Los colores encantan a todos. Los bellos colores que vemos en un paisaje primaveral, con rosas de múltiples colores (no sólo rosadas), o en un paisaje otoñal (donde las hojas de los árboles exponen los amarillentos pigmentos que presentan, debidos a la xantofila y los carotenos), exponen la maravilla de la luz, un tipo de energía que se transmite en forma de ondas electromagnéticas[note]Hoy en día se acepta la dualidad onda-partícula, según la cual la luz se comporta como ondas o como partículas, dependiendo la experiencia tratada.[/note].
La luz blanca está compuesta por todos los colores del arcoiris y esto puede ser demostrado fácilmente haciendo pasar un haz de luz blanca por un prisma, como lo hizo Isaac Newton durante sus estudios sobre óptica. Es éste, justamente, el principio por el cual se forman los arcoiris: las pequeñas gotas de agua actúan como prisma que separa la luz blanca del sol en los siete colores del arcoiris, rojo, naranja, amarillo, verde, azul, índigo y violeta, brindándonos un espectáculo único.
Los siete colores del arcoiris, rojo, naranja, amarillo, verde, azul, índigo y violeta
Ahora bien, volvamos a la imagen de nuestro paisaje primaveral. ¿A qué se debe que algunos objetos se vean del color que son? ¿Pueden ser vistos de otros colores sin cambiar ninguna propiedad del objeto? Para responder estas preguntas, tengamos en cuenta lo dicho anteriormente: la luz blanca está formada por todos los colores del arcoiris.
Por otro lado, también tengamos en cuenta que cada color representa una longitud de onda diferente para el espectro visible. ¿Longitud de onda? ¿Espectro visible? ¿Qué es todo eso? Si estas palabras no te suenan, te sugerimos echarle una vista a las características de las ondas electromagnéticas haciendo click aquí.
Refracción de la luz.
Continuemos con la idea. Cuando un frente de ondas de luz blanca incide sobre un objeto que es, por ejemplo, de color verde, ese objeto absorbe todas las longitudes de onda que componían a la luz blanca, menos las longitudes de onda que correspondan al color verde.
En otras palabras, los colores “rebotan” en el objeto, exceptuando el color del que se ve. Así, si un objeto se ve azul, será porque éste absorbe todas las longitudes de onda correspondientes a los otros colores, menos el azul. Al reflejar las longitudes de onda correspondientes al azul (las cuales llegarán a nuestros ojos), el objeto se ve azul.
El caso particular de los objetos blancos y negros.
¿Qué sucede con un objeto que es blanco o que es negro? Un objeto blanco refleja toda la energía radiante que incide sobre él. Es por ello que la ropa blanca es la más apropiada para usar en verano, pues al reflejar la energía proveniente del Sol, se evita insolaciones y que la persona se acalore fácilmente.
Por otro lado, un objeto negro absorbe todas las longitudes de onda. Es por ello que, durante el invierno, la ropa tiende a ser oscura, pues así la persona retiene la mayor cantidad de energía proveniente del Sol, tan importante durante un tiempo frío.
Actividad
En base a esta información, te proponemos una pregunta, que puedes respondernos en los comentarios:
Una lata de gaseosa de una marca “X” es negra. La empresa libera al público una versión dietética de la gaseosa, llamada “X Light”, cuya lata es blanca. Tú decides poner a prueba sus sabores (para ver si realmente son iguales, como tanto publicitan) tomándolas bien frías en un mediodía de verano. Antes de tomarlas, te llaman por teléfono y dejas tus latas al sol por no más de tres minutos. ¿Cuál de las dos versiones de gaseosa piensas que ha subido su temperatura a mayor velocidad? Justifícalo en base a lo visto en este artículo.
Cuando un cuerpo emite energía continuamente, estamos en presencia de lo que llamamos radiación. Esta energía, llamada energía radiante, es transportada por el espacio mediante ondas electromagnéticas. Todos los cuerpos emiten radiación, según sea la temperatura a la que se encuentran. Muchas veces, podemos ver esa radiación (pues se emite en el espectro visible), tal como sucede con la luz visible proveniente del Sol. Pero otras veces, esa radiación es invisible a nuestros ojos, como la radiación infrarroja o la luz ultravioleta. Algunos animales, como las serpientes o las abejas, pueden percibir esas radiaciones.
Muchos cuerpos que no son cuerpos luminosos (es decir, que emiten luz en el espectro visible) pueden emitir luz visible cuando son calentados a altísimas temperaturas. Por ejemplo, si se calienta un trozo de hierro, éste comienza a emitir luz y el color de esa luz cambia dependiendo de la temperatura. Otro ejemplo de la vida cotidiana lo vemos cuando se hace un asado: el carbón que se encuentra a muy altas temperaturas “brilla” en la oscuridad emitiendo luz anaranjada. Los cuerpos que absorben energía aumentan su temperatura, mientras que los que emiten radiación (en otras palabras, emanan energía), bajan su temperatura.
Las características de la RADIACIÓN
Es hora de caracterizar la radiación como transferencia de energía mediante ondas electromagnéticas. La radiación puede:
Transmitirse: puede pasar de un medio a otro. Por ejemplo, la luz solar puede atravesar el vacío del espacio e ingresar en la atmósfera terrestre, compuesta de múltiples gases. Cuando se pasa de un medio a otro, la velocidad de las ondas electromagnéticas que transfieren la energía radiante se modifica, fenómeno que recibe el nombre de refracción.
Absorberse: como dijimos anteriormente, al absorberse la radiación, el cuerpo que lo absorbe modifica su temperatura.
Dispersarse: la radiación modifica sus características al ser devuelta o desviada (separándose, muchas veces, en las diferentes frecuencias que la componen). Ocurre cuando la radiación visible interactúa con una partícula, lo que, por ejemplo, permite que veamos colores en el cielo.
Reflejarse: ocurre cuando la radiación vuelve al medio del cual procede, cambiando sólo su dirección. Por ejemplo, en un espejo “rebotan” las ondas electromagnéticas provenientes de la lámpara que ilumina un baño, sólo cambiando la dirección del frente de ondas.
La principal fuente de radiación de la Tierra es el Sol, que emite energía en muchísimos tipos de radiación del espectro electromagnético, no sólo en el espectro visible. Algunos tipos de radiación (como el espectro visible) es inofensivo para nosotros, pero otros pueden ser muy peligrosos, como la luz ultravioleta que proviene de nuestra estrella. Seguramente te estarás preguntando qué es eso de “espectro electromagnético”. Bueno, analicemos un poco más el tema.
El Espectro Electromagnético
Quizás te parezca extraño el nombre, quizás ya lo habías escuchado antes. El espectro de radiación electromagnética abarca todas las longitudes de onda y frecuencias con las que se propaga la energía a través del espacio. Habíamos dicho que las ondas electromagnéticas no necesitan de ningún medio para transmitirse. Las distintas ondas electromagnéticas generan un espectro que abarca las diferentes longitudes de onda. Éstas son las siguientes:
Rayos Gamma: sus longitudes de onda son las más cortas. Son muy perjudiciales para salud aunque en medicina se los utiliza para detener el cáncer, pues su agresividad frente a las células puede detener la reproducción de tumores.
Rayos X: Poseen una frecuencia entre 1016 Hz y 1019 Hz, originados por el choque de electrones contra cuerpos sólidos que no poseen carga eléctrica. Son importantes en la práctica médica de diagnóstico por imágenes, aunque la exposición de un organismo a estos rayos durante mucho tiempo puede ser fatal.
Rayos ultravioleta (UV): En la naturaleza, son producidas por el Sol y su acción es perjudicial para la vida, por lo que es tan importante la acción filtradora de la capa de Ozono en la atmósfera.
Luz visible: Poseen una longitud de onda entre 400 nanómetros y 680 nanómetros, que pueden ser captados por el ojo humano. Cuando la luz del Sol pasa por un prisma, se descompone en 7 colores (los del arcoiris). Esto demuestra que la luz blanca es, en realidad, la composición de todos ellos. Cada color presenta una longitud de onda diferente.
Rayos infrarrojos: Sus longitudes de onda abarcan desde unos 0,001 mm hasta 1 mm. Generados por todos los cuerpos que liberan calor, son capaces de ser detectados por sensores como células fotoeléctricas. Son invisibles al ojo humano y se produce por el movimiento de las moléculas de los cuerpos.
Microondas: Presentan una frecuencia de alrededor de 1011 Hz y una longitud de onda de alrededor de 1 cm. Se utilizan para la comunicación de radares y satélites y en la cocción de alimentos en un horno de microondas.
Ondas de Radio: Sus longitudes de onda van desde los 10 cm hasta los 10.000 m y una frecuencia desde los 10.000 Hz a 100 mil millones de Hz. Altamente utilizados en telecomunicaciones, permite que, de forma instantánea, se envíen y reciban mensajes de un punto a otro del planeta.
Todos sabemos de la importancia de una buena nutrición, pero ¿cuáles son los verdaderos requerimientos nutricionales que tenemos a medida que vamos creciendo con el tiempo? En este artículo de Ensamble de Ideas, te comentamos todo lo que necesitas saber sobre la nutrición en las diferentes edades, comenzando por la adolescencia, y todo lo necesario sobre nutrientes que debemos incorporar para mantenernos saludables.
¿Qué es la nutrición?
La Organización Mundial de la Salud (OMS) define la nutrición como la ingesta de alimentos en relación con las necesidades dietéticas del organismo.La función de nutrición
¿Pero qué significa todo esto? En otras palabras, la nutrición tiene en cuenta la incorporación de nutrientes al organismo para que éste funcione correctamente en todas sus funciones vitales, así como para permitir una vida sana en todas sus formas.
La función de nutrición permite al organismo no sólo incorporar los nutrientes que le proporcionan materia y energía para realizar las tareas cotidianas, sino también eliminar los productos de desecho que, en altas concentraciones, puede ser muy perjudicial. Esta función es llevada en conjunto por varios sistemas del cuerpo, como el respiratorio, el circulatorio, el excretor y el sistema digestivo.
Es común ver, en todas las definiciones de nutrición, el concepto de nutriente. Pero es importante saber correctamente de qué estamos hablando cuando mencionamos el concepto de nutriente, dado que esto nos permitirá analizar lo que se requiere en términos de nutrición para cada etapa de la vida.
La importancia de una dieta basada, en mayor parte, en vegetales es fundamental para los adolescentes.
¿Qué es un nutriente?
Un nutriente es un compuesto químico presente en los alimentos que el organismo necesita para realizar todas sus funciones vitales y, así, desarrollarse sanamente.
Los tipos de nutrientes
Hidratos de carbono
También llamados carbohidratos, aportan energía al organismo de manera inmediata. Algunos carbohidratos complejos se forman a partir de carbohidratos más sencillos.
Los hidratos de carbono son muy abundantes en los alimentos de origen vegetal.
Como sabemos, los carbohidratos o hidratos de carbono (también llamados glúcidos) pueden clasificarse según la complejidad de la molécula. De esta forma, tenemos a los monosacáridos (que son azúcares simples1); a los oligosacáridos, formados por la unión de dos a diez monosacáridos; y los polisacáridos, formados por numerosos monosacáridos dispuestos en cadenas lineales o ramificadas.
Si quieres continuar aprendiendo sobre los carbohidratos en términos más técnicos, haz click aquí: [expand]Los azúcares simples son polihidroxialdehídos, esto es, aldehídos polialcoholes, o bien son polihidroxicetonas, es decir, cetonas polialcoholes. Generalmente, los glúcidos se distinguen con el sufijo –osa. Así, cuando poseen función aldehído, los monosacáridos se denominan aldosas; si tienen función cetona, se denominan cetosas. Es bastante común que se los designe con nombres como triosas, tetrosas, pentosas, hexosas, etc., de acuerdo al número de carbonos que presenta en su molécula. También es usual que se combinen el nombre anteriormente descripto con la función que tenga el monosacárido. De esta manera, por ejemplo, una molécula de cinco carbonos con función cetona será una cetopentosa.
Las triosas son, sin duda, los monosacáridos más sencillos. El gliceraldehído, que es una aldotriosa, y la dihidroxiacetona, que es una cetotriosa, son los exponentes de este tipo de monosacáridos. Las demás aldosas no son más que monosacáridos que derivan de estas triosas por sucesiva adición de grupos \(=CH.OH\) en cadena lineal, entre la función alcohólica de un monosacárido y el grupo cetona o aldehído del otro monosacárido. Los monosacáridos de gran interés para la biología son, sin duda,la glucosa (también llamada dextrosa), la galactosa, la manosa, la fructosa y las pentosas (como la D-ribosa, componente de ácidos ribonucleicos, el ARN).
Muy pronto, Ensamble De Ideas te traerá las características fundamentales de estos monosacáridos y, además, una importante explicación sobre la isomería que presentan los monosacáridos. ¿Isomería? ¡Tranquilo! Pronto verás que es más fácil de lo que parece.
Modelos de glucosa y fructosa.
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Las pastas presentan una gran cantidad de carbohidratos.
Proteínas.
Las proteínas están formadas por moléculas más sencillas llamadas aminoácidos. Si bien son abundantes en alimentos de origen animal, también están presentes en hongos comestibles como los champignones y en alimentos de origen vegetal como porotos y productos derivados de la soja.
Vitaminas y minerales
Las frutas y las verduras, indispensables para una sana dieta, presentan vitaminas y minerales que son necesarios en pequeñas cantidades. Las vitaminas ayudan a que el metabolismo de otros nutrientes sea correcto y eficaz. Los minerales, por su parte, son importantísimos para las reacciones nerviosas, reconstrucción de tejidos, el control hormonal y muchas otras diversas funciones corporales.
Los lípidos
Los lípidos tienen funciones relacionadas con el almacenamiento de energía. Una vez que se consumió la energía proveniente de los carbohidratos (hidratos de carbono), el cuerpo puede utilizar la energía de los lípidos para realizas sus funciones vitales.
Nutrición en las diferentes etapas de la vida
Nutrición en la adolescencia
La adolescencia es un período donde, sin duda, existen cambios que pueden fácilmente verse a simple vista: desde crecimiento en la masa ósea y muscular (como sucede por sobre todo en varones) hasta el aumento en la proporción de la grasa corporal (como sucede habitualmente en las mujeres). Una dieta equilibrada es fundamental en esta etapa, pues los cambios suelen ser muy rápidos. El calcio, el hierro y el cinc son los minerales de mayor importancia. El 50% de la energía total diaria debe provenir de hidratos de carbono; un 30% debe provenir de los lípidos; un 20% debe provenir de las proteínas.
Nutrición en la pubertad y adolescencia.
Nutrición en el embarazo
Por otro lado, es hora de hablar de las embarazadas. Es evidente que la demanda de nutrientes es mucho mayor en ellas, pues el cuerpo de la madre debe proporcionar las biomoléculas necesarias para que el feto se desarrolle sanamente. Por ejemplo, aumenta la necesidad de consumir una buena (pero no en exceso) cantidad de proteínas, las cuales proporcionan materiales para sintetizar (es decir fabricar) los tejidos maternos y del feto.
Las vitaminas C, D y E son altamente necesarias pues su deficiencia puede producir alteraciones en el desarrollo del feto. ¿No sabes dónde hallar estos nutrientes? Te invitamos visitar nuestro artículo relacionado sobre vitaminas para más información. El calcio y el hierro son también fundamentales para el buen desarrollo del niño por nacer. Las embarazadas deben consumir unas 600 kcal más de lo que usualmente consumían en el tercer trimestre de gestación.
No está de más aclarar que, durante el embarazo, se requiere mayor cantidad de oxígeno, por lo que suele aumentar el ritmo cardiorespiratorio de la mujer.
Nutrición en la tercera edad
Por último, terminaremos hablando de las personas con mayor experiencia de vida: nuestros queridos ancianos. El envejecimiento viene acompañado de una reducción de la masa muscular y algunos órganos suelen alterar su funcionamiento. Hay una sencilla explicación para esto: los procesos catabólicos (aquellos en los que se degradan sustancias complejas en otras más simples) suelen darse más rápidamente que los procesos anabólicos, que son las reacciones de síntesis de sustancias complejas a partir de sustancias más simples. Esto, claro está, trae sus consecuencias (como la pérdida de células y deterioro del organismo).
La nutrición en la tercera edad.
El requerimiento de energía es menor pues las actividades metabólicas y físicas decaen. Es por esto que la dieta de un anciano debe ser reducida en lípidos, pues estos tienen una gran cantidad de energía, pero debe presentar una buena cantidad de proteínas y algunos minerales y vitaminas.
No olvidemos que la alimentación en los humanos involucra aspectos biológicos, sociales y culturales. Sin embargo, prestar atención a los requerimientos nutricionales es importantísimo para tener una buena salud en cada momento de nuestras vidas.
Mesografía Sugerida
Te recomendamos, además, los siguiente artículos de Ensamble de Ideas para más data sobre nutrición y alimentación. No dudes en ingresar y conocer aún más sobre una buena dieta que mejore tu estado de salud y tus condiciones de vida. No dudes en visitar periódicamente a tu nutricionista, quien es un profesional altamente calificado para responder todas tus preguntas y sugerirte los cambios que tu cuerpo necesita para ser saludable al 100%.
En la página de OMS (Organización Mundial de la Salud) podrás encontrar más información sobre nutrición. Para ello, ingresa a: https://www.who.int/topics/nutrition/es/
El concepto de punto isoeléctrico (pI) se relaciona con el pH de una solución en la que una proteína en particular tiene una carga neta neutra. Esta condición específica se identifica como el punto en el cual una proteína no presenta una carga eléctrica neta. En ámbitos científicos, se suele referir al punto isoeléctrico como pI o pHi para simplificar su mención.
Electroforesis
Electroforesis y su Funcionamiento
Cuando se introduce una solución de proteínas en un medio con un campo eléctrico, su comportamiento puede variar considerablemente dependiendo del pH del medio en relación con el punto isoeléctrico de la proteína.
Si el pH del medio es ácido en comparación con el pI de la proteína, esta se desplaza hacia el cátodo, el polo negativo. La razón radica en la carga positiva que posee la proteína en ese entorno, comportándose como un catión.
Electroforesis.
En cambio, cuando el pH del medio supera el punto isoeléctrico de la proteína, la misma migra hacia el ánodo, el polo positivo. Esto se debe a la carga negativa que adquiere la proteína en un medio alcalino, comportándose como un anión.
Si la solución se encuentra en el punto isoeléctrico, la proteína permanece estática, ya que en esta condición no presenta carga neta y, por tanto, no actúa como un ion. Este fenómeno de migración de proteínas en función de su carga eléctrica se conoce como electroforesis.
Fraccionamiento Electroforético
El fraccionamiento electroforético es una técnica comúnmente empleada para separar proteínas que poseen diferentes puntos isoeléctricos. Cuando varias proteínas con distintos pHi se encuentran disueltas en un medio con un pH específico, sus diferencias en pHi generan variaciones en la carga neta y en la velocidad de migración en el campo eléctrico. Estas diferencias son aprovechadas para lograr la separación de las proteínas.
El fraccionamiento electroforético se basa en diferencias sutiles pero significativas en los puntos isoeléctricos (pHi) de varias proteínas. Al disolver estas proteínas en un medio con un pH particular, sus variaciones en pHi crean disparidades en la carga neta y la velocidad de migración en el campo eléctrico. Este proceso permite separarlas con precisión. Un ejercicio práctico podría ser simular la electroforesis utilizando gel de agarosa y distintas proteínas para observar cómo se separan en función de sus cargas y puntos isoeléctricos.
Electroenfoque
Una variante significativa de la electroforesis es el electroenfoque. En esta técnica, el medio en el que se realiza la separación experimenta un cambio gradual en su pH, creando un gradiente de acidez o alcalinidad. La proteína se detiene durante su migración cuando alcanza la zona de pH correspondiente a su punto isoeléctrico, lo que permite una separación aún más precisa y específica de proteínas.
Conclusión
La electroforesis es una herramienta fundamental en la biología y la bioquímica para separar proteínas en función de sus cargas eléctricas y sus puntos isoeléctricos. Comprender cómo las proteínas se comportan en diferentes entornos de pH es crucial para el fraccionamiento y análisis de estos componentes biológicos.
Guía de estudio
Define el punto isoeléctrico y explica por qué es relevante en la electroforesis.
¿Cómo varía la carga neta de una molécula en función de su entorno de pH con respecto al punto isoeléctrico?
¿Por qué una molécula no migra durante la electroforesis cuando se encuentra en su punto isoeléctrico?
¿Cómo se puede determinar experimentalmente el punto isoeléctrico de una molécula?
¿Cuál es la importancia biológica y biomédica de conocer el punto isoeléctrico de las biomoléculas?
Estas preguntas abordan aspectos clave tanto de la electroforesis como del punto isoeléctrico, fomentando una comprensión integral de su funcionamiento y relevancia en la investigación biomédica y biológica.
¿Necesitás conocer las respuestas? Envíanos un mail a ideas.ensamble@gmail.com con asunto: “Electroforesis” y te enviaremos las respuestas en menos de un minuto, tan sólo por 1 dólar o el equivalente en tu moneda local. Aceptamos PayPal, transferencia bancaria en dólares o pesos argentinos y transferencia a billeteras virtuales.
PubMed: Visita el sitio web de PubMed (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/) y realiza búsquedas utilizando términos como “electroforesis” en español para acceder a artículos con resúmenes en español.
SciELO: Ingresa a la página principal de SciELO (https://scielo.org/) y busca en su catálogo de revistas científicas usando palabras clave como “electroforesis” para encontrar artículos en español.
Dialnet: Accede al portal de Dialnet (https://dialnet.unirioja.es/) y utiliza su motor de búsqueda para encontrar trabajos académicos en español relacionados con la electroforesis.
Redalyc: Dirígete al sitio de Redalyc (https://www.redalyc.org/) y explora su catálogo de revistas científicas, utilizando términos de búsqueda como “electroforesis” para acceder a contenido en español.
Bases de datos universitarias y de centros de investigación: Visita los sitios web de universidades o centros de investigación reconocidos en tu país o región. Busca secciones como “repositorios” o “bibliotecas virtuales” donde suelan compartir trabajos académicos en español.
Utilizando estas indicaciones y realizando búsquedas con los términos adecuados, podrás encontrar artículos y trabajos relacionados con la electroforesis en español en estas fuentes confiables.
Una persona adulta puede soportar varias semanas sin comer antes de desfallecer, pero sólo resistiría 10 días sin tomar agua. Su importancia biológica es tal que en el cuerpo de un varón adulto de unos 70kg, el 30,9% de la masa corporal total es agua intracelular (es decir, que se encuentra dentro de las células) y un 23,4% de la masa total es agua extracelular (es decir, que se halla fuera de las células).
En una mujer adulta de 60 kg, el agua intracelular y el agua extracelular representa el 25,9% y el 22,7% de su masa corporal total, respectivamente. En un lactante de 3,6kg, ¡la relación es aún mayor! 27% de su peso corporal es agua intracelular y un 42% es agua extracelular. Como verán, aproximadamente un 70% de la masa total del infante es… sí, adivinaron, pura agua.
El agua es más importante para el ser humano que cualquier diamante.
¿Qué sucedería si no tomáramos el agua suficiente que nuestro cuerpo necesita? ¡Veamos qué nos dice la biología respecto de esto!
Efectos de la deshidratación
Pérdida del 1% del peso corporal
En caso de que perdamos una cantidad de agua igual al 1% de nuestro peso corporal, comenzamos a sentir la conocida sensación de sed. ¡Atención! Es una excelente señal de que ha llegado la hora de hidratarnos. Si perdemos el 2% de nuestro peso corporal, tendremos una sensación de sed excesiva y pérdida de apetito.
Pérdida del 3% del peso corporal
La pérdida del 3% de nuestro peso corporal, nos dará debilidad y una reducción del volumen sanguíneo. Como verás, las cosas se van complicando…
Pérdida de 4% a 7% del peso corporal
Si perdemos una cantidad de agua entre el 4% y el 7% de nuestro peso corporal, aumenta la debilidad, nos darán náuseas, sufriremos una deficiencia en la regulación térmica y presentaremos dificultades para concentrarnos.
Pérdida de 8% del peso corporal
Si el porcentaje es del 8% de nuestro peso corporal, aparecerán mareos, debilidad creciente y dificultades para respirar.
Pérdida de 9% a 11% del peso corporal
Por último, si perdemos entre el 9% al 11% de nuestro peso corporal, sufriremos incapacidad para la circulación sanguínea normal, deficiencia de las funciones renales y espasmos musculares.
El agua que consumas debe ser potable. Algunas enfermedades transmitidas por el agua son la diarrea infantil, la hepatitis infecciosa, el temido cólera, la fiebre tifoidea, la gastroenteritis, entre otras. Lava bien tus alimentos y utiliza agua potable.
Algunas enfermedades transmitidas por el agua son la diarrea infantil, la hepatitis infecciosa, el temido cólera, la fiebre tifoidea, la gastroenteritis, entre otras. Lava bien tus alimentos y utiliza agua potable.
Te recomendamos la lectura del artículo “El Agua Potable” de Ensamble de Ideas.
El agua perdida durante la actividad corporal se repone durante la ingesta de alimentos; no obstante, la cantidad de agua que presentan los alimentos no es suficiente para abastecernos del agua que requerimos para vivir. Para finalizar este artículo, te presentamos el porcentaje de agua que presentan los diferentes alimentos que encontramos en el día a día. De mayor a menor porcentaje de agua, encontramos:
ALIMENTO
PORCENTAJE (%) DE AGUA
Coles
96
Lechuga
96
Rábano
95
Apio
95
Sandía
92
Remolacha
91
Leche
88
Zanahoria
87
Naranja
87
Cereales cocidos
85
Manzana
84
Pescado al horno
78
Papa hervida
77
Huevo
75
Banana
74
Maíz
70
Pollo al horno
67
Carne magra de vaca
59
Pan blanco
37
Manteca
16
Almendras
4
Galletas saladas
4
Azúcar blanca
1
Aceites
0
En conclusión, vemos que los alimentos de origen vegetal contienen más cantidad de agua que los de origen animal.
¡Y atento! Como siempre decimos en ENSAMBLE DE IDEAS, todo en exceso es malo. No te sobrehidrates, pues esto también es muy malo para tu cuerpo, pudiendo traer aparejada la muerte. Conoce tus requerimientos, investiga qué efectos produce cada nutriente orgánico e inorgánico en nuestro sitio web y tendrás, cada día, una mejor calidad de vida.
Asimismo, la Organización Mundial de la Salud ha hablado sobre Deshidratación en “Tratamiento inicial de la deshidratación en la malnutrición aguda grave” (Ashley Carmichael, 2011), disponible en https://www.who.int/elena/titles/bbc/dehydration_sam/es/
En este artículo de Ensamble de Ideas, estudiaremos las ondas en física. Como sabemos, una onda es una perturbación del espacio. En toda onda, podemos hallar diferentes características que las diferencian: valles, crestas, longitudes de onda, frecuencia, período y amplitud.
Modelo de una onda en física.
Para entender correctamente qué es una onda, debemos entonces analizar cada uno de sus componentes (expuestas en color violeta en el párrafo anterior). Para ello, requerimos definir, primero, el concepto de ciclo. En física, un ciclo es cada patrón repetitivo de una onda. Es el recorrido, que consiste en ir desde una posición extrema a la otra y volver a la primera, pasando dos veces por la posición central.
Sabiendo eso, analicemos una por una las características mencionadas al principio:
Característica
Definición
Valle
En física, un valle es la posición más baja de una onda. Es contrario a la cresta, que es la posición más alta de una onda.
Cresta
En física, una cresta es la posición más alta de una onda. Es el punto de máxima amplitud o máxima elongación de una onda. Es contraria a un valle, que es la posición más baja de una onda.
Longitud de onda
En física, la longitud de onda (denotada usualmente con la letra griega λ), es la distancia entre puntos idénticos sucesivos de una onda, como la distancia entre un valle y el valle siguiente o la distancia entre una cresta y la cresta siguiente. La unidad de la longitud de onda, al ser justamente una distancia, es el metro (con sus múltiplos y submúltiplos). Matemáticamente, se define la longitud de onda como λ=v/f , donde v es la velocidad de la onda y f es la frecuencia. Dado que f=1/T , siendo T el período de la onda, se puede definir también a λ como λ=v⋅T
Período
En física, un período es el tiempo que tarda una onda en completar un ciclo. Matemáticamente, el período se define como: T=1/f, donde T es el período y f es la frecuencia de la onda. La unidad del período en el Sistema Internacional es el segundo.
Frecuencia
En física, la frecuencia de una onda es el número de ciclos que completa la onda en un intervalo de tiempo. Si este intervalo de tiempo es un segundo, la unidad de frecuencia es el Hertz (Hz). Matemáticamente, la frecuencia está relacionada con el período según: f=1/T donde T es el período y f es la frecuencia de la onda.
Amplitud
En física, la amplitud de una onda es la medida de la magnitud de la máxima perturbación del medio producida por la onda.
Es hora de analizar las ondas con un poco más de atención. Por ello, es importante que sepamos cómo clasificarlas de acuerdo a sus características.
La clasificación de las ondas en la física.
Se puede clasificarlas según el sentido de la oscilación y la necesidad de un medio para propagarse:
SEGÚN EL SENTIDO DE LA OSCILACIÓN
Aquí encontramos dos tipos diferente de ondas:
Las ondas longitudinales: Si las partículas que oscilan lo hacen en la misma dirección en la cual se transmite la onda.
Algunos ejemplos de ondas longitudinales son:
Ondas sonoras: Cuando hablas o cuando un altavoz emite sonido, las partículas de aire vibran hacia adelante y hacia atrás en la misma dirección que la onda de sonido viaja.
Ondas de compresión en un resorte: Si tiras de un extremo de un resorte y lo sueltas, las ondas de compresión viajan a lo largo del resorte mientras las bobinas se comprimen y se expanden en la misma dirección en la que viaja la onda.
Ondas sísmicas P: Estas son ondas que se propagan a través del interior de la Tierra en caso de terremotos. Las partículas del suelo vibran en la misma dirección en la que viaja la onda.
Ondas en líquidos y gases: Cuando lanzas una piedra a un estanque, se generan ondas que se propagan hacia afuera desde el punto de impacto. Las partículas del agua se mueven hacia adelante y hacia atrás en la misma dirección que las ondas se desplazan.
Estos ejemplos muestran cómo las ondas longitudinales involucran movimientos de partículas en la misma dirección que la propagación de la onda.
Las ondas transversales: Si las partículas que oscilan lo hacen en forma perpendicular a la dirección en que se desplaza la onda. Ejemplos de éstas son las ondas causadas por un corcho que se arroja en un estanque: las partículas del agua comienzan a oscilar alrededor de su posición de equilibrio y transmiten la perturbación a las partículas vecinas, que comienzan a oscilar. La onda, por su parte, adopta un movimiento perpendicular al de las partículas del agua.
Ondas en una cuerda tensa: Si agitas un extremo de una cuerda tensa, las ondas se propagan a lo largo de la cuerda, mientras que las partículas de la cuerda oscilan verticalmente (perpendicularmente a la dirección de propagación).
Ondas electromagnéticas: La luz visible, las ondas de radio, las microondas y otras formas de radiación electromagnética viajan en forma de ondas transversales. En este caso, los campos eléctricos y magnéticos oscilan perpendicularmente entre sí y a la dirección de propagación de la onda.
Ondas en la superficie del agua: Cuando lanzas una piedra en un estanque, se generan ondas en la superficie del agua. Las partículas de agua se mueven hacia arriba y hacia abajo, perpendicularmente a la dirección de propagación de las ondas.
SEGÚN LA NECESIDAD DE UN MEDIO PARA PROPAGARSE
No todas las ondas pueden transmitirse en los diferentes medios, tales como un sólido, un fluido o, incluso, el vacío. De esta forma, clasificamos las ondas en:
Ondas mecánicas: tal como las ondas sonoras, este tipo de ondas necesita sí o sí de un medio en el cual transmitirse, ya sea sólido o un fluido, como el líquido o el gas. Esto explica por qué, en el espacio, el sonido no se escucha (pues no hay un medio material que lo transmita). ¡Oh, Star Wars, nos has mentido todo este tiempo!
Algunos ejemplos de ondas mecánicas son:
Ondas de sonido en el aire: Cuando hablas, la vibración de tus cuerdas vocales crea ondas de presión en el aire. Estas ondas viajan como compresiones y expansiones sucesivas en la misma dirección en la que se propagan, lo que constituye una onda longitudinal.
Ondas sísmicas S: Durante un terremoto, las ondas sísmicas S viajan a través de la Tierra. Estas ondas de corte hacen que las partículas del suelo se muevan perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda.
Ondas en una cuerda tensa: Al tocar una cuerda de guitarra, se generan ondas mecánicas transversales. Las partículas de la cuerda se mueven perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda, creando patrones de crestas y valles.
Ondas en un resorte: Si sujetas un extremo de un resorte y lo agitas, se propagarán ondas a lo largo de él. Las partículas del resorte se moverán perpendicularmente a la dirección en que viajan las ondas, comprimiendo y expandiendo el resorte.
Ondas en la superficie del agua: Cuando arrojas una piedra en un estanque, se forman ondas que viajan a través del agua. Las partículas de agua se mueven hacia arriba y hacia abajo, perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda.
Anímate a escribir en comentarios cuáles de las ondas anteriores corresponden a longitudinales y cuáles a transversales.
Ondas electromagnéticas: tal como la luz, este tipo de ondas no necesita obligatoriamente de algún medio para transmitirse. Puede hacerlo tanto en el vacío, como en un líquido, sólido o en un gas. Te recomendamos leer el artículo sobre las diferentes ondas electromagnéticas que existen en la naturaleza para saber más sobre este tema.
Si bien puedes ver todos los tipos de ondas del espectro electromagnético en nuestro link específico, te dejamos algunos ejemplos de ondas electromagnéticas:
Luz visible: La luz que vemos todos los días es un ejemplo de onda electromagnética. Las ondas de luz viajan a través del vacío del espacio y también pueden propagarse a través del aire u otros medios transparentes. En una onda de luz, los campos eléctrico y magnético oscilan perpendicularmente entre sí y a la dirección de propagación de la onda.
Ondas de radio: Las ondas de radio, utilizadas para transmitir señales de radio y televisión, también son ondas electromagnéticas. Estas ondas pueden viajar a través del espacio, la atmósfera terrestre y otros materiales no metálicos.
Microondas: Utilizadas en comunicaciones inalámbricas, radar y cocinas de microondas, las microondas también son un tipo de onda electromagnética. Se utilizan en una variedad de aplicaciones debido a su capacidad para penetrar en materiales no metálicos y transmitirse a través de la atmósfera terrestre.
Rayos X: Los rayos X, utilizados en medicina para la radiografía y en diversas aplicaciones industriales, también son ondas electromagnéticas. Tienen longitudes de onda más cortas y energías más altas que la luz visible y pueden penetrar en la materia con mayor facilidad.
NTICx en la escuela
En el applet “Introducción a Ondas” del PhET Colorado, disponible en https://phet.colorado.edu/sims/html/waves-intro/latest/waves-intro_es.html, podrán trabajar y estudiar las ondas de una manera didáctica y dinámica. Modifiquen las amplitudes y frecuencias de las diferentes ondas de sonido, ondas de luz y ondas en el agua para afianzar los conceptos. Jueguen, descubran y creen sus propias actividades. ¿Se animan a contarnos qué sucedió?
En algunos organismos, las células que lo conforman pueden agruparse y organizarse formando tejidos, los cuales pueden formar órganos y estos, a su vez, sistemas de órganos con funciones específicas para ese animal. La organización del cuerpo de los seres vivos puede ser estudiada por niveles. Lo interesante es que cada nivel presenta características únicas que no están presentes en niveles anteriores, o bien presentan funciones que el nivel anterior no puede realizar por sí sólo.
Estas características son propiedades emergentes que van surgiendo a medida que estudiamos niveles cada vez más complejos. Por ejemplo, las características que puede presentar una molécula no son las mismas que las de un átomo por separado, o bien las funciones de un sistema de órganos no son las mismas que la de un órgano independiente de otros.
Estos niveles de organización van desde lo invisible o microscópico a lo visible o macroscópico, pudiendo ser esudiados en uno u otro sentido. Veamos cuáles son:
Los niveles de organización
¿Qué son los niveles de organización?
Los niveles de organización se refieren a la jerarquía estructural que existe en los sistemas biológicos, desde las moléculas más pequeñas hasta las estructuras más complejas. Estos niveles están organizados de manera ascendente en complejidad y abarcan distintos niveles, cada uno con características y funciones específicas. Los principales niveles de organización incluyen:
1. Nivel molecular: Constituido por moléculas básicas como átomos y compuestos químicos, como los lípidos, proteínas, carbohidratos y ácidos nucleicos.
2. Nivel celular: Las moléculas se organizan para formar células, las unidades básicas de la vida. Aquí se encuentran diferentes tipos de células con funciones específicas, como células musculares, neuronas, etc.
3. Nivel tisular: Las células se organizan y se especializan para formar tejidos, como tejido muscular, nervioso, epitelial y conectivo.
4. Nivel de órganos: Los tejidos se combinan para formar órganos con funciones específicas y estructuras distintivas, como el corazón, el cerebro, el hígado, entre otros.
5. Nivel de sistemas de órganos: Varios órganos trabajan juntos para llevar a cabo funciones corporales complejas y específicas, como el sistema cardiovascular, el sistema nervioso, etc.
6. Nivel de organismo: Es el nivel completo de un individuo, en el que todos los sistemas de órganos funcionan en conjunto para mantener la vida y realizar funciones vitales.
7. Nivel de población: Conjunto de organismos de la misma especie que interactúan entre sí en un área determinada.
8. Nivel de comunidad: Incluye todas las poblaciones de diferentes especies que coexisten en un área específica.
9. Nivel de ecosistema: Se refiere a la interacción de todos los organismos vivos con su entorno físico, incluyendo factores abióticos como suelo, agua, clima, entre otros.
Estos niveles muestran cómo los sistemas biológicos están organizados, desde la estructura molecular hasta la complejidad de las interacciones entre organismos y su entorno.
Entre los niveles de organización mencionados arriba, nos ocupremos de los primeros seis niveles en el siguiente apartado. Muy pronto, accederás a un artículo en donde estudiaremos los siguientes niveles de organización desde el punto de vista de la ecología.
Nivel atómico
Formado por átomos, que están formados a su vez por partículas subatómicas como protones, neutrones y electrones. Los átomos conforman toda la materia y existen diferentes clases de ellos llamados elementos. Algunos elementos son esenciales para la vida y conforman gran parte de todo un organismo. Estos elementos son llamados bioelementos.
Átomo de Sodio.
Aquí hay tres ejemplos:
a) Átomo de Carbono: El carbono es un elemento esencial para la vida, formando el esqueleto de los compuestos orgánicos. Se une a otros átomos, incluyendo hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo, para crear las diversas moléculas necesarias para la vida.
b) Átomo de Oxígeno: El oxígeno es vital para la respiración, el proceso mediante el cual los organismos obtienen energía de los alimentos. Los átomos de oxígeno se combinan para formar moléculas de oxígeno (O2) que respiramos para apoyar las funciones celulares y proporcionar energía.
c) Átomo de Sodio: El sodio es un electrolito que ayuda a mantener el equilibrio de líquidos en nuestro cuerpo. Los átomos de sodio, combinados con otros elementos, participan en los impulsos nerviosos y las contracciones musculares, desempeñando un papel crítico en el funcionamiento de nuestro cuerpo.
Nivel molecular:
Formado por conjuntos de átomos, llamados moléculas. El agua, por ejemplo, que es tan importante para la supervivencia de un organismo vivo (a tal punto que sin agua no existiría la vida en la Tierra) es una molécula formada por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno (H2O).
Molécula de Benceno
Vamos a explorar tres ejemplos:
a) Molécula de ADN: El ácido desoxirribonucleico (ADN) lleva la información genética en los organismos vivos. Consiste en una estructura de doble hélice formada por la unión de bases de nucleótidos: adenina, timina, citosina y guanina.
b) Molécula de agua: El agua (H2O) es una molécula simple pero crucial para la vida. Actúa como disolvente, regula la temperatura, participa en reacciones químicas y facilita el transporte de nutrientes dentro de los sistemas vivos.
c) Molécula de glucosa: La glucosa es una molécula fundamental utilizada por los organismos como fuente de energía. Juega un papel central en la respiración celular, proporcionando combustible para la producción de ATP (adenosín trifosfato).
Nivel celular
En este nivel de organización, se estudia la organización de las células como la unidad funcional, estructural y de información hereditaria más pequeña de un organismo vivo. En la base de la organización de la vida se encuentra el nivel celular, donde las células individuales forman los bloques fundamentales de los organismos vivos. Las células son unidades microscópicas notables, cada una con su propia estructura y función única.
Modelo tridimensional de una neurona.
Vamos a explorar tres ejemplos de este nivel:
a) Células animales: Las células animales son las unidades fundamentales de los organismos animales. Poseen varios orgánulos, como el núcleo, las mitocondrias y el retículo endoplasmático, cada uno con roles específicos en el mantenimiento de las funciones celulares.
b) Células vegetales: Por otro lado, las células vegetales exhiben características adicionales, como los cloroplastos para la fotosíntesis y una pared celular rígida que proporciona soporte estructural. Estas adaptaciones únicas permiten que las plantas generen su energía y prosperen en diversos ambientes.
c) Células bacterianas: Las bacterias son organismos unicelulares que existen en diversas formas y tamaños. Carecen de un núcleo distinto, pero contienen material genético en forma de ADN. Las bacterias desempeñan roles esenciales en los ecosistemas, algunas son beneficiosas mientras que otras causan enfermedades.
Nivel de tejidos
En el nivel de tejidos, un grupo de células parecidas cumplen una función específica. Ejemplo de esto lo encontramos en el tejido nervioso, cuyas células –llamadas neuronas- están especializadas para transmitir impulsos eléctricos.
Tejido muscular.
Las células con estructuras y funciones similares se unen para formar tejidos, creando grupos especializados que trabajan en armonía para llevar a cabo tareas específicas. Vamos a explorar tres tipos de tejidos:
a) Tejido muscular: El tejido muscular permite el movimiento y la locomoción en los animales. Los músculos esqueléticos, los músculos lisos y los músculos cardíacos son tipos distintos de tejidos musculares con funciones especializadas.
b) Tejido epitelial: Los tejidos epiteliales cubren las superficies de los órganos y protegen las estructuras subyacentes. Ejemplos incluyen la epidermis de la piel, el revestimiento del tracto digestivo y el sistema respiratorio.
c) Tejido nervioso: El tejido nervioso está compuesto por células especializadas llamadas neuronas, que transmiten impulsos eléctricos permitiendo la comunicación dentro del cuerpo. Este tejido desempeña un papel crucial en la coordinación y regulación de las funciones corporales.
Nivel de órganos
Este nivel es un conjunto de tejidos que se asocian y se organizan para llevar a cabo una función en común. De esta manera, el riñón, por ejemplo, presenta una actividad específica que resulta de la combinación e integración de múltiples procesos que llevan a cabo los tejidos que lo componen.
Nivel de Órganos: Cuando diferentes tipos de tejidos se combinan, forman órganos: estructuras distintas con funciones específicas que contribuyen al bienestar general de un organismo. Aquí tienes tres ejemplos de órganos:
a) Corazón: El corazón, un órgano vital, actúa como una poderosa bomba, circulando sangre rica en oxígeno por todo el cuerpo. Está compuesto por tejido muscular cardíaco, tejidos conectivos y células especializadas que regulan los latidos del corazón.
b) Pulmones: Los pulmones, compuestos por tejidos respiratorios, facilitan el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono durante el proceso de respiración. Suministran oxígeno al torrente sanguíneo y eliminan gases de desecho.
c) Estómago: El estómago es un órgano del sistema digestivo. Está compuesto por tejido muscular, tejido epitelial y glándulas que producen enzimas digestivas. El estómago desempeña un papel crucial en la descomposición de los alimentos e inicia la digestión.
Modelo Bidimensional de un Riñón. El nivel de órganos es uno de los niveles de organización de la biología.
Nivel de sistema de órganos
En este nivel, más de un órgano trabajan cooperativamente para llevar adelante una función específica.
Modelo bidimensional del esqueleto de un reptil. El sistema de órganos es uno de los niveles de organización de la biología.
Los sistemas de órganos son grupos de órganos que trabajan juntos para realizar funciones específicas necesarias para la supervivencia de un organismo. Vamos a explorar tres ejemplos:
a) Sistema Respiratorio: El sistema respiratorio incluye órganos como los pulmones, la tráquea, los bronquios y el diafragma. Facilita el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono, permitiendo una respiración eficiente.
b) Sistema Digestivo: El sistema digestivo está compuesto por órganos como el estómago, los intestinos, el hígado y el páncreas. Procesa los alimentos, extrae nutrientes y elimina desechos, asegurando una nutrición adecuada y energía para el cuerpo.
c) Sistema Musculoesquelético: El sistema musculoesquelético comprende órganos como los huesos, los músculos, los tendones y los ligamentos. Proporciona soporte, protección y permite el movimiento, permitiéndonos caminar, correr, levantar objetos y participar en diversas actividades.
Nivel de organismo
Entre los niveles de organización que existen, éste es el más conocido. Así como en un perro, un humano o una jirafa, interaccionan todos los sistemas de órganos de manera integrada, relacionándose entre sí y funcionando como un todo.
Fotografía de organismos complejos.
En los niveles más altos de organización, tenemos el nivel de organismo. Este nivel abarca todo el ser vivo, ya sea una planta, un animal o un humano. Involucra la coordinación de todos los sistemas de órganos para mantener la vida. Aquí tienes tres ejemplos:
a) Roble: Un roble es un organismo que consta de raíces, tronco, ramas, hojas y estructuras reproductivas. Realiza la fotosíntesis, se reproduce e interactúa con su entorno, sosteniendo su propia vida.
b) Delfín: Los delfines son organismos acuáticos que poseen un cuerpo aerodinámico, aletas, una aleta dorsal y un espiráculo. Navegan a través del agua, se comunican entre sí utilizando la ecolocación y tienen estructuras sociales complejas.
c) Humano: Los humanos somos organismos notables con una estructura corporal compleja y sistemas de órganos. Tenemos la capacidad de pensar, razonar, crear y experimentar una amplia gama de emociones. Participamos en actividades que promueven el crecimiento, la reproducción y el bienestar general.
Resumen de contenidos
Actividades
Indiquen qué niveles de organización alcanza cada uno de los siguientes ítems. En caso de no saber qué son, pueden hacer click sobre las palabras remarcadas o buscarlas tanto en una enciclopedia como en Internet para ayudarse con la consigna.
2. ¿A qué llamamos propiedades emergentes y por qué son tan importantes a la hora de estudiar los diferentes niveles de organización? Escribe una oración que explique el término. Puedes ayudarte con la introducción de este artículo.
3. Investiga en otras fuentes qué son y qué niveles de organización alcanza un Treponema pallidum , una esponja de mar y una planaria. En cada caso, dibuja en tu carpeta cada organismo indicando su nombre y nivel de organización. Investiga al menos cuatro características principales de cada organismo. En “Mesografía Sugerida” tienes fuentes confiables de donde sacar tu información, pero puedes añadir otras fuentes más.
¿Necesitás conocer las respuestas? Envíanos un mail a ideas.ensamble@gmail.com con asunto: “Niveles de organización” y te enviaremos las respuestas en menos de un minuto, tan sólo por 1 dólar o el equivalente en tu moneda local. Aceptamos PayPal, transferencia bancaria en dólares o pesos argentinos y transferencia a billeteras virtuales.
Los cambios físicos son aquellos cambios que no modifican la naturaleza de la sustancia, es decir, las sustancias involucradas son las mismas antes y después del fenómeno. Los cambios químicos, por otro lado, son aquellos cambios en los que se modifica la naturaleza de la sustancia.
En este artículo, veremos qué son los cambios físicos y los cambios químicos. Caracterizaremos y daremos ejemplos de cada uno. ¡Adéntrate con nosotros a conocer sus diferencias!
Los fenómenos en la naturaleza
¿Qué significa todo esto? ¿Por qué es tan importante diferenciar correctamente ambos tipos ? ¿Conocés transformaciones que ocurran frecuentemente a tu alrededor? Para introducirnos en el tema, veamos la siguiente imagen:
En la naturaleza.
Ahora imaginemos que pasan unos minutos y volvemos a sacar una fotografía desde el mismo lugar, sin haber movido la cámara. ¿Veremos exactamente lo mismo? No. Posiblemente veremos que: las flores, por acción del viento, estarán en diferentes lugares con respecto a la fotografía original. Algún insecto podría estar volando por encima de ellas. Además, ¿quién dice que, quizás, un grupo de amigos no podrían estar jugando por el fondo del paisaje?
Todo lo dicho anteriormente son cambios. Algunos, son rápidos y fácilmente visibles. Otros, pueden ser lentos o invisible a nuestros ojos. Pero eso invisible es esencial para nuestra existencia (aquí El Principito nos daría la razón). Por ejemplo, el pasto que vemos en la imagen sufre múltiples transformaciones en su interior que permiten que, a partir de dióxido de carbono, obtengan oxígeno que se libera al ambiente y permite que vivamos oxigenados. ¡Es incontable la cantidad de fenómenos que ocurren en la naturaleza! En todos los tipos de cambio que existen, está involucrada ni más ni menos que la energía. Sin energía, no hay cambios. Pero de ello nos encargaremos en otros artículos. ¡Te invitamos a verlo pinchando aquí!
Debido a la infinidad de cambios que existen, su estudio es tan importante, pero la gran cantidad de ellos hace que sea necesario clasificarlos.
Los TIPOS DE CAMBIOS en la naturaleza
Los cambios físicos
De acuerdo a la definición presentada en los primeros párrafos de este artículo, en un cambio físico las sustancias involucradas son las mismas antes y después de dicho cambio. Como ejemplo, tenemos a los cambios de estado. Durante la solidifación, el agua líquida se congela y se torna sólida. Ocurrió un cambio evidente, que cambio totalmente las propiedades organolépticas de la materia. Sin embargo, el agua sigue siendo agua, pues la sustancia no cambió. Todos los cambios de estado -como la fusión, la condensación, la sublimación o la evaporación- son físicos. Otros ejemplos de cambios de estado ocurren cuando un cuerpo es cambiado de un lugar a otro o bien cuando se parte un cuerpo en múltiples pedazos.
Cortar una pizza en porciones es un cambio físico: no cambia la naturaleza de las sustancias que la componen.
Los cambios químicos
Por su parte, de acuerdo a la definición presentada, en un cambio químico las sustancias involucradas no son las mismas antes y después del fenómeno. Los cambios químicos ocurren mediantereacciones químicas, que pueden ser modelizadas mediante ecuaciones químicas. Como todo cambio, involucran energía para que suceden. Muchos cambios químicos absorben energía, mientras que otros liberan energía. Es por ello que las reacciones químicas pueden ser clasificadas en reacciones exotérmicas (si liberan energía) o reacciones endotérmicas (si absorben energía). En conclusión, todas las reacciones químicas son cambios químicos. Por ejemplo, la fotosíntesis es un cambio químico, pues se obtiene O2 y glucosa a partir de CO2 y H2O en presencia de luz solar en los cloroplastos de las plantas.
La combustión de un fósforo (o cerilla) es un cambio químico, como todas las combustiones.
Muchas veces, los movimientos rectilíneos uniformes y uniformemente variados se combinan en un solo fenómeno que deben ser estudiados por tramos. Por ejemplo, cuando una persona se sube a un ómnibus o colectivo, éste comienza a moverse desde el reposo (es decir, presenta una velocidad inicial nula) y, luego de acelerar por unos segundos, comienza a transitar con velocidad constante hasta que se deba detener. La detención se produce con desaceleración constante.
Otro caso podría ser el de un móvil que avanza con velocidad constante hasta alcanzar un valor máximo. Luego, desciende bruscamente su velocidad hasta detenerse.
En forma gráfica, lo que estaría sucediendo en ambos ejemplos sería algo parecido a lo siguiente:
Fig 1: Gráfico de movimiento de varios tramos.
En estos casos, debemos estudiar nuestros movimientos en varios “tramos” o segmentos.
Análisis teórico de movimientos de varios tramos.
Es útil, con un lápiz, separar cada tramo desde el gráfico original. Nos quedarán los siguientes tramos para el caso del móvil del gráfico presentado antes.
Fig 2: Gráfico de movimiento de varios tramos, separado por tramos.
El primer tramo debe ser estudiado de acuerdo con las fórmulas del MRUV(existe aceleración constante). En nuestro caso, este primer tramo va desde t=0s hasta t=1s.
El segundo tramo debe ser estudiado de acuerdo con las fórmulas del MRU (existe velocidad constante, aceleración nula). Algunas aclaraciones a tener en cuenta son que, en primer lugar, la posición inicial de las ecuaciones de este tramo es igual a la posición final de las ecuaciones del primer tramo. Lo mismo sucede con el tiempo: el tiempo inicial de las ecuaciones de este tramo es igual al tiempo final de las ecuaciones del primer tramo. Para nuestro ejemplo del móvil, el tiempo inicial es t=1s y finaliza en t=3s.
El tercer tramo (en el que el móvil se va deteniendo) debe ser estudiado con las fórmulas del MRUV (existe aceleración constante, de carácter negativo, pues el móvil se está parando). Nuevamente, la posición inicial de las ecuaciones de este tramo es igual a la posición final de las ecuaciones del segundo tramo. Lo mismo sucede con el tiempo: el tiempo inicial de las ecuaciones de este tramo es igual al tiempo final de las ecuaciones del segundo tramo. Para nuestro ejemplo del móvil, el tiempo inicial es t=3s y finaliza en t=4s.
Vemos que existe, en el gráfico, un cuarto tramo cuya velocidad es 0m/s. El tiempo inicial de las ecuaciones de este tramo es igual al tiempo final de las ecuaciones del tercer tramo. Asimismo, la posición inicial de las ecuaciones de este tramo es igual a la posición final de las ecuaciones del tercer tramo. Como puedes observar, como la velocidad es 0 m/s, no hay avance de posición este tramo.
Análisis práctico de movimientos de varios tramos.
Analicemos ahora qué pasa en cada tramo por separado, en términos de velocidad, posición y aceleración.
Cálculo de posición en cada tramo de un movimiento de varios tramos.
TramoI
Para el tramo I, comenzamos con x=0m, ¿pero en qué posición finaliza? Podemos averiguarlo aplicando un Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado.
Como es un MRUV, las fórmulas originales nos decían que:
Aquí nos surge un problema, ¿qué colocamos en “a“? ¿Cuál es la aceleración del sistema? Debemos recurrir a la Ec. 2 para poder hallarla y, luego, reemplazarlo en nuestra Ec 1:
Esto significa que nuestro móvil ha recorrido 2,50 m en el lapso de 1s.
Tramo II
Por otro lado, es hora de analizar el tramo II, pero teniendo en cuenta que la posición inicial ya no será 0m sino 2,5m, es decir, la posición final del tramo I. Asimismo, el tiempo inicial será de 1 segundo, pues es el tiempo inicial del primer tramo.
Aplicando las ecuaciones del MRU, ya que hay velocidad constante, tenemos:
\( x_f=x_i+v\cdot (t_f-t_i)\)
\( x_f=2,50m+5m/s\cdot (3s-1s)\)
Observemos que el tiempo final es 3s (este dato lo obtenemos del gráfico) y el inicial es 1s.
\( x_f=12,5m\)
Si la posición final fue de 12,5m, significa que ha recorrido unos \( \Delta x=x_{f_2}-x_{f_1}=12,5 m – 2,50m=10m\) durante el tramo II (hemos calculado la diferencia entre la posición final del tramo II y la del tramo I). Esto se conoce como distancia recorrida y es un término del cual hablaremos más adelante.
Tramo III
Hagamos lo mismo que lo anterior para el tramo III.
Como es un MRUV, calculamos la aceleración usando los datos proporcionados por el gráfico y, con eso hallado, calculamos la posición final.
¿Te animas a calcular cuánto fue la distancia recorrida en el tramo III?
Tramo IV
Durante el tramo IV, no es necesario realizar cálculos porque vemos que la velocidad se mantuvo constante en 0m/s. Esto significa que el móvil no avanzó ni retrocedió entre los 5s y los 7s.
Finalmente, podemos dejar en claro que la posición final del móvil fue de 15m respecto del origen.
Cálculo de distancia recorrida por el móvil en un movimiento de varios tramos.
Existen varios métodos con los que podemos hallar distancias recorridas. Probaremos dos de ellas.
El método analítico consiste en sumar las distancias recorridas en cada tramo mediante el cálculo de las posiciones finales e iniciales de cada tramo. En particular, esto ya lo hemos hecho arriba en el ejemplo del móvil. Sólo basta poner sobre la mesa toda la información con la que contamos y, luego, sumar por tramo.
Para el tramo I:
La posición final fue de 2,50m y la inicial fue de 0m. Luego, \( \Delta x=x_f-x_i=2,50 m – 0 m = 2,50 m \)
Para el tramo II:
La posición final fue de 12,5 m y la inicial fue de 2,50m. Luego, \( \Delta x=x_f-x_i=12,5 m – 2,50 m = 10m \)
Para el tramo III:
La posición final fue de 15 m y la inicial fue de 12,5 m. Luego, \(\Delta x=x_f-x_i=15 m – 12,5 m = 2,50m \)
Para el tramo IV:
La posición final fue de 15m y la inicial también fue de 15m (no hubo cambio de posición) Luego, \( \Delta x=x_f-x_i=15 m – 15 m = 0m \)
Ahora, contamos con los siguientes datos:
Distancia recorrida en primer tramo: 2,50m Distancia recorrida en segundo tramo: 10m Distancia recorrida en tercer tramo: 2,50m Distancia recorrida en cuarto tramo: 0m
Sólo es necesario sumar todos los datos:
Distancia recorrida total: \( \Delta x = 2,50 m + 10 m + 2,50 m + 0 m =15 m.\)
No es casualidad que nos haya dado igual que la posición final del recorrido, mas esto no tiene por qué ser siempre así, pues puede suceder que, en alguna parte del proceso, nuestro móvil retroceda. Este, como vemos en el gráfico al no notar velocidades negativas, no es el caso.
Cálculo de desplazamiento del móvil en un movimiento de varios tramos.
El método gráfico es mucho más sencillo y rápido. La idea es calcular las áreas o superficies de cada tramo directamente viendo el gráfico de la Fig. 2. Vemos que se forman figuras geométricas sencillas de analizar, tales como triángulos, rectángulos o cuadrados.
Tramo I
Para el tramo I, nos queda un triángulo como vemos en la figura 3. Si obtenemos el área de ese triángulo, obtenemos la distancia recorrida por el móvil.
Figura 3. Tramo I.
Obtengamos el área de dicho tramo. Como sabemos, el área de un triángulo es \( A=\frac{b\cdot h}{2} \) En nuestra notación, A es el área; B, la base del triángulo y h es la altura del triángulo. La base corresponderá a la diferencia entre tiempo final y tiempo inicial para ese tramo. La altura corresponde a la diferencia entre la velocidad final y la velocidad inicial. Entonces:
Como era de esperarse, coincide con la posición final del primer tramo que ya habíamos calculado antes.
Tramo II:
Debemos obtener el área del rectángulo que observamos en la figura 4:
Figura 4: Tramo II.
El área de un rectángulo es \( A = b \cdot h\). Nuevamente, hemos notado como b a la base y h a la altura. Conociendo esos datos del gráfico, operamos:
\( A = b \cdot h=(3s-1s)\cdot (5\frac{m}{s}-0\frac{m}{s})=2s\cdot 5\frac{m}{s}=10m \)
Significa que en el tramo II ha recorrido 10 metros.
Tramo III:
Debemos obtener el área del rectángulo que observamos en la figura 5:
Figura 5: Tramo III.
A=-2,50m
El área nos da negativo. En el tercer tramo, el movimiento es hacia la izquierda, ya que la velocidad inicial es hacia la derecha y la velocidad final es cero. La distancia recorrida en este tramo es 2,5 metros, pero en dirección opuesta al movimiento en el primer tramo, por lo que el desplazamiento en este tramo debía darnos negativo, tal como nos dio.
Tramo IV:
No es necesario obtener el área de este tramo, pues es evidente que no hubo cambio de posición, ya que la velocidad fue de 0 m/s a lo largo de los dos segundos que duró el tramo.
Por último, sumamos todos los desplazamientos (áreas) de cada tramo:
\( 2,50m+10m+(-2,50m)+0=10m \)
¿Sencillo, verdad?
Gráficos de posición vs. tiempo: x(t)
Observemos el siguiente gráfico de un móvil, en el que observamos cómo evoluciona la posición del mismo a través del tiempo en varios tramos:
Fig. 5. Gráfico de posición en función del tiempo en movimiento de varios tramos.
Si quisiéramos, a grandes rasgos, ver gráficamente cómo se comporta la posición, la velocidad y la aceleración en este movimiento, debemos analizar cada tramo, ya que como presenta varios tramos podemos separarlos tal cual hicimos antes.
En el segundo tramo, la posición forma una función lineal creciente, pues la velocidad es constante.
En el tercer tramo, la posición es una función lineal, nuevamente (por lo que forma una recta decreciente), sólo que la velocidad es negativa.
Si te perdiste en cómo darte cuenta cuándo las velocidades son positivas o negativas, cuándo las aceleraciones son positivas o negativas, etc., te dejamos un pequeño resumen de cómo se interpreta cada gráfico:
Gráficos de velocidad vs. tiempo: v(t)
Fig. 6. Gráfico de velocidad en función del tiempo en movimiento de varios tramos.+[note]Hecho en base a la información de x(t) presentada en la Fig. 5.[/note]
En la Fig. 6, observamos que, para el primer tramo, la velocidad forma una función lineal creciente, pues la aceleración es constante. En el segundo tramo, la velocidad forma una función lineal constante, es decir, el valor de la velocidad se mantiene igual durante el lapso de tiempo. Es positiva, pues nuestro móvil aumentaba su posición conforme pasaba el tiempo, de acuerdo a lo que vemos en la Fig. 5. Por último, en el tercer tramo, la velocidad es una función lineal constante, pero negativa, porque el móvil iba presentando una posición cada vez menor.
Gráficos de aceleración vs. tiempo: v(t)
Fig. 7. Gráfico de aceleración en función del tiempo.[note]Hecho en base a la información de x(t) presentada en la Fig. 5.[/note]
En la Fig. 7, el que corresponde a aceleración en función del tiempo en este movimiento de varios tramos, vemos que, para el primer tramo, la misma forma una función lineal constante y positiva. Esto es así pues el objeto se movía con aceleración constante en un Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (MRUV). Recordemos que notamos eso debido a que la función que describía el móvil era cuadrática en el primer tramo de la Fig. 5. En cambio, la aceleración es nula para el segundo tramo (pues es un MRU) y lo mismo para el tercer tramo (también es un MRU).
Ejemplo 2:
Pensemos juntos un segundo ejemplo.
Un móvil parte del reposo con aceleración constante y, a los 10 segundos, continúa el recorrido con velocidad constante. 20 segundos más tarde, el móvil habrá recorrido 375 m desde que inició el movimiento, tal como se muestra en la figura a continuación. A) ¿Cuál es la aceleración que tuvo el móvil al iniciar el movimiento? B) ¿Cuál es la aceleración que tuvo el móvil al finalizar el recorrido? C) ¿A qué distancia del principio el móvil comenzó a tener velocidad constante?
Por el enunciado, podemos asegurar que, durante el primer tramo, el móvil presentó un Movimiento Rectilíneo Uniformente Variado (MRUV) pues la aceleración -que deberemos hallar- es constante. En el segundo tramo, presentó un Movimiento Rectilíneo Uniforme, pues la velocidad es constante. Con sólo esta información, estamos en condiciones de afirmar que:
LA ACELERACIÓN EN EL SEGUNDO TRAMO VALE CERO (pues la velocidad es constante).
Esto contesta la pregunta B. ¿Pero acaso no debemos responder primero la A? No está de más dar un rápido vistazo de la información con la que contábamos sin hacer grandes cuentas y, de acuerdo con el enunciado, ya podíamos afirmar que la aceleración que tuvo el móvil al finalizar el recorrido era nula.
Continuemos con lo más complicado. Para ello, es hora de poner sobre la mesa todas las ecuaciones con las que contamos para cada tramo, que llamaremos tramo I y tramo II.
Tramo I:
Como es un MRUV, las fórmulas originales nos decían que:
Para el tramo II (Quizás sea importante que leas las notas al pie):
\( v =?\) Esta velocidad, que es constante, es la misma que \( v_f\) del tramo I.
\(x_i=?\) Esta posición inicial es la misma que \( x_f\) del tramo I. Esto será muy importante para la resolución de este tipo de ejercicios.
\( x_f=375m\)
\( t_i=10seg\)
\( t_f=30seg\) Hemos colocado que \( t_f=30seg\) pues el enunciado expresa: “Un móvil parte del reposo con aceleración constante y, a los 10 segundos, continúa el recorrido con velocidad constante. 20 segundos más tarde, el móvil habrá recorrido 375 m desde que inició el movimiento”. Por lo resaltado, podemos asegurar que el movimiento total duró 30 segundos.
REEMPLAZO DE DATOS EN EC.1, EC. 2, EC. 3 Y EC. 4:
Con los datos anteriores, reemplacemos en las cuatro diferentes ecuaciones los valores que tenemos:
Como es un MRU, las fórmulas originales nos decía que:
(Ec. 3) \( 375m=x_i+v\cdot (30seg-10seg)\)
(Ec. 4) \( v=\frac{375m-x_i}{30seg-10seg}\)
Realizando las cuentas pertinentes, concluimos que:
Tramo I:
(Ec. 5) \( x_f=\frac{1}{2}\cdot a\cdot(10seg)^2\)
(Ec. 6) \( v_f=a\cdot (10seg)\)
Tramo II:
(Ec. 7) \( 375m=x_i+v\cdot (20seg)\)
(Ec. 8) \( v=\frac{375m-x_i}{20seg}\)
PLANTEO DE LA RESOLUCIÓN
Analicemos teóricamente lo que debemos hacer. En primer lugar, debemos darnos cuenta que la posición final del primer tramo es la posición inicial del segundo tramo. Entonces, tengamos presente la Ec. 5 y la ec. 7. En ellas, justamente nos aparece \( x_f\) del tramo I y \( x_i\) del tramo II. Para poder utilizar correctamente la Ec. 7, debemos primero despejar \( x_i\), según:
(Ec. 9) \( x_i=375m-v\cdot (20seg)\)
Una vez hecho esto, será cuestión de igualar la Ec. 5 y la Ec. 9:
Vemos que es una única ecuación que tiene como incógnita a a y a v. Pero si prestamos atención, vemos que la Ec. 6 nos dice que \( v_f=a\cdot (10seg)\). Esta \(x v_f\) del tramo I es la velocidad que se mantendrá constante en el tramo II, por lo que podemos reemplazar la Ec. 6 en la Ec. 10:
Y así hallamos que la aceleración vale 1,5 m/s2 en el primer tramo.
Actividades con respuesta
Puedes ver las respuestas de cada uno expandiendo la flecha en cada ejercicio.
1. Un coche parte del reposo y comienza a moverse en línea recta con una aceleración constante de 2 m/s² durante 10 segundos. Luego, mantiene una velocidad constante de 20 m/s durante 30 segundos. Finalmente, reduce su velocidad uniformemente hasta detenerse en 10 segundos. Calcula:
a) La velocidad del coche al final de cada tramo. [expand] La velocidad del coche al final de cada tramo es de 20 m/s, 20 m/s y 0 m/s respectivamente. [/expand]
b) La distancia total recorrida por el coche. [expand] La distancia total recorrida por el coche es de 100 m + 600 m + 100 m = 800 m. [/expand]
c) Grafica x(t), v(t) y a(t) para el movimiento completo.
2.
Un ciclista parte del reposo y comienza a pedalear en línea recta con una aceleración constante de 3 m/s² durante 8 segundos. Luego, mantiene una velocidad constante de 15 m/s durante 20 segundos. Finalmente, reduce su velocidad uniformemente hasta detenerse en 12 segundos. Calcula:
a) La velocidad del ciclista al final de cada tramo. [expand]La velocidad del ciclista al final de cada tramo es de 24 m/s, 15 m/s y 3 m/s, respectivamente. [/expand]
b) La distancia total recorrida por el ciclista. [expand] La distancia total recorrida por el ciclista es de 96 m + 300 m + 108 m = 504 m. [/expand]
c) Grafica x(t), v(t) y a(t) para el movimiento completo.
En la sección “Kinematics” (Cinemática) de la página, encontrarás contenido confiable sobre los temas de MRU y MRUV, con explicaciones, ejemplos resueltos y simulaciones interactivas para ayudarte a entender mejor los conceptos y desarrollar habilidades de resolución de problemas.
Además, también puedes encontrar en la página una sección sobre Laboratorio Virtual, donde se realizan simulaciones que puedes ejecutar en línea para entender conceptos y fenómenos físicos de manera más efectiva.
En los animales, es muy importante para la supervivencia de la especie las conductas que desarrollan con otros miembros de la misma especie. Al conjunto de estas conductas las llamamos comportamiento social y abarca, a grandes rasgos, tres grandes ítemes que debemos explicar en este artículo.
LOS COMPORTAMIENTOS DE DEFENSA.
Por un lado, los comportamientos de defensa son pueden llegar a proteger no sólo al individuo, sino también a la población entera. Algunos animales pueden tener conductas agresivas o bien estar alera para percibir posibles peligros. Si bien las conductas pueden ser muy variadas, podemos encontrar algunas que ocurren frecuentemente en la naturaleza. Por ejemplo:
Rebaño altruista.
Es un comportamiento que beneficia a todo el grupo, dado que pone en alerta a toda la población. No obstante, aumenta la probabilidad de que el individuo que da la alarma atraiga sobre sí la atención del predador. Esto sucede, por ejemplo, en algunos tipos de aves.
Rebaño cooperativo.
Aprovechando alguna característica física de la manada, muchos animales toman un comportamiento que beneficia a toda el griupo. Por ejemplo, los predadores no logran distinguir a las cebras, a la distancia, cuando ellas se disponen en fila. Esto sucede por la superposición de las rayas hace que la imagen se vea borrosa.
Rebaño egoísta.
Cuando un animal reduce la probabilidad de ser atrapado acercándose a otros animales de la misma especie, estamos en presencia de un rebaño egoísta. Este comportamiento, típico en algunas especies de anfibios, minimiza el riesgo de que un individuo sea atrapado. Esto sucede porque ahora se forma un grupo más numeroso, lo cual es una ventaja para la defensa.
LA ELECCIÓN DE LA PAREJA
Cuando se acerca la época reproductiva, las hembras eligen a los que consideran los “mejores” machos. ¿Qué significa esto? La selección de pareja reproductiva se basa en el comportamiento de los machos durante el cortejo, en ciertas características físicas y en el resultado de posibles luchas para atraer a las hembras. Por ejemplo, los ciervos machos luchan entre ellos con sus cornamentas. El macho vencedor será el que tendrá la posibilidad de aparearse con las hembras. La evolución de una especie se ve influenciada directamente por la elección de la pareja, rasgo que se conoce como selección sexual.
LA COMUNICACIÓN
La comunicación permite a los animales obtener información de otros individuos de la población. Esta comunicación no tiene por qué ser exclusivamente visual (como la luz de las luciérnagas o las gesticulaciones de una persona) o auditiva (como ladridas o el habla humano), sino que puede darse de diferentes formas. Entre ellas están:
Señales auditivas: el estímulo que procesa el animal es la energía sonora proveniente de otros animales. Por ejemplo, los aullidos de un lobo o el llanto de una cría.
Señales visuales: posturas, gestos o movimientos puden dar mucha información acerca de un individuo o una población.
Señales táctiles: ocurren cuando los animales se encuentran muy próximos. La diversidad de información que transmite la danza de las abejas en una colmena involucra señales de este tipo.
Señales químicas: suelen perdurar en el tiempo y viajar largas distancias. Muchos insectos algunos mamíferos liberan feromonas al ambiente que indican, por ejemplo, el período fértil de ese animal.
Señales eléctricas: el reconocimiento de la especie, el estatus social, el sexo, etc., pueden ser informadas mediante señales eléctricas en animales que presenten electrorreceptores, como el tiburón. También están involucradas en la búsqueda de alimentos y hasta en el cortejo. ¡Curioso!
Más información sobre el Comportamiento Social de los Animales.
