Ezjakintasunaren kartografia #274
Nukleo galaktiko aktiboan zer gertatzen den analizatzeko horizonteaz haratago ikus dezakegu. Agian bai: Lurreko atmosfera detektore erraldoi gisa erabilita: The MAGIC Telescopes-eko Marina Manganarok azaltzen du: Beyond an invisible horizon
Zientzia fikzioa dirudi mikroskopio optiko normal baten datuekin adimen artifizialak lortu dezakeena. Daniel Morenok kontatzen du Computation can push optical microscopy towards unsuspected limits artikuluan.
Gehien interesatzen den tokian argiarekin elkarreragiten duten atomo gutxiko lodierako zilarrezko plasmoiak lortu daitezke. ACS Nanoko portada izan da DIPCkoen ikerketa: Sharp near-infrared plasmons in atomically thin crystalline silver
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Mapping Ignorance bloga lanean diharduten ikertzaileek eta hainbat arlotako profesionalek lantzen dute. Zientziaren edozein arlotako ikerketen azken emaitzen berri ematen duen gunea da. UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedraren eta Nazioarteko Bikaintasun Campusaren ekimena da eta bertan parte hartu nahi izanez gero, idatzi iezaguzu.
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¿Cómo llegan bacterias resistentes y residuos de antibióticos a los alimentos?
Foto: Brian Chan / UnsplashHoy en día, prácticamente todas las personas constituimos un eslabón en la cadena de transmisión de antibióticos y de bacterias resistentes a antibióticos en el medio ambiente.
Esto es así porque prácticamente todo lo que ingerimos, empezando por el agua que bebemos y pasando por los alimentos de origen animal y vegetal, puede contener residuos de antibióticos o bacterias resistentes a antibióticos o sus genes. Los adquieren bien por contaminación, bien porque se encuentran naturalmente en los alimentos o bien porque se les ha añadido en el proceso de elaboración.
Residuos de antibióticos en alimentos
Las normativas europeas y estadounidenses definen los residuos de antibióticos como sustancias farmacológicamente activas (ya sea el principio activo, sus productos de degradación o sus metabolitos) que permanecen en el alimento obtenido a partir de animales a los que se les ha administrado el fármaco.
En principio, los productos de origen animal no deben ser consumidos hasta que el animal haya metabolizado el fármaco. Hay un tiempo establecido entre la administración y el sacrificio del animal para su consumo. Pero, aun así, es posible encontrar residuos en carnes, huevos y leche. También se han encontrado residuos de antibióticos en alimentos de origen vegetal e incluso en el agua de grifo.
Los huevos pueden contener residuos de antibióticos.Tookapic/Visualhunt
La presencia de residuos de antibióticos utilizados en veterinaria en alimentos está limitada por normativas establecidas por las autoridades competentes en cada caso. En Europa, la EFSA (European Food Safety Authority) establece las directrices a aplicar y cada país miembro debe adecuar su normativa ajustada a esas directrices.
En general, cada vez que se aprueba un nuevo antibiótico (u otro tipo de medicamento) de uso veterinario para animales de consumo humano, debe de pasar una serie de análisis y evaluación de riesgos. Teniendo en cuenta los datos obtenidos de estos análisis, se establecen los límites aceptables de ingesta diaria (ADI). A partir de estos, se determinan los niveles máximos de residuos (LMR) permitidos en alimentos.
Es muy difícil determinar la ingesta real de residuos de antibióticos de cada individuo. Puede variar mucho dependiendo del país, de la dieta, etc. Por ello, los trabajos científicos publicados se refieren a lugares concretos y los resultados son difíciles de extrapolar.
En un estudio realizado en Hong Kong con niños, se analizaron los residuos de antibióticos en leche, agua potable y alimentos ingeridos y en orina. Se detectaron residuos de quinolinas, sulfamidas, macrólidos y penicilina. Pero tanto la ingesta estimada como los niveles detectados en orina estaban por debajo de los límites establecidos por las normativas vigentes.
Efectos para la salud
Sin embargo, aunque los niveles estén dentro de la normativa vigente y sean incluso indetectables, lo cierto es que las personas estamos continuamente expuestas a residuos de antibióticos. Esta exposición crónica a cantidades muy pequeñas de numerosos compuestos diferentes puede ser más perjudicial para la salud que las dosis terapéuticas durante periodos cortos, como cuando se trata una infección.
Los residuos de antibióticos en los alimentos pueden causar problemas graves de salud en las personas, como alergias, efectos inmunopatológicos y citotóxicos y aumentar el riesgo de desarrollar cáncer. Además, pueden alterar la composición del microbioma humano, especialmente del microbioma intestinal.
Comparada con la exposición por uso terapéutico, la exposición crónica a muchos antibióticos diferentes, aunque sea a niveles muy bajos, puede ejercer una mayor presión de selección sobre bacterias resistentes y no resistentes a antibióticos.
La exposición crónica a antibióticos es especialmente importante en niños después de la lactancia, cuando empiezan a ingerir otro tipo de productos. Los residuos de antibióticos en los alimentos pueden determinar el desarrollo de su microbioma. Estudios epidemiológicos y experimentales sugieren que tienen un efecto acumulativo, por lo que su efecto puede ir sumándose incluso de generación en generación.
Por otra parte, en 1976 se demostró por primera vez que el uso de antibióticos en veterinaria provocaba la colonización de bacterias resistentes en los pollos de una granja. También la adquisición de esa resistencia en el microbioma del tracto intestinal de los trabajadores de la granja.
En muchos estudios posteriores se ha demostrado que bacterias resistentes en animales pueden transmitir los genes de resistencia a bacterias presentes en el intestino humano. Esto ocurre, muy presumiblemente, vía alimentos.
Bacterias resistentes a antibióticos en alimentos
La presencia de bacterias en los alimentos puede ser intencionada, como, por ejemplo, en productos fermentados, como probióticos o incluso como bioconservantes. Los órganos competentes en cada caso (EFSA, en Europa) publican periódicamente listas de bacterias reconocidas como seguras para su uso en alimentación. Entre otras condiciones, estos microrganismos no deben producir antibióticos ni tener genes de resistencia.
No obstante, la presencia de bacterias resistentes puede ocurrir en alimentos preparados a partir de materia prima cruda, como, por ejemplo, alimentos fermentados tradicionales. O puede ser accidental, por contaminación de diferentes fuentes. Además, la matriz de los alimentos y las condiciones de conservación y procesado pueden favorecer la transmisión de genes de resistencia entre bacterias.
‘Staphylococcus aureus’, principal causa de mastitis en vacas.Wikimedia Commons / Eric Erbe, Christopher Pooley
Preocupa especialmente la presencia de bacterias resistentes que provocan enfermedades transmitidas por los alimentos, como Salmonella o Campylobacter o bacterias responsables de zoonosis, como cepas resistentes de Staphylococcus aureus.
Además, bacterias comensales resistentes, no patógenas, pueden transferir los genes de resistencia a bacterias patógenas tanto en el procesado de los alimentos como tras la ingestión. Dado que algunas de las bacterias presentes en los alimentos tienen capacidad de aguantar las condiciones del tracto digestivo, colonizar el intestino y permanecer en él largos periodos de tiempo, pueden aumentar el riesgo de transmitir genes de resistencia tanto en el microbioma humano como en el medio ambiente.
Por todo ello, es importante monitorizar y reducir la presencia de todo tipo de bacterias resistentes (tanto comensales como patógenas) en los alimentos. Así mismo, es importante estudiar los elementos genéticos móviles presentes en los alimentos para entender su epidemiología e implementar métodos para reducir su presencia.
Todo ello, unido al cumplimiento de las buenas prácticas en los procesos de elaboración y buenas prácticas de higiene en todas las fases de la cadena alimentaria, “desde la granja a la mesa”.
Nota: Este artículo constituye un resumen de la charla impartida en el curso de verano de la UPV/EHU organizada por el JRL Environmental Antibiotic Resistence.
Sobre la autora: Mailo Virto Lekuona es profesora titular de Biquímica y Biología Molecular en la Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Artículo original.
El artículo ¿Cómo llegan bacterias resistentes y residuos de antibióticos a los alimentos? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Izaro Zubiria, albaitaria: “Lehen sektorean eta ikerketan emakume izateak desabantailak ditu”
Ez du damurik, baina gogoan du jaso zuen lehen kolpea: “Hirugarren mailan izan zen. Haragitarako behiak zituen lagun bat zuen aitak, eta uda hartan harekin lana egitea bururatu zitzaidan, ganadutegiko lana ikasteko. Haren baserrira joan ginenean, baina, berehala esan zidan bere albaitaria gizona zela, handia, eta ehun kilokoa; ea zer egin behar nuen nik, emakumea eta hain txikia izanik”. Nolabait, orduan egin zuen topo errealitatearekin aurrez aurre.
Irudia: Izaro Zubiria Ibarguren albaitaria eta ikertzailea. (Argazkia: Maitane Lopetegi Arozena)
Bigarren kolpea izan zen jabetzea zer aitortza eskasa duten albaitaritza-ikasketek gizartean, beste ikasketa batzuekin alderatuta: “Oso ikasketa gogorrak dira, eskakizun handikoak, eta lanean hartzen duzun ardura ere oso da handia. Jendeak, ordea, ez du hori ikusten, eta profesioa ez dago aitortuta beharko zukeen neurrian, inondik inora ere”.
Hala ere, aurrera egin zuen, eta, ipurtarin samarra denez, azken urtea egiten ari zela dagoeneko hasi zen begiratzen zer aukera egon zitezkeen. Irakasle baten bitartez NEIKERekin harremanetan jarri, eta sei hilabetez aritu zen animalien elikadurari buruzko zenbait proiektutan eta intseminazio-laborategian.
“Aldez aurretik, ez nuen pentsatuko ikerketa-mundua gustatuko zitzaidanik. Nik naturarekin harreman zuzena eta jarduera mugitu bat izan nahi nituen, eta ez nuen uste laborategi batean sartuta gustura egongo nintzenik. Baina oso lan aktiboa da, lan pila bat egitea tokatu zitzaidan, eta asko gustatu zitzaidan”, onartu du Zubiriak.
Sei hilabeteko praktikak amaitu zituenean, elikagaien kalitatearen eta segurtasunari buruzko master bat zegoela ikusi zuen, eta, ordurako bazuenez asmoa agian doktoretza-beka bat eskatzeko, aproposa izan zitekeela pentsatu zuen. “Gainera krisi-garaia zen, eta horrek ateak zabaltzen lagunduko zidala iruditu zitzaidan”, gogoratu du.
Masterra hasi eta berehala doktoretza egiteko aukera sortu zitzaion, aurkeztu, eta eman egin zioten -lehenengo lekuan geratu zen-. “Ilusio handiarekin heldu nion aukerari nahiz eta beldurra ere ematen zidan tesi batean sartzeak. Laginak hartu, irtenbideak bilatu, ideia berriak proposatu… horretarako banekien balio nuela, baina ordenagailu aurrean eserita hainbeste ordu eman beharrak beldurra ematen zidan”. Hala ere, aurrera egitea erabaki zuen.
Tesiaren zati handi bat Fraisoro nekazaritza eskolako ukuiluan gauzatu behar zen behiekin, eta bertan ere lehen aldian zalantzaz hartu zuten, ukuiluan aritzeko profila ez ote zuen pentsatuz.
Alabaina, praktiken eta tesiaren artean, Gasteizko ukuilu batean aritu zen lanean, peoi gisa, azpiak ateratzen, behiak ezten… Lan gogorra zen, eta gaizki ordaindua, baina asko ikasi zuen, eta oso baliagarria izan zitzaion entseguak diseinatzeko, ukuiluan moldatzeko, eta baserritarrekin parez pare tratatzeko: “Ikusi zutenean banekiela ukuiluko lanak egiten, jarrera aldatu zuten eta asko lagundu zidaten”. Bera ere ez zen ikerketako lanak egitera mugatu; baserrikoak ere egiten zituen. “Azkenean, peoi-lana giltzarri izan da nire bizitza profesionalean, horrek eman baitit aukera baserritarrak ulertzeko, haiekin batera aritzeko, eta lagunak egiteko”.
Ama izatea, zigor bikoitzaUkuiluko entseguak hasi bezain laster, ezusteko bat izan zuen: haurdun zegoela jakin zuen. Ilusioz, ama izango zela erabaki zuten bikotekideak eta biek. Orduan, beste kolpe handi bat jaso zuen: bekarekin zegoenez ez zegokion amatasun baimenik. Gehienez ere, soldatarik gabeko sei hilabeteko etenaldi bat har zezakeen
Bidegabekeria horren aurrean, ez zuen etsi, eta haurdunaldiaren azken egunera arte lana egin zuen. Haurra jaiotakoan, berriz, zuzendariaren, ingurukoen eta, batez ere, bikotekidearen laguntzarekin, berehala itzuli zen lanera, beka ez eteteagatik. Horrek amatasuna zapore gazi-gozo batez bizitzera eraman zuen; haur baten etorrerak dakarren aldaketa eta esfortzuari, batez ere lehen hilabeteetan, lanarena gehitzen baitzitzaion. Horrez gain, jendearen aipamenak ere entzun behar izan zituen, aitaren inplikazio totalaz eta amaren hutsuneaz jabetzean: “Momentu horretan aitak denbora gehiago ematen zuen alabarekin, kalean ere hala ikusten zuten eta hala adierazten zidaten. Gizartea ez dago irudi horretara ohituta baina ni ez nintzen ondo sentitzen hori entzutean”.
Zubiriak garbi dio: “Hori gertatzen zaio mutil bati, eta ez da ezer gertatzen. Aita izango zen, lanean jarraituko zuen aurretik ari zen moduan eta kito”.
Bigarren entseguak bukatu, eta ordenagailuaren aurrean esertzea egokitzen zitzaion orduan. Baina nekazaritza-kooperatiba batetik lana eskaini zioten, animalien elikadura-gaiak aurrera eramateko, eta lana onartu zuen. Bigarren haurra izan zuen eta I+Gko eta kooperazioko proiektu batzuk garatzea lortu zuen. Une horretan CAF-Elhuyar sariketaren berri izan zuen, eta lan bat aurkeztea erabaki zuen. Gainerako guztiarekin batera artikulua idazteak lan handia eman zion arren, merezi izan zuelakoan dago. Hain zuzen, NEIKER sari berezia irabazi zuen.
“Sekulako poza eman zidan. Sentitu nuen azkenean jaso nuela egindako lan guztiagatik merezi nuen aitortza”, adierazi du Zubiriak. Are gehiago: saria tesia berriro hartzeko akuilu ere izan da. “Hasitakoak bukatzearen aldekoa naiz, baina ez dut izan behar den adina ilusio horrelako lan bat aurrera eramateko. Orain aldiz, bai, gogotsu nago eta saiatuko naiz. Beraz, onartu behar dut niretzat sari hori irabaztea bultzada handi bat izan dela”.
Fitxa biografikoa:Izaro Zubiria Gaztelun jaio zen, 1989an. Albaitaritza ikasi zuen, eta, jarraian Elikagaien kalitatea eta segurtasun Masterra. Doktorego-tesia egiten hasi zen, eta, denboraldi batez eten badu ere, berriro itzuli da ikerketara. Tartean, beste lan eta proiektu asko ere egin ditu, gehienak ganaduarekin eta elikadurarekin lotuta.
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Egileaz: Ana Galarraga Aiestaran (@Anagalarraga1) zientzia-komunikatzailea da eta Elhuyar Zientzia eta Teknologia aldizkariko erredaktorea.
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Elhuyar Zientzia eta Teknologia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.
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No todo es ciencia en ‘El club de la lucha’
Copyright © 1999 by 20th Century Fox. All Rights Reserved. Fair use.
«Tyler se lame los labios, húmedos y brillantes, y me besa el dorso de la mano».
La película que más veces he visto en mi vida es El club de la lucha. Dirigida por David Fincher, está basada en la novela homónima de Chuck Palahniuk, un escritor discípulo de la generación beat, héroe de muchas adolescencias rebeldes.
«Tyler inclina unos centímetros el bote que contiene el polvo de hipoclorito sobre el beso húmedo y brillante del dorso de mi mano. —Es una quemadura química—dice Tyler—y te dolerá más que cualquier otra quemadura. Peor que cien cigarrillos.
El beso brilla en el dorso de mi mano. —Te quedará una cicatriz—dice Tyler».
La primera regla del club de la lucha es no hablar del club de la lucha. Así que no voy a hablar del club de la lucha, sino de la ciencia de El club de la lucha. En esta novela hay descripciones científicas veraces mezcladas con licencias fantásticas. Desde cómo fabricar una bomba casera, cómo hacer una quemadura química con hipoclorito, a cómo fabricar jabón utilizando la grasa que se desecha tras las liposucciones.
Las descripciones son exquisitas. La ciencia se utiliza como recurso literario para tratar cuestiones de calado como el individuo, la libertad y la propiedad.
«Un explosivo interesante es el permanganato potásico mezclado con azúcar en polvo. La idea consiste en mezclar un ingrediente que se queme con rapidez con un segundo ingrediente que aporte oxígeno suficiente para la combustión. Al arder tan rápido se produce la explosión.
Peróxido de bario y polvo de zinc.
Nitrato de amoníaco y aluminio en polvo.
La nouvelle cuisine de la anarquía.
Nitrato de bario con salsa de azufre y guarnición de carbón vegetal. Ya tienes un compuesto de pólvora básica.
Bon appétit».
Copyright © 1999 by 20th Century Fox. All Rights Reserved. Fair use.El club de la lucha es un ejemplo de que la cultura científica puede refinar el argumento de una novela o de una película. Se puede utilizar como metáfora, igual que cualquier otro recurso. Para plumas adecuadas, las descripciones científicas pueden ser tan hermosas como las de cualquier otro paisaje. No todo van a ser profundos ojos azules.
«Con jabón suficiente —dice Tyler— podrás volar el mundo entero».
En el octavo capítulo de la novela comienzan a fabricar jabón a partir de grasa humana.
«Esta grasa —me explica Tyler— tiene mucha sal, así que, cuanta más agua, mejor».
Vierte toda la grasa en ollas con agua hirviendo. Cuando la grasa se derrite, el sebo sube a la superficie, mientras que la sal se irá disolviendo en el agua. Esto se hace porque la grasa humana contiene mucha sal y con tanta sal el jabón no solidifica. El sebo de calidad es el que se forma en superficie.
«Hierve y espuma. Hierve y espuma».
La pastilla de jabón de color rosa se convirtió en el emblema de la película.
El sebo espumado lo van colocando en briks abiertos para que enfríe. Luego los meten en la nevera para que no se enrancie.
«Una capa de algo espeso y claro comienza a cubrir la superficie del sebo del frigorífico. —El sebo —le advierto—se está separando. —No importa —dice Tyler—. La capa más clara es de glicerina. O la agregas de nuevo cuando hagas el jabón o bien la espumas y la quitas».
Las grasas son químicamente triglicéridos. Esto es glicerina unida con enlace tipo éster a ácidos grasos. Durante la reacción de saponificación en la que las grasas se transforman en jabón, estos enlaces tipo éster se rompen y dan lugar a la formación de sales, dejando libre la glicerina. Para formar sales, lo que se hace en esta reacción es mezclar la grasa con una base como el NaOH o el KOH, así se forman las sales de sodio y de potasio respectivamente. Esas sales son lo que conocemos como jabón.
«Tyler vendía el jabón en los grandes almacenes a 20 dólares la pastilla. Dios sabe a cuánto lo venderían ellos. Era maravilloso. Le revendíamos a las mujeres ricas sus propios culos celulíticos».
En El club de la lucha fabrican jabón no solo por lo lucrativo del negocio del jabón. Lo que les interesaba realmente es la glicerina. La glicerina es uno de los reactivos necesarios para fabricar explosivos como nitroglicerina, dinamita o gelignita.
Chuck Palahniuk escribió sobre química en El club de la lucha. Años más tarde, David Fincher, incluyó en la película las descripciones completas de los procesos químicos más relevantes. Pero El club de la lucha no me gusta por eso, sino por lo importante. De todos modos, es interesante saber cuándo Tyler dice la verdad y cuándo no, porque no toda la ciencia que aparece en El club de la lucha es completamente veraz. Como otras muchas cosas que suceden en la historia. Sirven de migas de pan en el camino, manteniendo el suspense a medida que nos acercan a la verdad.
«La saliva de Tyler tenía dos funciones. El beso húmedo en la palma de mi mano retuvo el polvo de hipoclorito mientras me achicharraba. Esa fue la primera función. La segunda fue convertir el hipoclorito en cáustico. El polvo de hipoclorito solo es cáustico cuando lo mezclas con agua. O saliva.
Cierra los ojos».
Copyright © 1999 by 20th Century Fox. All Rights Reserved. Fair use.La historia de El club de la lucha no va de ciencia, ni mucho menos. Pero se sirve de la ciencia para crear una atmósfera y, sobre todo, para hablar de asuntos trascendentes.
«Una mezcla de hipoclorito y agua llega a perforar una cacerola de aluminio. Una disolución de hipoclorito en agua disolverá una cuchara de madera. Combinado con agua, supera los cien grados de temperatura y al calentarse me quema el dorso de la mano. Tyler posa sus dedos sobre los míos; tenemos las manos extendidas sobre mis pantalones manchados de sangre, y Tyler me pide que preste atención».
En la escena en la que uno de los protagonistas padece la agonía de una quemadura química, se describe con detalle todo el proceso, el que le sucede a la carne y el importante, el que sucede en la mente.
«Regresa al dolor y presta atención. Es el momento más importante de tu vida».
Sobre la autora: Déborah García Bello es química y divulgadora científica
El artículo No todo es ciencia en ‘El club de la lucha’ se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Elikagaiak paketatze aktiborako polimeroen gainazal aldaketa
Irudia: Paketatze industrian plastikoen erabilera arazo bilakatu da.
Biopolimero hauen artean, poliazido laktikoa (PLA) dago. Hau, bioiturrietatik eratorria eta biodegradagarria den biopolimeroa da, beraz oso aproposa da, batez ere, L-isomeroa (PLLA), paketatze-industrian erabiltzeko eta jatorri petrokimikoko polimeroak ordezkatzeko. Gainera, PLLA gardena, ez toxikoa eta ingurumenarekiko propietate ez-kutsakorrak dauzka. Hala ere, ezaugarri desegokiak ere baditu: zurruntasun handia eta hidrofobotasuna (urarekiko afinitate txikia).
Azken ezaugarri honengatik, bakterioak gainazalera adsorbatzen dira, biofilmen (mikroorganismoen komunitateen) eraketa faboratuz. Hau arazo larria da elikagaien paketatze-industrian, izan ere, biofilmak elikagaiak paketatuta dauden gainazalean sortuko dira, elikagaiak kutsatuz eta hondatuz, gaixotasun larriak sortu ahal izanik. Beraz, bakterioen aurkako ezaugarriak erakustea funtsezkoa da elikagaiak paketatzeko material ideala lortzearren.
Biofilmen eraketa saihesteko, paketatzerako erabiliko den materialaren gainazala espezifikoki aldatu ahal da mikroorganismoen inhibizioan edo suntsiketa eragiten duen paketatze aktibo bat diseinatuz. Gainera, materialaren gainazala soilik aldatzeak abantailak dauzka, horrela materialaren gainazal propietateak bakarrik aldatzen direlako, material osoaren gainontzeko ezaugarriak mantenduz.
Gaur egungo bakterioen aurkako erronkan estrategia desberdinak bilatzen ari dira. Estrategietako bat bakterioen adhesioa murriztean datza. Horretarako, azken urteotan bi bide desberdin erabili dira nagusiki: gainazalen hidrofilotasuna, edo urarekiko afinitatea, handitzea eta topografia aldatzea. Hidrofilitatearen handipena talde kimiko bereziak txertatuz lortu daiteke eta topografiaren aldaketa poroak edota nanoarkitekturak materialaren gainazalean sortuz sustatu daiteke.
Beste aldetik, bakterioen kontrako borrokan ikertzen ari den beste estrategia bat itsatsitako bakterioen suntsipena da. Bakterioen suntsipena eragiteko ere ondorengo bi aukera aurkitu dira: materialak bakterioen aurkako nanopartikulak askatzea edo “kontaktuan hiltzea” (ingelesez, “contact killing”) ahalmena duten molekulak edukitzea. Paketatze industrian gehien erabiltzen diren nanopartikulak ZnO nanopartikulak dira, erakusten dituzten propietate onuragarriengatik.
Bestetik, “kontaktuan hiltzea” ahalmena erakusten duten konposatuek bakterioen hilketa eragiten dute mintz zelularraren desantolatzearen ondorioz eta hauen artean kitosanoa ezagunena da. Kitosanoak janaria paketatzeko propietate egokiak ditu: ez-toxikoa, biodegradagarria eta biobateragarria da. Gainera, dagoeneko kitosano filmak janaria paketatzeko erabili dira eta emaitza positiboak lortu dira.
Gaur egun, bakterioen aurkako gainazal sintetiko eraginkorrak lortzea itzelezko erronka izaten jarraitzen du. Ideia honen argitan, bakterioen aurkako ezaugarriak gehituz PLLA polimero biodegradagarria hobetu daiteke. Horretarako ZnO nanopartikulez PLLA-ren barne aldaketa egin da eta lortutako substratuaren gainazala kitosano bakterioen aurkako biopolimeroarekin funtzionalizatu da. Lotura hau bide desberdinen bitartez egin da: kimikoki eta fisikoki. Horrela, etorkizun hurbileko elikagaien paketatze aktiborako materialak lortzeko, polimeroen gainazal aldaketak aukera anitzak eskaintzen dituela erakusten da.
Artikuluaren fitxa:- Aldizkaria: Ekaia
- Zenbakia: Ekaia 33
- Artikuluaren izena: Elikagaiak paketatze aktiborako polimeroen gainazal aldaketa.
- Laburpena: Paketatze-industrian jatorri petrokimikoa duten polimeroak ordezkatzeko, biopolimeroak gero eta gehiago erabiltzen dira. Poliazido laktikoaren L-isomeroak (PLLA) zink oxido (ZnO) nanopartikulekin nahastean, elikagai-industrian paketatzeko material moduan erabiltzeko ezaugarri onak aurkezten ditu. ZnO nanopartikulek bakterioen aurkako portaera erakusten dutela aipatzekoa da. Aktibitate antibakterianoa erakusten duten biopolimero asko daude, baina bakterioen aurkako aktibitaterik onena erakusten duena kitosanoa da. Lan honetan, beraz, PLLA-ZnO filmetan gainazalaren aldaketa gauzatuko da bakterioen aurkako ezaugarriak hobetzeko asmotan kitosanoa gainazalean txertatuz. Horretarako, lotura kobalente eta elkarrekintza elektrostatiko moduko zenbait metodo erabili dira, eta aldaketen lorpena eta garatutako filmen propietateak aztertu dira.
- Egileak: Jon Andrade del Olmo eta Leyre Pérez Álvarez.
- Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua.
- ISSN: 0214-9001
- Orrialdeak: 129-148
- DOI: 10.1387/ekaia.17861
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Egileez:
Jon Andrade del Olmo eta Leyre Pérez Álvarez UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko Kimika Fisikoa saileko Kimika Makromolekularreko Laborategian dabiltza.
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Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.
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Números primos gemelos, parientes y sexis (1)
Hace unos meses, mientras buscaba información para mis entradas del Cuaderno de Cultura Científica Los números enamorados y ¿Pueden los números enamorarse de su propia imagen?, descubrí dos familias de números primos especiales, los números primos “parientes” (llamados cousin en inglés) y los sexis, ambas relacionadas con los números primos gemelos. Entonces me las guardé en el baúl de los temas pendientes, que acabo de abrir para poder hablar en esta entrada y en la próxima sobre estas familias de números primos.
1.2.3.5.7.11.13 (2018), del artista estadounidense Tim McKay, 332,7 x 152,4 cm, una de las obras de la exposición Primes, celebrada en 2019 en el espacio artístico Pirate: Contemporary Art, de Lakewood (Colorado). Imagen de la página web del artistaPero empecemos por el principio, por los números primos gemelos. Como es bien conocido, los números primos son aquellos números naturales que solamente se pueden dividir por 1 y por ellos mismos, como el 2, el 3, el 5 o el 7, pero no el 9 (que se puede dividir por 3) o el 12 (que se puede dividir por 2, 3, 4 o 6). Puede leerse más sobre ellos en la entrada Buscando lagunas de números primos, como que existen infinitos números primos, que cada número natural puede expresarse, de forma única, como producto de números primos, qué es la criba de Eratóstenes o sobre el problema de la distribución de los números primos.
Como todos los números pares, a excepción del 2, son números compuestos, no primos, entonces lo más cerca que pueden estar dos números primos, salvo el 2 y el 3 que están pegados, es con solo un número par entre ellos. Y precisamente, a las parejas de números primos que están tan cerca, es decir, con solo un número par entre ellos, o dicho de otra forma, que la diferencia entre ellos es 2, se les llama números primos gemelos, como las parejas 11 y 13, 17 y 19, o 59 y 61. Las parejas de números primos gemelos menores de 500 son (véase la sucesión A0077800 de la enciclopedia online de números enteros):
(3, 5), (5, 7), (11, 13), (17, 19), (29, 31), (41, 43), (59, 61), (71, 73), (101, 103), (107, 109), (137, 139), (149, 151), (179, 181), (191, 193), (197, 199), (227, 229), (239, 241), (269, 271), (281, 283), (311, 313), (347, 349), (419, 421), (431, 433) y (461, 463).
Por eso en la novela La soledad de los números primos (Salamandra, 2009), del escritor italiano Paolo Giordano, se dice de los protagonistas, Mattia, que es matemático, y Alice: “Mattia pensaba que él y Alice eran eso, dos primos gemelos solos y perdidos, próximos, pero nunca juntos”.
Prime Rhythms / Ritmos primos (1959 -1962), de Anthony Hill, realizada en plástico laminado y de unas dimensiones de 91.5 x 91.5 x 1.9 cm. Imagen del artículo del artista A View of Non-Figurative Art and Mathematics and an Analysis of a Structural Relief. Obra relacionada con los números primos gemelos, como se explica en la entrada Los ritmos primos de Anthony HillUn primer resultado sobre las parejas de números primos gemelos es que, salvo la pareja (3, 5), son de la forma (6 n – 1, 6 n + 1). Veamos una justificación de este hecho. Un número cualquiera puede escribirse de la forma 6 n + d, para d = 0, 1, 2, 3, 4 o 5. Entonces:
i) si d = 0, 2 o 4, el número 6 n + d no es primo, ya que es divisible por 2;
ii) si d = 3, se puede dividir 6 n + d por 3;
iii) si d = 1, el número es de la forma 6 n + 1;
iv) si d = 5, la forma del número es 6 n + 5 = 6 (n + 1) – 1 = 6 m – 1, si tomamos m = n +1.
De hecho, hemos probado más. Hemos demostrado que todos los números primos, en particular, todos los números no divisibles por 2 y 3, son de una de estas dos formas: 6 n – 1 y 6 n + 1. Por lo tanto, la suma de dos números primos gemelos es divisible por 12 (5 + 7 = 12, 11 + 13 = 24, 17 + 19 = 36, etc).
Más aún, si tenemos una pareja de números primos (6 n – 1, 6 n + 1), entonces el dígito de las unidades del número n debe ser 0, 2, 3, 5, 7 u 8, ya que en otro caso – 1, 4, 6 o 9 – uno de los dos números de esa pareja sería múltiplo de 5.
Lo siguiente que podríamos plantearnos es cuántos números primos gemelos existen. Mientras que la existencia de infinitos números primos es un hecho conocido desde la matemática griega y que posee una sencilla demostración (véase Buscando lagunas de números primos), el problema de si existen infinitas parejas de números primos gemelos sigue estando abierto a día de hoy. Es la conocida como conjetura de los números primos gemelos.
Existen números primos gemelos muy grandes, por ejemplo, la pareja de números primos 1.000.000.000.061 y 1.000.000.000.063, que menciona Keith J. Devlin en su libro El lenguaje de las matemáticas (Ma Non Troppo, 2002), y mucho más grandes aún, como se verá más adelante, pero se desconoce si existen infinitos números primos gemelos. Sin embargo, en los últimos años se ha realizado un importante avance en esta conjetura.
En 2013 nos sorprendió la noticia de que el matemático chino, residente en Estados Unidos, Yitang Zhang, había probado una versión débil de la conjetura de los números primos (el correspondiente artículo fue publicado en 2014 en la prestigiosa revista de investigación matemática, Annals of Mathematics). En concreto, había demostrado que existen infinitas parejas de números primos cuya diferencia entre ellos es menor que 70 millones (70.000.000). No era la conjetura de los números primos gemelos, pero era un gran paso, ya que se había fijado una cota finita que, aunque no era 2 (que establece la conjetura para los números primos gemelos), al menos era finita, para la existencia de infinitas parejas de números primos cuya diferencia entre ellos fuera menor que esa cota.
A partir del resultado de Yitang Zhang, el matemático australiano-americano Terence Tao, propuso un proyecto polymath (que son proyectos colaborativos masivos para resolver problemas matemáticos) para reducir la cota de Zhang. Esta ha conseguido reducirse hasta 246. Es decir, existen infinitas parejas de números primos, cuya diferencia entre ellos es menor que 246. Dentro de ese conjunto infinito de parejas de números primos está el conjunto de los números primos gemelos (cuya diferencia es 2), el conjunto de las parejas de números primos cuya diferencia es 4, que son los llamados primos parientes, o el de aquellas cuya diferencia es 6, los primos sexis, que aún no sabemos si ellos solos son conjuntos infinitos o no, pero también todas las demás parejas de números primos con una diferencia menor que 246, como 29 y 41 (cuya diferencia es 12) o 47 y 269 (cuya diferencia es 222).
Más aún, asumiendo la conjetura de Elliot-Halberstam, sobre la distribución de números primos en progresión aritmética, y una generalización de la misma, se ha demostrado que la cota puede reducirse a 12 y 6.
Poema de los números primos (años 1980), rotulador e hilo sobre lienzo, 97,5 x 130 cm. Archivo Esther Ferrer y perteneciente al catálogo Esther Ferrer, todas las variaciones son válidas, incluida esta. Obra en la que aparecen los números primos gemelos más grandes conocidos en 1980, con 703 dígitosComo puede verse en la página web dedicada a los números primos y sus records, The Prime pages, los números primos gemelos más grandes conocidos, a día de hoy, fueron obtenidos en septiembre de 2016, y son los números
2.996.863.034.895 · 21.290.000 – 1 y 2.996.863.034.895 · 21.290.000 + 1,
que tienen nada más y nada menos que 388.342 dígitos.
Otra cuestión interesante que nos podríamos plantear, es cuál es el porcentaje de parejas de números primos gemelos dentro del conjunto de todos los números primos, entendiendo que estamos contando solo el primer primo de la pareja, es decir, el primo p tal que p + 2 es también primo. Si miramos los listados existentes de ambos conjuntos, veremos que, entre los 100 primeros números, hay 25 números primos (2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 37, 41, 43, 47, 53, 59, 61, 67, 71, 73, 79, 83, 89, 97) y 8 números primos p tales que p + 2 es también primo (3, 5, 11, 17, 29, 41, 59, 71), es decir, parejas de números primos gemelos, luego hay un 32% de parejas de números primos gemelos. Si tomamos ahora los 1000 primeros números, hay 168 números primos y 35 parejas de números primos gemelos, luego un 20,8%. Y va disminuyendo el porcentaje, de manera que cuando tomamos los primeros un millardo de números (1.000.000.000), hay 50.847.534 números primos, pero solo un 6,7% son primos p tales que p + 2 es primo, 3.424.506.
Como puede observarse, cada vez hay menos números primos gemelos (en realidad, primos p tales que p + 2 es primo), dentro del conjunto de números primos.
Un resultado curioso relacionado con los números primos gemelos es el conocido como teorema de Brun, demostrado por el matemático noruego M. Viggo Brun (1885-1978) en 1919.
Teorema de Brun (1919): La suma de los recíprocos de los números primos gemelos
es convergente, y converge al número B2, la conocida como constante de Brun, que tiene un valor aproximado de 1,902160583104 (esta aproximación fue obtenida en 2002, por Pascal Sebah y Xavier Gourdon).
Si la anterior serie, la suma de los recíprocos de los números primos gemelos, fuese divergente, es decir, que la secuencia infinita de sumas parciales de la serie no tuviese límite, entonces podríamos afirmar que existen infinitos números primos gemelos. Esto se debe a que si fuesen finitos la serie sería convergente, ya que la suma tendría un número finito de sumandos, luego sería finita, tendría límite. Sin embargo, la serie es convergente, por lo que no podemos deducir de ahí que sea una familia finita o infinita.
Por otra parte, si la constante de Brun B2 fuese un número irracional, es decir, que no se puede escribir como cociente de dos números enteros, podríamos afirmar que entonces existen infinitos números primos gemelos. Esto se debe a que, si fuesen finitos, la serie anterior sería una suma finita de números racionales, luego racional. Pero se desconoce si B2 es racional o irracional.
The First Ten Prime Numbers, Suite I (2004), de la artista estadounidense Nancy Macko, litografía, 76,2 x 55,9 cm. La imagen pertenece a la instalación de la obra en Commissary Arts (Venecia, California), en 2008, obtenida de la página web de Nancy MackoContinuando con nuestro interés por los números primos gemelos, podríamos plantearnos si existen ternas de números primos gemelos. La respuesta es negativa, salvo para la terna (3, 5, 7), ya que cada tres números impares consecutivos, uno de ellos necesariamente es múltiplo de 3. Es fácil observar esto. Todo número puede escribirse como 3 n + r, con r = 0, 1 o 2, entonces tres números impares consecutivos pueden escribirse de la forma 3 n + r, 3 n + r + 2 y 3 n + r + 4 = 3 (n + 1) + r + 1. Si r = 0, el primer número es múltiplo de 3, si r = 1, lo es el segundo, y si r = 2, el múltiplo de 3 es el tercero.
En conclusión, no hay ternas de números primos gemelos. Lo más cerca que pueden estar tres números primos entre sí es cuando son de la forma (p, p + 2, p + 6), como (5, 7, 11) o (11, 13, 17), y de la forma (p, p + 4, p + 6), como (7, 11, 13) o (13, 17, 19), a los cuales se les llama números primos trillizos.
Los números primos trillizos de la forma (p, p + 2, p + 6), menores de 500, son (véase la sucesión A022004 de la enciclopedia online de números enteros):
(5, 7, 11), (11, 13, 17), (17, 19, 23), (41, 43, 47), (101, 103, 107), (107, 109, 113), (191, 193, 197), (227, 229, 233), (311, 313, 317), (347, 349, 353), (461, 463, 467).
Mientras que los números primos trillizos de la forma (p, p + 4, p + 6), menores de 500, son (véase la sucesión A022005):
(7, 11, 13), (13, 17, 19), (37, 41, 43), (67, 71, 73), (97, 101, 103), (103, 107, 109), (193, 197, 199), (223, 227, 229), (277, 281, 283), (307, 311, 313), (457, 461, 463).
Además, la terna de números trillizos, de la forma (p, p + 2, p + 6), más grande que se conoce en la actualidad, obtenida en abril de 2019 (véase The Prime pages), es
4.111.286.921.397 x 266.420 – 1,
4.111.286.921.397 x 266.420 + 1,
4.111.286.921.397 x 266.420 + 5,
que tienen 20.008 dígitos. Mientras que para la forma (p, p + 4, p + 6), los números primos trillizos más grandes, obtenidos en abril de 2013 (véase The Prime pages), son
6.521.953.289.619 x 255.555 – 5
6.521.953.289.619 x 255.555 – 1
6.521.953.289.619 x 255.555 + 1,
con 16.717 dígitos cada uno. Además, de forma similar a la conjetura de los números primos gemelos, existe una conjetura sobre la existencia de infinitos números primos trillizos.
En general, nos podemos plantear el estudio de las familias de los grupos de k números primos más próximos posibles, que podemos llamar, para k = 4, cuatrillizos, para k = 5, quintillizos, luego sextillizos, septillizos, octillizos, nonillizos, etcétera y, en general, para cualquier k, números primos k-tillizos.
Dos fotografías, con 6 años de diferencia (2010-2016), de la familia McGee, con sus seis hijos sextillizos, Elijah, Issac, Josiah, Madison, Olivia and Rozonno Jr., que han sido las estrellas de un programa de televisión llamado “Growing Up McGee”. Imagen e información de la página de TODAY, fotografías de Janine and Brian Killian, de Peters PhotographyLos números primos cuatrillizos son de la forma (p, p + 2, p + 6, p + 8). Las primeras cuaternas de números primos cuatrillizos (véase la sucesión A007530) son
(5, 7, 11, 13), (11, 13, 17, 19), (101, 103, 107, 109), (191, 193, 197, 199), (821, 823, 827, 829), (1481, 1483, 1487, 1489), (1871, 1873, 1877, 1879), (2081, 2083, 2087, 2089).
Además, puede demostrarse que los números primos cuatrillizos son de la forma
(30 n + 11, 30 n + 13, 30 n + 17, 30 n + 19),
salvo la cuaterna inicial (5, 7, 11, 13). Este resultado, y otros similares, ayudan a la hora de encontrar números primos cuatrillizos (véase, por ejemplo, el artículo Two Algorithms to Find Primes in Patterns, de Jonathan Sorenson).
Si tenemos una cuaterna de números primos cuatrillizos (p, p + 2, p + 6, p + 8) tal que uno de los números, p – 4 o p + 12, es primo, entonces se tiene una quinterna de números primos lo más próximos posibles entre ellos, es decir, una quinterna de números primos quintillizos. Por lo tanto, los números primos quintillizos son de la forma (p, p + 2, p + 6, p + 8, p + 12), como las quinternas (5, 7, 11, 13, 17) y (11, 13, 17, 19, 23), o de la forma (p, p + 4, p + 6, p + 10, p + 12), como (7, 11, 13, 17, 19) y (97, 101, 103, 107, 109).
Mientras que los números primos sextillizos son de la forma (p, p + 4, p + 6, p + 10, p + 12, p + 16), como (7, 11, 13, 17, 19, 23) y (97, 101, 103, 107, 109, 113), y así podríamos seguir con más agrupaciones próximas de números primos.
Despidamos la primera parte de esta miniserie de entradas sobre los números primos gemelos, parientes y sexis, y otras familias relacionadas, con otra obra relacionada con los números primos de la artista donostiarra Esther Ferrer.
Poema de los números primos (2016), de Esther Ferrer, dibujo para suelo, realizado en tinta sobre papel cuadriculado, 104,5 cm x 83,5 cm, del Archivo de Esther Ferrer. Imagen de la exposición Esther Ferrer 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23,… en Tabakalera. Fotografía de Raúl Ibáñez
Bibliografía
1.- Wolfram Mathworld: Twin Primes
2.- Wikipedia: Twin prime
3.- Yitang Zhang, Bounded gaps between primes, Annals of Mathematics 179 (3), pp. 1121–1174, 2014.
4.- The Prime pages
5.- Chris, Di and Matthew Stevenson, Hugin Home Page: Prime numbers
6.- X. Gourdon, P. Sebah: Introduction to Twin Primes and Brun’s Constant Computation
7.- Wolfram Mathworld: Prime Triplet
8.- Wikipedia: Prime triplet
9.- Wikipedia: Prime quadruplet
10.- Jonathan Sorenson, Two Algorithms to Find Primes in Patterns
Sobre el autor: Raúl Ibáñez es profesor del Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU y colaborador de la Cátedra de Cultura Científica
El artículo Números primos gemelos, parientes y sexis (1) se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
Entradas relacionadas:- El poema de los números primos (2)
- Buscando lagunas de números no primos
- El poema de los números primos
Artikoko eremu urrunetara iritsi dira ere mikroplastikoak
Konkistatzaile berri bat dabil leku batetik bestera, baina isilpean egiten du bere lana. Plastikoari buruz ari gara. Gaur egun, barra-barra zabalduta dago material artifizial hori mundu osoan zehar. Aitortu beharra dago plastikoaren erabilerak abantaila handiak ekarri dizkiola gizateriari, baina oraingoan ere txanponaren beste aldera ere begiratu beharra dago.
Naturan zabalduta dagoenean, denboran zehar izaten den narriaduraren poderioz, apurtu egiten da, eta gero eta txikiagoa egiten da plastikoa. Hasiera batean horrek abantaila eman badezake ere, egiatan bestelakoa da egoera. Hamabost urte inguru besterik ez dira igaro plastikoaren eragina itsasoan ikertzen zebilen Richard Thompson itsas biologoak Alan Weisman dibulgatzaileari ohartarazpen hau egin zionetik: gero eta txikiago bihurtzean, orduan eta arazo handiagoak ekarriko ditu naturan zabalduta dagoen plastikoak. “Hauts bihurtzen denean, zooplanktonak ere irentsiko ditu”, esan zion.
1. irudia: Artikoan hartu dituzten laginetan mikroplastikoak aurkitu dituzte. ‘Polarstern’ itsasontzi ozeanografikoaren helikopteroa baliatu dute eremu urrunetara iristeko. (Argazkia: Mine Tekman /Alfred-Wegener-Institutua)
Zooplanktonak ez ezik, guk ere irensten dugula badakigu orain. Are gehiago, dagoeneko ohitu garela dirudi, eta onartutzat ematen dugu duela gutxira arte irudi ezinak ziren lekuetan plastikoa aurkitzea. Itsasora eta lur eremuko ekosistemetara ez ezik, gure gorputzera ere iritsi da plastikoa, oraindik horren eragina zein izan daitekeen oso argi ez dugun arren.
Pixkanaka materialaren zabalpenaren ebidentziak pilatu egiten dira, eta ikerketa berriek erakusten dute norainokoa den zabalpen hori. Azkena Alfred Wegener institutuko ikertzaileek aurkeztu dute, Science Advances aldizkarian argitaratutako artikulu batean. Bertan erakutsi dute mikroplastikoz osatutako partikulak ere Artikora iritsi direla.
Aspalditik demostratu da itsasoko ur-lasterrek plastikoa garraiatzeko ahalmena dutela, baina azken urteetan ere gero eta argiago dago airearen bitartez ere mugitzen dela kutsadura hori, eta haize lasterrek munduan zehar barreiatzen dutela (plastikoa ez da garraiatzen den bakarra: Euskal Herrian demostratu dute Pirinioetara iristen direla trafikoak sorraraziko partikula metalikoak).
Kasu honetan, Groenlandiako ekialdean kokatuta dagoen Fram itsasartean eta Svalbard uhartedian hartutako izotzak aztertu dituzte, urteen poderioz pilatutako elurra aztertzeko, baina Alpeetan eta Europako hainbat hiritan hartutako laginak ere aztertu dituzte, azken hauek erreferentzia modura edukitzeko. Azterketa hauen bitartez, eremu hauetako airean zenbat plastiko dagoen kuantifikatu nahi izan dute.
Hasiera batean airea iragazi nahi zuten, baina hori egin ahal izateko denbora asko behar da. Horregatik elurrean jarri dute arreta, elurrak ere mikroplastikoak jasotzen eta lurrera eramaten dituelakoan. Leku hauetan guztietan laginak hartzean, azaleko geruzetara mugatu dira, prezipitazio berriek ekarritako plastikoa aztertu nahi zutelako. Laginak analizatzeko, berriz, espektroskopia infragorriaren teknika baliatu dute. Teknika horrek aukera ematen du laginen osaketa zein den jakiteko.
Urtutako elur litro bakoitzeko 154.000 partikula arteko kopuruak neurtu dituzte Europan. Artikoan ere aurkitu dituzte, kopuru askoz txikiagotan, noski; baina, halere, emaitzak oso esanguratsuak izan dira: 14.400 partikula arteko kopurua neurtu dute. Alabaina, horiek goiko baloreak direla kontuan izan behar da, lagin zehatz batean aurkitutakoak. Batez bestean, Artikoan, litroko 1.800 partikula inguru daudela kalkulatu dute.
Institutuaren prentsa ohar ofizialean bertan 14.400 zenbakia eman duten arren, zientzia artikuluan egileek aitortzen dute kopuru hori lagin zehatz batean aurkitu dutela. Are gehiago, eta bertan eskaini dituzten emaitzen tauletan egiazta daitekeenez, lagin gehienetako kopuruak askoz txikiagoak dira: jitoan doazen izotzetan hartutako bederatzi puntuetan dauden emaitzak, esaterako, argigarriak dira: 124, 0, 20, 602, 218, 230, 88, 186 eta 14.400 partikula litro bakoitzeko (batez bestean, beraz 1.763 partikula). Hortaz, eta arazoari garrantzia kendu gabe, aitortu beharra dago emaitzak zabaltzerakoan askotan muturreko datuetara jotzeko joera dagoela, seguruenera hedabideetan eta erakundeetan ikusgarritasuna lortu aldera. Arazoa larriagoa da zientzia institutuek beraiek egiten dutenean: hori, noski, ez da batere lagungarria zientziaren sinesgarritasuna indartzeko.
2. irudia: Europarekin alderatuz, Artikoan aurkitutako mikropartikulen kopurua askoz txikiagoa da; baina, halere, esanguratsua da. Batez bestean, Artikoan urtutako elur litro bakoitzeko 1.800 partikula atzeman dituzte. Irudietan daude horietako batzuk. (Argazkia: Science Advances)
Aurkitu dutenari dagokionez, kautxua, polietilenoa, berniza edota poliamida izan dira konposatuetako batzuk. Partikula horietatik, %80 inguruk 25 mikra edo gutxiagoko neurria zuten, eta ikusi dute ere gero eta txikiago izanda, partikula horien kopurua orduan eta handiagoa izan dela. Horregatik, atzeman ezin diren partikulak badaudelako susmoa dute. Izan ere, zientzialariek erabili duten teknologiaren bitartez 11 mikra baino beheragoko partikularik ezin izan dituzte atzeman.
Horregatik, karbonoaren edo metanoaren zikloaz hitz egiten den modu berean, “plastikoaren ziklo” bati buruz hitz egiten hasi beharko ginatekeela proposatu dute adituek. Mikroplastikoen arazoari buruzko “ikuspegi holistiko” bat garatzeko beharra nabarmendu du Gunnar Gerdts zientzialariak. “Arazo globala da, eta iturriak eta hobiak ulertu nahi baditugu, beste hainbat diziplinarekin eta zientzialariarekin elkartu beharra dugu, irudi osoa eskuratu aldera, eta benetan arriskutsua den edo ez ebatzi aldera”.
Kanadan ere aurkitu dituzteAlfred Wegner Institutuak gidatutako ikerketa honetan beren-beregi mikroplastikoen bila joan badira ere, partikula txikiak beste hainbat laginetan agertzen ere hasiak dira. Hau izan da uda honetan egin duten espedizio baten kasua.
Kasu honetan, Kanadako Artikoan eskuratu dituzte laginak, zehazki Ipar-mendebaldeko Pasaian. Bertan klima aldaketak izan duen eragina aztertu nahi izan dute zientzialariek. 18 puntutan zulatu dute izotza, Resolute izeneko herritik gertu, eta hasierako emaitzak ikustean ezustekoa izan dute, printzipioz planktona aztertzea zutelako helburu, baina bertan ere plastikoa aurkitu dutelako.
Lagin horietatik bost mikroskopio bitartez aztertzean plastikozko mikropartikulak aurkitu dituzte. Kasu honetan, izotzak iragazi baten modura funtzionatu du, ozeanoetako ura izotzaren poroetatik igarotzen baita, eta izotz kristaletan planktona biltzen da; orain ikusi dutenez, plastikoa ere bertan jasota geratzen da. Momentuz ez dute argitu zer motako plastikok diren, oraindik zientzia artikulurik ez baitute idatzi, baina horien jatorria zein den eta ingurumenean izan dezaketen eragina ikertuko dutela aurreratu dute.
Erreferentzia bibliografikoa:
Bergmann, Melanie et al., (2019). White and wonderful? Microplastics prevail in snow from the Alps to the Arctic. Science Advances, 5 (8), eaax1157. DOI: 10.1126/sciadv.aax1157
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Egileaz: Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.
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Un átomo con un centro masivo diminuto
Artilleros británicos preparándose para disparar un obús con proyectiles de 15 pulgadas en 1917. Esto tenía en mente Rutherford al hacer el comentario que leerás en el texto. Fuente: Wikimedia CommonsComo ocurre a menudo, el siguiente avance hacia la comprensión de la estructura atómica surgió de una investigación completamente sin ninguna relación con los espectros atómicos. La visión y el liderazgo de Ernest Rutherford hicieron que el equipo del Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge proporcionase durante el período 1909-1911 una nueva base sobre la que construir los modelos atómicos. Una base revolucionaria: los átomos son fundamentalmente espacio vacío.
Rutherford estaba interesado en los rayos emitidos por las sustancias radiactivas, especialmente los llamados rayos α (alfa). Estos rayos α consisten en partículas cargadas positivamente [1]. Algunas sustancias radiactivas emiten partículas α a velocidades y energías muy altas que pueden emplearse como proyectiles para bombardear muestras. Los experimentos que Rutherford y sus colegas hicieron con estas partículas son ejemplos de un tipo muy importante de experimento en física atómica y nuclear: el experimento de dispersión.
En un experimento de dispersión, un haz estrecho y paralelo de «proyectiles» (por ejemplo, partículas α, electrones o rayos X) se apunta a un objetivo. El objetivo suele ser una lámina delgada o una película de algún material. Cuando el rayo golpea el objetivo algunos de los proyectiles se desvían de su dirección original, dispersándose. La dispersión es el resultado de la interacción entre las partículas en el haz y los átomos del material. Un estudio cuidadoso de los proyectiles después de la dispersión puede generar información sobre los propios proyectiles, los átomos de la muestra y la interacción entre unos y otros. Así, si conocemos la masa, la energía y la dirección de los proyectiles y vemos como se dispersan podemos deducir las propiedades de los átomos que ocasionaron que los proyectiles se dispersasen de esa manera.
Rutherford notó que cuando un haz de partículas pasaba a través de una delgada lámina de metal, el haz se esparcía. Se puede pensar que esta dispersión está causada por interacciones electrostáticas entre las partículas α cargadas positivamente y las cargas que forman los átomos. Sabemos que los átomos contienen cargas positivas y negativas. Por lo tanto, una partícula α debería sufrir tanto fuerzas repelentes como atrayentes a medida que pasa a través de la materia. La magnitud y la dirección de estas fuerzas dependen de la distribución de las cargas en los átomos que constituyen la muestra y de la proximidad en cada momento de cada partícula a esas cargas. Cuando se propone un modelo atómico concreto, la extensión de la dispersión esperada se puede calcular y comparar con el experimento. Así, el modelo del átomo de Thomson predice una probabilidad casi nula de que una partícula se desvíe de su trayectoria inicial en un ángulo de más de unos pocos grados.
Previsión de la dispersión según el modelo atómico de Thomson. Fuente: Wikimedia CommonsEl avance que condujo al modelo moderno del átomo siguió al descubrimiento de uno de los ayudantes de Rutherford, Hans Geiger. Geiger descubrió que el número de partículas dispersadas en ángulos de 10 ° o más era mucho mayor que el número predicho por el modelo de Thomson. De hecho, increíblemente un número significativo de partículas α se dispersaba en un ángulo superior a 90 °, es decir, muchas partículas prácticamente rebotaban directamente desde la lámina. Según el modelo de Thomson, el átomo debería haber actuado solo ligeramente sobre el proyectil. Algunos años después, Rutherford escribiría [2]:
[. . .] Había observado la dispersión de partículas α, y el Dr. Geiger en mi laboratorio la había examinado en detalle. Descubrió, en piezas delgadas de metal pesado, que la dispersión era generalmente pequeña, del orden de un grado. Un día, Geiger vino a mí y me dijo: «¿No crees que el joven Marsden, a quien estoy enseñando métodos radiactivos, debería comenzar una pequeña investigación?» Resulta que yo también lo había pensado, así que dije: «¿Por qué no le dejas ver si alguna partícula α se dispersa con un ángulo grande? ”. Puedo decirle con confianza que no creía que ninguna lo hiciese, ya que sabíamos que la partícula α era una partícula masiva muy rápida, con una gran cantidad de energía [cinética], y se podía demostrar que si la dispersión se debía al efecto acumulado de varias dispersiones pequeñas, la posibilidad de que una partícula se dispersara hacia atrás era muy pequeña. Entonces recuerdo que dos o tres días después Geiger se acercó a mí muy excitado y me dijo: “Hemos podido hacer que algunas de las partículas vuelvan atrás. . . »
Fue lo más increíble que me ha sucedido en mi vida. Fue casi tan increíble como si dispararas un proyectil de 15 pulgadas [3] contra un trozo de papel de seda y volviera y te golpeara. Reflexionando, me di cuenta de que esta dispersión hacia atrás debía ser el resultado de una sola colisión, y cuando hice los cálculos vi que era imposible obtener algo de ese orden de magnitud a menos que tomaras un sistema en el que la mayor parte de la masa del átomo se concentraba en un núcleo diminuto. Fue entonces cuando tuve la idea de un átomo con un centro masivo diminuto, con una carga.
Estos experimentos y la interpretación de Rutherford marcaron el origen del concepto moderno del átomo nuclear. Pero, pensemos un momento. A la vista de lo que hemos visto, ¿por qué el átomo debería tener su masa y carga positiva concentradas en un pequeño núcleo en el centro alrededor del cual se agrupan los electrones? Necesitamos más datos para poder llegar nosotros a esa conclusión también.
Notas:
[1] Estas partículas α son iones de helio cargados positivamente o, si se prefiere, núcleos de helio, con masas aproximadamente 7500 veces la masa del electrón.
[2] Rutherford, E. (1936) “The Development of the Theory of Atomic Structure”, publicado en “Background to Modern Science” McMillan, New York, 1940. Traducción propia.
[3] Un señor obús de 38,1 cm de diámetro. Véase la imagen que encabeza el texto.
Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance
El artículo Un átomo con un centro masivo diminuto se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Ziurgabetasunaren ziurtasuna IPCCren txostenetan
Munduko klimaren bilakaera –kezkaturik– jarraitzen dugunok ikusi dugu nola Munduko Meteorologia Erakundeak (WMO, ingelesez) azaldu duen batez besteko tenperaturaren hogei errekor hautsi direla azken 22 urteetan. Eta joera hori goraka doala: Lurrak laurehun hilabete jarraian izan ditu batezbesteko historikoa gainditu duten tenperaturak; horrela, XX. mendeko erreferentziaren gainetik egon da 33 urtez jarraian.
1. irudia: 2017. urteak munduko batez besteko tenperaturaren errekorra hautsi zuen; hala, lehenengo postua kendu zion 2016. urteari, zeinak aurreko bi urteetako marka harrigarria gainditu zuen. (Argazkia: Gerd Altmann / Pixabay)
Klima-aldaketa gertatzen ari dela ziurta dezakegu, eta horrek benetako mehatxua ekarriko du ezagutzen dugun munduarentzat. Gainera, mehatxu hori nagusiki gizakiaren industria jardueragatik sortu dela adierazten dute datu guztiek. IPCCren “Global Warming of 1,5 ºC” txosten bereziak, 2018. urte amaieran argitaratua, argi uzten du: jarduera horrek planetaren tenperatura gutxi gorabehera 1 ºC igo duela uste da, industria garaiaren aurreko mailak kontuan hartzen badira. Hamarkada gutxi batzuetan, atmosferako CO2 kontzentrazioa % 30 igo da, 400 ppm gaindituta, eta orain dela hiru milioi urte datatutako errekorra hautsita. Ez da klimaren bilakaera naturala: ikaragarri nabarmena da, eta ia komunitate zientifiko osoa iritzi berekoa da.
Tresna matematikoak etorkizuna iragartzekoIraganeko klima-aldaketa azken mendean jasotako datuen historikoari esker ziurta daiteke, baina etorkizuna ezagutzeko ez dago behaketa posiblerik. Gure planetak aurre egin beharko dien egoera posibleak aztertu nahi baditugu, simulazio konplexuko ereduen mendean gaude ia esklusiboki, eta horiek azpiereduz osatuta daude, zeinak NASA, UK Met Office, Beijing Climate Center eta halako taldeek etengabe garatzen dituzten.
2. irudia: NASAren Goddard Earth Observing System (GEOS-5) eredu klimatikoa erabiliz lortutako simulazioak. (Iturria: William Putman/NASA/Goddard)
Simulazio horiek lehenago sartutako corpus teoriko baten arabera egiten dira. Adibidez, atmosferako simulazioen kasuan, corpus hori honela osatuta dago: (i) elementu jariakor finituetan aplikatutako Newtonen higidura legeak; (ii) masaren kontserbazio legea; eta (iii) ekuazio termodinamikoak, aire zati bakoitzean beroaren efektua kalkulatzea ahalbidetzen dutenak eguzki izpien balio parametrizatuen bitartez. Hiru osagai horiek soluzio analitiko askaezineko ekuazio diferentzial partzial ez-lineal bihurtzen dira. Hori dela eta, ekuazio jarraituak diskretizatzen dituzten eta horien ebazpenaren hurbilketa bat zehaztea ahalbidetzen duten zenbakizko metodoak aplikatzen dira, modelizazio eta konputagailu simulazio tekniken bitartez.
Beste azpieredu batzuekin batera, karbonoaren zikloaren simulazioa edo mugimendu tektonikoa, esaterako, simulazio horiek etorkizuneko egoera posibleak eraikitzeko erabiltzen dira, eta horiek ondorioak arintzeko politikan edo ingurumen-egokitzapenerako politikan –ikatzaren monetizazioa edo geoingeniariatza estrategien aplikazioa, adibidez– erabakiak hartzeko tresnak dira. Hala ere, klima-aldaketa antropogenikoa gidatzen duten mekanismoak ondo ulertzen diren arren, proiekzio horiek ziurgabetasuna adierazten dute emaitzen zehaztasunean. Horien kuantifikazioa da, hain zuzen, adituek politikariei (ez)jakintasuna komunikatzeko erreminta nagusia.
Ziurgabetasunaren iturriakLiteratura espezializatuak ziurgabetasun maila zehazten duten ziurgabetasun epistemikoaren zazpi iturri ere ezartzen ditu:
- Osagaien eta dauden interakzioen azpimultzo bat deskribatzea bakarrik ahalbidetzen duten ereduen egitura.
- Zenbakizko hurbilketak.
- Ebazpen mugatua, mikroeskalako prozesuak parametrizatuak izatea eta, ondorioz, beren efektua –prozesua benetan konpondu gabe– eskala handiko kuantifikazio eskuragarrien arabera deskribatu behar izatea eragiten duena.
- Barne aldakortasun naturala.
- Datuen behaketa.
- Hasierako eta inguruko baldintzak.
- Etorkizuneko egoera ekonomikoa.
Ziurgabetasunaren iturri horiek guztiak eredu bakoitzerako dauden klimaren hainbat irudikapenetatik datoz. Ziurgabetasun horrek oro har jendearengan sortzen duen lehenengo inpresioa da klima-aldaketaren hipotesia, nolabait, zalantzazkoa dela. IPCCren I Taldearen ondorengo txostenetan aurkeztutako ziurgabetasun ereduak ez dira, ordea, klima-aldaketa zalantzazkoa den ala ez argitzeko aurkezten, baizik eta lortutako ereduen kalitatea jakinarazteko eta milaka eta milaka zientzialarik eskuratutako emaitzen prozesutik kanpo hartutako erabaki politikoak helarazteko.
3. irudia: Lurreko gainazal-tenperaturaren proiekzioak. (Iturria: Policymaker Summary of The Phisical Science Basis – 4th IPCC Report).
Badirudi argi dagoela ezin dugula etorkizuna ziurtasun osoz ezagutu eta, Zygmunt Baumanek esango lukeen moduan, daukagun ziurtasun bakarra ziurgabetasuna dela. Hala ere, horrek ez du galarazten modu nahiko sendoan aurreikustea izango dugun etorkizun gertagarria. Horregatik, simulazioen emaitzak ziurgabetasunaren eredu gertagarriekin aurkeztea ez da ahultasun zeinua, baizik eta balioespen horiek modu garden batean azaltzeko tresna, ikerketa zientifikoa politika, gizarte eta etika kontuekin nahastu gabe. Jarduera hori zorroztasun eredutzat hartzen dute zientzialariek eta IPCCk, nahiz eta badiren zalantzaren merkatariak ahultasuntzat jotzen dutenak. Izan ere, IPCCko txostenetako ziurgabetasunaren ziurtasuna, paradoxikoki, eskuragarri dagoen modu bakarra da etortzekoa den klimaren proiekzio ahalik eta ziurrenak egiteko.
Gehiago jakiteko:
Winsberg, Eric (2018), Philosophy and Climate Science, New York: Cambridge University Press.
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Egileaz: José Luis Granados Mateo UPV/EHUko Historia eta Filosofiako doktorego aurreko ikertzailea da.
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Oharra: Jatorrizko artikulua Cuaderno de Cultura Científica blogean argitaratu zen 2019ko uztailaren 15ean: La certeza de la incertidumbre en los informes del IPCC. Eta bigarren bertsio bat The Conversation gunean abuztuaren 13an: La incertidumbre en los informes sobre el cambio climático: ¿un motivo para dudar?
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Sobre gustos……¿no hay nada escrito?
Juan Felipe Castro
Foto: Natema Drummond / UnsplashDesde hace mucho tiempo y en diversas culturas se acuñó la expresión “sobre gustos no hay nada escrito”. Parece ser que desde un punto de vista genético, fisiológico y cultural, ésta frase ya ha pasado de moda.
Según Nicholas Archer de la Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth (CSIRO), nuestras preferencias a la hora de los gustos por las comidas varía según la persona y se crean a partir de una combinación de 3 factores: el entorno (la salud de cada uno en particular, dieta e influencias culturales), las experiencias previas y los genes.
Actualmente reconocemos los siguientes sabores en nuestra lengua y parte superior del esófago: amargo, dulce, salado, ácido, umami y también hay una nueva tendencia a reconocer el sabor “graso” como un sabor diferente de los otros.
El sabor como tal es en sí un concepto diferente del gusto, ya que implica una experiencia sensorial, donde se incluyen los olores, texturas y experiencias previas de los alimentos. Siempre decimos que cada alimento tiene su sello de olor propio. De hecho una misma comida preparada por dos personas distintas puede llegar a tener un sabor diferente, -“nadie hace la sopa de gallina como mi abuela”.
Fuente: elgourmet.comCon respecto a los factores de la salud que influencian los gustos, tenemos que tener en cuenta que los sabores que percibimos en la lengua y los olores que registramos en la mucosa pituitaria de la nariz, están regidos por receptores específicos. Esos receptores se conocen a nivel genético como lo demuestran Keller et al (2002). Variaciones en esos genes hacen que tengamos preferencias por determinadas comidas, como también que tengamos aprehensión por otras. Si por ejemplo no nos gustan los vegetales y no los integramos en nuestra dieta, es probable que tengamos alguna deficiencia en algunas de las vitaminas o fibras que aportan esos vegetales. Hay una tendencia a padecer enfermedades relacionadas a la alimentación cuando dejamos de tener una dieta variada y sólo ingerimos alimentos que son exclusivamente de nuestro agrado. De hecho se conoce desde hace mucho tiempo que los sabores dulces evolutivamente se relacionan con los alimentos y por eso disfrutamos de frutas dulces que nos aportan energía en forma de azúcares. Por otro lado, los sabores amargos se relacionan con la presencia de algunas sustancias tóxicas en vegetales, por eso somos reticentes a algunas verduras que persisten en sabores amargos, ¿acaso el café sin azúcar o la cerveza son bien recibidos en nuestra dieta desde un primer instante?.
Según el portal “Nutrición personalizada” la percepción del gusto amargo es un rasgo variable y su base genética fue identificada hace más de 70 años mediante una serie de estudios en respuestas individuales a la feniltiocarbamida (PTC). PTC y el compuesto relacionado 6-n-propiltiouracilo (PROP) son miembros de las tioureas y contienen una fracción tiocianato (N-C=S).
De acuerdo a la presencia de estos genes se puede decir que algunas personas son catadores, semi catadores y no catadores de los sabores amargos. Eso explicaría cómo habemos personas que odiamos profundamente la rúcula y cómo hay otras que les gusta, porque no perciben con fuerza el sabor amargo, incluso poniéndose de moda como un ingrediente gourmet.
Sin lugar a duda un componente fundamental en nuestra elección de diferentes gustos es la experiencia previa. En cada una de nuestras culturas (incluso algunas no muy distintas) desde pequeños probamos y nos amigamos con sabores ancestrales, a tal punto que en nuestra memora emotiva esos sabores nunca dejan de conmovernos. Recordamos lugares, paisajes, fiestas familiares o fiestas populares. Existen comidas especiales en algunas regiones (cada lector puede recordar en su caso particular) que mantienen sus recetas originales centenarias que han sufrido muy pocas modificaciones.
¿O sea que conociendo los antecedentes genéticos y culturales de una zona determinada podemos llegar a predecir cuáles serán los gustos de las personas de esa región? Esto es muy cierto. Muchas empresas de marketing se encargan de predecir los gustos de una población determinada para poder instalar productos de comercio. Esta realidad excede a los gustos culinarios y se hace extensible a todos los gustos para cualquier bien de consumo.
Volviendo a nuestra frase inicial, cuando hablamos de los gustos tendemos a pensar que los gustos son algo muy subjetivo, que es propio de cada persona en particular. No caemos en cuenta que sobre ese tema de verdad ya hay mucho escrito y a diario se usa para bombardearnos con publicidades para que compremos tal o cual producto, o que accedamos a promociones de “el producto que estamos buscando”. En fin, como vimos, sobre gustos ya hay mucho escrito.
Referencias:
Keller KL et al. (2002) Genetic taste sensitivity to 6-n-propylthiouracil influences food preference and reported intake in preschool children. Appetite 2002;38:3-12.
Variación genética en la percepción del gusto (2012) Nutrición personalizada
Archer, N. (2017) Curious Kids: why do some people find some foods yummy but others find the same foods yucky? The Conversation
Sobre el autor: Juan Felipe Castro es licenciado en ciencias biológicas y trabaja en el Instituto de Fisiología animal de la Fundación Miguel Lillo (Argentina) donde investiga en productos vegetales para el control de la glucemia.
El artículo Sobre gustos……¿no hay nada escrito? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Dozena erdi ariketa 2019ko udarako (5): Korda neurtzen
Gogoan izan ahalegina bera –bidea bilatzea– badela ariketa. Horrez gain, tontorra (emaitza) lortzen baduzu, poz handiagoa. Ahalegina egin eta emaitza gurekin partekatzera gonbidatzen zaitugu. Ariketaren emaitza –eta jarraitu duzun ebazpidea, nahi baduzu– idatzi iruzkinen atalean (artikuluaren behealdean daukazu) eta irailean emaitza zuzenaren berri emango dizugu.
Hona hemen gure bosgarren ariketa: Korda neurtzen.
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Ariketak “Calendrier Mathématique 2019. Un défi quotidien” egutegitik hartuta daude. Astelehenetik ostiralera, egun bakoitzean ariketa bat proposatzen du egutegiak. Ostiralero CNRS blogeko Défis du Calendrier Mathématique atalean aste horretako ariketa bat aurki daiteke.
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El legado de Carlomagno
Si visitas la catedral de Aquisgrán (Alemania) y tienes ascendencia europea puedes señalar a quien quiera oirte que aquí yacen los restos de un abuelo tuyo. Karlsschrein / Wikimedia CommonsTodos hemos tenido un padre y una madre biológicos. Ellos, a su vez, tuvieron los suyos, de manera que todos hemos tenido dos abuelos y dos abuelas; si seguimos la secuencia hacia atrás, ocho bisabuelos, dieciséis tatarabuelos, etc. Si cada generación está separada de la anterior por 30 años, podríamos haber llegado a tener unos 16 000 ascendientes al comienzo del siglo XVII, unos 16 millones a principios del XIV y unos 16 000 millones en los albores del XI, hace unos mil años. A estas alturas ya se ha dado usted cuenta de que eso, sencillamente, es imposible.
En efecto, sin tener que retrotraernos tanto, el número real de nuestros ascendientes es muy inferior al que se calcula haciendo esas operaciones. La razón es clara: muchos de nuestros ancestros lo son por varias líneas genealógicas. Esa eventualidad es más improbable cuanto más cercanos en el tiempo son los ascendientes, pero aumenta conforme vamos hacia atrás.
A comienzos del siglo XIV había unas 450 millones de personas en el Mundo (alrededor de 70 en Europa), por lo que bien pudieron haber vivido unos 16 millones de ancestros de cada uno de nosotros entonces. Pero hace mil años sólo vivían 400 millones (unos 50 en Europa). Por lo tanto, es matemáticamente imposible que viviesen 16 000 millones de antepasados nuestros en aquella época.
Hablamos con naturalidad de “árbol genealógico” porque visualizamos nuestros ancestros como un árbol que se ramifica poco a poco hacia atrás. Pero la realidad es muy diferente. Ya desde generaciones no tan lejanas algunas de las ramas confluyen, y si nos retrotraemos a tiempos remotos, ni siquiera cabe hablar de ramas. Las líneas genealógicas configuran una especie de maraña o, si se quiere, de malla con múltiples cruzamientos. Por otro lado, muchas líneas no dejan descendencia ninguna en cada generación. Conforme retrocedemos en el tiempo, la red va haciéndose más y más estrecha: se calcula que en los albores del Neolítico, hace unos 12 000 años, vivían en el mundo menos de 4 millones de personas, unos 60 millones en la época homérica, y mil millones al comienzo del siglo XIX.
Adam Rutherford cuenta, en su “Breve historia de todos los que han vivido”, que todos los que tenemos ascendencia europea procedemos, por una vía u otra, de Carlomagno. Todos pertenecemos, por lo tanto, a un linaje real. No es broma, aunque sea del todo irrelevante. Quienes tenemos algún ancestro europeo no solo descendemos de Carlomagno, también procedemos de todos los europeos de su época –alrededor del año 800– que dejaron descendencia y ha llegado hasta el siglo XXI. Se estima que la de un 20% no ha llegado.
No hace falta ir tan atrás en el tiempo para localizar el momento en que confluyen nuestras líneas genealógicas. Todos los europeos compartimos un antepasado común que vivió hace, aproximadamente, unos 600 años. Y si los mismos cálculos que han permitido obtener esa cifra se hacen para toda la humanidad, se estima que todos los seres humanos compartimos un antepasado común que vivió hace unos 3 400 años. Porque aunque cueste creerlo, no se sabe de ninguna población que haya permanecido completamente aislada durante los últimos siglos.
Estas cosas resultan desconcertantes. Piénselo si ha depositado una muestra de saliva en un tubito y le han dicho que en su linaje confluyen ascendientes de las tribus guerreras de las estepas rusas, de los bravos vikingos que sembraron el caos y la destrucción en Europa, y de los egipcios que levantaron las pirámides. Lo más probable es que usted tenga esa ascendencia. También la tengo yo.
Sobre el autor: Juan Ignacio Pérez (@Uhandrea) es catedrático de Fisiología y coordinador de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU
El artículo El legado de Carlomagno se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Argazkia: Steve Bidmead / Pixabay
GenetikaEz dago erlazio garbirik sexu bereko pertsonekin sexu-harremanak izatearen eta geneen artean, ikerketa batean ondorioztatu denez. Ikusi dute DNAk dituen milioika markatzaileren artean, bostek badutela lotura jokabide ez-heterosexualarekin, baina haien eragina oso txikia dela. Horrez gain, ikertzaileek berretsi dute sexu-zaletasunak eta jokabideak eredu bitarra eta heterosexuala gainditzen duela. Baduzue informazio gehiago Elhuyar aldizkarian
IngurumenaSuteak arriskuan jartzen ari dira baso borealen karbonoa biltegiratzeko funtzioa. Baso hauek funtsezkoak dira karbonoaren zikloan, lurreko karbonoaren % 30-40 biltegiratzen baitute. Ondorioztatu dute, suteetan, zuhaizti zaharrek ehunka urtetan metatutako karbonoari eusten diotela, azalean izaten duten lur-geruzaren babesari esker baina ez da hori bera gertatzen 60 urtetik beherako zuhaiztietan
Medikuntza eta OsasunaIkerketa batek aditzera eman du azido foliko gehiegi hartzeak (1000 mikrogramo edo gehiago egunero), pisuari dagokionez, umeak adin gestazionalerako txikiak izatearen arriskua handitzen duela. Hala ere, erreplikazio beharra azpimarratzen dute ikertzaileek.
Zer dira konposatu fenolikoak? Egitura kimiko ezberdinak dituzten sustantziez osatutako multzo zabal bat dira. Polifenolak berez landareetan egoten dira eta ondorioz landare jatorriko elikagaietan (barazki, ortuari, fruta, fruitu lehor, ardo…) topa daitezke. Konposatu hauek gure gorputzera sartzen direnetik, hainbat eraldaketa jasaten dituzte. Ondorioz, odolera eta ehunetara iristen den kantitatea oso txikia izan ohi da. Konposatu hauek oxidazioaren aurka jarduteko ahalmena erakutsi dute.
Munduko Osasun Erakundeak (MOE) erabaki du Britainia Handia dagoeneko ez dela elgorririk gabeko lurraldea. 2017an elgorria ezabatu zuela adierazi zuen MOEk baina orain jakin denez ez da maila horri eusteko gai izan. Elhuyar aldizkariak azaldu digu berria.
Ariketa fisikoak bizitza osoan zehar hezur-indarraren hobekuntzan eta hezur-mineralaren metaketa eta mantentzean eragiten du. Halere, kontuan hartu behar da ariketa mota guztiek ez dutela modu berean eragiten hezur-osasunean. Ariketa fisikoaren bitartez hezur mineralaren metaketa nola sustatu eta mantentzeko irakur ezazu osorik artikulu hau.
BiologiaErleak arriskuan daude eta horiek salbatzeko dei orokorra egin da. Polena garraiatzen landareen ugalketa ahalbidetzen dituzten animaliak dira polinizatzaileak. Ezagunenak dira ezti-erleak baina ez dira polinizatzaile bakarra. Badira beste intsektu batzuk: tximeletak, liztorrak, inurriak, kakalardoak, euliak… baita zenbait ornodun, hala nola, saguzarrak, kolibriak, zenbait karraskari eta baita sugandilak ere. Polinizazioen %14aren arduradunak baino ez dira ezti-erleak.
Eta zein da polinizatzaileen egoera? Horien neurketak egitea oso zaila da. 2014.urtean publikatu zen horri buruzko artikulua. Bertan, polinizatzaile ornodunen %16.5 eta polinizatzaile ornogabeen %40 baino gehiago desagertze arriskuan daude IPBES txostenaren arabera. Erleei dagokienez, erle espezieen %9 inguru dago arriskuan, IUCN lista gorriaren arabera.
Txinako laborategi batean gizaki-tximino kimerak sortu dituzte. Tximino baten enbrioian giza zelulak txertatu dituzte, transplanteetarako organoak sortzeko bideak ikertzeko asmoz.
Ikerketa batek aditzera eman du gizakion plazentan ez dagoela mikrobiorik. Orain arte egin den ikerketarik zabalena egin dute: 537 emakumeren plazenta-lagin. Elhuyar aldizkaria azaldu digunez, ondorioztatu dute haurdunaldi osasuntsuetan plazentan ez dagoela mikroorganismorik, eta kontaminazio-arazoek azaltzen dituztela aurretik egindako detekzioak.
CRISPR bidez aktibatzen den material adimentsu bat sortu dute Massachussets Teknologia Institutuan. Materiala diagnostikoak egiteko (ebolarekin probatu dute), edo terapian, botikak modu adimentsua askatuz (minbizian edo infekzioetan) baliagarria izan daiteke.
KimikaArma kimikoek substantzia kimikoen propietate toxikoak erabiltzen dituzte. Horiek erabili ziren lehenengo aldiz Lehen Mundu Gerran; alemaniarrek kloro gasa erabili zuten frantses eta kanadarren aurka Ypresen (Belgika). Arma kimikoen arriskua dela eta, 1971.urtean Arma Kimikoen Hitzarmena jarri zen indarrean. Ziape-gasa, adibidez, 1822an sortu zen eta 1917an erabili zen lehen aldiz. Gorputzean eragiten duen kaltea zein den ez da ezagutzen oraindik.
Artikulu honetan, molekula-egiturak BODIPY (BOron DIPYrromethene) deritzen koloratzaileen propietate fotofisikoetan duen eragina aztertzen da. Eremu espektral ikusgai osoa betetzen duten BODIPY koloratzaile berriak garatu dira lan honetan eta hauek aproposak dira bai zuntza fluoreszente bezala prozesu biokimikoak behatzeko mikroskopia fluoreszentea bitartez (bioirudia), bai ingurune aktibo moduan erabiltzeko igorpen sintonizagarria duten laserrak lortuz.
Merkatuan oso hedatuak dauden bi polimeroren azterketa ikusmiran: polipropilenoa eta poliamida 6. Bi polimero horien nahasteak prestatu dira eta kopolimero- konpatibilizatzailea eta nanosilika gehitzeak nahaste horietan duen eragina aztertu da. Neurketa biskoelastikoen bidez lortzen diren erlaxazio-espektroen azterketak morfologian gertatutako aldaketak detektatzeko gai direla frogatzen da.
Biomedikuntzan inplante moduan erabiltzeko material berrien eskaera handia dago. Polimeroek eta material ez-organikoek errefus arazoak sortzen dituzte baina batzuetan aproposenak dira. Sortzen duten arazoetako bat da bakterioak pilatzen direla, biofilmak sortuz (bakterio komunitate bat). Hauek inplante artifizialetan eratzen dira gure ehun zelularrak hazi baino lehen. Lan honetan azaltzen da nola eraldatu duten bi substratu motaren gainazala; bata ezorganikoa eta bestea polimerikoa. Egindako lanari esker, materialaren hidrofilitatea areagotzea, eta horrela, bakterioen aurkako gainazala lortu da.
AstronomiaOso zaila da FRB seinaleak (ingelesezko fast radio burst), hau da, irrati eztanda azkarrak, ikertzea, eta haien jatorria misterio bat da oraindik. 2007. urtean detektatu zen lehenengoa, geroztik dozenaka jaso dira. Joan den ekainean jakin genuen aurrenekoz aurkitu zutela errepikatu ez den halako seinale baten jatorria. FRB 180924 seinalea 3.600 milioi argi-urtera dagoen galaxia baten kanpoko aldean kokatu dute.
2019ko apirilaren 11n Beresheet zunda israeldarrak talka egin zuen Ilargiaren aurka. Kolpearen ondorioz, zunda suntsituta geratu zen, eta zeraman zama Ilargiaren azalean sakabanatu zen. Zama horren artean, milaka tardigrado zeuden. Hauek izaki mikroskopikoak dira, eta ezagunak dira egoera gogorrenetan irauteko gaitasun harrigarria dutelako. Kezkagarriena auzi honetan hainbat adituren ustez da informazio hori ezkutatu izana. Tardigradoekin gertatu denak agerian utzi du badela garaia zehazteko zer bidali daitekeen eta zer ez espaziora.
FisikaMunduko urrerik finena sortu dute: bi atomoko lodiera baino ez dute! Leeds Unibertsitateko ikertzaileek adierazi dute hamaika aplikazio izan ditzaketela: medikuntzan, elektronikan eta baita hainbat prozesu industrialetako erreakzio kimikoen katalizatzaile gisa ere.
ElkarrizketakAmaia Arranz arkeobotanikaria eta Ana Galarraga zientzia komunikatzailea izan dira protagonistak elkarrizketa honetan. Bertan, gai oso interesgarriak izan dituzte mintzagai, hala nola, zientzia gizartean zabaltzearen garrantzia, ikerketak abian jartzeko beharrezko finantzaketa, sexismoa zientzian etab. Arranzek ere bere ikerketa lanaz hitz egin du, izan ere, orain arte uste zenaren kontra, demostratu du ehiztari biltzaileek ere egiten zutela ogia. Ez galdu!
Itziar Aretxaga astrofisikaria eta Alvaro Arrizabalaga arkeologoa mintzatu dira zientziaren inguruan. Biek txikitatik izan zuten zientzia jomuga; batak zeruari egin zion so, eta besteak, lurrari. Biak ikerlariak dira. Egun, Aretxaga, adibidez, galaxien sorrera eta bilakaera ikertzen ari da. Arrizabalagaren kasuan, Paleolitoarekin ari dela dio, “Euskal Herriko lehen gizakiak” ikertzen. Horretaz gain, ikerketa-lanaren garrantzia aipatu dute biek. Honen harira, Aretxagak esan du: “Zientziak, edozein zientziak, gu geure lekuan jartzeko balio du. Gure aurkikuntzekin kultura aldatzen da, eta aurre egin behar diegu aurrejuzguei“. Irakurri elkarrizketa osorik hemen!
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Asteon zientzia begi-bistan igandeetako atala da. Astean zehar sarean zientzia euskaraz jorratu duten artikuluak biltzen ditugu. Begi-bistan duguna erreparatuz, Interneteko “zientzia” antzeman, jaso eta laburbiltzea da gure helburua.
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Egileaz: Uxue Razkin kazetaria da.
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Ana Aguirre – Naukas Bilbao 2018: Somos binarios…. ¿o no?
Foto: Mario Purisic / Unsplash¿Cuántos sexos, géneros, si así lo prefieres, diferentes tiene nuestra especie?¿Dos o más de dos? Tanto si tienes clara la respuesta como si no esta charla de Ana Aguirre te resultará extremadamente útil y esclarecedora… salvo si estás en el grupo de los negacionistas de la ciencia, claro. La charla solo tiene un problema: el volumen del sonido; aun así la publicamos debido a su excepcional calidad de fondo y forma.
Ana Aguirre es profesora titular de Genética en el departamento de Genética, Antropología Física y Fisiología Animal de la UPV/EHU. Su trayectoria profesional incluye la participación en investigaciones sobre la caracterización genética de poblaciones humanas, la detección de productos genotóxicos o la identificación de factores genéticos en la enfermedad de Huntington, entre otros temas.
Ana Aguirre: ''Somos binarios, ¿o no?''Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por eitb.eus
El artículo Ana Aguirre – Naukas Bilbao 2018: Somos binarios…. ¿o no? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Detección e identificación de residuos de disparos a contrarreloj
Servicio Central de Análisis de Araba (SGIker – UPV/EHU)
Foto: Sofia Sforza / UnsplashHoy en día, la detección e identificación de residuos de disparos con arma de fuego (GSR, por sus siglas en inglés) proporciona información forense valiosa que generalmente se utiliza para determinar si una persona ha disparado un arma de fuego, confirmar una coartada, determinar orificios de entrada y salida de la bala, estimar de la distancia de disparo, establecer el tipo de munición utilizada, diferenciar entre suicidio u homicidio y en general, para relacionar a un individuo con una situación en la que se vea implicada el uso de un arma de fuego.
En el Servicio Central de Análisis de Álava (SGIker) se ha desarrollado un método basado en la ablación láser de barrido y espectrometría de masas con plasma de acoplamiento inductivo (SLA-ICPMS), cuya combinación instrumental ha sido aplicada para la caracterización de partículas GSR [1].
Este método ha permitido desarrollar un enfoque alternativo para la identificación inequívoca de GSR, lo que proporciona información precisa sobre la composición química de partículas GSR individuales de diferentes tipos de municiones.
El procedimiento más frecuentemente usado para el muestreo de residuos inorgánicos de la mano es una superficie de adhesivo de carbono como la que se muestra en la figura (muestreo de tape-lifting).
Imagen 1. Muestreo de GSR en manos con tape lifts comerciales. Fuente: Zuriñe Abrego, Characterization of gunshot residues by surface analysis techniques, UPV/EHU (2014) 1-313.La mayor parte de los residuos químicos que se producen en el disparo de un arma de fuego se depositan sobre las manos del tirador en forma de partículas metálicas de 0.5 a 5 µm de diámetro, que se deben recogen en un tiempo limitado ya que desaparecen por el contacto de las manos con diversas superficies o mediante su lavado.
El patrón de ablación láser y las condiciones de ICPMS se optimizaron para la identificación del perfil elemental de partículas GSR. Se seleccionaron 15 isótopos 121Sb, 137Ba, 208Pb,27Al, 29Si, 31P, 33S, 35Cl, 39K, 44Ca, 57Fe, 60Ni, 63Cu, 66Zn y 118Sn, que fueron monitoreados para obtener información sobre la composición de las partículas GSR y para clasificarlas como características de GSR o consistente con GSR.
Una vez que se verificó la validez del método, se realizó un estudio sobre muestras reales, muestreadas en campo de tiro (Academia de Policía de la Ertzainta, Arkaute, Álava). Se realizaron más de 1400 disparos, utilizando diferentes armas de fuego, calibres y municiones, que permitieron validar el estudio.
En posteriores trabajos se extendió esta metodología para la determinación de GSR de munición libre de plomo, en la que se monitorizaron otros metales característicos de este tipo de munición (Gd-Ti-Zn y Ga-Cu-Sn). Se desarrolló además un método de muestreo conjunto de GRS orgánicos e inorgánicos, que permitió determinar en la misma muestra ambos tipos de residuos: los primeros determinados mediante espectrometría de masas de tiempo de vuelo (LC-QTOF) y los segundos mediante SLA-ICPMS [2,3].
Figura 2. Esquema del proceso de ablación para la identificación de GSR por LA-ICP-MS. Fuente: Analytical Chemistry . 84 (2012) 2402–2409.Pero sin lugar a dudas, la principal ventaja de la metodología desarrollada, es que se puede usar como una alternativa a la técnica estándar de microscopía electrónica de barrido – espectroscopia de energía dispersiva (SEM-EDS), reduciendo drásticamente el tiempo de análisis a menos de 60 min. El hecho de que se tarde aproximadamente 1 hora en obtener resultados, frente a las 6-8 h de las técnicas habituales, aumenta la fiabilidad los procedimientos de cadena de custodia de las muestras, fundamentales en análisis forense.
Estos trabajos de investigación forman parte de la Tesis Doctoral de Zuriñe Abrego, “Characterization of gunshot residues by surface analysis techniques”, que mereció el premio extraordinario de doctorado.
Referencias:
[1] Z. Abrego, A. Ugarte, N. Unceta, A. Fernández-Isla, M. A. Goicolea, and R. J. Barrio*. Unambiguous Characterization of Gunshot Residue Particles Using Scanning Laser Ablation and Inductively Coupled Plasma-MassSpectrometry. Analytical Chemistry, 84 (2012) 2402–2409.
[2]. S. Benito, Z. Abrego, A.Sanchez, N. Unceta, M. A. Goicolea, R.J. Barrio. Characterization of organic gunshot residues in lead-free ammunition using a new sample collection device for liquid chromatography–quadrupole time-of-flight mass spectrometry Forensic Science International 246 (2015) 79–85
[3] Z. Abrego, N. Grijalba, N. Unceta, M. Maguregui, A. Sanchez, A. Fernandez-Isla, M. A. Goicolea and .R J. Barrio*A novel method for the identification of inorganic and organic gunshot residue particles of lead-free ammunitions from the hands of shooters using scanning laser ablation-ICPMS and Raman microspectroscopy. Analyst, 2014, 139, 6232
El artículo Detección e identificación de residuos de disparos a contrarreloj se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Multigeruza polimerikoak: mediku-protesietarako materialen ezaugarriak hobetzeko bidea
Irudia: Azken hamarkadetan asmatutako material mota ezberdinei esker, moldagarritasun handia daukagu inplanteak diseinatzeko
Kateter baskularrak, bihotz balbulak edota gernu-kateterrak lortzeko berriz, aproposagoak dira polimeroekin egindako inplanteak, elastikotasun handiagoa eta propietate mekaniko onak aurkezten baitute. Hauen artean polietilen tereftalatoak (PET) arreta handia bereganatu du azken urteetan, biobateragarritasun moderatua aurkezten duelako, propietate mekaniko oso onak eta egonkortasun termikoaz gainera.
Hala ere, polimeroek eta material ez-organikoek, errefus arazoak sortzen dituzte askotan. Nahiz eta hau gertatzeko arrazoi ugari egon, jatorri nagusia bakterioak pilatzeagatik sortzen diren biofilmak dira. Biofilmak bakterio komunitate bat dira, organismo bakar baten moduan jokatzen dutena. Hauek inplante artifizialetan eratzen dira gure ehun zelularrak hazi baino lehen, eta behin eratuta, antibiotikoekin konpontzea zaila da, biofilmak bakterioak babesten dituelako.
Beraz, biofilmen eraketa ekiditzeko, bakterioen hasierako itsaspena sahiestu behar da inplanteetan. Hau lortzeko, jatorrizko materialaren propietateak aldatu gabe, gainazalaren eraldaketa irtenbide ona da. Izan ere, molekula edo konposatu ezberdinak gure gainazalean txertatuz propietate ezberdinak lortu ahal ditugu. Adibidez, materialaren hidrofilitatea handitzeak biobateragarritasuna handitzeaz gain, bakterioen itsaspena zaildu egiten du. Bestalde, konposatu kimiko batzuek bakterioak kontaktuan hiltzeko gaitasuna dutela frogatu da. Polisakarido batzuek lehen aipatutako propietate hauek erakusten dituzte. Azido hialuronikoa esaterako, naturako konposaturik hidrofilikoenetarikoa da, biobateragarria eta biodegradagarria izateaz gainera. Beste aldetik, kitosanoak bakterioak hiltzen ditu kontaktuan, haien mintzak apurtu egiten dituelako.
Bi polisakarido hauek polielektrolitoak dira, hau da, pH espezifikoetan karga daukate. Azido hialuronikoak karga negatiboa dauka eta kitosanoak karga positiboa. Honi esker bien multigeruzak eraikitzeko oso egokiak dira, geruz-geruzeko metodologia erabiliz. Metodologia honetan, gure inplantea karga positiboa eta karga negatiboa duten disoluzio ezberdinetan sartzen da, eta disoluzioan dauden konposatuak itsatsita geratzen dira gainazalean indar elektrostatikoei esker. Hortaz, gure materiala azido hialuronikoan eta ondoren kitosanoan sartzen badugu, prozesua nahi bezain beste errepikatuz, hialuroniko eta kitosano multigeruzak lortu ditugu gainazalean, haien bien propietate interesgarriak dauzkan gainazal berri bat lortuz.
Metodologia honen moldakortasuna frogatzeko, lan honetan azido hialuroniko/kitosano multigeruzak inplanteetarako bi substratu ezberdinetan eraiki dira; titanioa substratu ez-organiko gisa eta polietilen tereftalatoa substratu polimeriko gisa; etorkizun handiko inplanteak egiteko material bereziak lortzeko asmotan.
Artikuluaren fitxa:- Aldizkaria: Ekaia
- Zenbakia: Ekaia 33
- Artikuluaren izena: Multigeruza polimerikoak: mediku-protesietarako materialen ezaugarriak hobetzeko bidea.
- Laburpena: Biomedikuntza arloan inplante moduan erabiltzeko material berrien eskaera handia dago, baina errefus arazoak sortzen dituzte biobateragarritasun kontuak direla eta. Lan honetan azalduko dugu nola eraldatu dugun bi substratu motaren gainazala. Bat ezorganikoa izango da eta bestea polimerikoa. Geruzaz geruzako («layer by layer») estrategiaz baliatuta, azido hialuroniko eta kitosanozko multigeruzak sortuko dira. Kitosanoa fluoreszenteki markatu eta mikroskopio konfokalean fluoreszentzia- hazkundea behatu ondoren, ondorioztatu da geruzak modu arrakastatsu batean sortu direla. Honi esker, materialaren hidrofilitatea areagotzea lortu da, eta horrela, bakterioen aurkako gainazala lortzeaz gainera materialaren biobateragarritasuna handituko da modu merke eta sinple batean.
- Egileak: Ainara Valverde, Leyre Pérez.
- Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua.
- ISSN: 0214-9001
- Orrialdeak: 81-95
- DOI: 10.1387/ekaia.17856
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Egileez:
Ainara Valverde eta Leyre Pérez POLYMAT eta UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko Kimika Fisikoa saileko Kimika Makromolekularreko Laborategian dabiltza.
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Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.
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Hay que ser más extenso y menos intenso…
Foto: Lautaro Andreani / UnsplashSeguro que todos habéis tenido en vuestras manos alguna bengala encendida. Son una cosa casi mágica: fuego, chispas… follón. Lo que le gusta a cualquier crío.
Es posible que también hayáis dado un salto al ver que una chispa caía en vuestra piel o en vuestra ropa… con el consiguiente alivio y sorpresa al ver que no pasaba nada (a no se que, en lugar de una chispa, fuera un “trocito” de la bengala”).
¿Cómo es esto posible si la chispa de la bengala está a más de mil grados y ya chillamos si el agua de la ducha sale un poco caliente?
Quizá la culpa la tengamos los propios profesores, solemos decir que la temperatura de una idea de la energía térmica que hay en un sistema, y quizá dimos a entender que la temperatura y la energía térmica eran la misma cosa. Y no lo son.
Usemos un símil. Si te digo que tengo un conjunto de personas que con bastante dinero en sus bolsillos, ¿qué puedes decirme sobre la cantidad de dinero total de ese conjunto? Espera, otra pregunta, y si te digo que también tengo otro conjunto de personas con no demasiado dinero en sus bolsillos, ¿puedes saber si la cantidad de dinero total del primer conjunto es superior a la del segundo?
Efectivamente, no se puede afirmar absolutamente nada. Si el segundo conjunto es mucho más numeroso que el primero, podría tener un montante total muy superior. La medida “dinero por persona” no es suficiente para saber la “energía total” del conjunto. Bien, pues la temperatura se parece un poco a eso, a una variable que puede estimar la energía “promedio” de las partículas elementales que vibran o se mueven en un sistema.
Volviendo a nuestra bengala, podríamos decir que hay mucha “densidad de energía” en esa chispa tan pequeña, lo que no implica que la cantidad total de energía sea mucha, precisamente por lo pequeña que es. De esta forma, la chispa no tiene energía suficiente para quemarme.
En física llamamos variables intensivas a aquellas que no dependen del tamaño del sistema, como la temperatura o la densidad. Ya sabéis que la densidad del agua es, aproximadamente un kilogramo por litro, ya tengas un vaso o una piscina. La densidad nos da “cuánta masa hay en un volumen dado” no la cantidad global (como si habláramos de personas por metro cuadrado en una manifestación). Por eso bromas como “mira, estamos a dos grados centígrados, no tocamos ni a uno cada uno”, no tienen ningún sentido. Cada punto de la estancia estará a dos grados.
Hay otras variables que llamamos extensivas que sí que aumentan o disminuyen al cambiar el tamaño del sistema, como la masa, el volumen o la energía térmica. Una curiosidad, a veces al operar con variables extensivas nos da una variable intensiva. Por ejemplo, el volumen o la masa de un objeto son variables extensivas, si hago el objeto el objeto el doble de grande, tendrá dos veces el volumen, claro, y dos veces la masa. Pero si pienso en la densidad, que es la masa dividida por el volumen, esos dos factores “2” se simplifican y la densidad seguirá siendo la misma, sin variar por el tamaño del sistema, por lo tanto una variable intensiva.
Pero hablemos con un poco más de detalle de cómo se da la transferencia de energía entre los cuerpos calientes y los fríos (si no hay cambio de estado).
Primero, aclarar que la temperatura es una variable macroscópica, no tiene sentido decir que una molécula está a tantos grados centígrados, diremos que los sistemas macroscópicos están a cierta temperatura, y podremos relacionar esta magnitud con asuntos microscópicos como la velocidad a la que se mueven las partículas.
Digamos entonces que tenemos dos sistemas de distinta masa y de distinto material que están a distinta temperatura.
De nuestro símil de antes, sabemos que estos dos sistemas difieren tanto en la temperatura, como en la energía total que tienen, pudiendo suceder que tenga más energía térmica global aquel que tiene menor temperatura.
¿Qué pasa cuando los ponemos en contacto térmico?
Pues, antes de que empecéis a soltar hipótesis, os diré que pasa exactamente lo que le da la gana a la naturaleza. Nunca está de más recordar que la ciencia se basa en el empirísmo, en ver qué sucede y dar cuenta de ello intentando buscar patrones y regularidades.
Podría ser que la energía pasase del que tiene más energía al que tiene menos hasta igualarse las energías globales en ambos sistemas. Podría ser. Pero no es. Lo que ocurre es que la energía pasa de uno a otro hasta que las temperaturas se equilibran, quedando ambos sistemas con energías distintas, y a este “estado de vibración similar” es lo que llamamos equilibrio térmico y es de lo que habla la Ley Cero de la Termodinámica.
De esta forma, si el cuerpo frío tiene menos materia, con una fracción pequeña de energía proveniente del cuerpo grande, sería suficiente para agitar sus “pocas partículas” hasta tener “un estado de vibración similar” entre ambos sistemas, una misma temperatura.
Pero aún falta otro factor a tener en cuenta. La distinta naturaleza de los materiales entre ambos sistemas. Si un kilo de material absorbe una unidad de energía, ¿elevará su temperatura los mismos grados, sea cual sea el material? Podría ser, ya sabéis, no depende de lo que os apetezca u os parezca razonable. Podría ser… pero no.
Algunos materiales necesitan absorber mucha energía para que un kilo de sustancia incremente su temperatura un grado y otros, bastante menos. A esta característica le llamamos calor específico.
Así, hay sustancias que cuesta mucho calentar. Tú aportas y aportas energía, y aquello no sube la temperatura. Fíjate que también hay otra manera de ver este efecto: estos materiales funcionan como una “reserva de energía” porque al enfriarse, cederán un montón de energía cada grado que vayan bajando su temperatura.
Una sustancia común con una capacidad calorífica bastante relevante es el agua líquida y, por esa razón, funciona como un regulador de temperatura en la costa. Absorbiendo el calor cuando la temperatura es alta y cediéndolo cuando baja.
Esto se resume en una fórmula que quizá ahora os parezca muy sencilla de entender.
Q = m C (T2-T1)
La pondríamos en palabras así: El calor que un material absorbe o cede* al cambiar su temperatura de T1 a T2 es proporcional a cuánta materia hay y a cual es su calor específico.
Si volvemos a pensar en nuestra chispa, aunque la diferencia de temperatura con nuestra piel es elevada, debido a la poca masa, cuando iguale su temperatura con nosotros, el calor que nos cederá será una cantidad muy pequeña.
La idea de este artículo nace al ver un tuit en el que se hablaba de la influencia en el calentamiento global de las pruebas nucleares y detonaciones que se llevaron a cabo en la segunda mitad del siglo XX y argumentaban la enorme temperatura de esas explosiones.
Ya estáis en condiciones de buscar vuestra propia información (o hacer vuestros propios cálculos), lo que está claro es que esa afirmación no puede sostenerse exclusivamente argumentado la temperatura de las explosiones, hay que estimar qué energía total se disipó y cuánto aumento de temperatura sería capaz de producir en la atmósfera como conjunto.
Aquí tenéis un interesante hilo de Pedro J. Hernandez (@ecosdelfuturo) donde hace las cuentas… los números os sorprenderán. Agradecemos a Pedro, como siempre, su incansable labor en la información y el detalle.
Como suelo decir: El que mide, sabe. El que no, sólo opina.
Sobre el autor: Javier Fernández Panadero es físico y profesor de secundaria además de escritor de libros de divulgación.
[*] Nota del editor: Esto es una forma coloquial de hablar. En puridad lo que se absorbe o cede es energía y la forma en la que se transfiere es calor. El calor, recordemos, es una forma de transferencia de energía, no un fluido o cosa similar. Más aquí.
El artículo Hay que ser más extenso y menos intenso… se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Shizuo Kakutani y sus teoremas
El matemático Shizuo Kakutani (1911-2004) nació tal día como hoy, hace 108i años.
Shizuo Kakutani. Imagen: Wikimedia Commons.
Es sobre todo conocido por haber demostrado el teorema del punto fijo que lleva su nombre y que generaliza el teorema del punto fijo de Brouwer:
Consideremos S un subconjunto no vacío, compacto y convexo del espacio euclidiano de dimensión n. Sea φ una función de S en el conjunto potencia de S, semicontinua superiormente, convexa y tal que φ(x) es un conjunto cerrado y no vacío para todo x en S. Entonces φ tiene un punto fijo.
Este teorema posee aplicaciones en economía y teoría de juegos. Por ejemplo John Nash lo utilizó para demostrar la existencia de equilibrios de Nash en estrategias mixtas.
Otras de sus contribuciones matemáticas son el teorema de Kakutani (todo cuerpo convexo en un espacio tridimensional tiene un cubo circunscrito, es decir, un cubo tal que todas sus caras tocan al cuerpo), el concepto de descomposición en rascacielos de Kakutani en teoría ergódica o su solución de la ecuación de Poisson usando métodos de análisis estocástico.
Kakutani ayudó a difundir la conjetura de Collatz, que a veces se nombra también “conjetura de Kakutani”. ¿Y qué dice la conjetura de Collatz? Lo vamos a recordar a través de un fragmento de la obra de teatro Incendios del dramaturgo Wajdi Mouawad. La siguiente es una conversación entre Jeanne, matemática, y su hermano gemelo Simon:
Jeanne (J): ¡De acuerdo! Hay una conjetura muy extraña en matemáticas. Una conjetura que nunca se ha demostrado. Me vas a dar un número, cualquiera. Si el número es par, se divide por dos. Si es impar, se multiplica por tres y se suma uno. Haremos lo mismo con el número que se obtiene. Esta conjetura afirma que cualquiera que sea el número de partida, por este procedimiento se llega siempre a uno. Di un número.
Simon (S): Siete.
J: Bueno siete es impar. Lo multiplicamos por tres y le añadimos uno, da…
S: Veintidós.
J: Veintidós es par, se divide por dos.
S: Once.
J: Once es impar, se multiplica por tres, y se añade uno:
S: Treinta y cuatro.
J: Treinta y cuatro es par. Se divide por dos, diecisiete. Diecisiete es impar, se multiplica por tres, y se suma uno, cincuenta y dos. Cincuenta y dos es par, se divide por dos, veintiséis. Veintiséis es par, se divide por dos, trece. Trece es impar. Se multiplica por tres y se suma uno cuarenta. Cuarenta es par, se divide por dos, veinte. Veinte es par, se divide por dos, diez, diez es par, se divide por dos, cinco. Cinco es impar, se multiplica por tres y se suma uno. Dieciséis. Dieciséis es par, se divide por dos, ocho, ocho es par, se divide por dos, cuatro, cuatro es par, se divide por dos, dos, dos es par, se divide por dos, uno. Independientemente de la cifra inicial, se llega a… ¡No!
¿A qué se llega? Al número 1.
En este enlace, puedes introducir el número que quieras y comprobar que, efectivamente, realizando las operaciones indicadas se llega a 1…
Por si acaso, he hecho una prueba con el famoso número 241543903 y, siguiendo la regla antes explicada, este calculador ha ido obteniendo los siguientes números:
241543903, 724631710, 362315855, 1086947566, 543473783, 1630421350, 815210675, 2445632026, 1222816013, 3668448040, 1834224020, 917112010, 458556005, 1375668016, 687834008, 343917004, 171958502, 85979251, 257937754, 128968877, 386906632, 193453316, 96726658, 48363329, 145089988, 72544994, 36272497, 108817492, 54408746, 27204373, 81613120, 40806560, 20403280, 10201640, 5100820, 2550410, 1275205, 3825616, 1912808, 956404, 478202, 239101, 717304, 358652, 179326, 89663, 268990, 134495, 403486, 201743, 605230, 302615, 907846, 453923, 1361770, 680885, 2042656, 1021328, 510664, 255332, 127666, 63833, 191500, 95750, 47875, 143626, 71813, 215440, 107720, 53860, 26930, 13465, 40396, 20198, 10099, 30298, 15149, 45448, 22724, 11362, 5681, 17044, 8522, 4261, 12784, 6392, 3196, 1598, 799, 2398, 1199, 3598, 1799, 5398, 2699, 8098, 4049, 12148, 6074, 3037, 9112, 4556, 2278, 1139, 3418, 1709, 5128, 2564, 1282, 641, 1924, 962, 481, 1444, 722, 361, 1084, 542, 271, 814, 407, 1222, 611, 1834, 917, 2752, 1376, 688, 344, 172, 86, 43, 130, 65, 196, 98, 49, 148, 74, 37, 112, 56, 28, 14, 7, 22, 11, 34, 17, 52, 26, 13, 40, 20, 10, 5, 16, 8, 4, 2 y 1.
¡Bien! Pasando por 109 números pares y 51 impares, hemos verificado lo que dice la conjetura de Kakutani con el número 241543903, un número cualquiera. ¿Será cierta la conjetura de Collatz? ¿O quizás alguien consiga encontrar un contraejemplo? El tiempo lo dirá…
Más información
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In Memoriam: Shizuo Kakutani, noted mathematician and inventor, Yale Bulletin & Calendar 33 (1), 27 agosto 2004
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John J. O’Connor y Edmund F. Robertson, Shizuo Kakutani, MacTutor History of Mathematics archive, Universidad de Saint Andrews
BONUS: Entre otras propiedades matemáticas, 108 es un número abundante (hablamos de este tipo de números en Sumas y sucesiones alícuotas), semiperfecto, tetranacci, hiperfactorial, refactorable o de Devlali. Además, es el número atómico del elemento hasio y la medida (en grados) de los ángulos internos de un pentágono regular. Y, por cierto, con una temperatura interna de 108 grados Fahrenheit (algo más de 42 grados centígrados), los órganos vitales del cuerpo humano comienzan a fallar por sobrecalentamiento…
Sobre la autora: Marta Macho Stadler es profesora de Topología en el Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU, y colaboradora asidua en ZTFNews, el blog de la Facultad de Ciencia y Tecnología de esta universidad.
El artículo Shizuo Kakutani y sus teoremas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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- El teorema de Ducci
Polinizatzaileekin bueltaka: erleez gain
Irudia: Polinizatzailerik ezagunenak ezti-erleak badira ere, ez dira polinizatzaile bakarrak, ezta nagusiak ere; bestelako intsektuak, zenbait txori eta hainbat ornodun ere polinizazio lanak egiten dituzte. (Iturria: Andrew Mercer)
Polinizatzaileen neurketak egitea oso zaila da. Datuak eskasak dira espezie askorentzat eta neurketak eta metodologiak oso ezberdinak eta bateratzen zailak. Hala ere, zenbait tendentzia ikertu egin dira. Blog honetan bertan polinizatzaileen egoeraren inguruko artikulua argitaratu zen 2014. urtean.
Ugaztun eta txori polinizatzaileak beherako joera dute. Orokorrean polinizatzaile ornodunen %16.5 eta polinizatzaile ornogabeen %40 baino gehiago (datuak ezagunak diren kasuetan) desagertze arriskuan daude IPBES txostenaren arabera.
Erleei dagokienez, IUCN lista gorriaren arabera, erle espzieen %9 inguru daude arriskuan. Datuak, dena den, ez dira erabatekoak, zenbait espezieren inguruko datuen falta dela eta. Datu horien gorabeheraren arabera, mehatxupeko espezieen portzentaia %4ra jaitsi edo %60ra igo daiteke.
Eta ezti-erleak? Txosten berberaren arabera, gora doaz kudeatutako erlauntzei dagokionez, zenbait herrialdetan galerak izan badira ere. Europako kolonien inguruan egindako ikerketaren arabera, Erdialdeko Europan ezti-erle kopurua gutxitu da, baina Mediterraneo aldean igo. Ezti-erleen basa koloniak oso eskasak dira eta zenbait tokitan ez dira, Juan Carlos Pérez Hierroren esanetan.
Polinizatzaileen beherakada dago, beraz. Hala ere, 1961–2006 urteetako tendentziak aztertu dituen ikerketaren arabera, polinizatzaileen beherakadak ez du laboreen etekinean eraginik izan. Arazorik ez dago giza elikadurari dagokionez, orduan? Ezta gutxiago ere.
Polinizatzaileen menpeko laboreak goraAurrean esan bezala, giza elikadurarako erabiltzen dira laboreen %75ean baino gehiagotan dute eragina polinizatzaileek maila batean edo bestean eta bolumenari dagokionez, %35.
Laboreen mundu produkzioaren %5-8, 260-640 mila milioi euroko balioa duena, animali polinizazioari zuzenean esleitu dakiokeela estimatzen da. Kontuan izan behar da, hala ere, laboreen arabera polinizatzaileen garrantzia oso ezberdina dela eta, beraz, ekonomian duten pisua ere.
Are gehiago, globalki, gora egin du polinizatzaileen menpeko laboreen produkzioak. IPBES txostenean bildutako datuen arabera, %300 egin du gora azken 50 urteotan. Dependentzia horrek, polinizatzaile mota bakarraren erabilerari lotuta, krisia sortu lezake etorkizunean.
Izan ere, nekazaritza polinizazioari dagokionez, monokultibo bilakatu da ezti-erleen erabilera. Toki batetik bestera eramaten dira koloniak loratze sasoian. Eta nekazaritza (eta honi lotuta, zoruaren erabilera) da polinizatzaileen gainbeheraren kausetako bat.
Hainbat faktore, interakzioanIkerketek erakusten dute hainbat direla polinizatzaileei eragiten dieten faktoreak eta ez dute modu isolatuan eragiten. Faktore horietako batzuk ikertu izan dira:
- Zoruaren erabilera. Zoruaren erabilerak eragin zuzena du polinizatzaileengan. Adibide modura, nekazaritza intentsiboak eremu baten lore eta landareetan aldaketak sortzen ditu, bertako polinizatzaileen elikaduran eta habia egitean ondorioak izanik. Horretaz gain, monolaborantzak ere eragin zuzena du, landare dibertsitatearen galera dela eta, polinizatzaileen elikadura zailtzen baita. Lurra produktiboen eta ez produktiboen banaketak, gainera, habitaten galera eta degradazioa ere ekar ditzake. Lurraldearen ordenazioa egiterakoan polinizatzaileak ez direla kontuan hartzen azaltzen du Juan Carlos Pérez Hierrok.
- Ezti-erlearen gailentasuna. Apis mellifera koloniak mundu mailan mugitzen dira polinizazio lanak egin ditzaten. Tokiko polinizatzaileei eragiten die honek, elikagai murrizketagatik, alde batetik, eta zonaldekoak ez diren gaixotasunei esposizioagatik, bestetik.
- Klima aldaketa. Zenbait espezieren jokamoldean aldaketak eragin ditu klima aldaketak eta baita landareen distribuzioan, poilinizatzaileengan eragin zuzena izanik.
Aurrekoak ez dira faktore bakarrak, gehiago ere ikertu izan dira eta haien arteko interakzioa ere kontuan izatekoa da. Juan Carlos Pérez Hierroren ustetan “Hainbat kausa daude, baina bakar batean sintetizatu daitezke: gizakien interbentzio maila altua prozesu naturaletan”.
Nahiz eta datu falta handia egon, esan daiteke polinizatzaileen egoera ez dela ona oro har. Giza elikagaien produkzioan duten papera kontuan izanik eta, honekin batera, polinizatzaileekiko dependentzia duten laboreen produkzioaren gorakada, polinizatzaileen egoera sakonki ikertu eta eragiten dieten faktoreak identifikatzea garrantzitsu bilakatzen ari da.
Erreferentzia bibliografikoak:
- Ollerton, J. , Winfree, R. and Tarrant, S. (2011). How many flowering plants are pollinated by animals?. Oikos, 120 (3), 321-326, DOI: 10.1111/j.1600-0706.2010.18644.x
- Klein, Alexandra-Maria, et al., (2006). Importance of pollinators in changing landscapes for world crops. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 274 (1608), DOI: http://doi.org/10.1098/rspb.2006.3721
- Wilson, Joseph S., Forister, Matthew L., Carril, Olivia (2017). Interest exceeds understanding in public support of bee conservation. Frontiers in Ecology and the Environment, 15(8), 460–466, DOI:10.1002/fee.1531
- Michener, Charles D. The Bees of The World. The Johns Hopkins University Press. Baltimore. 2007
- Watanabe, Myrna E. (1994). Pollination Worries Rise As Honey Bees Decline. Science, 265 (5176), 1170, DOI: 10.1126/science.265.5176.1170
- Potts, Simon G., et al. (2010). Declines of managed honey bees and beekeepers in Europe. Journal of Apicultural Research, 49 (1), 15-22, DOI: 10.3896/IBRA.1.49.1.02
- Potts, Simon G., et al. (2010). Global pollinator declines: trends, impacts and drivers. Trends in Ecoloby and Evolution, 25 (6), 345-353, DOI: https://doi.org/10.1016/j.tree.2010.01.007
- Garibaldi, Lucas A., et al. (2013). Wild Pollinators Enhance Fruit Set of Crops Regardless of Honey Bee Abundance. Science, 339 (6127), 1608-1611, DOI: 10.1126/science.1230200.
- Regan, E. C. et al. (2015), Global Trends in the Status of Bird and Mammal Pollinators. Conservation letters, 8, 397-403, DOI: 10.1111/conl.12162
- IPBES. The assessment report on pollinators, pollination and food production. Secretariat of the Intergovernmental Science-Policy Platform on
Biodiversity and Ecosystem Services. Bonn. 2016. - IUCN. European Red List of Bees. Publication Office of the European Union. Luxembourg. 2014
- Aizen, Marcelo A., et al. (2008). Long-Term Global Trends in Crop Yield and Production Reveal No Current Pollination Shortage but Increasing Pollinator Dependency. Current Biology, 18 (20), 1572-1575, DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2008.08.066
- Potts, Simon G., et al. (2016). Safeguarding pollinators and their values to human well-being. Nature, 540, 220–229, DOI: 10.1038/nature20588
- Winfree, Rachael. (2008). Pollinator-Dependent Crops: An Increasingly Risky Business. Current Biology, 18 (20), R968-R969, DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2008.09.010
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Las regularidades en el espectro del hidrógeno
Foto: Adam Kring / UnsplashLas ideas de Balmer sobre el espectro del hidrógeno tuvieron un éxito enorme. Veámoslo.
Para usar la notación moderna, reescribimos la fórmula de Balmer λ = b [n2/(n2-22)] en una forma que nos será más útil:
1/λ = RH (1/22 – 1/n2)
En esta ecuación que, como decimos, puede derivarse de la anterior, RH es una constante, igual a 4 / b. Se llama constante de Rydberg para el hidrógeno, en honor del espectroscopista J.R. Rydberg. Continuando el trabajo de Balmer, Rydberg hizo un gran progreso en la búsqueda de varias series espectrales. La serie de líneas descritas por la fórmula de Balmer se llama la serie de Balmer. Balmer construyó su fórmula a partir de las longitudes de onda conocidas de solo cuatro líneas en la parte visible del espectro. Esta fórmula de Balmer predice correctamente cada una de estas cuatro líneas con una precisión considerable. La fórmula, sin embargo, parecía indicar que podrían existir muchas más líneas en la misma serie [1]. Además,
La sugerencia especulativa [2] de Balmer de reemplazar 22 por otros números ofrece las siguientes posibilidades:
1/λ = RH (1/12 – 1/n2)
1/λ = RH (1/32 – 1/n2)
1/λ = RH (1/42 – 1/n2)
…
Cada una de estas ecuaciones describe una posible serie de líneas de emisión. Todas estas series hipotéticas de líneas pueden resumirse en una fórmula general
1/λ = RH (1/nf2 – 1/ni2)
donde nf sería un número entero que es fijo para cada serie para la que se encuentren longitudes de onda (por ejemplo, nf = 2 para todas las líneas de la serie Balmer). Por otro lado ni representa enteros que toman los valores nf + 1, nf + 2, nf + 3,. . . para las sucesivas líneas individuales en una serie dada (las cuatro primeras líneas de la serie de Balmer, ni toma por tanto los valores 3, 4, 5, y 6) La constante RH debe tener el mismo valor para todas las series del hidrógeno.
Reiteremos que todo esto es pura especulación [2]. No hay nada que indique que deba existir ninguna otra serie, ninguna línea que se ajuste a la fórmula general, excepto la serie de Balmer observada experimentalmente, donde nf = 2. Pero resultó que, cuando la comunidad científica se puso a buscar estas líneas hipotéticas con buenos espectrómetros descubrió que, de hecho, ¡existen!
En 1908, F. Paschen encontró dos líneas del hidrógeno en el infrarrojo. Sus longitudes de onda se correspondían con notable precisión a la fórmula general estableciendo nf = 3 y ni = 4 y 5. Desde entonces, se han identificado muchas otras líneas en esta «serie de Paschen». Con técnicas y aparatos experimentales mejorados, se pudieron explorar nuevas regiones del espectro. Así, se fueron agregando gradualmente otras series a las series de Balmer y de Paschen. Las series del espectro del hidrógeno descubiertas son las siguientes (entre paréntesis año de descubrimiento):
Lyman (1906–1914) nf =1, ni = 2, 3, 4, . . . en el ultravioleta;
Balmer (1885) nf = 2, ni = 3, 4, 5, . . . en el ultravioleta-visible;
Paschen (1908) nf = 3, ni = 4, 5, 6, . . . en el infrarrojo;
Brackett (1922) nf = 4, ni = 5, 6, 7, . . . en el infrarrojo;
Pfund (1924) nf = 5, ni = 6, 7, 8, . . . en el infrarrojo;
Humphreys (1953) nf = 6, ni = 7, 8, 9, . . .en el infrarrojo.
Líneas espectrales del hidrógeno en escala logarítmica. Se señala la primera línea (α) de cada una de las series. Imagen: Wikimedia CommonsBalmer también especuló con la idea de que su fórmula para el espectro del hidrógeno pudiera ser un patrón para encontrar relaciones en los espectros de otros gases. Esta sugerencia también dio fruto. La fórmula de Balmer en sí misma no funcionó directamente para describir espectros de gases distintos al hidrógeno. Pero sí inspiró fórmulas de forma matemática similar que describieron con éxito el orden en porciones de muchos espectros complejos [3].
Para sorpresa de muchos y desesperación de otros no se podía construir ningún modelo basado en la mecánica clásica y el electromagnetismo que explicara los espectros descritos por estas fórmulas.
Lo que ya hemos visto sobre la teoría cuántica sugería una línea de ataque. Obviamente, la emisión y absorción de luz de un átomo debe corresponder a una disminución y un aumento de la energía del átomo. Si los átomos de un elemento emiten luz de solo ciertas frecuencias, entonces la energía de los átomos debe poder cambiar solo en ciertas cantidades. Estos cambios de energía deben implicar la reorganización de las partes del átomo. Se hacía imprescindible cambiar radicalmente el enfoque a la hora de construir un modelo de átomo viable. Pero era necesario un ingrediente fundamental adicional antes de que se construyese un modelo atómico que pudiese tener éxito: el descubrimiento de que el átomo es, básicamente, espacio vacío.
Notas:
[1] De hecho, infinitas, ya que n = 3, 4, 5, 6, 7, 8,… ∞
[2] Y numerológica. Es por pura simetría matemática. Funciona porque funciona, pero recordemos que tras la sugerencia de Balmer no hay ninguna base física a priori.
[3] La constante de Rydberg RH también reapareció en estas fórmulas empíricas.
Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance
El artículo Las regularidades en el espectro del hidrógeno se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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