Cristalografía (8): Morfismos químicos
A finales del siglo XVIII Martin Heinrich Klaproth continuó el trabajo donde Dolomieu lo había dejado. Klaproth identificó tres formas cristalográficas diferentes de carbonato cálcico: calcita, aragonito y vaterita. Publicó las diferencias detalladas entre estos tres minerales en su Beiträge zur chemischen Kenntniss der Mineralkörper, obra en cinco volúmenes publicada entre 1795 y 1810. Haüy se mostró muy interesado en este descubrimiento, pero le desconcertaba el aragonito: a diferencia de la calcita, no se rompía en romboedros.
Klaproth, que había sido catedrático en Berlín, dejó su puesto vacante a su muerte en 1817. En 1819, a propuesta de Jöns Jakob Berzelius, fue nombrado para sucederle Eilhard Mitscherlich. Mitscherlich, químico, había comenzado a estudiar en profundidad la cristalografía en 1818 y pronto se dio cuenta de que los cristales que tienen la misma composición pero distinta morfología, como la calcita y el aragonito, no son tan extraños. También se dio cuenta de que había cristales que tienen la misma morfología pero diferente composición química. Así, la dolomita, un mineral descrito por Dolomieu, es muy similar a la calcita, pero contiene calcio y magnesio [CaMg(CO3)2 ]en vez de sólo calcio [CaCO3]. Mediciones precisas realizadas por Wollaston mostraban que las diferencias entre los cristales de dolomita, calcita y la siderita (carbonato de hierro) eran mínimas: el ángulo romboédrico era respectivamente de 105º5′, 106º15′, y 107º0′.
Pero, ¿nadie se había dado cuenta de esto antes? Claro que sí. Sin ir más lejos Romé de l’Isle lo había hecho notar en alumbres cúbicos que forman cristales mixtos. Alrededor de 1812 el propio Wollaston describió más ejemplos de cristales similares con diferente composición química en los que había medido diferencias angulares mínimas. Por ejemplo, en la serie de sulfatos alcalinos [K2SO4, Rb2SO4, Cs2SO4, (NH4)2SO4] los ángulos interfaciales difieren sólo unos pocos minutos, y en un compuesto similar, el Ti2SO4, la variación con respecto a la media es de sólo medio grado. Resultados similares se encuentran en series de fosfatos y arseniatos.
Por tanto, estamos ante dos fenómenos aparentemente opuestos: sustancias de la misma composición química que forman cristales de diferente morfología y sustancias de diferente composición química que forman cristales de morfología muy similar. Mitscherlich les puso nombre; llamó isomorfos a los que tenían diferente composición y (casi) igual forma y polimorfos a los que tenían la misma composición y diferente forma. Y dio el paso definitivo estableciendo la ley del isomorfismo: los compuestos que cristalizan juntos probablemente tengan estructuras y composiciones similares. Lo que implicaría que las sustancias de composición similar es probable que den lugar a cristales isomorfos.
Incluso las sustancias elementales pueden cristalizar de diferentes maneras como observó el propio Mitscherlich en el azufre, que produce cristales diferentes (esto es, con diferentes ángulos interfaciales) dependiendo de las condiciones de cristalización. Incidentalmente, haciendo estos experimentos fue como Mitscherlich descubrió el azufre monoclínico, que cristaliza por encima de los 96ºC. Su razonamiento fue que los átomos de un mismo elemento se organizan en distintas “moléculas” porque se unen entre sí de distintas maneras, lo que resulta en las distintas formas de los cristales. Un ejemplo muy conocido es el diamante, el grafito y el hollín que son prácticamente carbono puro. Este polimorfismo merecía un nombre especial, por lo que Berzelius creó el término alotropía en 1841.
El descubrimiento y caracterización del isomorfismo tuvo una influencia muy importante en el desarrollo de la química, mucho más allá del puramente teórico. Las diferentes propiedades de los compuestos isomorfos permitieron a Berzelius la confección la primera tabla relativamente precisa de pesos atómicos. Hasta ese momento se fijaba el peso atómico del hidrógeno arbitrariamente en 1, por lo que resultaba que el carbono tenía peso atómico 6 (en vez de 12) y el oxígeno 8 (en vez de 16), y el agua era HO en vez de H2O; Berzelius cambió todo esto.
No sólo los pesos atómicos, que son sólo la punta del iceberg; el descubrimiento de Mitscherlich propició el desarrollo muy poco después de multitud de conceptos químicos, relacionados sólo parcialmente con la cristalografía. El ejemplo más importante sea quizás el descubrimiento de la isomería.
Referencias generales sobre historia de la cristalografía:
Referencias generales de la serie:
[1] Wikipedia (enlazada en el texto)
[3] Molčanov K. & Stilinović V. (2013). Chemical Crystallography before X-ray Diffraction., Angewandte Chemie (International ed. in English), PMID: 24065378
[4] Lalena J.N. (2006). From quartz to quasicrystals: probing nature’s geometric patterns in crystalline substances, Crystallography Reviews, 12 (2) 125-180. DOI:10.1080/08893110600838528
[5] Kubbinga H. (2012). Crystallography from Haüy to Laue: controversies on the molecular and atomistic nature of solids, Zeitschrift für Kristallographie, 227 (1) 1-26. DOI: 10.1524/zkri.2012.1459
[6] Schwarzenbach D. (2012). The success story of crystallography, Zeitschrift für Kristallographie, 227 (1) 52-62. DOI: 10.1524/zkri.2012.1453
Este texto es una revisión del publicado en Experientia docet el 2 de enero de 2014
Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance
El artículo Cristalografía (8): Morfismos químicos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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La función renal en vertebrados
La mayor parte de lo que sabemos sobre el funcionamiento de los riñones de vertebrados procede de estudios hechos con anfibios y con mamíferos. Los anfibios resultan ser un modelo animal muy útil a estos efectos, y lo que sabemos del funcionamiento de su riñón es generalizable a la mayoría de vertebrados y, en concreto, a los peces de agua dulce y a los reptiles, exceptuando en parte a las aves.
En la nefrona de la mayor parte de grupos de vertebrados se diferencian los siguientes elementos: (1) cápsula de Bowman, (2) túbulo contorneado proximal, (3) segmento intermedio, (4) túbulo contorneado distal, y (5) túbulo colector. Los segmentos llamados “túbulo contorneado” se caracterizan por que describen múltiples curvas en su trayectoria; a eso se refiere el término “contorneado”. En inglés se dice convoluted, que puede traducirse también como enmarañado, retorcido o complicado; el término “contorneado” es claramente más compasivo. El segmento intermedio es bastante recto y de muy pequeño diámetro, y el túbulo colector es también relativamente recto, pero de mayor grosor que el intermedio. Los segmentos desempeñan diferentes funciones, aunque también pueden cambiar dentro de cada segmento. La longitud de la nefrona viene a ser de 1 cm aproximadamente, aunque el grosor es microscópico en todo su recorrido. El túbulo colector desemboca, junto con muchos otros túbulos, en el ducto o tubo colector, y los ductos colectores desembocan en el uréter, que es el canal que conduce la orina a la vejiga.
Nefrona de un anfibio
Como vimos en la anotación anterior, lo normal es que una parte muy importante de la orina primaria no sea expulsada al exterior, sino que sea reabsorbida a lo largo de la nefrona, y esa reabsorción afecta tanto al agua como a las sales y otras sustancias que conviene retener. En el caso de los anfibios también es ese el caso, aunque no suele ser agua lo que les falta. De hecho, para la mayor parte de los animales que viven en agua dulce el problema consiste en retener las sales a la vez que expulsan la máxima cantidad de agua posible.
A lo largo del túbulo contorneado proximal se reabsorbe activamente Na+, y lo normal es que el Cl– lo acompañe al moverse a favor del gradiente eléctrico generado por el transporte del catión. La concentración osmótica a lo largo de ese segmento apenas varía, porque su epitelio es permeable al agua, de manera que la reabsorción de NaCl se ve acompañada por una reabsorción de agua de similar magnitud. En los anfibios estudiados, entre un 20% y un 40% de la orina primaria es reabsorbida en este primer segmento de la nefrona. Además de NaCl y agua, en el túbulo proximal se reabsorbe glucosa y aminoácidos.
La reabsorción de NaCl prosigue en el túbulo contorneado distal, aunque en este caso, la recuperación de sal puede ir acompañada de reabsorción de agua, o no, dependiendo de las necesidades que impone el mantenimiento del balance hídrico. En otras palabras, el volumen final de orina que se expulsa depende de la medida en que el agua acompaña al NaCl cuando es reabsorbido este en el túbulo distal; cuanto menor es la reabsorción de agua, mayor es la producción de orina final (mayor es la diuresis) y cuanto mayor es el volumen que se reabsorbe, menor es la diuresis. En algunas especies de anfibios la vejiga también interviene en la formación de orina de forma similar a como lo hace el túbulo contorneado distal.
La permeabilidad para con el agua del epitelio del túbulo contorneado distal está controlada por la hormona antidiurética (ADH) o vasotocina1, una hormona peptídica producida por la neurohipófisis; y ese control se ejerce a través de la inserción de más o menos aquaporinas en la membrana apical de las células epiteliales. Cuando los niveles circulantes de esta neurohormona son bajos, la permeabilidad del epitelio es baja (menor inserción de aquaporinas), de manera que la reabsorción de NaCl por las células epiteliales del túbulo distal no es acompañada por una reabsorción equivalente de agua. Como consecuencia, se recupera poca agua, la orina producida es abundante y además muy diluida, esto es, su concentración de sales es muy baja. Lo contrario ocurre cuando la concentración circulante de vasotocina es alta: hay una intensa reabsorción de agua en el túbulo distal (en su parte más próxima al túbulo colector, principalmente) y, en consecuencia, la orina es escasa y su concentración salina es más alta. Estos son, precisamente, los procesos mediante los que se efectúa la regulación del volumen de los líquidos coporales y de la concentración osmótica y salina que realizan muchos animales y que vimos en algunas anotaciones de esta serie.
En anfibios, lagartos, aves y otros reptiles la hormona antidiurética no solo aumenta la permeabilidad al agua de ciertas zonas del túbulo contorneado distal, sino que también disminuye la tasa de filtración glomerular, mediante una reducción en el número de nefronas que filtran plasma sanguíneo. Esa reducción se produce provocando vasoconstricción en los vasos que llevan sangre al glomérulo (aferentes). Este mecanismo complementa el descrito anteriormente y ambos contribuyen a retener agua y limitar el volumen de orina que es expulsada al exterior. Y en algunas especies de anfibios la ADH eleva, además, la reabsorción activa de NaCl, favoreciendo también de este modo la reabsorción de agua.
En el mecanismo que desencadena la elevación de la concentración sanguínea de vasotocina intervienen osmorreceptores hipotalámicos (que detectan una subida de la concentración osmótica) y barorreceptores o receptores de estiramiento localizados en ciertos vasos sanguíneos (que detectan cambios en la presión sanguínea). Así, ante un aumento en la concentración osmótica o una reducción en la presión sanguínea, la neurohipófisis responde secretando ADH y elevando así su concentración sanguínea para surtir los efectos descritos y restaurar el volumen de sangre y la concentración osmótica adecuada.
Los riñones de los teleósteos marinos presentan algunas características que los diferencian de los de agua dulce y de los anfibios. Lo normal es que las nefronas de los peces marinos carezcan del túbulo contorneado distal. Puesto que estos peces proceden, de hecho, de antecesores dulceacuícolas, se cree que esa ausencia es secundaria y se atribuye al hecho de no necesitar producir grandes volúmenes de orina diluida. Los peces marinos son reguladores hiposmóticos y el riesgo principal que afrontan es el de la desecación. Además, y por la misma razón, estos peces tienden a tener pocas nefronas y glomérulos pequeños, pues de esa forma limitan la formación de orina primaria, reduciendo significativamente la pérdida de agua por esa vía. En coherencia con esas características renales, no toda la orina primaria la producen por ultrafiltración. De hecho, parte de la orina la generan por secreción activa de iones (Na+, Cl–, Mg2+ y SO42-), a los que acompaña el agua, a la luz del túbulo contorneado proximal.
La reducción de la contribución de la ultrafiltración a la formación de orina primaria alcanza su máxima expresión en un conjunto de especies (se conocen una treintena) de peces marinos cuyas nefronas carecen de glomérulo, son aglomerulares. Se trata de un rasgo que ha aparecido en tres ocasiones diferentes en el curso de la evolución.
Las aves, a diferencia del resto de reptiles, tienen dos tipos de nefronas. Unas son similares a las descritas en esta anotación, pero las otras se asemejan a las de los mamíferos (que veremos más adelante). Entre un 10% y un 30% de las nefronas aviares son de este segundo tipo y se caracterizan por tener lo que se conoce como “asa de Henle”, un segmento que en mamíferos cumple un papel de importancia crucial. En el riñón de las aves las nefronas de tipo anfibio (o reptiliano) se disponen en la corteza renal (parte más exterior), mientras que las de tipo mamífero se disponen en la médula, la zona más interior y más próxima al uréter. Lógicamente, las características funcionales de las nefronas de tipo mamífero se asemejan a las de los mamíferos, por lo que pueden producir una orina de mayor concentración osmótica que la sangre, aunque no en una medida equivalente a la de aquéllas.
Por último, cabe señalar que el uréter de las aves no descarga en una vejiga o directamente al exterior, sino que lo hace en la cloaca, de forma similar a como vimos con los túbulos de Malpigio y el recto en insectos. Y esta no es la única semejanza entre aves e insectos, ya que las aves también eliminan sus restos nitrogenados en forma de ácido úrico, que aparece en la nefrona por filtración o, incluso, por secreción activa. También las aves eliminan sus restos nitrogenados en forma semisólida, lo que ayuda de forma importante al ahorro de agua. En próximas anotaciones presentaremos la nefrona de mamíferos.
1 La arginina vasotocina (AVT) es la equivalente en vertebrados no mamíferos a la arginina vasopresina (AVP) de mamíferos.
Sobre el autor: Juan Ignacio Pérez (@Uhandrea) es catedrático de Fisiología y coordinador de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU
El artículo La función renal en vertebrados se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Lavarse las manos: un gesto tan vital como infravalorado
Los avances médicos recientes tienen el poder de deslumbrar a un gran porcentaje de la población. Cada vez más complejos, caros y de alta tecnología, sorprenden por su novedad, su aura futurista y por dar nuevas esperanzas al expandir los límites de la medicina. La realidad, sin embargo, es que nuestra actual esperanza de vida se la debemos principalmente a medidas tan sencillas, baratas y cotidianas que rara vez valoramos su vital importancia. De hecho, que muchos de nosotros estemos vivos ahora se lo debemos a diversas medidas de higiene tan poco glamurosas y deslumbrantes como los sistemas de alcantarillado o la distribución de agua potable. Además, entre estas estrategias, lavarse las manos con agua y jabón es una de las armas más poderosas (costo-efectivas) para la salud pública. Sin embargo, a pesar de su gran papel en prevenir enfermedades, sigue siendo hoy, en pleno siglo XXI, una medida tan infravalorada como infrautilizada. ¿Las consecuencias? Millones de muertes podrían haberse evitado cada año al aplicar ese simple gesto correctamente en la vida diaria.
Hace casi 200 años que el médico húngaro Semmelweis reveló al mundo la importancia de lavarse las manos para la salud cuando aún no se sabía ni que existían los microbios. Gracias a sus pioneras observaciones, redujo drásticamente las muertes de las madres tras el parto en el hospital con una medida tan efectiva como sencilla para prevenir las infecciones: obligó al personal que las atendía a lavarse las manos con agua y jabón. Lejos de recibir un apabullante reconocimiento, Semmelweis murió como un mártir, marginado por sus colegas médicos de la época que despreciaron sus hallazgos. Tuvo que ser el paso del tiempo y el papel de grandes figuras de la medicina como la pionera Florence Nightingale (creadora de la enfermería moderna) las que llevaron las aplastantes evidencias de la efectividad de lavarse las manos al conocimiento general.
Las bondades del lavado de manos con agua y jabón (o soluciones hidroalcohólicas) son extensas pero destacan especialmente su papel para reducir considerablemente la transmisión de enfermedades infecciosas, principalmente gastroenteritis e infecciones respiratorias: cólera, neumonías, gripe, hepatitis, resfriados, ébola… Multitud de nuevos casos de enfermedades se podrían prevenir en el mundo con ese simple gesto. Sin embargo, una de las principales barreras a la correcta aplicación del lavado de manos es nuestra propia naturaleza: somos animales de costumbres. Una vez que nuestros hábitos y comportamientos están establecidos, es muy difícil cambiarlos. El resultado es que, independientemente del país, muchos de sus habitantes no se lavan las manos tanto como deberían ni tampoco lo hacen bien.
¿Cómo sería un correcto lavado de manos? En este vídeo del Centro de Control de Enfermedades, se explica claramente y con todos los detalles:
Parece sencillo, pero lo cierto es que una vasta mayoría de personas no lo hace correctamente, siguiendo todos los pasos. Aunque las cifras concretas varían de estudio a estudio y de país a país, un gran porcentaje de las personas no se frota con agua y jabón el tiempo suficiente, o no se humedecen las manos antes de aplicarse jabón, o no se secan las manos bien o, directamente, ni se lavan las manos tras salir del aseo, por ejemplo. Lo más grave del asunto es que un amplio porcentaje de estos estudios se ha llevado a cabo en países desarrollados, donde el agua potable y el jabón estaban disponibles en cualquier lugar. En países en desarrollo, donde ambos elementos pueden ser un lujo (por ejemplo, en Etiopía sólo el 50 % de los hogares tiene jabón…) las encuestas reflejan comportamientos aún peores, con el agravante añadido de ser zonas donde las enfermedades infecciosas son mucho más prevalentes.
Las consecuencias de no lavarse las manos o hacerlo de forma chapucera son importantes y afectan a múltiples ámbitos de nuestra vida diaria. En los hospitales, por ejemplo, que el personal sanitario no se lave las manos o lo haga mal provoca infecciones en el 7 % de los pacientes. Así, si se aplicara correctamente el lavado de manos, se estima que se podrían evitar un 70 % de las muertes por infección hospitalaria. Por otro lado, en los restaurantes, un déficit de higiene de las manos favorece la aparición de brotes de gastroenteritis (salmonelosis, norovirus…). El hogar, el trabajo y el trasporte público tampoco son áreas al margen, de hecho una pobre higiene de manos favorece en gran medida la expansión de epidemias tales como las de la gripe y resfriados.
En un mundo cada vez más global e interconectado, donde una enfermedad infecciosa puede transmitirse sin muchas complicaciones a la otra punta del mundo, lavarse las manos resulta crucial. Ante este panorama, fomentar la educación de los más pequeños para que adquieran hábitos correctos de lavado de manos y garantizar la disponibilidad de agua potable y jabón resultan unas estrategias de salud pública claves. Además, también es esencial concienciar a los mayores sobre la importancia de corregir sus costumbres erróneas al lavarse las manos. Paradójicamente, una de las medidas de salud pública más baratas y sencillas que existen, carente de efectos adversos, tiene como principal barrera la simpleza de nuestro comportamiento, más basado en costumbres y tradiciones, que en acciones racionales. Así, no es que el ser humano tropiece dos veces en la misma piedra, es que es capaz de tropezarse decenas o cientos de veces por la sencilla razón de que todavía no se ha dado cuenta de que la piedra estaba ahí o supone demasiada molestia cambiar la ruta acostumbrada.
Para saber más:
Muéstreme los fundamentos científicos: ¿Por qué lavarse las manos?
El poder del simple acto de lavarse las manos
Salve vidas: límpiese las manos
Este post ha sido realizado por Esther Samper (@Shora) y es una colaboración de Naukas con la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU.
El artículo Lavarse las manos: un gesto tan vital como infravalorado se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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La magia de los números pitagóricos
En una antigua acrópolis griega se encontró un extraño pergamino en el que solo había números escritos…Lo que sigue es magia, o no, a cargo de Francisco González (Universitat Jaume I).
Francisco González: ''La magia de los números pitagóricos''
El número π es una de las constantes matemáticas más importantes que existen. π es un número fascinante que goza de una gran popularidad e, incluso, de un día propio. Desde el año 1988, cada 14 de marzo se celebra el Día de Pi. Este evento fue idea del físico Larry Shaw, quien lanzó la propuesta añadiendo a su favor que la celebración coincidía con la fecha del nacimiento de Albert Einstein. Además, la forma en la que se escribe el 14 de marzo en inglés y euskera coincide con los tres primeros dígitos del número. (3-14 martxoaren 14 en euskara / 3-14 march, 14th en inglés)
En los últimos años la conmemoración del Día de Pi se ha ido extendiendo hasta convertirse hoy en día en una celebración que sobrepasa el ámbito de las matemáticas. π está presente en física, en el principio de incertidumbre de Heisenberg, la teoría de la relatividad o la ley de Coulomb. En geología hace su aparición a la hora de estimar la longitud de los ríos; en bioquímica, en el estudio de la estructura de una molécula de ADN; en astronomía, en el estudio de la forma del universo y en otras muchísimas aplicaciones de nuestro día a día.
Este 2018 nos unimos de manera especial a la celebración del Día de Pi con el evento BCAM-NAUKAS, que se desarrolló el miércoles 14 de marzo en el Bizkaia Aretoa de UPV/EHU. Este evento fue una iniciativa del Basque Center for applied Mathematics (BCAM) y la Cátedra de Cultura Científica de la Universidad el País Vasco.
Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por eitb.eus
El artículo La magia de los números pitagóricos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Los vegetales de la dieta neandertal
Domingo C. Salazar, investigador Ikerbasque en la UPV/EHU, junto a Robert C. Power del Instituto Max-Plank de Antropología Evolutiva, han investigado los trozos de cálculo dental o sarro de los Neandertales para conocer su dieta.
Restos vegetales encontrados en el sarro de los neandertales
Los Neandertales (Homo neanderthalensis) habitaron Europa y partes de Asia occidental desde hace 230.000 hasta 28.000 años atrás, coincidiendo durante los últimos milenios con el Homo sapiens, y se extinguieron por motivos aún discutidos, de hecho, el destino de los neandertales ha intrigado y sigue intrigando a investigadores/as de todo el mundo.
La idea más común es que la desaparición de los neandertales fue motivada por una mayor competencia de los antepasados de los humanos modernos, los Homo sapiens, que aparecieron más o menos al mismo tiempo que los neandertales desaparecían de Europa y una de las explicaciones sobre cómo pudo suceder esto fue la dieta. Se cree que los neandertales tenían dietas más limitadas, mientras que nuestros antepasados tenían dietas más flexibles y adaptativas que incluían alimentos marinos y abundantes plantas.
Sin embargo, aunque la ciencia arqueológica ha avanzado considerablemente en las últimas décadas y ha demostrado nuevas teorías sobre las dietas de los Neandertales, todavía hoy solo tenemos una imagen fragmentada de su ecología dietética dado que carecemos de información amplia y ambientalmente representativa sobre el uso que hacían de plantas y otros alimentos.
Esta nueva investigación de los fragmentos de cálculo dental o sarro, demuestra que la explotación de plantas era una estrategia de subsistencia de los neandertales extendida y profundamente arraigada.
Sin embargo, en el modelaje de diferentes dietas de recolectores más actuales desde los trópicos hasta el ártico no se han podido encontrar evidencias de variación dietética en el tiempo y el espacio en el consumo de alimentos vegetales. Esto puede implicar que el consumo de vegetales en los Neandertales si bien generalizado estaba limitado a determinados tipos de plantas, a diferencia de cómo los humanos modernos se alimentaban.
Según Domingo C. Salazar “Esta forma de alimentarse en lugar de ser signo de primitividad, refleja una estrategia que simplemente se mantuvo durante miles de años por su eficacia”.
Referencia:
Power RC, Salazar-García DC, Rubini M, Darlas A, Harvati K, Walker M, Hublin JJ, Henry AG. (2018) Dental calculus indicates widespread plant use within the stable Neanderthal dietary niche Journal of Human Evolution doi: 10.1016/j.jhevol.2018.02.009
Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por UPV/EHU Komunikazioa
El artículo Los vegetales de la dieta neandertal se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Cuando se escoge la ignorancia
La ciencia, ya lo hemos dicho alguna vez, es a la vez un método sistemático de búsqueda de conocimientos sobre el Universo y el conjunto de esos conocimientos una vez adquiridos. En ese sentido poco tiene que ver con la capacidad de supervivencia de la especie humana o con las sofisticadas maneras de manipular el mundo natural que nos han convertido en lo que somos. La ciencia es más abstracta, menos decidida a buscar soluciones a problemas concretos y más enfocada a comprender los cómos y los porqués; más similar a la literatura con respecto a la comunicación que a la ingeniería y su dedicación a los problemas concretos.
Aunque por supuesto la ciencia es la culminación de una tendencia natural humana: la curiosidad, ese picor en la corteza cerebral que nos hace detenernos ante un rompecabezas y disfrutar con una novela de misterio. Esa insaciable curiosidad, esa necesidad de comprender ha sido clave en la historia y la evolución de la Humanidad; al fin y al cabo somos una estirpe que lleva al menos tres millones de años evolucionando en simbiosis con nuestras herramientas, que han sido vitales para hacernos como somos hoy. La ciencia no es más que esta curiosidad primigenia y natural sistematizada y disciplinada para hacerla lo más eficiente posible.
Por eso hay algo profundamente antihumano en las actuales tendencias contra la ciencia y la tecnología que se extiende en la sociedad. Al contrario de lo que defienden quienes rechazan la razón y la ciencia dar la espalda a la ciencia y lo que significa no nos hace más humanos, sino menos, ya que pretende hacernos desandar el camino que llevamos millones de años recorriendo. Somos humanos, en buena parte, porque la naturaleza nos hizo curiosos y desde ahí hemos sabido construir el mundo en el que vivimos y a nosotros mismos.
Somos la especie científica y tecnológica que somos porque a lo largo de la evolución hemos renunciado a la ignorancia y escogido el conocimiento. Es un componente esencial de lo que somos, y de lo que hemos sido desde hace millones de años. Dar la espalda a la ciencia es dar la espalda a quienes somos, a parte de la esencia de la Humanidad.
En el nombre de lo ‘natural’ se nos pide que renunciemos a una característica básica de nuestra especie. En el nombre de lo ‘más puro’ se nos exige rechazar la razón y la curiosidad, cualidades que nos definen y que nos han hecho lo que somos. En el nombre de lo ‘humano’ en el fondo se nos está pidiendo que abandonemos algunas de las más humanas características.
Escoger la ignorancia no es más humano, ni más puro, ni más natural; no para un grupo de primates que empezó a tallar piedras hace más de tres millones de años y cuya estructura física y mental está determinada por esta larga historia de fusión humano-herramientas. Por más que se repita y por alto que se chille abandonar la ciencia, la curiosidad y el conocimiento no nos hará ‘mejores’ humanos; al contrario, nos hará abandonar partes esenciales de nuestra Humanidad. Eso es lo que está en juego, ni más, ni menos.
Sobre el autor: José Cervera (@Retiario) es periodista especializado en ciencia y tecnología y da clases de periodismo digital.
El artículo Cuando se escoge la ignorancia se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Patatas ‘perfectas’ con el método ‘Edge Hotel School’
Cuando asas patatas como guarnición de alguna comida –o como plato principal, porque no– ¿te quedan demasiado crudas, demasiado blandas, demasiado tostadas? Aunque parece algo fácil de hacer, no basta con cortarlas de cualquier manera y meterlas al horno… no, así no siempre quedan bien.
Un grupo de estudiantes de la Edge Hotel School de la Universidad de Sussex (Reino Unido) han recurrido a las matemáticas –que sí, que hasta la cocina necesita de las matemáticas– para solucionar este arduo y capital problema del asado perfecto de las patatas
Basándose en los trucos para conseguir una patata asada perfecta del chef británico Heston Blumenthal, se fijaron en este consejo:
Remember: the more flat edges, the better (Recordad: cuantos más bordes planos, mejor).
A la hora de asar patatas al horno, la peor situación es la de hornear una patata entera, es decir, con mucha curvatura en su superficie, ya que como afirma Blumenthal:
Worst of all is just a round potato, because with a round potato, you haven’t got any corners and edges to get crisp (Lo peor de todo es una simple patata redondeada, porque con una patata curvada, no tienes esquinas ni bordes para lograr una textura crujiente).
Así que, siguiendo los consejos del experto, el objetivo de este grupo de estudiantes era el de calcular la mejor manera de cortar las patatas para conseguir la mayor área plana posible… por supuesto sin desperdiciar la comida. Para hacer este cálculo sin fallos, acudieron a personas expertas en matemáticas en la Samuel Whitbread Academy (Shefford, Reino Unido).
La manera habitual de cortar una patata en cuatro trozos (ver la imagen 1) es dar un corte longitudinal y después otro corte transversal perpendicular al primero.
Imagen 1. Corte tradicional para asar una patata (imagen realizada a partir del video incrustado debajo).
Sin embargo, cortando en primer lugar la patata en dos piezas longitudinalmente y después en cuatro siguiendo ángulos de aproximadamente 30 grados, las matemáticas dicen que ¡se obtiene la pieza perfecta para asar! Con este corte ‘óptimo’ se gana un 65% de superficie (ver la imagen 2).
Imagen 2. Corte ‘Edge Hotel School’ para asar una patata (imagen realizada a partir del video incrustado debajo).
Para experimentar si esta receta avalada por las matemáticas funciona –¿quién puede garantizar que lo ‘óptimo’ sea lo que más gusta? –, los estudiantes probaron su propuesta realizando una cata con la clientela y el personal de cocina de un hotel cercano a su escuela de hostelería. Hicieron probar cien patatas cortadas según sus cálculos –el ‘método Edge Hotel School’– y otras cien cortadas de la ‘manera tradicional’. Teniendo en cuenta tres variables –el sabor, la textura (el crujido al masticar) y el aspecto de las patatas tras el horneado– parece que las patatas cortadas con el método Edge Hotel School gustaron más a los comensales (ver imagen 3)…
Imagen 3. Resultados del test (imagen realizada a partir del video incrustado debajo).
Estas patatas asadas ‘de manera perfecta’ pueden acompañarse, por ejemplo, de pollo frito. Pero, cuidado, para repartir equitativamente la carne entre los comensales de nuevo necesitarás de las imprescindibles matemáticas. Debes estudiar sin falta el teorema del pollo picante. Y por supuesto, bon appétit…
Referencias:
Phoebe Weston, Science behind the perfect roast potato: Slice the spud at 30-degree angles to increase its surface area and make it extra crispy, say researchers, Daily Mail, 16 enero 2018
Declan Cashin, How maths can give you the perfect roast potato, BBC, 25 enero 2018
Sobre la autora: Marta Macho Stadler es profesora de Topología en el Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU, y colaboradora asidua en ZTFNews, el blog de la Facultad de Ciencia y Tecnología de esta universidad.
El artículo Patatas ‘perfectas’ con el método ‘Edge Hotel School’ se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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La teoría de Haüy introdujo en la cristalografía un concepto fundamental, el de periodicidad. En los primeros estudios sobre el empaquetamiento de esferas la periodicidad estaba implícita, pero fue Haüy quien hizo énfasis en este punto. De Haüy en adelante los cristales pasaron a considerarse agregados de materia en los que la materia se repite periódicamente. Esta visión se mantuvo inalterada, y sigue siendo correcta para la inmensa mayoría de los casos, hasta el descubrimiento de los cuasicristales en la década de los ochenta del siglo XX.
Más interesante es que, desde un punto de vista puramente químico, afirmar que un cristal es una ordenación periódica tridimensional de unidades poliédricas implica que cada unidad tiene que tener la misma composición química que el conjunto y, si esta unidad es realmente la más pequeña, representa una “molécula” del compuesto. Haüy era plenamente consciente de esto. De hecho en su Essai d’une théorie sur la structure des crystaux (1784) llamaba a las unidades constituyentes fundamentales “molécules intégrantes”. Su empleo de la palabra “molécula” para referirse a un grupo de átomos conectados está en línea con el uso que de la palabra se hacía desde mediados del siglo XVII en que Pierre Gassendi la empleó en su Syntagma Philosophiae Epicuri (1646).
No sólo eso. Si las moléculas en el sentido de Haüy tienen una forma geométrica (poliédrica) definida de aquí se sigue que cada sustancia química tiene una forma cristalina característica. Otro corolario es que dos sustancias de diferente composición química, en general, no tendrán el mismo aspecto externo (hábito) salvo que sus molécules intégrantes sean muy simétricas, cúbicas por ejemplo.
Con todo, Haüy no empleó mucho tiempo en discutir la naturaleza química de las moléculas, de las que la única propiedad relevante para él era la geométrica. La forma de las moléculas define la forma de su primer agregado (el grano o semilla, “noyau”) a partir del cual el cristal crece capa a capa hasta formar su hábito externo.
Los aspectos moleculares de la teoría de Haüy fueron desarrollados en detalle por Dieudonné Sylvain Guy Tancrède de Dolomieu, más conocido como Déodat Gratet de Dolomieu (de quien las montañas dolomitas toman su nombre) en su Sur la philosophie minéralogique et sur l’espèce minéralogique (1801). Para Dolomieu la “molécula integrante” representa un “individuo completo” y todas las propiedades químicas de una sustancia son, de hecho, las propiedades químicas de sus moléculas, y por tanto independientes de la forma macroscópica, visible, de una sustancia.
Efectivamente, las “moléculas integrantes” de “carbonato de cal” (carbonato de calcio) pueden agruparse ordenadamente para formar un cristal, como el espato calcáreo (espato de Islandia), o lo pueden hacer irregularmente como en la creta; ambas sustancias tienen el mismo tipo de “molécula” a pesar de su aspecto tan diferente. De esta forma, Dolomieu expandió la teoría molecular más allá de los cuerpos cristalinos regulares para incluir las “tierras” amorfas y, en general, todos los sólidos.
Otro punto que trató Dolomieu fue el de la presencia simultánea de diferentes tipos de moléculas. En un agregado de moléculas de un tipo, las moléculas de otro tipo pueden aparecer como “superfluidades” (superfluités) o “contaminaciones” (pollutions).
Las superfluidades entran en el agregado sin modificar la forma de las moléculas mayoritarias y permitiendo que se ordenen como si fuesen puras. El resultado es una mezcla homogénea (que también podría considerarse un compuesto) y, por lo tanto, las superfluidades no disminuyen ni la transparencia ni ninguna otra propiedad del cristal, aunque pueden aportar otras propiedades, como el color. Los agentes colorantes en los minerales alocromáticos son pues superfluidades de Dolomieu.
Las contaminaciones, por otra parte, se interponen entre las “moléculas integrantes” mayoritarias durante la formación del cristal, lo que lleva a imperfecciones. Estas imperfecciones se traducen en pérdida de transparencia y que otras propiedades como el color, brillo, densidad o la dureza se vean afectadas, ya que un cristal con contaminaciones ya no es una sustancia pura homogénea sino una mezcla mecánica heterogénea.
La sugerencia de Dolomieu de que una sustancia química, definida por sus “moléculas”, podría existir en formas sólidas distintas fue una idea revolucionaria y un paso importante hacia el concepto de polimorfismo. Dolomieu, sin embargo, no dio el siguiente paso: darse cuenta de que sustancias de la misma composición pueden tener diferentes moléculas.
Referencias generales sobre historia de la cristalografía:
[1] Wikipedia (enlazada en el texto)
[3] Molčanov K. & Stilinović V. (2013). Chemical Crystallography before X-ray Diffraction., Angewandte Chemie (International ed. in English), PMID: 24065378
[4] Lalena J.N. (2006). From quartz to quasicrystals: probing nature’s geometric patterns in crystalline substances, Crystallography Reviews, 12 (2) 125-180. DOI:10.1080/08893110600838528
[5] Kubbinga H. (2012). Crystallography from Haüy to Laue: controversies on the molecular and atomistic nature of solids, Zeitschrift für Kristallographie, 227 (1) 1-26. DOI: 10.1524/zkri.2012.1459
[6] Schwarzenbach D. (2012). The success story of crystallography, Zeitschrift für Kristallographie, 227 (1) 52-62. DOI: 10.1524/zkri.2012.1453
Este texto es una revisión del publicado en Experientia docet el 26 de diciembre de 2013
Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance
El artículo Cristalografía (7): Moléculas, superfluidades y contaminaciones se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Lo que la ciencia puede enseñarnos a los dueños de perros y gatos
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Ocurre con el hecho de tener una mascota (principalmente un perro o un gato por aquello de la cercanía con nosotros como mamíferos, pero también por su inteligencia y comunicación emocional) un fenómeno curioso: la creación un vínculo afectivo que resulta extraño y exagerado a quien lo ve desde fuera pero completamente natural para el que alguna vez ha convivido con ellos.
Nuestros perros o gatos son uno más de nuestra familia y los queremos como tales. Por eso también les hemos dedicado una atención que pocos animales han recibido de la misma forma. Nos interesa su salud y su bienestar a nivel individual, y no de una forma generalizada, económica o simplemente humanitaria como podría ocurrir con otros animales con los que el ser humano convive, como el ganado en todas sus formas.
Esta atención individualizada ha llevado a la ciencia a prestarles más tiempo e interés, y por eso hay algunas cosas que la ciencia puede enseñarnos a los que convivimos con perros y gatos.
¿Cuál es la edad de un perro o un gato?
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Todos hemos oído que cada año de un perro se corresponde con siete humanos, pero esa cuenta es demasiado general. Sale de las observaciones que, de media, un perro de tamaño medio y que reciba un cuidado óptimo, puede vivir la séptima parte del tiempo de un humano. Pero es una cuenta muy general ya que no todos los perros tienen un tamaño medio, y eso influye en la esperanza de vida de los canes: un perro pequeño, como un chihuahua, puede vivir varios años más que otro mucho más grande, como un gran danés.
El veterinario Jesse Grady, de la Universidad del Estado de Mississippi explica en este artículo de The Conversation que hay una forma un poco más ajustada de estimar la edad de nuestras mascotas, y es dividiendo su vida en seis etapas:
– cachorros: aproximadamente hasta el medio año, desde que nacen hasta que llegan a la madurez sexual;
– juniors: entre el medio año y los 9 meses, cuando ya son sexualmente maduros pero aun siguen creciendo;
– adultos: entre los 9 meses y aproximadamente los 6-7 años, cuando han alcanzado la madurez física y aun son jóvenes;
– maduros: entre los 6-7 años y los 9-10 años, ya más calmados, supone el periodo entre la mitad y los tres cuartos de su esperanza de vida:
– seniors: entre los 9-10 años y los 13, los últimos años de su esperanza de vida;
– geriátricos: a partir de los 13 años, perros ancianos que han superado la media de su esperanza de vida.
Esto es una estimación media, pero hay dos cosas que influyen mucho en la esperanza de vida de los perros, explica Grady: la raza concreta y su alimentación y peso asociados. Si bien en la raza no hay nada que los dueños puedan hacer, dar a un perro una dieta equilibrada y evitar que padezca sobrepeso es algo que sí está en su mano para contribuir a prolongar todo lo posible la esperanza de vida de su mascota.
Ocurre algo parecido con los gatos. A la hora de estimar su edad, es más útil determinar en qué periodo de su vida se encuentran que adjudicarles un número concreto, y de nuevo pueden ser seis etapas que se corresponden con las de los perros: cachorro, junior, adulto, maduro, senior y geriátricos. La ventaja en el caso de los gatos es que el tamaño y la raza suele influir menos en su esperanza de vida (al rededor de unos 18 años), lo cual facilita echar las cuentas.
Por qué nos duele tanto la muerte de nuestro perro
De nuevo es una línea invisible que divide a los que han tenido alguna vez una mascota y a los que no. A un lado, el intenso dolor y la pena que produce la muerte de nuestro perro; al otro, la sorpresa y cierta incomodidad ante tanta emoción. Al fin y al cabo, “es solo un perro”. Solo que nunca es solo un perro, es nuestro perro.
¿Qué hace ese vínculo tan fuerte y por qué la muerte de nuestro perro puede ser tan devastadora? Hay varios motivos. Para empezar, porque lo que recibimos de ellos es siempre un amor incondicional, sin críticas y sin bajones: es una relación lineal y positiva. Esto no es casual. La evolución del perro ha sido guiada por sus interacciones con los humanos, y los humanos hemos ido seleccionando aquellos que nos han prestado atención y que han reaccionado a nuestro cariño con tanto entusiasmo como lo hacen a la comida.
No solo eso. Los perros reconocen nuestras emociones con solo ver la expresión de nuestra cara, pueden colaborar con nuestras intenciones y son capaces de reconocer y evitar a aquellas personas que no colaboran con sus dueños o no les tratan bien. ¿Quién no apreciaría tanta lealtad y afecto? Solamente mirar a un perrete hace a mucha gente sonreír, y los dueños de perros suelen mostrar niveles más altos de bienestar y felicidad que los dueños de gatos o quienes no tienen ninguna mascota.
Además, los consideramos un miembro más de la familia. Un estudio que analizaba los errores al nombrar a miembros de la familia (cuando tu madre por accidente te llama por el nombre de tu hermana) observó que el nombre del perro a menudo se mezcla con los nombres del resto de la familia, algo que rara vez ocurre con el nombre del gato.
El problema cuando fallece nuestro perro es que no solo perdemos a nuestra mascota, perdemos también una fuente de amor incondicional, de compañía siempre cariñosa e incluso de rutina cotidiana: para mucha gente, el día comienza y termina con un paseo con su perro, paseos que carecen de sentido si el perro ya no está. Los cambios de rutina son para muchas personas una de las principales causas de estrés, que se añade a la pena por la pérdida.
¿Por qué los gatos buscan el ‘efecto cueva’?
Foto: FlavoredWaters
Todo el que ha vivido con un gato, sabe de qué estamos hablando: esa manía de meterse en sitios pequeños y acurrucarse en lo que parece un número de contorsionismo. “No puede estar más cómodo ahí que tumbado en su cama”, pensaría cualquier dueño extrañado pero ya acostumbrado a las rarezas de estos excéntricos compañeros de piso.
También conocerá la sensación de que, al comprarle cualquier juguete o rascador, la caja en la que viene será más apreciada que el juguete en sí. Una variante la hemos visto todos en vídeos de internet: gatos que se abollonan en el lavabo o incluso que deciden sentarse en el interior de un círculo o un cuadrado delimitados en el suelo. ¿Por qué esta preferencia por los espacios limitados?
Algunas investigaciones han analizado este fenómeno y han llegado a la conclusión de que estar en espacios confinados hace a los gatos sentirse más seguros, menos expuestos que en áreas abiertas. Algo parecido ocurre, y se ha podido observar, en las crías de cerdo, que liberan una sustancia llamada naltrexona cuando sienten cierta presión ligera pero reconfortante en los flancos.
Además, podría recordarles a experiencias de su infancia, en las que los gatetes se acurrucan con sus hermanos y sus madres en un batiburrillo de pelaje y patas sonrosadas. El contacto con las paredes de sus cuevas liberaría endorfinas, algo que les produce placer y les ayuda a reducir el estrés. De hecho, una buena caja ha demostrado ayudar en la adaptación de los gatos acogidos en nuevos hogares.
Referencias
How old is my pet in dog years or cat years? A veterinarian explains – The Conversation
Dogs avoid people who behave negatively to their owner: third-party affective evaluation – Animal Behaviour
Awake canine fMRI predicts dogs’ preference for praise vs food – Social Cognitiva and affective neuroscience
All my children: The roles of semantic category and phonetic similarity in the misnaming of familiar individuals – Memory & Cognition
Effect of naltrexone on relaxation induced by flank pressure in pigs – Phamacology, Biochemistry and Behaviour
Will a hiding box provide stress reduction for shelter cats? – Applied Animal Behaviour Science
Sobre la autora: Rocío Pérez Benavente (@galatea128) es periodista
El artículo Lo que la ciencia puede enseñarnos a los dueños de perros y gatos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Una desorbitada debilidad por los escarabajos
Se han descrito cerca de millón y medio de especies en los 33 filos –o grandes grupos- en los que clasificamos a los animales. De ellas, un millón doscientas mil pertenecen a un único filo, el de los artrópodos. Y alrededor de un millón de especies de estos pertenecen a una única clase, Insecta. Para hacernos una idea de lo que ese número significa, los insectos representan más de la mitad de todas las especies de protistas, plantas, hongos y animales sumadas, o sea, de organismos eucariotas, aquellos cuyas células tienen núcleo. La mayor parte de las especies de insectos existentes no se ha descubierto aún, y se estima que el número total podría llegar a entre seis y diez millones, quizás más del 90% de todas las especies animales.
Los insectos conocidos se agrupan en treinta y cinco órdenes, de los que veintiocho cuentan con representantes vivos. El de los escarabajos -Coleoptera en la nomenclatura científica-, es el que contiene un mayor número de especies, cerca de cuatrocientas mil, pero cada año se describen más de dos mil nuevas, y de acuerdo con diferentes estimaciones el número real de especies de este orden podría superar con creces los tres millones.
Los coleópteros surgieron hace unos trescientos millones de años. Pero la gran explosión se produjo hace entre ciento veinte y cien millones de años, cuando aparecieron las plantas con flores: en aquella época el número de especies se multiplicó por seiscientos. El grupo Phytophaga, que había surgido cincuenta millones de años antes, se vio especialmente beneficiado; en la actualidad hay en ese grupo unos ciento treinta y cinco millones de especies, lo que representa más del 80% de los escarabajos herbívoros y más de la mitad de los insectos herbívoros, la mayor parte de los cuales se alimenta de plantas con flores.
Dentro de los herbívoros hay gran variedad; los hay antófagos (flores), frugívoros (frutos), filófagos (hojas), polinífagos (polen) rizófagos (raíces) y otros. Pero las plantas no son el único alimento de los miembros de este grupo: hay coleópteros depredadores (cazan presas), coprófagos (ingieren excrementos de otros animales), saprófagos (comen restos vegetales en descomposición), necrófagos (se alimentan de cadáveres), entre otros. Su propia diversidad está ligada a la gran variedad de alimentos que consumen.
Algunos de sus representantes son conocidos, como la carcoma (por los daños que causan en la madera), los gorgojos (muchos de ellos plagas de plantas cultivadas), los peloteros (depositan sus huevos en el interior de pelotas de excrementos) o las mariquitas (por su vistoso patrón de coloración). Y otros quizás no lo son tanto, como los escarabajos bombarderos. Hay más de quinientas especies, todas en a la familia Carabidae. Tienen un sofisticadísimo sistema de defensa, que se basa en la combinación de dos sustancias, el peróxido de hidrógeno y la hidroxiquinona. Cuando el escarabajo percibe una amenaza se mezclan y entran en contacto con las enzimas catalasa y peroxidasa. La hidrólisis del peróxido de hidrógeno y la oxidación de la hidroquinona provoca la liberación de mucho calor de forma repentina y la explosión que resulta hace que la mezcla atacante sea expulsada, a una temperatura de unos 100ºC, en forma de fino spray hacia el exterior.
Aunque lo más probable es que se trate de una anécdota apócrifa, se cuenta que en cierta ocasión, en los años cuarenta del siglo pasado, un teólogo le preguntó al conocido biólogo J. B. S. Haldane qué podría inferirse de la mente del Creador a partir del conocimiento de su creación; dicen que Haldane le respondió que “una desorbitada debilidad por los escarabajos”.
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Sobre el autor: Juan Ignacio Pérez (@Uhandrea) es catedrático de Fisiología y coordinador de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU
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Una versión anterior de este artículo fue publicada en el diario Deia el 3 de junio de 2018.
El artículo Una desorbitada debilidad por los escarabajos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Las matemáticas son fundamentales tanto para determinar si una prueba diagnóstica es válida como para interpretar sus resultados. María Xosé Rodríguez-Álvarez (Ikerbasque – BCAM) consigue en solo 14 minutos introducirnos en la fascinante complejidad de la estdística de la decisión diagnóstica.
Charla en el día de Pi de Maria Xosé Rodríguez-Álvarez
El número π es una de las constantes matemáticas más importantes que existen. π es un número fascinante que goza de una gran popularidad e, incluso, de un día propio. Desde el año 1988, cada 14 de marzo se celebra el Día de Pi. Este evento fue idea del físico Larry Shaw, quien lanzó la propuesta añadiendo a su favor que la celebración coincidía con la fecha del nacimiento de Albert Einstein. Además, la forma en la que se escribe el 14 de marzo en inglés y euskera coincide con los tres primeros dígitos del número. (3-14 martxoaren 14 en euskara / 3-14 march, 14th en inglés)
En los últimos años la conmemoración del Día de Pi se ha ido extendiendo hasta convertirse hoy en día en una celebración que sobrepasa el ámbito de las matemáticas. π está presente en física, en el principio de incertidumbre de Heisenberg, la teoría de la relatividad o la ley de Coulomb. En geología hace su aparición a la hora de estimar la longitud de los ríos; en bioquímica, en el estudio de la estructura de una molécula de ADN; en astronomía, en el estudio de la forma del universo y en otras muchísimas aplicaciones de nuestro día a día.
Este 2018 nos unimos de manera especial a la celebración del Día de Pi con el evento BCAM-NAUKAS, que se desarrolló el miércoles 14 de marzo en el Bizkaia Aretoa de UPV/EHU. Este evento fue una iniciativa del Basque Center for applied Mathematics (BCAM) y la Cátedra de Cultura Científica de la Universidad el País Vasco.
Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por eitb.eus
El artículo Diagnóstico de enfermedades: una cuestión de probabilidades se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Avances contra la enfermedad de hígado graso no alcohólica
Una de las líneas de investigación del grupo de la UPV/EHU Lipids & Liver, centrada en los mecanismos implicados en el desarrollo y progresión de la enfermedad de hígado graso no alcohólica, está obteniendo importantes avances en diversos aspectos, como la identificación de proteínas que modifican las vías metabólicas de desarrollo y progresión de la enfermedad hepática, incluso a cáncer, y la búsqueda de dianas con las que revertir la enfermedad.
Según los últimos datos, la enfermedad de hígado graso no alcohólica la padece un 30 % de la población general, y ese porcentaje aumenta hasta un 70-80 % en ciertos grupos de riesgo, como pacientes obesos, con diabetes, etc., debido a que está asociada a enfermedades metabólicas. La enfermedad comienza con un simple almacenamiento de grasa o lípido en el hígado, que en principio puede ser benigno, pero que en algunos pacientes puede progresar y producir hepatitis, esteatohepatitis, debido a su inflamación, y ese es un factor de riesgo para el desarrollo de cirrosis hepática o incluso cáncer hepático. Actualmente no hay un tratamiento específico para esta enfermedad, y como consecuencia de la alta prevalencia de obesidad y de diabetes actual, se prevé que dentro de unos años el cáncer hepático provocado por este almacén de grasa se pueda disparar, al igual que el número de trasplantes por esteatohepatitis no alcohólica.
El grupo de investigación Lipids & Liver del departamento de Fisiología de la Facultad de Medicina y Enfermería de la UPV/EHU trabaja en la búsqueda de los mecanismos implicados en el desarrollo y la progresión de las enfermedades hepáticas, y principalmente mecanismos relacionados con alteraciones vinculadas al metabolismo del lípido (grasa). En concreto, una de las líneas de investigación del grupo, focalizada en el estudio de la enfermedad del hígado graso no alcohólica, se centra en investigaciones que tienen el fin de “saber por qué evoluciona la enfermedad en unos pacientes y en otros no; encontrar marcadores de evolución, que nos puedan dar un pronóstico de en qué pacientes va a evolucionar la enfermedad; y encontrar marcadores no solo hepáticos (que se pueden obtener mediante biopsia), sino además marcadores séricos, que mediante simples análisis de sangre se pueda decir la fase en la que se encuentra el paciente”, explica la doctora Patricia Aspichueta, responsable de la línea de investigación.
Básicamente, los miembros del grupo de investigación se centran en el estudio del metabolismo de los lípidos en el hígado, es decir, en las reacciones químicas en las que se forman o se consumen. Para ello, trabajan con modelos animales a los que se ha silenciado algún gen y a los que se administran diferentes dietas y tratamientos inductores de la enfermedad, y una vez que validan o identifican alguna diana en el modelo animal, pasan a validarla en muestras humanas. Además, también trabajan con modelos in vitro o celulares, “porque allí es más sencillo saber en qué célula está dañado, modificado o alterado el metabolismo, y podemos jugar con diferentes fármacos, diferentes inductores, y es más fácil silenciar determinadas vías metabólicas, etc.”, explica Aspichueta.
Los miembros del grupo estudian distintas moléculas o dianas implicadas en diferentes procesos de la enfermedad hepática. Aspichueta especifica algunas de las vías que tienen abiertas en el grupo de investigación: “Por una parte, queremos identificar proteínas que modifican las vías metabólicas y que aportan más lípido al hígado. Queremos saber por qué se forma ese almacén de lípido, y por qué ese almacén hace progresar a la enfermedad, incluso a fases como el cáncer. Es importante saber quiénes son los actores de esos procesos, para poder silenciarlos y ver si la enfermedad revierte”. Además, investigan la implicación que tienen los lípidos en la regeneración hepática, “un punto de vista muy importante de cara a los pacientes a los que se extirpa un trozo de hígado, porque el hígado es el único órgano que vuelve a recuperar su tamaño normal”. En otro de los estudios investigan “cómo el hígado controla el tejido adiposo, y cómo modulando el funcionamiento del hígado conseguimos hacer a los animales adelgazar”.
Aspichueta afirma que han encontrado “una importante diana terapéutica que modula el metabolismo y la progresión de la enfermedad”. Han inducido el desarrollo de cáncer hepático asociado a obesidad en modelos animales que tienen esa proteína silenciada y “hemos visto que los animales no desarrollan la enfermedad para nada: ni el cáncer hepático, ni el almacén de grasa. Es impresionante”, afirma la doctora. Ahora, “estamos trabajando con muestras humanas de enfermedad de hígado graso no alcohólica para validar la implicación de estas proteínas en la patología humana”. Los investigadores tienen el objetivo de encontrar dianas que controlen al mismo tiempo varias vías metabólicas, “porque la alteración metabólica no se produce en una única vía, sino que se produce una descompensación, se desequilibra el metabolismo, y son varias vías las que se ven afectadas —concluye—. El hígado es el centro metabólico, y controlando el hígado podemos controlar muchas patologías asociadas a esta enfermedad hepática”.
Referencia:
P. Aspichueta (2018) Lipid-rich environment: a key role promoting carcinogenesis in obesity-related non-alcoholic fatty liver disease. Gut doi: 10.1136/gutjnl-2018-316047
Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por UPV/EHU Komunikazioa
El artículo Avances contra la enfermedad de hígado graso no alcohólica se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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La ciencia que deberías saber antes de comprar tu protector solar (3)
Seguimos con esta serie de artículos sobre ciencia y protección solar. Hemos recibido una cantidad importante de dudas y preguntas sobre estos temas a través de los comentarios y de las redes sociales. Al menos da la impresión de que hay una enorme concienciación sobre la necesidad de protegerse del sol, que es lo importante. De ahí que haya tantas dudas, y es que queremos hacer las cosas bien. La radiación ultravioleta es la principal responsable de los cánceres de piel, especialmente el melanoma, además de acelerar el envejecimiento prematuro de la piel (manchas, arrugas…) y de agravar otros problemas cutáneos como el acné. En los artículos anteriores hemos aprendido qué es el SPF, cuál utilizar, cómo se mide, si afecta a los niveles de vitamina D, cómo funcionan los filtros solares, etc.
En la entrega de hoy y en la siguiente, resolveremos nuevas dudas sobre el impacto medioambiental de algunos filtros solares, sobre la fotoevitación (usar ropa o sombrilla para protegernos del sol), cuándo debemos aplicarnos la protección, qué diferencia hay entre water resistant y waterproof, cuánto tardan en caducar los fotoprotectores, etc.
9. ¿Hay protectores solares respetuosos con el medio ambiente?
Este año hemos conocido la noticia de que Hawai será el primer estado de EEUU que prohíba el uso de ciertos protectores solares. Esta información se ha tratado en algunos medios de forma alarmista. No es que se prohíba el uso de la protección solar, sino que se han hecho objeciones sobre la formulación de estos productos, en concreto sobre dos compuestos que actúan como filtros solares y que crean cierto impacto en los corales.
Estos dos compuestos a evitar son la oxibenzona y el octilmetoxicinamato. Ambos compuestos, cuando alcanzan cierta concentración en el medio marino, llegan a producir la descoloración de los corales. Su presencia en los productos de protección solar está justificada, ya que ambas sustancias son filtros químicos de gran eficacia y probada seguridad. Sin embargo, estas sustancias que son inocuas para nosotros, no lo son para los corales, y cuando nos bañamos en el mar, llegan a disolverse en el agua y pueden llegar hasta los arrecifes.
El riesgo de contaminación es muy bajo, pero no es despreciable. Según el Organismo Nacional para el Estudio de los Océanos y la Atmósfera de Estados Unidos (NOAA), las mayores amenazas para el coral no son estos compuestos, sino el cambio climático, la pesca no sostenible y la contaminación del suelo. Obviamente, todo suma, pero no por ello está justificado el ataque a los protectores solares como si fuesen el responsable último del daño a los corales.
Hay laboratorios que no utilizan estos dos compuestos, de hecho, los más conocidos no los utilizan, así que no es tan difícil encontrar un producto solar para bañarnos en las aguas de Hawai. En lugar de estos dos filtros químicos emplean otros que no producen ningún impacto negativo sobre los corales ni sobre el medio ambiente. Los más habituales son el mexoryl SX (en la lista de ingredientes los reconocemos como Terephthalylidene dicamphor sulfonic acid), el mexoryl XL (Drometrizole trisiloxane), la avobenzona y el tinosorb S (Bis-Ethylhexyloxyphenol Methoxyphenyl Triazine), entre otros. Los filtros físicos, como los óxidos de titanio y de zinc, tampoco afectan a los corales.
Las etiquetas BIO, ECO y similares que encontramos en algunos cosméticos tampoco son garantía. Estos sellos los otorgan particulares, no hay un consenso sobre qué significan, y cada uno se rige por una normativa diferente que poco o nada tiene que ver con el impacto medioambiental de estos productos. Así que un sello Bio, Eco, Natural, o similar, no significa que estemos ante un producto sin oxibenzona o octilmetoxicinamato, ni siquiera tiene por qué ser más ecológico, y por supuesto tampoco será más seguro que otro producto sin esa certificación.
10. ¿Cada cuánto tiempo debo reaplicar la protección solar, cómo y cuánto me echo?
Todas estas preguntas vienen resueltas en las indicaciones de uso del producto y pueden variar ligeramente de unos a otros, y también dependen del uso y de la situación en la que nos encontremos. En una situación típica de playa o piscina, hay que tomar por norma general reaplicar producto cada dos horas.
Si nos bañamos, si nos secamos con toalla o si hemos sudado, hay que reaplicar el producto cada menos tiempo, porque todas esas acciones provocan la pérdida parcial o total de la protección.
La cantidad de producto también es muy importante. Muchas quemaduras se producen por utilizar menos producto del necesario. En el caso de las cremas resulta fácil de medir. Como no es práctico calcular los gramos por cm2 de piel, vamos a utilizar la sencilla regla de las cucharadas de café para saber cuánto producto debemos aplicar en cada zona del cuerpo:
-1 cucharada para la cara
-1 cucharada para la calva
-1 cucharada para cada uno de los brazos y manos
-2 cucharadas para cada una de las piernas y pies
-2 cucharadas para el tronco, una por delante y otra por detrás
Esto nos sirve de regla general para aplicar productos en crema, leche o gel. Para productos en aerosol como brumas resulta mucho más complicado saber si estamos echando la cantidad adecuada, por eso se recomienda utilizar las brumas para las reaplicaciones a la intemperie o en situaciones de baja exposición solar.
También como norma general, hay que aplicar la protección solar unos 30 minutos antes de la exposición. Aunque recientemente se ha publicado que no hace falta tanta antelación, que en 5 minutos los filtros solares están completamente activos. Sin embargo, esto no es realista. Las situaciones normales no nos permiten un control tan exquisito de los tiempos. Imaginemos una situación común en un día de playa. Llegamos en coche y con suerte aparcamos a unos metros de la playa. Sacamos las mochilas, las sombrillas, ponemos el parasol en la luna delantera y vamos caminando hasta la playa, y damos un par de vueltas hasta encontrar el sitio ideal. Allí hacemos campamento. Colocamos las toallas y nuestras cosas. Si vamos con niños, primero les ponemos el atuendo de playa a ellos, y luego llega nuestro turno. ¿Cuánto tiempo llevamos expuestos al sol sin protección? Seguro que más de 5 minutos. Tiempo suficiente como para que una persona con fototipo I o II haya comenzado a quemarse.
Una cosa es la teoría y otra es la práctica. La protección solar hay que ponérsela con antelación suficiente. También hay que tener cuidado con sudar de camino a la playa, o con el roce de la ropa, que puede dejarnos sin gran parte de la protección. Por eso hay que aplicar el protector 10 minutos antes de vestirnos. Si no nos queremos echar toda la protección porque sabemos que vamos a sudar o la ropa va a arrastrar el producto, al menos deberíamos llevar protegidas las partes visibles de nuestro cuerpo, y una vez en la playa o en la piscina, ya sin ropa, ponernos más protección solar.
11. ¿Qué significa water resistant, waterproof y wet skin?
El agua es transparente a la radiación ultravioleta, por eso es importante conocer si un fotoprotector actúa bajo el agua y si resiste el baño. Existen varias denominaciones: water resistant, waterproof, wet skin, pero cada una significa una cosa diferente.
Water resistant (resistencia al agua) significa que el fotoprotector no pierde su capacidad protectora después de 40 min de inmersión en el agua, o tras dos baños de 20 minutos. Ambas situaciones medidas con secado por evaporación, sin usar la toalla.
Waterproof (impremeabilidad) significa que el fotoprotector no pierde su capacidad protectora después de 80 min de inmersión en el agua, o tras 4 baños de 20 minutos. Ambas situaciones medidas con secado por evaporación, sin usar la toalla.
Hay que tener en cuenta que, en una situación normal, los tiempos de exposición solar si nos damos varios baños podrían exceder el tiempo aconsejado de reaplicación del producto. En ningún caso podemos estar más de dos horas expuestos al sol sin reponer la fotoprotección.
Wet skin (piel húmeda) significa que el producto puede aplicarse con la piel mojada, recién salidos del baño, porque se absorbe inmediatamente y crea una película hidrofóbica en la piel para ayudar a repeler el agua. La protección SPF se mantiene incluso cuando se aplica sobre piel mojada.
Estas propiedades se consiguen gracias a la presencia de polímeros filmógenos, siliconas y excipientes lipofílicos en la formulación del cosmético, que evitan que el agua pueda mezclarse con el producto y disolverlo. Para eliminar los restos de producto que hayan quedado en nuestra piel necesitamos utilizar gel de ducha, así que no necesitamos hacer nada especial más que darnos una ducha.
Hay que tener en cuenta que las denominaciones water resistant y waterproof no implican que no debamos reaplicar el producto después del baño. Si leemos las instrucciones del fabricante veremos que, aunque este producto sea resistente al agua, el consejo será reaplicar igualmente tras el baño. Para niños es especialmente importante este punto, por eso hay que secarlos con toalla al salir del agua y reaplicar fotoprotección. Por eso una muy buena opción es optar por productos wet skin para la reaplicación tras el baño, así no necesitamos secar su piel previamente.
Este tipo de formulaciones también se utilizan en fotoprotectores específicos para el deporte al aire libre, ya que permanecen en la piel a pesar de la sudoración durante más tiempo. En el mercado encontramos productos con denominaciones tipo sport, toque seco o resistente al sudor.
Es tu turno
En el próximo artículo de la serie resolveremos otras cuestiones importantes como el orden en el que utilizar la protección solar y otros cosméticos, cómo funciona la ropa para evitar la radiación solar y si podemos reutilizar productos del año pasado.
Si tienes alguna otra duda que no haya sido resuelta en los artículos anteriores, háznosla llegar a través de los comentarios o de las redes sociales empleando la etiqueta #cienciaprotectorsolar.
Sobre la autora: Déborah García Bello es química y divulgadora científica
El artículo La ciencia que deberías saber antes de comprar tu protector solar (3) se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Los números poéticos (2)
Estamos en el mes de julio, en la universidad los exámenes ya están corregidos y puntuados, los trabajos fin de grado defendidos y la actividad académica se ha relajado, el sol y el calor ya se han instalado entre nosotros, aunque hoy las nubes habitan el cielo de Bilbao, y he conseguido sacar tiempo para cortarme el pelo y estar más fresco. Esta es una buena época para la lectura, bueno todo el año debería ser tiempo de lectura, pero en las vacaciones de verano podemos invertir más tiempo, y de una forma más continuada, en esta placentera actividad.
Obra “Bosco di mimosa”, del artista italiano Tobia Rava
La quincena pasada dedicamos la entrada de la sección Matemoción del Cuaderno de Cultura Científica a la poesía, Los números poéticos. Dicha entrada pretendía ser un pequeño homenaje a una gran poeta, Gloria Fuertes, en el cual incluimos una serie de poemas, relacionados con los números, escritos por las poetas Gloria Fuertes, Wisława Szymborska, Manuela Ipiña, Clara Janés y Miren Agur Meabe. En esta entrada vamos a continuar con la poesía, y su relación (temática, ya que podía ser estructural como en el caso de la entrada Poemas Fibonacci ) con las matemáticas, pero sobre todo con los números.
Poema binario “La vida: soneto” de Jacques Roubaud, que aparece en el libro “Poesía, etcétera: puesta a punto” (Hiperión, 1999), que conocí gracias a mi compañera Marta Macho
Teniendo en cuenta que estamos interesados en poemas relacionados con los números, no podía faltar en esta entrada, aunque sea un poema bastante conocido, Oda a los números (publicado en Odas elementales, editorial Losada, 1954) del poeta chileno Pablo Neruda (1904-1973), que fue premio Nobel de Literatura en 1971. Mostramos aquí un fragmento del mismo.
Qué sed
de saber cuánto!
Qué hambre
de saber
cuántas
estrellas tiene el cielo!
Nos pasamos
la infancia
contando piedras, plantas,
dedos, arenas, dientes,
la juventud contando
pétalos, cabelleras.
Contamos
los colores, los años,
las vidas y los besos,
en el campo
los bueyes, en el mar
las olas. Los navíos
se hicieron cifras que se fecundaban.
Los números parían.
Las ciudades
eran miles, millones,
el trigo centenares
de unidades que adentro
tenían otros números pequeños,
más pequeños que un grano.
El tiempo se hizo número.
La luz fue numerada
y por más que corrió con el sonido
fue su velocidad un 37.
Nos rodearon los números.
Cerrábamos la puerta,
de noche, fatigados,
llegaba un 800,
por debajo,
hasta entrar con nosotros en la cama,
y en el sueño
los 4000 y los 77
picándonos la frente
con sus martillos o sus alicates.
Los 5
agregándose
hasta entrar en el mar o en el delirio
hasta que el sol saluda con su acero
y nos vamos corriendo
a la oficina,
al taller,
a la fábrica,
a comenzar de nuevo el infinito
número 1 de cada día. (…)
Fotografía de Pablo Neruda en 1963, durante una lectura de sus poemas. Fotografía de la editorial Mondadori, a través de Wikimedia Commons
A continuación, vamos con un soneto del poeta y escritor modernista nicaragüense Rubén Darío (1867-1916), titulado “Ama tu ritmo…” (de Prosas profanas, 1896).
Ama tu ritmo y ritma tus acciones
bajo su ley, así como tus versos;
eres un universo de universos
y tu alma una fuente de canciones.
La celeste unidad que presupones
hará brotar en ti mundos diversos,
y al resonar tus números dispersos
pitagoriza en tus constelaciones.
Escucha la retórica divina
del pájaro del aire y la nocturna
irradiación geométrica adivina;
mata la indiferencia taciturna
y engarza perla y perla cristalina
en donde la verdad vuelca su urna.
Fotografía del poeta nicaragüense Rubén Darío, en 1915
La obra del escritor argentino Jorge Luis Borges (1899-1986) está plagada de referencias matemáticas. De hecho, las matemáticas están muy presentes en obras como Ficciones (1944), El Aleph (1949), El hacedor (1960), o El libro de arena (1975), entre otras. Una referencia interesante sobre las matemáticas en la obra de Borges es el libro del matemático y escritor argentino Guillermo Martínez, Borges y la matemática (Destino, 2007). Por este motivo, es de suponer que ocurre lo mismo con la poesía, puesto que Borges era una persona muy interesada en esta ciencia, de hecho, incluso escribió artículos divulgativos sobre temas matemáticos, como, por ejemplo, la cuarta dimensión que explicó en el artículo titulado “La cuarta dimensión” (que publicó, por primera vez, en la revista argentina Crítica, Revista Multicolor de los Sábados, en 1934).
Fotografía aparecida en la revista argentina “Viva”, hacia 1975, en la que aparece el escritor argentino Jorge Luis Borges tomándose una taza de té, y realizada por Roberto Pera
Veámoslo. Tomemos, por ejemplo, el libro Jorge Luis Borges, obra poética (Emecé, 1989). Nos encontramos muchas referencias matemáticas en sus poemas. Por ejemplo, en su poema Baruch Spinoza (de su libro La moneda de Hierro, de 1976) escribe “El asiduo manuscrito aguarda, ya cargado de infinito” o “El hechicero insiste y labra a Dios con geometría delicada”, los cuatro primeros versos de El enamorado (de su libro Historia de la noche, de 1977) dicen así “Lunas, marfiles, instrumentos, rosas/ lámparas y la línea de Durero,/ las nueve cifras y el cambiante cero,/ debo fingir que existen esas cosas”, del mismo libro es el poema Las causas, en el que se menciona “el ajedrez y el álgebra de persa”, en su libro La cifra (1981) publicó una nota biográfica, en forma de poema, del filósofo y matemático francés René Descartes (1596-1650), citó a Pitágoras en el poema Himno, “Pitágoras revela a los griegos/ que la forma del tiempo es la del círculo”, y a “el teorema perdido de Fermat” en La trama, o en el poema Alguien sueña (del libro Los conjurados, de 1985), escribe “Ha soñado la cuarta dimensión y la fauna singular que la habita”.
Pero, en esta entrada incluiremos su soneto La suma, de su libro Los conjurados (1985).
Ante la cal de una pared que nada
nos veda imaginar como infinita
un hombre se ha sentado y premedita
trazar con rigurosa pincelada
en la blanca pared el mundo entero:
puertas, balanzas, tártaros, jacintos,
ángeles, bibliotecas, laberintos,
anclas, Uxmal, el infinito, el cero.
Puebla de formas la pared. La suerte,
que de curiosos dones no es avara,
le permite dar fin a su porfía.
En el preciso instante de la muerte
descubre que esa vasta algarabía
de líneas es la imagen de su cara.
Fotografía de la escritora uruguaya Ida Vitale en la Universidad de Texas A&M en 2005. Wikimedia Commons
Seguimos con grandes nombres de la poesía. En este caso, vamos a incluir un poema de la escritora uruguaya Ida Vitale, que nació en Montevideo en 1923 y que es considerada parte de la Generación del 45 de Uruguay. Su poema Sumas aparece en su antología Reducción del infinito (Tusquets, 2002) y dice así:
caballo y caballero son ya dos animales
Uno más uno, decimos. Y pensamos:
una manzana más una manzana,
un vaso más un vaso,
siempre cosas iguales.
Qué cambio cuando
uno más uno sea un puritano
más un gamelán,
un jazmín más un árabe,
una monja y un acantilado,
un canto y una máscara,
otra vez una guarnición y una doncella,
la esperanza de alguien
más el sueño de otro.
Preparando esta entrada me he encontrado con la página de una poeta a caballo entre Colombia y España, la escritora, pintora y escultora Ivonne Sánchez Barea. Incluimos aquí su poema Somos álgebra.
A la Filosofía Natural de los Principios Matemáticos
“armonía invisible del logos desde
Pitágoras , Heráclito hasta Newton,
Einstein, Hawking”
Somos múltiplos de diez,
común divisor de uno,
suma de unidades y primos,
resta de cero como resultado…
Unimos ángulos y rectángulos,
haciendo del círculo
un mundo apaciguado,
sacamos del cuadrado… su raíz,
compendiamos ciencias del saber,
de nuestras casas… polígonos,
polígonos abiertos y redondeados…
Somos conjuntos albergados; mies,
principio de equilibrios,
luz de razón, orilla de sargazo,
potencial racional y práctico.
Fuerza centrípeta,
cuerpos proyectados,
geometría en llanto,
ciencia y consciencias en movimiento
doctrinas de principios y átomo.
Somos materia de cuerpo centrado,
natural gravidez,
proporcionado tiempo,
y éter del espacio.
La poeta y artista Ivonne Sánchez Barea
En el año 2011, el matemático y poeta gaditano, que vive en Madrid, Jesús Malia iniciaba un nuevo proyecto editorial, dirigiendo la colección pi de poesía para la editorial Amargord. El primer número de la colección fue πoetas, Primera antología de poesía con matemáticas (Amargord, 2011), que incluye interesantes propuestas poéticas de diez poetas en lengua española: Rodolfo Hinostroza (Perú), Enrique Verástegui (Perú), José Florencio Martínez (Burgos), David Jou (Barcelona), Ramón Dachs (Barcelona), Daniel Ruiz (Venezuela), Agustín Fernández Mallo (A Coruña), Javier Moreno (Murcia), Julio Reija (Madrid) y Jesús Malia (Cádiz).
De este libro traemos a esta entrada el poema Los números irracionales del poeta burgalés, pero que vive en Barcelona desde hace muchos años, José Florencio Martínez.
(√2 ≠ m/n)
Grietas de la razón inmensurables:
los números de la injusticia,
los números del hambre,
los números insomnes,
números innumerables
como el dolor de un niño,
números del dolor o de la rabia de un inocente hasta la muerte,]
números de la muerte, de la vida,
números de raíz interminable,
inasibles, abortos,
números cojos o tullidos, tuertos,
números de lo estúpido, de ese lado
animal de las sombras aritméticas
en la adusta caverna del cerebro.
pero tu corazón no es un número sin cifra,
ni la clepsidra de las lágrimas;
es una derrota inmensurable y fúlgida
contra las manos frías de la muerte.
El poeta José Florencio Martínez firmando libros en 2014. Fotografía del blog Escritores recónditos
El pasado 23 de enero de 2018 nos dejó otro de los grandes poetas chileno, el poeta y matemático Nicanor Parra (1914-2018), por lo que no podía faltar su presencia en esta entrada. He elegido unos pequeños poemas que ilustran parte de la poesía del considerado como creador de la “antipoesía”.
Empezamos con estas dos piezas Arte poética, 1 y 2, pertenecientes a su libro Happy Birthday, Discurso del Caupolicán (1993).
ARTE POETICA 1
1% de inspiración
2 de transpiración
& el resto…
suerte
ARTE POETICA 2
Lo 1º sentarse en el πano
& lo de + sería lo de –
Pertenecientes a su libro Chistes parra desorientar a la policía poesía (1982).
en lo que va corrido de eternidad
he podido observar lo siguiente:
2 + 2 no son 4
fueron 4
hoy no se sabe nada al respecto
PROBLEM 2
Cristo con la † a cuestas
pesa 100 kilos
Cristo pesa 10 kilos + que la †
Cuánto pesan Cristo y la cruz separadamente
C + c = 100
C – c = 10
C = 55
c = 45
El poeta chileno Nicanor Parra con un grupo de visitantes, entre ellos personas de la política. Fotografía de la Biblioteca del Congreso Nacional de Chile
Y aunque no tiene ninguna relación con las matemáticas, su poema titulado Último poema, que pertenece al libro De “Antipoemas”: How to look better & feel great (2004).
ÚLTIMO POEMA
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No sé si me explico:
Lo que quiero decir es lo siguiente:
Me gustaría terminar esta entrada con otro poeta que he descubierto mientras seleccionaba el material para la misma, es el poeta coreano modernista Sang Yi (1910-1937). Existe un libro suyo de poemas traducido al castellano, A vista de cuervo y otros poemas (Verbum, 2003), que me lo he comprado nada más verlo. A este pertenecen los poemas que os mostramos en esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica.
El primero es el Poema 4 escrito en octubre de 1931.
Y en julio de 1932 escribe el poema Diagnosis 0:1.
Este vanguardista escritor coreano utilizaba mucho sencillos símbolos matemáticos, como podían ser los números o formas geométricas como el triángulo o el triángulo invertido. A continuación, el primero de una serie de poemas, titulado Memorandum número 1 sobre la línea, escrito en 1931.
Y el Memorandum número 2 sobre la línea, escrito en 1937.
Y cerramos con otra bella obra del artista italiano Tobia Rava, que utiliza los números para realizar sus pinturas.
“Mare di Casa” (2000), del artista italiano Tobia Rava
Bibliografía
1.- Página web del artista italiano Tobia Rava
2.- Marta Macho, Poema Binario, ZTFNews, 2010
3.- Sección Poesía y Ciencia, de la web Madrid+d
4.- Guillermo Martínez, Borges y la matemática, Destino, 2007.
5.- Jorge Luis Borges, Textos recuperados 1931-1955, Emece, 2001.
6.- Página personal de la poeta y artista Ivonne Sánchez Barea
7.- Jesús Malia (editor), πoetas, Primera antología de poesía con matemáticas, Amargord, 2011).
Sobre el autor: Raúl Ibáñez es profesor del Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU y colaborador de la Cátedra de Cultura Científica
El artículo Los números poéticos (2) se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Cristalografía (6): El cura rompecristales
Durante la década de 1770 el joven cura René Just Haüy solía pasar buena parte de su tiempo en el jardín botánico de París. Hacía tiempo que se interesaba por la ciencia y había decidido que estudiar botánica. Con objeto de avanzar en sus estudios compró un ejemplar de Systema naturae de Linneo. Poco después empezó a descuidar sus asuntos botánicos y a asistir al curso que sobre mineralogía impartía Louis-Jean-Marie Daubenton. Una vez concluido el curso Haüy sólo se dedicaría a los minerales.
Si hubiésemos de creer a Georges Cuvier, el primer descubrimiento de Haüy se debió a la serendipia. En 1780, mientras observaba un hermoso agregado de grandes cristales prismáticos de calcita, uno de los prismas se rompió, cayó al suelo se rompió en pequeñas piezas. Para su sorpresa todas las piezas eran de la misma forma, no prismática, sino romboédrica como el espato de islandia, otra variedad de calcita. Este hecho habría ocurrido en la historia centenares de veces pero, como diría después Pasteur, “el azar favorece a la mente preparada”. Haüy corrió a su estudio, cogió un escalenoedro grande de calcita y, sin dudarlo, le arreó un martillazo. Para su deleite, los añicos eran todos romboédricos. Haüy llegó a la conclusión de que todos los cristales de calcita, independientemente de su hábito (aspecto geométrico) externo, estan compuestos de “moléculas” romboédricas. No nos resistimos a la tentación del juego de palabras facilón: Haüy, como abad, era buen conocedor del tema: el hábito no hace al monje, en este caso, al cristal.
Esta estupenda anécdota probablemente tenga el mismo grado de veracidad que la de la manzana de Newton, más si tenemos en cuenta que el experimento de romper cristales de calcita lo había ya hecho unos años antes Torbern Olof Bergman. Bergman había publicado sus resultados en 1779 y poco después había empezado a cartearse con Haüy. Es, por tanto, evidente que Haüy conocía los trabajos de Bergman cuando realizó sus propios experimentos, lo que deja el relato de Cuvier en mera anécdota hagiográfica.
Sin embargo, y a diferencia de Bergman, Haüy no se quedó en la calcita. Su estudio de otros minerales de la misma manera, esto es, rompiéndolos, le llevó a descubrir que muchos de ellos se rompían (el término técnico es exfoliaban) en trozos característicos de cada mineral: granates, sal de roca y pirita en pequeños cubos, el diamante en octaedros, el yeso y la barita en primas cuadrados, etc. Por lo tanto, las unidades constituyentes básicas de estos minerales debían tener estas formas concretas. Los cristales estarían formados por agregados periódicos tridimensionales de sus “moléculas” constituyentes y las variaciones en las formas aparentes (hábitos) de los cristales de un mismo mineral pueden explicarse por los diferentes ordenamientos posibles de estas “moléculas” constituyentes. De la misma forma que con cubos se puede formar un octaedroo un dodecaedro, un gran número de “moléculas” cúbicas pueden formar un cristal octaédrico o dodecaédrico.
Pero Haüy descubrió también una limitación a las posibles caras que pueden aparecer en un crital. Desde el momento en que el cristal es una disposición tridimensional periódica de elementos, las únicas caras que pueden aparecer serán aquellas cuyas intersecciones con tres ejes no paralelos correspondientes a vértices del cristal estén en una porporción de números enteros pequeños. Esta ley, publicada en 1784, se la conoce como ley de los enteros o de los índices racionales de Haüy y no difiere mucho, en su parte esencial, de los conceptos que se usan hoy.
El método experimental de Haüy era, como hemos visto, bastante destructivo, y no contaba con la aprobación de todos sus contemporáneos. En su Christallographie (1783), Romé de l’Isle señalaba, con bastante sarcasmo, la aparición de un nuevo tipo de cristalógrafo “para el que la denominación de cristaloclasta (rompecristales) sería más apropiada”. Con todo, la mayoría de los mineralogistas se dieron cuenta de la importancia del trabajo de Haüy. Daubenton, que fue el primero en ser informado de los primeros descubrimientos de Haüy, le animó a remitirlos a la Real Academia ya en 1781, además de incluir los resultados del abad en sus propias clases de mineralogía.
Basándose formalmente en sus artículos sobre la estructura de los granates y la calcita, Haüy se convirtió en miembro de la Real Academia en 1783 (incidentalmente, Romé de l’Isle había solicitado el ingreso tres años antes pero había sido rechazado). En su nueva condición de académico ahora estaba en posición de dar a conocer sus resultados a un público más amplio.
En 1792, Haüy dio un curso de cristalografía. Probablemente nunca antes y muy raramente hasta comenzado el siglo XX, un curso técnico ha tenido un plantel de figuras semejante como alumnos y que representasen tan cabalmente la interdisciplinariedad de la materia en cuestión. Entre los asistentes, por ejemplo, había químicos (Antoine-Laurent Lavoisier, Antoine François de Fourcroy, Louis-Bernard Guyton de Morveau, Claude-Louis Berthollet) y matemáticos (Joseph-Louis Lagrange, Pierre-Simon de Laplace).
Las conferencias de Haüy se hicieron tan populares que recibían asistentes de todas partes de Europa, lo que contribuyó a la rápida difusión de sus ideas.
Referencias generales sobre historia de la cristalografía:
[1] Wikipedia (enlazada en el texto)
[3] Molčanov K. & Stilinović V. (2013). Chemical Crystallography before X-ray Diffraction., Angewandte Chemie (International ed. in English), PMID: 24065378
[4] Lalena J.N. (2006). From quartz to quasicrystals: probing nature’s geometric patterns in crystalline substances, Crystallography Reviews, 12 (2) 125-180. DOI:10.1080/08893110600838528
[5] Kubbinga H. (2012). Crystallography from Haüy to Laue: controversies on the molecular and atomistic nature of solids, Zeitschrift für Kristallographie, 227 (1) 1-26. DOI: 10.1524/zkri.2012.1459
[6] Schwarzenbach D. (2012). The success story of crystallography, Zeitschrift für Kristallographie, 227 (1) 52-62. DOI: 10.1524/zkri.2012.1453
Este texto es una revisión del publicado en Experientia docet el 19 de diciembre de 2013
Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance
El artículo Cristalografía (6): El cura rompecristales se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Características básicas de los riñones de vertebrados
Riñones de cordero.
Los riñones consisten en una batería de túbulos excretores llamados nefronas, que son sus unidades básicas. La pared de la nefrona está formada por una única capa de células epiteliales. Cada nefrona comienza por la denominada “cápsula de Bowman”, que es una invaginación del extremo ciego del túbulo de forma semiesférica. En el interior de la semiesfera se dispone un paquete de capilares sanguíneos denominado glomérulo, de manera que ambos epitelios, el capilar y el tubular, se encuentran en íntimo contacto. La estructura formada por la cápsula de Bowman y el glomérulo es lo que se conoce como corpúsculo renal y en su interior la disposición de los elementos que lo forman es tal, que constituyen una estructura de ultrafiltración.
Corpúsculo renal con el glomérulo en rojo y la cápsula del Bowman en blanco.
La pared celular de la cápsula de Bowman está formada por células especializadas denominadas podocitos. Estas células tienen unas proyecciones hacia los podocitos adyacentes, creando una maraña de proyecciones entre las que queda un sistema de rendijas, que está considerado el principal elemento que participa en la filtración. Las sustancias disueltas de pequeño tamaño, como iones inorgánicos, glucosa, urea o aminoácidos, atraviesan sin dificultad el filtro, pasando de la sangre a la luz del túbulo. Sin embargo, las moléculas de mayor tamaño, como las albúminas y otras proteínas plasmáticas, no pasan de la sangre a la luz de la cápsula de Bowman. Aunque no hay un límite fijo, las sustancias que no atraviesan el filtro son aquellas cuyo peso molecular supera, aproximadamente, los 10.000 Da. Como consecuencia de la selectividad del filtro renal, la composición del fluido capsular –que es, en definitiva, la orina primaria- es muy similar a la composición del plasma en lo que se refiere a las sustancias pequeñas, pero difiere absolutamente para las de mayor tamaño.
Un efecto importante de esa permeabilidad diferencial es que al quedar la mayoría de las macromoléculas en el plasma sanguíneo, la presión osmótica de este es superior a la del fluido capsular. A esa diferencia se le denomina presión coloidosmótica de la sangre, porque es debida a coloides sanguíneos, sustancias que se encuentran en suspensión coloidal. Lo relevante de este fenómeno es que esa presión tiende a mover el agua desde el interior del túbulo (cápsula de Bowman en este caso) hacia los capilares glomerulares. Las presiones hidrostáticas de los dos enclaves, sin embargo, mantienen una diferencia de sentido opuesto; es mayor la presión sanguínea y menor la del líquido capsular y en virtud de esa diferencia, el plasma tiende a pasar de los capilares a la luz del túbulo. Así pues, sobre el sistema actúan dos presiones de efectos contrapuestos y, para que se produzca filtración plasmática, la diferencia de presiones hidrostáticas ha de ser superior a la presión coloidosmótica. Para que nos hagamos una idea de las magnitudes del juego de presiones, en los vertebrados utilizados normalmente en los estudios de función renal, la presión hidrostática de la sangre es de 6.7 kPa, la del fluido capsular es de 1.9 kPa, y por lo tanto, la diferencia es de 4.8 kPa. La presión coloidosmótica es de 3.5 kPa, por lo que la presión de filtración es de 1.3 kPa.
Denominamos tasa de filtración al volumen de orina primaria formado en un órgano excretor por unidad de tiempo; si el órgano en cuestión es el riñón de un vertebrado, la llamamos tasa de filtración glomerular (GFR, por sus siglas en inglés). El riñón humano adulto produce 120 ml min-1. A nadie se le escapa que no eliminamos 170 l de orina al día, por lo que resulta evidente que la mayor parte del volumen filtrado es reabsorbido antes de la evacuación de la orina.
Uno de los mecanismos con que cuentan los vertebrados para regular el volumen de orina que producen consiste, precisamente, en ajustar la tasa de filtración glomerular. Y ese ajuste se puede producir mediante dos métodos: (1) modificar el número de nefronas activas y (2) modificar la filtración de plasma en todas las nefronas del riñón. El primer procedimiento es característico de peces, anfibios y reptiles, aves incluidas. El segundo, que es propio de mamíferos, se basa en el ajuste de la presión sanguínea en el glomérulo. Cuanto menor es esa presión, menor es la producción de orina primaria; la presión sanguínea se controla mediante cambios en el diámetro de los vasos sanguíneos aferentes (los que llevan la sangre a las nefronas) y modulando así la resistencia al flujo (cuanto menor es el diámetro, menor es el flujo). No obstante, el volumen de orina que finalmente es expulsado al exterior depende más de procesos que ocurren en la nefrona tras la producción de la orina primaria que mediante el ajuste de la producción de esta.
Conforme avanza a lo largo del túbulo de la nefrona la orina primaria experimenta una serie de cambios tanto en su volumen como en la concentración de los solutos, así como en la concentración osmótica total. La nefrona consta de diferentes segmentos, cada uno con sus características funcionales: dependiendo de las proteínas que expresan las células epiteliales de cada segmento, desempeñarán unas u otras tareas (reabsorción de agua o solutos, o secreción de solutos). Lo normal es que en alguno de esos segmentos una parte más o menos importante del agua sea reabsorbida y pase a la sangre, por lo que el volumen de orina final suele ser bastante menor que el de orina primaria, como ya se ha señalado. Y también se reabsorben e, incluso, secretan solutos activamente (con gasto energético) de y a la luz del túbulo.
Más que los ajustes en el volumen de orina primaria que se forma, son los procesos reseñados en el párrafo anterior los que determinan tanto el volumen de la orina final como su composición y concentración osmótica. Y todo ello está al servicio de la regulación del volumen y composición de los fluidos corporales. De hecho, esta es la principal función de los riñones, más si cabe que la eliminación de restos nitrogenados. La actividad de los epitelios de la nefrona, así como su permeabilidad al agua depende de la acción de ciertas hormonas. Por lo tanto, son esas hormonas las que regulan la actividad global de los riñones y, por lo tanto, el volumen, composición y concentración de los fluidos corporales.
Sobre el autor: Juan Ignacio Pérez (@Uhandrea) es catedrático de Fisiología y coordinador de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU
El artículo Características básicas de los riñones de vertebrados se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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- Túbulos excretores: protonefridios y metanefridios
- Sistemas nerviosos: el sistema periférico de vertebrados
Geometría de una aceituna deshuesada
Las aceitunas tienen forma de elipsoide de revolución, un volumen que se forma dándole vueltas a una elipse alrededor de su eje mayor. Bueno, alrededor de su eje mayor son los denominados “prolatos”, también se puede construir un elipsoide “oblato” girando la elipse alrededor del eje menor. Ejemplo de los prolatos son las aceitunas y de los oblatos serían las lentejas.
Las aceitunas nacen colgadas de los olivos, y allí crecen hasta que se cosechan. En esa vida inmóvil no existe delante y detrás, no hay ninguna fuerza ni característica en la forma de vida que señale una dirección privilegiada en ese plano, por eso hay simetría de revolución, cualquier dirección en ese plano es igual que otra. En el caso de las personas, y de todos los seres vivos que se desplazan, en realidad, sí hay una dirección especial, la dirección del movimiento. Esa dirección es la que marca el eje delante- detrás. Los órganos perceptores del entorno tienden a colocarse delante, lógicamente, queremos ver y oler lo que tenemos por delante, en cambio queremos dejar detrás lo que ya no nos es útil. Tendemos a excretar hacia atrás. La aceituna es redondeada porque ni se mueve ni excreta; característica que comparte con el árbol que la sostiene y con casi todas las plantas, su ausencia de movimiento las redondea en el plano perpendicular a la gravedad.
No es totalmente redonda porque en el tercer eje sí hay una fuerza que marca un eje privilegiado, se trata de la gravedad. La aceituna está colgada del árbol por un punto; la fuerza que ejerce el rabillo sobre el fruto en ese punto es la que evita que se caiga. El peso de la aceituna tira en un sentido y la reacción del rabillo en el opuesto. Ese tirón en sentidos contrarios de un eje es el que hace que la aceituna se estire y pierda la simetría. Las aceitunas no tiene delante y detrás pero sí arriba y abajo, un eje que comparten con la inmensa mayoría de los seres vivos, por eso hay tan pocos simétricos (o casi) en ese eje, en la tierra nadie se libra de la gravedad. Se sufre bastante menos en el agua, por eso los peces se aproximan mucho más a la simetría arriba abajo que los animales terrestres (con el permiso de algún reptil como las serpientes). En resumen, las aceitunas tienen la simetría que cabría esperar por su desarrollo (se me hace exagerado llamar “forma de vida” a la existencia de una aceituna).
Las aceitunas de la foto están deshuesadas. Han sufrido un proceso industrial que les elimina el hueso que originalmente tenían en el interior. El hueco por el que ha salido el hueso es circular, y si nos fijamos vemos que está en un extremo de la aceituna. Cualquier sección perpendicular al eje mayor del elipsoide es un círculo. Lo es “por definición”, dado que ese es el eje de revolución que genera la figura tridimensional. Así pues parece que el proceso industrial que se sigue para deshuesar aceitunas de alguna forma tiene que incorporar esta característica geométrica para que todas las aceitunas (o casi todas) tengan su agujero redondo en su sitio.
En efecto, los dos procesos más habituales para deshuesar aceitunas incorporan en que el corte se produzca perpendicularmente al eje mayor del elipsoide. En el sistema mecánico más habitual para deshuesar grandes cantidades (Figura 1), los frutos llegan al punto de deshuesado en unos receptáculos que hay en el borde exterior de un carrete. Se toman las aceitunas de una en una y las lleva rodando ese punto. Ahí, por un lado entra una cuchilla circular hueca y por el otro un vástago que se clava en la aceituna hasta el hueso y lo presiona hacia el otro lado. La clave geométrica está en que los frutos van rodando hasta el punto de operación, y la única manera estable que tiene de rodar un elipsoide es alrededor de su eje mayor.
Figura 1 esquema de la máquina automática de deshuesar aceitunas. Fuente.
Hay un segundo proceso de deshuesado, menos automático, en el que los frutos se colocan en unos receptáculos cónicos con un hueco circular en la parte de abajo. Un vástago se clava desde arriba y empuja al hueso, que se desplaza hacia abajo separándose de la carne de la aceituna que está sujeta por el receptáculo y no puede moverse. El hueso sale por el hueco circular de la parte inferior arrastrando una porción de carne que deja en el producto final el característico agujero.
Esa intersección es perfectamente natural si la aceituna se colocó en el receptáculo de deshuesado con el eje mayor perpendicular al plano del agujero. Cualquier sección perpendicular al eje mejor es un círculo… por definición, dado que ese es el eje de revolución que genera la figura tridimensional. En otras direcciones no ocurre, por eso cuando aparece (rara vez, por cierto) una aceituna con el agujero en otro sitio resulta raro. El proceso industrial habrá deformado la carne y algún agujero se habrá hecho, pero al recuperar la forma inicial del elipsoide se pierde la forma circular del hueco. Estos deshuesados forzados son raros porque a la hora de colocar un elipsoide en un hueco cónico la posición de menor energía, la que deja más bajo el centro de gravedad del elipsoide, es con su eje paralelo (coincidente, en realidad) con el del cono. Así que no hay más que lanzar aceitunas a los receptáculos, agitar un poco y de forma “natural” (minimizando la energía del sistema) las aceitunas se colocarán bien.
Figura 2. Fuente
Si miramos la aceituna deshuesada con los ojos de la topología más que un elipsoide lo que tenemos es un donut (un toroide). Antes de deshuesarla la superficie de la aceituna es lisa y sin agujeros, si fuera de plastilina la podríamos deformar poco a poco hasta convertirla en una esfera. Una vez deshuesada eso ya es imposible, ahora tiene un roto que la atraviesa. Por el lado por el que salió el hueso el roto es grande (y circular como decíamos en el párrafo anterior) mientras que por el otro lado el hueco es pequeño, casi siempre con forma de cruz, la forma del perfil del vástago que entró por ahí para presionar y arrancar el hueso. Si este objeto lo imaginamos de plastilina y lo vamos deformando poco a poco, sin pegar lo roto ni romperlo por otros sitios, lo podemos convertir en un donut, un objeto distinto e irreconciliable con la esfera de antes de deshuesar. Ese proceso ha transformado la aceituna topológicamente.
Este post ha sido realizado por Joaquín Sevilla (@Joaquin_Sevilla) y es una colaboración de Naukas con la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU.
El artículo Geometría de una aceituna deshuesada se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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π, así en el cielo como en la Tierra
En una parente paradoja en un día en el que se celebra π, el único conferenciante que habla de π resulta ser el físico Enrique Fernández Borja (Universidad de Córdoba) que nos plantea cómo la irrazonable efectividad de las matemáticas para describrir el universo nos permitiría usarlas como lenguaje común con los extraterrestres.
Enrique F. Borja: ''Pi, así en el cielo como en la Tierra''
El número π es una de las constantes matemáticas más importantes que existen. π es un número fascinante que goza de una gran popularidad e, incluso, de un día propio. Desde el año 1988, cada 14 de marzo se celebra el Día de Pi. Este evento fue idea del físico Larry Shaw, quien lanzó la propuesta añadiendo a su favor que la celebración coincidía con la fecha del nacimiento de Albert Einstein. Además, la forma en la que se escribe el 14 de marzo en inglés y euskera coincide con los tres primeros dígitos del número. (3-14 martxoaren 14 en euskara / 3-14 march, 14th en inglés)
En los últimos años la conmemoración del Día de Pi se ha ido extendiendo hasta convertirse hoy en día en una celebración que sobrepasa el ámbito de las matemáticas. π está presente en física, en el principio de incertidumbre de Heisenberg, la teoría de la relatividad o la ley de Coulomb. En geología hace su aparición a la hora de estimar la longitud de los ríos; en bioquímica, en el estudio de la estructura de una molécula de ADN; en astronomía, en el estudio de la forma del universo y en otras muchísimas aplicaciones de nuestro día a día.
Este 2018 nos unimos de manera especial a la celebración del Día de Pi con el evento BCAM-NAUKAS, que se desarrolló el miércoles 14 de marzo en el Bizkaia Aretoa de UPV/EHU. Este evento fue una iniciativa del Basque Center for applied Mathematics (BCAM) y la Cátedra de Cultura Científica de la Universidad el País Vasco.
Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por eitb.eus
El artículo π, así en el cielo como en la Tierra se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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¿Sirven para algo los enjuagues con clorhexidina?
Un gran número de bacterias están presentes en las bocas humanas y pueden pasar a la sangre cuando se realizan intervenciones como la extracción de algún diente. Los enjuagues con clorhexidina tiene un potente efecto antimicrobiano, pero hay posiciones encontradas sobre su uso en estos casos. Una investigación de la UPV/EHU demuestra que su uso solo evitaría un 12% de los casos de bacteriemia pero, dado su bajo coste y la ausencia de reacciones adversas y complicaciones, es recomendable utilizar estos enjuagues.
La cavidad oral humana está colonizada por una gran variedad de bacterias. Cuando se realizan procedimientos quirúrgicos, como por ejemplo una extracción dental, pueden pasar al torrente circulatorio, causando una bacteriemia generalmente transitoria. No está clara todavía la importancia que esta presencia de bacterias en la sangre tiene en el origen y evolución de procesos infecciosos como endocarditis de las válvulas cardiacas, de prótesis valvulares, de prótesis de articulaciones como cadera y rodilla generalmente y en la infección local.
Numerosos estudios han demostrado que el enjuague con clorhexidina tiene un potente efecto antimicrobiano sobre la microflora salival y la placa bacteriana. “Partiendo de esta hipótesis, podemos suponer que los enjuagues bucales antimicrobianos, utilizados antes de un procedimiento dental, debieran disminuir el número de microorganismos introducidos en el torrente sanguíneo del paciente, sin embargo, existe una gran controversia sobre este aspecto”, señalan los miembros del grupo de personal investigador de la UPV/EHU.
Así, la American Heart Association (AHA), en 1997, sugirió que los pacientes con riesgo de endocarditis infecciosa debieran usar un enjuague bucal antimicrobiano antes de un tratamiento dental. En 2006, la Sociedad Británica de Quimioterapia Antimicrobiana (BSAC) recomendó un único enjuague bucal con clorhexidina al 0,2% (CHX) (10 ml durante 1 minuto) antes de realizar procedimientos dentales asociados con bacteriemia en pacientes con riesgo. Sin embargo, en 2007, la AHA recomendó no utilizar ningún protocolo de profilaxis antiséptica.
Tratando de aportar evidencia científica sobre este asunto, el grupo de investigación de la UPV/EHU del que forman parte Iciar Arteagoitia, Carlos Rodriguez Andrés y Eva Ramos decidió realizar una revisión sistemática y un metanálisis de ensayos controlados aleatorios (ECA), siguiendo la Declaración PRISMA. El objetivo era evaluar la eficacia de la clorhexidina en la prevención de la bacteriemia tras una extracción dental. La investigación se realizó en colaboración con el Departamento de Medicina Preventiva y Salud Pública de la UPV/EHU y ha sido publicado en Plos One la primera revista científica de acceso abierto del mundo, que acepta investigaciones científicas rigurosas e innovadoras.
En el estudio se incluyen 8 ensayos clínicos, con 523 pacientes, 267 en el grupo tratado con clorhexidina, donde se registraron 145 casos de bacteriemia y 256 en el grupo control, en el que se produjeron 156 casos de bacteriemia. Los resultados de la investigación indican, por tanto, que el porcentaje de casos de bacteriemia que se pueden evitar si una población realiza prevención con clorhexidina es del 12%. El NNT, número necesario de pacientes a tratar para prevenir una bacteriemia, es del 16.
Los resultados muestran una eficacia relativa y poco significativa del uso de la clorhexidina a la hora de evitar que las bacterias presentes en la boca se introduzcan en el torrente sanguíneo cuando se practica una extracción dental. “Sin embargo, dado su bajo coste y la ausencia de reacciones adversas y complicaciones, consideramos recomendable realizar un enjuague con clorhexidina, antes de realizar una intervención de este tipo”, concluye el grupo de personal investigador de la UPV/EHU.
Referencia:
Iciar Arteagoitia, Carlos Rodriguez Andres and Eva Ramos (2018) Does chlorhexidine reduce bacteremia following tooth extraction? A systematic review and meta-analysis Plos One doi: 10.1371/journal.pone.0195592
Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por UPV/EHU Komunikazioa
El artículo ¿Sirven para algo los enjuagues con clorhexidina? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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La ciencia y el sentido de la vida
Otro de los habituales reproches que suelen escuchar los ‘cientifistas’ es que a diferencia de la religión la ciencia no proporciona respuestas a las Grandes Preguntas de la Humanidad, aquellas relacionadas con el sentido de la existencia y con el papel que en ella jugamos cada uno de los mortales. Una vez más como si esto fuese de alguna manera un fallo del proyecto científico, un defecto que de alguna manera invalida o menoscaba el valor que tiene la ciencia. Cuando, una vez más, encontrar el sentido de la vida no ha sido jamás, ni puede serlo, un propósito de la ciencia.
Mirándolo con distancia resulta fascinante y extraña la imperiosa necesidad que sienten los humanos por las narrativas, por disponer de explicaciones hiladas en historias que estructuren y den forma al Universo. Todas las religiones incluyen cosmogonías que explican cuál es el origen del mundo y cómo y por qué se produce su desarrollo, dejando huecos para que todos sus feligreses puedan insertar sus propias vidas y experiencias en una narración con principio, nudo y desenlace, siempre con connotaciones morales que no sólo explican los cómos, sino también los porqués. Cuando se pregunta a las persona religiosas el por qué de su fe una de las respuestas más típicas es que su creencia les ayuda a entender su papel en el Universo, ya que sin ella se sentirían perdidos en un Cosmos carente de sentido o razón. Las cosmogonías religiosas son así una parte fundamental del atractivo de la religión como concepto al proporcionar un sentido a la existencia, un esquema narrativo sobre el que fijar la experiencia humana y darle una estructura sin la cual nos sentimos inseguros. ‘Porque dios quiere’ o ‘porque los planes de la divinidad on complejos e insondables’ se convierten en explicaciones que para los creyentes dotan de sentido incluso a los sucedidos más absurdos o incomprensibles.
La ciencia no hace eso, dicen quienes lo consideran un defecto, y por tanto es insuficiente, está tarada, carece de una pieza esencial. Y tienen toda la razón, solo que no se trata de un defecto sino de una característica esencial: la búsqueda del sentido de la existencia nunca ha formado parte de los objetivos de la ciencia, que no pretende explicar nuestro papel en el Universo sino simplemente describir cómo funciona.
Puede que la confusión provenga del hecho de que la ciencia ha desguazado con datos y conocimiento las cosmogonías de todas las religiones al describir el verdadero origen y desarrollo posterior del cosmos. Quizá sea porque en sus sucesivos saltos de conocimiento la ciencia ha ido desplazando a la Humanidad del centro del Universo, lugar que por definición ocupa en las narrativas de todas las religiones. El caso es que de alguna manera ciertos creyentes han pasado a considerar a la ciencia como una narrativa de tipo religioso más, pero sin que responda a las clásicas dudas existenciales tan típicas de adolescentes y de intoxicados: ¿quiénes somos? ¿De dónde venimos? ¿Cuál es nuestro papel en la Gran Narrativa Universal?
La ciencia no busca ni pretende responder a esas preguntas en el sentido filosófico-moral-religioso en el que suelen hacerse. Para la ciencia en el Universo no hay necesariamente rima, ni razón, ni una narrativa confortable que nos permita comprender con facilidad nuestro papel en el Cosmos. Lo que es es lo que es, sin que quepan deducciones morales ni se pretenda obtenerlas, sin que el papel de la Humanidad sea especial por encima del que cualquier otra especie biológica. De lo que se trata es de entender lo que existe, no de buscar, descubrir y encajar la experiencia humana en un plan o historia universal que no existe. Por eso la ciencia tiene la característica, que no el defecto, de no buscar ni estar interesda por el sentido de la vida. Porque bastante complicado es ya simplemente entender el Cosmos como para buscarle las vueltas.
Sobre el autor: José Cervera (@Retiario) es periodista especializado en ciencia y tecnología y da clases de periodismo digital.
El artículo La ciencia y el sentido de la vida se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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