor biológico no es tan bueno como el de los alimentos animales. Sin embargo,
podemos unir en la misma comida
dos alimentos vegetales que se complementen porque uno aporte
el aminoácido que le falta al otro. Un ejemplo clásico son las lentejas con
arroz.
La digestión de las proteínas comienza en el estómago donde las
sQué son las calorías vacías?
Los alimentos pueden aportarnos
energía. El aporte energéticode
un alimento se mide en calorías.
Además de energía, los alimentos
nos aportan nutrientes.
Algunos alimentos (bebidas alcohólicas, bebidas azucaradas,
golosinas…) se limitan a aportar
calorías siendo nulo su valor nutricional. De ahí la denominación
de “calorías vacías”.
enzimas rompen las proteínas convirtiéndolas en polipéptidos.
En el duodeno otras enzimas las convierten en aminoácidos. La mayoría de las
proteínas se absorben en forma de aminoácidos y en algunas ocasiones como
dipéptidos.
Las recomendaciones nutricionales de proteína se sitúan en 0,8 -1 g/kg.día para
un adulto sano. Las
proteínas aportan una energía de 4 Kcal/g.
Lípidos
Las grasas o lípidos constituyen el nutriente energético por excelencia (9
Kcal/g frente a las 4 Kcal/g
de las proteínas y los carbohidratos). Además, suministran los ácidos grasos
esenciales y proporcionan al organismo las vitaminas liposolubles A, D, E y K.
Su ingesta es imprescindible, aunque el exceso de su aporte, sobre todo de
grasa saturada (como
ocurre en la alimentación habitual de los países desarrollados), es perjudicial
para la salud.
Según el grado de insaturación (dobles enlaces) de estos ácidos grasos, y la
longitud de su cadena,
los ácidos grasos presentarán diferentes propiedades:
• Ácidos grasos saturados (sin dobles enlaces): todas las grasas de origen
animal son ricas
en ellos, lo que les confiere una consistencia sólida, pero algunas grasas
vegetales, como
la de coco y palmiste también lo son.
• Los ácidos grasos poliinsaturados (varios dobles enlaces en su cadena) de los
alimentos
pertenecenfundamentalmente a dos series:
Omega 6 (cuando el primer doble enlace está en la sexta posición), cuyo
principal representante es el ácido linoleico (esencial), que se encuentra en
los
aceites de semillas.
4
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Omega 3 (primer doble enlace en el carbono número 3), se encuentran en el
pescado azul y en las nueces. Existen dos tipos de ácidos omega 3: el EPA
(ácido eicosapentanoico) y el DHA (ácido docosahexanoico)
El consumo de los ácidos grasos polinsaturados presentes en aceites de
semillas, frutos secos y pescados azules se ha demostrado beneficioso (sobre
todo cuando sustituyen a grasa saturada) en la
prevención de la arteriosclerosis, pero su exceso (sobre todo cuando se aportan
suplementos farmacológicos a altas dosis) puede tener efectos secundarios
perjudiciales, como el de favorecer los
fenómenos de oxidación celular que subyacen a acontecimientos como el
envejecimiento, la arteriosclerosis, e incluso la predisposición al cáncer. El
ácido graso monoinsaturado (un solo doble enlace)
más abundante es el ácido oleico, presente en el aceite de oliva, el aguacate y
las aceitunas, y en
menores cantidades en otros alimentos como el huevo y la carne de cerdo.
El aceite de oliva produce una disminución del colesterol LDL con mantenimiento
y/o ascenso del
colesterol HDL. Resiste temperaturas más elevadas sin alterar su composición y,
en consecuencia,
es el más indicado para cocinar y sobre todo freír.
Vitaminas
Son nutrientes esenciales (no pueden sintetizarse en el organismo y tienen que
ser ingeridas en la
alimentación). No aportanenergía, no son nutrientes energéticos y no tienen
tampoco una función
estructural, sino que su función principal es la regular reacciones
metabólicas, es decir son nutrientes
reguladores. Actúan como coenzimas en muchas reacciones químicas.
Son elementos que se necesitan en cantidades muy pequeñas pero su déficit puede
producir numerosas enfermedades carenciales.
Minerales
Aunque existen 90 elementos químicos conocidos, solamente 26 son
esenciales para el ser humano (ver
figura).
A diferencia de las vitaminas, los minerales pueden tener tanto una función
reguladora (forman parte de
hormonas y enzimas, como el yodo
en la tiroxina) como estructural (calcio
y fósforo en el hueso o el hierro en la
hemoglobina.
5
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Estilo de vida saludable
Pirámide NAOS
(Agencia Española de
Seguridad Alimentaria
y Nutrición)
Ocasionalmente:
• Permanecer inactivo
• Comer: dulces, bebidas azucaradas…
Semanalmente:
• Practicar algún deporte con regularidad (3 ó 4 veces por semana)
• Comer: carne, pescado, legumbres
A diario:
• Realizar ejercicio moderado: caminar, subir escaleras…
• Comer: hidratos de carbono, leche y lácteos, frutas y verduras.
Una alimentación equilibrada
es consecuencia de la combinación adecuada de los
distintos tipos de alimentos y
debe garantizar las necesidades de energía y nutrientes sin llevar al exceso
pero
evitando el déficit:
• 50-60 % de hidratos de
carbono.
• 25-35 % de grasas.
• 10-15 % de proteínas
La sal
Ni mucha ni poca. Los expertos recomiendan consumir sal en su
justa medida. Teniendo encuenta que forma parte de muchos
alimentos en su estado natural, y más aún si están procesados, la
ingesta desmesurada de este mineral, tan utilizado en la cocina,
puede acarrear problemas graves para el organismo tales como
hipertensión, arteriosclerosis y obesidad.
La Organización Mundial de la Salud recomienda un consumo
diario de cinco gramos.
6
Ciencias del Mundo Contemporáneo
La Tierra
Junio de 1965. Primer paseo espacial
(Edward H. White)
Diciembre de 1968. La Tierra vista desde la Luna
(Apollo VIII)
Las dos fotos que encabezan estos apuntes nos recuerdan un hecho por el que,
probablemente, el
siglo XX sea recordado, y es que en su segunda mitad, y por primera vez en la
historia de la humanidad, el hombre fue capaz de vencer la fuerza de gravedad
que lo mantuvo durante siglos confinado
en su planeta e inició los viajes espaciales. Yuri Gagarin, astronauta ruso fue
el primer ser humano
en circunvalar la Tierra durante 48 minutos el 12 de abril de 1961. Preguntado
sobre el aspecto que
nuestro planeta tenía visto desde el espacio respondió: “La Tierra es azul”.
El 21 de julio de 1969 el Apollo XI se posaba en la Luna y Neil Armstrong se
convertía en el primer
hombre que pisaba la superficie de nuestro satélite.
Según Pedro Duque una de las cosas que más impresiona al contemplar la Tierra
es la extremada
delgadez, y aparente fragilidad, de la atmósfera terrestre. Pensemos que la
Tierra tiene un diámetro
de 6.400 km y que el 75 % de la masa de la atmósfera se concentra en los
primeros 12 km.
Nuestro planeta debería llamarse Agua, ya que los dostercios de su
superficie son océanos y mares. Las grandes extensiones de agua debieron jugar
un papel esencial para que nuestra atmósfera tenga la
composición actual, ya que en ellos se disolvió una gran parte del CO 2
presente en la atmósfera primigenia evitando que el efecto invernadero
fuera excesivo, tal y como sucede en Venus, por ejemplo, donde llegan
a alcanzarse temperaturas cercanas a los 500 0C.
1
Ciencias del Mundo Contemporáneo
La Tierra muestra una estructura interna dividida en tres zonas
Corteza
Manto
Núcleo
fundamentales:
• Una fina capa sólida, la más externa, llamada corteza.
• Una capa intermedia, llamada manto que en su parte más
cercana a la corteza está formada por rocas semihundidas.
• Una zona más interna, o núcleo, subdividida a su vez en
una zona más externa, líquida, y otra en el centro, sólida. El
núcleo está formado, fundamentalmente, por hierro y níquel
que en la parte más cercana al centro del planeta permanecen sólidos, debido a
la gran presión
que ejercen las capas más externas.
Se denomina litosfera al conjunto formado por la corteza y la parte superior
del manto. Es una zona sólida y de considerable rigidez que se supone que flota
sobre la astenosfera, una capa más
blanda, formada por rocas plásticas (ver esquema más abajo) que forma la parte
superior del manto. La litosfera no es una corteza continua, está fragmentada
en varias placas, llamadas placas
tectónicas o placas litosféricas. Una manera de determinar el límite
(aproximado) de la litosfera
es considerar que ésta se extiende hasta las zonas en las que latemperatura es
de 600 0 C. Por
encima de esta temperatura las rocas que la forman dejan de ser sólidas y
adquieren el comportamiento plástico típico del manto terrestre.
2
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Breve historia de la Tierra
La Tierra comenzó siendo una esfera de materiales fundidos los cuales se
diferenciaron en capas en
función de su densidad: los más densos en el centro, los menos densos en la
superficie. Como resultado del enfriamiento posterior se van asentando las
capas y los gases escapan formando una atmósfera primitiva que contenía,
probablemente, CO 2 , vapor de agua y algo de nitrógeno. El enfriamiento
permite, además, que el vapor de agua contenido en la atmósfera se condense
formando los mares y
océanos. Se calcula que este proceso de consolidación inicial del planeta tuvo
lugar hace unos 4.000
millones de años en el Precámbrico Inferior (Hádico).
Los fósiles más antiguos (parecidos a las bacterias actuales) tienen una edad
de unos 3.800
m.a. Hace 2.000 m.a. aparecen los primeros
microorganismos capaces de sintetizar oxígeno
(cianobacterias). La cantidad de CO 2 presente
en la atmósfera disminuye drásticamente al ser
consumido por las cianobacterias y disuelto en
los mares para formar caliza. Esto cambió la
composición de la atmósfera haciéndola más
oxidante, y por tanto, letal, para muchos organismos que sucumbieron ante las
nuevas condiciones. Paradójicamente la primera gran extinción fue causada por
un elemento imprescindible para nosotros: el oxígeno.
Las placas que componen la corteza han ido
desplazándose, cambiando la fisonomía de lastierras emergidas y de los océanos.
Se cree que en el Precámbrico existía un gran supercontinente,
denominado Pangea I que a finales de este periodo (hace unos 570 millones de
años) comienza a
fragmentarse en varios continentes separados por grandes océanos y al inicio
del Paleozoico
(Cámbrico al Silúrico) algunos de los continentes formados colisionan para
formar continentes mayores. Como consecuencia
de las colisiones las plataformas continentales sufren procesos
de plegamiento originándose algunas cordilleras (Groenlandia,
Escocia, Escandinavia, Urales). Es el llamado Ciclo Orogénico
Caledónico.
Al final del Paleozoico los continentes vuelven a estar unidos en
El aspecto de La Tierra
al final del Precámbrico.
(Hace 570 millones de años)
3
Ciencias del Mundo Contemporáneo
un supercontinente denominado Pangea II. Los choque entre las placas forman
nuevas montañas
(Ciclo Orogénico Hercínico) como los Apalaches en Norteamérica. El clima en
esta época fue bastante irregular, hubo dos glaciaciones separadas por periodos
cálidos. Al final, con todos los continentes unidos en Pangea II, el clima
debió de volverse muy caluroso ya que la mayor parte del territorio
emergido se encontraba muy lejos de los mares.
Durante el Paleozoico las plantas empiezan a colonizar la
Tierra. Al final del Carbonífero existían grandes bosques de
helechos que posteriormente originarían yacimientos de
carbón. Aparecen los insectos, los peces primitivos, por evolución de éstos los
anfibios (finales del Devónico), y en el
Carbonífero los reptiles.
Al final del Paleozoico, en el Pérmico,hubo una gran extinción en la que
desaparecieron el 80 % de las especies motivada, probablemente, por la
conjunción de varias causas:
• Clima extremadamente caluroso y árido debido a la
formación de Pangea II.
• Descenso del nivel de los mares.
Pangea II
(Final del Paleozoico)
• Alteraciones en la composición atmosférica motivada por grandes erupciones
volcánicas y por la
reducción del oxígeno debido a la oxidación de las grandes cantidades de
materia orgánica producida por la retirada de los océanos.
Tras el Paleozoico comienza el Mesozoico, un periodo que abarca unos 165
millones de años y que
está considerado como una época de transición entre la vida primitiva
(Paleozoico) y la vida reciente
(Cenozoico). El Mesozoico se caracteriza por el gran desarrollo de los
reptiles, que adquieren tamaños gigantescos y que se extienden por el medio
terrestre como los dinosaurios, por el medio
acuático como los plesiosaurios o los ictiosaurios o incluso por el aire como
los pterosaurios, capaces
de planear gracias a las membranas desarrolladas entre las extremidades
delanteras y el cuerpo.
En el Triásico aparecen los mamíferos y a mediados del Mesozoico, en el
Jurásico, surgen las aves
como evolución de un grupo de dinosaurios que tenían el cuerpo cubierto de
plumas.
Las plantas dan un salto evolutivo fundamental: desarrollan las semillas
(plantas gimnospermas), dotando a los embriones de las futuras plantas de una
protección frente a condiciones ambientales adversas. Al final de este periodo,
en el Cretácico Superior, surgen las plantas con flores (angioespermas).
4
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Los peces, que hasta entonces disponían de un esqueleto cartilaginoso,
desarrollan un verdadero
esqueleto (espinas).
En el Triásico se produce la fragmentación de Pangea II iniciándose el proceso
que dará a la superficie del planeta su actual aspecto. Como consecuencia de la
fragmentación y de las colisiones
entre placas se forman nuevas cadenas montañosas como las Montañas Rocosas o
los Andes. Es el
periodo de la Orogenia Alpina que comienza en el Cretácico y continuará en el
Cenozoico.
Al final del Cretácico (hace unos 65 millones de años) se produce otra gran
extinción, posiblemente
causada por la colisión de un gran asteroide con la Tierra, en la que desaparecen
prácticamente todos los reptiles.
El clima cambiante del Cenozoico favorece una extraordinaria expansión de los
mamíferos (animales de sangre caliente,
menos expuestos a las variaciones de temperatura). Aparecen las aves modernas.
Las plantas con flores y los bosques
de coníferas se multiplican.
La fragmentación de Pangea II prosigue, América del Sur se
une a América del Norte, Australia se separa de la Antártida y
Hace 65 millones de años
(Principios del Cenozoico)
la India colisiona con Asia formándose la cordillera del Himalaya. De las
colisiones entre diversas
placas surgen los Pirineos, los Alpes o los Cárpatos y se forman volcanes como
el Vesubio o el Etna.
Los océanos Atlántico e Índico continúan haciéndose cada vez más grandes.
A principios de Terciario a partir de los mamíferos surgen los primates,
caracterizados por tener
cinco dedos y mirada frontal.
Elclima en el Terciario fue bastante cálido y seco para volverse
considerablemente frío al final de
este periodo.
Una de las características del Cuaternario es la alternancia de periodos
glaciares (glaciaciones), en
los que la mayor parte de los continentes se cubre de hielo, con periodos
cálidos. Durante las glaciaciones el nivel de los mares desciende, ya que gran
cantidad de agua queda retenida como hielo, y
se crean pasarelas heladas entre zonas antes separadas por mares, lo que
permite la circulación de
fauna entre zonas antes incomunicadas. En los periodos interglaciares el hielo
retrocede y el nivel de
los mares sube.
También en el Cuaternario se produce un hecho fundamental: por evolución de los
primates aparecen
los homínidos (hace unos 6,5 m.a.) que, poco a poco, evolucionarán hasta llegar
al Homo sapiens
(hombre moderno).
5
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Termodinámica y su
evolución
“Cuando encendemos una vela, la llama crece; pero pronto se instala en un
estado
estacionario, y se mantiene encendida mientras quede mecha y cera. La vida es
un
fenómeno similar: una combustión controlada, un flujo de energía estacionario.
Esto
es más que una analogía. En efecto, los animales obtienen su energía de una
reacción del oxígeno con compuestos ricos en carbono, del mismo modo que la
llama de
una vela se mantiene “viva” siempre que haya oxígeno para la combustión de la
cera rica en hidrógeno. Por supuesto hay diferencias fundamentales. Para
empezar,
los organismos “queman” su combustible a temperaturas mucho más bajas, y este
“fuego” implica no sólo elmantenimiento de una estructura concreta durante un
tiempo relativamente corto, sino la reproducción de su forma y función antes de
extinguirse. La vida, como el fuego, se propaga. Sin embargo, a diferencia de
las llamas, los organismos vivos se reproducen. Y, puesto que varían en su
reproducción
(que nunca es un proceso perfecto) y no todas las variantes sobreviven, la vida
evoluciona.”
La termodinámica de la vida (1)
En el párrafo se mencionan dos procesos fundamentales para la vida: el flujo de
energía y la evolución. Son precisamente estos procesos de los que se va a
hablar en este tema.
La Termodinámica es la parte de la Física que estudia la energía y sus
transformaciones y, aunque
en sus inicios estaba prácticamente dedicada al estudio de las máquinas de
vapor, hoy día se muestra como una importante herramienta en el estudio de los
seres vivos.
La teoría de la evolución, debida a Charles Darwin, y posteriormente
complementada por la genética
molecular, juega un papel esencial a la hora de entender los mecanismos que
explican la evolución
de los seres vivos.
(1)
La termodinámica de la vida. E.D. Schneider, D. Sagan. Tusquets Editores, S.A.,
2008
1
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Termodinámica
La Termodinámica se asienta en tres leyes o principios.
La Primera Ley no es otra que la ley de conservación de la energía (LCE).
La Segunda Ley puede ser enunciada de formas muy diversas y juega un papel
fundamental a la
hora de estudiar los sistemas vivientes, razón por la que se comentará aquí de
manera más detallada. En la segunda ley se define un conceptofundamental: el
concepto de entropía.
La Tercera Ley no es relevante para nuestro propósito. De forma resumida sirve
para fijar el nivel
cero de entropía, que sería el que tiene un cristal perfecto en el cero
absoluto.
Segunda Ley de la Termodinámica
sQué le ocurrirá a un sistema físico si se le deja que evolucione sin
intervención exterior? Ludwin
Boltzmann respondió a esta pregunta en 1877 después de un tratamiento
estadístico del problema.
Según Botzmann las partículas que constituyen el sistema material se
distribuyen entre los posibles
estados energéticos. La distribución que presenta una probabilidad máxima (que
dependerá de las
propiedades de los componentes del sistema) se identifica como la
correspondiente al estado de
equilibrio termodinámico.
Si el sistema no se encuentra en equilibrio, y no se actúa sobre él desde el
exterior, evolucionará
hacia el equilibrio o estado de máxima probabilidad.
Para describir matemáticamente esta tendencia natural hacia el
equilibrio se usa el concepto de entropía (ya usado por Clausius, aunque con
una orientación distinta, en el estudio de las
máquinas térmicas). La entropía (S) se relaciona con la distribución más
probable para las partículas del sistema entre los diferentes estados de
energía disponibles (la probabilidad de que un
sistema se encuentre en determinado estado viene dada por la
llamada función de partición, P):
S = k ln P
(k =constante de Boltmann).
Como P adquiere un valor máximo para el estado de equilibrio, a
dicho estado le corresponderá un valor máximo de entropía. Los
Tumba de L. E. Boltzmann enel cementerio de Viena. En la parte superior puede
verse la ecuación que
relaciona entropía y probabilidad.
demás estados posibles para el sistema poseerán valores de
2
Ciencias del Mundo Contemporáneo
entropía menores. En consecuencia, un sistema que no esté en equilibrio,
evoluciona espontáneamente en el sentido de aumentar su entropía.
De acuerdo con esto la segunda ley de la Termodinámica puede enunciarse de la
manera siguiente:
Un sistema aislado evoluciona espontáneamente en el sentido de que su entropía
aumente (si
el sistema no está en equilibrio) o permanezca constante (si el sistema ya se
encuentra en
equilibrio).
sY si el sistema no está aislado? Imaginémonos que puede intercambiar materia o
energía, o ambas,
con el medio que lo rodea. En este caso podemos seguir aplicando la segunda ley
si ampliamos los
límites del sistema y consideramos como tal el sistema inicial y su medio
ambiente. Ahora el sistema
inicial podrá disminuir su entropía a costa de que el medio ambiente vea
aumentada la suya en una
cantidad mayor, de forma tal, que la suma total arroje un aumento neto de
entropía.
En muchas ocasiones el concepto de entropía se considera relacionándolo con el
grado de
desorden del sistema: sistema muy ordenado, entropía baja; sistema desordenado,
entropía
alta. De acuerdo con esta interpretación los sistemas evolucionan
espontáneamente en el sentido de
aumentar su desorden (entropía). La evolución contraria: que un sistema
desordenado se ordene, no
se observa nunca de forma espontánea.
Si tenemos dos gases a distintas presiones en dos recipientesy los comunicamos,
espontáneamente
fluye gas del recipiente que está a mayor presión hacia el que se encuentra a
menor presión,
mezclándose. El flujo contrario para provocar una diferencia mayor de presión
no se produce espontáneamente.
De acuerdo con esta interpretación podíamos enunciar la segunda ley diciendo
que: un sistema aislado evoluciona espontáneamente en el sentido de aumentar el
desorden.
Otra manera (muy útil) de “enunciar” la segunda ley es mediante la afirmación
“la naturaleza aborrece los gradientes”.
Un gradiente es una diferencia (de temperatura, presión, concentración… etc) a
lo largo de una distancia. El gradiente lo que nos da es la variación de una
magnitud, por ejemplo presión, por metro
recorrido. Pues bien, espontáneamente los gradientes tienden a neutralizarse,
como bien puede observarse en el ejemplo anterior de los recipientes con gas a
distinta presión. El gradiente de presión
tiende a desaparecer si se deja al sistema evolucionar sin intervención
externa.
En este punto hemos de hacer una consideración muy importante. La segunda ley
en su forma original (aplicable, fundamentalmente, a las máquinas térmicas)
establece una restricción para la transformación del calor en energía mecánica
y es que el calor no se puede transformar en energía útil
3
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Foco caliente a la
temperatura TC
para realizar un trabajo (mover un pistón, por ejemplo) si no existe
un desequilibrio térmico que determine un flujo de calor (energía)
Q1
del punto más caliente al más frío. Podemos entonces aprovechar
W
Trabajo
Q2Foco frío a la temperatura TF
Esquema de una máquina térmica (simbolizada por el círculo
rojo) que cumple el Segundo
Principio de la Termodinámica.
El calor absorbido Q1 en el foco
caliente es transformado parte en
trabajo (W) y parte (Q2) es cedido
al foco frío.
este flujo para transformar parte del calor en trabajo útil. Esto es
extensible a cualquier tipo de energía. No solamente necesitamos
tener energía. Para poder utilizarla para producir trabajo útil debe
existir una gradiente para que esta energía fluya. Sin el gradiente la
energía se convierte en algo inútil, inutilizable, a efectos prácticos.
Extrapolando esto podríamos decir que el universo entero debe
evolucionar hacia un estado de equilibrio en el cual sería imposible
el aprovechamiento de la energía. Es lo que se llama “muerte
térmica del universo”.
Dicho esto los seres vivos muestran una tendencia que, aparentemente, va en
dirección contraria a la segunda ley y es que su complejidad tiende a aumentar
constantemente. Un sistema vivo evo-
luciona en el sentido de disminuir su entropía. Es lo que se conoce como
paradoja de Schrödinger (físico pionero de la mecánica cuántica y uno de los
primeros que se interesó por la aplicación de
la termodinámica a los sistemas vivientes) sCómo es posible que los organismos
vivos sean capaces
de mantener su organización en un universo regido por la segunda ley?
La paradoja de Schrödinger tiene, inicialmente, una fácil respuesta y es que un
organismo vivo no
es un sistema aislado, intercambia continuamente materia y
energía con su medio ambiente. Gracias aeste aporte continuo de
energía es capaz de aumentar su grado de organización. Podríamos decir que un
organismo vive mientras sea capaz de mantener
ese aporte continuo de energía para poder seguir manteniendo los
gradientes con su medio y aumentar su grado de organización. Si
ampliamos nuestra visión la conclusión es bastante sorprendente.
Considerando el medio ambiente que lo rodea, hemos de concluir
que un ser vivo es capaz de sobrevivir a costa de provocar un aumento de la
entropía de su medio ambiente (la segunda ley sigue
siendo válida). Por tanto, los organismos vivos, son una forma muy
eficiente de “fabricar” entropía, desorden, equilibrio de gradientes.
Erwin Schrödinger (1887-1961)
4
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Teoría de la evolución. Charles Darwin
Charles Darwin publicó en 1859 El origen de las especies, obra
en la que se expone su teoría sobre el origen y evolución de los
seres vivos. La teoría darwinista de la evolución está considerada
hoy día por la comunidad científica como uno de los pilares de la
Biología ya que no sólo explica la forma en la que evolucionan los
organismos, además propone una causa para la evolución: la selección natural.
La teoría de Darwin (actualmente ampliada con los conocimientos
que la genética y la biología molecular proporcionan y conocida
como neodarwinismo) parte de dos premisas básicas:
• Todos los individuos de una especie son genéticamente di-
Charles Darwin (1809 – 1882)
ferentes.
• Los recursos del medio son limitados.
La variabilidad genética (hecho que Darwin desconocía) viene dada porquea la
hora de copiarse las
cadenas de ADN, para dar lugar a un nuevo individuo, pueden producirse errores
que conducirán a
diferencias entre los individuos (mutaciones).
La limitación de los recursos hace que una gran parte de los nacidos se mueran
antes de que puedan
reproducirse.
Ahora bien, las mutaciones pueden otorgar a los individuos que las tengan (en
un lugar y en determinadas circunstancias) algunas ventajas sobre el resto, lo
que condicionará que tengan mayores posibilidades de reproducción. Por
consiguiente en la competencia que se establece por los recursos,
éstos se verán favorecidos produciéndose una selección natural. En palabras de
Darwin la selección
natural “preserva las variaciones favorables y destruye las desfavorables”.
Hay un par de matizaciones importantes:
• La selección natural no persigue ningún objetivo. No es un procedimiento para
seleccionar a “los mejores”. No existen variantes genéticas que puedan ser
consideradas mejores (o peores) de forma absoluta. Existe una mayor adaptación
a las condiciones ambientales, pero esa adaptación puede representar una
ventaja en unos sitios y una desventaja en
otros o ser favorable en una época y desfavorable en otra.
5
Ciencias del Mundo Contemporáneo
• Los hábitos o costumbres de los individuos no condicionan de manera alguna la
dirección en la que se producirán las mutaciones. Éstas se producen de manera
aleatoria
y sin propósito alguno. Son, únicamente, el material sobre el cual actuará la
selección natural para que las especies evolucionen.
Pongamos un ejemplo de lo expuesto.
En un hábitat conbajas temperaturas y en el que predominen los paisajes nevados
una mutación que
conduzca a que el color del pelaje de los zorros sea blanco, presentará una
ventaja evidente, ya que
brinda una menor visibilidad para sus depredadores. Los zorros que tengan el
pelo blanco tendrán
más posibilidades de sobrevivir y, por tanto, de reproducirse. La variación
genética representa una
ventaja y los individuos que la posean serán favorecidos por la selección
natural.
Sin embargo, esa mutación sería desfavorable en un paisaje sin nieve en el que
predominen los colores pardos u ocres. Aquí la mutación representaría una clara
desventaja. La selección natural conduciría a la extinción de los individuos
que la tengan.
Es importante comprender que solamente se heredan las características
“escritas” en los genes y que
nuestra carga genética no recoge las modificaciones adquiridas. Por ejemplo, un
practicante del culturismo no podrá transmitir a sus descendientes su
desarrollo muscular al ser esta una modificación
adquirida.
En este punto hay una cuestión por resolver. sLa evolución tiene lugar mediante
pequeños pasos,
gracias a la acumulación de pequeñísimos cambios producidos a lo largo de
grandes periodos de
tiempo?s O las novedades evolutivas se producen a saltos, aprovechando transformaciones
radicales
en la especie, mutantes radicalmente distintos de sus progenitores? Esta es una
cuestión aún no respondida por la ciencia.
6
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Tectónica de Placas
La corteza terrestre no es una placa continua, sino que está fragmentada en
varias placasindependientes (ver figura) que se mueven debido a que la energía
térmica del interior de la Tierra genera
corrientes de convención en el manto terrestre situado por debajo de la
litosfera.
Hay dos tipos de placas litosféricas:
Las placas oceánicas, como la placa
del Pacífico, la de Filipinas o la de
Nazca, formadas exclusivamente por
litosfera oceánica. Se caracterizan
porque tienen un menor espesor y
son algo más densas (3 g/cm3).
Las placas mixtas, formadas por
litosfera continental y oceánica. Pertenecen a este grupo la placa
euroasiática, la africana o la norteamericana. El espesor en la zona
continental es mucho mayor y su densidad es inferior a la de la litosfera
oceánica (2,7 g/cm3).
La disposición de las placas no es estática, se desplazan de uno a cinco
centímetros por año colisionando, empujándose, comprimiéndose o deslizando
entre ellas para dar lugar a diversas estructuras
del relieve terrestre: cordilleras, islas, volcanes… etc.
Fue Alfred Wegener el primero en proponer la teoría de la
deriva continental en su libro El origen de los continentes
y los océanos (publicado en 1915) en el que presenta una
serie de pruebas que la avalan:
• La distribución de fósiles (sobre todo reptiles ya
extinguidos), en continentes hoy distantes como
África, Sudamérica, India o Australia, induce a pensar que en otras épocas
habrían estado unidos.
• La forma de los continentes es tal que permite un
La distribución de algunos fósiles conduce
a pensar que hace millones de años los
continentes estaban unidos.
1
Ciencias del Mundo Contemporáneo
encaje casi perfecto (sobretodo si además del continente se considera su
plataforma continental) de unos en otros.
• La continuidad de las cordilleras a ambos lados del Atlántico es otra prueba de
la unión en
tiempos pasados de ambas orillas.
• La existencia de depósitos glaciares de idéntica antigüedad en Sudáfrica,
coste este de Sudamérica, Australia o Nueva Zelanda muestran que son restos de
un antiguo casquete glaciar
que se extendía por esos territorios, entonces agrupados.
La teoría de Wegener tuvo un gran desarrollo durante los años cincuenta y
sesenta del pasado siglo
cuando los avances tecnológicos permitieron unos estudios geológicos más
profundos de los fondos
oceánicos.
Los fondos oceánicos
El empleo del sonar para el estudio de los fondos oceánicos durante y después
de la 2S Guerra Mundial condujo a importantes descubrimientos que obligaron a
replantear los conocimientos de la época.
Podríamos resumir los hechos de esta manera:
• Existe una gigantesca cordillera con alturas entre
2.000 y 3.000 m, que recorre el Atlántico de norte
a sur, emergiendo en algunos puntos como Islandia y las islas Azores, y que en
el sur se bifurca hacia el océano Índico y el Pacífico. En el
Pacífico oriental existe otra cordillera similar. Son
las llamadas dorsales oceánicas.
• Los sedimentos marinos se acumulan, fundamentalmente, en las plataformas
continentales y
su espesor disminuye a medida que nos acercamos a las dorsales.
• Los fondos oceánicos más jóvenes son los
Dorsal Atlántica
que se encuentran próximos a las dorsales, aumentando su antigüedad a medida
que nos desplazamos hacia lasplataformas continentales, donde se encuentran las
rocas más antiguas. La antigüedad de los fondos oceánicos
nunca supera los 180 millones de años, mientras que en las plataformas
continentales existen rocas con una antigüedad cercana a los 4.000 millones de
años.
2
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Todo lo anterior se explica con la llamada teoría de la expansión del fondo
oceánico (propuesta por Vine y
Matthews en 1963). Según esta teoría
las dorsales oceánicas son zonas en
las que las placas litosfèricas divergen, produciéndose una fractura de la
corteza por la que emerge magma procedente del manto que después se enfría
creando nueva corteza que va a
acumulándose en los laterales de la
grieta central o rift. De esta manera el
fondo oceánico se extiende poco a poco teniendo como origen el eje de la
dorsal. La velocidad de expansión de
los fondos oceánicos no es la misma en
todos los puntos, oscila entre unos 100
mm/año en las zonas más rápidas y
unos 20 mm/año en las más lentas.
Este fenómeno no se produce sólo en el
fondo oceánico. Existe una zona de
divergencia de placas (rift continental) en el Valle del Rift, en el este de
África, que terminará separando (ver figura) una gran parte de la costa este
africana del resto del continente.
La divergencia entre la placa Arábiga y la Africana
formó también el Mar Rojo hace millones de años.
Realmente esta divergencia y el Valle del Rift forman
parte de la misma fractura geológica que terminará
formando una dorsal en esta zona (ya patente en el
Mar Rojo).
La gran grieta abierta en esta zona ha dejado aldescubierto muchos metros de
estratos llenos de fósiles
de considerable antigüedad que permitieron un mejor conocimiento de la historia
geológica de nuestro planeta y de los primeros homínidos.
3
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Además de existir una continua aparición de corteza en las dorsales, ésta
desaparece en las llamadas zonas de subducción que coinciden con los límites de
las placas litosféricas.
A medida que la placa oceánica se aleja del eje de la dorsal va envejeciendo a
la vez que se adhiere
a las capas superiores del manto, lo cual hace que su densidad aumente. Este aumento
de la densidad provoca el hundimiento de la placa que puede tener lugar de dos
maneras:
Subducción espontánea. Se produce cuando la litosfera alcanza una edad de unos
100 millones de años o superior (hasta 180 millones de años). Entonces su
densidad se hace superior a la del manto y tiende a hundirse. En esta
subducción la capa se hunde con una gran inclinación, formando fosas muy
profundas. Como las rocas que subducen están empapadas en
agua el punto de fusión de los materiales baja, por lo que se puede producir la
fusión de algunos de ellos formándose magmas que ascienden dando lugar a islas
volcánicas. La subducción espontánea tiene lugar en placas oceánicas. Este
fenómeno tiene lugar en el Pacífico occidental y como consecuencia se han
formado las islas del archipiélago de Japón o las Filipinas y las fosas de la
Aleutianas o de las Marianas.
Zona de subducción espontánea
Dorsal oceánica
Zona de subducción forzada
Subducción forzada. Tiene lugar cuando una placa oceánica colisionacon una
continental,
menos densa. La placa oceánica se introduce debajo de la continental. Como el
deslizamiento
no es continuo, sino que sucede a saltos, estas zonas tienen una gran actividad
sísmica, produciéndose frecuentes terremotos. En estas zonas también se
producen movimientos ascendentes del magma interior para dar lugar a volcanes.
4
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Este mecanismo de creación-desaparición de la corteza oceánica es el
responsable de la poca antigüedad de la misma y da explicación a los otros hechos
mencionados más arriba (acumulación de
sedimentos en la plataforma continental y que la edad de la corteza oceánica
crezca desde la dorsal
hacia las costas).
Puede ocurrir que la placa oceánica sometida a subducción forzada por colisión
con otra continental sea
una placa mixta, es decir, que lleve incorporada también una parte continental.
Entonces se terminará
produciendo una colisión entre los dos continentes y
no se producirá subducción, sino un plegamiento producto del cabalgamiento de
una placa sobre otra
creándose cordilleras. De esta manera se formaron
Convergencia entre dos placas continentales. Una placa cabalga sobre la
otra produciéndose un plegamiento.
los Alpes o el Himalaya.
Además de los procesos de convergencia (generación de corteza) o divergencia de
las placas (desapa-
rición de corteza) entre las placas litosféricas, puede existir un tercer tipo
de interacción que se corresponde con el deslizamiento lateral de dos placas,
son las llamadas fallas transformantes. En
ellas ni se genera ni se destruye corteza, razón por laque se les denomina
bordes conservativos.
Existen fallas transformantes en las dorsales oceánicas lo que origina
desplazamientos laterales de
varios kilómetros.
La falla transformante más famosa, probablemente sea la falla
de S. Andrés, en California. Ahí deslizan lateralmente la placa
del Pacífico y la de Norteamérica.
En las fallas transformantes no existe actividad volcánica, aunque son zonas de
una intensa actividad sísmica. Los terremotos
son frecuentes y, a menudo, devastadores.
Falla transformante.
Las placas deslizan lateralmente
5
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Teorías del Origen de la
Vida
Si de lo que se va a hablar es del origen de la vida, probablemente el primer
paso que haya que dar
sea definir qué es lo que se entiende por organismo vivo…squé es la vida?
Se han propuesto multitud de definiciones, aquí nos quedaremos con la que se ha
denominado “definición de la NASA”:
La vida corresponde a un sistema químico autosuficiente, capaz de
experimentar una evolución de tipo darwinista.
Un sistema es una región del espacio que aislamos del entorno para su estudio.
Puede ser un gas
contenido en un recipiente, dos bolas que chocan, un cuerpo que desliza por un
plano inclinado o, en
el caso que estamos tratando, un sistema material, separado físicamente del
medio, y en cuyo interior
tienen lugar ciertas reacciones químicas.
Pero la definición de la NASA contiene más elementos. Este sistema químico ha
de ser autosuficiente, debe ser capaz de abastecerse de energía para producir
los cambios metabólicos necesarios,
moverse… etc. Por tanto, unorganismo vivo debe de ser capaz de nutrirse. Esto
es, debe disponer de un sistema con el cual sea capaz de captar energía de su
entorno y posteriormente usar esa
energía con el fin de regular el ambiente interno para mantener una condición
estable y constante
(homeostasis). Esta regulación implica, necesariamente, disponer de mecanismos
“de alerta” con los
cuales detectar situaciones no deseables en su entorno y, si éstas se producen,
activar los mecanismos de compensación necesarios. En resumen un organismo vivo
tiene que tener capacidad de
relación con su entorno y responder a estímulos del exterior.
Además debe ser capaz de reproducirse, transmitiendo a sus descendientes su
herencia genética.
El mecanismo mediante el cual se transmite la herencia (replicación del ADN)
implica la existencia de
mutaciones, alguna de las cuales pueden presentar ventajas importantes para los
individuos que las
tengan, lo que llevará a una selección natural de los mismos y a la evolución
de la especie.
1
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Las teorías científicas actuales sobre el origen de la vida se dividen en dos
grandes grupos:
• Modelos del replicador.
Supone la aparición de una macromolécula capaz de autorreplicarse. La molécula
actualmente
mejor situada sería el ARN, la cual pudo surgir, según las últimas
investigaciones, antes que el
ADN y las proteínas. No obstante, la principal pregunta a la que se enfrenta
esta teoría es la de
cómo surgió el primer ARN autorreplicante, ya que la posibilidad de que una
molécula tan compleja haya podido formarse por simple azar a partir de unasopa
primigenia de moléculas más
simples es muy baja.
El ARN consta de moléculas de nucleótidos unidos. Un nucleótido consta, a su
vez, de tres
moléculas: un azúcar (la ribosa, de cinco átomos de carbono), un grupo fosfato
(PO 4 3 -) y una
de las cuatro posibles bases nitrogenadas (adenina, guanina, citosina y
uracilo) enlazados.
El hecho de que en el experimento de Miller (ver imagen) se hayan formado
compuestos orgánicos o algunos aminoácidos (de dos o tres átomos de carbono),
es una justificación bastante
débil para esta hipótesis dada la gran complejidad de una molécula de ARN en
comparación
con la que tiene un aminoácido.
Otra dificultad se encuentra en que
la ribosa es un compuesto que posee una reactividad considerable
(debido a la presencia de un grupo
carbonilo), pero debido a esa reactividad también tiende a descomponerse
fácilmente, lo cual podría invalidarla para la síntesis prebiótica.
No obstante, últimamente se ha
descubierto que la presencia de boro estabiliza los hidratos de carbono
impidiendo su descomposición. Hay
más, la síntesis de la ribosa a partir
de compuestos químicos más sencillos sometidos a descargas eléctricas es
perfectamente factible si está
presente el boro.
En 1953, Miller, sometió a descargas
eléctricas una mezcla de gases similar a
la que podría haber constituido la atmósfera primigenia de la Tierra. Al
analizar el
condensado descubrió que contenía aminoácidos, urea y varios ácidos grasos.
2
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Modelos metabólicos
Las propuestas sobre el origen metabólico de la vida tienen un
enfoquemarcadamente termodinámico y sostienen que deben cumplirse cinco
principios básicos:
(Adaptado de Robert Shapiro. Investigación y Ciencia. Temas 52. El Origen de la
Vida)
1. Que exista una barrera de separación entre el organismo y su entorno. En el
interior de
un organismo vivo se produce un aumento constante de la complejidad. Se produce
un aumento del orden, disminuye su entropía a costa de que se produzca un
aumento de la entropía
(desorden) del entorno. Esto debe ser así ya que según el Segundo Principio de
la Termodinámica la entropía de un sistema aislado no decrece nunca. Para que
esto sea posible debe
de existir una barrera, una separación física entre ambos.
2. Que haya una fuente de energía capaz de impulsar el proceso de organización.
Los procesos vitales que tienen lugar en el interior de un organismo vivo
implican la síntesis de estructuras ordenadas a partir de sustancias más
simples. Este proceso nunca es espontáneo, no se
produce si no existe un aporte de energía.
3. Que exista un acoplamiento que conecte la energía aportada con el proceso de
organización. No basta con que exista un aporte suficiente de energía, debe de
existir una conexión
para que esta energía sea capaz de impulsar los procesos metabólicos
necesarios, la energía
debe de impulsar una reacción química.
4. Que se establezca un entramado de reacciones que facilite la adaptación y la
evolución.
En este punto es imprescindible que la reacción química generada sea capaz de
crear un entramado de reacciones cuya complejidad vaya en aumento y que,
además, sea capaz de
adaptarse a condicionescambiantes: cambios de acidez, variaciones de
concentración… etc.
5. Que el sistema químico creado sea capaz de crecer y reproducirse. El proceso
de crecimiento implica que la velocidad a la que se sintetiza materia sea mayor
que la velocidad a la
que se consume. Para reproducirse debe de desarrollarse un mecanismo en virtud
del cual el
sistema sea capaz de generar unidades independientes que seguirán distintas
trayectorias
evolutivas y competirán entre ellas por los recursos (evolución darwinista)
Los partidarios del modelo metabólico sostienen que su confirmación implicaría
un profundo cambio
en nuestra manera de contemplar la vida.
El modelo del replicador implica que el inicio de la vida es un proceso
altamente improbable, lo cual
nos lleva a concluir que su repetición tiene muy pocas probabilidades (estamos
solos en el universo).
El modelo metabólico, sin embargo, aporta una probabilidad mucho mayor al
proceso con lo cual la
probabilidad de que exista vida en otro lugar es más alta.
3
Ciencias del Mundo Contemporáneo
La Célula
La célula es la estructura más pequeña que puede considerarse un ser vivo. De
hecho los primeros
seres vivos sobre la Tierra eran organismos unicelulares (que vivieron hace
unos 3500 millones de
años) muy parecidos a las bacterias actuales.
La teoría celular descansa sobre tres principios básicos:
• La célula es la unidad estructural de los seres vivos. Esto es, todos los
seres vivos
están formados por células.
• La célula es la unidad funcional de los seres vivos. Es el sistema más
pequeño capaz
de realizar las funciones básicas de unser vivo: nutrición, relación con el
medio y reproducción.
• La célula es la unidad reproductora de los seres vivos. Toda célula proviene
de otra
célula preexistente.
Existen dos tipos diferentes de células:
• Células procariotas. Son las células más sencillas. Carecen de núcleo y de
compartimentos internos y tienen un tamaño de unos 2 µm (2.10- 6 m, dos
milésimas de milímetro).
Las bacterias son células procariotas.
• Células eucariotas. Mucho más complejas. Tienen un núcleo diferenciado donde
se
concentra el material genético y en su citoplasma se pueden localizar gran
número de
compartimentos, limitados por membranas, en los que se realizan diversas
funciones. Una
célula eucariota típica tiene un tamaño aproximado de unos 20 µm. Las células
de los
animales y las plantas son eucariotas.
Ambos tipos de células poseen una membrana (membrana celular o plasmática) que
actúa como superficie de separación entre el interior de la célula o citoplasma
y el medio. Asimismo en
el interior de ambos tipos de células podemos encontrar moléculas de ADN que
constituye el
material hereditario.
1
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Células procariotas
Las células procariotas tienen la siguiente
estructura básica:
Membrana plasmática que limita la célula y
la separa del medio. A menudo la membrana
plasmática se pliega hacia el interior de la
célula formando los mesosomas.
Pared celular o bacteriana formada, fundamentalmente, por una capa de péptidos
(peptidoglucanos), aunque en algunos casos
existe una doble pared formada por lípidos.
Material genético. Se encuentra enel interior de la célula, en el citoplasma,
sin que
exista ninguna membrana que lo separe físicamente de él. Normalmente consiste
en
una única molécula de ADN. Puede que
existan pequeños moléculas de ADN de forma circular diseminados por el
citoplasma
denominados plásmidos.
Citoplasma. Situado en el interior de la membrana plasmática. Podemos dividirlo
en el citosol, fundamentalmente agua, en la que se encuentran disueltas sales y
compuestos orgánicos, y los ribosomas, pequeños gránulos en los que tiene lugar
la síntesis de las proteínas.
Algunas células procariotas pueden tener flagelos para desplazarse o vacuolas
para almacenar sustancias de reserva.
Las células procariotas se dividen en arqueas y bacterias. Las arquea fueron
descubiertas en ambientes en los cuales la vida debería ser imposible: aguas a
elevadas temperaturas, con una salinidad
o acidez extrema, aguas residuales, pozos de petróleo… etc, pero desde entonces
se las ha hallado
en todo tipo de hábitats y se estima que podrían constituir hasta el 20% de la
biomasa. Aunque su
estructura es muy parecida a la de las bacterias difieren considerablemente de
éstas en la composición química de la membrana plasmática y de la pared
celular.
Las bacterias tienen normalmente flagelos y poseen una capacidad notable para
degradar una gran
variedad de compuestos orgánicos, por lo que son usadas en la destrucción de
basuras, vertidos de
petróleo, desechos industriales… etc.
2
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Células eucariotas
Las células eucariotas son los componentes estructurales básicos de animales y
plantas ypresentan
una complejidad muy superior a las procariotas. Podemos distinguir en ellas:
Membrana celular o plasmática que sirve
de límite físico entre la célula y el medio. A
través de la membrana celular se va a producir el intercambio de sustancia
entre el medio
exterior y la célula. Tiene un espesor muy
pequeño, de unos 7 nm (7.10
-9
m, siete mi-
llonésimas de milímetro)
Citoplasma. El citoplasma de las células eucariotas, a diferencia de las
procariotas, se
encuentra dividido en compartimentos, llamados orgánulos, rodeados por
membranas, y
estructuras no membranosas.
Célula animal
Orgánulos o estructuras membranosas. Tienen en común, como se ha dicho más
arriba, que están
separados físicamente del citoplasma por membranas que los rodean. Cumplen
diferentes funciones
en la célula.
 Retículo endoplasmático. Está formado por un conjunto de pequeños tubos
aplanados interconectados entre sí (ver figura). Existen dos tipos:
El retículo endoplasmático rugoso (RER), en el que se pueden apreciar,
adheridos
en el exterior de los tubos, gran cantidad de ribosomas (que aparecen como
puntos en la imagen). Los ribosomas se encargan de sintetizar las proteínas con
la información transportada por el ARN que, a su vez, la obtiene del ADN del
núcleo.
El retículo endoplamático liso (REL). Los tubitos no tienen ribosomas
adheridos..
Aquí se fabrican los lípidos que constituyen la membrana.
 Aparato de Golgi. Aparece como un conjunto de sacos membranosos rodeados de
vesículas. Tiene como misión almacenar sustancias que han de ser transportadas
a otra parte de
lacélula o excretadas la exterior.
 Lisosomas. En los lisosomas se produce la digestión de las sustancias
(ruptura de moléculas complejas para obtener otras más sencillas). Los
lisosomas se unen a las vesículas llenas de materia orgánica y, mediante
enzimas, fraccionan las moléculas.
3
Ciencias del Mundo Contemporáneo
 Peroxisomas. Utilizan el oxígeno para oxidar sustancias. Son capaces de
destruir sustancias muy oxidantes, y potencialmente peligrosas para la célula,
como el peróxido de hidrógeno o los iones superóxido.
 Mitocondrias. En el interior de las mitocondrias se produce la oxidación de
las sustancias,
almacenando la energía desprendida en la reacción en forma de enlaces fosfato.
Aquí se
produce y almacena la energía que la célula necesita.
 Núcleo. Se encuentra separado del citoplasma por una doble membrana permeable.
En su
interior se encuentra el ADN (cromatina) y los nucleolos, donde se fabrican los
ribosomas.
 Cloroplastos. Son orgánulos característicos de las células vegetales. En su
interior se
almacena la clorofila. En los
cloroplastos tiene lugar la
función clorofílica gracias a
la cual se sintetiza materia
orgánica a partir del CO 2 ,
agua y la energía solar que
es captada por la clorofila.
 Vacuolas. También característicos de la células
vegetales.
Son
grandes
bolsas (pueden ocupar hasta el 70 % de la célula) que
cumplen la doble función de
almacenar sustancias y de
Célula vegetal
mantener la forma de la
célula gracias a la presión ejercida sobre el citoplasma.
• Estructuras no membranosas
 Citoesqueleto. Es un entramadode filamentos de proteínas que se encuentra
distribuido en
el citosol. Da forma a la célula y permite que ésta se mueva. Los filamentos
del citoesqueleto surgen de una zona cercana al núcleo llamada centrosoma.
 Pared celular. Exclusiva de las células vegetales. Está formada por
celulosa y rodea a la
célula por fuera de la membrana plasmática, dándole rigidez.
4
Ciencias del Mundo Contemporáneo
De la célula procariota a la eucariota. Teoría del endosimbiote
A pesar de la gran diferencia de complejidad entre las células procariotas y
eucariotas parece fuera
de toda duda que ambas tuvieron un antepasado común. La separación entre
eucariotas y procariotas sucedió hace unos 3.000 millones de años. A partir de
entonces ambas evolucionaron de forma
muy distinta. De esta evolución tenemos hoy día algunas pistas que dan lugar a
la teoría del endosimbiote, según la cual las células eucariotas son el
producto de una simbiosis (asociación
para sobrevivir) entre una primitiva eucariota y células procariotas.
La teoría supone que debió existir una procariota de tamaño bastante mayor que
las actuales (las
células procariotas son unas diez veces más pequeñas que las eucariotas) que
evolucionó hasta
desarrollar la capacidad de engullir bacterias (fagocito primitivo).
Probablemente todo empezó a partir de la pérdida de una estructura
característica de las procariotas:
la pared celular. Sin ella la célula se queda con una membrana móvil y
flexible. La flexibilidad de la
membrana permitiría desarrollar ondulaciones en su periferia, aumentando considerablemente
su
tamaño.Probablemente en este estadio primitivo la digestión de las sustancias
ingeridas por la célula
se realiza en su exterior. Los ribosomas fabricarían las enzimas digestivas que
se liberan hacia el
exterior de la célula para degradar las sustancias más complejas facilitando su
posterior absorción.
Posteriormente se formarían plegamientos internos de la membrana que dieron
lugar a compartimentos interiores en los cuales se producirían procesos
digestivos (que estarían situados ahora en el interior de la célula). El ADN se
concentra en una región precursora del núcleo de la célula.
5
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Se van creando elementos esqueléticos que proporcionan más capacidad de
movimientos a la membrana lo que permite el transporte de materiales en su
interior. La célula aprende a engullir partículas
más sencillas que digiere en su interior. Los compartimentos interiores van
adoptando, poco a poco,
diferentes formas y funciones. Algunos de ello se aplanan y rodean el ADN que
ha aumentado en
tamaño y complejidad.
De esta manera debieron formarse el retículo endoplasmático, los lisosomas o el
aparato de Golgi.
Este fagocito primitivo desarrolló flagelos para poder moverse y ya poseería un
núcleo diferenciado
en cuyo interior estaría el ADN.
Orgánulos tales como las mitocondrias, peroxisomas o plastos (células
vegetales), fundamentales
para la supervivencia de la célula, se considera que surgieron a partir de
bacterias engullidas por el
fagocito. Éste sería, muy probablemente, anaerobio. Los perixisomas, al igual
que las mitocondrias
son capaces de producirreacciones en las cuales el oxígeno es usado para
metabolizar sustancias
complejas y pudieron representar una forma de supervivencia para la célula que
los incorporó con el
fin de eliminar el oxígeno y otras sustancias oxidantes perjudiciales para un
organismo aerobio. Los
antepasados de mitocondrias y peroxisomas probablemente fueran bacterias
capaces de eliminar el
oxígeno que, una vez comidas por el fagocito, en vez de ser digeridas se
incorporaron a la célula.
Las cianobacterias (procariotas capaces de sintetizar materia orgánica a partir
de la luz solar) probablemente fueron los precursores de los cloroplastos
actuales. Una vez en el interior del fagocito se
inicia una relación simbiótica con la célula la cual pasaría de necesitar un
suministro constante de
alimentos a ser autosuficiente, sintetizando los materiales necesarios para su
supervivencia a partir
de la luz solar, el aire y el agua.
6
Ciencias del Mundo Contemporáneo
De la célula a los organismo pluricelulares
Aunque las células son las unidades fundamentales existen organismos vivos de
una complejidad
muy superior y que constan de un gran número de células (se considera que el
cuerpo humano tiene
del orden de 1014 células, 100 billones de cálulas).
Las células pueden agruparse para desempeñar funciones muy específicas. La
especialización de las
células implica cambios tanto en su forma, como en su estructura y
funcionamiento interno.
Todo comienza con una primera célula o cigoto que se divide en varias células
hijas que continúan
dividiéndose a su vez. Cada célula hija hereda una copia idénticadel ADN. En
principio, por tanto,
todas las células son idénticas, pero pronto comienza el proceso de
diferenciación celular. De la
información transmitida en el ADN unas células ejecutan unas instrucciones y
otras, otras distintas
dando lugar a los distintos tipos de células.
Las células especializadas se organizan en tejidos (por ejemplo el tejido
muscular). Los tejidos pueden formar órganos (por ejemplo el corazón) y un
conjunto de órganos llega a constituir agrupaciones superiores tales como los
aparatos (conjunto de órganos muy diferentes que realizan una función), por
ejemplo el aparato digestivo o sistemas (conjunto de varios órganos parecidos
entre sí),
por ejemplo el sistema muscular.
El éxito de los organismos pluricelulares reside en la especialización de las
células y presenta ventajas evolutivas considerables debido a la cooperación
entre grupos de células.
7
Nanotecnología y Nanociencia
«Trabajo en obtener una pintura que, aplicada a las ventanas, capte la
energía del Sol»
«Los premios ´Príncipe´ son un referente internacional»
• «Puede parecer que la ciencia va lenta, pero en términos históricos la
velocidad es de vértigo»
• «Recientemente hemos adquirido la capacidad de
mover átomos y moléculas»
Amador Menéndez Velázquez
Doctor en Química, investigador en el MIT (EE UU) y
Premio Europeo de Divulgación Científica
Javier Neira
La Nueva España (22 de noviembre de 2009)
Amador Menéndez Velázquez, científico del Instituto Tecnológico de Materiales
de Asturias (Fundación ITMA) y del Centro de Investigación en Nanomateriales y
Nanotecnología (CINN),que actualmente investiga en el Instituto Tecnológico de
Massachusetts (MIT) -una de las principales universidades del mundo, situada en
EE UU- ha sido el ganador del Premio Europeo de Divulgación Científica por su
obra «Una revolución en miniatura. Nanotecnología y disciplinas convergentes».
La
finalidad del premio, convocado anualmente, es estimular la creación y la
difusión de obras que, con
un lenguaje sencillo, pongan al alcance del público general y de los
estudiantes preuniversitarios en
particular los avances científicos y tecnológicos.
Distinga entre nanociencia y nanotecnología.
La nanociencia permite asomarnos a las intimidades de la materia y visualizar
el mundo atómico y
molecular. Pero somos algo más que meros espectadores. Recientemente, hemos
adquirido la capacidad de mover átomos y moléculas. Eso es precisamente la
nanotecnología, una ingeniería a escala
atómica, una ingeniería cuyos ladrillos básicos son los átomos y moléculas, de
los que todos estamos
hechos.
sEs realmente, como se dice, una revolución que ya está en marcha?
Las variaciones en la disposición de los átomos distinguen, por ejemplo, el
carbón del diamante o el
tejido sano del canceroso. Manipular la materia a escala atómica y molecular
nos permite, por primera
vez en la Historia, fabricar materiales a la carta, con propiedades controladas
y para fines específicos.
1
La evolución de la humanidad ha estado siempre marcada por los materiales que
ha tenido a
su alcance.
De hecho, los grandes momentos de la organización humana han sido
caracterizados por los historiadores en función delos materiales usados en cada
momento: Edad del Cobre, Edad del Bronce,
Edad del Hierro Los guerreros armados con espadas y escudos de hierro
derrotaban a los que usaban bronce o cobre. Las guerras pasaron a decantarse a
favor de los que dominaban el nuevo material. Ahora, los nanomateriales pueden
ser cruciales para vencer importantes batallas, como las relativas a la
enfermedad o al cambio climático y calentamiento global. Esperemos que la
humanidad haga
un uso racional de estos nuevos materiales y no los utilice para otras
batallas, en las que nunca hay
ganador.
La nanotecnología en todo caso es relativamente reciente.
Fue el premio Nobel de Física Richard Feynman quien alertó del potencial de lo
infinitamente pequeño ya en 1959. Sin embargo, el mundo tuvo que esperar para
colocar los átomos en el lugar adecuado hasta el año 1981, con la invención del
microscopio de efecto túnel. Hoy ya tenemos fascinantes
productos en el mercado, con diferentes aplicaciones. Puede parecer que vamos
lentos, pero en
términos históricos la velocidad es de vértigo.
Una carrera hacia lo más pequeño.
Efectivamente, y quizá las nuevas tecnologías de la información y la
comunicación sean el sector en
el que mejor se puede apreciar esa tendencia a la miniaturización. El primer
ordenador programable,
el «ENIAC», de Electronic Numerical Integrator and Computer, pesaba 30
toneladas y ocupaba 160
metros cúbicos. Muchos de nuestros «gadgets» tecnológicos actuales, como un
teléfono móvil, son
miles de veces más potentes que el «ENIAC» y consumen menos energía que uno de
sus tubos de
vacío. Lamicroelectrónica de la segunda mitad del siglo XX fue la antesala de
la nanotecnología y la
nanoelectrónica. Hemos pasado del micrómetro, la millonésima parte del metro,
al nanómetro, la milmillonésima parte del metro. Es decir, hemos conseguido
reducir mil veces las dimensiones de nuestros dispositivos electrónicos.
sQué ventajas tiene pensar en pequeño?
Más pequeño no sólo significa más práctico y móvil, sino menos consumo de
material. Y también más
rápido, ya que los electrones portadores de la información deben recorrer
menores distancias.
sExisten límites?
Estamos camino de lograr un ordenador excepcional, el ordenador cuántico. En
esas escalas de la
materia aparece una nueva gramática, la mecánica cuántica, que no encuentra
análogo alguno en el
mundo macroscópico. Pasaremos de los dos estados actuales, marcados por el cero
y el uno, a infinitos estados, de cero, uno y combinaciones de ambos, que se
traducirán en un incremento excepcional de la potencia de cálculo de los
ordenadores.
La mecánica cuántica se manifiesta, sobre todo, a escalas mucho más pequeñas.
Efectivamente, cuando tenemos un átomo individual estamos en las dimensiones
del angstrom, la
décima parte del nanómetro, y ahí se presentan efectos mecanocuánticos. El
nanomundo es el resultado del primer nivel de organización de átomos y
moléculas, de cuya unión resultan nanocristales,
nanotubos, nanobiomotores o nanomáquinas biológicas. Representa también el
umbral natural donde
todos los sistemas vivos y los sistemas artificiales trabajan.
sY la nanomedicina?
Es posible hablar ya de nanodiagnósticos ynanoterapias. Con la nanotecnología
es posible el diagnóstico sofisticado y preciso, en los primeros estadios de la
enfermedad, cuando todavía puede ser
2
fácilmente abolida. Y también nos proporciona eficaces nanoterapias. La
seductora promesa de entregar fármacos directamente a las células cancerígenas,
dejando intactas las sanas, es hoy una realidad. Es lo que se conoce como
liberación inteligente de fármacos, que ha llevado más allá de la
ciencia ficción ese «Viaje fantástico» de Isaac Asimov. Algunos de estos
sistemas ya están en el
mercado, caso del Gliadel, utilizado para combatir eficazmente una enfermedad
como el cáncer de
próstata.
sTodo eso se está traduciendo en un aumento en la esperanza de vida?
Nuestros órganos y tejidos están programados para una duración limitada. Las
técnicas de trasplante
son bien conocidas. El problema radica en la escasez. Con la nanotecnología ha
sido posible la construcción de tejidos y órganos artificiales. En los
hospitales hay ya bancos de piel artificial, que puede
ser utilizada para reemplazar la que sufrió quemaduras. En los laboratorios se
abordan proyectos tan
fascinantes como la construcción de un corazón artificial.
Otras aplicaciones de la nanotecnología.
A nivel individual, nos preocupa la salud humana y, a nivel colectivo, el
desarrollo sostenible del planeta. Hacen falta fuentes de energía limpias, como
la energía solar. Una sola hora de Sol es suficiente para satisfacer las
demandas energéticas de la Humanidad durante todo un año. El principal problema
radica en que las celdas solares convencionales sólo capturan unapequeña
fracción de los
rayos solares visibles, lo que limita enormemente su eficiencia. La radiación
solar es la suma de los
siete colores del arco iris, visibles a nuestros ojos, más el infrarrojo y el
ultravioleta, invisibles a nuestros ojos. Las celdas que tenemos en el mercado
están especializadas fundamentalmente en atrapar
uno de esos colores. Además, utilizan materiales caros como el silicio. Con
ayuda de la nanotecnología estamos empezando a desarrollar nuevos materiales,
que capturen la radiación solar en todo su
espectro lumínico, al tiempo que abaratan los costes. La nanotecnología también
permite desarrollar
luces de bajo consumo conocidas como luces frías o diodos emisores de luz.
sEn qué está trabajando actualmente en el Instituto Tecnológico de
Massachusetts?
El gran objetivo perseguido es el máximo aprovechamiento de la energía de la
propia Tierra y del Sol
en todo su espectro, prestando especial atención a una fuente de energía poco
considerada hasta la
fecha, que es la contenida en la radiación infrarroja, invisible a nuestros
ojos, pero no por ello ausente. Trabajo en una pintura fotovoltaica que,
aplicada al cristal de las ventanas, nos permita captar esa
radiación. Tendríamos así un sistema fotovoltaico integrado de una forma
arquitectónica.
sPor qué la radiación infrarroja?
Más de la mitad de la radiación solar nos llega en forma de radiación
infrarroja y a su vez el propio
planeta Tierra y su entorno emiten grandes cantidades. Por otra parte, no
podemos depender exclusivamente del Sol como un interruptor que encienda o
apague nuestras demandasenergéticas. sCómo
abastecernos por las noches o los días nublados? Necesitamos una fuente de
energía no intermitente, como la contenida en la radiación infrarroja, que está
asociada a la energía térmica. Cualquier
cuerpo emite radiación infrarroja en mayor o menor medida, dependiendo de su temperatura.
Ése es
precisamente el fundamento de las cámaras de visión nocturna.
sQué estrategia concreta de investigación sigue?
Comenzamos haciendo simulaciones teóricas, para tratar de encontrar materiales
que capturen eficientemente la radiación infrarroja y la conviertan en
electricidad. Es más rápido y económico ensayar
con lápiz, papel y ordenador que en el laboratorio. Una vez que tengamos una
lista de potenciales
candidatos es cuando pasamos a sintetizarlos y desarrollar el dispositivo. Algo
similar a lo que ocurre
en la edificación en la vida cotidiana: primero se diseña el plano del edificio
y luego se construye siguiendo las indicaciones del plano.
3
sPodrá algún día un centro de investigación español ser como el MIT?
Antes de llegar al MIT la gente me hablaba de la gran cantidad de medios
materiales que aquí tendría. Pero después de mes y medio me he dado cuenta de
que, como en cualquier empresa, lo más
grande e importante del MIT son sus recursos humanos. Los grandes científicos
son los que no sólo
resuelven problemas, sino los que escogen los problemas a resolver. Aquí hay
grandes visionarios
que supieron leer los desafíos y necesidades reales de la humanidad. Y después
los afrontaron con
ingeniosas estrategias, traduciéndolos a aplicaciones prácticas que redundanen
beneficio del ser
humano y de su entorno. Son también grandes soñadores que apostaron por sueños
que muchos
consideraban imposibles. La ciencia y la tecnología son cada vez más una obra
colectiva. Son la suma de los esfuerzos de muchas personas en diferentes partes
del planeta, pero sí es cierto que el
MIT ha conseguido reunir una masa crítica muy importante, que de alguna forma
marca la pauta.
Será muy difícil para cualquier centro, no sólo español, sino de otras partes
del mundo, estar a su
altura.
Usted es miembro del jurado del premio «Príncipe» de Investigación. sCómo se
perciben en
EE UU y en otros países los premios?
Casualmente, el otro día me encontré con Robert Langer, investigador del MIT y
premio «Príncipe de
Asturias» de Investigación Científica y Técnica 2008. Le pregunté por este
premio. No dudó un instante: he recibido 170 premios a lo largo de mi vida,
algunos tan importantes como el Premio de Tecnología del Milenio, pero de
ninguno tengo tan grato recuerdo como del recibido en Asturias, me dijo.
Creo que nuestros premios se han consolidado en el panorama internacional y son
el referente indiscutible, que goza de credibilidad y prestigio. Es la
recompensa a la ilusión y al trabajo bien hecho durante 29 años. Graciano García
es una de las grandes personalidades de nuestra era.
La Universidad de Oviedo opta a la excelencia.
Sé que ha superado la primera fase y que en breve se enfrenta a la prueba
definitiva. Como ex alumno y antiguo investigador de esa Universidad, me agradaría
que consiguiese el sello de excelencia.
Creo que lo merece.
Del Instituto deCangas del Narcea al Instituto Tecnológico de Massachusetts.
No son cosas incompatibles. He conocido grandes profesionales en los
institutos. De ellos recibí importantes enseñanzas humanas y profesionales, así
como de los alumnos. Al fin y al cabo, el mejor
campo de entrenamiento de un divulgador son las aulas.
4
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Internet cambia la forma
de leer… sy de pensar?
La lectura en horizontal, a saltos rápidos y muy variados se ha
extendido - sPuede la Red estar reeducando nuestro cerebro?
(https://www.elpais.com/articulo/sociedad/Internet/cambia/for
ma/leer/pensar/elpepisoc/20081010elpepisoc_1/Tes)
Abel Grau (El País, 10/10/2008)
Internet ya es para muchos el mayor canal de información. Cada vez es superior
el tiempo empleado
en navegar, ya sea para leer las noticias, revisar el correo, ver vídeos y
escuchar música, consultar
enciclopedias, mapas, conversar por teléfono y escribir blogs. En definitiva,
la Red filtra gran parte de
nuestro acceso a la realidad. El cerebro humano se adapta a cada nuevo cambio e
Internet supone
uno sin precedentes. sCuál va a ser su influencia? Los expertos están
divididos. Para unos, podría
disminuir la capacidad de leer y pensar en profundidad. Para otros, la
tecnología se combinará en un
futuro próximo con el cerebro para aumentar exponencialmente la capacidad
intelectual.
Uno de los más recientes en plantear el debate ha sido el ensayista
estadounidense Nicholas G. Carr, experto en Tecnologías de la Información y la
Comunicación (TIC), y asesor de la
Enciclopedia británica. Asegura que ya nopiensa como antes.
Le sucede sobre todo cuando lee. Antes se sumergía en un
libro y era capaz de zamparse páginas y páginas hora tras
hora. Pero ahora sólo aguanta unos párrafos. Se desconcentra, se inquieta y
busca otra cosa que hacer. 'La lectura profunda que solía suceder de forma
natural se ha convertido en un esfuerzo', señala Carr en el provocador
artículo Is Google making us stupid? (sEstá Google volviéndonos tontos?),
publicado en la revista The Atlantic. Carr achaca su desorientación a una razón
principal: el uso prolongado de Internet.
Está convencido de que la Red, como el resto de medios de comunicación, no es
inocua. '[Los medios] Suministran el material del pensamiento, pero
también modelan el proceso de pensar', insiste.
'Creo que la mayor amenaza es su potencial para disminuir nuestra
capacidad de concentración, reflexión y contemplación', advierte Carr, a
través del correo electrónico. 'Mientras Internet se convierte
en nuestro medio universal, podría estar readiestrando nuestros cerebros para
recibir información de
1
Ciencias del Mundo Contemporáneo
manera muy rápida y en pequeñas porciones', añade. 'Lo que perdemos
es nuestra capacidad para
mantener una línea de pensamiento sostenida durante un periodo largo'.
El planteamiento de Carr ha suscitado cierto debate en foros especializados,
como en la revista
científica online Edge.org, y de hecho no es descabellado. Los neurólogos
sostienen que todas las
actividades mentales influyen a un nivel biológico en el cerebro; es decir, en
el establecimiento de las
conexiones neuronales, la compleja redeléctrica en la que se forman los
pensamientos. 'El cerebro
evolucionó para encontrar pautas. Si la información se presenta en una forma
determinada, el cerebro
aprenderá esa estructura', detalla desde Londres Beau Lotto, profesor de
neurociencia en el University College de Londres. Y añade una precisión:
'Luego habría que ver si el cerebro aplica esa estructura en el modo de
comportarse frente a otras circunstancias; no tiene por qué ser así
necesariamente,
pero es perfectamente posible'.
Lo que queda por ver es si esta influencia va a ser negativa, como vaticina
Carr, o si va a ser el primer paso para integrar la tecnología en el cuerpo
humano y ampliar las capacidades del cerebro, como predice el inventor y
experto en inteligencia artificial Raymond Kurzweil. 'Nuestras primeras
herramientas ampliaron nuestro alcance físico, y ahora extienden nuestro
alcance mental. Nuestros
cerebros advierten de que no necesitan dedicar un esfuerzo mental (y neuronal)
a aquellas tareas
que podemos dejar a las máquinas', razona Kurzweil desde Nueva Jersey. Y
cita un ejemplo: 'Nos
hemos vuelto menos capaces de realizar operaciones aritméticas desde que las
calculadoras lo hacen por nosotros hace ya
muchas décadas. Ahora confiamos en Google como un amplificador de nuestra
memoria, así que de hecho recordamos
peor las cosas que sin él. Pero eso no es un problema porque
no tenemos por qué prescindir de Google. De hecho, estas
herramientas se están volviendo más ubicuas, y están disponibles todo el
tiempo'.
Oponer cerebro y tecnología es un enfoque erróneo, según coincide con Kurzweil
el profesorJohnMcEneaney, del Departamento de Lectura y Artes lingüísticas de
la Universidad de Oakland (EE UU).
'Creo que la tecnología es una expresión directa de nuestra
cognición', discurre McEneaney. 'Las
herramientas que empleamos son tan importantes como las neuronas de nuestros
cráneos. Las
herramientas definen la naturaleza de la tarea para que las neuronas puedan
hacer el trabajo'.
Carr insiste en que esta influencia será mucho mayor a medida que aumente el
uso de Internet. Se
trata de un fenómeno incipiente que la neurología y la psicología tendrán que
abordar a fondo, pero
de momento un informe pionero sobre hábitos de búsqueda de información en
Internet, dirigido por
2
Ciencias del Mundo Contemporáneo
expertos del University College de Londres (UCL), indica que podríamos
hallarnos en medio de un
gran cambio de la capacidad humana para leer y pensar.
El estudio observó el comportamiento de los usuarios de dos páginas web de
investigación, uno de la
British Library y otro del Joint Information Systems Comittee (JISC), un
consorcio educativo estatal
que proporciona acceso a periódicos y libros electrónicos, entre otros
recursos. Al recopilar los registros, los investigadores advirtieron que los
usuarios 'echaban vistazos' a la información, en vez de
detenerse en ella. Saltaban de un artículo a otro, y no solían volver atrás.
Leían una o dos páginas en
cada fuente y clicaban a otra. Solían dedicar una media de cuatro minutos por
libro electrónico y ocho
minutos por periódico electrónico. 'Está claro que los usuarios no leen
online en el sentido tradicional;
dehecho, hay indicios de que surgen nuevas formas de lectura a medida que los
usuarios echan vistazos horizontalmente a través de títulos, páginas y
resúmenes en busca de satisfacciones inmediatas', constata el documento.
'Casi parece que se conectan a la Red para evitar leer al modo
tradicional'.
Los expertos inciden en que se trata de un cambio vertiginoso. 'La Red ha
provocado que la gente se
comporte de una manera bastante diferente con respecto a la información. Esto
podría parecer contradictorio con las ideas aceptadas de la biología y la
psicología evolutivas de que el comportamiento humano básico no
cambia de manera súbita', señala desde Londres el profesor
David Nicholas, de la Facultad de Información, Archivos y Bibliotecas del UCL.
'Hay un consenso general en que nunca
habíamos visto un cambio a esta escala y rapidez, así que
éste podría muy bien ser el caso [de un cambio repentino]',
añade, citando su ensayo Digital consumers.
Se trata de una transformación sin precedentes porque es un nuevo medio con el
potencial de incluir
a todos los demás. 'Nunca un sistema de comunicaciones ha jugado tantos
papeles en nuestras vidas ?o ejercido semejante influencia sobre nuestros
pensamientos? como Internet hace hoy', incide
Carr. 'Aun así, a pesar de todo lo que se ha escrito sobre la Red, se ha
prestado poca atención a
cómo nos está reprogramando exactamente'.
Esta alteración de las maneras de buscar información y de leer no sólo
afectaría a los más jóvenes, a
los que se les supone mayor número de horas conectado, sino a individuos de
todas las edades. 'Lo
mismo les hasucedido a maestros, profesores y médicos de cabecera. Todo el
mundo muestra un
comportamiento de saltos y lecturas por encima', precisa el informe.
Carr insiste en que una de las cuestiones clave es el modo de lectura
'superficial' que va ganando
terreno. 'En los tranquilos espacios abiertos por la lectura de un libro,
sostenida y sin distracciones, o
3
Ciencias del Mundo Contemporáneo
por cualquier otro acto de contemplación, establecemos nuestras propias
asociaciones, extraemos
nuestras propias inferencias y analogías, y damos luz a nuestras propias
ideas'. El problema es que
al impedir la lectura profunda se impide el pensamiento profundo, ya que uno es
indistinguible del
otro, según escribe Maryanne Wolf, investigadora de la lectura y el lenguaje de
la Tufts University (EE
UU) y autora de Cómo aprendemos a leer (Ediciones B). Su preocupación es que
'la información sin
guía pueda crear un espejismo de conocimiento y, por ello, restrinja los
largos, difíciles y cruciales
procesos de pensamiento que llevan al conocimiento auténtico', señala Wolf
desde Boston.
Más allá de las advertencias sobre los hipotéticos efectos de Internet sobre la
cognición, científicos
como Kurzweil dan la bienvenida a esta influencia: 'Cuanto más confiamos
en la parte no biológica
(es decir, las máquinas) de nuestra inteligencia, la parte biológica trabaja
menos, pero la combinación
total aumenta su inteligencia'. Otros discrepan de esta predicción. La
mayor dependencia de la Red
conllevaría que el usuario se vuelva vago y, entre otras costumbres adquiridas,
confíe completamente
en losmotores de búsqueda como si fueran el grial. 'Lo utilizan como una
muleta', señala el profesor
Nicholas, que recela de que esa herramienta sirva para liberar al cerebro de
las tareas de búsqueda
para poder emplearse en otras.
Carr va más allá y asegura que el tipo de lectura 'vistazo' beneficia
a las empresas. 'Sus ingresos
aumentan a medida que pasamos más tiempo conectados y que aumentamos el número
de páginas
y de los elementos de información que vemos', razona. 'Las empresas
tienen un gran interés económico en que aumentemos la velocidad de nuestra
ingesta de información', añade. 'Eso no significa
que deliberadamente quieran que perdamos la capacidad de concentración y
contemplación: es sólo
un efecto colateral de su modelo de negocio'.
Otros expertos matizan bastante el pronóstico de Carr. El experto en tecnología
Edward Tenner, autor
de Our own devices: how technology remake humanity (Nuestros propios
dispositivos: cómo la tecnología rehace a la humanidad), se suma a la crítica
de Carr pero añade que no tiene por qué ser irreversible. 'Coincido con la
preocupación por el uso superficial de Internet, pero lo considero como un
problema cultural reversible a través de una mejor enseñanza y un mejor
software de búsqueda, y no
como una deformación neurológica', explica desde Nueva Jersey (EE UU).
'Sucede como con la gente que está acostumbrada a los coches y a las
tumbonas pero entiende la importancia de hacer ejercicio'.
En definitiva, científicos como Kurzweil destacan el potencial de Internet como
herramienta de conocimiento. 'La Red ofrece la oportunidad de albergar
todala computación, el conocimiento y la comunicación que hay. Al final,
excederá ampliamente la capacidad de la inteligencia humana biológica. Y
concluye: 'Una vez que las máquinas puedan hacer todo lo que hacen los
humanos, será una con-
4
Ciencias del Mundo Contemporáneo
junción poderosa porque se combinará con los modos en los que las máquinas ya
son superiores.
Pero nos mezclaremos con esta tecnología para hacernos más inteligentes'.
.
5
TRABAJOS,
CONTROLES y
LECTURAS
Ciencias del Mundo Contemporáneo
Consideraciones sobre la entrega de trabajos
Durante el presente curso se propondrán varios trabajos voluntarios y
obligatorios
Con el fin de guardar ordenadamente los archivos, corregirlos con mayor
comodidad y evitar pérdidas de tiempo los trabajos se ajustarán a las
siguientes normas:
•
•
•
•
•
•
Siempre que sea posible se enviará el trabajo al profesor por correo
electrónico a la dirección danielgvhispano@hotmail.com
Se pondrá en el Asunto: Trabajo de el tema que sea de nombre y
apellido - CMC 1sA o 1sB
Se incluirá el trabajo en un archivo adjunto
En nombre del archivo adjunto será de nuevo Trabajo de el tema
que sea de nombre y apellido - CMC 1sA
El tipo de fichero adjunto se procurará que no sea doc o docx,
preferiblemente pdf
El profesor mandará la confirmación de la recepción del trabajo
Trabajo “Noti-Ciencia”
Cada semana, los alumnos de la asignatura Ciencias del Mundo
Contemporáneo deberán enviar una noticia (reciente o no actual pero de
alto impacto en la comunidad científica) relacionada con las ciencias en
general.Junto con la noticia (puede contener o no una imagen) deberán incluir
obligatoriamente un comentario personal o crítico entre 200 o 300
palabras.
Deberán enviar a danielgvhispano@hotmail.com noticias diferentes a lo
largo de las evaluaciones, poniendo en el asunto “Noticia …. (titulo de la
misma)….. Nombre alumno CMC 1sBach A o B”
Se evaluarán al final de la evaluación cada una de las noticias enviadas,
pudiéndose publicar en la wiki HICIENCIAS.
“DISEÑA TU PRACTICA DE LABORATORIO”
1s Bach Ciencias del Mundo Contemporáneo. Diciembre 2011
TAREA NAVIDADES
Redacta y diseña un experimento científico sencillo (puedes inspirarte o
basarte en algunos ya descritos) relacionado con algún fenómeno físico y/o
químico que te resulte sorprendente. Intenta ser crítico y creativo.
Obligatorio utilizar este guión de prácticas:
- Título de la práctica (claro, directo y conciso)
- Objetivo principal (squé quieres demostrar?)
- Introducción y Fundamento teórico (hechos en los que se basa,
dónde se encuentra, para qué se utiliza, etc…)
- Materiales para la realización (puesta en marcha en un laboratorio
siempre y cuando sea posible)
- Procedimiento experimental (apoyado o montado con dibujos que lo
visualicen de manera simple)
- Resultado observado (explica y describe el fenómeno físico y/o
químico)
- Conclusiones (opinión personal: sé crítico con lo que has observado
y aprendido)
- Fuentes bibliográficas (citar lugares de los que has empleado
información)
CABE TAMBIEN LA POSIBILIDAD DE QUE GRABEN UN VIDEO
(5-10 min.) USTEDES MISMOS EXPLICANDO EL EXPERIMENTO.
Nota:Cuidar Contenido, Orden y Presentación. Se puede realizar a
ordenador. Cualquier copia textual de internet anula completamente el
trabajo. El trabajo es individual o en grupo.
Se debe enviar a danielgvhispano@hotmail.com antes del 10-1-2012.
'Dime y lo olvido, enséñame y lo recuerdo, involúcrame y lo aprendo'
Benjamin Franklin
Trabajo sobre Vídeos de Ciencia
Este trabajo es voluntario para los alumnos de 1s de Bachillerato de
Ciencias para el Mundo Contemporáneo.
En Internet se encuentra material muy variado y de muy diversa calidad
sobre los temas tratados durante todo el curso de Ciencias para el Mundo
Contemporáneo.
El trabajo
El trabajo propuesto consistirá en lo siguiente:
a— Buscar en Internet videos que traten sobre aspectos interesantes de
ciencias, y que estén relacionados con el tema que estemos dando en ese
momento en la asignatura.
a— Seleccionar los más interesantes o que expliquen mejor alguno de los
temas tratados.
a— Hacer un pequeño resumen escrito de su contenido (entre medio folio y
un folio).
a— Preparar uno de ellos que tenga una duración aproximada de 5 minutos,
por si hay que exponerlo en clase (sobre 5 minutos de exposición)
a— Enviar las direcciones de los videos al profesor a la dirección
danielgvhispano@hotmail.com poniendo en el asunto del mensaje:
VideoCiencia, el nombre del alumno y CMC 1sBach.
Enviar a esta misma dirección los resúmenes sobre los videos.
a— Presentarlo a los compañeros en clase (no siempre será posible).
Valoración
El material seleccionado y su exposición se evaluarán para la nota final del
curso. Se valorará:a— Interés del material elegido (ser serios en la elección
del vídeo)
a— Relación con los contenidos tratados en la asignatura.
a— Originalidad del escrito sobre el video (ser cuidadoso en el lenguaje)
a— Exposición.
Entrega
Durante todo el curso, ya que pueden enviar vídeos y su comentario
durante las tres evaluaciones.
Exposición:
La primera fecha adecuada después de la entrega. Se avisará con tiempo,
siempre y cuando sea posible.
Trabajo sobre lectura de libros de
divulgación científica
El trabajo es obligatorio para los alumnos de 1s de Bachillerato de Ciencias
para el Mundo Contemporáneo
Consiste en leer un libro de divulgación científica
El trabajo ha de contener:
1. Portada con nombre, apellidos, curso, fecha y nombre del trabajo.
2. Resumen del libro. (de 3 a 4 folios)
3. Dificultades encontradas en la lectura tanto en expresiones como en
contenidos.
4. Comentario crítico sobre el libro. (qué te ha parecido y por qué)
5. Aportación a los conocimientos científicos del lector.
6. Utilidad e interés de la lectura de este tipo de libros.
El trabajo debe tener al menos 5 folios.
El formato de entrega será en los dos siguientes formatos:
1. En papel, a ser posible escrito a ordenador, entregado directamente al
profesor
2. En formato electrónico, preferiblemente en formato PDF, enviado a la
siguiente dirección de correo electrónico: danielgvhispano@hotmail.com
Recibirán la confirmación de que se ha recibido
Se valora la correcta presentación y expresión.
Plazo de presentación: hasta después de Carnavales
Los trabajos entregados antes contarán para lanota de la evaluación final.
Si alguien tiene a su disposición algún otro título que quiera leer que
consulte al profesor de la asignatura.
Trabajo Cuerpos Celestes
En el comienzo de este curso se ha tratado el tema de la Estructura del
Universo y los
diferentes tipos de cuerpos celestes que se encuentran en él.
Este trabajo consiste en localizar imágenes de estas estructuras e información
de sus
características y hacer con ellos unas tablas o presentaciones.
Se pueden obtener imágenes de:
a— Cúmulos de galaxias
a— Galaxias
a— Estrellas
a— Restos estelares
a— Planetas terrestres
a— Asteroides
a— Nebulosas intergalácticas
a— Planetas gigantes
a— Satélites
a— Cometas
Las imágenes pueden ser fotos reales o modelos como en el caso de estrellas que
no se
ven más que como un punto de luz.
Además de las imágenes se ha de obtener información sobre el objeto
fotografiado
como distancia a la Tierra o al Sol, diámetro, masa, etc.
Mínimo exigido para este trabajo
2 galaxias de diferentes tipos, 2 tipos de estrellas, 2 planetas gigantes, 2
satélites, otros
dos cuerpos del sistema solar.
Otras consideraciones
– Las imágenes obtenidas han de ser grandes y claras.
– Preferiblemente todas del mismo tamaño para mejorar la presentación.
– Cada imagen debe llevar su explicación (MUY IMPORTANTE)
– En cada imagen debe indicarse su fuente (MUY IMPORTANTE)
Formato de entrega
– Como texto con imágenes; preferiblemente en formato pdf
– Como presentación para ordenador. Formato ppt
Envío
Se podrá entregar el trabajo enviándolo por correo electrónico a la
dirección:danielgvhispano@hotmail.com
Se pondrá en el asunto del mensaje: Trabajo Cuerpos Celestes, el nombre del
alumno y CMC 1sBach.
Deben recibir confirmación de que ha llegado al profesor mediante un mensaje de
respuesta.
Fecha límite
Segunda semana de octubre.
Fuentes de datos
a— Imágenes de Internet
Se puede buscar directamente imágenes de los cuerpos mencionados. La página
correspondiente tendrá información sobre los mismos. Ejemplo de buscador:
Buscador
de imágenes de Google
a— Páginas web de Internet de astronomía
a— Programas de astronomía
Existen programas de astronomía que proporcionan imágenes reales o modelos de
cuerpos celestes. Son útiles, libres y se pueden bajar de Internet los
siguientes:
a— Celestia
a— Nasa world wind
Ejemplo de trabajo.
Imagen : Galaxia
Fuente :
espiral
picassa.google.com
Características
a—
desconocidas
Imagen : Nebulosa
Fuente : Wikipedia
del cangrejo
Características:
a— Tipo : Resto estelar
a— Diámetro: 6 años luz
a— Distancia: 6.300 años luz
a— Edad: Explosión estelar en 1054
a— Velocidad expansión: 1.500 Km/s
a— Estructura: Nubes en expansión
con un pulsar en el interior
Imagen : Europa
Fuente : Celestia
Características:
a— Tipo: Satélite planetario
a— Diámetro: 3.121 km
a— Distancia a Júpiter: 671.000 km
a— Masa: 4,8×1022 kg
a— Densidad media: 3,0 g/cm3
a— Albedo : 0.64
a— Temperatura media: 100 sK
Trabajo Estructuras Terrestres
Este trabajo es obligatorio para los alumnos de 1s de Bachillerato de Ciencias
para el
Mundo Contemporáneo.
Haciendo uso del ordenador y de una conexión a internet, deben instalary
manejar
programas muy sencillos que permitan observar estructuras topográficas
terrestres
(EarthWind y GoogleEarth). Estos programas poseen un amplio abanico de
utilidades
con diversas aplicaciones.
Se pueden comparar zonas de vulcanismo activas, grandes sistemas montañosos
situados en diferentes continentes, zonas oceánicas abisales (grandes
profundidades),
características de las diferentes placas tectónicas, comparación de glaciares,
comparación de islas con diferentes orígenes volcánicos (ej. Archipiélago
Canario), etc.
El trabajo propuesto consistirá en:
- Localizar el mayor número posible de las siguientes estructuras terrestres de
la
lista que aparece a continuación. Se pueden repetir más de una de estas
estructuras
si se considere interesante (ver lista en página siguiente)
- Marcarlas u obtener una imagen de ellas procurando que estén a la misma
escala
para poder compararlas.
- Elaborar un documento con las imágenes y los marcadores debidamente
comentados.
- Enviar el documento al profesor a la dirección: danielgvhispano@hotmail.com
Poner en asunto mensaje:
Trabajo Estructuras Terrestres, Nombre CMC
1sBach A o B
El formato del documento a enviar será preferiblemente pdf.
Se valorará:
- La cantidad de estructuras marcadas (por lo menos una de cada tipo)
- La semejanza en escalas y puntos de vista para poder compararlas.
- El comentario sobre las mismas (nombre, escala, qué estás comparando, etc.)
- La presentación
Entrega:
Límite: 2 Diciembre 2011
Nuestro planeta: La Tierra
(trabajo voluntario)
La Tierra tiene una serie de característicasfísicas algunas de las cuales
están clara y directamente relacionadas con características astronómicas
como la inclinación del eje de giro del planeta o la excentricidad
de la órbita.
A - Comentar con detalle cómo sería nuestro planeta si cada una de las
características contempladas a continuación se modificaran manteniendo el
resto inalteradas.
B - Comparar esta Tierra modificada con el planeta real.
a Eje de giro sin inclinación
a Eje de giro inclinado 90s
a Excentricidad de la órbita de un 30%
a Satélite 10 veces más grande
a Periodo de rotación más rápido, días de 6 horas.
Mínimo exigido para este trabajo
• No es necesario contemplar todas las propuestas
• Las consecuencias de estas modificaciones tienen que estar bien
razonadas. No se admiten respuestas sin justificación.
• Se valorará la presentación. Los ejercicios mal presentados no se
corregirán.
Formato de entrega
• Preferiblemente en formato pdf
Envío
Se podrá entregar el trabajo enviándolo por correo electrónico a la
dirección: danielgvhispano@hotmail.com
Se pondrá en el asunto del mensaje: Trabajo Planeta Tierra, el nombre
del alumno y CMC 1sBach.
Fecha límite
Primera semana de noviembre
Experimentos históricos
El análisis de los experimentos históricos tiene un gran valor formativo.
La experimentación es uno de los procesos involucrados en la investigación, en
la construcción del
conocimiento científico. Mediante la experimentación el científico puede
contrastar las hipótesis
emitidas; reproduciendo el fenómeno en estudio, en condiciones controladas y
determinadas; existiendo laposibilidad de estudiar la influencia que
determinados factores pueden tener. Poder emitir hipótesis y
contrastarlas. Es aplicable tanto para defender una teoría como para
rechazarla; así como para justificar
una observación, reproducir fenómenos de la naturaleza, o bien para dar a
conocer nuevos instrumentos
que aumentan las posibilidades de intervenir en la naturaleza. Son de gran
interés los experimentos
cruciales, que históricamente han enfrentado a varias teorías rivales.
TAREA: Realizar adecuadamente una pequeña investigación orientada de al menos 5
investigaciones
o experimentos históricos de esta lista. Si crees que hay alguno importante que
no está incluido, no
dudes en realizarlo. Gracias
Algunos experimentos históricos que cambiaron el mundo.
Científicos
Investigación o Experimento histórico
Aristóteles (384-322 a.C.)
'La embriología del polluelo'
Arquímedes (287 - 212 a.C.)
'La flotación de los cuerpos' “El arenario”
Eratóstenes de Cirene (276-194 a.C.)
'El cálculo del radio terrestre'
Herón de Alejandría (Sobre siglo 1)
'La eolipila o máquina de vapor' 'La clepsidra o reloj de
agua'
Claudio Galeno (130 - 200)
'Fisiología experimental en animales'
Teodorico de Friburgo (1250- 1310)
'Las causas del arco iris'
Miguel Serveto (1511 - 1553)
'La circulación menor de la sangre'
Andrés Vesalio (1514-1564)
'Primeras disecciones de cadáveres humanos' 'Fundador de
la Anatomía'
Robert Norman (1550- 1600)
'El descubrimiento de la inclinación magnética y el concepto
de campo'
Francis Bacon (1561-1626)'Fundador del método inductivo'
Galileo Galilei (1564-1642)
'La ley de la caída de los graves' “Los cráteres de la luna”, el
método científico.
Johan Kepler (1571 - 1630)
'Orbitas elípticas de los planetas alrededor del Sol'
Van Helmont (1577-1644)
'Obtención de las plantas del alimento'
William Harvey (1578-1657)
'Sobre la circulación mayor de la sangre'
Evangelista Torricelli (1608-1647)
“Medida de la presión atmosférica” 'Invención del barómetro
de mercurio'
Pascal (1623 - 1662)
'Medida de la presión atmosférica' 'La prensa hidráulica'
'La jeringa' 'El experimento del Puy de Dóme: El
experimento de Francia'
Robert Boyle (1627-1691)
'La medición de la elasticidad del aire'
Isaac Newton(1642-1727)
'La Naturaleza de los colores' 'la síntesis gravitatoria'
Denis Papin (1647 - 1712)
'Descubrimiento de la olla a presión'
Stephen Hales (1677-1761)
'La circulación de la savia de las plantas'
Benjamín Franklin (1706-1790)
'El descubrimiento del pararrayos'
Josep Black (1728-1799)
'El descubrimiento del dióxido de carbono'
James Watt (1736 - 1819)
'Perfeccionó la máquina de vapor'
Luigi Galvani (1737-1798)
'La experimentación con la pata de rana'
A.L. Lavoisier (1743-1794)
'La prueba de la hipótesis del oxígeno'
Alessandro Volta (1745 - 1827)
'Descubrimiento de la primera pila eléctrica de plata y cinc'
Edward Jenner (1749-1823)
'Descubrimiento de la vacuna' 'Curación de la viruela'
Thomas Young (1773-1829)
'Experimento de la doble rendija de difracción'
Christian Oersted (1777 -1851)'Experimento de relación entre electricidad
y magnetismo
Humphry Davy (1778-1829)
'El aislamiento electrolítico de nuevos elementos'
J.J. Berzelius (1779-1848)
'La perfección de las mediciones químicas'
William Beaumont (1785-1853)
'El proceso de la digestión en cuanto fenómeno químico'
Michael Faraday (1791-1867)
'La electrólisis'. 'La identidad de todas las formas de
electricidad'
George Cuvier (1769 - 1832)
'Descubrimiento e interpretación de los fósiles'
Friederich Wöhler (1800 - 1882)
'Síntesis de la Urea' Primear síntesis orgánica (1828)
Charles Darwin (1809 - 1882)
'Teoría de la evolución'
Claude Bernard (1813-1878)
'La acción digestiva del jugo pancreático' 'El metabolismo
de los glúcidos'
James Joule (1818-1889)
'Experimento de Joule' Determinación del equivalente
mecánico del calor
Louis Pasteur (1822-1895)
'Sobre la generación espontánea'. 'La preparación de
vacunas artificiales'
Gregor Mendel (1822 - 1884)
'Los experimentos con guisantes y las leyes de la herencia'
Alfred Nobel (1833 - 1896)
'El descubrimiento de la dinamita'
Johann Friederich Baeyer (1835-1917)
'Síntesis de colorantes orgánicos artificiales'
Conrad Röntgen (1845 - 1923)
'Descubrimiento de los rayos X'
Thomas Alva Edison (1847 - 1931)
'Descubrimiento de la lámpara eléctrica' 'El efecto
termoeléctrico'
Alexander Graban Bell (1847 - 1922)
'Descubrimiento del teléfono' (Concedido la autoría de la
invención a Antonio Meucci en el 2002)”
Pavlov ( 1849-1936)
'El jugo gástrico de animales y losreflejos condicionados'
Santiago Ramón y Cajal (1852 - 1934)
'Conexiones de células nerviosas'
A,A Michelson(1852-1931) y E.W.
Morley (1838-1923)
'La imposibilidad de detectar el movimiento de la Tierra'
J.J. Thompson (1856-1940)
'El descubrimiento del electrón'
Heinrich Hertz (1857-1894)
'Inventa un oscilador de chispa, productor de OEM'
August Lumiere (1862-1954) Louis
Lumiere (1864-1948)
'Inventores del cinematógrafo'
Leo Baekelaud (1863 - 1944)
“Obtención de la baquelita, primer plástico industrial'
Henry Ford (1863-1947)
“Fabricante de automóviles en masa'
Thomas Morgan (1866-1945)
'Experiencias con la mosca del vinagre o Drosophila, sobre
las leyes de la herencia'
Marie Curie (1867 -1934)
'Descubrimiento de la Radiactividad natural' 'Aislamiento
del Ra y Po'
Robert Millican (1868 - 1953)
'Experimento de la gota de aceite, para calcular la carga del
electrón'
Ernest Rutherford (1871-1937)
'La transmutación artificial de los elementos.' 'La dispersión
de las partículas alfa'
Guglielno Marconi (1874 - 1937)
'Inventor de la radio y de la telegrafía sin hilos'
Lise Meitner (1878 -1968)
'Descubrimiento de la fisión nuclear con Otto Hahn'
“Descubrimiento del Pa'
Blas Cabrera (1878 - 1915)
'Momentos magnéticos de sustancias'
Albert Einstein (1879 - 1955)
'Interpretación del efecto fotoeléctrico' 'Teoría de la
relatividad'
Fritz Klatte (1880-1934)
“En 1919 fabricó industrialmente el PVC (Policloruro de
vinilo)”
Alexander Fleming (1881 - 1955)
'Experimentos del descubrimiento de lapenicilina'
Arthur Eddington (1882 - 1944)
'Experiencia de que la luz se desvía al pasar junto al Sol,
durante un eclipse'
Otto Stern (1888-1969)
'El carácter undulatorio de la materia y el tercer número
cuántico'
Konrad Lorentz (1903-1989)
'Las condiciones de la impronta'
Roben Oppenheimer (1901-1967)
'El proyecto Manhattan'
J.J. Gibson (1904-1979)
'El mecanismo de la percepción'
Severo Ochoa (1905 - 1993)
'Síntesis del ARN'
John Bardeen (1908-1991)
“Descubre el transistor de Germanio en 1951 y de la
superconductividad en 1962“
Frederick Sanger (1918- )
“Descubre el metabolismo de la Insulina y las secuencias de
las bases del ADN”
F. Jacob (1920- ) y E. Wollman (1917)
'La transferencia directa de material genético'
Robert Geoffrey Edwards (1925- )
“Primera fecundación in Vitro en 1978. Primer bebe probeta”
James Waton (1928-)
“Descubre la estructura del ADN en 1953 junto con Francis
Crick, Maurice Wilkins y Rosalind Franklin”
Martin Cooper (1928- )
“Inventó en 1973 el primer teléfono móvil portátil”
Stanley Miller (1930 - )
'Experimento crucial sobre origen químico de la vida'
Wallace Broecker (1931- )
“En 1975, primero que pública el termino calentamiento
climático global en Science”
Luc Montagnier (1932- )
“En 1983 descubre el virus VIH del SIDA”
Carlo Rubbia (1934- )
'Descubrimiento de las partículas W y Z, mediadoras de la
interacción débil'
Harold Kroto (1939)
“En 1985 descubre los Fullerenos”
Sumio Lijima (1939)
'Descubre los nanotubos de carbono y susaplicaciones junto
con junto con los estadounidenses Shuji Nakamura, Robert
Langer, George M. Whitesides y Tobin Marks
Raymond Samuel Tomlinson (1941 - )
“En 1971 invento la primera aplicación de correo electrónico
y el símbolo @”
Gerd Binnig (1941- )
“Descubre el microscopio de efecto túnel”
Mario Molina (1943 - )
'Experiencias sobre las causas de la erosión o desgaste de la
capa de ozono'
Ian Willmut (1944- )
“Clonación de la oveja Dolly en 1996”
John Craig Venter (1946- )
“Descifra la secuencia genoma humano en 2002. Crea una
célula bacteriana con el genoma sintético en el 2010”
Tim Berners - Lee (1955. )
“En 1994 funda en Internet la World Wide Web (WWW)
Andre Geim (1958- )
“Descubre junto con Konstantin Novoselov el grafeno en el
2004”
Rafael Rebolo (1961- )
'Descubre en 1995 la primera enana marrón, denominada
Teide I'
Konstantin Novoselov (1974- )
“Descubre junto con Andre Geim el grafeno en el 2004”
Anexo X: Pruebas de Evaluación
Antes de empezar, atrévete y contesta
Contesta lo que creas saber sobre las preguntas que te planteamos
Nombra cuatro científicos, dos hombres y dos mujeres, indicando algunas de sus
aportaciones. Uno de
ellos ha de ser canario.
2
Indica quién inventó o descubrió:
a) El primer lenguaje de programación de ordenador en 1843
b) La bombilla o lámpara de incandescencia en 1878
c) El teléfono en 1876
d) La penicilina en 1928
3
Indica el nombre de los científicos que escribieron los siguientes libros:
a) La revolución de las órbitas celestes
b) Los diálogos sobre los dossistemas del mundo
c) Principios matemáticos de Filosofía natural
d) El origen de las especies por selección natural
e) La deriva continental
4
sHace cuánto tiempo se formó el Universo?
5
sCuál de ellos está más lejos del Sol?
a) Venus
b) La Tierra
6
sQué es un año luz y cuál es su valor en el Sistema Internacional?
7
Explica por qué es una hora menos en Canarias que en Madrid.
8
sQué teoría explica globalmente la formación de la Tierra y su dinámica, así
como los diferentes
fenómenos geológicos?
9
sEn qué consiste la teoría de la generación espontánea?
10
sQué diferencia fundamental hay entre las teorías fijistas y evolucionistas?
11
Indica el “microorganismo” responsable de las siguientes enfermedades:
a) tuberculosis
b) malaria o paludismo
c) SIDA
12
sEn qué consiste la clonación?
13
sQué son los alimentos transgénicos?
14
sQué son los Objetivos del Milenio?
15
sCuál fue el recurso o tema monográfico de la Exposición Universal de Zaragoza
2008?
16
sCuál es la principal causa del actual cambio climático global?
17
sEn qué consiste la nanotecnología?
18
sQué diferencia hay entre bits y bytes?
19
Un kilobyte, sa cuántos bytes equivale?
20
Indica el nombre genérico de los programas que sirven para conectarse a
Internet y especifica el
nombre de alguno de ellos.
21
Indica cuándo empieza y cuándo termina el período histórico denominado Edad
Contemporánea.
Presidencia del Gobierno / Agencia Canaria de Investigación, Innovación y
Sociedad de la InformaciónANEXOS
U10
Ciencias para el mundo contemporáneo. Guía de recursos didácticos
379
Gobierno de Canarias
Agencia Canaria
de Investigación, Innovación
y Sociedad de la Información
B1/010800
1
CUESTIONARIO “LA FORMACION DE LA TIERRA”
1. La corteza continental.
A.
Es más densa que la corteza oceánica.
B.
Está limitada por la discontinuidad de Gutenberg.
C.
Tiene un grosor medio de unos 30 Km.
D.
Está formada por lavas almohadilladas.
2. El hipocentro es:
A.
El lugar del núcleo donde se generan las ondas sísmicas.
B.
El aparato en el que se registran los movimientos sísmicos.
C.
El lugar donde se originan las ondas sísmicas.
3. Las variaciones bruscas en la velocidad de las ondas sísmicas:
A.
Se llaman discontinuidades.
B.
Se manifiestan en el interior de la corteza terrestre.
C.
Están relacionadas con las catástrofes superficiales que producen los
terremotos.
D.
Permiten diferenciar sedimentos.
4. Si la velocidad de desplazamiento de las ondas sísmicas va en aumento, se
origina:
A.
Una zona de sombra.
B.
Una propagación simultánea.
C.
Una discontinuidad.
D.
Una trayectoria curva.
5. Sabemos que una parte del núcleo se encuentra en estado de fusión, porque:
A.
No se propagan las ondas L.
B.
Dejan de propagarse las ondas S.
C.
Las ondas P van más deprisa.
D.
Las ondas S se hacen más rápidas.
6. Las ondas P se caracterizan por:
A.
Son ondas de compresión.
B.
Se desplazan a menor velocidad que las ondas S.
C.
Se transmiten a través de fluidos.
D.
Las partículas que atraviesan vibran perpendicularmente a ladirección de
propagación.
7. La corteza oceánica.
A.
Es menos densa que la corteza continental.
B.
Es más moderna que la corteza continental.
C.
Tiene un grosor medio de unos 30 Km.
D.
Se encuentra separada de la corteza continental por la discontinuidad de Moho.
8. Un método directo del estudio del interior de la Tierra es:
A.
El estudio de las discontinuidades.
B.
El análisis de meteoritos.
C.
El análisis de lavas.
D.
El estudio de ondas sísmicas.
9. La densidad de la Tierra es:
A.
El peso de las rocas internas.
B.
La masa terrestre por unidad de superficie.
C.
La masa terrestre por unidad de volumen.
D.
El peso de las rocas superficiales.
10. Las ondas sísmicas cambian su velocidad y trayectoria
A.
Al pasar a un medio con características diferentes.
B.
Al penetrar en el núcleo superficial.
C.
Al viajar por la superficie terrestre.
D.
Al entrar en una zona de sombra.
11. Una placa litosférica es:
A.
Porción del manto superior sobre la astenosfera rígida.
B.
Todo lo que existe sobre la astenosfera sólida.
C.
Porción de litosfera que es arrastrada por las corrientes de convección.
D.
Litosfera que se desliza sobre la astenosfera plástica.
12. En los límites divergentes
A.
Crecen las placas que se encuentra a sus lados.
B.
Se juntan los continentes.
C.
Se produce la subducción.
D.
Se destruye corteza oceánica.
13. La etapa de Rift pertenece a:
A.
El proceso de colisión continental.
B.
El proceso de ruptura continental.
C.
Las dorsales.
D.
Todas las respuestas anteriores son correctas.
14. Señala de las siguientes frases lasque son verdaderas:
a.
Canarias está situada en un límite de placas.
b.
Canarias se localiza dentro de una placa.
c.
Las Canarias son los restos del hundimiento de la Atlántida.
d.
En Canarias existe una fuerte actividad sísmica.
e.
El Hierro es la isla más joven.
Sabemos muchas cosas sobre la Tierra, pero aún quedan muchas
cuestiones por saber.
sCómo funciona el interior de la Tierra?
La teoría de la tectónica de placas revolucionó la visión que teníamos del
funcionamiento geológico de nuestro planeta. Pero en realidad, solo se había
explicado
el funcionamiento de la parte más externa de la tierra. Es algo así como
conocer
únicamente las tapas de un libro, todavía hay que descubrir cómo es el
interior. En el
caso de la Tierra, aún quedan unos 6.300 kilómetros de roca y hierro por debajo
de las
placas tectónicas que forman parte del motor térmico planetario.
Para el estudio del interior terrestre no contamos con observaciones directas,
no
podemos perforar más allá de unos pocos kilómetros. Los datos de los que
disponen los
geólogos se deducen a partir de observaciones sísmicas y gravimétricas. Han
pasado
cerca de sesenta años desde la aparición de la tectónica de placas, seguramente
serán
necesarios cuarenta años más para que el conocimiento del interior de nuestro
planeta
sea realmente completo.
El interior de la Tierra es inaccesible por eso hay tantas
lagunas en nuestros conocimientos sobre la Tierra y se
necesitan investigaciones mucho más precisas que vayan
dando algunas respuestas a las muchas preguntas que quedan
aún por resolver:
sQuécomposición tenía exactamente la atmósfera primitiva de la Tierra y cómo ha
ido
cambiando?
sDesde cuándo hay tectónica de placas en la Tierra? sPuede haberla en otros planetas
del Sistema Solar?
sCómo es realmente del interior del planeta?
sCómo podremos prevenir mejor la aparición de los terremotos?
sCómo podremos prevenir mejor las explosiones volcánicas?
sCuál será exactamente la geografía de los continentes en el futuro?
sCuál es la causa de las glaciaciones y de los periodos interglaciares?
sExperimentan
glaciaciones otros planetas?
sPor qué hay vida en la Tierra?
sHay vida en otros planetas?
sHay vida inteligente en el resto del Universo?
1s Control de Ciencias para el Mundo Contemporáneo.
Puede llevarse a casa y entregarse como máximo el 4 Noviembre de 2011.
El desarrollo, expresión, orden y claridad en las respuestas repercutirá
directamente
en la nota del grupo.
Nombres de los integrantes del grupo y Curso:
1. EL DESCUBRIMIENTO DE NEPTUNO Y LA METODOLOGÍA
CIENTÍFICA.
TEXTO PARA COMENTAR.
“A principios del siglo XIX, las observaciones astronómicas delataron que
Urano, el
planeta más alejado del Sol conocido entonces, presentaba desviaciones
importantes
con respecto a la órbita prevista según las predicciones de la influyente
teoría
newtoniana de la gravitación. Cabía pensar que el experimento refutaba la
mecánica
de Newton, pero también había otra alternativa: se propuso la hipótesis de la
existencia
de otro planeta que perturbara la trayectoria de Urano.
En 1843, el astrónomo inglés J. C. Adams y el francés Le Verrier dedujeron de
la teoría
deNewton, de forma independiente, las posiciones que debía ocupar este nuevo
planeta. Los telescopios de varios observatorios se enfocaron hacia la zona del
cielo
donde se había calculado que se hallaría el nuevo planeta y allí se encontraba.
Le
Verrier lo bautizó con el nombre de Neptuno. La metodología científica había
triunfado
de nuevo”.
Actividades
A) Vamos a utilizar este texto para reflexionar sobre los distintos pasos de la
metodología científica. Para ello intenta responder las siguientes cuestiones:
1. sCuál es el problema que se plantea?
2. sCuál es el conocimiento científico de que se parte?
3. sEn qué consiste el experimento a que se alude en el texto?
4. sQué tipo de variables se miden?
5. sQué hipótesis alternativa se propone?
6. sCómo se comprueba si la hipótesis es cierta?
7. sQué conclusiones se alcanzan?
B)
1. sImplica el descubrimiento de Neptuno que la teoría de la gravitación de
Newton es
falsa? sPor qué?
2. sCómo dedujeron Adams y Leverrier la posición que debía ocupar Neptuno?
Explícalo razonadamente.
C)
1. sCrees que los conocimientos y teorías vigentes en un momento determinado
orientan
la observación y los problemas que se plantea la ciencia? sPor qué?
2. sCómo se pone de manifiesto lo anterior en el texto sobre el descubrimiento
de
Neptuno?
2. Elige la respuesta que creas correcta
2.1. Copérnico demostró que los movimientos planetarios se explicaban de una
forma
totalmente diferente de la que se había usado hasta ese momento.sEn qué teoría
se
basó?
a) Geocentrismo.
b) Heliocentrismo.
c) Planetocentrismo.
2.2. sQué doselementos componen mayoritariamente las estrellas?
a) H y He
b) H y Na
c) H y Fe
2.3. Cuando tiene lugar un eclipse de Sol…
a) La Luna está en cuarto creciente.
b) La Luna está en fase nueva.
c) La Luna puede estar en cualquier fase.
2.4. La litosfera está dividida en un conjunto de fragmentos rígidos
denominados…
a) Continentes.
b) Placas litosféricas.
c) Continentes y océanos.
2.5. La causa principal del movimiento de las placas litosféricas es…
a) La energía térmica del interior terrestre.
b) La energía gravitatoria.
c) El efecto combinado del Sol y la Luna.
3. Indica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, y en
este último caso conviértelas en verdaderas:
a) El año luz es una medida de tiempo.
b) La teoría heliocéntrica sitúa a la Tierra en el centro del Universo.
c) La Luna muestra siempre la misma «cara» hacia la Tierra.
d) Es verano cuando la Tierra se encuentra más cerca del Sol.
e) El Sol sale por el Este, gira alrededor de la Tierra y se oculta por el
Oeste.
f) Cuando en España es invierno, en Sudáfrica es verano.
g) Las fases de la Luna son visibles porque la Tierra proyecta una sombra sobre
ella.
4. Responde a las siguientes preguntas:
4.1. Explica los siguientes términos:
a) Agujero negro.
b) Año luz.
c) Big Bang.
d) Ley de Hubble.
e) Supernova.
f) Tectónica de placas.
4.2. Explica el origen y la evolución de una estrella desde su nacimiento a su
final.
(puedes emplear una imagen y comentarla) sCuál será el final del Sol?
5. Enumera y explica las principales características de la investigación
científica
6. sQuésignifica que el método científico es un método hipotéticodeductivo?
Cita las etapas
7. Explica con un ejemplo cómo puede influir la ciencia en la sociedad.
(busca un o unos ejemplos con aplicación práctica)
8. Describe cómo sería la aplicación del método científico a un
problema concreto. (desarrolla el problema desde el comienzo)
9. Razona si los descubrimientos científicos pueden o no considerarse
verdades absolutas. Justifica razonadamente la respuesta y el por qué.
10. sCómo pueden influir en el avance del conocimiento científico los
intereses económicos de una sociedad?
11. Indica qué científico canario recibió el Premio Canarias de
Investigación, el Premio Príncipe de Asturias y fue propuesto varias
veces a Premio Nobel.
12. Analiza los premios Nobel de Física, Química, Medicina y Paz,
concedidos en los últimos cuatro años. Recoge en una tabla las
principales aportaciones científicas de los galardonados, sus
aplicaciones y sus implicaciones sociales.
13. Busca un vídeo (menos de 10 minutos) sobre La Ciencia y sus
aportaciones a la sociedad en internet. Copia el enlace y coméntalo
empleando aproximadamente un folio.
14. Escribe al menos 5 preguntas para las cuáles la Ciencia todavía no
tiene respuesta, y da tu opinión sobre las mismas.
15. Realiza un esquema riguroso, extrayendo las ideas fundamentales
de los archivos situados en la carpeta “Temas CMC” de la página wiki
HICIENCIAS (son 6 ficheros que corresponden a los temas 1 y 2)
2S evaluación de Ciencias para el Mundo Contemporáneo
Nombre: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Curso: .
. . . . . . . . . . NOTA:
1. La teoría de la evolución de Darwin
TEXTO PARA COMENTAR: “La explicación de la evolución no resulta del todo
sencilla y durante muchos años ha habido
una gran controversia entre los argumentos dados por los científicos sobre cómo
ocurría.
Según Darwin y la mayoría de los científicos, la evolución ocurre de la
siguiente manera: entre las poblaciones de animales
y plantas existe competencia por el alimento, existen depredadores, etc. Esto
produce una lucha por la existencia en la
que los individuos pugnan desesperadamente por sobrevivir. Entre individuos de
la misma especie existe variabilidad
intraespecífica, lo que hace que unos estén, con respecto a otros, mejor
adaptados a diferentes ambientes. Estos
individuos más adaptados se podrán reproducir en mejores condiciones y tendrán
un mayor número de descendientes,
y estos, a su vez, podrán transmitir a sus hijos esta característica de mejor
adaptación a determinado ambiente. A este
proceso se lo llama selección natural. La naturaleza elige a los mejores y
rechaza a los débiles. La variación se debe
a los genes y a la mutación. No todos los individuos de la misma especie tienen
las mismas características (en el siglo
XX, con el desarrollo de la genética, se supo que esto era debido a la
mutación, pero Darwin, lógicamente, desconocía la
causa). Según el medio en que una especie viva, unas condiciones son más
ventajosas que otras.A los rasgos ventajosos
y que les permitían sobrevivir, los denominó adaptaciones”.
Actividades:
1. Resume el texto e indica la idea principal.
2. Existen más de 200 millones de especies diferentes de animales y plantas en
la Tierra. Explica razonadamente:
a) sToda esta variedad ha existido siempre?
b) sHan sido siempre diferentes los animales y las plantas?
c) sCómo se ha podido producir esta gran diversidad de especies?
3 a) sCrees que los conocimientos y teorías vigentes en un momento determinado
orientan la observación y los
problemas que se plantea la ciencia?
b) E
xplica razonadamente si crees que se
transmiten por herencia los caracteres adquiridos por los seres vivos de
las diferentes especies. b) sCrees que los órganos que no se usan o que no son
necesarios para una especie se
atrofian y pueden llegar a desaparecer?
2.1. Relaciona, uniendo mediante flechas, cada una de las afirmaciones
siguientes con la
teoría de evolución correspondiente:
A) Teoría de Lamarck.
B) Teoría de Darwin.
C) Teoría fijista.
«Para Lamarck, los individuos que se esfuerzan en vivir en un…………………………..
cambian al……………….. a él.
Para Darwin, los cambios se producen al………………………… y él selecciona
las…………………………………….
que explotan mejor sus recursos, ……………………… a aquellos individuos con …………………….
positivas».
Presidencia del Gobierno / Agencia Canaria de Investigación, Innovación y
Sociedad de la Información
3. Explica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas y en este
último caso
conviértelas en verdaderas:
1. La cirrosis es una enfermedad del páncreasen la que existe una relación
directa con el consumo de alcohol.
2. El tabaco es el directo responsable de la gran mayoría de los cánceres de
pulmón, boca, laringe y esófago, de los
enfisemas pulmonares, de las bronquitis crónicas, de los infartos de miocardio
y de las trombosis.
3. Para curarnos de la gripe debemos tomar antibióticos.
4. CALCULA EL GRADO DE ALCOHOLEMIA:
g
m
1. La tasa de alcoholemia viene dada por la expresión: l M · E explica el
significado de la misma y de cada término
y calcula qué tasa de alcoholemia tendrá: a) un hombre de 70 kg de masa que ha
bebido dos copas de ron (unos 100
ml cada una) de una graduación de 30s, sabiendo que la densidad del alcohol es
de 0,8 g/ml y E=0,7; b) una mujer
de 50 kg que ha tomado dos botellas de cerveza (de un cuarto litro cada uno) de
una graduación de 12s. Sabemos
que la densidad del alcohol es de 0,8 g/ml y E=0,6; c) sQuién está en mejores
condiciones para conducir? d) sQuién
podrá ser multado por la policía con retirada del carné?
ANEXOS
U10
Ciencias para el mundo contemporáneo. Guía de recursos didácticos
381
Gobierno de Canarias
2.2. Completa el siguiente texto utilizando las palabras que se dan a
continuación:
favoreciendo, azar, poblaciones, adaptarse, medio, características.
Agencia Canaria
de Investigación, Innovación
y Sociedad de la Información
B1/010800
1. Las adaptaciones surgen al azar y se mantienen aquellas que son
beneficiosas.
2. Los individuos evolucionan en su esfuerzo por adaptarse al medio.
3. La selección natural es el motor natural de la evolución de losseres vivos.
4. Cualquier ser vivo es idéntico a sus antepasados.
3S evaluación de Ciencias para el Mundo Contemporáneo
Nombre: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Curso: .
. . . . . . . . . . NOTA:
La Revolución Genética
TEXTO PARA COMENTAR: “J. Craig Venter (nacido en 1946) es un bioquímico
estadounidense que tiene el honor de
ser una de las primeras personas cuyo genoma se ha secuenciado al completo
(unos seis mil millones de nucleótidos).
Además, la información obtenida está disponible en Internet, al contrario que
la información sobre muchos genes, que
resulta accesible solamente para clientes registrados que han pagado una cuota.
La genética también es un negocio”.
Venter fue precisamente uno de los responsables del Proyecto Genoma Humano que
ha permitido identificar miles de
genes y secuenciarlos, es decir, conocer la secuencia de nucleótidos que están
presentes en cada gen.
Su revolución comenzó hacia 1991 cuando desarrolló técnicas capaces de
secuenciar en poco tiempo grandes
cantidades de ADN, lo que posteriormente permitió conocer el genoma humano e
identificar en él «solo» unos
30000 genes en lugar de los 100000 estimados por los científicos. Obtuvo el
premio Príncipe de Asturias de
Investigación Científica y Técnica en el año 2001.
En 2007 anunció la consecución del primer cromosoma artificial, para el cual
necesitó reconstruir los 381 genes
(580000 nucleótidos)presentes en la bacteria Micoplasma genitalium.
Actividades:
1. Realiza un resumen del texto señalando las ideas principales
a) sEn qué consiste el Proyecto Genoma Humano?
b) sQué utilidad puede tener conocer la secuenciación completa del genoma de
una persona?
c) sQué implicaciones sociales puede tener el conocimiento público de los genes
de una persona?
2. sQué molécula contiene toda la información genética de los seres vivos?
sCuál es su composición y su estructura?
sCuáles son las bases nitrogenadas que forman parte de ella? sCómo se une o
combina cada par de bases?
3. Indica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas y en este
último caso conviértelas en verdaderas:
a) El gen es la unidad de información hereditaria que controla un determinado
carácter
b) Todas las células humanas tienen 23 pares de cromosomas
c) Para curarnos de la gripe debemos tomar antibióticos
1. Gen
2. Genoma
3. ADN
4. Células madre
5. Clonación
6. Transgénico
Gobierno de Canarias
Agencia Canaria
de Investigación, Innovación
y Sociedad de la Información
4. Une cada palabra con la frase adecuada
a) Ácido desoxirribonucleico
b) Fragmento de cromosoma que codifica a una proteína
c) Obtención de individuos con igual dotación genética
d) Organismo que recibe un gen modificado
e) Conjunto de todos los genes de un organismo
f) Sirven para obtener por diferenciación células de todos los tejidos
5.1. s Qué es la huella ecológica? sQué se tiene en cuenta para su cálculo?
5.2. sQué es el desarrollo sostenible? sEn qué principios de actuación debería
basarse dichodesarrollo?
6. Elige tres preguntas entre las siguientes:
6.1. Explica los siguientes términos: a) Gen b) Biotecnología c) Genoma humano
d) Organismos transgénicos
e) Clonación f) Células madre g) Efecto invernadero h) Lluvia ácida i) Cambio
climático j) Desarrollo sostenible
6.2. Indica algunos de los principales riesgos ambientales y problemas
fundamentales a los que se enfrenta
actualmente la humanidad
6.3. Explica en qué consiste la regla de las 3R
6.4. Indica cuáles son las principales fuentes de energía renovables. sCuáles
son las más utilizadas en Canarias?
sCuáles son las perspectivas de futuro? sCuáles son las principales ventajas e
inconvenientes de su utilización?
6.5. sQué es la energía nuclear? sDe dónde proviene esta energía? sCuáles son
las principales ventajas e
inconvenientes de su utilización?
6.6. Indica cuáles son los tres grandes tipos de medidas o soluciones que
debemos aplicar para avanzar hacia un
futuro sostenible. Indica dos medidas concretas dentro de cada uno de los tres
tipos.
7. Explica la diferencia entre materia y materiales. Indica algunos nuevos
materiales y su utilización
8. sQué es la nanotecnología? sCuáles son sus aplicaciones?
9. sQué diferencia hay entre señales y objetos analógicos y digitales? Pon
ejemplos.
10.sQué es la revolución digital? Pon ejemplos. Explica la importancia de
Internet y de las Tecnologías de la
Información y la Comunicación en el mundo actual.
U10
ANEXOS
382
Ciencias para el mundo contemporáneo. Guía de recursos didácticos
TAREA CARNAVALES
1s ARCHIVO (documento word):
Realizar yenviar
EDUCATIVOS
a
danielgvhispano@hotmail.com
nuevas
entregas
de
VIDEOS
2s ARCHIVO (Todo en un documento word):
a) Seleccionar del libro “100 preguntas, 100 respuestas” como mínimo 5
preguntas y cópialas
junto con sus respuestas
(https://hiciencias.wikispaces.com/file/view/LIBRO_100Preguntas_100Respuestas.pdf)
b) Selecciona del libro “Hitos de la Química” a 3 científicos de este libro y
copia sus
descubrimientos
(https://hiciencias.wikispaces.com/file/view/LIBRO_HITOS+DE+LA+QUIMICA.pdf)
c) Seleccionar 10 preguntas que te resulten interesantes y copiarlas en una
página junto con sus
respuestas (https://labhome.wikispaces.com/QUOriosidades)
d) Seleccionar 3 frases de esta página (“Frases del día”) y copiarlas en un
documento
(https://hiciencias.wikispaces.com/Frases+del+d%C3%ADa)
e) Seleccionar un artículo del blog “Quilo de Ciencia”, cópialo y comenta
porqué lo has
escogido (este comentario es lo más importante) (https://jorlab.blogspot.com/view/flipcard)
Entrega de un VIDEO-EXPERIMENTO en la semana del 27-febrero al 2-marzo
(Hacerlos
con calidad y realizar un montaje serio del experimento. Si se sabe, realizar
una edición del
vídeo en la que se explique lo que se está realizando: ver ejemplos:
a)https://www.youtube.com/watch?v=BN7RUdMsTKo&list=PL3A5480BE7B7C57D2&index=
7&feature=plpp_video
b) https://hiciencias.wikispaces.com/Experimentos+Ciencia)
Alumnos que llegan con retraso a clase o que el profesor se lo comunique
personalmente:
Resumen como mínimo de 2 folios donde se recojan las ideas principales que se
exponen en los
5 videos de “Salud yEnfermedades” y “Revolución Genética” (vídeos de duración
aprox. 6
min) (https://hiciencias.wikispaces.com/Presentaciones+CMC+2011-2012)
TAREA CMC 3S EVALUACION
1) Enumera del 1 al 15 por orden de importancia decreciente (manera
personal) los siguientes avances producidos en las últimas décadas, y pon
un ejemplo de cada uno de ellos, o por qué crees que lo han sido.
•
El desarrollo espectacular de los sistemas de comunicación (internet,
telefonía móvil, ).
•
Los adelantos en la industria de medicamentos.
•
La observación y el conocimiento del universo (satélites, viajes
espaciales, …).
•
Investigaciones con células madre (clonación).
•
Los medios de transporte (aviones,
eléctricos, híbridos, de hidrógeno, …).
•
El descubrimiento de vacunas y los avances en los tratamientos de
enfermedades todavía incurables (cáncer y sida).
•
Los microchips y ordenadores.
•
La producción de energía eléctrica.
•
La televisión.
•
La fecundación in vitro.
•
Los avances en robótica.
•
La secuenciación del genoma humano.
•
La invención de aparatos diseñados para el diagnóstico exacto de las
enfermedades.
•
El desarrollo del sistema de posicionamiento global (GPS).
•
La nanotecnología.
alta
velocidad, vehículos
2) Inventos tecnológicos revolucionarios e inventores que hayan marcado
diferentes siglos de la Humanidad (mínimo 3 ejemplos; entre siglo I a XXI
d.C.) sPor qué tu elección?
3) FotoCiencia comentada (fotografía + título original + comentario en 3
líneas) relacionada con algún fenómenoque se explique científicamente.
(enviar por e-mail)
4) Exposiciones Futuro Sostenible, Nuevos Materiales y Revolución
Digital
5) Test evaluativos y Experimentos “en casa”
TRABAJOS CMC 3S Evaluación
APPS y Web 2.0
Haz una presentación ppt mostrando qué es el whatsapp, cómo se usa el
twitter en universidades, para qué usamos el facebook (con sus peligros y
virtudes), el tuenti, dropbox, 'la nube', ventajas de la Web 2.0 en
la
enseñanza, cómo construir un blog, un espacio wiki, etc…. ALGO
INGENIOSO para transmitir a la clase!!!
sCuáles son las aplicaciones (miles de ellas, no solo juegos) que más usas
en tu móvil? spor qué? Muestra otras que desconocías hasta el momento de
empezar a hacer este trabajo.
Actividad: Diseña un icono con una app que te gustase tener y relata
brevemente qué te gustaría que hiciera (Investiga, Desarrolla e Innova, es
decir, I+D+i)
'Si no puedes con el enemigo (teléfono móvil), únete a
él, o por lo menos aprovéchalo con buenos objetivos'
https://www.laopinion.es/vida-y-estilo/tecnologia/2012/04/19/aplicaciones-tubo/408825.html
“Deben quedarse con el uso racional de la tecnología. Hay que dejar paso a las
nuevas
tecnologías para aprender descubriendo, en vez de aprender estudiando y así dar
forma
a la educación del futuro” Richard Gerver
REFLEXIONA:
https://hiciencias.wikispaces.com/Reflexiones+para+meditar
PROFESORES que REVOLUCIONAN la ENSEÑANZA
SIETE MENTIRAS de la ESCUELA TRADICIONAL
(Ken Robinson)
TRABAJO para la GLOBAL
(opcional para subir nota final de la asignatura)
Con los ocho temas vistos en el cursoacadémico confeccionar en un fichero word
(con 8 páginas, una por cada tema) lo siguiente en cada página del mismo:
1) El título del tema (en mayúsculas y centrado)
2) Una imagen original, creativa y representativa del tema
3) Un enlace a un vídeo YouTube relacionado con dicho tema (es español, y con
una duración entre 5 y 15 min. Se valorará la originalidad con respecto al
grupo)
4) Comentario PERSONAL sobre el vídeo (no copiar de lo que va el vídeo),
incluyendo al final del mismo una frase del mismo que te haya llamado la
atención (ponerla entre comillas y con cursiva). La extensión debe ser entre
5 y 8 líneas, sin contar la frase.
5) Solo pondrás tu nombre cuando guardes el documento word (por ejemplo,
NombreApellido.docx), no dentro de él (solo puede ocupar 8 páginas)
Muy Importante: No se corregirá ningún trabajo que no cumpla estos sencillos
requisitos.
Junio 2012
CUESTIONARIO DE FIN DE CURSO:
Ciencias para el Mundo Contemporáneo
Por favor, rellena este cuestionario con la máxima seriedad y sinceridad
1. Grado de satisfacción con la asignatura
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
5
6
7
8
9
10
2. sCrees que te ha ayudado en tu formación?
1
2
3
4
3. sDebería ser optativa u obligatoria debido a su carácter formativo y
cultural para todos?
Optativa
Obligatoria
4. Si fuera optativa y volvieras a empezar el curso, sla elegirías?
Sí
No
Gobierno de Canarias
Agencia Canaria
de Investigación, Innovación
y Sociedad de la Información
5. sQué temas te han gustado más? Valóralos de 1 a 10 eindica algún aspecto que
te haya interesado de los mismos
Origen del Universo
Origen de la Tierra
Evolución de los seres
vivos
Salud y enfermedad
Revolución genética
Desarrollo
sostenible
Nuevos materiales
Revolución digital
6. Indica lo que te ha gustado más y lo que te ha gustado menos
Me ha gustado más
U10
ANEXOS
384
Ciencias para el mundo contemporáneo. Guía de recursos didácticos
Me ha gustado menos (Propuestas de mejora)
TEXTOS
COMPLEMENTARIOS
Propuestas de Trabajo para Ciencias del Mundo Contemporáneo (Oxford University
Press España)
ISBN: 978-84-673-7193-2
Anexo IV: Biografías de científicos canarios.
Los padres de la ciencia en Canarias
Fueron padres de la ciencia y nacieron aquí, en Canarias. A ellos se deben
muchas investigaciones y teorías que han
supuesto el avance de la ciencia y el reconocimiento internacional.
SUS TRABAJOS CIENTÍFICOS HA TENIDO RESONANCIA EN TODO EL MUNDO
Mientras que a Antonio González le gustaba definirse a sí mismo como un «mago
de Los Realejos», Telesforo
Bravo era conocido como «el hombre que hacía hablar a las piedras». Si preguntamos
a nuestros jóvenes quién
es el padre de la Física española o quién fue el primer ingeniero universal, es
muy probable que ninguno llegue
ni siquiera a imaginar que se trata de dos canarios: Blas Cabrera (que aparece
en la fotografía sentado con Albert
Einstein) y Agustín de Betancourt.
Los padres de la ciencia Canaria
Presidencia del Gobierno / Agencia Canaria de Investigación, Innovación y
Sociedad de laInformación
Blas Cabrera Felipe sentado el primero por la derecha, anfitrión de la visita de
Einstein a España
ANEXOS
U10
Ciencias para el mundo contemporáneo. Guía de recursos didácticos
365
Gobierno de Canarias
Agencia Canaria
de Investigación, Innovación
y Sociedad de la Información
B1/010800
Encender un transistor, usar una máquina de vapor, recibir mercancías en uno de
nuestros puertos,
entender el origen de las islas o los movimientos tectónicos, comprender qué es
el Alzheimer, o usar
productos naturales extraídos de las plantas son hechos que se dan por asumidos
por la sociedad
actual y en cuyo origen hubo uno de nuestros científicos canarios.
Se debe promocionar la importancia de los investigadores nacidos en estas
islas, promover su
conocimiento y conformar en las islas una red de centros de primer nivel que
impidan que muchos
de los investigadores de primera línea con que cuentan estas islas se vean
obligados a marchar a un
destino donde ejercer su profesión.
Gobierno de Canarias
Agencia Canaria
de Investigación, Innovación
y Sociedad de la Información
José de Viera y Clavijo
Agustín de Betancourt
Nació en Los Realejos en 1731.
Representa el movimiento ilustrado
en Canarias. Viajó por Europa.
Asistió a la recepción de Voltaire
en la Academia. Escribió la Historia
General de las Islas Canarias y el
Diccionario de Historia Natural de
Canarias.
Nació en el Puerto de la
Cruz en 1758. Investigó en
ingeniería, desde la naval a las
telecomunicaciones. Diseñó vías
de comunicación en España
y Rusia. Impulsócarreteras,
ferrocarriles, telares. Escribió
el primer tratado moderno de
mecánica.
Gregorio Chil y Naranjo
Juan León y Castillo
Nació en Telde en 1831. Pionero
de la Arqueología Prehistórica y
fundador del Museo Canario. Divulgó
investigaciones de Arqueología
Prehistórica y antropología de las
poblaciones prehispánicas. Escribió
Estudios históricos climatológicos y
patológicos de Canarias.
Nació en la ciudad de Las Palmas
de Gran Canaria en 1834.
Impulsó obras como el Puerto de
la Luz, el dique de Santa Cruz de
Tenerife, el Faro de Maspalomas,
la carretera de Las Palmas a Telde
y el telégrafo con la Península.
Blas Cabrera y Felipe
Juan Negrín López
El padre de la Física española nació
en Arrecife de Lanzarote en el
año 1878. Participó en conferencias
junto a Einstein y Marie Curie.
Estableció la ley de las variaciones
de los momentos magnéticos de los
átomos del hierro.
Nació en Las Palmas de Gran
Canaria en 1892. Investigó
las glándulas suprarrenales y el
sistema nervioso central. Pionero
en Fisiología y en el Alzheimer. El
Nobel de Medicina Severo Ochoa
fue su discípulo. Jefe de Gobierno
en la II República.
Telesforo Bravo
Antonio González
Nació en Puerto de la Cruz
en 1913. Inauguró los estudios
modernos sobre la Geología de
Canarias. Explicó el origen de las
Cañadas del Teide por avalancha,
fenómeno que jamás se había
utilizado en la literatura geológica
mundial.
Descubrió la rata fósil gigante.
Nació en Los Realejos en 1917.
Investigó la síntesis de moléculas
orgánicas. Trabajó en Madrid,
Cambridge y La Laguna.Rector
de la Universidad de La Laguna
y fundador del Instituto de BioOrgánica. Tres veces nominado al
Nobel de Química.
U10
ANEXOS
366
Ciencias para el mundo contemporáneo. Guía de recursos didácticos
Anexo III: Los Centros de Investigación Científica
en Canarias
Existe actualmente una promoción de buenos y nuevos científicos canarios que
trabajan en los centros
de investigación.
Unos miran al cielo y sus astros; otros, a los fondos marinos y sus habitantes
gigantescos o unicelulares;
unos están en hospitales y laboratorios; otros, en campo abierto, excavando en
busca de fósiles, recogiendo muestras vegetales, escuchando el canto de aves,
mejorando la agricultura, extrayendo los principios activos a las plantas,
produciendo energías renovables, etc. Estos científicos deben contar con los
medios suficientes para que su trabajo duro y tenaz, muchas veces
incomprendido, se vea recompensado
con la divulgación de sus descubrimientos entre los habitantes de Canarias y su
proyección internacional
en los foros científicos que corresponda.
LA HERENCIA ACTUAL: algunos centros punteros
Gobierno de Canarias
Agencia Canaria
de Investigación, Innovación
y Sociedad de la Información
El Instituto de Astrofísica de Canarias es uno de los ejemplos más plausibles
de cómo desde estas
islas se puede contribuir al conocimiento. En la red de centros del Gobierno de
Canarias se incluye la
Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, que creó un parque tecnológico para
elaborar productos comerciales. La Universidad de La Laguna acoge el Instituto
Universitario deBio-Orgánica
Antonio González y el Instituto de Enfermedades Tropicales. El Instituto
Canario de Ciencias
Marinas desarrolla boyas para detectar contaminación y proporcionar datos
meteorológicos. El Instituto
Canario de Investigaciones Agrarias estudia cómo incrementar la competitividad
de las producciones
agrícolas y animales. El Instituto Tecnológico de Canarias desarrolla estudios
sobre las energías renovables y las tecnologías del agua, las tecnologías de la
información, las comunicaciones y la bioingeniería.
Las Unidades de Investigación de los Hospitales Universitarios de La Candelaria
y Doctor Negrín
desarrollan líneas en el área de la biomedicina aplicada para prevención y
promoción de la salud, que son
fundamentales para la mejora de la salud de la población. Son cientos los
investigadores que trabajan en
Canarias intentando responder algunas preguntas que hagan avanzar las fronteras
del conocimiento.
Instituto Canario de Ciencias Marinas
U10
ANEXOS
362
Ciencias para el mundo contemporáneo. Guía de recursos didácticos
Unidad de Investigación del Hospital La Candelaria
Centro de investigación
Institución a la que está vinculado
Dirección Web y observaciones
Instituto Universitario de Microelectrónica
Aplicada (IUMA)
Instituto Universitario de Sistemas
inteligentes y aplicaciones numéricas en
Ingeniería (IUSIANI)
Instituto Universitario de Sanidad Animal
y Seguridad Alimentaria
Instituto Universitario de Ciencias y
Tecnologías Cibernéticas
Unidad de Promoción de la investigación
(OTRI) (Fundación Universitaria de LPFULP)
ULPGC(Consejería de Educación C y D)
https://www.iuma.ulpgc.es/
Instituto Universitario de Tecnologías
biomédicas (IUTB)
Instituto Universitario de Astrofísica
(IAC)
Gran Telescopio de Canarias S.A.
(GRANTECAN)
Instituto Canario de Ciencias Marinas
(ICCM)
https://alojamiento.ulpgc.es/cgi-bin/servicios/ui/
grupos/info.cgi?codgrupo=152
https://www.iuctc.ulpgc.es/spain/iuctc.htm
https://www.fulp.ulpgc.es/?q=unidades_
departamentos_upi
https://www.ulpgc.es/index.php?pagina=adm_
ecpct&ver=estructura
https://www.iubo.ull.es/
ULL
(Consejería de Educación C y D)
https://www2.ull.es/ullasp/investigacion/
index.asp
https://www2.ull.es/ullasp/infor_general/
centro.asp?Id=37
https://www2.ull.es/ullasp/infor_general/
centro.asp?Id=413
https://www.tecnologiasbiomedicas.es/
seccionInterna.asp?Id=50&Padre=50
https://www.iac.es/
Instituto Astrofísico de Canarias (Consorcio
Canarias – Estado)
https://www.gtc.iac.es/
Dirección General de Universidades e investigación
(Consejería de Educación C y D)
https://www.iccm.rcanaria.es/
Dirección General de Fomento Industrial e
Instituto Tecnológico de Canarias S.A.
Innovación Tecnológica (Consejería de Industria,
(ITC)
Comercio y NT)
Hospital Universitario de G.C. Dr. Negrín y
Servicio Canario de Salud (Consejería de Sanidad)
Unidades Hospitalarias
https://www.itccanarias.org/
Servicio Canario de Salud (Consejería de Sanidad)
Unidades Hospitalarias La Candelaria
Fundación Canaria Investigación de la
Salud (FUNCIS)
Instituto Canario de Investigaciones
Agrarias (ICIA)
Servicio Canario de Salud(Consejería de Sanidad)
Servicio Canario de Salud (Consejería de Sanidad)
https://www.funcis.org/
Viceconsejería de Pesca (Consejería de Agricultura,
Ganadería, Pesca y Alimentación)
https://www.icia.es/icia/
Consejería de Medio Ambiente y Ordenación
Territorial
https://www.grafcan.com/
Granja Agrícola experimental
Jardín Botánico “Viera y Clavijo”
Instituto Tecnológico de Energías
Renovables (ITER)
https://portal.grancanaria.com/portal/ficha_
servicio.px?codcontenido=813
https://www.jardincanario.org/portal/home.jc
https://www.iter.es/
Cabildo de Gran Canaria
Cabildo de Tenerife
https://www.cultesa.com/
Cultivos in vitro de Tenerife, S.A. (CULTESA)
https://www.cabildodelanzarote.com/
tema.asp?idTema=193&sec=Granja%20
Agr%C3%ADcola%20Experimental
https://www.cabildodelanzarote.com/tema.
asp?idTema=164
https://www.cabildodelanzarote.com/tema.
asp?idTema=164
https://www.cabildodelapalma.es/servlet/SPr
ocessCMS?idPag=88&idLanguage=1&idType
Link=1
https://www.iter.es/proyectos/
cumbrevieja2006.html
Granja Agrícola Experimental
Casa de los Volcanes
Cabildo de Lanzarote
Estación Sismológica (CSIC)
Laboratorio de Agrobiología (CSIC)
Cabildo de La Palma
Estación Geoquímica de Breña Baja (ITER)
Instituto de Productos Naturales y
Agrobiología
Estación Espacial de Canarias
(Maspalomas)
Centro Oceanográfico de Canarias
Centro Geofísico de Canarias
Presidencia del Gobierno / Agencia Canaria de Investigación, Innovación y
Sociedad de la Información
Cartográfica de Canarias S.A. (GRAFCAN)
B1/010800
Unidades HospitalariasMaterno Infantil
https://www.gobcan.es/sanidad/scs/
hospitaldoctornegrin.htm
https://www.gobiernodecanarias.org/sanidad/
scs/chmi.htm
https://www.hospitaldelacandelaria.com/
Consejo Superior de Investigaciones Científicas
(Ministerio de Educación) (Cabildo de Tenerife)
https://www.ipna.csic.es/
Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial
(Ministerio de Defensa)
https://www.insa.org/node/115
Ministerio de Agricultura, Pesca y alimentación
https://www.ieo.es/tenerife.html
Instituto Geográfico Nacional (Ministerio de
Fomento)
https://www.ign.es/ign/es/IGN/home.jsp
ANEXOS
U10
Ciencias para el mundo contemporáneo. Guía de recursos didácticos
363
Gobierno de Canarias
Instituto Universitario de BioOrgánica “Antonio Gonzalez”
Instituto Universitario de Enfermedades
Tropicales y Salud pública de Canarias
Otros: CENTROS DE INVESTIGACIÓN DE LA
ULPGC
Centro de Innovación para la Sociedad de la
Información (CICEI)
Centro Instrumental Químico-Físico para el
Desarrollo de la Investigación Aplicada (CIDIA)
Centro de Algología Aplicada
Centro de Biodiversidad y Gestión Ambiental
Centro de Biotecnología Marina
Centro Tecnológico para la Innovación en
Comunicaciones
Agencia Canaria
de Investigación, Innovación
y Sociedad de la Información
Parque Científico y Tecnológico
https://www.ulpgc.es/index.php?pagina=inve
stigacion&ver=inicio
https://www.iusiani.ulpgc.es/
