Title: Unidad 5
Course: Biología Cultiva 3 BGU

Problemas ambientales globales y biodiversidad

▲ Aunque parezca un evento lejano a nuestra realidad, el derretimiento de los polos tiene consecuencias que ya estamos sintiendo.

En esta unidad ahondaremos en las consecuencias de la presencia humana sobre el planeta. La humanidad existe hace un corto periodo de tiempo en la Tierra. Sin embargo, ha causado un profundo impacto sobre su medio, amenazando no solo la supervivencia de un gran porcentaje de organismos que se han ganado su lugar a través de miles de millones de años de evolución, sino también la supervivencia de nuestra propia especie.

Daremos un vistazo a las propuestas que maneja la comunidad nacional e internacional para mitigar o, al menos, disminuir el ritmo de este impacto, mientras buscamos soluciones para que nuestra existencia no pase a la historia como la mayor catástrofe ambiental que ha sufrido este pequeño planeta, el cual, si se lo permite, logra que la vida florezca hasta en las condiciones más adversas.

Finalmente, conoceremos sobre los titánicos esfuerzos por recuperar la biodiversidad en peligro, al tiempo que se desarrolla a plenitud una nueva conciencia ecológica, capaz de imaginar, crear, cuidar y amar la vida.

  Objetivos

- O.CN.B.5.9. Apreciar el desarrollo del conocimiento científico a lo largo del tiempo, por medio de la indagación sobre la manera en que los científicos utilizan con ética la biología en un amplio rango de aplicaciones, y la forma en que el conocimiento biológico influye en las sociedades a nivel local, regional y global, asumiendo responsabilidad social.
- O.CN.B.5.10. Valorar la ciencia como el conjunto de procesos que permiten evaluar la realidad y las relaciones con otros seres vivos y con el ambiente, de manera objetiva y crítica.
- O.CN.B.5.11. Orientar el comportamiento hacia actitudes y prácticas responsables frente a los impactos socioambientales producidos por actividades antrópicas, que los preparen para la toma de decisiones fundamentadas en pro del desarrollo sostenible, para actuar con respeto y responsabilidad con los recursos de nuestro país.

Actividades que afectan los sistemas globales I

CN.B.5.1.21. Indagar y examinar las diferentes actividades humanas que afectan a los sistemas globales, e inferir la pérdida de biodiversidad a escala nacional, regional y global.

● Actividades que afectan los sistemas globales I

Saberes previos

¿Qué especies conoces que están al borde de la extinción o en situación grave?

Desequilibrio cognitivo

Pese a los sombríos pronósticos, ¿estamos todavía a tiempo de preservar la vida en el planeta?

Características del Antropoceno

Una de las características que define a los seres vivos es su capacidad de efectuar cambios sobre el medio en el que se desarrollan. Así, esto ha sucedido varias veces en la historia del planeta: la proliferación de ciertos organismos afectó la supervivencia de otros. Por ejemplo, cuando aparecieron los primeros seres con capacidad de hacer fotosíntesis, hace aproximadamente 3 800 millones de años, su producción de oxígeno ocasionó un cambio drástico en la atmósfera terrestre, al cual muy pocas especies fueron capaces de adaptarse. Se piensa que esa fue la primera extinción masiva en el planeta.

Desde entonces, han ocurrido cinco extinciones masivas más, la mayoría relacionadas con hechos fortuitos, como la caída de asteroides o las erupciones de megavolcanes que bloquearon la entrada de la luz solar y, con ello, el correcto funcionamiento de las cadenas alimenticias.

▲ Los estromatolitos encontrados en Australia todavía albergan bacterias verde-azules, que son la muestra de los primeros seres fotosintéticos del planeta

Sin embargo, el acelerado ritmo de desaparición de especies, iniciado en los últimos 10 000 años, cuando la última glaciación retrocedió y permitió la expansión de los humanos a nuevos territorios, no tiene comparación. Es por esto que, pese a que todavía no es oficial, muchos científicos abogan por que se considere a nuestra época (contando desde hace 10 000 años), como parte de una nueva era llamada Antropoceno (anthropos en griego significa "humanos"), una época caracterizada por la destrucción ambiental, fruto de diversos factores como la curiosidad, el uso de herramientas, el dominio del fuego, la domesticación de otras especies, y la conquista de nuevos hábitats.

▲ Escenas alusivas a la cacería de hace 14 000 años, en las cuevas de Altamira, España.

▲ Acuarela de Joseph Pennell, inspirada en una fábrica de acero de 1881, en Pennsylvania.

Desarrollo humano versus naturaleza

Tan pronto como el ser humano conquistó nuevos territorios, empezó a diezmar las poblaciones de los organismos de quienes aprovechaba algún recurso.

Pero no fue sino hasta la Revolución Industrial (mediados del siglo XVIII e inicios del XIX en Europa), cuando el impacto de este nuevo modelo de producción empezó a extenderse más allá del ámbito local. La producción en masa de bienes, favorecida por las máquinas a vapor y luego eléctricas, requería también la provisión constante de materia prima. Minas, bosques y ecosistemas de territorios tropicales, la mayoría de ellos bajo dominio colonial, fueron la principal fuente de estos recursos, en perjuicio de su propio desarrollo.

TIC

Observa el siguiente video llamado “Comienza una nueva era, el Antropoceno”:

www.mayedu.ec/bio3/p135

Responde: ¿por qué se sugiere contar a 1945 como el inicio del Antropoceno?

La concentración de la fuerza laboral en las ciudades también se acrecentó por esta época, así como la demanda de energía, que para la primera etapa industrial provenía del carbón y, más adelante, de otros combustibles fósiles y de la electricidad. Los restos sólidos de la quema incompleta de los combustibles industriales y del creciente tránsito automovilístico y aéreo se acumulan poco a poco en la atmósfera. Ya para mediados del siglo XX, surgen los primeros episodios de esmog fotoquímico que afectan a la población de Los Ángeles (1943) y Londres (1952), obligando a tomar las primeras tímidas medidas de control ambiental.

El distanciamiento del ser humano con la naturaleza, a la cual interpreta como un bien de consumo o incluso como un reto para mostrar su dominio e inventiva, hacen que se ahonden los problemas de extracción y agotamiento de recursos, contaminación de aire, agua y cielo, destrucción de hábitats y de la biodiversidad, erosión, desertificación y alteración de los ciclos biogeoquímicos. Las consecuencias son innegables, pese a los muchos intereses vertidos en manipular las evidencias.

▲ La ausencia de vida todavía no es la característica de este planeta. ¿Estamos lejos de llegar a ese punto?

Adaptarnos a las consecuencias

▲ Los gigantescos incendios forestales de Portugal y España son solo dos casos de entre los muchos que se presentaron en todo el globo en 2017.

Desde hace un par de décadas, el deterioro ambiental del planeta se hizo tan evidente que el discurso de prevención tuvo que ser reemplazado por otro de mitigación y de adaptación a los daños. Hay cambios irreversibles que afectan no solo a nivel local, de hecho sus efectos se sienten, con diferentes manifestaciones, en todo el planeta.

El año 2017 fue particularmente difícil en lo que respecta a fenómenos naturales que se salieron de los parámetros usuales de destrucción: huracanes, lluvias torrenciales, tormentas eléctricas, inundaciones, olas de calor e incendios forestales que incrementaron su poder de afectación y se sumaron a las consecuencias de terremotos y erupciones volcánicas. Los efectos de estas alteraciones impactan sobre todo en las poblaciones más vulnerables (ancianos, niños, personas con limitado acceso a los recursos, especies en peligro de extinción, etc.) y en los recursos naturales, haciendo que el ideal del desarrollo sostenible se aleje aún más.

El problema del cambio climático

▲ No todas son malas noticias. También hay una tendencia a regresar a lo natural, a ser eficientes con los recursos que usamos y con la basura que generamos. En la foto, tienda que vende a granel para evitar los empaques.

Pese a los intentos por negar la relación entre el incremento del promedio global de temperatura, el derretimiento de los glaciares y las anomalías de los patrones climáticos, con la falta de compromiso de los mayores países emisores de carbono y con el estilo global de abuso y desperdicio de los recursos, resulta evidente que la situación ambiental del planeta es insostenible.

El tema del cambio climático tiene muchas aristas por explorar y sus consecuencias deben ser evaluadas en varios niveles, por lo que lo revisaremos desde diferentes perspectivas a lo largo de esta unidad.

Interdisciplinariedad

Todas las áreas del conocimiento y el IPCC

El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC por sus siglas en inglés) es el organismo creado por la Organización de las Naciones Unidas (ONU) y la Organización Meteorológica Mundial (OMM) para evaluar, monitorear y emitir recomendaciones con criterio científico. Desde 1988 recibe la colaboración de especialistas de 195 países que aportan con sus estudios a desentrañar la situación climática mundial. La síntesis de su quinto informe, publicado en 2014, dice:

“El calentamiento en el sistema climático es inequívoco, y desde la década de 1950 muchos de los cambios observados no han tenido precedentes en los últimos decenios a milenios. La atmósfera y el océano se han calentado, los volúmenes de nieve y hielo han disminuido y el nivel del mar se ha elevado” (IPCC, 2014, p. 2).

Actividades que afectan los sistemas globales II

CN.B.5.1.21. Indagar y examinar las diferentes actividades humanas que afectan a los sistemas globales, e inferir la pérdida de biodiversidad a escala nacional, regional y global.

● Actividades que afectan los sistemas globales II

Saberes previos

¿Cómo entiendes el efecto invernadero?

Desequilibrio cognitivo

¿En Ecuador estamos preparados para enfrentar los cambios climáticos que ya se sienten?

Los gases de efecto invernadero

Probablemente has escuchado que uno de los mayores frentes de lucha para frenar el avance del calentamiento global es disminuir la emisión de los gases de efecto invernadero (GEI). Se los llama así principalmente al CO_2, al vapor de agua, al metano (CH_4), al ozono (O_3) y al óxido nitroso (N_2O), que pueden ser de origen natural y también antropogénicos. Estos gases tienen la capacidad de absorber y emitir radiaciones que están dentro del espectro infrarrojo, y, por lo tanto, captan y emiten el calor que hace a la Tierra un planeta habitable.

La fluctuación de estos gases y la cantidad de radiación solar que el planeta recibe inciden sobre la temperatura de la superficie terrestre. La combinación de estos dos factores (concentración de GEI y de radiación solar) ya ha sido relacionada con eventos pasados de extinción masiva de especies, causados por glaciaciones o por el incremento de la temperatura. Lo que preocupa, en la actualidad, es que desde la Revolución Industrial se ha acelerado sustancialmente la producción de GEI, con consecuencias climáticas que afectan a todo el globo. Quienes más sufren sus consecuencias son los grupos humanos más vulnerables (quienes viven en pobreza y zonas de riesgo) y otras especies que no tienen la posibilidad de adaptarse a las anomalías climáticas que se vienen presentando con mayor magnitud y frecuencia.

▲ Las mayores emisiones antrópicas de GEI se deben al uso de combustibles fósiles (usados como fuente de energía industrial, casera y para el transporte), y a la deforestación de los bosques húmedos tropicales.

La destrucción de hábitats

Los hábitats naturales, aparte de secuestrar carbono y regular el clima, también mantienen estables los ciclos biogeoquímicos, es decir, la transformación y disponibilidad de los elementos químicos indispensables para la vida (como el nitrógeno, azufre, fósforo y la molécula de agua). Sin embargo, los hábitats se están destruyendo aceleradamente, debido a una creciente presión antropogénica. Entre los motivos están: la deforestación, el crecimiento urbano, la necesidad de producir más alimentos, la expansión de monocultivos dedicados a la producción de biocombustibles, la minería y la extracción de recursos naturales.

▲ Muchos animales que pierden su hogar terminan siendo víctimas del tráfico de vida silvestre.

Un análisis aparte merece la contaminación de agua, aire y suelo. Todo esto tiene un efecto directo sobre la biodiversidad del planeta, sobre todo en países que, como el nuestro, concentran una gran cantidad de especies endémicas, es decir, aquellas que están presentes en un restringido territorio geográfico y, por lo tanto, son más vulnerables a los desequilibrios. En el siguiente tema de esta unidad analizaremos esa problemática.

La contaminación ambiental

Los contaminantes que producimos –principalmente fruto de la industria pero también de generación doméstica– alteran el agua, el suelo y el aire, y también los ciclos biogeoquímicos (por ejemplo el del nitrógeno y fósforo que, al acumularse, alteran los ecosistemas acuáticos y los hacen tóxicos para los seres vivos).

Las partículas sólidas del esmog fotoquímico permiten que se formen más nubes de lo normal, impiden el paso de los rayos del sol y alteran el clima. Además son la causa de problemas respiratorios en las personas. Por otro lado, están los metales pesados que se producen en procesos industriales, sobre todo en la explotación minera, estos degradan el suelo hasta causar desertificación y matan la vida acuática.

El problema de la basura incide de varias formas. Por un lado está la gran cantidad de desechos generados, fruto de un estilo de vida consumista, en el que se utilizan muchos más recursos de los que realmente se necesitan.

▲ Las minas a cielo abierto destruyen todo lo que hay a su alrededor, contaminan el suelo, el aire y el agua, por lo que su poder de devastación es inmenso.

▲ Las islas de plástico que están flotando en los océanos son ya una realidad que pronto será global.

En países como el nuestro, que no han logrado un sistema eficiente de separación, reutilización y reciclaje de basura, la contaminación que se genera es enorme. Por otro lado están los gases que se producen como consecuencia de la descomposición de la materia orgánica, y que contribuyen al efecto invernadero. Están también los líquidos (lixiviados) que se filtran y llevan consigo contaminantes de todo tipo que suelen llegar a los cursos de agua, afectando a los organismos, a los cultivos y al ser humano (que utiliza esa agua).

También está el drama que se observa con frecuencia en animales que mueren asfixiados o intoxicados por la cantidad de plástico que llega a sus ecosistemas.

TIC

Entra al siguiente blog que te explica qué es el movimiento Zero Waste:

www.mayedu.ec/bio3/p140

Si te decidieras por este estilo de vida, ¿qué sería lo primero que reemplazarías?

Así, es decepcionante, por decir lo menos, que a excepción de unas pocas localidades, en el Ecuador no se logre disminuir y separar con eficiencia la basura. Y esto no pasa solamente por la falta de decisión de las autoridades. Se trata, sobre todo, de las elecciones que toma cada uno de nosotros: lo que decidimos comprar, cómo lo usamos, en qué cantidad y cómo lo desechamos.

La acidificación del suelo y de los océanos

Los gases producidos por la industria también tienen graves consecuencias sobre el suelo y el mar. Un ejemplo son los óxidos de nitrógeno y de azufre que tienen la capacidad de reaccionar químicamente con el vapor de agua y luego precipitarse en forma de lluvia ácida.

Los seres vivos, en general, no pueden adaptarse a un medio ácido y mueren poco a poco. En el mar sucede otro tanto, esta vez por la alta concentración de CO_2 de la atmósfera. Cuando este gas se disuelve en el agua, baja su pH (potencial hidrógeno), y ocasiona impactos al disolver el carbonato de calcio que forma los exoesqueletos (esqueletos externos) de corales, conchas, erizos y estrellas de mar, lo que afecta a varias cadenas alimenticias.

▲ El incremento en la temperatura del agua y la acidificación del océano afectan a las cadenas alimenticias de los mares tropicales.

Interdisciplinariedad

Biología de la conservación y ciencias políticas

El abogar por la conservación de la biodiversidad en el planeta requiere de muchos conocimientos técnicos y científicos, pero además de la capacidad de negociar y buscar soluciones que satisfagan las expectativas de las poblaciones locales. Es ahí donde las ciencias políticas tienen mucho para contribuir.

Conservación de la biodiversidad in situ y ex situ

CN.B.5.1.22. Interpretar las estrategias y políticas nacionales e internacionales para la conservación de la biodiversidad in situ y ex situ, y la mitigación de problemas ambientales globales, y generar una actitud crítica, reflexiva y responsable en favor del ambiente.

● Conservación de la biodiversidad in situ y ex situ

Saberes previos

¿Qué significa que el Ecuador sea un país megadiverso?

Desequilibrio cognitivo

¿La biodiversidad tiene algún impacto económico?

▲  El colibrí estrellita gorjipúrpura (Calliphlox mitchellii) y una orquídea: dos bellas muestras de la gran biodiversidad del bosque nublado ecuatoriano.

Por qué es importante la biodiversidad

La ubicación geográfica del Ecuador en la franja tropical, el hecho de recibir la influencia de la corriente fría del Humboldt y de la corriente cálida de El Niño, y la particularidad de estar atravesado por la cordillera de los Andes son las principales razones por las que en nuestro país hay muchos microhábitats y, consecuentemente, muchas especies adaptadas a vivir en ellos.

▲ Cada año el país se consolida como uno de los mejores destinos de ecoturismo en Sudamérica.

Pese a su pequeño territorio, Ecuador está considerado como uno de los sitios donde la conservación de su naturaleza es prioritaria por dos razones principales: la primera es que forma parte de los 17 países que, en conjunto, albergan más del 70 % de las especies del planeta (megadiversos) y porque además cuenta con dos de los llamados “puntos calientes” (hotspots, en inglés), que son hábitats con gran endemismo, pero que se encuentran amenazados. Estos puntos calientes son:

▲ Panorámica de la cordillera del Cóndor, zona dentro del hotspot de los Andes tropicales donde hay actividad minera.

La biodiversidad es importante porque de ella obtenemos muchos recursos directos, desde alimentos, medicinas y materiales de construcción, hasta servicios ambientales irremplazables como la regulación del clima, la provisión constante de agua o la prevención de desastres naturales (esto sin mencionar los ingresos directos que se obtienen por el ecoturismo).

La conservación de la biodiversidad in situ

In situ es un término en latín que significa “en el propio lugar”. Las estrategias para conservar nuestra biodiversidad en su hábitat natural contemplan la creación de áreas protegidas, corredores de conservación, la regulación en el uso de los recursos y la investigación científica para monitorear que las poblaciones y las condiciones del ecosistema en el que se encuentran se mantengan en óptimas condiciones.

▲ La Reserva Marina Galápagos fue establecida en 1998 para regular la pesca ilegal que puso en peligro este rico ecosistema.

Las áreas protegidas son territorios delimitados, en los cuales se regula el tipo de actividades permitidas, de acuerdo con sus características ecológicas y con los objetivos que se pretende cumplir. Pueden ser manejadas por el Estado, por los gobiernos autónomos y descentralizados (GADs), por comunidades o por particulares. Estas zonas están reguladas por el Sistema Nacional de Áreas Protegidas (SNAP), que depende del Ministerio del Ambiente (MAE).

Dentro del SNAP existen 50 áreas protegidas, entre parques nacionales (11), reservas marinas (3), reservas ecológicas (9), reservas biológicas (5), reservas de producción de flora y fauna (5), refugios de vida silvestre (10), áreas naturales de recreación (6) y una reserva geobotánica (1).

Además, en el Ecuador existen 202 áreas protegidas bajo la categoría de bosques y vegetación protectores, de los cuales el 41 % son estatales, y el resto, privados.

▲ Aves migratorias, como el halcón peregrino (Falco peregrinus), aprovechan la presencia de ecosistemas bien preservados para descansar y alimentarse durante sus largas rutas de viaje.

▲ El Banco Mundial de Semillas de Svalbard es un depósito gigantesco de semillas de plantas cultivables de todo el mundo. Se encuentra ubicado en Noruega.

TIC

Ingresa al enlace del Vivarium de Quito:

www.mayedu.ec/bio3/p144

Responde: ¿de qué manera este lugar contribuye a la conservación ex situ?

El gran objetivo de todas estas áreas protegidas es formar una red interconectada que preserve los ecosistemas más importantes del país y permita que su flora y fauna pueda movilizarse, sin mayores dificultades de un área a otra, para de esta manera mantener a sus poblaciones estables y facilitar el flujo genético.

Los controles sobre el uso de los recursos que se extraen de los ecosistemas naturales son prioritarios. Sin embargo, no han logrado disminuir efectivamente la tala ilegal ni el tráfico furtivo de especies silvestres.

Conservación ex situ

En los casos en los que las poblaciones naturales de alguna especie estén reducidas, o cuando su hábitat natural ha desaparecido, se recurre a la estrategia de tratar de recuperarlas en centros especializados (como zoológicos, centros de investigación o de cría). A eso es a lo que se le llama la conservación ex situ. En el país se ha recurrido a a ella en algunos casos. En las islas Galápagos, por ejemplo, la Fundación Charles Darwin ensayó durante varias décadas la reproducción en cautiverio de tortugas terrestres, cuyas islas se vieron invadidas por especies introducidas que diezmaron sus poblaciones. Mientras los guardaparques erradicaban estas especies invasoras in situ (ratas, perros, gatos, chivos), otros investigadores lograban la incubación exitosa de tortugas que luego eran llevadas a repoblar sus hábitats naturales.

En la Amazonía, varias poblaciones indígenas que notaron la declinación de las tortugas charapas se preocuparon por criarlas en cautiverio, para luego reintroducirlas en los ríos y lagos.

El papel de los jardines botánicos y de los zoológicos es clave, no solo porque contribuyen al conocimiento de la biología de las especies y a su reproducción en cautiverio, sino también porque favorecen la educación ambiental y el conocimiento de la importancia de proteger su hábitat.

Tecnología y desarrollo sostenible

CN.B.5.5.11. Planificar y ejecutar una investigación sobre los diferentes avances tecnológicos que cubren las necesidades de la creciente población humana, con un enfoque de desarrollo sostenible.

● Tecnología y desarrollo sostenible

Saberes previos

¿Qué avances científicos son los que más te han impresionado?

Desequilibrio cognitivo

¿Puede la tecnología solucionar nuestros problemas cotidianos?

La nanotecnología, una nueva frontera por explorar

La nanotecnología es otro de los campos en los que más se ha centrado la investigación científica, debido a su gran potencial para resolver problemas cotidianos. Sus áreas de aplicación van desde el cuidado de la salud, pasando por las diversiones y el deporte, hasta la remediación ambiental.

La nanotecnología se centra en el uso y manipulación de materiales microscópicos, de entre 1 y 100 nanómetros de tamaño. Pese a que sus orígenes se remontan a hace más de 30 años, cuando los avances en los microscopios ayudaron a identificar la materia a nivel atómico y molecular, sus aplicaciones prácticas son relativamente jóvenes. En el Ecuador, se empieza a experimentar con nanotecnología en varias universidades, pero los productos que se consumen vienen del extranjero.

▲ Este es un nanotubo de carbón (grafeno), material 200 veces más resistente que el acero y cinco veces más liviano que el aluminio.

▲ La nanoelectrónica, hoy por hoy, es la aplicación más conocida de la nanotecnología.

La nanotecnología en la salud

Aunque todavía está en fase experimental, los avances en este campo son importantísimos: desde el diagnóstico de enfermedades o la predisposición genética a ellas, hasta la administración dirigida de medicamentos.

Para comprender cómo funciona la nanotecnología aplicada a la salud, debemos recordar que lo que diferencia una célula de otra son las proteínas que contiene. Además, lo que hace que fabrique esas proteínas y no otras que tiene en su biblioteca de genes (ADN) son los mensajes que recibe del resto del cuerpo, también por medio de moléculas como proteínas. Cuando una célula está enferma, produce otras proteínas diferentes a las normales, a estas se las llama biomarcadores. Las moléculas fabricadas por nanotecnología pueden reconocer estos biomarcadores y con ello identificar la enfermedad, determinar en qué fase está y, por lo tanto, definir el curso del tratamiento adecuado en una fracción del tiempo que tomaría normalmente.

▲ La molécula de fosfatasa ácida prostática es un biomarcador que se presenta solo cuando hay casos de cáncer de próstata.

▲ Nanopartículas que llevan medicamentos, viajando a través de la sangre.

También está otra aplicación que ha sido un éxito en los animales con los que se ha experimentado, pero que todavía está siendo testeada para humanos: es el uso de nanomoléculas que encapsulan medicamentos de quimioterapia y las entregan solamente a las células enfermas de cáncer (a las que reconocen por los biomarcadores). Con esto se reduce casi a nada el porcentaje de efectos secundarios de este tratamiento. Es curiosa la estrategia que las nanomoléculas usan para despistar a las células del sistema inmune, que de otra manera las identificarían como extrañas al cuerpo y las destruirían. Para evitar esto, se rodean de una fina capa de agua, y simulan ser una más de las gotas que circulan por el torrente sanguíneo.

▲ Precisión y sensibilidad son los atributos que se podrían conseguir en las prótesis, gracias a la nanotecnología.

Otro ejemplo de diagnóstico es el uso de la llamada “nariz electrónica”, un dispositivo creado con fines militares para detectar gases tóxicos o explosivos, que ahora se usa para diagnosticar enfermedades a través del análisis de los biomarcadores que hay en el aliento. Los biosensores de la nariz electrónica pueden diferenciar si la persona examinada está en condiciones normales, si presenta una bronquitis crónica o si tiene cáncer de pulmón, con lo que su tratamiento será más rápido y certero.

Más aplicaciones que mencionaremos brevemente son: a) la creación de nanovacunas, en cuyo caso las nanomoléculas imitan la forma del virus para permitir que el sistema inmune cree anticuerpos contra ellos; b) el uso en medicina regenerativa, imitando al colágeno y a otras proteínas que llevan el mensaje para que las células se junten alrededor de las nanopartículas y de esta manera se regeneren órganos o se cierren heridas, sin producir cicatrices; c) en la biónica, permitiendo que prótesis implantadas puedan establecer comunicación con células nerviosas y, de esta manera, lograr incluso sensibilidad en los miembros reconstruidos.

TIC

Ingresa al video “Alucinantes nanorobots combatirán el cáncer navegando por nuestras venas”.

www.mayedu.ec/bio3/p147

Responde: si se juntara biomímesis y nanotecnología, ¿cuál sería la energía ideal para movilizar a los nanorobots?

▲ Tamaño, versatilidad y eficiencia son las características de los paneles solares mejorados con nanotecnología.

Producción eficiente de energía

La creciente demanda de energía, el agotamiento de las fuentes tradicionales (como el carbón y el petróleo) y la necesidad de disminuir la emisión de gases de efecto invernadero, han impulsado la investigación nanotecnológica hacia optimizar la consecución de energía limpia. Si bien la mayor fuente de energía que recibe el planeta es el Sol, es muy poco lo que los humanos todavía podemos aprovechar. Los paneles fotovoltaicos tradicionales requieren grandes superficies de exposición para producir una modesta cantidad de electricidad, por lo que todavía no se ha podido extender su uso como sería deseable.

La respuesta de la nanotecnología a este problema ha sido la creación de paneles plegables muy delgados, que no reflejan la luz y que, además de incrementar la producción eléctrica, pueden ser instalados con mayor facilidad en cualquier lugar para utilizar más eficientemente la luz solar.

Recuperación de agua contaminada

▲ Nanopartículas de dióxido de titanio (TiO_2), frecuentemente usado en la fabricación de filtros solares.

Otro recurso que se requiere, cada vez en mayor cantidad, es el agua. Esta puede estar presente en ríos, lagos o depósitos subterráneos, pero no estar disponible para el consumo humano debido a la contaminación que ha sufrido. Para remediar este problema, se utilizan nanopartículas que atraen y reaccionan químicamente con los elementos contaminantes, permitiendo recuperar el agua para el consumo humano. Así, se ha logrado limpiar agua contaminada con arsénico y con detergentes tóxicos. También es posible desalinizar agua.

Reparos al uso de la nanotecnología

Como con toda tecnología nueva, las consecuencias de su uso solo se sabrán a ciencia cierta en el futuro. Pese a que se realizan pruebas en laboratorio, una vez que sus productos estén libres en la naturaleza, es difícil predecir su comportamiento, en especial sobre la salud de los organismos con los que entre en contacto.

Interdisciplinariedad

Nanotecnología e investigación criminal

El uso de dispositivos nanoelectrónicos facilita disimular la colocación de transmisores, para así proteger la misión de investigadores encubiertos.

Imagina que eres un inventor o inventora que trabaja para el Consejo de Seguridad de las Naciones Unidas. ¿Qué características le pondrías a tu nanotransmisor?

Laboratorio 5

Laboratorio 5

Elaboración de productos de higiene personal

Materiales

- 125 g de bicarbonato de sodio
- 120 g de maicena
- 60 g de aceite de coco
- 15 gotas de algún aceite esencial de aroma agradable
- Envases vacíos de desodorantes en barra (reutilizados)
- Dos frascos de vidrio con tapa
- 70 g de arcilla blanca (la comestible)
- Esencia de menta (opcional)
- 1 cucharadita de hojas secas de arrayán, tomillo, menta, salvia y clavo de olor
- 5 g de sal marina
- Medio vaso de agua para beber
- Una cucharada de xilitol
- Mechero, soporte y malla de asbesto
- Vasos de precipitación
- Mortero y pistilo
- Un tamizador fino

Objetivo

Elaborar un desodorante y una pasta dental, para dar valor a la importancia de consumir productos saludables y que causen el menor impacto ambiental posible.

Introducción

Dentro de la corriente que busca un consumo razonable, está la tendencia a utilizar productos elaborados con ingredientes naturales, que no causan daños en la salud, ni que impacten negativamente sobre el ambiente. La costumbre de usar antitranspirantes (que impiden la transpiración) ha sido relacionada en varios estudios científicos con la predisposición al cáncer de mama en mujeres. Pese a que todavía no hay pruebas concluyentes, la prudencia y la intención de disminuir la basura producida hace que se busquen alternativas a los desodorantes comerciales. Por otro lado, en muchos países europeos ya está prohibido el uso del flúor en las pastas dentales y en otros productos, por cuanto se ha reconocido su poder tóxico sobre el sistema nervioso. Con el presente laboratorio se busca incentivar el uso de productos naturales y generar una consciencia crítica sobre por qué compramos cada producto que llega a nuestras manos.

Procedimiento

Primera parte: elaboración del desodorante

1. Separen 5 g de bicarbonato que se usarán para la pasta dental.
2. Se puede elaborar un desodorante en polvo para quienes no deseen tenerlo en barra. Mezclen bien el bicarbonato, la maicena y las 15 gotas del aceite esencial.
3. Guarden el preparado en un envase con tapa. Se puede aplicar directamente en las axilas. Es importante notar que los primeros días de uso, hasta que el cuerpo se acostumbre, es probable que sientan sudoración, pero no habrá mal olor. Con el paso de los días, la sudoración disminuye y se alcanza el estado de frescura deseado.
4. Si quieren hacer desodorante en barra, derritan el aceite de coco (si es puro, estará en estado semisólido o sólido, dependiendo de la temperatura ambiental), cuidando de que no se caliente demasiado.
5. Agreguen poco a poco la mezcla anterior al aceite de coco, hasta obtener una pasta espesa. Coloquen esta masa en el envase vacío de desodorante, cuidando de que el tornillito que permite a la barra subir esté en la posición correcta (Imagen 1).

▲ Imagen 1. El aceite de coco se bate lentamente para que se derrita.

1. Tapen el recipiente y refrigérenlo unas horas hasta que solidifique bien.

Segunda parte: elaboración de pasta dental

1. Muelan finamente las hierbas secas, el clavo de olor y la sal marina en el mortero, separando las fibras que no se dejen moler. Mientras más fino el polvo resultante, mejor (Imagen 2). Tamícenlo.

▲ Imagen 2. Hay que moler bien las hierbas.

1. Mezclen bien el polvo obtenido con la arcilla comestible.
2. Añadan el xilitol, el bicarbonato y 5 gotas de esencia de menta.
3. Pueden elegir entre dejar la pasta para aplicar como polvo en un cepillo de dientes húmedo, para lo cual solo envasarán la mezcla obtenida.
4. La otra opción es fabricar una pasta. Para ello agreguen, poco a poco, el agua y mezclen bien, hasta adquirir la textura que sea de su gusto.

Resultados

Elaboren los dibujos correspondientes y prueben el producto que han elaborado.

Indaguen cuál fue la función de cada uno de los reactivos usados, si tuvieron  buenos resultados, qué hicieron bien y qué pudieron haber hecho mejor, qué fue lo que les resultó difícil y qué aprendieron con esta práctica. Finalmente, expliquen sus criterios sobre si este conocimiento es aplicable a ideas de emprendimiento.

Conclusiones

Escriban cuáles son las propiedades que aporta cada uno de los ingredientes al producto que elaboraron. Compartan sus experiencias después de haberlos usado y si les parecen buenas alternativas o no. Busquen también las opiniones del resto de su familia.

Bibliografía

Recuerden anotar la bibliografía de las fuentes que consulten. No olviden utilizar el formato APA, pues este hábito les ayudará posteriormente en sus carreras universitarias o de institutos técnicos.