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Sistemas abiertos, cerrados y aislados: Las 3 maneras de clasificar a los sistemas.

Introducción a los sistemas abiertos, cerrados y aislados

En este artículo, hablaremos un poco acerca de los sistemas que existen en la naturaleza. Cuando en Ciencias Naturales hablamos de sistemas, hacemos referencia a diversos campos de estudio que la física, la biología, la química y demás disciplinas tienen en cuenta.

¿Qué es un sistema?

Sin duda, “clasificación de sistemas” es uno de los temas más estudiados al principio de cada materia científica, pues abarca a todas y cada una de ellas. Es por eso que podemos preguntarnos la siguiente cuestión: ¿qué es un sistema? Un sistema es una sección acotada del universo que se aísla para su estudio.

Clasificación de los sistemas

Imaginemos que estamos estudiando a nuestro sistema en un laboratorio. Agarramos nuestra bata blanca y nos ponemos en la piel de científicos. A continuación, nos disponemos a clasificar nuestros sistemas, pero… ¿en base a qué lo hacemos?

Sistemas abiertos

Sabemos muy bien que dentro de un laboratorio no podemos comer ni beber alimentos, por lo que nos decidimos a hacer un café caliente. Batimos el café soluble, le ponemos agua bien caliente para afrontar el frío de la mañana. Lo dejamos sobre la mesada un rato mientras prendemos nuestra computadora y agarramos nuestros cuadernos y apuntes de ciencias naturales. La profesora nos pidió clasificar a los sistemas, pero no tenemos ni idea de cómo hacerlo, por dónde empezar, qué analizar. ¡Pero tranquilos! El haber dejado el café caliente sobre la mesa nos dio una interesante idea.

Sucede que, al cabo de un tiempo, nos damos cuenta que nuestro café está más frío que antes. En otras palabras, su temperatura cambió. ¿Qué pasó? El ambiente estaba a menor temperatura que nuestro rico café. Pensando, nos dimos cuenta que la energía presente en el café pasó al ambiente y nuestra bebida se nos enfrió un poquito. ¡Qué interesante! Algo sucedió con la energía. Pasó del café al ambiente. ¿Hubiese pasado lo mismo si ponía el café dentro de mi vaso térmico o dentro de un termo?

black man drinking coffee while working at laptop
los sistemas abiertos, los sistemas cerrados y los sistemas aislados
Photo by Andres Ayrton on Pexels.com

Mientras pensamos en la respuesta, tomaremos nuestro café. ¡La clase está por empezar! Se nos acaba el tiempo. Mejor tomamos nuestro café de un sorbo y, enseguida, nuestro recipiente quedó vacío, pues el rico café ya ingresó en nuestro organismo. La clase empieza y aún no sabemos cómo clasificar a los sistemas, pero pensando en el café se nos presenta una buena idea. Veamos…

La mayoría de los sistemas tienen la particularidad de permitir que la energía entre y salga de ellos. Sin embargo, sólo algunos de ellos permiten que la materia entre y salga. Pensando en el café, hemos visto que de la taza pudo salir energía hacia el ambiente (por eso se enfrió). Le contamos esto a nuestro compañero de laboratorio y nos dijo que le pasó algo parecido: la botella de hielo que había llevado a clases se calentó y ya tenía un poco de agua líquida. Me ofrece un poco, pero prefiero seguir pensando en cómo usar esta información para clasificar a los sistemas antes de que la profesora de Ciencias Naturales me ponga un uno.

Cuando un sistema está abierto, como nuestra botella de hielo o nuestra taza de café caliente, permite que haya una transferencia de materia y de energía con el ambiente. Así, por ejemplo, el café se enfrió y, además, pudo ingresar a mi cuerpo. ¡Nada mejor que una rica taza de café en invierno! Lo mismo sucede con la botella de agua, aunque la hubiera preferido un poco menos fría para estas alturas del año. La profesora entra a clases y escribe en el pizarrón:

Un sistema abierto es un sistema que intercambia materia y energía con el entorno; es decir, permite la entrada y salida de materia y energía.

Dibuja, además, el siguiente esquema:

Sistema abierto.
Ejemplo de sistema abierto

Ahora que lo pensamos, es exactamente igual a lo que sucedió con nuestro café. Hubo una entrada de energía (la luz del Sol pudo ingresar a la taza e iluminarla) y una salida de energía (la energía térmica del café salió desde allí hacia el ambiente). También hubo una entrada de materia (pudo haber caído polvo dentro de la taza) y una salida de materia (el café pasó de la taza a mi cuerpo). Es, entonces, un excelente ejemplo de sistema abierto.

¿Te animás a pensar por qué un electrodoméstico es un sistema abierto?

Los sistemas cerrados

Algunos sistemas no tienen la capacidad de intercambiar materia con el ambiente. Sólo intercambian energía. Por ejemplo, la botella de hielo que tenía nuestro compañero de laboratorio. Esa botella permanecía cerrada la mayor cantidad de tiempo, con una tapa, para evitar que pierda contenido y provoque un desastre en su mochila. En otras palabras, había un ingreso de energía (entra luz y calor) y un egreso de energía (podíamos ver el contenido de la botella porque la luz que entró a la botella “revotó” en el hielo y llegó a nuestros ojos). Pero en ningún momento, con la tapa puesta, hubo entrada o salida de materia. Esto es lo que caracteriza a un sistema cerrado.

Un sistema cerrrado -escribió la profe- es un sistema que no intercambia materia pero sí energía con el ambiente.

Un buen esquema sería el siguiente:

Sistema Cerrado.
Ejemplo de sistemas cerrados

Los sistemas cerrados son bastante comunes de hallar en la vida cotidiana. Ejemplos pueden ser las latas o los cartones de leche o bebidas en las góndolas de un supermercado, un habitación con las ventanas y las puertas cerradas, una cartuchera cerrada y un montón de ejemplos más.

Los sistemas aislados.

Los sistemas aislados son muy difíciles de encontrar en la naturaleza. En ellos, no hay intercambio de materia ni de energía. Son tan difíciles de hallar que prácticamente podemos decir que no existen, dado que un sistema aislado -como un termo o un iglú herméticamente cerrado- tarde o temprano terminará ganando o perdiendo energía. Pero, si analizamos el caso poniendo ejemplos ideales, podríamos pensar en algún que otro ejemplo, tales como los mencionados en este párrafo.

¿Por qué es un sistema aislado un termo? Sucede que un termo mantiene la temperatura de lo que tiene dentro por un buen rato. Esto significa que, si no se abrió, no entra materia ni sale materia y tampoco hay intercambio de energía que haga que el contenidos se caliente o enfríe.

La gran profe escribió entonces:

Un sistema no intercambia ni materia ni energía con el ambiente.

Sistema aislado.
Ejemplo de sistemas aislados

Conclusión

Se denomina Sistema Abierto a un sistema capaz de intercambiar energía y materia con el entorno; un Sistema Cerrado sólo intercambia energía y un Sistema Aislado no intercambia ni materia ni energía.

cuadro sobre los sistemas abiertos, cerrados y aislados
Cuadro: Sistemas abiertos, sistemas cerrados, sistemas aislados

Actividades:

Clasifica los siguientes sistemas en abiertos, cerrados o aislados. Justificá tu elección.

  1. Un termo de café cerrado.
  2. Un frasco cerrado de aceitunas en una góndola de supermercado.
  3. Un cocodrilo.
  4. Un iglú herméticamente cerrado.
  5. Un vaso de agua tapado.
  6. Un cajón de frutas en una verdulería.
  7. La consola de una Xbox360.
  8. Una vela ardiendo.
  9. Una célula viva en la flora intestinal.
  10. El motor de un auto.

Para finalizar te compartimos el link a nuestro canal de YouTube para que conocer todos los tutoriales educativos sobre ciencias, que seguro te van a ayudar.

Sistemas abiertos, sistemas cerrados y sistemas aislados – Ensamble de Ideas – Copyright MMXXII

¿Qué es un sistema inercial y qué es un sistema de referencia según Newton?
sistema inercial y qué es un sistema de referencia

Newton sistema inercial y sistema de referencia

Newton estableció las leyes de la Dinámica en 1686, en los “Principios Matemáticos de la Filosofía Natural, allí dice del espacio relativo:

“El espacio relativo es una dimensión o medida móvil de los espacios absolutos que nuestros sentidos determinan por suposición con respecto a los cuerpos y que es tomado vulgarmente por un espacio inmóvil…”

“El espacio absoluto permanece siempre homogéneo e inmutable, por su propia naturaleza y sin consideración a nada externo…”

“En tiempo absoluto, verdadero y matemático, por sí mismo y por su propia naturaleza, fluye igualmente, independientemente de todo lo externo, y es llamado también duración; el tiempo relativo aparente y común es una medida sensible y externa (exacta o desigual) de la duración por medio del movimiento, y es usado comúnmente en lugar del tiempo verdadero…”

Isaac Newton, padre de la idea de Sistemas Inerciales. /  Sistema Inercial.
Isaac Newton (4 de enero de 1643, Woolsthorpe-by-Colsterworth, Reino Unido – 31 de marzo de 1727, Kensington, Londres, Reino Unido)

Para Newton, aunque nuestros sentidos requieren siempre fijar la posición de un objeto tomado a otros como referencia, y miden el tiempo con instrumentos a veces inexactos, existen en la estructura de la naturaleza un espacio y un tiempo absolutos, independientes del observador.

Esta afirmación, fue postulada para resolver el problema que surge si se considera que todo movimiento es relativo. Por ejemplo la expresión de la ley de gravitación universal:

Ley de Gravitación Universal.

cambiará si se la describe desde un sistema de referencia acelerado respecto del par de objetos, pues desde ese sistema, se obtendría una fuerza diferente, y desde otros sistemas acelerados, valores diferentes.

¿Cuál es entonces el valor verdadero de F?

Newton postuló que la expresión que permite calcular la fuerza de atracción gravitatoria entre dos cuerpos, supone la existencia de un sistema de referencia en reposo con respecto de los mismos, cualquier otra medición sería “ficticia” pues los observadores utilizan espacios y tiempos “relativos” para la descripción del fenómeno.

Este referencial es un sistema privilegiado o absoluto, donde las leyes de la naturaleza adoptan una expresión independiente del observador.

Disponible en https://www.ensambledeideas.com/leyes-de-newton/

Existen otros sistemas de referencia donde las leyes de la dinámica adoptan la misma forma matemática, éstos se encuentran en reposo o en MRU respecto el sistema absoluto: son los sistemas inerciales y en ellos son válidas las leyes de la dinámica.

Un sistema inercial es aquél donde el cuerpo no se observa acelerado, es en referencia a los sistemas inerciales que enunciamos las leyes de Newton.

Para final queremos presentarte nuestro nuevo canal de Youtube, en el tendrás acceso a centenares de explicaciones fáciles de entender en diversas áreas de estudio.

Sistema inercial – Ensamble de Ideas – Copyright MMXXII

La DATACIÓN RADIACTIVA: calculando la edad de las rocas en el laboratorio

En este artículo hablaremos sobre la Datación Radiactiva, dando una explicación sobre cómo puede ser calculada la edad de las rocas en un laboratorio.

El tiempo de vida media

¿Alguna vez te preguntaste cómo puede saberse la edad de un meteorito, una roca o un fósil? En la paleontología, estos datos son importantísimos, así como para estudiar la edad de nuestro propio planeta. Averigüemos cómo lo hacen.

En otros artículos de Ensamble de Ideas, hemos visto el concepto de tiempo de vida media, el cual es el tiempo que tarda una muestra de cierta sustancia en reducir su concentración a la mitad. ¿Qué significa todo esto?

Sencillo: imagina tener una cantidad de materia que es radiactiva, es decir, que emite radiación constantemente. La pesas y ves, en tu balanza, que tienes 40g de esa sustancia. Si el tiempo de vida de tu sustancia fuera de 2 días, significa que pasados dos días desde que lo pesaste tendrás 20g de sustancia. En los siguientes dos días (es decir, cuatro días después de que lo pesaste), te quedarán sólo 10 días. Lo importante es que veas que no significa que te quedarás sin sustancia sino que la concentración bajó a la mitad.

¿Y qué pasó con la parte “perdida”? En realidad, parte de la materia se transformó en energía (que llamaremos energía radiante) y quedarán partículas mucho más pequeñas o sencillas.

Datación por isótopos de uranio-238

¿Qué elementos radiactivos se te vienen a la mente? Lo más común es pensar en elementos como el uranio o el plutonio. Pues sí, ellos son los más comunes, pero existen muchos más. Ya que algunos miembros de la serie del uranio tienen vidas medias muy largas, resultan particularmente adecuadas para calcular la edad de rocas en la Tierra y en objetos extraterrestres.

Existe una partícula llamada “uranio-238” (pues su masa atómica es de 238, el más abundante en la naturaleza). A medida que pasa el tiempo, este uranio -presente en los minerales- irá descomponiéndose en partículas mucho más sencillas. En particular, el uranio-238 libera energía radiante y pasa a ser otra partícula más pequeña, el plomo-206. El tiempo de vida media del uranio-238 es de \( 4,51\cdot 10^{9}\), esto es unos 4.510.000.000 años (¡casi la misma edad que tiene nuestro planeta!)

Ecuación 1: Ésta es la ecuación química que representa el decaimiento radiactivo del uranio-238 en plomo-206.

Teniendo en cuenta lo dicho anteriormente, en las rocas actuales se deberían encontrar (y en efecto, se encuentran) algunos isótopos de plomo-206 formados por decaimiento radiactivo. Suponiendo que no había plomo presente cuando el mineral se formó y que el mineral no ha sufrido cambios químicos que pudieran provocar la separación del isótopo de plomo-206 del uranio-238 padre, es posible calcular la vida de las rocas a partir de la relación de masas de 206Pb a 238U.

La Ecuación 1 indica que por cada mol o 238g de uranio que sufre un decaimiento completo, se forma un mol o 206g de plomo. Interesantes estudios basados tanto en las series de uranio como en otras series de decaimiento radiactivo permiten determinar la vida de las rocas de mayor edad y, por lo tanto, probablemente a la vida de la Tierra misma, en unos 4,5 x 109 ó 4,5 mil millones de años.

Datación por isótopos de potasio-40

Respecto de la datación mediante la utilización de isótopos de potasio-40, se puede decir que ésta es una de las técnicas más importantes en Geoquímica. El isótopo radiactivo de potasio-40 decae de varias formas distintas, pero la más relevante en lo que respecta a la determinación de antigüedades es la de captura de electrones:

Ecuación 2: Ésta es la ecuación química que representa el decaimiento radiactivo del potasio-40 en argón-40.

La acumulación de argón-40 gaseoso se usa para medir la vida de un espécimen. Cuando un átomo de potasio-40 decae en un mineral, el argón-40 que se forma queda atrapado en la red del mineral y sólo puede escapar si el material se funde. La fundición es, por lo tanto, el procedimiento para analizar una muestra de mineral de laboratorio.

La cantidad de argón-40 presente puede medirse convenientemente con un espectrómetro de masas. Conociendo la relación de argón-40 a potasio-40 en el mineral y la vida media del decaimiento es posible establecer la edad de rocas que tienen entre miles y billones de años de edad.

¿Qué es la espectrometría de masas?

La espectrometría de masas es una técnica experimental que permite la medición de iones derivados de moléculas. El espectrómetro de masas es un instrumento que permite analizar con gran precisión la composición de diferentes elementos químicos e isótopos atómicos, separando los núcleos atómicos en función de su relación masa-carga.

Fósiles en los que se usa la Datación Radiactiva.
Fósiles utilizados para estudiar los organismos prehistóricos.

Aquí concluimos nuestro recorrido por el útil mundo de los fenómenos ligados a la datación radiactiva. Es evidente que su descubrimiento fue uno de los más importantes de la historia científica por sus usos contemporáneos. Es evidente que su descubrimiento es insoslayable para el desarrollo de la ciencia misma.

NTICx en la Escuela

Podrás “jugar” con la datación radiactiva con la aplicación descargable para PC propuesta el PhET Colorado disponible en https://phet.colorado.edu/es/simulation/radioactive-dating-game

Medicina Nuclear y efectos de la radiación en el organismo
Te recomendamos la lectura previa de los primeros tres artículos de la serie Radiactividad: RADIACTIVIDAD
RAYOS ALPHA, BETA Y GAMMA
Serie de decaimiento radiactivo
Tiempo de Vida Media
Radiactividad Artificial / Transmutación nuclear
Aceleradores de partículas / Fisión y Fusión Nuclear
Centrales Nucleares

La medicina nuclear y la radiación en el organismo

La radiación se usa mucho en medicina, para destrucción selectiva intencional de tejidos, como tumores. Los riesgos son considerables, pero si la enfermedad resulta mortal sin tratamiento, todo riesgo es preferible. Los isótopos producidos en forma artificial se usan con frecuencia como fuentes de radiación.

Esos isótopos tienen varias ventajas sobre los isótopos radiactivos naturales. Pueden tener vidas medias más cortas, y una actividad mayor, en forma correspondiente. Se pueden elegir isótopos que emitan la clase de radiación que se desee. Algunos isótopos artificiales se han sustituido por haces de fotones y electrones producidos en aceleradores lineales.

La medicina nuclear es un campo de aplicación en expansión. Los isótopos radiactivos tienen casi las mismas configuraciones electrónicas y el comportamiento químico que los isótopos estables del mismo elemento. Pero la ubicación y concentración de los isótopos radiactivos se puede detectar fácilmente con mediciones de la radiación que emiten. Un ejemplo conocido es el uso de yodo (I) radiactivo en estudios de tiroides. Casi todo el yodo que se ingiere se elimina o se almacena en la tiroides, y las reacciones químicas en el organismo no discriminan entre el isótopo inestable 131I y el estable 127I.

Una cantidad diminuta de 131I se alimenta o inyecta en el paciente, y la rapidez con que se concentra en la tiroides es una medida de la función de ella. La vida media es 8,02 días, por lo que no hay riesgos duraderos de radiación. Al usar detectores de barrido más complicados también se puede obtener una imagen de la tiroides, que revela agrandamientos y otras anormalidades.

Este procedimiento es una clase de autorradiografía, comparable a fotografiar el filamento incandescente de una bombilla eléctrica usando la luz emitida por el mismo filamento. Si este proceso descubre nódulos cancerosos en la tiroides, se pueden destruir usando cantidades mucho mayores de 131I.

Otro núclido útil en la medicina nuclear es el tecnecio-99 (99Tc), formado en un estado excitado por el decaimiento β del molibdeno (99Mo). El tecnecio decae en su estado fundamental emitiendo un fotón de rayo γ con 143 keV de energía. La vida media es 6,01 horas, excepcionalmente larga para una emisión gamma. (El estado fundamental del 99Tc también es inestable y su vida media es de 2,11 x 105 años; decae por emisión β al núclido estable de 99Ru.)

La química del tecnecio es tal que se puede fijar con facilidad a moléculas orgánicas que se absorben en diversos órganos del cuerpo. Una pequeña cantidad de esas moléculas portadoras del tecnecio se inyecta a un paciente, y para producir una imagen se usa un detector de barrido, o cámara gamma; la imagen producida se llama scintigrama o escintigrama, y revela qué partes del cuerpo absorben esta molécula emisora γ. Esta técnica, en la cual el 99Tc funciona como trazador radiactivo, desempeña un papel importante en la localización de cánceres, embolias y otros cuadros patológicos.

Escintigrama. Medicina Nuclear.
Escintigrama

[note]From http://www.fsfb.org.co/?q=node/1368 [/note].

            Las técnicas del trazador tienen muchas otras aplicaciones. El tritio (3H), un isótopo radiactivo del hidrógeno, se usa para marcar moléculas en reacciones orgánicas complejas; las marcas radiactivas en moléculas de plaguicida, por ejemplo, pueden usarse para rastrear su paso en las cadenas alimenticias. En el mundo de la maquinaria se puede usar hierro radiactivo para estudiar el desgaste de pistones. Hasta los fabricantes de detergentes para lavandería han probado la eficacia de sus productos usando mugre radiactiva.

            También hay muchos efectos de la radiación que son útiles, como el fortalecimiento de polímeros por enlazamientos cruzados, esterilización de utensilios quirúrgicos, dispersión de electricidad estática indeseable en el aire, así como ionización intencional del aire en detectores de humo. También se están usando los rayos gamma para esterilizar y preservar algunos productos alimenticios.

            En alimentos, la irradiación es un método de conservación comparable al frío o el calor. Consiste en exponer el alimento a la acción de las radiaciones ionizantes durante un cierto lapso, que es proporcional a la cantidad de energía que deseemos que aquel absorba. De acuerdo con la energía entregada, se pueden lograr distintos efectos: retardar o inhibir la brotación de papas, cebollas y ajos, descontaminar hierbas y especias, retardar la maduración de frutas tropicales, demorar la senescencia de champiñones y espárragos, eliminar microorganismos de diversas frutas y verduras. Todo ello sin afectar la calidad de los alimentos. Esto último es muy importante ya que la creencia popular tiende a pensar que si un alimento fue irradiado, al ingerirlo estamos recibiendo radiactividad. En realidad, cuando se dispone a consumir estos alimentos, ya no queda nada de radiación.

            Por otro lado, a menudo se difunde información sobre los riesgos por exposición a la radiación, a largo plazo, como causa de diversos cánceres y defectos genéticos, y se ha debatido ampliamente el asunto de si hay algún nivel “seguro” de exposición a la radiación. Estudios recientes sugieren que las exposiciones, aunque sean extremadamente pequeñas, causan riesgos; pero es muy difícil reunir estadísticas confiables sobre los efectos de dosis bajas. Se ha aclarado que todo uso para diagnóstico en medicina debe estar precedido por una estimación muy cuidadosa del riesgo en relación con el posible beneficio.

      En nuestro artículo Centrales Nucleares, se lee:  

Otro asunto muy debatido es el de los riesgos de radiación por las centrales eléctricas nucleares. El nivel de radiación causado por ellas no es despreciable. Sin embargo, para hacer una evaluación racional de los riesgos, debemos comparar esos niveles con las alternativas, como las centrales eléctricas alimentadas por carbón. Los riesgos a la salud del humo del carbón son graves y están bien documentados, y se cree que la radiactividad natural en ese humo es unas 100 veces mayor que el de una central nuclear que funcione en forma correcta, de igual capacidad. Pero la comparación no es tan simple; también hay que considerar la posibilidad de un accidente nuclear y el grave problema de desechar de manera segura los residuos radiactivos de las plantas nucleares. Es claramente imposible eliminar todos los riesgos para la salud. La meta debería ser tratar de adoptar una actitud racional hacia el problema de minimizar el riesgo de todas las fuentes. La radiación ionizante es una espada de dos filos: impone riesgos muy graves para la salud pero también brinda muchos beneficios a la humanidad, incluyendo diagnósticos y tratamientos de enfermedades y una gran variedad de técnicas analíticas.

Al examinar la cadena de desintegración del 238U, vemos que la vida media del uranio, vemos que la vida media del 222Rn es de 3,82 días. El radón de A = 222 se produce en forma continua, por el decaimiento del 226Ra, que existe en cantidades diminutas en las rocas y el suelo sobre los que se construyen las casas. Es un caso de equilibrio dinámico, donde la cantidad de producción es igual a la cantidad de decaimiento.

Como se observa en el gráfico anterior, un riesgo serio para la salud en algunas áreas es la acumulación del 222Rn en las casas; es un gas inerte, incoloro, inodoro y radiactivo. La razón por la que el 222Rn constituye un mayor riesgo que los demás elementos de la serie de desintegración del 238U es que es un gas. Durante su corta vida media de 3,82 días puede migrar del suelo y penetrar en casas. Si un núcleo de 222Rn se desintegra en los pulmones, emite una partícula α dañina, y su núcleo derivado, el 218Po, que no es químicamente inerte y probablemente permanezca en los pulmones hasta que se desintegre, emite otra partícula α dañina recorriendo la serie radiactiva del 238U.

La intensidad de la radiación depende del número de desintegraciones, así como de la energía y del tipo de la radiación emitida. El efecto biológico de la radiación depende de la parte del cuerpo irradiado y del tipo de radiación. De los tres tipos de radiación nuclear, las partículas alpha tienen el menor poder de penetración y son, por lo tanto, las menos dañinas desde el punto de vista biológico. Las partículas beta penetran más que las alpha, pero menos que los rayos gamma. Sin embargo, si se ingieren emisores α o β, sus efectos nocivos se agravan de manera notable porque los órganos están constantemente sujetos a la radiación dañina a muy corto alcance. Por ejemplo, el estroncio-90, un emisor β, puede reemplazar el calcio de los huesos, donde provoca mayor daño.

Cuando el agua se irradia con rayos gamma, se llevan a cabo las siguientes reacciones:

El electrón (en su forma hidratada) puede reaccionar subsecuentemente con el agua o con un ion hidrógeno para formar hidrógeno atómico, y con el oxígeno para producir el ion superóxido, O2:

En los tejidos, los iones superóxido y otros radicales libres atacan las membranas celulares y una gran variedad de compuestos orgánicos, como enzimas y moléculas de ADN. Los compuestos orgánicos, por supuesto, pueden ser ionizado directamente y destruidos por la radiación de alta energía.

Desde hace mucho tiempo, se ha sabido que la exposición a la radiación de alta energía puede inducir cáncer en los humanos y en otros animales. El cáncer se caracteriza por el crecimiento celular incontrolado. Por otra parte, también está bien establecido que el cáncer puede ser destruido por radiación con un tratamiento apropiado. En la radioterapia debe buscarse una conciliación. La radiación a la que está expuesto el paciente debe ser suficiente para destruir las células de cáncer sin matar demasiadas células normales, con la esperanza de no inducir otra forma de cáncer.

El daño por radiación a los sistemas vivos se clasifica generalmente como somático o genético. Los daños somáticos son aquellos que afectan al organismo durante su vida. La quemaduras de Sol, las erupciones de la piel, el cáncer y las cataratas son ejemplos de daños somáticos. Los daños genéticos se refieren a cambios heredados o a mutaciones de los genes. Por ejemplo, una persona cuyos cromosomas han sido dañados o alterados por acción de su exposición a la radiactividad puede tener descendientes deformes.

Curiosidades:

Fuentes de radiación comunes: Porcentaje de las fuentes de radiactividad a las que un humano promedio está sometido diariamente, en Estados Unidos. El 82% del total corresponde a radiación de origen natural. El 18% restante es por actividad humana.

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ALMIDÓN, DISACÁRIDOS Y PROTEÍNAS: Reconocimiento a través de un experimento de Laboratorio.

INTRODUCCIÓN

Los alimentos que consumimos diariamente mantienen las funciones fisiológicas del organismo y regulan su metabolismo[1], incorporando los nutrientes necesarios para proveer la energía que requieren todos nuestros procesos vitales, pero también los materiales para el mantenimiento y crecimiento del organismo).

La variada alimentación humana promedio incluye alimentos de distintos orígenes: mineral (como el agua y las sales minerales), vegetal y animal. Los nutrientes son, fundamentalmente, sustancias orgánicas que pertenecen a tres grandes grupos: proteínas, hidratos de carbono y grasas.

En el presente trabajo, nos dedicaremos a catalogar alimentos y ver, a partir de diferentes procedimientos, cuáles presentan almidón, proteínas y disacáridos.

El almidón, identificable con lugol, constituye la mayor parte de los carbohidratos de la dieta habitual y es digerida por una enzima producida en las glándulas salivales[2] llamada amilasa, con el fin de formar maltosa. Este último, un disacárido, reacciona con el reactivo de Fehling, al igual que la glucosa, un monosacárido. Por su parte, las proteínas, macromoléculas formadas por la unión de aminoácidos en múltiples combinaciones, son fácilmente identificables añadiendo reactivo de Biuret, de color rosa, que vira a violeta en presencia de ellas.[3]

DISEÑO EXPERIMENTAL CON ALMIDÓN

             Se trabajará con cortes de alimentos de origen animal y vegetal, a temperatura ambiente. Se necesitarán varios reactivos: uno que sea indicador de almidón para la primera fase de reconocimiento, un indicador de glucosa para la segunda fase y una sustancia que reaccione con proteínas, para la tercera fase. Además, debemos contar con material de laboratorio para llevar a cabo la experiencia.

            Los materiales necesarios, entonces, serán:

Comunes a todas las fases: alimentos (se proponen –en orden alfabético–: arroz, azúcar de mesa, batata, bizcocho, carne blanca, carne roja, cereales, ciruela, clara de huevo, fideos, harina, leche, manzana, miel, naranja, pan, papa, pescado, remolacha, yogurt y zanahoria), tubos de ensayo, gotero o pipeta, gradilla.

Para la Primera Fase (reconocimiento de almidón): lugol.

Para la Segunda Fase (reconocimiento de disacáridos): reactivos de Fehling A y B (cuando se mezclan y se calientan, cambian de color si en el medio hay glucosa), pinza de madera, un mortero, un embudo, papeles de filtro, mechero de Bunsen.

Para la Tercera Fase (reconocimiento de proteínas): reactivo de Biuret.

Para la primera fase se realizarán las siguientes consignas:

  1. Observar el color del lugol.
  2. Colocar solución de almidón en un tubo de ensayo y colocar gotas de lugol en el mismo (puede ser rotulado como “testigo”, porque servirá para ver el color al que vira el lugol cuando entra en contacto con el almidón).
  3. Con el gotero o pipeta, colocar dos o tres gotas de lugol a cada porción de alimento que se tenga y, luego, observar la coloración que toma el indicador.
  4. Registrar los datos en una tabla.

Para la segunda fase se realizarán las siguientes consignas:

  1. Observar el color del Fehling A, del Fehling B y de la mezcla de algunas gotas de ambos reactivos.
  2. Llenar un tercio de tubo de ensayo con solución de glucosa (será el tubo “testigo”). Colocar allí 3 ó 4 gotas de Fehling A y 3 ó 4 gotas de Fehling B. Observar el color de la mezcla.
  3. Tomar el tubo con una pinza y calentar la mezcla con cuidado. Observar el color de la mezcla mientras se calienta.
  4. Colocar cada una de las porciones de alimento en el mortero con un poco de agua y, de a una por vez, tritúrenlas. Lavar el mortero después de cada uso.
  5. Colocar cada triturado en un tubo y rotular.
  6. Poner 3 ó 4 gotas de Fehling A y 3 ó 4 gotas de Fehling B en cada tubo de ensayo.
  7. Tomar cada tubo con una pinza y calentar la mezcla.
  8. Observar resultados y registrarlos en una tabla.

Para la tercera fase se realizarán las siguientes consignas:

  1. Observar el color del reactivo de Buret.
  2. Con el gotero o pipeta, colocar dos o tres gotas del reactivo de Buret a cada porción de alimento que se tenga y, luego, observar la coloración que toma el indicador.
  3. Registrar los datos en una tabla.

RESULTADOS

            Los datos almacenados nos permiten ver que los alimentos que poseen un buen porcentaje de almidón son: cereales, harina, bizcocho, batata, pan, fideos, arroz y papa; es decir, los alimentos de origen vegetal poseen mayor cantidad de hidratos de carbono que los de origen animal. Este elemento es muy fácil de hallar en tubérculos como la papa.

Estructura del almidón, fórmula desarrollada. Experiencia de reconocimiento.
Estructura del almidón, fórmula desarrollada.

En nuestra experiencia, podemos observar que los alimentos que contienen disacáridos, hidratos de carbono formados por la unión de dos monosacáridos (como la sacarosa, compuesta por la unión de una glucosa y una fructosa), son: naranja, ciruela, manzana, azúcar, zanahoria, miel, leche, yogurt y remolacha. Los disacáridos suelen ser solubles en agua y aportan energía mucho más rápidamente que los demás macronutrientes.

Ejemplo de disacárido (Sacarosa). Fórmula desarrollada.
Ejemplo de disacárido (Sacarosa). Fórmula desarrollada.


Asimismo, los alimentos ricos en proteínas son: clara de huevo, carne roja, carne blanca y pescado, lo que es evidente debido a que son alimentos de origen animal. Podemos observar, entonces, que las proteínas intervienen en la construcción del organismo y su crecimiento, formando los músculos de los animales y el ser humano. Algunas proteínas sirven de reserva de nutrientes, como la albúmina presente en la clara de huevo. La sangre, que alguna porción de carne en nuestro experimento puede llegar a tener, nos revela la presencia de proteínas como la globina que se encuentra en los glóbulos rojos y que interviene en el transporte de oxígeno por la sangre.
 

CONCLUSIÓN

La presencia de estos tres elementos en los alimentos muestran la importancia de la alimentación a la hora de construirnos, de vivir, de mantener nuestras funciones vitales. La carne con la que habitualmente nos alimentamos está compuesta principalmente por proteínas, base de nuestro crecimiento. Los carbohidratos como el almidón, los disacáridos, etc., son una gran reserva de energía necesaria para nuestras actividades diarias.

No obstante, los alimentos por sí mismos no son perfectos y no tienen todo lo que necesitamos para vivir, por lo que alimentación variada y en buena medida es un punto importantísimo para la subsistencia de nuestro organismo, como hemos dejado en claro en la introducción; por ejemplo, entre los veinte tipos de aminoácidos que forman las proteínas, ocho son esenciales y necesitamos incorporarlos con lo que comemos, pues no pueden ser sintetizados. Así comprobamos que la ingestión de alimentos es fundamental e insoslayable en nuestra existencia.

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BIBLIOGRAFÍA

  •  Caro, Gabriela y otros. Biología. pp. 8-17. Editorial Tinta Fresca. Buenos Aires, Argentina. Julio, 2007.
  • Barderi, María Gabriela y otros. Biología. pp.348-351. Editorial Santillana. Buenos Aires, Argentina. Diciembre, 2009.

 
[1] No es relevante en el presente trabajo hablar sobre los llamados alimentos psicológicos, que sólo satisfacen al individuo consumidor y le otorga sensaciones gratificantes.
[2] La amilasa (o tialina) también es producida en el páncreas. Inicialmente fue bautizada como diastasa.
[3] Cabe destacar que el reactivo de Biuret puede virar a rosa en presencia de cadenas más cortas de aminoácidos que las proteínas propiamente dichas, llamadas polipéptidos.

CENTRALES NUCLEARES: ¿Qué son?

¿Qué es una central nuclear?

En este artículo hablaremos sobre centrales nucleares. La energía liberada en las reacciones nucleares es inmensa y es aprovechada para generar energía eléctrica. En los reactores nucleares se producen reacciones en cadena de fisión controlada y esto permite que la energía liberada en dicho proceso se aproveche para procurar energía eléctrica. El conjunto del reactor, el sistema de generación eléctrica y las torres de refrigeración con agua, se conoce con el nombre de central nuclear.

Central Nuclear Atucha I
Central Nuclear Atucha I, Argentina.

¿Cómo funcionan las centrales nucleares?

La transformación de la energía nuclear en electricidad ocurre por etapas. Primero, se produce la fisión de los núcleos de uranio o plutonio en reactor nuclear. Esto emite gran cantidad de energía en forma de calor. El calor liberado eleva la temperatura del agua en la caldera hasta el punto de ebullición. Así, el vapor de agua formado es conducido hasta unas turbinas que, a su paso, comienzan a girar. Luego, un generador transforma la energía cinética de las turbinas en energía eléctrica, que luego es distribuida para su posterior consumo.

En las centrales nucleares, el control de la temperatura de reacción es fundamental. Se necesita un sistema de refrigeración que disminuya la temperatura del agua para que pueda volver a la caldera. El agua caliente que se elimina tiene que ser enfriada antes de devolverla al ambiente acuático, para evitar su alteración.

El reactor nuclear es, básicamente, un recipiente en cuyo interior se deposita el combustible nuclear (235U o 239Pu).

El combustible se suele introducir en forma de pastillas en una serie de tubos.

Componentes de una central nuclear

Sus componentes son varios:

  • Un material moderador, usualmente grafito o agua pesada (en Argentina se utiliza esta última), que rodea al combustible y sirve para desacelerar los neutrones producidos en el proceso de fisión;
  • Unas barras de control elaboradas con cadmio, que absorben los neutrones y los dirigen afuera del reactor con el fin de controlar la velocidad de las fisiones;
  • Un sistema de transferencia de energía calórica que remueve el calor producido en el reactor, transportándolo hacia un sistema generador de vapor de agua;
  • Un sistema de blindaje con gruesas paredes de hormigón armado revestidas de plomo, que evita la fuga de radiaciones al exterior del reactor.
Centrales nucleares: Central Nuclear Atucha II, Argentina.
Central Nuclear Atucha II, Argentina.

El debate sobre la energía nuclear

La controversia que se genera en torno de la obtención de energía en centrales nucleares mezcla diferentes intereses científicos, tecnológicos, políticos, económicos y sociales.

Los principales cuestionamientos tienen que ver con las emisiones radiactivas (la exposición del ser humano a las radiaciones puede provocar diversos síntomas, que van desde simples mareos hasta consecuencias fatales o alteraciones genéticas que se transmiten de generación en generación), los accidentes nucleares (la tecnología nuclear ha experimentado un desarrollo considerable con más de 400 reactores nucleares de potencia en el mundo) y la eliminación de desechos radiactivos (entre los subproductos de la fisión nuclear hay algunos radiactivos de larga semivida que resultan peligrosos).

Con respecto de las emisiones radiactivas, una corriente afirma que una central nuclear siempre afecta la salud de las personas y deteriora el medio ambiente, por lo cual su funcionamiento constituye un peligro aunque la planta se encuentre operando normalmente. Otros, en cambio, sostienen que si se comparan las emisiones radiactivas con las de otro tipo de centrales energéticas, las repercusiones ambientales que produce una central nuclear no son tan severas.

En cuanto a los accidentes más graves, los detractores de las centrales nucleares afirman que una eventual falla en una de ellas liberaría al medio ambiente inmensas cantidades de radiaciones mortíferas. Los que defienden la energía nuclear aseguran que, si bien esto es cierto, la probabilidad de que ocurra es muy baja.

Las primeras centrales nucleares se pusieron en funcionamiento hace más de cincuenta años, y hasta ahora se han producido muy pocos accidentes. El tema de la basura radiactiva es, quizás, el más controvertido. Desde la década del 1950 se acumularon toneladas de esta basura y aun no hay métodos seguros y eficaces para almacenar estos desechos.

Los accidentes nucleares en la historia

Otro asunto muy debatido es el de los riesgos de radiación por las centrales eléctricas nucleares. El nivel de radiación causado por ellas no es despreciable. Sin embargo, para hacer una evaluación racional de los riesgos, debemos comparar esos niveles con las alternativas, como las centrales eléctricas alimentadas por carbón.

Accidente nuclearFechaLugarNivel de severidadCausaConsecuencias
Chernobyl26 de abril de 1986Ucrania7 (el máximo en la Escala Internacional de Accidentes Nucleares)Error humano y problemas de diseñoLiberación de grandes cantidades de sustancias radiactivas, evacuación de miles de personas, enfermedades y muertes.
Fukushima Daiichi11 de marzo de 2011Japón7Terremoto y tsunamiDaños en los reactores, emisiones radiactivas, evacuación de más de 150.000 personas, daños económicos y ambientales.
Three Mile Island28 de marzo de 1979Estados Unidos5Problemas de diseño y errores humanosDaños en el reactor, liberación de sustancias radiactivas, evacuación de miles de personas, efectos en la salud y el medio ambiente.
Goiânia13 de septiembre de 1987Brasil5Accidente con material radiactivo en un hospital abandonadoLiberación de sustancias radiactivas, contaminación de la zona, enfermedades y muertes.
Kyshtym29 de septiembre de 1957Rusia6Accidente en una planta de reprocesamiento de combustible nuclearLiberación de sustancias radiactivas, contaminación de la zona, enfermedades y muertes.
¿Cuáles fueron los accidentes nucleares más importantes de la historia?

Los riesgos a la salud del humo del carbón son graves y están bien documentados, y se cree que la radiactividad natural en ese humo es unas 100 veces mayor que el de una central nuclear que funcione en forma correcta, de igual capacidad. Pero la comparación no es tan simple; también hay que considerar la posibilidad de un accidente nuclear y el grave problema de desechar de manera segura los residuos radiactivos de las plantas nucleares.

Es claramente imposible eliminar todos los riesgos para la salud. La meta debería ser tratar de adoptar una actitud racional hacia el problema de minimizar el riesgo de todas las fuentes. La radiación ionizante es una espada de dos filos: impone riesgos muy graves para la salud pero también brinda muchos beneficios a la humanidad, incluyendo diagnósticos y tratamientos de enfermedades y una gran variedad de técnicas analíticas.

Actividades

  1. ¿Cuáles son los principales cuestionamientos que se plantean sobre la obtención de energía en centrales nucleares?
  2. ¿Cómo comparan los detractores y defensores de las centrales nucleares las emisiones radiactivas con otros tipos de centrales energéticas?
  3. ¿Cuáles son los riesgos asociados con la eliminación de desechos radiactivos de las plantas nucleares?
  4. ¿Cómo se comparan los riesgos de radiación de las centrales nucleares con los de las centrales alimentadas por carbón?
  5. ¿Qué beneficios para la humanidad se mencionan en relación con la radiación ionizante?

Mesografía Sugerida

En la página oficial del Ministerio de Energía de la Nación Argentina, podrás encontrar mucha más información sobre las centrales Atucha I, II y Embalse, disponible en https://www.minem.gob.ar/www/838/25693/centrales-nucleares.

Te recomendamos la lectura de los primeros tres artículos de la serie Radiactividad:
RADIACTIVIDAD
RAYOS ALPHA, BETA Y GAMMA
Serie de decaimiento radiactivo
Tiempo de Vida Media
Radiactividad Artificial / Transmu
tación nuclear
Aceleradores de partículas / Fisión y Fusión Nuclear
Análisis de “El gordo y el niñito”, de Los Simpsons (T16, E5): Desarrollo psicológico del adolescente.
Los Simpsons (T16, E5): Desarrollo psicológico del adolescente.
Fotograma Los Simpsons (T16, E5) – El Desarrollo psicológico

El desarrollo psicológico del adolescente

Alfredo Fierro, en su Desarrollo de la Personalidad en la Adolescencia de “Desarrollo Psicológico y Educación (tomo I)”, afirma que «la adolescencia construye un período y un proceso de activa deconstrucción de un pasado personal, en parte tomado y recogido, y en otra parte, abandonado y definitivamente preterido; de proyecto y de construcción del futuro a partir de un enorme potencial y acervo de posibilidades activas que el adolescente posee y tiene conciencia de poseer.»[1]

Ésta parece una buena frase para el análisis del episodio “El gordo y el niñito”, quinto capítulo perteneciente a la decimosexta temporada de la serie estadounidense “Los Simpsons”, de amplia difusión en nuestro país, que demás está decir que nació como una crítica a las clases económicas, por lo cual reproducen los problemas psicosociales de una familia tipo.

Ver episodio en: http://cadenafull2.blogspot.com.ar/2014/12/16×05.html

En el mismo, se presenta la situación en la que Bart Simpson, protagonista, tras haber perdido su último diente de leche, debe reconocer que ya no es un niño y que está entrando en la etapa de la adolescencia; es importante marcar la diferencia con la segunda parte del episodio: la situación desde el punto de vista del padre, Homero.

Fotograma Los Simpsons (T16, E5) – El desarrollo psicológico adolescente

Basta ver los interesantes y repetitivos chistes relacionados con la pérdida de la mentalidad infantil en el capítulo para entender la elección del mismo. En primeras instancias, Bart parece rehusarse a esa pérdida. Se esfuerza por usar su imaginación de niño, pero sus fantasías terminan siendo abolidas por comentarios y pensamientos adultos. Es aquí donde se presenta una fuerte crisis de identidad, esa identidad que debe pasar por diferentes etapas, como propone Erik Homberger Erikson (1902 – 1994) en sus análisis.

Tal es la crisis que el pequeño adolescente decide dar un “funeral vikingo” a sus juguetes de niño, colocándolos en una caja y haciéndolos quemar en una balsa sobre el Río Springfield, metáfora del ocaso de la niñez y nacimiento de la adolescencia, metáfora de la muerte de la inocencia completa dando paso a los problemas por los que el protagonista debe transitar en su estado de transición entre su etapa ya pasada y la adultez.

Este “ocaso de la niñez” se vuelve evidente en el excelente detalle puesto en la escena: se escuchan, narrados por uno de los personajes más solitarios de la serie, los últimos tres versos de una compleja pero corta poesía, perteneciente al autor Robert Frost:

 

El desarrollo psicológico adolescente

Nada dorado permanece

 

Para mantener su verde más intenso.
Su hoja temprana va floreciendo
Y vive apenas un instante.
La hoja muere al caer, danzante,
Y Edén se hundió en el dolor,

Así cae hoy el ocaso;

Nada queda que sea de oro.[2]

 

William Ospina, en Espíritu y Naturaleza de un Territorio, describe esta poesía como respuesta a esa estética de finas percepciones y de lentas metamorfosis claramente aplicable al período de la adolescencia donde la adaptación no es fácil y otros significantes no contribuyen a que se facilite, como afirma Alfredo Ferro en Conflicto y Adaptación del mismo capítulo que las citas vistas párrafos antes.

Es evidente la necesidad del adolescente de poder expresarse, de poder mostrar lo que siente o piensa, muchas veces sin tener la posibilidad. Esto se ve reflejado también. Tras un comentario de su hermana, comienza a escribir leyendas en sus remeras. Así, cuando la madre quiere componerlas, Bart exclama: “¡No, déjame en paz! Con esto expreso mi ira”. Evidentemente, esto ayuda al adolescente a constituir su identidad propia, a juzgar, juzgarse y percibir lo que juzgan los demás. A partir de este hecho, Bart comienza a vender sus remeras personalizadas, en un intento de llevar esta acción como su “primer trabajo”, signo de madurez y comienzo de una vida adulta.

Por otra parte, como afirma la bibliografía del autor citado al principio del presente informe, no siempre el adolescente consigue una identidad lograda. A menudo la crisis adolescente se resuelve en el fracaso o el malogro. Esto puede dirigir a una verdadera confusión de la propia identidad o una mera “difusión” de la misma, posiblemente manifestada en vivencias o sentimientos contradictorios.

El protagonista del episodio pasa por esto y es evidenciado en su desilusión cuando, primero, la policía confisca su mercancía y, luego, cuando la competencia logra hacer de su negocio un fracaso. Sin embargo, estas desilusiones no entorpecen con las aficiones y aspiraciones del adolescente, que intenta definir quién es él mismo y quiere hacerlo a partir de sus actividades.

Tras el éxito de sus ventas, el capítulo gira en torno a otra problemática, ya dedicada a otra etapa de la identidad personal: “la vida adulta, más allá de la identidad”, mostrando la –otra– crisis de identidad, ahora de Homero Simpson. Es así que se pone en juego la “generatividad” o “creatividad”, característica de quien es capaz de ampliar su propio yo, al generar realidades objetivas en torno suyo, como resultado de su acción, al modo de una extensión de sí mismo, sea en hijos o en obras de creación, en actos que dejan huellas.”[3]

Esto es perfectamente aplicable a las acciones llevadas a cabo por Homero: cuando se ve desplazado por la supuesta supremacía de su primogénito en la jerarquía familiar, con una excelente alegoría con un documental sobre leones africanos –a tono de broma y, a la vez, explicación de sus sentimientos–, decide ocupar su vida y construir su realidad en torno a su hija, Lisa, y los proyectos que ella debe presentar para los concursos de ciencia en su escuela, por lo cual el padre pone en práctica sus leves conocimientos aprendidos en la planta nuclear donde pasa sus días para ayudar a que Lisa gane y demostrar, implícitamente, su condición de padre solidario en un acto que deja una huella.

No obstante, poniendo nuestra atención a la situación de Bart, es fácil ver cómo la emancipación de sus padres se vuelve un error para él cuando, al ser estafado en sus negocios, requiere de la ayuda de su padre. La infancia y la adultez, la madurez y la necesidad de protección, todo ello se vuelve una constante en la vida del adolescente y se observa, consecuentemente, en el episodio con el acontecimiento dicho. La emancipación de la familia, la aguda conciencia de sí mismo en un autoconcepto explícito, el inicio de la vida adulta, el proceso de ajuste de las demandas sociales (que son bien vistas en otros episodios donde la protagonista principal ahora es Lisa, como en “Durmiendo con el enemigo”, tercer capítulo de la decimosexta temporada[4]), son fenómenos que se asocian con la adopción de valores.

El gordo y el niñito, Los Simpsons
Fotograma de “El gordo y el niñito”, Los Simpsons – El desarrollo psicológico adolescente

El capítulo culmina con una especie de reconciliación de una inexistente pelea entre el padre y el hijo, cuando el televidente en realidad sabe que esa competencia no es más que una búsqueda de independencia, de su propia intimidad y de su propia nueva vida. “El adolescente, de todos modos, a lo largo de toda la etapa, sigue con una enorme demanda de afecto y de cariño por parte de los padres, en grado no menor a la de la infancia. Puede mostrarse huraño y esquivo frente a algunas manifestaciones de ese cariño –tal como Bart se vuelve reacio a las muestras de afecto de su madre–, cuando los adultos toman aires de sobreprotección, pero aún entonces el adolescente lo necesita.”[5]

 A manera de conclusión, es suficiente decir que para el adolescente, su nuevo plan de vida le exige plantearse nuevos problemas, de carácter éticos, intelectuales y afectivos, tal como lo describe Arminda Aberastury, psicoanalista argentina nacida en Buenos Aires en 1910 y fallecida en 1972) y Mauricio Knobel (pionero del psicoanálisis argentino, fallecido en 2008).

El niño ya no es niño, el Bart Simpson ya no es el travieso infante de 10 años que fue y debe afrontar esa “tormenta”, como muchos describen, a veces erróneamente, de la adolescencia. Cada situación del episodio, inundada de chistes cultos acerca de dicha etapa, parece entonces estar más dirigido a la visión de un ser maduro, capaz de discernir los procesos, vivencias y experiencias por los que el ya-no-niño de pelo puntiagudo y piel amarilla debe pasar; cada situación del episodio, con trasfondos debatibles y debatidos por la psicología del adolescente, parece entonces estar más dirigido a los que estudian y analizan la adolescencia, no específicamente para una mentalidad infantil que sólo ve dibujos animados llamativos y se entretiene con ellos. El niño ya no es niño.

El desarrollo psicológico adolescente – Ensamble de Ideas – Copyright MMXXII

Prof. Hernán R. Gómez


[1] Fierro, Alfredo: “Desarrollo Psicológico y Educación (tomo I)”. Cap. 22. Desarrollo de la Personalidad en la Adolescencia. §1, Edad de Transición. Pág. 328.

[2] “Nothing gold can stay”, Robert Frost (1874-1963). [Nature’s first green is gold / Her hardest hue to hold. / Her early leaf’s a flower; / But only so an hour. / Then leaf subsides to leaf. / So Eden sank to grief, / So dawn goes down to day. / Nothing gold can stay.] Traducción popular al español latino.

[3] Fierro, Alfredo: “Desarrollo Psicológico y Educación (tomo I)”. Cap. 22. Desarrollo de la Personalidad en la Adolescencia. §2.1, Génesis de la Identidad. Pág. 333.

[4] Es válida la aclaración, pues el episodio fue presentado en clase el día Martes 31 de Mayo del 2011, para mostrar el retrato, desde la piel de Lisa, de cómo la sociedad impone un cuerpo “perfecto” llevándola a la anorexia.

[5] Fierro, Alfredo: “Desarrollo Psicológico y Educación (tomo I)”. Cap. 23. Relaciones sociales en la adolescencia. §1.2, El grupo de los compañeros. Pág. 341.

Análisis del libro “Cuando me muera quiero que me toquen cumbia” de Cristian Alarcón.
Portada del libro Cuando me muera quiero que toquen cumbia
Portada del libro Cuando me muera quiero que toquen cumbia de Cristian Alarcón.

Cuando me muera quiero que me toquen cumbia, de Cristian Alarcón

“Cuando me muera quiero que me toquen cumbia”, de Cristian Alarcón, intenta describir, a manera de crónica en primera persona, las entrevistas e investigaciones que el autor realizó acerca de Víctor Manuel “El Frente” Vital, un delincuente adolescente de 17 años de las villas de San Fernando que dejó atrás una vida de fieles amistades tras perder la batalla contra la muerte a manos de un policía, cuando se entregaba –junto con su compañero– después de un robo.

Cristian Alarcón revela cómo El Frente fue convirtiéndose en un santo pagano que protege la delincuencia vestida por los códigos y éticas que él defendía. Víctor fue, sin dudas, un moderno Robin Hood argentino de la sociedad que nació o ha caído en las garras de la pobreza. En las calles y pasillos de las villas del conurbano, donde la imagen del “Santo de los Pibes Chorros” es venerada por los fieles, se va construyendo la historia que Cristian Alarcón nos narra.

El periodista nacido en Chile, que actualmente trabaja en el diario Crítica, supo meterse en la cultura de “los que poco tienen” y, con audacia e inteligencia, logró recolectar los datos necesarios para reconstruir, al inicio de la obra, los momentos inmediatamente posteriores al asesinato injustificado del pibe chorro que robaba para dar, que creía en las convicciones de un delincuente y que sabía, más que nadie, cómo manejarse en un mundo sumergido en la violencia, la drogadicción, la pobreza y la desgracia.

Es útil remarcar varios rasgos que caracterizan los escritos de Cristián Alarcón; entre ellos, la posibilidad de mostrar al lector los diferentes dialectos sociales de una cultura mal vista y poco comprendida por las demás clases. Una cultura temida donde la identidad pasa por los estereotipos de joven cumbiero, “de zapatillas galácticas”, de conseguir el dinero de cada día mediante el robo a mano armada o las amenazas verbales, únicamente para caer en los placeres destructivos de la droga, el alcohol y las fiestas nocturnas.

"Cuando me muera quiero que me toquen cumbia" de Cristian Alarcón. Ed. Aguilar.
“Cuando me muera quiero que me toquen cumbia” de Cristian Alarcón. Ed. Aguilar.

Desde las voces de los más allegados a Víctor, como lo son Sabina (la madre) o sus mejores amigos, las anécdotas reproducen cómo y por qué El Frente es quien es hoy en día, el porqué de su prestigio y el respeto hacia su sola presencia, tanto en muerte como en vida, que desde el momento mismo de su fallecimiento logró reunir en una misma sed de venganza a miles de seguidores.

Como si de una historia mística se tratase, los mil y un hechos que envuelven la vida de El Frente parecen estar relacionados directamente con su posterior canonización pagana: desde una tormenta repentina en el momento de su muerte, como si la naturaleza misma santificase su defunción, hasta creerlo “con la suficiente fuerza como para doblar el destino de las balas” y así salvar las nuevas generaciones de pibes chorros de las armas policiales, o bien impedir la muerte de los accidentados y moribundos.

Dimensión Situacional

En “Cuando me muera quiero que me toquen cumbia”, el grupo se mostraba claramente influenciado por las ideas y convicciones impuestas por El Frente Vital en vida, totalmente diferenciadas de grupos como el de los transas, vendedores de drogas, que robaban aún en los propios sitios donde ellos permanecían, actitud indudablemente condenable por la ética de los delincuentes que acompañaron a Víctor.

Es importante marcar que el grupo dio una vuelta de página cuando fue tomada la decisión de no seguir en el camino de la delincuencia. Tomaron la figura de Víctor como un santo, poniendo su imagen en un recuadro adornado con los colores de Tigre; besaban la fotografía antes de ir a ganarse la vida en sus respectivos trabajos.

Al describir el grupo de Vital, puede notarse que el cuidado de la estética personal era un punto importante en la vida diaria. Alarcón asegura que el Frente solía diferenciarse por su particular manera de vestir, característica que sus amigos mantuvieron: pantalones anchos bien planchados, zapatillas Nike siempre limpias, chombas Lacoste, etc., y elementos que mostraran su prestigio: cadenas de oro, relojes, entre otros.

Cuando me muera quiero que me toquen cumbia de Cristian Alarcón
Cuando me muera quiero que me toquen cumbia de Cristián Alarcón

La epistemóloga María Andrea Benítez (Universidad Nacional del Nordeste, Chaco) afirma que “las adscripciones identitarias no son ‘naturales’, son producto de incesantes procesos de construcción, en los cuales se articulan la igualdad y la diferencia para la propia identificación y en la relación con los otros, e implica el uso subjetivo de invariantes objetivos como modo de adscripción a un colectivo”.

Dimensión Contextual

Rossana Reguillo Cruz en Emergencia de culturas juveniles afirma que “en el contexto latinoamericano, donde la política social y la políticas públicas para los jóvenes se restringen, en el mejor de los casos, al ámbito de la educación formal o capacitación, a la salud y el deporte, éste resulta un tema complejo” y que “algunas investigaciones empíricas han señalado que los jóvenes son especialmente sensibles a este tema: quieren participar pero no saben cómo colocarse ante una sociedad que los exalta y los reprime simultáneamente”.

Así, sin ir más lejos, podemos observar la situación desesperante del grupo de seguidores de Víctor, cuando el enfrentamiento tras la muerte del santo pagano tomó lugar –bajo la repentina tormenta, con su colérica madre a la cabeza– en contra de las políticas represoras policiales que Alarcón detalla en los primeros capítulos del libro.

El contexto sociopolítico es el cimiento sobre el que se construye una historia de vida: la economía en el tiempo menemista (el uno a uno, por sobre todo) llevó a que la clase social media y alta cambiaran sus muebles y electrodomésticos, naciendo entonces las familias de cartoneros que aprovecharon los descartados para construir sus propios hogares. Cuando El Frente murió y tiempo después la crisis del 2001 afectó al país hasta puntos insospechados, las actitudes de los delincuentes cambiaron por completo como si una ráfaga de aire desesperante hubiese golpeado las villas: vivir ya no era fácil ni para ellos ni para la clase media.

Roberto Sánchez, vecino de la villa donde Cristian Alarcón investigó hechos relacionados con El Frente, le cedió la lista de muertos del barrio con un nivel de detalles impresionante, según describe el mismo autor de “Cuando me muera quiero que me toquen cumbia”.

Reguillo Cruz afirma que “ser un joven de los barrios periféricos o de los sectores marginales se traduce en ‘ser violento’, ‘vago’, ‘ladrón’, ‘drogadicto’, ‘malviviente’ y ‘asesino’ en potencia o real”, cuestión que él denomina como Síndrome Giuliani en relación a la doctrina neoyorkina de “tolerancia cero” que volcó sus aguas en los medios de comunicación.

La violencia y la muerte se convierten entonces en un relato de todos los días, ya no sorprenden por “su originalidad”, ya todo es tan visto como ir a comprar al kiosco ese par de vinos baratos con los que acompañar las pastillas. Por lo tanto, “las noticias (…) se convierten en algo natural, normal, pasan a segundo plano, se olvidan”.

La lista que Roberto Sánchez escribió a modo de homenaje acerca de esos chicos fallecidos, todos “muertos olvidables”, es sin duda ahora un punto de inflexión para Cristian Alarcón, en el que la sorpresa, la furia, el respeto y la vergüenza se conjugan en un sentimiento único y maldito. Todos ellos, olvidados por muchos y desapercibidos por otros. Todos ellos, cada uno de ellos, todos los adolescentes que murieron en vano, algunos sin siquiera pertenecer al mundo del delito, muestran lo cotidiano de los acontecimientos macabros y de la brutalidad policíaca.

Cuando me muera quiero que me toquen cumbia de Cristian Alarcón

En “Cuando me muera quiero que me toquen cumbia”, de Cristian Alarcón podemos encontrar situaciones de violencia social muy evidentes, que recorren ciertas situaciones que los protagonistas cuentan o que el autor resalta. Desde ya, la represión de la policía a la comunidad del barrio y los proyectiles (casi siempre, piedras o balas de plomo) que los habitantes de la villa arrojaban eran perfectos testigos de dicha violencia.

El Frente había iniciado sed de venganza entre sus fieles y su símbolo (una gran “v”, luego con el agregado de cinco puntos representando un oficial acorralado por cuatro pibes) ahora había armado su propia semiótica, que más tarde todos los que estuvieron desde temprana edad rodeados por las armas –o fierros– de los policías adoptarían como propia, tatuándose el cuerpo como señal de que el resentimiento y el odio jamás culminará.

Mario Carlos Zerbino en “19 proposiciones para discutir sobre la violencia” afirma que “el problema de la violencia es la venganza”, desquite que figura de manera constante a lo largo de las descripciones que Alarcón hace sobre las peleas al estilo Viejo Oeste en los pasillos de las villas. Son “nuevas formas de violencia (…), retorno de formas arcaicas que ocuparon lugares relativamente secundarios a los largo de la Modernidad, pero que vuelven en un contexto socio-cultural radicalmente diferente”, ahora llevado a un ámbito de pobreza y guerras entre tribus o bandas.

Adentrándonos más en el texto, podemos observar la manera de actuar de los vendedores de drogas –esos soberbios hombres inmunes a la brutalidad policíaca y la aprehensión tras las rejas que repartían lo que se conoce como merca a los pibes de la villa–, tan criticada por los amigos de Víctor Vital, que suponen puñaladas y traiciones contra los propios chicos que pertenecen al barrio. Estos transas parecen ser verdaderos antagonistas de las ideas que El Frente trató de inculcar en la sociedad de la delincuencia. “Hay gente buena y gente mala; bueno, ellos son malos”, explicaba Chaías, íntimo y fiel seguidor de Víctor.

La biografía de la madre de Vital, Sabina, parecía también estar teñida por el sufrimiento, por la misoginia, por la violencia doméstica. Ya lo narra ella diciendo: “Cuando [mi padre] supo que estaba embarazada me dio una paliza con esos látigos que usan para arrear los animales. Me sangraba la espalda y yo me revolcaba como las víboras del dolor. Por eso lo maldije a mi viejo.”

No sólo en estas anécdotas logramos ver la influencia de la violencia social en la psiquis de los afectados: las riñas cotidianas, los tiroteos diarios, la supervivencia del más apto o del más fuerte (como si de una selección natural se tratase), todo ello deja sus malévolos signos en la experiencia de los jóvenes, muchas veces signos tangibles como balas incrustadas o pérdidas irreparables.

Sin duda, Cristian Alarcón intenta mostrar esta violencia predecible que puede acabar en muerte. Una muerte a la que nadie le tiene miedo o pavor; una muerte que parece ser el fin de la vida de pibes chorros y que está ampliamente aceptada hasta en los dichos de todos los días. Es el cementerio el destino final de sus vidas de robos y triste marginación. “Acá vamos a terminar todos. (…) ¿Cuándo será que me va a tocar a mí?”, interrogan los delincuentes.

Análisis del libro “Cuando me muera quiero que me toquen cumbia” de Cristian Alarcón. – Ensamble de Ideas – Copyright MMXXII

Prof. Hernán R. Gómez

La fisión y fusión nuclear: los 2 tipos de reacciones nucleares

Las reacciones nucleares

Hoy hablaremos de la Fisión y Fusión Nuclear. Bajo ciertas condiciones muy especiales, que se verán en pocos minutos, las partículas pueden comportarse de una manera poco usual, combinándose o separándose. En estos fenómenos, el intercambio de energía con el exterior puede ser magnífico.

Un ejemplo, para comenzar, será recordar los populares casos de las bombas de Hiroshima en Japón. ¿Qué piensas que sucedió? ¿Por qué fue tan catastrófico? Hace 69 años, en la ciudad de Hiroshima (al Oeste de Japón), durante la Segunda Guerra Mundial, Estados Unidos arrojó una bomba que acabó inmediatamente con la vida de 80.000 personas, número que luego aumentó a 140000 con el correr de los días. Días después lanzó una segunda bomba que determinó el fin de la Segunda Guerra Mundial.

¿De dónde provino tanta energía? La respuesta a esta pregunta radica en las reacciones nucleares, en especial de la energía liberada cuando las mismas ocurren.

¿Qué son las reacciones nucleares?

Las reacciones nucleares son reacciones en las que las partículas subatómicas o los núcleos atómicos atraviesan un proceso de transformación o de combinación).

La Fisión Nuclear

A esta altura del informe, se tienen los conocimientos necesarios para comprender la fisión nuclear. En ella, un núcleo pesado (A > 200) se divide para formar núcleos más pequeños de masa intermedia y uno o más neutrones. Ya que los núcleos pesados son menos estables que sus productos, este proceso libera una gran cantidad de energía. Con la fisión nuclear, se obtienen entonces dos núcleos más livianos, energía y tres neutrones que continúan el proceso, provocando una reacción en cadena. Este tipo de reacciones es el que se utiliza en las centrales nucleares de energía.

Reacciones nucleares: fisión nuclear.
Fisión Nuclear. La partícula n es un neutrón que incide sobre una partícula grande AB. Al hacerlo, AB se descompone en A y B, partículas más sencillas, junto con varios neutrones.

Un ejemplo de fisión nuclear está dado por la siguiente reacción (siendo E la energía liberada):

Ecuación de Reacción Nuclear.

La tasa de fisión espontánea es un concepto clave en el estudio de la física nuclear. Se refiere a la velocidad a la que los núcleos atómicos se desintegran de forma natural, dividiéndose en fragmentos más pequeños y liberando energía en el proceso.

Esta tasa varía según el isótopo o elemento nuclear en cuestión y es un indicador fundamental de su estabilidad. Los isótopos con una alta tasa de fisión espontánea tienden a ser inestables y radioactivos, lo que los hace útiles en aplicaciones como la generación de energía en plantas nucleares y en la datación radiactiva en geología y arqueología. Este concepto es útil para diversos campos, desde la investigación en física nuclear hasta aplicaciones prácticas en la producción de energía y métodos científicos de datación.

La Fusión Nuclear

Por otra parte, bajo ciertas condiciones (por ejemplo, temperaturas altísimas), es posible producir la fusión nuclear. En ella, dos núcleos se unen y forman uno más pesado. Por ejemplo, dos núcleos de hidrógeno pueden fusionarse y formar uno de helio.

Este proceso está siendo considerado y ensayado para la producción de energía en las centrales nucleares: la energía liberada en ambos tipos de reacciones es superlativa (se observa en el hecho de que una tonelada de combustible nuclear produce la misma cantidad de energía que 146.296 toneladas de carbón). Varios científicos se dedicaron a estudiar este asunto para explicar la notoria diferencia. Albert Einstein[note] Albert Einstein (1879-1955) fue un físico de origen alemán, nacionalizado posteriormente suizo y estadounidense. Ganó el Premio Nobel de Física en 1921.[/note] comprobó que en las reacciones nucleares no se conserva la masa.

Tanto en la fisión nuclear como en la fusión nuclear, la masa de los productos es menor que la de los núcleos que reaccionan. Esta diferencia se libera como energía en las radiaciones de acuerdo a la famosa fórmula E = mc² donde c es la velocidad de la luz en el vacío (300.000 km/s). En las reacciones químicas comunes también hay una pequeña cantidad de masa que se convierte en energía.Pero es tan ínfima que resulta despreciable y puede considerarse válida la Ley de la Conservación de la masa de Lavoisier[note]Antoine-Laurent de Lavoisier (1743-1794) fue un químico francés, uno de los protagonistas principales de la revolución científica.[/note].

Reacciones nucleares: fusión nuclear.
Dos partículas A y B se fusionan formando una partícula más compleja AB.

Un ejemplo de fusión nuclear es el siguiente:

Ecuación de Reacción Nuclear.

Conclusión

Dijimos que, en el estudio de la física nuclear, encontramos dos fenómenos fundamentales: la fisión y la fusión nucleares. La fisión nuclear implica la división de un núcleo atómico en fragmentos más pequeños, liberando una gran cantidad de energía en el proceso. Sin embargo, las fisiones espontáneas naturales son poco frecuentes debido a un fenómeno conocido como inestabilidad nuclear, que regula la tasa de estos eventos en la naturaleza.

Por otro lado, la fusión nuclear es el proceso opuesto, donde dos núcleos atómicos se combinan para formar un núcleo más grande, liberando energía en el proceso. En las estrellas, como nuestro sol, se producen constantemente fusiones espontáneas, lo que genera la energía necesaria para mantener su brillo y calor.

Es importante comprender que la tasa de fisión espontánea nos permite conocer la estabilidad de un isótopo o elemento nuclear. Este conocimiento es fundamental en diversas áreas, desde la generación de energía en plantas nucleares hasta la investigación en física de partículas.

Mesografía Sugerida.

En el portal del Ministerio de Educación de la Nación Argentina podrás leer una excelente infografía sobre reacciones nucleares en https://www.educ.ar/recursos/132158/fision-nuclear

Te recomendamos la lectura de los primeros tres artículos de la serie Radiactividad:

RADIACTIVIDAD
RAYO
S ALPHA, BETA Y GAMMA
Serie de decaimiento r
adiactivo
Tiempo de Vida Media
Radiactividad Artificial / Transmutación nuclear
Transmutación nuclear explicada fácil

Transmutación Nuclear

El campo de la química nuclear sería algo estrecho si el estudio se limitara a los elementos radiactivos naturales. Un experimento llevado a cabo por Rutherford en 1919, sin embargo, sugirió la posibilidad de observar la radiactividad artificial. Cuando una muestra de nitrógeno se bombardeó con partículas alpha, se llevó a cabo la siguiente reacción:

 Se produjo un isótopo de oxígeno-17 con la emisión de un protón.
Se produjo un isótopo de oxígeno-17 con la emisión de un protón.

La reacción presentada puede abreviarse como:

transmutacion nuclear

Puede observarse que la partícula que se bombardea se escribe primero en el paréntesis y después la partícula que se emite. En este caso, se bombardea con partículas alpha o Helio-4 y se emite un protón, de carga eléctrica positiva.

Esta reacción demostró por primera vez la posibilidad de convertir un elemento en otro (es decir, la llamada transmutación nuclear.

Aunque los elementos ligeros generalmente no son radiactivos, pueden serlo si se bombardea sus núcleos con partículas apropiadas. El isótopo radiactivo de 14C, por ejemplo, puede prepararse bombardeando nitrógeno-14 con neutrones. Este proceso se explicará más detalladamente en el próximo eje porque será de vital importancia para la comprensión de los temas a tratar.

Por su parte, el tritio, hidrógeno de A = 3, se prepara mediante el siguiente bombardeo:

Transmutación Nuclear del Litio-6

El tritio se descompone con la emisión de partículas β:

transmutacion nuclear

Muchos isótopos sintéticos se preparan usando neutrones como proyectiles. Esto es particularmente conveniente porque los neutrones no llevan cargas y por lo tanto no son repelidos por los núcleos. La situación es diferente cuando los proyectiles son partículas cargadas positivamente; por ejemplo, cuando se utilizan protones o partículas α, como en:

transmutacion nuclear

Como se observa en la ecuación, el alumninio-27 es “bombardeado” con partículas alpha, también llamadas helio-4, realizando una transmutación nuclear que da origen a una partícula de fósforo-30, liberando un neutrón.

Para reaccionar con el núcleo de aluminio, las partículas alpha deben tener una considerable energía cinética para poder superar la repulsión electrostática entre ellas mimas y los átomos blancos del bombardeo.

Te recomendamos la lectura previa de los primeros tres artículos de la serie Radiactividad:

RADIACTIVIDAD
RAYOS ALPHA, BETA Y GAMMA 
Serie de decaimiento radiactivo
Tiempo de Vida Media

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Fuentes:

Chang, Raymond (4ta. Edición. 1992). Química, p. 40, pp. 561-562, pp. 962-969, pp. 982-985. Chile: Editorial Mc. Graw Hill.

Franco, Ricardo; Arriazu, Francisco López; Serafini, Gabriel D. (2008). Física y Química. (Intercambios de energía. Estructura y transformaciones de la materia.), pp. 161-164. Buenos Aires, Argentina: Editorial Santillana.

Rolando, Aída; Jellinek, Mario René (Febrero, 1995). Química 4, pp. 441-460. Bogotá, Colombia: A-Z Editora.

Sears, Francis W.; Zemansky, Mark W. (6ta Edición, 1988). University Physics, pp. 1040-1048, pp. 1064-1065. Estados Unidos: Addison-Wesley.

Young, Hugh D.; Freedman, Roger A. (12da. Edición. 2009). Física Universitaria, con física moderna (Volumen 2), pp. 1478-1492. México: Pearson Educación.