saberes compartidos

año 2 no. 2 • 2008 Primer Semestre Puebla, Pue.

Revista de Divulgación Científica, Tecnológica y Humanística

Los organismos transgénicos, un bien necesario

La formación de las estrellas a través del tiempo Un fragmento no tóxico de la toxina tetánica: probable alternativa en la terapéutica de la enfermedad de Parkinson Necesario redireccionar valores en los jóvenes y en la sociedad: René Drucker Colín

Núm. 2 año 2 • Primer Semestre 2008

Directorio Dr. Jaime Díaz Hernández Director General del Consejo de Ciencia y Tecnología del Estado de Puebla Dr. Benito Ramírez Valverde Dr. Eduardo Mendoza Torres Dr. Gregorio Hernández Cocoletzi Consejo Editorial Dr. Gerardo Francisco Torres del Castillo Dr. José de Jesús Pérez Romero Dr. José Luis Carrillo Estrada Dr. Jenaro Reyes Matamoros Dr. Umapada Pal Dr. Eduardo Miguel Brambila Colombres Dr. Jaime Eduardo Estay Reyno M.C. Germán Sánchez Daza Dr. Nestor Estrella Chulim Dra. Griselda Corro Hernández Dr. Mario García Carrasco Comité Editorial Fís. Pedro Ochoa Sánchez Editor

4

Editorial

Manuel R. Villa Issa

5

Saberes Compartidos es una revista de la comunidad académica y de investigación del Estado de Puebla, coordinada por el Consejo de Ciencia y Tecnología del Estado de Puebla. 29 Sur 718, Col. La Paz, CP. 72160 Puebla, Pue. Tel/Fax: 01(222)249 76 22 / 231 58 07. www.concytep.pue.gob.mx ISSN (en trámite) Reserva 04-2008-020110330500-102 2008

Artículos de Divulgación Los organismos transgénicos, un bien necesario

11

Ma. Elena Zavala Soto/Martha D. Bibbins Martínez

21

La formación de las estrellas a través del tiempo

Luis Felipe Rodríguez Jorge

Mal de Parkinson: Un fragmento no

tóxico de la toxina tetánica, probable alternativa en la terapéutica de esta enfermedad 26

Ilhuicamina Daniel Limón Pérez de León/ A. Mendieta/L. Venegas/B. Aguilera/J. Martínez

La broca (Hypothenemus hampei Ferr.): el principal enemigo del cultivo del café en México 33

Carlos Lázaro Castellanos/Benito Ramírez Valverde/ Pedro Juárez Sánchez

Mitos y realidades sobre los murciélagos en la Sierra Norte de Puebla 38

42

Ana Gabiela Colodner Chamudis/ Mario Eduardo Olivares Romero

¿Seres vivos mecánicos? Vitalismo vs. Mecanicismo

Rosa María Aguilar Garduño/Alejandro Guzmán Silva

Los programas de recolección de pilas en México, el “Programa Puebla Ya Recicla” y el Proyecto de Norma 2007-2008

Lic. Graciela Juárez García Lic. Verónica Macías Andere Lic. Beatriz Guillen Ramos Corrección de Estilo Fabiola Mayela Herrerias Arias Diseño y Formación Editorial

Sumario

José Ignacio Castillo Velázquez/Celso-Moisés Bautista Rodríguez

50

Artículos de Investigación y de Enseñanza

¿Sabes qué es un hexaedro? La respuesta y un modelo plegable elaborado con materiales de desecho Aarón Pérez Benítez/Rosa Elena Arroyo Carmona

55

Entrevista René Drucker Colín

Angélica M. Ortiz Bueno/Graciela Juárez García 62

Reseña Miradas al Universo: un libro interestelar

Benjamín Hernández Rojas

Directorio/Sumario

3

Editorial L

os seres humanos constituimos uno de los elementos que conforman el complejo sistema que denominamos naturaleza. Aun cuando somos parte de ella, con mucha frecuencia le damos el trato de un objeto que se usa y se desecha, la explotamos en forma irracional provocando contaminación, degradación y/o escasez de agua, tierra, aire, vegetación y otros seres vivos. Es necesario cambiar nuestro comportamiento con la naturaleza, lo cual requiere, entre otros aspectos, profundizar nuestro conocimiento sobre ella y sus interacciones con el ser humano. Mucho nos debe ayudar a tal propósito el acceder a conocimientos que se vierten en los diversos artículos en este número de la revista Saberes Compartidos que tratan temas desde la formación de las estrellas a través del tiempo, hasta nuestra intervención, mediante los organismos genéticamente modificados, en la tarea, que la naturaleza ha realizado por millones de años, así como otros tópicos, entre ellos, el impacto ambiental que generan las pilas usadas y la revisión de las normas oficiales que regulan el destino de las mismas; o el aprovechamiento de los recursos naturales, sin comprometer su existencia en el futuro, para mejorar la atención de la alimentación y la salud humana. El cambio de comportamiento al que aludimos incluye necesariamente modificar nuestro estilo de vida, que actualmente se basa en un alto consumo de recursos renovables y no renovables, siendo un factor medular en el grave daño que estamos causando a la naturaleza, el cual se está revirtiendo hacia nosotros manifestándose en inundaciones, sequías, extinción de especies, agotamiento de recursos naturales en grandes extensiones del planeta, entre otras afectaciones. Felicitamos a Saberes Compartidos por su elogiable misión y cabal cumplimiento de difundir el conocimiento en sus tres expresiones: científica, tecnológica y humanística.

Dr. Manuel R. Villa Issa Presidente del Colegio de Puebla

4

Editorial

2008

Los organismos transgénicos, un bien necesario Ma. Elena Zavala Soto Martha D. Bibbins Martínez

E

n la actualidad, escuchar hablar sobre organismos genéticamente modificados (OGM) o transgénicos es bastante común, sin embargo con mucha frecuencia no comprendemos exactamente de qué se trata, cuál fue su origen y la importancia que tienen.

gicos (microorganismos, plantas y animales) y la generación de tecnología para la utilización de dichos sistemas biológicos, sus productos y sus partes en la solución de problemas en sectores como salud, agrícola, pecuario, alimentos, industrial y en el medio ambiente.

“…Un Organismo Genéticamente Modificado (OGM) es un organismo vivo que tiene en su material genético genes que de forma natural no podría tener…”

Por citar algunos ejemplos, los animales transgénicos, en particular los ratones, pueden ser usados en todas las áreas biomédicas con un gran número de aplicaciones y propósitos, que van desde el conocimiento básico del gen alterado en el contexto total de ese organismo, hasta el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas para controlar alguna enfermedad. Estos animales, además, han ayudado a clarificar los mecanismos de acción y señalización que ocurren en los procesos biológicos y bioquímicos, tanto en el desarrollo embrionario, como en los procesos de malignidad generados en el cáncer (2).

Hablemos al respecto. Un OGM es un organismo cuyo genoma ha sido modificado utilizando métodos de Ingeniería Genética (IG) (1), es decir, un organismo vivo que tiene en su material genético genes que de forma natural no podría tener y que le han sido introducidos con técnicas de Biología Molecular. En teoría, todos los organismos son susceptibles de ser manipulados genéticamente. El conocimiento generado en disciplinas como la biología molecular, ingeniería bioquímica, genómica, bioinformática, ingeniería de proteínas, entre las más importantes, han permitido el estudio integral y la manipulación de sistemas bioló2008

“…El conocimiento generado con la Biología Molecular ha permitido generar tecnología para solucionar problemas de salud, agrícolas, alimentarios y ambientales…” Artículos de Divulgación

5

Por otra parte se encuentran las plantas transgénicas, las cuales son el resultado del avance de las técnicas de la biología experimental y de la búsqueda de soluciones a diversos problemas de la producción agroindustrial. El aspecto de una planta transgénica no es, en general, como si hubiera salido de una novela de ciencia ficción. No se trata de zanahorias o jitomates gigantes, ni de frutas con formas extrañas o verduras con un sabor distinto al original. A primera vista, es semejante a las que no han sido transformadas, es decir, conservan su tamaño y color: aunque la diferencia está en el cambio en parte de sus genes y éste sí es asombroso (3).

“…El aspecto de una planta transgénica no es como si hubiera salido de una novela de ciencia ficción…” En este sentido, las plantas transgénicas poseen una o más características que no heredaron de sus antecesoras. En cada una de sus células llevan genes “añadidos” artificialmente, es decir, fragmentos adicionales de ácido desoxirribonucleico (ADN) provenientes de otra especie de planta, un virus, una bacteria o un hongo (3). Estos genes novedosos tendrán la finalidad de conferir a la planta características ventajosas, tales como resistencia a plagas y enfermedades, el crecimiento en suelos pobres o bajo condiciones ambientales poco favorables, el enriquecimiento nutricional y el aumento en el rendimiento del cultivo, entre muchas otras.

su funcionamiento, sino que también lo pueden manipular, de modo que hoy día la Biología esta influyendo fuertemente sobre otras disciplinas (4).

Fig. 1.- El jitomate modificado fue uno de los primeros cultivos en comercializarse y aceptarse para consumo humano.

“…Las plantas transgénicas llevan genes provenientes de otra especie de planta, virus, bacteria u hongo…” La historia del desarrollo de la IG en plantas se inicia en 1983 con las primeras modificaciones de células vegetales. En la primera fase, la IG se enfocó principalmente a la creación de especies que expresaran resistencia a plagas (insectos), herbicidas y pesticidas, lo que permitió la eliminación selectiva de maleza u otros organismos sin daño a la planta. En la segunda fase, se comenzó a utilizar la IG con el objeto de mejorar la calidad de las cosechas, con un potencial impacto en la nutrición humana (5). Hace tan sólo doce años, es decir, en 1995 se obtienen los primeros productos comerciales.

Dada la importancia y necesidad mundial por aumentar la producción y calidad de los alimentos, en las siguientes líneas haremos énfasis principalmente en las plantas transgénicas y en su impacto en la Biotecnología Agrícola y Alimentaria.

“…Todos los Alimentos Genéticamente Modificados (AGMs) deben ser evaluados sanitaria y toxicológicamente antes de obtener el permiso de comercialización, el cual suele tardar una media de 7 años…”

Origen de los OGMs

Los Alimentos Genéticamente Mejorados (AGM) son el más reciente fruto de la evolución tecnológica (5). El diseño de un alimento es posible gracias a que se trabaja con genes aislados en el laboratorio que están perfectamente identificados a nivel molecular. Cabe mencionar que en el diseño de un AGM se obtienen los resultados de una forma mucho más

El descubrimiento del ADN en 1953 y el gran progreso tecnológico que se ha realizado a partir de esa fecha, fundamentaron el desarrollo de lo que hoy conocemos como “Biología Molecular”; además, estos avances sirvieron para que los biólogos se dieran cuenta que no sólo son capaces de entender al mundo vivo y 6

Artículos de Divulgación

2008

rápida, aunque hay que aclarar que el hecho de obtener antes el desarrollo no implica necesariamente que éste llegue antes al mercado, porque todos los AGMs deben ser evaluados sanitaria y toxicológicamente antes de obtener el permiso de comercialización y estos trabajos suelen llevar una media de siete años (6). En todo el mundo se ha autorizado la comercialización de 80 alimentos transgénicos. La mayoría se venden en Estados Unidos, Australia y Canadá. Se calcula que hay más de 500 en últimas fases de experimentación o de solicitud del permiso de comercialización (6).

“…Los principales países productores de OGMs hasta el 2006 eran Estados Unidos, Argentina y Brasil…” Los principales países productores de OGM, hasta el 2006 eran: Estados Unidos, con 49.8 millones de hectáreas (Ha), seguido por Argentina y Brasil, con 17.1 y 9.4 millones de Ha, respectivamente. México ocupa el lugar 11, con 0.1 millones de Ha cultivadas, precedido por Canadá, China, Paraguay, India, Sudáfrica, Uruguay y Australia. Entre los principales AGM se encuentran: la soya (54.4 millones de Ha), el maíz, (21.2 millones), el algodón y la colza (9.7 y 4.6 millones de Ha, respectivamente) (7).

Principales ventajas y beneficios de los OGMs

Las plantas transgénicas resistentes a las enfermedades, a los insectos, al frío, a los insecticidas y con poca o ninguna necesidad de fertilizantes, ofrecen una enorme promesa comercial para los productores de alimentos y para los consumidores. Según se prevé su cultivo promoverá el uso más eficiente de la tierra, cosechas más abundantes y mejores métodos para el control de plagas y enfermedades. Además, a nivel fisiológico, actualmente es posible mediante el control de los mecanismos moleculares retrasar la maduración de frutas y verduras, lo que posibilita el transporte a lugares lejanos sin la necesidad de usar la protección química que perjudica el ambiente y al consumidor (4), como en el caso del jitomate, que fue la primera especie vegetal modificada genéticamente, aprobada para producción comercial y consumo humano. Además 2008

existe otro elemento que ha determinado la posibilidad de que los transgénicos sean rebasados en muy poco tiempo y es la demanda continua por los consumidores de productos orgánicos libres de pesticidas y productos químicos, más compatibles con el medio ambiente (3).

“…Las plantas transgénicas, resistentes a enfermedades, ofrecen una gran promesa comercial para los productores de alimentos y para los consumidores…” Los beneficios que se les atribuyen a los AGMs están directamente relacionados con los objetivos de la modificación genética que, en general, se pueden clasificar en tres grupos: beneficios para los consumidores (responden mejor a las necesidades nutricionales y alimentarias, preven enfermedades, son portadores de vacunas, presentan mejores características sensoriales y aumento de la síntesis de macro y micro nutrientes), beneficios para los productores (son organismos genotípicamente mejor adaptados a factores ambientales adversos, presentan mayor tolerancia a sequías, alcalinidad o salinidad de superficies de cultivo, mayor capacidad fotosintética, aumento de la incorporación de nutrientes al terreno, crecimiento y desarrollo acelerado, resistencia a herbicidas y presentan reducción en costos y retardo en el proceso de maduración para tener mayor vida de anaquel, además de mejorías en términos de sabor, color y textura del alimento) y beneficios para el medio ambiente (permiten el uso más racional de la tierra, el agua y los nutrientes, y disminuyen el empleo de sustancias quimiotóxicas como fertilizantes o plaguicidas) (5, 7).

“…Los AGMs benefician directamente a los consumidores, a los productores y al medio ambiente…” Ejemplos de OGMs

Como hemos mencionado en párrafos anteriores, el desarrollo de OGMs se ha dado en diferentes campos y disciplinas, y actualmente contamos con animales, plantas y microorganismos con características y propiedades novedosas. Con la intención de comprender mejor la imporArtículos de Divulgación

7

tancia y/o aporte de los OGMs, a continuación mencionamos algunos ejemplos: A nivel biomédico, uno de los primeros genes blanco para generar un animal transgénico fue el gen que codifica para el canal del cloro responsable de la fibrosis quística. Los ratones como modelo de estudio han sido muy útiles en la investigación realizada sobre esta enfermedad. Son usados para comprender los mecanismos que llevan a ella, así como para probar tratamientos con drogas y desarrollar estrategias de terapia génica (2).

“…el desarrollo de los OGMs se ha dado en diferentes campos y disciplinas, y actualmente contamos con animales, plantas y microorganismos transgénicos…” Actualmente en México existen por lo menos 25 fármacos derivados de OGMs, además de importantes desarrollos como el de la insulina humana y la vacuna contra la hepatitis “B”, por mencionar algunos (8). Otros desarrollos transgénicos se han dirigido a mejorar las propiedades físicas, químicas o nutricionales en los alimentos. Hay muchas variedades vegetales transgénicas que resisten plagas, como el caso del maíz y el algodón, en los cuales se han insertado genes provenientes de la bacteria Bacillus thuringensis (Bt) los cuales producen proteínas insecticidas (toxinas) que actúan dañando el aparato digestivo de ciertos tipos de insectos plaga. Varios son los factores que han hecho posible su éxito en la agricultura. El más importante es su alta especificidad hacia el insecto blanco y su inocuidad para mamíferos, otros vertebrados, plantas e inclusive otros insectos benéficos (6).

que la generación de transgénicos es una solución única (6). En este sentido y por mencionar un ejemplo, ahora hay variedades de calabacita que son inmunes al ataque de ciertos virus (3). También destaca una variedad de jitomate transgénico diseñada para tener una maduración retrasada en sus frutos, lo cual retrasa su ablandamiento y hace posible que permanezca más tiempo fresco, aparte de que conserva su color, textura y sabor y puede almacenarse durante largos períodos sin que se produzcan cambios (3), y otra más en la que se han aumentado los niveles de carotenoides (luteína), antioxidantes que ayudan a prevenir algunos tipos de cáncer y precursores para la biosíntesis de vitamina A.

“…no existen compuestos antivirales efectivos, la generación de transgénicos es una solución única…” También existe un arroz transgénico, llamado “arroz dorado” que tiene incorporados genes de distintos vegetales, que le confieren un mayor contenido de betacaroteno y de fierro, útiles para la prevención y manejo de la anemia y la ceguera, patologías que son endémicas en algunas zonas del mundo (5). Existen reportes de estudios en una cepa de maíz con baja cantidad de ácido fítico (compuesto que disminuye la biodisponibilidad de hierro). El maíz transgénico obtenido tenía 35% menos ácido fítico que el silvestre. La ingestión de maíz modificado genéticamente y bajo en ácido fítico puede mejorar la absorción de hierro y por ende, la nutrición en poblaciones que consumen dietas basadas en maíz modificado (5).

“…Actualmente en México existen por lo menos 25 fármacos derivados de OGMs, además de la insulina humana y la vacuna contra la Hepatitis B…” De particular relevancia es el caso de la generación de resistencia a virus, ya que a diferencia de los insecticidas, fungicidas o antibióticos, no existen compuestos antivirales efectivos, por lo 8

Artículos de Divulgación

Fig. 2.- Cultivo de algodón resistente a plagas.

2008

“…destaca una variedad de jitomate transgénico de maduración retrasada… que ayuda a prevenir algunos tipos de cáncer…” Otra aplicación de los AGMs es la utilización de tierras marginales mediante la siembra de cultivos que pueden crecer bajo condiciones adversas como falta de agua, altas concentraciones de sal o alcalinidad (5). Actualmente existen papayos y otros frutales que toleran el aluminio tóxico de suelos ácidos y absorben mejor el fósforo disponible (3).

Usar o no usar OGMs: el dilema de hoy

Actualmente existe mucha resistencia con respecto a la generación y uso de OGMs, sin embargo, hay que destacar que a la fecha no se han demostrado científicamente daños provocados a la salud humana, animal, vegetal y al ambiente, con lo cual no se niega la indudable necesidad de contar con un marco jurídico preventivo que evite a toda costa los posibles riesgos que deriven de la utilización de OGMs. En esta dirección y desde hace más de quince años, organismos internacionales como la FAO (Organización para la Agricultura y la Alimentación), la OCDE (Organización para la Cooperación y Desarrollo Económicos) o la OMS (Organización Mundial de la Salud) han establecido grupos de trabajo para evaluar la seguridad para el consumidor de los AGMs (6). A la fecha, no existe evidencia científica que respalde la teoría de que, asociado al consumo de AGM se haya desarrollado alguna enfermedad o daño a largo plazo (5), o que implique un riesgo para la salud del consumidor, superior al que implica la ingestión del alimento convencional correspondiente (6).

“…a la fecha, no existe evidencia científica de que el consumo de AGMs implique un riesgo para la salud del consumidor…” Sin embargo, es muy importante aclarar que aún se deben definir los límites éticos para la manipulación de genes y la protección de zonas o países que, al no contar con 2008

los recursos y tecnología para desarrollar y explotar su propio potencial, pueda ser utilizado y patentado por quien posee las herramientas y capital, generando conflictos de desplazamiento de pequeños productores, de propiedad y patentes similar al generado en la industria farmacéutica (5). Es por ello que la comunidad internacional se organizó para crear un acuerdo que regule en específico este fenómeno. Así surgió el Protocolo de Cartagena sobre seguridad de la Biotecnología, mismo que entró en vigor en septiembre del año 2003. A pesar de que dicho acuerdo surge de un tratado absolutamente ambiental, el objetivo del Protocolo esta sustentado en el movimiento transfronterizo de OGMs. Regula además cuestiones como el etiquetado, manipulación, envasado y transporte de transgénicos. Es evidente que su vocación es de carácter comercial con lo cual se ha generado un gran número de diferencias ideológicas, científicas, políticas y por supuesto comerciales (8).

Fig. 3.- Maíz de alto rendimiento y baja concentración de ácido fítico.

Dada la importancia y complejidad de este fenómeno, es urgente que autoridades, sociedad civil y académicos, tomemos conciencia e impulsemos este sector en nuestro país, siempre bajo un debate científico y sin tomar decisiones fundadas en políticas de organizaciones no gubernamentales transnacionales que directa o indirectamente frenan a México. Por lo tanto, debido a la gran rapidez con la que se desarrollan nuevos productos biotecnológicos y la movilidad de los mismos, es Artículos de Divulgación

9

importante generar la información necesaria que permita desarrollar las medidas adecuadas para enfrentar este tipo de situaciones, así como la normatividad suficiente para regular su uso de manera responsable y segura. Indudablemente, el uso de los OGMs debe hacerse a partir de un riguroso análisis de los riesgos que puedan representar para el medio ambiente, la biodiversidad y la salud humana. Algunos de los factores que van a influir en los niveles de riesgo se relacionan con la modificación genética y cómo se llevó ésta a cabo, con el organismo modificado y con el ambiente en donde se pretende liberar. Por lo anterior, el análisis de riesgo debe hacerse “caso por caso y paso por paso”, considerando en todo momento el trinomio “modificación genética, organismo receptor y medio ambiente de liberación”.

“…Cada uno de nosotros debe hacer reflexiones sobre estos temas y exigir el uso adecuado de las nuevas tecnologías para el mejor aprovechamiento en beneficio de todos…” La comunidad científica está haciendo los esfuerzos correspondientes con el sincero propósito de resolver estos problemas, que sin duda están rodeados de intereses sociales y políticos, lo que resta es que cada uno de nosotros, como personas individuales y sociedad en general, hagamos reflexiones sobre estos temas, concluyamos y, en un momento dado, exijamos el uso adecuado de todas estas tecnologías para el mejor aprovechamiento en beneficio de todos. Glosario

ADN. Ácido Desoxirribonucleico. Principal componente del material genético en el que están codificados los genes. GEN. Segmento de un cromosoma que dirige la síntesis de una proteína específica. INGENIERÍA GENÉTICA. Conjunto de técnicas que permiten manipular el material genético para introducir, modificar o eliminar determinada información que afecta la síntesis de alguna proteína. OGM. Organismo al cual le han incorporado genes de otras especies para producir una característica deseada.

10

Artículos de Divulgación

Referencias 1) Madigan, M.T., J.M. Martinko, J. Parker. Brock. 2004. Biología de los Microorganismos. Décima Ed. Pearson Educación S.A. pp. 1063. 2) Meraz, M.A., C. Sánchez. 2001. Animales Modificados Genéticamente. La Herramienta del Futuro. Revista Digital Universitaria. Vol. 1, No. 3. 3) Solórzano Herrera, J. Pros y Contras de la Agricultura Transgénica. Revista Rompan Filas / familia, escuela, sociedad. Año 12 número 69 ISSN 0188-6320. 4) López-Wilchis, R., T. Kwiatkowska.2000. Ética y Ciencias Biológicas, Un Reto para el Tercer Milenio. Ciencia, Tecnología/Naturaleza. Cultura en el Siglo XXI. Univ. Autónoma MetropolitanaIztapalapa. Departamento de Biología, Departamento de Filosofía. 5) Reyes, M.S., J. Rozowski. 2003. Alimentos Transgénicos. Rev. Chil. Nutr. Vol. 30, No. 1. 6) Vidal, D.R. 2004. Presente y Futuro de los Alimentos Transgénicos. Sistema. Revista de Ciencias Sociales. No. 179-180. pp. 31-40. 7) Ponce, A., Álvarez, M. 2006. Los Alimentos Transgénicos, un tema de actualidad. http://www.monografias.com/trbajos39/ alimentostransgenicos. 8) Kubli-García, F. Movimiento Transfronterizo de Organismos Genéticamente Modificados. http:// www.bibliojuridica.org/libros/5/2332/15.pdf Ma. Elena Zavala Soto estudió Ingeniería Bioquímica en Alimentos en el Instituto Tecnológico de Celaya (ITC). Trabajó como Auxiliar de Investigación en diversos proyectos del Centro de Investigaciones y Estudios Avanzados (Cinvestav-IPN), U. Irapuato y en la industria en el área de Servicios y Asesoría en Biotecnología (TropiGen SA de CV). Ha impartido cursos de Posgrado de Técnicas Básicas de Biología Molecular y actualmente es Profesor Investigador del Centro de Investigación en Biotecnología Aplicada del IPN (CIBA-IPN, Tlaxcala) y realiza investigaciones de Mejoramiento Genético del hongo Metarhizium anisopliae. [email protected] Martha D. Bibbins Martínez cursó la licenciatura de Química Farmaceútica Bióloga en la Facultad de Química de la UNAM (mención honorífica). Realizó la Maestría en Ciencias (mención honorífica) y el Doctorado en la Univ. de Reading, Inglaterra. Cursó un posdoctorado en el Cinvestav U. Irapuato. Ha dirigido varios proyectos de investigación y tesis de maestría y de licenciatura. Actualmente es Profesor Investigador Titular C del Centro de Investigación en Biotecnología Aplicada del IPN (CIBA-IPN, Tlaxcala) y catedrático del Posgrado de Biotecnología Aplicada y realiza investigaciones de Mejoramiento Genético de Hongos. [email protected]

2008

La formación de las estrellas a través del tiempo Luis Felipe Rodríguez Jorge

E

l Universo se expande como un todo, por lo que las galaxias que lo forman quedan cada vez más separadas entre sí. En ciertas regiones, sin embargo, ocurre el proceso inverso y nubes de gas se contraen para formar nuevas estrellas y planetas.

En el principio

Existe consenso entre los astrónomos que el Universo se originó en una Gran Explosión que tuvo lugar hace aproximadamente 13 mil 700 millones de años. Durante los primeros minutos de su existencia ocurrieron diversos eventos que contribuyeron a definir su futuro.

“…el Universo se originó en una Gran Explosión que tuvo lugar hace aproximadamente 13 mil 700 millones de años…” En su origen, el Universo se conformó por un gas extremadamente denso y caliente que se expandió rápidamente y que estaba compuesto por átomos de hidrógeno y helio ionizados; es decir, con los núcleos separados de los electrones por la alta temperatura reinante. Ahora se sabe que además de esta materia “normal” estaban presen2008

tes partículas adicionales, cuya naturaleza aún no se entiende y que constituyen lo que se conoce como la materia oscura. Además de la materia normal y de la materia oscura, había grandes cantidades de ondas electromagnéticas. Pero además de denso y caliente, el Universo era entonces sumamente homogéneo, esto es sin regiones significativamente más densas que otras que rompieran la monotonía. Si el Universo hubiera mantenido siempre su gran homogeneidad, no estaríamos ahora discutiendo su naturaleza.

“… si el Universo hubiera mantenido siempre su gran homogeneidad, no estaríamos ahora discutiendo su naturaleza…” Desde su origen a la actualidad algo tuvo que propiciar el crecimiento de la heterogeneidad, porque los seres humanos, con una densidad promedio del orden de un gramo por centímetro cúbico (muy parecida a la densidad del agua), somos 10 a la 30 veces (un uno seguido de 30 ceros) más densos que la densidad promedio del Universo. Artículos de Divulgación

11

Y es que a través del tiempo, el Universo se hizo gradualmente más heterogéneo, más estructurado, con la mayor parte del espacio casi vacío y la mayor parte de la materia normal aglutinada en estrellas y planetas. Esto ocurrió porque el Universo era casi homogéneo. Desde su inicio había en él pequeñísimas “semillas” de heterogeneidad que fueron amplificadas por la fuerza atractiva de la gravedad hasta llegar a la situación actual.

“…La luz visible es el ejemplo más conocido de la radiación electromagnética…” La época de la recombinación y la producción de la radiación cósmica de fondo

Durante los primeros 400 mil años de la existencia del Universo, los átomos de hidrógeno y helio que formaban la materia normal estaban ionizados por la gran temperatura presente. Los electrones, que en condiciones como las de nuestro entorno están amarrados por las fuerzas eléctricas a los núcleos atómicos, vagaban libres por el espacio. Los electrones libres interaccionan muy fuertemente con las ondas electromagnéticas. La luz visible es el ejemplo más conocido de la radiación electromagnética, radiación formada por ondas. Otras longitudes de onda más grandes que la luz son las de radio y las infrarrojas, mientras que longitudes de onda más cortas que las de la luz son las ultravioletas, así como los rayos X y los rayos gama.

Es por esta fuerte interacción entre electrones libres y la luz que no podemos ver el interior del Sol. La energía que proviene de él se forma en su interior, pero al viajar a la superficie choca frecuentemente con los electrones y se desvía de su anterior trayectoria. Puesto que vemos la luz en el punto donde tuvo su última desviación, prácticamente en la superficie, vemos al Sol como si fuera una bola sólida, con una superficie bien definida.

“Mientras el Universo se mantuvo ionizado era muy opaco...” 12

Artículos de Divulgación

Mientras el Universo se mantuvo ionizado era muy opaco. Un hipotético observador en aquellos primeros cientos de miles de años se hubiera sentido como metido en una espesa niebla que no le permitía ver muy lejos. Pero pasados 400 mil años el Universo se había enfriado a unos 3 mil grados Kelvin, lo suficiente para que los electrones se juntaran con los núcleos atómicos y permanecieran unidos. A esta época se le conoce como la Época de la Recombinación. Al dejar de estar libres, los electrones pierden mucha de su capacidad de interaccionar con la radiación, por ello el Universo se hizo transparente. Lo sorprendente es que la astronomía moderna puede estudiar en gran detalle al Universo en esta Época de la Recombinación. Conforme observamos más lejos el espacio, vemos radiación electromagnética que llega de épocas más remotas. La radiación electromagnética viaja a la velocidad de la luz y esto convierte a los telescopios en el equivalente a una máquina del tiempo, aunque con la limitación de que sólo funcionan hacia el pasado y no hacia el futuro.

“…Lo sorprendente es que la astronomía moderna puede estudiar en gran detalle al Universo en esta Época de la Recombinación…” Lo más lejos que los astrónomos podemos observar en el espacio es precisamente este momento de recombinación, porque como ya se dijo (o sea, más lejos) el Universo era opaco. Lo que vemos a esa distancia (o bien en ese tiempo pasado, cuando el Universo tenía tan sólo 400 mil años de edad) es una “pared” de radiación que cuando se produjo era mayormente luz visible. Pero con la expansión del Universo estas ondas de luz se fueron estirando hasta transformarse en ondas de radio. De los 3 mil grados Kelvin que tenía la radiación en el momento de producirse, ahora es mucho mas fría, con una temperatura de sólo 2.7 grados Kelvin. Estas ondas de radio forman la llamada radiación cósmica de fondo, cuyo estudio es de gran importancia para físicos y astrónomos. Fue observada por primera vez en 1965 por los estadounidenses Robert W. Wilson y Arno Penzias, quienes recibieron el Premio Nóbel de Física 2008

por su descubrimiento en 1978. Las características detalladas de esta radiación, en particular su grado de heterogeneidad, fueron estudiadas con el satélite astronómico COBE (Cosmic Background Explorer, puesto en órbita por la NASA en 1989), cuyos líderes John C. Mather y George F. Smoot recibieron por estos trabajos el Premio Nóbel de Física en el año 2006.

Fig. 1. Imagen de las variaciones en la temperatura de la radiación cósmica de fondo obtenidas con el satélite WMAP (Imagen cortesía de la NASA).

Durante la Época de la Recombinación, aún cuando ya habían transcurrido 400 mil años del origen del Universo, éste aún era extremadamente homogéneo. Los estudios del satélite COBE indicaron variaciones en la temperatura de la radiación del orden de sólo cienmilésimas de grado Kelvin. En la figura 1 mostramos una imagen de las variaciones de la temperatura de la radiación cósmica de fondo sobre todo el cielo, obtenida por el satélite WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe, puesto en órbita por la NASA en el 2001).

de producir radiación, con lo que el Universo entró en una etapa que en inglés se conoce como “The Dark Age”, en analogía al periodo entre la antigüedad clásica y el renacimiento italiano, en el que las “luces” de las ciencias y de la cultura clásica se apagaron en Europa. A falta de un mejor término en castellano (nosotros nos referimos a esta época histórica simplemente como la Edad Media), traduciremos el término como la Época Oscura. Durante esta era, las pequeñas heterogeneidades que había en el momento de la recombinación se fueron amplificando por la fuerza de la gravedad. Esencialmente, las regiones que eran ligeramente más densas se contrajeron y atrajeron todo el gas en su entorno. En esta contracción gravitacional ayudó no sólo la materia normal, sino también la materia oscura, que si bien no ha sido identificada de manera directa, sí produce atracción gravitacional. Alrededor de 200 millones de años después del origen del Universo, los modelos teóricos indican que las heterogeneidades eran ya tan marcadas (ver la Fig. 2) que en estas regiones muy densas se produjo la formación de las primeras estrellas del Universo.

En las condiciones que existían entonces, las variaciones en la densidad eran proporcionales a las variaciones en la temperatura, lo cual nos indica un Universo aún muy homogéneo (las variaciones eran del orden de 0.000001 sobre 2.7).

“Al recombinarse los electrones con los núcleos, el Universo se hizo transparente y la radiación pudo viajar en línea recta a través de él.” La época oscura

Al recombinarse los electrones con los núcleos, el Universo se hizo transparente y la radiación pudo viajar en línea recta a través de él. Pero también la materia se enfrió y dejó 2008

Figura 2. Pasados 16 millones de años del origen del Universo, éste aún se mantenía muy homogéneo. Pero al llegar a los 140 millones de años, las heterogeneidades se hicieron más marcadas (zonas más oscuras en la figura) y finalmente alrededor de los 200 millones de años de edad del Universo se dio la formación de las primeras estrellas (zonas amarillas). (Imagen cortesía de T. Abel.)

Artículos de Divulgación

13

“Una vez que la gravedad controla la dinámica de una región, la contracción continúa hasta que aparece un nuevo elemento que la detiene” Las primeras estrellas y la época de la reionización

Como hemos dicho, el Universo se fue expandiendo como un todo, pero había en él regiones que por la atracción de la gravedad se hacían más y más compactas (digamos que iban a contrapelo de lo que ocurría en el Universo como un todo, contrayéndose mientras el Universo se expandía). Pasados unos cientos de millones de años del origen, en estas regiones gaseosas más densas se comenzaron a formar, por la contracción que produce la fuerza de la gravedad, las primeras estrellas. A su vez, estas primeras estrellas serían las semillas alrededor de las cuales se constituirían las galaxias (una de ellas sería nuestra propia galaxia, la Vía Láctea). Una vez que la gravedad controla la dinámica de una región, la contracción continúa hasta que aparece un nuevo elemento que la detiene. Este nuevo elemento es generado por la temperatura que va ganando la región en contracción; este aumento de temperatura produce un aumento de la presión, que finalmente contrarresta la gravedad, pero para cuando esto ocurre la región original se ha contraído millones de veces hasta formar una estrella. Estas estrellas debieron ser muy distintas a las que ahora existen, porque se formaron de aquel gas original, casi de puro hidrógeno y helio. Se cree que fueron estrellas con mucha más masa (materia) que las que se forman ahora, quizá con miles de veces la masa de nuestro Sol. Si bien inicialmente el incremento en la temperatura producido por la contracción fue suficiente para contrarrestar la gravedad, la estrella comenzó a enfriarse y la contracción continuó hasta que en el interior de la estrella comenzaron reacciones termonucleares que la recalentaron hasta lograr de nuevo una situación de equilibrio entre la fuerza atractiva de la gravedad y el efecto repulsivo de la gran presión en el interior de la estrella. En esta región, los átomos originales de hidrógeno y helio se 14

Artículos de Divulgación

fueron fusionando para formar carbono, nitrógeno, oxígeno y los otros elementos químicos que ahora conocemos. Luego, después de unos cientos de miles de años de formadas, estas estrellas explotaron y lanzaron al espacio aquellos elementos químicos indispensables para la vida (ver la figura 3). Ya en el espacio, el gas expulsado en estas explosiones se mezcló con el gas ahí existente, de modo que las siguientes generaciones de estrellas se formaron de un gas “enriquecido”, con elementos químicos diversos, superando la monótona composición química de hidrógeno y helio que caracterizó al Universo joven. En la actualidad seguimos presenciando explosiones similares de las estrellas de gran masa. A estas explosiones se les llama supernovas y se han observado tanto en nuestra galaxia como en otras galaxias.

“Estas primeras estrellas producían grandes cantidades de luz y radiación ultravioleta, lo cual volvió a ionizar al Universo”

Fig. 3. Visión artística de cómo pudo haber sido la época de la formación de las primeras estrellas. Las primeras estrellas explotarían luego como supernovas, enriqueciendo el medio con elementos químicos más pesados que el hidrógeno y el helio (imagen cortesía del STScI).

Estas primeras estrellas producían grandes cantidades de luz y radiación ultravioleta, lo cual volvió a ionizar al Universo. Es por esto que a la etapa de la formación de las primeras estrellas se le conoce también como la Época de la Reionización. 2008

“… es bien sabido que nuestro Sol no se formó en aquella primera generación de estrellas…” Así, las primeras estrellas no sólo sacaron con su luz y calor al Universo de la Época Oscura, sino que cambiaron la composición del Universo, creando una diversidad de elementos químicos que posteriormente permitirían, entre otras cosas, la aparición de la vida en la Tierra. De hecho, es bien sabido que nuestro Sol no se formó en aquella primera generación de estrellas (evento que tuvo lugar hace alrededor de 13 mil 200 millones de años), sino mucho después, hace aproximadamente 4 mil 600 millones de años. Cuando el Sol se formó ya existían en el gas espacial los elementos químicos necesarios para la formación de los planetas y, en ellos, de la vida. En la figura 4 mostramos un esquema que resume los momentos más importantes en la historia del Universo.

La formación estelar hoy

El estudio del tema de las primeras estrellas es apasionante, pero aún es muy poco lo que

se conoce. Como esto ocurrió en el pasado remoto, sólo las podríamos detectar y estudiar muy lejos de nosotros y como es de esperarse, es más difícil estudiar lo que está lejos que lo que está cerca. Afortunadamente, la formación de nuevas estrellas continúa en el Universo actual. Sin embargo, esto no está ocurriendo en todas partes del espacio. En primer lugar, como hemos mencionado, la mayor parte de la materia normal se encuentra en galaxias, familias de cientos de miles de millones de estrellas que son como los “ladrillos” básicos del Universo. Las galaxias se dan en dos grandes tipos: las galaxias elípticas y las espirales (ver la figura 5). Existe también la categoría de las galaxias irregulares, para todo lo que no cae en las dos clases anteriores, pero no necesitamos discutir esta categoría para los propósitos de este artículo.

“Las galaxias se dan en dos grandes tipos: las galaxias elípticas y las espirales…”

Fig. 4. Esquema artístico que muestra los momentos más importantes en la historia del Universo (imagen cortesía de Caltech).

2008

Artículos de Divulgación

15

En la actualidad, la formación estelar sólo se da de manera vigorosa en las galaxias espirales y no en las elípticas. ¿Por qué? Las galaxias espirales tienen mucha rotación y se cree que la fuerza centrífuga que produce la rotación ha impedido que en el pasado todo el gas disponible en estas galaxias se haya contraído para transformarse en estrellas. Es decir, la rotación presente en estas galaxias ha dosificado la formación estelar permitiendo que persista hasta el día de hoy. En contraste, las galaxias elípticas casi no rotan y se cree que esto permitió, en la época de su formación, un derroche de actividad de formación estelar que llevó a que se agotara el gas disponible y a que en la actualidad prácticamente no formen estrellas.

Fig. 5. Las galaxias espirales (izquierda) tienen bastante rotación mientras que las elípticas (derecha) no. Se cree que esta diferencia es uno de los factores que determinan que la formación estelar se siga dando hoy en día en las espirales y ya no en las elípticas.

Un acercamiento a la formación estelar

De lo anterior se puede concluir que si queremos estudiar con detalle cómo se forman las estrellas, tendremos que enfocar parte de nuestros esfuerzos al estudio de aquéllas que se están formando en la actualidad, muchas de ellas en relativa cercanía al Sol. Por ejemplo, en términos de distancia, las estrellas que se están formando ahora en la nebulosa de Orión (a una distancia de 1,500 años-luz) están 10 millones de veces más cerca que aquellas primeras estrellas del Universo muy joven. Para entender cómo se forman y cómo cambian en el tiempo las estrellas es necesario, primero, entender qué son y cómo funcionan. Para tener un punto de referencia, tomaremos como estrella típica a nuestro Sol. De hecho, nuestro Sol es una estrella bastante común: ni muy grande ni muy pequeña. 16

Artículos de Divulgación

“..Las estrellas se forman en la actualidad con distintas cantidades de masa, desde aproximadamente una décima de la masa del Sol, hasta unas 100 veces la masa del Sol. Las estrellas se forman en la actualidad con distintas cantidades de masa, desde aproximadamente una décima de la masa del Sol, hasta unas 100 veces la masa del Sol. Uno pensaría, a primera aproximación, que mientras más masa tenga la estrella, más combustible termonuclear tendrá y más tardará en morir. Pero en realidad lo que ocurre es que las estrellas masivas, si bien tienen una mayor cantidad de combustible para quemar, lo queman muy rápidamente, de modo que mientras una estrella como el Sol vivirá unos 10 mil millones de años (nuestro Sol está entonces aproximadamente a la mitad de su vida), una estrella con 100 veces la masa del Sol vive solamente alrededor de un millón de años. En esto las estrellas difieren de los seres vivos, que como regla general viven más mientras más masivos son (esto es, los elefantes viven más que los ratones y éstos más que las moscas). Por otra parte, sabemos que el Universo se formó hace unos 13 mil 700 millones de años, pero existen actualmente estrellas muy masivas que por su relativa corta vida se tuvieron que haber formado en el pasado relativamente reciente (digamos, hace sólo unos millones de años). Esto quiere decir que la formación de las estrellas no ocurrió sólo en el pasado muy remoto, sino que ha continuado dándose a lo largo de la vida del Universo, si bien de manera dominante en las galaxias espirales.

“Es en estas nubes cósmicas... en las que ocurre en la actualidad el nacimiento de las nuevas estrellas” En nuestra galaxia, que es del tipo espiral y por lo tanto con formación de estrellas en la actualidad, mucho del espacio entre las estrellas está muy vacío y no parece posible formar una estrella juntando al tenue material que normalmente existe entre las estrellas. Sin embargo, en algunas regiones del espacio existen unas 2008

“nubes” de gas y polvo cósmico que son mucho más densas que el medio normal (ver la figura 6). Les llamamos nubes porque nos recuerdan a las nubes atmosféricas, aunque estas últimas miden sólo cientos de metros, mientras que las nubes cósmicas miden años-luz.

muchas estrellas y de hecho lo están haciendo. ¿Pero, cómo podemos investigar lo que ocurre en el interior de estas nubes oscuras si, como acabamos de decir, son opacas a la luz? Afortunadamente, durante el siglo XX los avances en la radioastronomía y la astronomía infrarroja han permitido estudiar el interior de estas nubes. La razón de esto es que el polvo cósmico, que es lo que hace a las nubes opacas a la luz, es relativamente transparente a las ondas de radio y a las ondas infrarrojas. Digamos que la situación es similar a la de estudiar a un ser humano en gestación dentro del seno materno: no lo podemos ver a simple vista, pero sí con la ayuda de los rayos X o el ultrasonido.

“Es la gravedad la que se encarga de comprimir a las relativamente difusas nubes de gas del espacio interestelar en nuevas estrellas” Gracias principalmente a la radioastronomía y a la astronomía infrarroja, así como al trabajo de muchos astrónomos teóricos, se ha podido desarrollar un paradigma que nos guía en cuanto a lo que ocurre cuando se forma una estrella similar al Sol.

La formación de las estrellas de tipo solar Fig. 6. Nube molecular en nuestra galaxia. Es en el interior de estas nubes donde se forman las nuevas estrellas (imagen cortesía del STScI) .

Es en estas nubes cósmicas, mucho más densas que el medio típico entre las estrellas, en las que ocurre en la actualidad el nacimiento de las nuevas estrellas. A estas nubes se les llama indistintamente oscuras (porque la luz no las atraviesa y no nos dejan ver lo que hay atrás o adentro de ellas) o bien moleculares (porque son muy frías y el gas que hay en ellas está en la forma de moléculas como el hidrógeno molecular, el monóxido de carbono, el vapor de agua y el amoníaco, entre otras). Estas nubes, sobre todo las más grandes, contienen frecuentemente hasta millones de veces la masa del Sol, así que pueden formar 2008

Como en la primera generación de estrellas, es la gravedad la que se encarga en la actualidad de comprimir a las relativamente difusas nubes de gas del espacio interestelar en nuevas estrellas. Pero estas nubes en contracción tienen un poco de giro, un poco de rotación. A esta propiedad de los cuerpos se le llama el momento angular. El momento angular de una nube hace que conforme caiga más gas hacia la protoestrella (llamémosla así porque aún no se dan los procesos termonucleares que definen a las estrellas), éste venga de puntos más lejanos que giran más rápidamente respecto a la protoestrella. Cuando algo gira aparece la fuerza centrífuga, que hace que las cosas que giran se quieran alejar del centro (esto es lo que aprovecha alguien que trata de hacer una pizza, dándole vueltas en el aire para que se extienda y se haga más grande). Artículos de Divulgación

17

Fig. 7. Imagen artística de una estrella en formación. Al centro está la protoestrella. El gas cae al disco de acreción que rodea a la estrella y de ahí cae en espiral a la estrella. Los planetas se formarán del material que hay en el disco. Al mismo tiempo, el disco produce chorros de gas que salen a gran velocidad.

Este efecto produce que el gas ya no caiga directo a la protoestrella, sino a su alrededor formando un disco delgado y en rotación. Este gas permanecería ahí por siempre y se cebaría la formación de la estrella, si no apareciera otro proceso de la naturaleza que se encarga de permitir que el gas que cae primero al disco, vaya después cayendo en espiral hacia la protoestrella. En resumen, para que el gas que gira alrededor de la protoestrella caiga en ella y la “engorde” es necesario que este gas se deshaga del momento angular. La manera en que esto sucede permaneció como un enigma hasta la década de los ochenta del siglo pasado, cuando varios grupos de astrónomos (entre ellos un grupo mexicano) descubrieron que las estrellas jóvenes expulsan al espacio circundante parte del gas que les está cayendo de los alrededores (ver la figura 7). Estas expulsiones (o eyecciones, como también se les llama en la literatura) se llevan el momento angular excedente para permitir que el gas caiga a la protoestrella y la haga crecer.

“Estas expulsiones… se llevan el momento angular excedente para permitir que el gas caiga a la protoestrella y la haga crecer.” 18

Artículos de Divulgación

Fig. 8. Imagen del Telescopio Espacial Hubble del objeto Herbig-Haro 111. Descubiertos en los años cincuenta del siglo pasado en el Observatorio de Tonantzintla, estos objetos aparecen como chorros de gas que son expulsados por las estrellas muy jóvenes.

Estas expulsiones de gas ocurren a gran velocidad, cientos de kilómetros por segundo, y producen fenómenos muy vistosos en los alrededores de la protoestrella. También se sabe que las expulsiones ocurren preferentemente en la forma de dos chorros que se mueven en dirección opuesta y que son muy colimados (o sea, que permanecen moviéndose en una dirección, como el agua que sale de una manguera). Los llamados objetos Herbig-Haro, descubiertos en la década de los cincuenta del siglo XX por el estadounidense George Herbig y el mexicano Guillermo Haro y que permanecieron sin ser entendidos por varias décadas, son una de las manifestaciones de estas eyecciones de gas, que al chocar con nubes que existen en el espacio donde se forman las estrellas, producen ca2008

lentamiento del gas y emisión de radiación (ver figura 8). Se dice que el disco y el chorro tienen una relación simbiótica (se benefician el uno del otro). El chorro extrae energía y momento angular del disco, y esto permite que el gas en el disco continúe su caída hacia la estrella.

Los retos del futuro

Nuestro entendimiento de la formación estelar ha avanzado espectacularmente en las últimas décadas. Hay que aclarar que esto ha ocurrido principalmente en lo que se refiere a las estrellas de masa similar a la del Sol que se forman en la actualidad. En el caso de las estrellas de este tipo, el gran reto es comprender cómo es que alrededor de la estrella y a partir del disco protoplanetario se condensan los planetas. Se conocen alrededor de 250 estrellas que están acompañadas por planetas (ver http://exoplanet.eu para una lista actualizada de los planetas exosolares o sea externos a nuestro Sistema Solar). Sin embargo, casi todos estos planetas son grandes esferas de gas como Júpiter, pero que se encuentran más cerca de sus respectivos soles que la Tierra del Sol, mientras que en nuestro Sistema Solar los grandes planetas gaseosos, como Júpiter y Saturno, están en las afueras. Obviamente, la naturaleza no repitió en todas las estrellas lo que ocurrió en nuestro Sistema Solar y se requiere mucho trabajo observacional y teórico para comprender cómo es que se forman los planetas alrededor de las estrellas.

“Nuestro entendimiento de la formación estelar ha avanzado espectacularmente en las últimas décadas.” Además de entender cómo ocurre la formación de los planetas en las estrellas de tipo solar, nos falta explorar y conocer la formación, en el presente, de las estrellas mucho más y mucho menos masivas que el Sol. Es tentador extrapolar y proponer que todas las estrellas, no sólo las de tipo solar, se forman mediante el mecanismo de disco protoplanetario que hemos comentado. Pero la verdad es que no estamos seguros de que éste sea el caso y esta incógnita constituye una de las siguientes fronteras en el tema de la formación estelar, en cuya solución trabajamos muchos astrónomos y en la que de nuevo los grupos mexicanos juegan un papel destacado a nivel internacional. 2008

Para formar una estrella que tenga unas cien veces la masa de Sol necesitamos que el núcleo protoestelar vaya creciendo más y más. Pero el problema que tenemos es que al crecer la estrella se hace tan luminosa que su misma luz intensísima detiene la caída de más gas, y en principio la estrella no debería de crecer más allá de diez veces la masa del Sol. Sin embargo, sabemos que en la actualidad existen estrellas tan pesadas como 100 veces la masa del Sol. Se ha especulado que quizá es necesario formar muchas estrellas, cada una con 10 veces la masa del Sol, y luego fusionarlas para formar una gran estrella. Pero la verdad es que este mecanismo se considera muy improbable. Así que simplemente no sabemos cómo se forman las estrellas más grandes del cielo, las luminarias más espectaculares que alumbran el espacio.

“Prácticamente no hay datos que nos permitan confrontar la realidad con los modelos de la formación de las primeras estrellas en el Universo.” Igualmente, tenemos problemas para entender cómo es que se forman las estrellas muy pequeñas, de muy baja masa. Como parte de estos estudios astronómicos se ha descubierto que existen unos cuerpos de tan baja masa que no podemos llamarlos estrellas, pero que rebasan, con mucho, las masas de los planetas, de modo que podemos pensar en ellos como unos cuerpos que se hallan entre las estrellas y los planetas. Se trata de las llamadas enanas marrón que tienen masas entre 0.01 y 0.1 veces la masa del Sol. Estos cuerpos no pueden ser considerados planetas porque a diferencia de éstos sí logran iniciar procesos termonucleares en su interior, pero tampoco se les considera estrellas porque estos procesos duran muy poco (sólo están presentes al principio de la vida de la enana marrón) y luego se apagan, dejando a la enana marrón como si fuera un planeta gigantesco, ya sin producir energía propia. ¿Se forman las enanas marrón como estrellas (o sea, como un núcleo protoestelar) o como planetas (o sea, en un disco alrededor de dicho núcleo)? Tenemos problemas bajo cualquiera de las dos suposiciones. Si se forArtículos de Divulgación

19

man como una estrella normal, se sabe que en general hay mucho más material disponible que el que forma a una enana marrón. ¿Por qué entonces no siguen creciendo (acrecentando masa) hasta llegar a ser una estrella normal? Quizá algo trunca su crecimiento, pero no sabemos a ciencia cierta qué es. Por otro lado, si se forman como planetas, ¿por qué las encontramos también libres en el espacio y no sólo alrededor de una estrella normal (como ocurre en el caso de los planetas)? Por último, prácticamente no hay datos que nos permitan confrontar la realidad con los modelos teóricos de la formación de las primeras estrellas en el Universo temprano. Los países desarrollados están planeando una nueva generación de telescopios ultrasensitivos que permitan estudiar este remoto y antiguo fenómeno. El estudio de la formación y evolución de las estrellas de tipo solar nos ha llevado a avanzar notablemente en nuestro conocimiento de la formación del Sol y de todo nuestro Sistema Solar. Ahora queremos entender mejor cómo se forman todas las estrellas, ya no sólo las de tipo solar, sino también de las pequeñas y de las grandes estrellas: ¿cómo fue la formación en el pasado remoto de las primeras generaciones de éstas? La formación de estrellas y de sus planetas acompañantes es uno de los procesos más importantes de la naturaleza. Al comprender mejor este proceso más nos acercamos al conocimiento de nuestros propios orígenes. Glosario

Ionización: proceso por el cual un electrón es arrancado a un átomo. Esto puede ocurrir mediante el choque con otra partícula o bien con un fotón de suficiente energía. El proceso inverso es el de recombinación. Longitud de onda: distancia entre dos máximos consecutivos en una onda. Materia oscura: componente del Universo que posee fuerza gravitacional como la materia normal, pero que es de naturaleza distinta (y aún no entendida) a la de la materia normal. Onda electromagnética: oscilaciones eléctricas y magnéticas que se propagan por el espacio llevando energía y momento. La luz es un ejemplo de onda electromagnética. Radiación cósmica de fondo: radiación que se produjo cuando el Universo joven se enfrió lo suficiente para que

20

Artículos de Divulgación

los electrones libres y los iones se juntaran en la Época de la Recombinación. Originalmente esta radiación se produjo como ondas de luz visible pero ahora se observa en la forma de ondas de radio. Recombinación: proceso por el cual un electrón libre se junta a un ión. El proceso inverso es el de ionización.

Bibliografía 1. Matos, T. (2004). ¿De qué está hecho el Universo?: Materia Oscura y Energía Oscura, Colección La Ciencia para Todos, México, D. F.: Fondo de Cultura Económica. 2. Peimbert, M.(2006). La Evolución en la Astronomía, México, D. F.: El Colegio Nacional. 3. Poveda, A., Rodríguez, L. F., y Peimbert, M. (2004). Siete Problemas de la Astronomía Contemporánea, México, D. F.: El Colegio Nacional. 4. Weinberg, S. (1999). Los Tres Primeros Minutos del Universo, Madrid, España: Alianza Editorial. 5. De manera general se recomiendan los títulos de astronomía que han salido en la serie “La Ciencia para Todos”, del Fondo de Cultura Económica. Luis Felipe Rodríguez Jorge , es investigador del Instituto de Radio Astronomía de la UNAM; realiza investigación principalmente sobre el nacimiento y juventud de las estrellas, sobre las fuentes galácticas de rayos X, en la que él y otros astrónomos mexicanos han realizado contribuciones fundamentales. Entre ellas se cuentan el descubrimiento de los flujos bipolares en estrellas jóvenes (1980), la elucidación del mecanismo que excita a los objetos HerbigHaro (1981, 1985), y la aportación de evidencia de discos protoplanetarios en estrellas jóvenes. El trabajo realizado en los últimos 20 años por él y sus colaboradores en el área de formación estelar es considerado de punta mundialmente y no es exagerado afirmar que el conocimiento de los procesos que caracterizan la formación estelar debe mucho a las aportaciones del grupo mexicano, cuyo líder es el doctor Rodríguez Jorge. Sus artículos científicos, más de 316, han recibido más de 4000 referencias en la literatura especializada. Obtuvo el Premio Robert J. Trumpler de la Sociedad Astronómica del Pacífico, el Premio Bruno Rossi de la Sociedad Astronómica Americana, el Premio de Física de la Academia de Ciencias del Tercer Mundo (TWAS) y, en nuestro país, el Premio de la Academia Mexicana de Ciencias, el Premio Universidad Nacional, el Primer Premio Ricardo J. Zevada, y el Premio Nacional de Ciencias. [email protected]

2008

Mal de Parkinson:

Un fragmento no tóxico de la toxina tetánica: probable alternativa en la terapéutica de esta enfermedad Ilhuicamina Daniel Limón, Aleidy Patricio, Liliana Mendieta, Berenice Venegas, José Aguilera e Isabel Martínez

L

as enfermedades neurodegenerativas se caracterizan por la pérdida progresiva e irreversible de neuronas en regiones específicas del cerebro. James Parkinson propuso por primera vez en 1917 una enfermedad denominada “Parálisis agitante o parálisis temblorosa” la cual ahora lleva su nombre. Los síntomas característicos de la Enfermedad de Parkinson (EP) son: la bradicinesia, que se observa como lentitud y escasez de movimientos, la rigidez muscular del tronco y las extremidades dando como resultado posturas anormales, temblor en reposo, y trastornos del equilibrio postural, lo que genera alteraciones en la iniciación de la marcha y pérdida del equilibrio con caídas frecuentes (figura 1). La EP es la segunda enfermedad neurodegenerativa más común ya que afecta del 1 al 2% de las personas mayores de 65 años de edad. En México se presenta en poco más de 50 personas por cada 100 mil habitantes, con prevalencia en el sexo masculino, según el Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía. En el laboratorio de Neurofarmacología de la

2008

BUAP, Parra Cid en el 2003 presentó un estudio fármaco epidemiológico de la incidencia de la EP en Puebla, realizado en tres unidades hospitalarias y reportó 54 casos entre los años 20002001. La mayor prevalencia fue en hombres mayores de 66 años.

Figura 1. Síntomas clásicos de la Enfermedad de Parkinson. Rigidez, temblor, trastorno en equilibrio postural y dificultad al caminar.

“…En Puebla, entre los años 2000-2001 se reportaron 54 casos de EP. La mayor prevalencia fue en hombres mayores de 66 años…” Artículos de Divulgación

21

Si bien la etiología de la EP es principalmente idiopática (99.0 %), también se han asociado como factores de riesgo la exposición a contaminantes ambientales como insecticidas o metales pesados. Sólo 1% de los casos es de tipo genético, se han descrito dos mutaciones, una localizada en el gen de la proteína α-sinucleína en el cromosoma 4 y otra en el gen parkina, ubicado en el cromosoma 6 de las personas con parkinsonismo juvenil. Posteriormente se localizaron otras mutaciones genéticas en el cromosoma 2 (parkin 3) y en el cromosoma 4 (parkin 4), dichas mutaciones inducen disfunción celular, lo que conduce a la muerte neuronal. En 1960, Oleh Hornykiewicz encontró en cerebros de pacientes parkinsonianos una disminución severa de los niveles de dopamina (DA) -un neurotransmisor necesario para las conductas motoras-, en el núcleo caudado y putamen. Estos hallazgos dieron la pauta a que la terapia para dichos pacientes fuese a base de DA; a pesar de no atravesar la barrera hematoencefálica. En estos años, Arvid Carlsson inició una serie de experimentos utilizando la reserpina (una sustancia natural que se extrae de la raíz Rauwolfia serpentina y que vacía las vesículas de DA de las terminales nerviosas) produciendo un estado de parkinsonismo en animales de laboratorio, observando una gran disminución de movimientos espontáneos los cuales mejoraron al tratarlos con L-Dopa (el precursor de DA). Concluyó que las alteraciones causadas por la reserpina eran semejantes a la EP. Además mostró que la L-Dopa normalizaba los niveles de DA en zonas del cerebro carentes de este neurotransmisor. A partir de estas innovaciones se introdujo la L-Dopa en la terapéutica, la cual dio impresionantes mejorías en los pacientes y sigue siendo el fármaco por excelencia en esta patología. Si bien en los primeros años de tratamiento con la L-Dopa se generan grandes beneficios, ya que se revierte la acinesia y el temblor, dando como resultado la mejoría en los movimientos de estos pacientes. El problema surge después de varios años de tratamiento con l-dopa, ya que comienza a ser ineficaz y genera otros problemas motores, tales como las discinesias que se presentan 22

Artículos de Divulgación

como movimientos involuntarios anormales de las extremidades superiores o inferiores (Obeso y cols., 2000). Además, se genera un deterioro cognitivo debido a su posible efecto neurotóxico (Mendieta y cols. 2004). Por ello se recomienda el uso de L-Dopa, pero no al inicio del tratamiento, sino después del uso de fármacos anticolinérgicos o agonistas dopaminérgicos, entre otros.

“…La L-Dopa produce mejorias en la Enfermedad de Parkinson, sin embargo no logra disminuir la muerte neuronal…” Los fármacos anticolinérgicos son empleados para disminuir el desequilibrio entre la DA y la acetilcolina, como el biperideno y trihexifenidilo los cuales mejoran algunos síntomas al inicio de la patología, sin detener el progreso de la enfermedad. Otras alternativas son los inhibidores de las enzimas encargadas del metabolismo de la DA, como la monoaminoxidasa-B (MAO-B) y la catecol-orto-metiltransferasa (COMT), que llevan al incremento de los niveles de DA, como la selegilina facilitando las conductas motoras.

“…Es necesaria la busqueda de nuevos fármacos neuroprotectores que atenuen la muerte neuronal en la EP…” En los últimos años se ha sugerido el uso de antagonistas A2A y derivados de las xantinas como la cafeína para mejorar la sintomatología en la EP. Recientes estudios proponen el uso de factores neurotróficos, un grupo de proteínas que regulan el número de neuronas, plasticidad y diferenciación celular. Uno de los más importantes por sus propiedades de inducir efectos neuroprotectores es el factor neurotrófico derivado de células gliales (GDNF), ya que no sólo promueve la supervivencia sino que contrarresta la muerte neuronal. Además, ha mostrado tener efectos neurorestauradores en modelos de EP, esto debido a que activa a receptores Trk, involucrados en la supervivencia y diferenciación celular, activando diferentes cascadas de señalización. Sin embargo, aunque el GDNF parece ser atractivo en la terapéutica de EP, no 2008

puede atravesar la barrera hematoencefálica, por lo que es necesario su administración local (Maxim M. y Mart., 2007). Debido a que los tratamientos hasta el momento no han detenido el proceso neurodegenerativo, actualmente se están buscando nuevos fármacos que ayuden tanto a retardar la muerte neuronal y/o a mejorar las funciones motoras de los pacientes parkinsonianos.

“…El GDNF y el fragmente Hc-TeTx inducen sobrevivencia celular…” Recientemente, se propone como una nueva alternativa al fragmento C-terminal de la tóxina tetánica (Hc-TeTx) como un agente neuroprotector, ya que se ha mostrado que es un fragmento atóxico de la toxina tetánica que puede ser transportado retroaxonalmente y acumularse en el Sistema Nervioso Central (SNC), conduciendo a la especulación de que fragmento Hc-TeTx se puede utilizar como un portador neurotrófico, además de poseer propiedades de transporte retro-axonal que le permiten llegar a todos los sistemas neuronales. Al evaluar los efectos del fragmento Hc-TeTx in-vitro, se encontró que disminuye la muerte de neuronas dopaminérgicas en cultivos. Actualmente, los primeros estudios sobre sus efectos en modelos animales han mostrado mejorías motoras (Mendieta, 2006), lo que ha alentado a continuar investigando sus efectos neuroprotectores.

La toxina tetánica es producida por la bacteria Clostridium tetani, causante del tétanos, una enfermedad que induce una fuerte contracción muscular conocida como parálisis espástica. Pertenece a la larga familia de las neurotoxinas clostridiales (NTC) y actúa sobre el sistema nervioso central y periférico, sin embargo la cadena ligera (L-TeTx) es la responsable de efecto tóxico. Recientes estudios han demostrado que un fragmento inocuo de esta toxina (Hc-TeTx) disminuye la muerte neuronal en cultivos celulares frente a MPP+.

2008

El fragmento c-terminal de la toxina tetánica como una estrategia farmacológica

La toxina tetánica (TeTx) es una de las más letales, es la responsable de inhibir la liberación de neurotransmisores, lo que induce la enfermedad conocida como tétanos. El dominio C-terminal es el que permite la unión de la TeTx a la membrana celular del SNC y periférico (SNP), entrando a las terminales neuronales por endocitosis y siendo transportada retroaxonalmente hasta las neuronas intercalares inhibidoras de la medula espinal (Schiavo, 1992), induciendo fuertes contracciones. El precursor de la TeTx es una cadena polipeptídica con un peso molecular aproximado de 150 kDa. La forma activa se produce por la hidrólisis del enlace peptídico produciendo dos cadenas unidas por un puente disulfuro: la cadena ligera L-TeTx (N-Terminal) de 50 kDa y la cadena pesada H-TeTx (C-terminal) de 100 kDa (figura 2). Posteriormente, la H-TeTx es cortada por una proteasa (papaína) produciendo dos fragmentos: el fragmento HN-TeTx y el fragmento Hc-TeTx. Tanto la TeTx y el fragmento HcTeTx entran a las terminales nerviosas por endocitosis. Se ha demostrado que el fragmento HcTeTx puede ser transportado por las neuronas de manera similar a la toxina nativa sin ocasionar los síntomas clínicos (Bizzini y cols., 1997). Por esta razón, este fragmento se pudiera utilizar como vehículo eficiente para transportar productos exógenos como lo son algunos fármacos.

Figura 2. Esquema de la obtención del fragmento HcTeTx a partir de la toxina tetánica.

Artículos de Divulgación

23

Para entender la acción del fragmento HcTeTx en SNC se evaluó en cultivos celulares, lo que llevó al hallazgo de que dicho fragmento activa cascadas de señalización como los factores de crecimiento (NGF o BDNF), que mejoran los procesos de supervivencia celular. Estudios realizados por el grupo de Aguilera (comunicado personal) dieron las primeras evidencias de los efectos del Hc-TeTx frente al daño por MPP+ y determinaron que prolonga la supervivencia celular posiblemente por la acción protectora del fragmento, es por ello que el estudio de éste permitirá evaluar si ejerce un efecto neuroprotector y mejora las conductas motoras en un modelo in vivo.

“…La conducta de giro ha mostrado ser un modelo eficaz para evaluar nuevos fármacos antiparkinsonianos…”

En experimentos in vitro, realizados por el grupo del Dr. Aguilera, mostraron que al aplicar el fragmento Hc-TeTx en neuronas granulares de cerebelo a las cuales se les indujo muerte por estrés, éstas sobreviven más que las no tratadas, ya que se activan vías de protección frente al daño de forma similar al efecto causado por factores de crecimiento celular (ChaibOükadour y cols., 2004). Por ahora, nuestros resultados refuerzan la hipótesis del posible efecto como antiparkinsoniano del fragmento Hc-TeTx, ya que mejora las conductas motoras, y posiblemente retarde el proceso neurodegenerativo. Sin embargo, es necesario continuar con el estudio de sus efectos, tanto en modelos in-vitro como in- vivo, para poder dilucidar su mecanismo de protección y sus efectos en el modelo de lesión unilateral con 6-OHDA.

Por otra parte, la 6-Hidroxidopamina (6OHDA) es una neurotoxina que resulta útil para estudiar la fisiopatología y nuevas terapéuticas para la EP. Esta sustancia, al ser inyectada de forma unilateral, produce una asimetría motora en los animales, la cual puede ser evaluada por medio de la prueba de conducta de giro. Esta última se evalúa al administrar metanfetamina, produciendo la liberación de DA e induciendo giros dirigidos hacia el lado lesionado (ipsilaterales). Dicha prueba refleja la lesión dopaminérgica en la SNpc y estriado asociado con una pérdida neuronal de aproximadamente un 90%. En el 2006, en el Laboratorio de Neurofarmacología FCQ-BUAP, Mendieta mostró que la administración del fragmento Hc-TeTx a diferentes dosis mejora las conductas motoras en ratas lesionadas con 6-OHDA en vías nigroestriatales, entre las cuales los mejores resultados se encontraron a la dosis de 2 μM (figura 4). Los resultados que se obtuvieron en el modelo anterior nos indican que el número de giros ipsilaterales disminuye en las ratas administradas con Hc-TeTx/6OHDA en comparación del grupo administrado sólo con 6-OHDA. Esta información muestra que hay mejorías motoras en el modelo de EP, probablemente debido a que esta fracción ayuda a incrementar la eficacia en la neurotransmisión dopaminérgica y a su efecto neuroprotector. 24

Artículos de Divulgación

Figura 3. Número total de giros ipsilaterales durante la prueba de asimetría motora. Los grupos Hc-TeTx/6OHDA a una dosis de 2 μM del fragmento muestran una disminución significativa del número total de giros en 60 min respecto a su control 6-OHDA.

2008

“…El fragmento Hc-TeTx ha mostrado activar vías de sobrevivencia celular y mejorar conductas motoras en modelos animales de EP…” Actualmente, en el laboratorio se desarrollan diversos experimentos en modelos de asimetría motora, con la finalidad de encontrar mas evidencias del papel trófico del fragmento Hc-TeTx en el sistema dopaminérgico en las conductas motoras en ratas hemiparkinsonianas. Los resultados han sido favorables hasta el momento, lo que abre nuevas expectativas para seguir con el estudio de dicho fragmento. Glosario

Acinesia: Ausencia o pérdida del poder de realizar movimientos voluntarios. Barrera hematoencefálica: Mecanismo selectivo que se opone al pasaje de la mayoría de los iones y compuestos con moléculas grandes desde la sangre al tejido cerebral localizado en una capa continua de células endoteliales unidas estrechamente. Endocitosis: Proceso por el cual una célula incorpora material por invaginación de la membrana plasmática. Espasmo muscular: Contracción muscular involuntaria; aumento de la tensión y disminución de longitud de un músculo que no puede liberarse voluntariamente y que impide el alargamiento de los músculos afectados. Metabolito: Cualquier producto del metabolismo, especialmente del catabolismo. Neurotransmisor: Sustancia química sintetizada por las células nerviosas y utilizada para comunicarse con otras células, inclusive nerviosas y musculares. Nigroestriado: Que guarda relación entre la conexión eferente de la sustancia negra y el cuerpo estriado. Proteasa: Enzima que fragmenta las proteínas en partes más pequeñas. Transporte retroaxonal: Transporte de materiales desde la terminal nerviosa al soma, por ejemplo: los factores de crecimiento nervioso que son transportados al cuerpo celular y estimulan el crecimiento neuronal.

Bibliografía 1. Bizzini B., Stoeckel K., Schwap M., (1977) “An antigenic polipeptide fragment isolated from tetanus toxin: chemical characterization, binding to gangliosides and retrograde axonal transports in various neuron systems”, J. Neurochem, 28: 529-542. 2. Chaib O., Gil C., Aguilera A., (2004) “The C-terminal domain of the heavy chain of tetanus toxin rescues cerebellar granule neurons from apoptotic death: involvement of 2008

phosphatidylinositol 3-kinase and mitogenactivated protein kinase pathways”, J. Neurochem, 90:1227-1236. 3. Maxim M., Mart S., (2007) “GDNF family complexes are emerging drug targets”, TRENDS Pharmacol Sciences, 28: 68-74. 4. Mendieta M., (2004). Tesis de licenciatura: Efectos de la administración crónica de L-Dopa en rata lesionada con 6-OHDA en la SNc sobre: A) La memoria B) El óxido nítrico, FCQ-BUAP. 5. Mendieta M., (2006). Tesis de Maestría: Efectos de la fracción Hc de la toxina tetánica sobre las conductas motoras y NFκB en rata lesionada con 6-OHDA, FCQ-BUAP. 6. Obeso J., Olanow C., Nutt J., (2000) “Levodopa motor complications in Parkinson’s disease”, TINS, 23:10 7. Parra C., (2003). Tesis de Maestría: Estudio fármaco terapéutico y búsqueda de una nueva alternativa farmacológica en la enfermedad de Parkinson con antagonistas A2A, FCQ-BUAP. 8. Schiavo G., Benfenati F., Poulain B., Rossetto O., DeLaureto P., Monteccuco C., (1992) “Tetanus toxin and botulinum-B neurotoxin neurotransmitter release by proteolytic cleavage of synaptobrevin”, Nature, 359:832-835. Ilhuicamina Daniel Limón Pérez de León obtuvo el título de Quimicofarmacobiólogo por la Facultad de Ciencias Químicas (FCQ-BUAP), la Maestría en Ciencias en Farmacología Conductual UNAM 1994, cDr, Quimicobiologicas ENCB-IPN 2007. Actualmente es Profesor Investigador Titular “A” 1985-2008 y desempeña varios cargos dentro de la Facultad de Ciencias Químicas de la (BUAP). Es profesor perfil PROMEP-SEP 2008-2010, miembro del Padrón de Investigadores de la BUAP 2008-2012 y lleva a cabo proyectos en colaboración con el laboratorio de Enfermedades Neurodegenerativas del INNN; Laboratorio de Bioquímica de la Universidad de Barcelona España y con el Laboratorio de Pruebas de toxicología Pre-clínica ENCB-IPN. [email protected] Los autores Aleidy Patricio, Liliana Mendieta, Berenice Venegas e Isabel Martínez realizan investigaciones en colaboración con el Dr. Limón y pertenecen al laboratorio de Neurofarmacología FCQ-BUAP, México. El Dr. José Aguilera es investigador del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad Autónoma de Barcelona, España.

Artículos de Divulgación

25

La broca (Hypothenemus hampei Ferr.): El principal enemigo del cultivo del café en México Carlos Lázaro Castellanos Benito Ramírez Valverde Pedro Juárez Sánchez Introducción

Desde su llegada a finales del siglo XVIII, el cultivo de café tiene una gran tradición en nuestro país, y se ha difundido en estados como Veracruz y Chiapas, que hoy en día son de los principales productores del aromático. En la época del Porfiriato tuvo auge y creció su producción en grandes fincas especializadas en donde se utilizaba mano de obra indígena para su cultivo. A partir de la Reforma Agraria, pasó a ser una actividad con parcelas pequeñas en manos de campesinos en su gran mayoría indígenas.

de México, así como también en el ámbito económico y social, ya que, además de involucrar a miles de productores y jornaleros en su producción, ocupa el cuarto lugar como generador de divisas sólo detrás del petróleo, las remesas y el turismo. A nivel mundial, México ocupa el séptimo lugar como país exportador de café verde y el segundo lugar como exportador de café orgánico, comercializando al exterior alrededor del 80% de su producción.

“...el cultivo de café tiene una gran tradición en nuestro país, y se ha difundido en estados como Veracruz y Chiapas...”

El café se produce en 12 estados de la Republica Mexicana, pero es en cuatro estados en donde se concentra más del 90% de la producción nacional (Chiapas con el 36.87%, Veracruz con el 23.82%, Puebla con el 21.07% y Oaxaca con el 10.15%).

La cafeticultura es una de las actividades de mayor importancia en el sector agropecuario

En el estado de Puebla la producción se lleva a cabo en 55 municipios de la Sierra Negra,

26

Artículos de Divulgación

2008

Sierra Nororiental y Sierra Norte, ocupando el tercer lugar nacional como estado productor, el primer lugar en rendimiento, el cuarto en extensión del cultivo y en número de productores.

“... Puebla ...ocupa el tercer lugar nacional como estado productor, el primer lugar en rendimiento, el cuarto en extensión del cultivo y en número de productores. “ Problemas fitosanitarios del café

En el sistema productivo del café, como sucede en cualquier otro cultivo de interés para el hombre, se presentan problemas de todo tipo, pero uno de los principales es y será, la presencia de plagas insectiles, enfermedades y malezas o malas hierbas que, por su ataque o infestación, provocan disminución en el rendimiento y, por consecuencia, también generan pérdidas económicas. Se considera que las plagas insectiles, enfermedades y malezas, tienen una distribución universal en el cafeto, es decir, que están presentes en todas las regiones cafetaleras de nuestro planeta, pero la importancia económica de cada una de ellas varía de acuerdo a las condiciones ecológicas de cada región, tal es el caso del insecto conocido como Chacuatete (Idiarthron subquadratum) que llega a ser importante en algunas regiones cafetaleras de Chiapas, o la roya anaranjada (Hemileia vastatrix) que en países como Brasil, Colombia o Cuba su daño llega a ser considerable. En el cuadro 1 se muestran las principales plagas y enfermedades que se encuentran presentes en los cafetales de nuestro país, según estudios realizados por Castillo et al. (1997) y Aguilar (1999). En lo que se refiere a la presencia de las malezas, éstas sólo se convierten en un problema cuando no se realizan los chapeos o el desmonte del cafetal (se dice así cuando se corta toda la maleza con machetes o la aplicación de herbicida para desecarlas), porque compiten con el cafeto por espacio, luz, agua y nutrientes, además de que algunas de ellas son trepadoras y suben por el tronco hasta cubrir completamente la planta de café (Lázaro et al., 2006). 2008

Cuadro 1. Principales plagas y enfermedades del café en México.

“…se considera que la broca del café (Hypothenemus hampei) es el problema fitosanitario más problemático y devastador para el cultivo del café en México.” A pesar de que existen diversas plagas insectiles, malezas y enfermedades, se considera que la broca del café (Hypothenemus hampei) es el problema fitosanitario más problemático y devastador para el cultivo del café en México.

La broca del grano de café (Hypothenemus hampei Ferr.)

Esta plaga fue descubierta en un cargamento de café oro en Francia por Ferrari en el año de 1867 y fue descrita por el mismo. En 1913 se detectó en Brasil, de donde se diseminó a Guatemala en 1971 y posteriormente en 1978 ingresó a México por el municipio de Cacahoatan, Chiapas; en 1992 se detectó en Tlacotepec de Díaz, Puebla (Velasco, 1995). Hoy en día la plaga se encuentra distribuida en algunos municipios de los estados donde se produce el aromático, como son los casos de Chiapas, Guerrero, Hidalgo, Jalisco, Nayarit, Oaxaca, Puebla, Querétaro, San Luis Artículos de Divulgación

27

Potosí, Tabasco, Veracruz y Colima, en éste último estado se encontraba en fase de prevención hasta 2006, sin embargo, no se considera a ninguna entidad federativa libre de la broca del café, como se puede observar en la figura 1 (SENASICA, 2006 ).

“…nombres comunes lo podemos encontrar como: broca del grano del café, gorgojo del grano del cafeto…” Diseminación y hospedantes

“…no se considera a ninguna entidad federativa libre de la broca del café...”

Figura 1. Distribución de la broca del café en México (Fuente: elaboración propia con datos de SENASICA, 2006).

A la broca del café, en la taxonomía antigua se le puede encontrar con los siguientes sinónimos: Cryphalus hampei (1867), Stephanoderes coffeae (1910), Xyleborus coffeivorus (1910) y Xileborus coffeicola (1922), quedando finalmente como Hypothenemus hampei Ferr. (Decazy, 1988). En lo que se refiere a nombres comunes lo podemos encontrar como: broca del grano del café, gorgojo del grano del cafeto, coffee berry borer (inglés), broca-do-café (portugués) y scolyte des grains de café (francés). 28

Artículos de Divulgación

La broca del café puede diseminarse a otras regiones del país o, incluso, fuera de éste por diversos factores, como es la activa migración de las hembras por medio del vuelo libre; transportada por animales adultos a través del viento (las aves); adherida en el pelaje y pezuñas de los animales domésticos de trabajo o salvajes; por el hombre a través de los utensilios de trabajo como canastos de corte, palas, machetes, azadones, costales o en la misma ropa; también por medio de transporte mecánico, escorrentías, etcétera. (Velasco, 1995). La broca es una plaga cuyos únicos hospederos pertenecen a plantas del género Coffea, aunque se les puede encontrar en frutos de algodón, ricino, cacahuate, algunas leguminosas; sin embargo, en estas plantas no se reproducen, sólo pueden hacerlo en granos de café, por eso se dice que es una plaga monófaga (Urbina, 1986). Existe una falsa broca del café, Hypothenemus seriatus, que aunque es muy parecida a la broca se puede diferenciar porque la falsa es polífaga, ya que se alimenta de otros granos, barrena sólo la pulpa de la cereza de café sin llegar a consumir el grano, y el orificio de entrada es siempre por el costado de la cereza, además de ser originaria de América.

“…La broca es una plaga cuyos únicos hospederos pertenecen a plantas del género Coffea… en otras plantas no se reproducen…” 2008

Después del último corte en la cosecha, las hembras que sobreviven (hembras intercosecha), son la fuente de infestación del siguiente ciclo, se refugian en restos de café que quedan en el suelo o en la planta, pasan activas todo el año, reinfesta 120 a 130 días después de iniciada la floración (frutos en semiconsistencia) (Anónimo, 2005). Es por esta razón que ante la crisis del cultivo, que hace incosteable en algunos años la cosecha del café por los bajos precios, la plaga encuentra condiciones propicias para su proliferación.

Aspectos biológicos y hábitos de comportamiento

Las brocas adultas llegan al cafetal cuando las corolas de las flores del cafeto secretan un líquido dulce (indicativo de que los frutos se están formando), prefieren frutos con un 20% de materia seca para poder reproducirse, el apareamiento se da en las galerías que han formado en el grano (Baker y Barrera, 1985). Los machos permanecen en el grano debido a que carecen de alas funcionales porque las tienen pegadas

al abdomen, la temperatura influye de manera importante en el desarrollo de la broca, en altitudes de 1000 msnm o menos (con climas tropicales y subtropicales) encuentra condiciones óptimas, mientras que en alturas mayores de 1500 msnm, por el frío, se inactivan (Velasco, 1995). Las plantaciones densas y sombrías favorecen la reproducción de la plaga, las ramas más infestadas por lo general son las más viejas, estos insectos no vuelan durante las lluvias, aunque pueden volar distancias cortas de 350 metros y caminando pueden desplazarse hasta 12 metros (Hernández y Sánchez, 1972). La broca es un insecto de metamorfosis completa, es decir pasa por los estados biológicos de huevo, larva, pupa y adulto, como se puede ver en la figura 2.

“…La broca es un insecto de metamorfosis completa… pasa por los estados biológicos de huevo, larva, pupa y adulto…”

Figura 2. Estados biológicos de la broca del café.

2008

Artículos de Divulgación

29

Los huevecillos son de forma globosa, corion liso (cascarón liso), de color blanco lechoso en los primeros días, posteriormente adquiere un color blanco amarillento, tienen una longitud de 0.4 a 0.8 mm (no llega al milímetro) y de ancho 0.2 a 0.8 mm, se pueden encontrar individualmente o en grupos de diez, las larvas emergen en un período de cinco a 15 días según las condiciones climáticas, ya que a mayor temperatura, menor tiempo de incubación.

días en promedio y se convierten en pupas, después de siete días, emergen los adultos, que maduran en diez días e inician una nueva oviposición. El ciclo promedio de vida es de 38 días, lo que les permite tener de cuatro a siete generaciones por año (Anónimo, 2005).

Las larvas (gusanos) son de color blanco cremoso o blanco lechoso, de consistencia blanda y sin patas, el cuerpo tiene forma de “C”, con mandíbulas fuertes, miden de 1.8 a 2.3 mm de largo y 0.62 mm de ancho, el estado larval dura de 10 a 26 días, periodo en el que se alimentan del grano de café.

Daños e importancia económica de la broca del grano del café

“…Las larvas son de color blanco cremoso de consistencia blanda y sin patas, el cuerpo tiene forma de “C”…” La pupa es de color amarillento a pardo pálido, es del tipo exarata (porque se pueden ver las patas, cabeza, alas, lo que no sucede con las pupas de las mariposas), las hembras miden de 1.3 a 1.9 mm de largo por 0.8 mm de ancho, los machos miden de 1.2 a 1.4 mm de largo por 0.5 mm de ancho. Los adultos son del tamaño de la cabeza de un alfiler, tienen un color castaño claro cuando están recién emergidos de la pupa, posteriormente cambian a un color café oscuro hasta casi negro (que es cuando alcanzan la madurez sexual), el cuerpo es de forma cilíndrica, los élitros (alas duras) están cubiertos con cerdas o pelitos que crecen hacia atrás, las patas presentan espinas fuertes que les sirven para perforar. La hembra mide de 1.4 a 1.8 mm de largo por 0.8 mm de ancho, mientras que el macho mide de 1 a 1.25 mm de largo por 0.5 mm de ancho (Hernández y Sánchez, 1972; Anónimo, 1990).

Ciclo de vida

En la figura 3 podemos observar el ciclo de vida de la broca. La hembra adulta puede vivir hasta 283 días, mientras que el macho vive 103, después de cinco a 15 días de la oviposición nacen las larvas, que se desarrollan durante 14 30

Artículos de Divulgación

“…El ciclo promedio de vida es de 38 días, lo que les permite tener de cuatro a siete generaciones por año…”

En México el problema fitosanitario más importante es el ataque de la broca del grano del café, porque las larvas y los adultos destruyen parcial o totalmente el grano cuando se alimentan, además de formar galerías que servirán como cámaras de oviposición, como se observa en la Figura 4; las hembras adultas entran por la parte de la corona del fruto, atacan las cerezas tiernas y maduras, provocando la caída de los frutos y la disminución del peso en el mismo (ver Figura 4), pueden provocar pérdidas en el cultivo hasta del 80%, así como la entrada de otros organismos parásitos como los hongos y las bacterias. Cuando existen infestaciones bajas, la almendra llega a mancharse por el daño, dando lugar a que baje el precio del grano o que pierda la calidad para exportación.

“…se consideraba que si la broca llegaba a afectar el 20% de la cosecha las pérdidas en el estado de Veracruz rebasarían los 32 millones de dólares…” En 1993-1994 en Veracruz hubo una infestación del 15-44% en plantaciones de café robusta y de 12-70% en plantaciones de café arábigo. Se consideraba que si la broca llegaba a afectar el 20% de la cosecha las pérdidas en el estado de Veracruz rebasarían los 32 millones de dólares (Sánchez y Hernández, 1999), mientras que en el municipio de Huehuetla, Puebla, en el ciclo 20052006, productores indígenas tuvieron un rendimiento promedio de 2278.5 kg/ha de café cereza. Con el ataque de la broca se produjeron pérdidas en rendimiento de 450 kg/ha (19.75%), por lo que las pérdidas económicas alcanzaron la cantidad de $1,350 por hectárea (Lázaro et al., 2006). 2008

Figura 3. Ciclo biológico de la broca

Debido a la presencia y daño de la broca en los estados productores de café, se estableció la Campaña Contra la Broca del Café y que está regulada por la NOM-002-FITO-2000, en ella se encuentran especificadas las acciones que debe realizar el productor para bajar los índices de infestación. Dentro de las actividades estipuladas están la recolección y destrucción de frutos brocados, regular la sombra en los cafetales, realizar el trampeo por medio de una trampa elaborada por los cafeticultores, la adición de atrayente y la aplicación del hongo Beauveria bassiana que ataca a la broca. Estas actividades son supervisadas por profesionales fitosanitarios que envía el Comité Estatal de Sanidad Vegetal de cada estado.

Conclusión

Figura 4. Daños en el grano de café.

2008

La broca del café es una plaga de reciente introducción en nuestro país, sin embargo su ataque y daño es muy fuerte en todos aquellos lugares donde se ha establecido lo que afecta a los cafeticultores que dependen del cultivo. Las prácticas de manejo que se realizan para su control están reguladas por una Norma Fitosanitaria que es de aplicación obligatoria por parte de los productores cafetaleros, no obstante falta hacer conciencia en los cafeticultores sobre el combate a la broca y apoyos económicos para establecer con éxito campañas que eviten la proliferación de la plaga. Las prácticas de manejo de la broca son muy importantes, el control químico sólo se aplica cuando los niveArtículos de Divulgación

31

les de infestación son muy altos y la aplicación que se hace es localizada o dirigida hacia los manchones donde se concentra la plaga, sin embargo la mayoría son actividades de tipo cultural y biológico porque las pueden realizar los productores. Este tipo de control de la plaga utilizando practicas culturales y biológicas es de bajo costo, usa mano de obra familiar y la efectividad es alta si se realiza oportunamente y en forma adecuada, además estos métodos adquieren gran importancia debido a que en la actualidad los consumidores demandan cada vez más productos inocuos y la creciente preocupación sobre la contaminación del ambiente por medio de residuos tóxicos altamente dañinos para el hombre. Bibliografía 1. Aguilar R., A. 1999. Investigación bibliográfica sobre las principales plagas insectiles del cafeto en México. Tesis profesional. Departamento de Parasitología Agrícola. Chapingo, México, 117 p. 2. Anónimo. 1990. El manejo integrado de la broca del fruto del cafeto (Hypothenemus hampei Ferr). IICA-PROMECAFE Manual técnico. Guatemala, p. 16-21. 3. Anónimo. 2005. Apuntes de la materia Entomología Agrícola. Parasitología Agrícola, Universidad Autónoma Chapingo. Texcoco, Edo de México. 4. Baker, P. S. y J. F. Barrera G. 1985. “La distribución, ecología y comportamiento de la broca del café en el Soconusco”. En: La información necesaria para ensamblar un programa de control integrado. Memorias del Tercer Congreso de Manejo Integrado. Guatemala C. A., p. 291-296. 5. Castillo, P.; G. A. Contreras J. y A. Zamarripa C. 1997. Tecnología para la producción de café en México: Manual para la producción de café en México. INIFAP. Folleto técnico No 8. Xalapa, Veracruz. 90 p. 6. Decazy, B. 1988. Manejo integrado de la broca del cafeto Hypothenemus hampei Ferr. XI Simposio de Caficultura Latinoamericana San Salvador, El Salvador. ISIC. PROMECAFE. 141 p. 7. Hernández P., M., y L. de Sánchez. 1972. La broca del fruto del café. ANACAFE, Boletín Nº 11, Guatemala. 172 p. 32

Artículos de Divulgación

8. Lázaro, C. C.; B. Ramírez V. y J. L. Ayala O. 2006. Infestación e impacto económico por el daño de la broca del café (Hypothenemus hampei FERR.) (Coleoptera: Scolytidae) en el municipio de Huehuetla, Puebla, México. Productores Indígenas de Café de la Sierra Nor-oriental de Puebla, problemas y alternativas. Editorial FOMIX-CONACYT, Gobierno del Estado de Puebla, Colegio de Postgraduados. Puebla, México. p. 40-60. 9. Sánchez A., G. y J. C. Hernández R. 1999. Evaluación del MI para el control de la broca del café H. hampei Ferr. en la zona CórdobaHuatusco, Veracruz, México. Tesis profesional. Departamentos de Parasitología Agrícola y Fitotecnia. Chapingo, México. 76 p. 10. Urbina, N. 1986. Descripción general de la broca del fruto del cafeto en el control de residuos de pesticidas usados en café. Informe final, Proyecto regional del control de pestes del café. PROMECAFE. p. 3-15. 11. Velasco P., H. 1995. La broca del café, Hypothenemus hampei Ferr, su control efectivo aplicando Manejo Integrado. UACh, CRUO, PIDRCAFE. 28 p. Carlos Lázaro Castellanos es Ingeniero Agrónomo especialista en Parasitología Agrícola y colaborador en el Colegio de Postgraduados campus Puebla, Profesional fitosanitario en la Campaña Nal. contra la Broca del Café. [email protected] Benito Ramírez Valverde es Ingeniero Agrónomo especialista en Fitotecnia (1983), Universidad Autónoma Chapingo. Obtuvo la Maestría en Ciencias en Estadística (1984), en el Colegio de Postgraduados, Chapingo, México, y el Doctorado en Estudios Latinoamericanos (1995), Tulane University, Nueva Orleans, Estados Unidos. Realizó un Ph. D. en Estudios Latinoamericanos (1999), Tulane University, Nueva Orleans, Estados Unidos. Líneas de Investigación: Desarrollo Rural, Evaluación de programas de desarrollo y Pobreza. Actualmente es Director del COLPOS campus, Puebla. [email protected] Pedro Juárez Sánchez es Profesor investigador Asociado de Colegio de Postgraduados Campus Puebla. Su investigación se orienta a los problemas socioeconómicos de productores agropecuarios. [email protected]

2008

Mitos y realidades sobre los murciélagos en la Sierra Norte de Puebla Ana Gabiela Colodner Chamudis Mario Eduardo Olivares Romero Los incomprendidos de siempre

Los murciélagos son un grupo de organismos muy interesante, con habilidades extraordinarias y funciones importantes para el ambiente, pero incomprendido por la mayoría de la gente. Existen 140 especies de ellos en México, 15 propias de este país y únicas en el mundo (endémicas) y 37 desafortunadamente en riesgo de desaparecer si no se toman medidas de conservación apropiadas [1]. Poseen un gran valor ecológico, económico y cultural, sin embargo muy pocos lo saben y con frecuencia se exagera su impacto negativo y se desconoce su efecto benéfico [4,5]. Esto se refleja en las acciones del hombre como indiferencia, rechazo, precaución o persecución de estos animales, además de la falta de cuidado y destrucción del lugar donde viven como cuevas y árboles. El origen de esta desinformación se relaciona con la confusión pública entre hechos verídicos y leyendas sobre los murciélagos. Por lo mismo, se considera necesario presentar información clara y apegada a la realidad sobre los mur2008

ciélagos para “desmitificar” a estos animales y fomentar opiniones y actitudes positivas del ser humano hacia ellos.

Figura1. Murciélago hematófago: Vampiro común (Desmodus rotundus).

“Los murciélagos, organismos muy valiosos pero actualmente amenazados por la incomprensión del hombre.” Mitos o realidades

1. Se dice: “Los murciélagos son ratones viejos a los que les crecieron las alas y se quedaron ciegos”. Artículos de Divulgación

33

Es: FALSO. Los murciélagos y los ratones pertenecen a grupos diferentes de mamíferos, mientras que los murciélagos son quirópteros, los ratones son roedores.

Figura 3. Murciélago frugívoro: Murciélago frutero gigante (Artibeus lituratus).

Figura 2. Murciélago hematófago: Vampiro de patas peludas (Diphylla ecaudata).

Los murciélagos son parientes más cercanos de los seres humanos que de los roedores. Hay muchas diferencias entre ambos grupos. Por ejemplo, la mayoría de los roedores tienen varias crías después de una gestación muy corta, de sólo un par de meses, en cambio casi todos los murciélagos tienen una sola cría al año luego de una gestación larga de diez meses. Los roedores no viven más de 4 años, mientras que los murciélagos pueden llegar a vivir hasta 30 años [4,5].

3. Se dice: “Los murciélagos salen de noche”. Es: VERDADERO. Estos animales tienen actividad nocturna principalmente, salen volando de sus refugios al atardecer, y regresan antes del amanecer, durante este tiempo se alimentan y reproducen, estando activos toda la noche y descansando durante el día. En general, prefieren la oscuridad y los sitios cubiertos para no ser detectados por sus depredadores como búhos, lechuzas, boas, por eso en noches de luna llena evitan las áreas abiertas y claras [2]. Sin embargo, cuando un murciélago está enfermo de rabia, puede salir durante el día, desorientado, con vuelo torpe y chocando contra obstáculos del medio [4].

“No todos los murciélagos son vampiros, sólo tres especies se alimentan de sangre (hematófagas)” 2. Se dice: “Todos los murciélagos son vampiros”. Es: FALSO. No todos los murciélagos son vampiros, sólo tres especies de las cerca de mil que existen en el mundo toman sangre y se las llama hematófagas. La mayoría de los murciélagos comen insectos (insectívoros) o frutos y semillas (frugívoros), y hay otros que comen polen y néctar (nectarívoros), o algunos se alimentan de peces, ranas, aves, roedores o incluso de otros murciélagos (carnívoros) [1,3]. 34

Artículos de Divulgación

Figura 4. Murciélago nectarívoro(Anoura geoffroyi).

2008

4. Se dice: “Los murciélagos son ciegos”. Es: FALSO. Los murciélagos poseen un buen sentido de la vista, y una muy buena audición que utilizan para encontrar su comida durante la noche. Además poseen una adaptación única que les resulta muy eficaz: la ecolocalización. Este mecanismo se basa en la emisión de ondas sonoras que rebotan contra los objetos del medio y son captadas al regreso por el murciélago, permitiéndole calcular la distancia a dichos objetos según el tiempo de viaje de la señal [2].

“Los murciélagos se consideran inofensivos, los únicos que pueden causar daño son las tres especies hematófagas” 5. Se dice: “Los murciélagos viven en cuevas”. Es: VERDADERO. La mayoría de los murciélagos son cavernícolas, es decir viven en cuevas, aunque hay algunos que utilizan otros refugios como huecos en troncos de árboles viejos, en las rocas, entre las hojas de plátanos u otras hojas grandes de bosques tropicales. También hay murciélagos que hacen uso de ambientes artificiales, creados por el hombre y a veces en desuso como casas abandonadas, capillas, bajo puentes, tuberías o alcantarillas [1,2,4,5].

“La mayoría de los murciélagos traen beneficios al hombre: polinización, dispersión de semillas y control biológico” 6. Se dice: “Los murciélagos causan daño”. Es: FALSO. Los murciélagos en general se consideran inofensivos, los únicos que pueden causar daño son las tres especies hematófagas o vampiros. Cuando un hematófago muerde a su víctima, le aplica una sustancia anticoagulante contenida en su saliva y de esta forma puede lamer la sangre que fluye de manera continua hasta saciarse; sin embargo, cuando se retira, muchas veces la herida expuesta continúa desangrándose [2,5]. El principal impacto de los murciélagos hematófagos es económico y sanitario ya que pueden causar anemias, baja de peso y la muerte del ganado y otros animales domésticos. 2008

Fifura 5. Murciélago insectívoro: Murciélago orejón (Corynorhinus townsendii).

El riesgo mayor es que transmitan la rabia paralítica bovina (derriengue) y sólo en pocas ocasiones llegan a atacar al humano [4]. Lo mejor es estar prevenido y vacunar a todos sus animales contra la rabia. Pero si sufre alguno de estos daños por murciélagos es fundamental que de aviso con urgencia a la Jurisdicción Sanitaria (Núm. 03 para la Sierra Norte de Puebla), lave la herida con abundante agua y jabón y acuda lo antes posible al centro de salud más cercano para recibir el tratamiento antirrábico (serie de vacunas gratuitas aplicadas en el brazo). 7. Se dice: “Los murciélagos no traen ningún beneficio”. Es: FALSO. La gran mayoría de los murciélagos traen muchos beneficios al hombre. Sus principales funciones dentro del ambiente son: polinización de muchas plantas útiles como zapotes, pitayas, capulines, nanches, plátano, agave o maguey, dispersión de semillas favoreciendo la regeneración de bosques y selvas talados y control biológico de insectos plaga de cultivos, transmisores de enfermedades o que simplemente nos molestan con sus picaduras [2,5]. 8. Se dice: “Los murciélagos se espantan con la luz, el ajo y la cruz”. Es: FALSO. Si bien suelen ser tímidos frente a la luz y prefieren la oscuridad y algunas sustancias con olores fuertes pueden funcionar como reArtículos de Divulgación

35

pelentes temporales, la verdad es que ninguno de estos tres métodos es efectivo para mantener alejados a los murciélagos. El dejar un foco prendido, o colgar ajos en las puertas, o un crucifijo obedece más a las leyendas populares que a la realidad [5]. El control de los murciélagos hematófagos lo realiza la autoridad competente (SAGARPA, Municipio, Jurisdicción Sanitaria) con un veneno específico que mata sólo a estas especies. Este vampiricida (vampirín pomada específica; warfarina) es una sustancia anticoagulante que se administra inyectada o untada en la herida del animal atacado o en el murciélago capturado [4]. Es importante no querer tomar la justicia en nuestras propias manos porque al no saber distinguir cuales murciélagos son benéficos y cuales dañinos, podríamos hacer pagar a “justos por pecadores”. 9. Se dice: “El excremento del murciélagos es bueno”. Es: VERDADERO. El excremento de murciélago, conocido como guano es rico en nitrógeno y resulta un excelente fertilizante natural para los cultivos. Al colgar (perchar) los murciélagos del techo del refugio, el excremento se deposita en el suelo y muchos campesinos

recogen este abono orgánico de las cuevas. Es necesario que se tomen precauciones a la hora de manipular el guano, como usar guantes de carnaza y cubrirse la boca y la nariz, ya que muchas veces hay un hongo que puede crecer sobre este excremento y causar un trastorno respiratorio (histoplasmosis) al hombre si se inhalan sus esporas [4].

“Actualmente hay muchas especies de murciélagos en peligro de extinción y debemos ayudar a conservarlos.” 10. Se dice: “Los murciélagos nunca se acabarán”. Es: FALSO. Como muchos animales y plantas en la actualidad, hay muchas especies de murciélagos que están amenazadas o en peligro de extinguirse. Las principales razones son la destrucción de su ambiente, lo que acaba con sus refugios y alimento, la contaminación con plaguicidas que se acumulan en los organismos vivos y reducen su éxito reproductivo y la persecución por parte del hombre que los mata muchas veces por temor y desconocimiento [1]. Los murciélagos constituyen un patrimonio cultural y biológico nacional y debemos ayudar a conservarlos.

Cuadro 1. Especies de murciélagos halladas en el área natural Chignautla-Cuetzalan, Puebla.

36

Artículos de Divulgación

2008

Murciélagos en la Sierra Nororiental de Puebla

De enero a diciembre del 2007, en un estudio que abarcó 9 municipios de la Sierra Nororiental de Puebla, altitudes desde los 300 hasta los 3000 metros sobre el nivel del mar y diferentes tipos de vegetación como pastizal, cultivo anual, cafetal, bosque de pino, encino y bosque mesófilo de montaña, se hallaron 26 especies de murciélagos (Cuadro 1), detectando dos especies hematófagas y una única especie endémica en riesgo de conservación, Leptonycteris nivalis.

“Se hallaron 26 especies de murciélagos… para el área natural Chignautla-Cuetzalan” Se elaboró un catálogo fotográfico para la identificación de estos murciélagos. Se describieron 13 cuevas en la región y se localizaron 58 cuevas en un mapa. Se aplicaron entrevistas a los pobladores del área acerca de sus conocimientos, opiniones y actitudes sobre los murciélagos, detectando 5 localidades conflictivas debido a su escaso conocimiento, y percepciones y actitudes negativas hacia el grupo: Ahuacatlán, Tatoxca, Gómez Poniente, Cuacualaxtla y Chignautla. Finalmente como estrategias de educación ambiental implementadas para la población se asistió a un programa de radio, uno de televisión y se entregaron carteles informativos en las 5 localidades anteriores. Agradecimientos Al Instituto Tecnológico Superior de Zacapoaxtla (ITSZ) y a la División de Investigación y Divulgación Científica del ITSZ por su apoyo con el proyecto de investigación titulado “Diversidad de murciélagos para el área natural Chignautla-Cuetzalan: implicaciones para su conservación” (responsable: M. en C. Ana Gabriela Colodner Chamudis). A los participantes de dicho proyecto: tesista P.B. Mario Eduardo Olivares Romero y servidores sociales B. Castelán Serapio, C. Francisco Morales y L. Martínez Contreras. Al MVZ. Filadelfo Calderón, de la Jurisdicción Sanitaria Nº. 03, Zacapoaxtla, Puebla, por su colaboración. 2008

Para solicitud del material didáctico elaborado en este proyecto, el lector se puede dirigir al correo electrónico de los autores: agabicol@hotmail. com y [email protected] o a los teléfonos del Instituto Tecnológico Superior de Zacapoaxtla: 01 (233) 3172000 al 003.

Referencias

1. Ceballos, G., y Oliva, G. (2005). “Los Mamíferos de México”. CONABIO, Fondo de Cultura Económica. México, D.F. 2. Fernández M., T. (1997). “Los Murciélagos, Ecología e Historia Natural”. Programa Regional en Manejo de Vida Silvestre. Universidad Nacional, Heredia, Costa Rica. Recuperado el 10 de marzo del 2007 de http://www.acguanacaste.ac.cr/rothschildia/v4n1/textos/murcielagos.html 3. Medellín, R. A., Arita, H. T., y Sánchez, O. (1997). “Identificación de los murciélagos de México”. Asociación Mexicana de Mastozoología, A.C. Publ. Esp. México, D.F. 4. Romero-Almaraz, M. L., Aguilar-Setién, A., y Sánchez-Hernández, C. (2006). “Murciélagos benéficos y vampiros: características, importancia, rabia, control y conservación”. IMSS y AGT Editor. México D.F. 5. Vargas, R. (1997) “Mitos y verdades”. Centro de Investigaciones Biológicas. Universidad Autónoma del Estado de Morelos. Ana Gabriela Colodner Chamudis es Bióloga por la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP), Maestra en Ciencias en Manejo de Fauna Silvestre por el Instituto de Ecología, A.C. (INECOL). Docente e investigador en la Licenciatura en Biología en el Instituto Tecnológico Superior de Zacapoaxtla (ITSZ), Zacapoaxtla, Puebla desde 2004 a la fecha. Responsable del proyecto del 2007 “Diversidad de murciélagos para el área natural Chignautla-Cuetzalan: implicaciones para su conservación”. y del proyecto en curso “Diversidad de murciélagos e incidencia de rabia paralítica bovina en municipios con antecedentes de riesgo en la zona ganadera de la Jurisdicción Sanitaria No. 3, Zacapoaxtla”. [email protected] Mario Eduardo Olivares Romero es Pasante de biólogo, alumno del Instituto Tecnológico Superior de Zacapoaxtla (ITSZ) del 2001 a la fecha. Actualmente se encuentra desarrollando su tesis con el título “Diversidad de murciélagos para el área natural Chignautla-Cuetzalan, Puebla, México”, bajo el proyecto de residencia profesional 2006 “Impacto de los murciélagos en el Municipio de Zacapoaxtla, Pue.: percepciones y actitudes públicas”. [email protected]

Artículos de Divulgación

37

¿Seres vivos mecánicos? Vitalismo vs. Mecanicismo Rosa María Aguilar Garduño Alejandro Guzmán Silva

S

iempre nos hemos preguntado qué es lo que distingue a los seres vivos de los que no lo son, desde la infancia empezamos a ver las características que diferencian al mundo vivo del mundo material, incluso los niños pequeños tienden a considerar muchos objetos inanimados como capaces de tener sensaciones, emociones o intenciones. Esta manera de explicarse “lo vivo” se conoce como “animismo”, los niños, pueden considerar vivas a las cosas que parecen moverse por sí mismas como las nubes, el sol, un río, el fuego, o hasta un coche; asocian a los seres vivos con actividades como comer, beber, moverse, andar, crecer, sin embargo, otras propiedades, como respirar muchas veces no lo consideran atributo de los seres vivos, así, a los animales se les reconoce como vivos, pero no siempre las plantas y otros organismos (como los hongos o las bacterias) corren con la misma suerte.

las explicaciones de los niños, pero se reconocen de manera simple y sin referencia a una idea “biológica” de la vida, lo que sugiere que éstos (y algunos adultos) no siempre reconocen lo que distingue a un ser vivo de lo que no lo es. (Driver, 2000).

“…asocian a los seres vivos con actividades como comer, beber, moverse, andar, crecer…”

De la palabra “ánima” podemos derivar las siguientes: animar, animal, animado, animación, animador, animalesco, ánimo, animadversión, anime. Y todas hacen referencia a ésa “energía” característica de los animales, ¡pero recordemos que el concepto “energía” sigue siendo difícil de explicar!

Las siete características de la vida (movimiento, respiración, sensibilidad, crecimiento, reproducción, excreción y nutrición) se encuentran en 38

Artículos de Divulgación

Las ideas previas

Muchas de las ideas que tienen los niños se parecen a las que sostenían en el pasado los antiguos filósofos y científicos. Al igual que ellos, en casi todos los pueblos primitivos se creía que existían espíritus en las montañas, los ríos, los animales o las personas, este concepto “animista” de la naturaleza fue extinguiéndose poco a poco, pero por mucho tiempo siguió creyéndose que en los seres vivos existía “algo” que los distinguía de los objetos inanimados, en la antigua Grecia ése algo se conocía como “aliento” y en la religión cristiana como “alma”. (Curtis, 2000).

2008

“De la palabra “ánima” podemos derivar las siguientes: animar, animal, animado, animación, animador, animalesco, ánimo, animadversión, anime.” Pero entonces, ¿qué es la vida y cómo pueden explicarse los procesos vitales que han sido tema de acaloradas controversias? Desde el siglo XVI, cuando el pensamiento mágico y medieval fue desplazado poco a poco por una nueva forma de contemplar el mundo, que se llamó muy apropiadamente “la mecanización de la imagen del mundo”, se dieron nuevas explicaciones acerca de los seres vivos, que se vieron influidas por los adelantos tecnológicos del final de la Edad Media y comienzos del Renacimiento, ya que en esa época había fascinación por cualquier tipo de máquina. Había una corriente de pensamiento que afirmaba que los organismos vivos no eran diferentes de la materia inanimada, a estas personas se les llamó primero mecanicistas y después fisicistas (por la influencia de la física sobre sus ideas científicas); sin embargo, otro grupo de científicos afirmaban que los seres vivos tenían propiedades únicas que no podían explicarse por las leyes de la física y se les llamó vitalistas, en algunos momentos los fisicistas parecieron salir victoriosos, en otras ocasiones, los vitalistas ganaban terreno, pero la historia nos demuestra que ambos tenían razón, y ambos se equivocaban en parte. (Mayr, 2000.)

Los mecanicistas

Trataron de explicar el funcionamiento de los organismos vivos comparándolos con una máquina, y decían, por ejemplo, que el corazón era como una bomba, el estómago como un mortero con su mano, los pulmones dos grandes fuelles y los brazos y las piernas como palancas. Pero la similitud entre un organismo y una máquina es muy superficial y es asombroso que estas ideas se mantuvieran hasta bien entrado el siglo XX. (Curtis, 2000.)

“...la similitud entre un organismo y una máquina es muy superficial...” 2008

El movimiento fisicista tuvo el mérito de refutar gran parte del pensamiento mágico que había caracterizado a los siglos precedentes, aportando razones basadas en las leyes de la física y de la química para los fenómenos naturales, eliminando en gran medida los argumentos sobrenaturales que se tenían para explicar la vida como la existencia de una “fuerza vital”, pero debido a su incapacidad para explicar muchos de los fenómenos y procesos exclusivos de los seres vivos, como el desarrollo, el aprendizaje, el comportamiento, la adaptación etcétera, el fisicismo tuvo que enfrentarse a otra corriente de pensamiento que se conoce como el vitalismo. (Mayr, 2000).

Los vitalistas

En realidad fueron un grupo muy heterogéneo, aunque se les llamó así a todos los científicos que plantearon argumentos en contra de los fisicistas. El vitalismo, desde su aparición en el siglo XVII, fue siempre un movimiento que se revelaba contra la idea mecanicista de que un animal era solamente una máquina, y que todas las manifestaciones de la vida podían explicarse mediante las leyes de la física y de la química. Aportaron una gran diversidad de explicaciones acerca de los procesos de los seres vivos, pero ninguna teoría representativa. Así, se habló de una sustancia especial a la que se le llamó protoplasma, que no se encontraba en la materia inanimada; algunos hablaban de una entelequia, de fluido o fuerza vital; otros invocaban fuerzas psicológicas o mentales que los físicistas habían sido incapaces de explicar. Con estos argumentos muchos científicos escribieron acerca de extinción, creación, catástrofes, mutabilidad y generación espontánea, (acerca de éste último podemos recordar la receta para crear ratones, que decía más o menos así: “dejemos en una cesta, una camisa sudada, unos granos de trigo junto a la rivera del río y”… ¡en unos días podremos observar cómo se han producido ratones!).

“...dejemos en una cesta,...unos granos de trigo... . ¡en unos días podremos observar cómo se han producido ratones!...” Artículos de Divulgación

39

En Inglaterra, todos los fisiólogos de los siglos XVI, XVII, y XVIII tenían ideas vitalistas, en Francia también este movimiento fue muy vigoroso, pero fue en Alemania donde este movimiento alcanzó mayor popularidad, George Ernst Stahl, químico y médico de finales del siglo XVII conocido principalmente por su teoría flogística de la combustión, fue el primer gran adversario de los mecanicistas. (Mayr, 2000).

Figura 1. Experimento con los matraces cuellos de cisne.

Recordemos que la teoría del flogisto, interpretaba que la combustión, es decir, algo ardiente con llama y calor, se debía a la emisión de una sustancia especial llamada “flogisto”, una sustancia calorífica almacenada. Sthal creía que las plantas tomaban el “flogisto” del aire y lo incorporaban a su materia, de tal modo que si la planta ardía (como la madera o la paja) el “flogisto” podía escapar de nuevo volviendo a la atmósfera. En el caso de que las plantas fueran comidas por animales, la respiración del animal podía liberar el flogisto, siendo esta respiración una especie de combustión que se producía dentro del animal. El fantasma del flogisto estuvo embaucando a los químicos alrededor de cien años hasta que Lavoisier acabó finalmente con él. (Brown, 2002). De esta manera vemos que muchos de los argumentos que sostuvieron los vitalistas contra la teoría mecanicista eran contundentes y acertados (aunque no todos, como el caso del flogisto), sin embargo, los conocimientos que se tenían acerca de la biología en esa época no les permitieron a su vez ofrecer explicaciones científicas para muchos fenómenos vitales que se descubrieron durante el siglo XX, de este modo comenzó el declive del vitalismo. 40

Artículos de Divulgación

Los factores que contribuyeron a que se abandonaran gran parte de estas ideas fueron diversos, por ejemplo, se le consideraba como un concepto metafísico más que científico puesto que los vitalistas carecían de métodos para poner a prueba sus afirmaciones; además la creencia en una fuerza vital que sólo habitaba en los organismos vivos y que era imposible demostrar contribuyó a su abandono, y, finalmente, el desarrollo de nuevos conceptos biológicos como “el programa genético” que explica muchos de los fenómenos que solían citarse como prueba del vitalismo, terminaron con el predominio de esta corriente de pensamiento hacia 1930. Existen en la historia de la ciencia muchas situaciones similares en las que se adoptaron explicaciones poco satisfactorias para dar respuesta a las preguntas que se planteaban los científicos, porque todavía no existía una base de conocimientos que permitiera ofrecer mejores explicaciones, quizá podemos decir que el vitalismo fue un movimiento necesario para demostrar la ligereza de las explicaciones de los fisicistas acerca de la vida, y que contribuyeron al reconocimiento de la biología como una disciplina científica autónoma. (Mayr, 2000).

“...el vitalismo fue un movimiento necesario para demostrar la ligereza de las explicaciones de los fisicistas...” Los organicistas

El abandono de las ideas vitalistas no significó el triunfo de las teorías mecanicistas, sino el paso a un nuevo modo de explicar las características de los seres vivos, una nueva corriente de pensamiento que se llamó organicismo. Hacia 1931 el fisiólogo J.S. Haldane declaró que los biólogos ya no aceptaban el vitalismo como creencia admisible.

Los organicistas proponían que las características de los seres vivos podían explicarse por mecanismos fisicoquímicos pero sólo a nivel molecular, pero que en niveles de mayor complejidad u organización ya no era posible, es decir, es la organización de las partes, lo que controla todo el sistema, puesto que existe integración de las partes a todos los niveles 2008

de la célula, de los tejidos, órganos, sistemas y organismos completos. Esta integración existe a nivel bioquímico, a nivel del desarrollo y, en el organismo completo, a nivel de comportamiento. Es decir, las características exclusivas de los organismos vivos no se deben a su composición, sino a su organización, en estos niveles superiores de organización emergen nuevas propiedades que no se pueden predecir por muy bien que se conozcan los componentes del nivel inferior. En resumen, el organicismo cree en dos puntos fundamentalmente: primero, la importancia de considerar al organismo como un todo, y segundo, que este todo debe estudiarse y analizarse eligiendo el nivel adecuado, en dirección descendente, sólo hasta el nivel más bajo en que este enfoque proporcione nueva información y nuevos conocimientos. (Mayr, 2000).

Figura 2. Un gran ejemplo acerca de los debates de las características distintivas de los sistemas vivos fue la creencia en “la generación espontánea”, es decir, la suposición de que los organismos vivos podían originarse a partir de materiales inanimados. Este debate llegó a su fin cuando, a finales del siglo XIX, Louis Pasteur, que era vitalista, demostró por medio de sus famosos matraces con cuello de cisne que en un caldo de cultivo estéril no pueden crecer organismos vivos, aun cuando el contenido de los matraces esté en contacto con el aire. Todavía se conservan algunos de estos matraces en Francia, sin mostrar indicios de contaminación.

Y, nuevamente, tenemos palabras relativas al organicismo como: órgano, organismo, organizar, organización, organizador, y todos hacen referencia al orden. 2008

Las características de los seres vivos

Podemos decir que entre los científicos existe el consenso de que los organismos son fundamentalmente diferentes de la materia inerte, y que a nivel molecular, todas sus funciones y a nivel celular casi todas, obedecen a las leyes de la física y de la química, son sistemas ordenados jerárquicamente, con numerosas propiedades emergentes que no se observan nunca en la materia inanimada, lo que les confiere la propiedad de evolucionar, autorreplicarse, crecer y diferenciarse siguiendo el programa genético, metabolizar, autorregularse y responder a estímulos del medio ambiente. La aceptación gradual de estas características únicas de lo seres vivos dio origen a la ciencia llamada BIOLOGÍA como la conocemos ahora. (Karp, 1998). Bibliografía 1. Brown Guy. (2000). La energía de la vida. Editorial Crítica. España. Pp. 54-55. 2. Curtis Helena et al (2000). Biología. Sexta edición en español. Editorial Médica panamericana. Madrid, España. Pp. 12-14. 3. Driver Rosalind. Squires Ann. Rushworth Peter.Wood- Robinson Valerie. (2000). Dando sentido a la ciencia en secundaria. Primera edición SEP/ Visor. México. Pp. 37- 41. 4. Karp Gerald. (1998). Biología celular y molecular. Mc. Graw Hill. Primera edición. México. Pp. 2-7. 5. Mayr Ernst.(2000). Así es la biología. Editorial Debate. Primera edición SEP/ Debate. México. Pp. 15-37. Rosa María Aguilar Garduño Licenciada en QFB y Maestra en Educación en Ciencias (Biología) por la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP), docente en activo de la Facultad de Ciencias Químicas de la misma institución. Las líneas de Investigación son “El lenguaje de la ciencia: recursos y estrategias didácticas para el aprendizaje de la Biología”. [email protected] Alejandro Guzmán Silva es estudiante de Biomedicina de la Facultad de Medicina de la BUAP. [email protected]

Artículos de Divulgación

41

Los programas de recolección de pilas en México: el “Programa

Puebla Ya Recicla” y el Proyecto de Norma 20072008 José Ignacio Castillo Velázquez Celso Moisés Bautista Rodríguez Introducción

En la actualidad los equipos electrónicos portátiles han invadido nuestras vidas, de tal modo que para muchos sería imposible vivir sin monitores de signos vitales -cuando padecemos alguna enfermedad-, trabajar sin teléfonos celulares y computadoras portátiles o divertirse sin juegos y juguetes electrónicos. El acelerado ritmo de vida y el alto consumo de este tipo de productos y de las pilas que usamos para que éstos funcionen y cubran sus necesidades energéticas, pocas veces nos permite detenernos a pensar en lo que sucede con ellos una vez que termina su vida útil y se convierten en basura -que se denomina basura electrónica o residuos electrónicos, que en términos tecnológicos se conoce como e-waste (electronic-waste)-.

“…Las pilas y baterías son un tipo de residuo electrónico (e-waste)…” 42

Artículos de Divulgación

Todo equipo electrónico y las pilas contienen sustancias tóxicas que mientras se encuentren dentro de sus encapsulados no representan peligro alguno, pero que son peligrosas para el ambiente en el caso de que se haga un manejo inadecuado y se les trate sin cuidados especiales cuando se han convertido en residuos.

“…Las pilas contienen sustancias tóxicas que mientras se encuentren dentro de sus encapsulados no representan peligro alguno…” Un ejemplo del e-waste es la contaminación que se produce cuando las pilas que se desechan son arrojadas en la vía pública, jardines, bosques, ríos, lagos, cenotes o en la basura doméstica que es incinerada, con lo que se contamina agua, aire y suelo, por lo que de llegar a la cadena ambiental, la contaminación se propaga hasta llegar a los seres vivos afectando la salud. 2008

“…Todos los consumidores, somos responsables de las implicaciones sociales de la tecnología…” Como todo residuo, las pilas y baterías empleadas en equipos portátiles que se desechan deberían pasar por un proceso de recolección y clasificación para que se determine si se reutilizarán, reciclarán o se hará una disposición final adecuada. Dados los rápidos cambios tecnológicos, cada país debería contemplar que en su legislación se consideren los temas de residuos electrónicos y energéticos para permitir a las sociedades controlar los impactos de las nuevas tecnologías, sin embargo en México el tema es casi nulo. Este problema es competencia de científicos y tecnólogos, pero sobre todo de los consumidores, quienes también son responsables de las implicaciones sociales de la tecnología.

“El e-waste requiere de un estudio multidisciplinario en el cual interactúen la electrónica, medio ambiente, salud, legislación y las áreas relacionadas con el impacto socioeconómico…” Las bases de las pilas

Una pila se define como un dispositivo electroquímico que transforma energía química en energía eléctrica (como es el caso de las pilas no recargables) y que podría presentar el proceso inverso (un proceso reversible), es decir, transformar también energía eléctrica en química (como en el caso de las pilas recargables) [Castillo V. J. I et al]. Por otra parte, es importante diferenciar a una pila de una batería, ya que entre la población existe una gran confusión al respecto: una batería es un circuito eléctrico o electrónico que emplea dos o más pilas; de este modo, será suficiente con referirnos a la problemática que presentan las pilas.

“…Una pila y una batería no son la misma cosa…” Se vende en formatos físicos cilíndricos conocidos (de grande a pequeño) como del tipo D, C, AA, AAA y botón, pero todas entregan aproximadamente 1.5 voltios, las más grandes 2008

tienen la capacidad de proveer más energía ya que contienen una mayor cantidad de componentes químicos. Si nos encontramos con un formato cuadrado que entrega 9 voltios o con cilindros pequeños que parecen pilas, pero que entregan 12 voltios para controles en autos y puertas automáticas, en realidad son baterías, es decir, arreglos de varias pilas como se indica en la figura 1.

Figura 1. Fotografía tomada por Castillo V JI al desensamblar una batería de una radio de comunicaciones marca Motorola que contiene pilas recargables de Niquel- Cadmio (NiCd). Además del arreglo de pilas se observan circuitos electrónicos que controlan el flujo energético y brindan protección en los procesos de carga y descarga (2004).

El problema con las pilas

Los aparatos eléctricos y electrónicos requieren de un mínimo de energía sin el cual ya no funcionan. En términos prácticos, el consumidor decide desechar su pilas aunque éstas todavía tengan una energía residual almacenada en sustancias químicas. De este modo, una pila que se desecha puede explotar si se le incinera o perfora, o puede reaccionar o corroer metales si sus componentes internos entran en contacto con otros materiales.

“…los componentes de las pilas no deben llegar al ambiente…” Las sustancias químicas que componen a las pilas son ácidas o alcalinas y contienen para su funcionamiento metales pesados, como el mercurio, cadmio, manganeso, plomo entre otros, por lo que son tóxicos y se debe evitar que estos residuos tengan contacto con el agua y con el suelo, ya que al filtrarse podrían llegar hasta los mantos acuíferos. También debe impedirse su incineración, ya que contamina el aire que respiramos. Artículos de Divulgación

43

Evidencia internacional: cómo se resuelve la problemática en el resto del mundo

El Parlamento Europeo y el Consejo de la Unión Europea han plasmado, desde 1970, directivas (leyes) sobre residuos electrónicos (e-waste), siendo la más actual la Directiva [2003/108/CE] y particularmente sobre pilas y baterías desechadas a partir de equipos portátiles cuya publicación más actual es la [2006/66/CE]. Los EEUU y Japón van siguiendo la legislación europea por ser la más completa y por cuestiones de mercado, ya que, por citar sólo un ejemplo, desde julio de 2006 no se permite que ingresen a la Unión Europea equipos electrónicos que contengan sustancias peligrosas, entre ellas los materiales contenidos en pilas, soldaduras con plomo, entre otros. Todos los estudios relativos a contaminación de agua, aire y suelo, así como los efectos negativos en la salud, se han realizado para dar sustento a estas directivas europeas. Desde el punto de vista práctico, el tema de e-waste -pilas y baterías desechadas- se aborda de diferentes maneras. Es claro que la responsabilidad en el manejo de esto residuos es como una papa caliente que nadie quiere tomar solo; las empresas productoras dicen que la responsabilidad es de los gobiernos y viceversa o responsabilidad de los propios consumidores. Algunos países imponen un impuesto a estos energéticos. los gobiernos emplean sus recursos o las empresas incrementan el precio de sus productos, pero al final el consumidor paga por los procesos de recolección, clasificación y tratamiento para la disposición final o el reciclaje. Las diferencias sólo son debidas a cómo se aborda la problemática desde el punto de vista legislativo, aunque la complejidad es también de índole social, política y económica.

La recolección selectiva: el primer paso

La legislación europea considera el etiquetado con el símbolo gráfico que indica la recogida selectiva de todas las pilas y baterías: un contenedor de basura tachado como en la figura 2. 44

Artículos de Divulgación

Figura 2. Símbolo que indica “recogida selectiva”. Estos residuos no se deben tirar en la basura doméstica.

La legislación europea considera que aquellas pilas y baterías, incluyendo las que contengan más de 0.0005% de mercurio (Hg), más de 0.002% de cadmio (Cd) o más de 0.004% de plomo (Pb) se marcarán con el símbolo químico del metal correspondiente y la etiqueta debe ser legible, visible e indeleble. En realidad este proceso de acopio es complejo y costoso, se requiere de instalaciones para residuos peligrosos, medios de transporte y permisos correspondientes, sin embargo la salud pública bien merece las inversiones necesarias, pese a que la mayoría de los gobiernos no comparte esta opinión.

“…Por curiosidad busca el símbolo de recogida selectiva en pilas, baterías y equipos electrónicos…” El reciclaje

Una vez que se cuenta con programas de recolección de pilas y baterías desechadas se tienen dos alternativas: la recuperación de algunos componentes de las pilas para su reciclaje si este es económicamente viable o, en su defecto, la disposición final en cementerios industriales. La implementación de procedimientos y tecnologías para el reciclaje de pilas es costoso, de acuerdo con [Castillo V J. I et al], el reciclaje depende de muchos factores, entre ellos la tecnología de la pila, tecnologías para el reciclaje, viabilidad económica, facilidad gubernamental, facilidades legales y colocación en el mercado de los productos que se pueden emplear para reciclar. Existen 2008

tantos métodos de reciclaje como tecnologías con las que se fabrican las pilas, pero éstas se realizan por empresas que son apoyadas por gobiernos que consideran que son económicamente viables (por el momento nadie se preocupa porque el reciclaje sea ambientalmente viable, en ningún país). Por lo general, las pilas y baterías recargables como las hechas con tecnologías de NiCd (Niquel Cadmio) son muy rentables para reciclar, se extrae el cadmio y se emplea en algunos dispositivos electrónicos o para fabricar pilas recargables de NiCd. Dicho sea de paso, en México el reciclaje de pilas y baterías con esta tecnología difícilmente sería económicamente rentable por varias razones: una, la sociedad mexicana no consume muchas pilas y baterías recargables; dos, se requiere de un horno de arco eléctrico que se importaría; tres, México es exportador de Cadmio en el mundo.

“…Reduce, reutiliza y recicla” en la medida de lo posible…” Por su parte, la directiva europea [2006/66/ CE] exige que para el caso de los procesos de reciclado se garantice el reciclado del 75% en peso como promedio de pilas y baterías de NiCd, del 65% para las de ácido plomo y del 50% en peso del resto de los residuos de pilas y baterías.

La disposición en cementerios industriales

Tanto para los residuos de los procesos de reciclaje de pilas como para aquéllas cuyo reciclaje es inviable, queda la disposición final de cementerios industriales. En este proceso se debe considerar un proceso de desactivación o neutralización química ya que las pilas contienen sustancias ácidas o alcalinas que se pueden filtrar y contaminar suelo y mantos acuíferos. Implementar estas soluciones también es complejo debido a los factores sociales, políticos económicos y tecnológicos, lo que ha llevado a diferentes países a distintas soluciones. Por ejemplo, R. Push indica que las minas vacías de Alemania se acondicionan para emplearlas como cementerios de residuos peligrosos; por su parte, algunos programas piloto en 2008

Brasil, Argentina y Chile dirigidos por universidades, empresas y gobiernos entierran en concreto las pilas. Por otro lado, la directiva [2006/66/CE] exige un tratamiento que comprende la extracción de todos los fluidos ácidos y su almacenamiento temporal o definitivo deberá darse en instalaciones impermeabilizadas y convenientemente cubiertas o en contenedores adecuados.

Opciones para México

A continuación, mostraremos lo que Alter Energías ha podido constatar desde 2003 a través de la implementación de proyectos relacionados con residuos electrónicos: 1. El reciclaje de pilas y baterías de baja potencia que se emplean en equipos portátiles no existe en México, solamente se cuenta con el reciclaje para baterías de mediana y alta potencia cuya tecnología es ácido plomo que entregan 12 voltios y que emplean autos, camiones y barcos entre otras aplicaciones, pero no existe un plan nacional que regule y supervise que se aplique en todo el país, ni se cuenta con la suficiente capacidad instalada. 2. La exportación de residuos peligrosos hacia países como Francia o EEUU, donde se encuentra el mayor número de plantas recicladoras, es un tema casi prohibido para los países miembros de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico (OCDE), de la que México es miembro. La embajada francesa en entrevista confirmó a Castillo V. J. I. en 2004 esta problemática. 3. En 2006, Castillo V J. I. publica un análisis iniciado en 2003 relativo a la problemática de pilas y baterías desechadas en México, proponiendo un sistema de recolección y clasificación que contempla un tratamiento de re-uso electrónico que desgraciadamente por factores económicos no ha pasado de la etapa de prototipo, como el mostrado en la figura 3, pero cuya propuesta plantea dos beneficios.

“…Usar menos el control remoto, reduce el uso de pilas…” Artículos de Divulgación

45

Canadá que posteriormente siguieron sus propios rumbos con éxito. Como proceso natural, se tuvo contacto con los responsables del tema medioambiental de los gobiernos municipal y estatal de Puebla y del gobierno federal como PROFEPA, SEMARNAT y el INE. Sin embargo, debido a la falta de legislación y de recursos económicos en los presupuestos de todas las partes, fue difícil que se generaran soluciones. Figura 3. Prototipo empleado para el aprovechamiento por reutilización de pilas desgastadas, su costo aproximado es de $500 (cortesía de Castillo V JI). Al reverso se colocan las pilas desechadas.

El método de desactivación electrónica propuesto por Castillo ofrece dos ventajas: por un lado, hace menos riesgosa la disposición final y también reduce costos de neutralización de químicos, ya que al usar casi la totalidad del potencial de reacción se requiere menos material que las neutralice; sin embargo, lo inédito y la falta de presupuesto para sacar estos prototipos del laboratorio hacen una propuesta todavía inviable para superar la etapa de prototipo, sin embargo éstos son muy útiles en los ambientes universitarios. [Guevara et al] propuso un método combinado para la desactivación electrónica y química de pilas como residuos peligrosos, que permita la recuperación de sustancia para el reciclaje. Actualmente, se sigue trabajando en investigación y en mejora de procesos.

“…La participación ciudadana es importante para implementar programas de gobierno en pro del medio ambiente…” Durante el mismo 2004 el programa del rescate de Valle de Bravo en el estado de México incluyó la recolección de pilas; mientras que en Nuevo León, en el Tecnológico de Monterrey se acopiaba solamente pilas botón para un proyecto de recuperación de mercurio y plata. Para 2005 Castillo continuó el proyecto en la Facultad de Ciencias de la Electrónica de la BUAP y se colocó un contenedor exclusivo para este tipo de residuos en el edificio 181. Posteriormente el Dr. Bautista mantuvo el programa universitario desde la Facultad de Ingeniería Química de la BUAP.

Acciones de académicos, asociaciones y gobiernos municipales en México

Una vez que se tiene claridad sobre la problemática y las posibles soluciones vienen las propuestas; a continuación se indican de manera cronológica los avances en este tema en el país. Los primeros intentos registrados para el acopio de pilas como residuos, según Castillo, los realizaron las empresas Motorola y Carrefour en 2000 en la ciudad de México, pero el proyecto no fructificó. En Puebla, Castillo inició un proyecto en la UPAEP en 2003, que incluyó campañas de divulgación en medios masivos de comunicación y universidades, a la vez inició un proyecto de recolección universitaria y asesoró instituciones académicas de Brasil y 46

Artículos de Divulgación

Figura. 4. Contenedor de pilas y baterías de baja potencia, ubicada desde agosto de 2005 en el interior edificio 181 de la FCE de la BUAP. BUAP-OOSL.

2008

También en 2005 el programa “Puebla Ya Recicla” del Organismo Operador del Servicio de Limpia del Ayuntamiento de Puebla incluyó la recolección de pilas y baterías, Castillo gestionó un contenedor para UPAEP y uno para la BUAP. Además, dicho programa colocó alrededor de 50 contenedores llamados Islas, para la recolección de papel, cartón y plásticos, además de pilas.

Después del anuncio del GDF en noviembre, para diciembre del 2006 principalmente organismos del gobierno federal aceleraron la liberación del proyecto de Norma Mexicana NMX-AA-104-SCFI-2006.

En ese mismo año, la Universidad Autónoma de Morelos implementó un programa similar a los anteriores. En noviembre de 2006, el Gobierno del Distrito Federal (GDF) anunció un programa similar al del Municipio de Puebla pero de mucho mayor impacto por el volumen de recolección. Fue lanzado finalmente en marzo de 2007 y promueve la ubicación de 280 contenedores colocados por parte del programa denominado “Manejo Responsable de Pilas ”, para que los ciudadanos las depositen en “columnas turísticas” ubicadas en la vía pública de las 16 delegaciones del D.F.

El destino de las pilas recolectadas por los diferentes programas de recolección

“…El municipio de Puebla fue uno de los pioneros en programas de pilas a nivel nacional…”

En México no hay de otra: o se queman las pilas como a muchos residuos peligrosos en hornos autorizados que cuentan con filtros para minimizar emanaciones peligrosas al aire (cuestión que habría que tratar en otro momento) o se hace una disposición final en el único cementerio industrial en México manejado por RIMSA, ubicado en Minas Nuevo León. De entrada, en este tema habría que considerar la capacidad instalada y la viabilidad económica para trasladar todo este tipo de residuos desde todo el país en el caso de que se pudiese implementar un programa nacional para hacer un manejo responsable de pilas y baterías. De acuerdo con la cotización que RIMSA proporcionó a Castillo en 2004, el costo por la disposición final de 40 tambores de 200 litros llenos de pilas es de 18,500 pesos, lo cual de entrada no parecería excesivo; sin embargo, habría que considerar que cada gobierno estatal o municipal debe contar con al menos un centro de transferencia para almacenar temporalmente 40 tambores hasta esperar su destino final. La disposición final es supuestamente el objetivo de todos los programas de recolección de pilas del país sin embargo todos operan sin una regulación.

Los motivos de la norma y sus implicaciones

Figura 5. Anuncio del programa “Manejo Responsable de Pilas” del GDF de la Ciudad de México, que colocó 280 contenedores en las 16 delegaciones, iniciado en marzo de 2007.

2008

En 2004, Castillo tuvo contacto con el INE, donde se albergan los responsables del proyecto de pilas nacional. En ese momento dicho instituto buscaba sin éxito que alguna universidad pudiese financiar los estudios del impacto ambiental de las pilas. Ante las presiones en todo el país y la insistencia de Artículos de Divulgación

47

que el gobierno federal y Amexpilas (Asociación Mexicana de Pilas, que agrupa a los productores de pilas del país) tuviesen que pagar los gastos de los procesos indicados para la recolección de éstas y ante la problemática anteriormente indicada, resulta una verdadera papa caliente que tendría únicamente tres opciones: a) Si el gobierno federal se encargara exclusivamente de este tipo de residuos peligrosos se gastaría mucho dinero en información, recolección reciclaje y disposición final, que implicarían proyectos a largo plazo y que en muchos casos los ciudadanos no notarían, porque se entierran, no es lo mismo que pavimentar donde la gente se entera de la inversión. b) Si Amexpilas se encargara del problema, los costos de todo el proceso se le cargan al costo del producto, y al elevar los precios al consumidor reducirían las ventas y ello impactaría el empleo. Es aquí donde viene el argumento fuerte de Amexpilas, ellos pierden mucho dinero anualmente por el contrabando de pilas asiáticas, por lo que el gobierno federal tendría que trabajar en sus aduanas para evitar esos ingresos ilegales. c) Si tanto gobierno federal como Amexpilas se encargan, de todas maneras el consumidor debe pagar por el proceso completo para las pilas desechadas. Ante este dilema en el que se ve el interés económico y no ambiental, la salida fácil podría ser dar el primer paso hacia la legislación, mediante una norma que indicara que las pilas que produce Amexpilas no se necesitan recolectar y se pueden tirar a la basura ya que no contaminan, y decir que las que contaminan son las asiáticas, ello implicaría que el gobierno federal trabaje en sus aduanas, para no afectar las ventas, los ingresos, los empleos y evitar la competencia desleal.

“…Toda Norma, Reglamento o Ley tiene fuertes implicaciones económicas, ¿quién paga por ello?...” 48

Artículos de Divulgación

Por lo anterior se generó el proyecto de norma que incluso viene por parte de la Secretaría de Comercio y Fomento Industrial, (SCFI) indicado en las siglas de la norma, tiene un fin netamente económico y comercial. Por lo anterior, consideramos que el paso es bueno desde el punto de vista económico, y una vez que el gobierno federal haga su tarea en las aduanas, se elevarán las ventas de Amexpilas y ésta tendrá recursos para poder hablar de una futura norma para pilas que tenga un carácter ambiental enfocado en la salud pública. Sin embargo, el trabajo no sólo debe ser del gobierno federal y de Amexpilas, al menos así lo entendemos las universidades y asociaciones civiles, ya que sin la información adecuada se cometen imprecisiones como las del todavía Proyecto de Norma, que desde el punto de vista académico presenta muchas debilidades.

Conclusiones

Los autores consideramos que una sociedad es responsable de que su desarrollo sea sostenible, todos los actores involucrados en una tecnología, ya sea como productores, gobierno y consumidores, deben por tanto entregar a las generaciones futuras tecnologías ambientalmente sustentables, fomentar el empleo de energías alternativas, reducir el consumo de energéticos, recolectar y separar los residuos, así como invertir en la disposición final y el reciclaje, visualizando a todos estos procesos como una inversión y no como un gasto. No comprender la importancia de hacer bien las cosas genera penosos resultados como el proyecto de norma mexicana PROYNMX-AA-104-SCFI-2006, publicado en diciembre de 2006 y que en mayo de 2007 se decidió que se le dará seguimiento como una Norma Oficial Mexicana, pero hasta junio de 2008 continúa como proyecto y desgraciadamente responde a intereses económicos. Una lectura del proyecto de norma nos deja ver que éste va en contra de las tendencias internacionales, sin siquiera citar a las directivas europeas que tratan el tema de estos residuos desde hace más de 30 años. También es posible observar que la norma mexicana permitirá que las pilas que se comercian legalmente tengan ¡20 veces 2008

más mercurio!, ¡7.5 veces más cadmio! y ¡5 veces más plomo! que las pilas que se comercializan en la Unión Europea, entonces, como es evidente, cualquier pila cumplirá sin problema la norma.

“…¡La norma mexicana permitirá 20 veces más mercurio, 7.5 veces más cadmio y 5 veces más plomo en las pilas!..” Por otro lado, una ventaja de la norma mexicana es que consta de nueve hojas en total, en sí la norma tiene cinco y cuatro son de anexo; sólo participaron nueve instituciones, por lo que también es deseable una mayor participación de los grupos sociales. Bibliografía 1. Castillo Velázquez. J. I, Bolaños Berruecos. J. L. (2005)“Tecnología para el tratamiento de pilas y baterías desechadas a partir de equipos electrónicos portátiles”, International Journal for Environmental Pollution, 21, 1159-1164. 2. Dirección General de Normas, (2008) “Proyecto de norma NMX-AA-104-SCFI-2006”, Diario Oficial de la Federación, México Recuperado el 19 de junio de 2008 de http://www.semarnat.gob. mx/leyesynormas/Proyectos%20de%20Normas %20Mexicanas/proy-nmx-aa-104-scfi-2006.pdf 3. Guevara García J. A, Castillo-Velázquez J.I., Meléndez-Platas E., Montiel-Corona V., Bautista- Rodríguez M., (2006) “Complete end of life management of cells and batteries by the route: electronics reused-components, recovery-chemical recycling; an economical and low environment impact alternative for their disposal”, The Second International Meeting on Environmental Biotechnology and Engineering (2IMEBE)-Memories. 4. Parlamento Europeo y del Consejo, “Directiva 2003/108/CE, sobre residuos de aparatos eléctricos y electrónicos”, (2003), Diario Oficial de la Unión Europea. Recuperado el 19 de junio de 2008 de http://eur-lex.europa. eu/LexUriServ/site/es/oj/2003/l_345/l_ 03720030213es00240038.pdf 5. Parlamento Europeo y del Consejo, “Directiva 2006/66/CE, relativa a las pilas y acumuladores y a los residuos de pilas y acumuladores”, (2006), Diario Oficial de la Unión Europea. Recuperado el 19 de junio de 2008 de http://eur-lex. 2008

europa.eu/LexUriServ/site/es/oj/2006/l_266/ l_26620060926es00010014.pdf 6. Push R. (2004) “Clay-isolation of chemical waste in mines”, Waste Management and the Environment II, WIT Press. José Ignacio Castillo Velázques Licenciado en Electrónica (1995) y Maestro en Ciencias (1998) por la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP). Su experiencia profesional combina universidades y empresas, tanto públicas como privadas. En universidades como profesor investigador tiempo completo en la Universidad Tecnológica de la Mixteca (UTM) (1998-1999); tiempo completo en la Universidad Popular Autónoma de Estado de Puebla (UPAEP) (1999-2005), hora clase (2005-2006), universidad virtual (2007); hora clase en BUAP (2005-2006). En empresas como DICI (1992-1993), Coordinador CEDAT en el Instituto Federal Electoral (IFE) (1997), consultor en Computadoras y Servicios Especiales (COMSE) (20052006) Desde 2006 trabaja para Telmex-Reduno en la Ciudad de México. En el Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) es Presidente del Comité de Comunidades Virtuales de Latinoamérica (2008-2009) y “Webmaster” del Consejo México (2008-2009). Fundador y presidente de Alter Energías A. C. (2005-2006), secretario (2007-2008) donde realiza investigación independiente en energías alternativas y medio ambiente. En el tema de e-waste, es pionero a nivel nacional; asesoró, al Programa “Puebla ya Recicla” del Organismo de Limpia del Municipio de Puebla, fue miembro de la Red Mexicana para el Manejo Ambiental de Residuos (REMEXMAR PUEBLA) y la Academia Nacional de Ciencias Ambientales (ANCA). [email protected] Celso Moisés Bautista Rodríguez es egresado en Ingeniería Química de la BUAP en 1992, obtuvo el grado de Maestro en Ciencias con especialidad en Ingeniería Química en la Universidad de las Americas campus Puebla en 1995, y el grado doctoral en el Instituto Nacional Politécnico de Grenoble en Francia en 2004. El Dr. Bautista ha realizado investigación y desarrollo tecnológico en el área de generación de energía a partir de fuentes alternativas, particularmente en el diseño de pilas a combustible a membrana de intercambio protónico (PEMFC de sus siglas en inglés) y sistemas de arco eléctrico para la preparación de electrodos porosos aplicables a pilas a combustible. Profesionalmente tiene más de 8 años de experiencia en ingeniería de procesos en plantas de producción de diferentes áreas como; polímeros, petroquímica, química y farmacéutica, estando involucrado en proyectos de plantas productivas. El Dr. Bautista ha sido responsable del desarrollo de Ingeniería Básica e Ingeniería de Detalle en proyectos de optimización de procesos, incrementos de producción y nuevos procesos. Además ha colaborado en el desarrollo de procesos de control de calidad, inspección técnica y seguridad industrial. Estos trabajos los ha desarrollado en colaboración y coordinación de grupos internos de ingeniería en planta y grupos externos con empresas de servicios. [email protected]

Artículos de Divulgación

49

Investigación y enseñanza ¿Sabes qué es un hexaedro?

La respuesta y un modelo plegable elaborado con materiales de desecho Aarón Pérez-Benítez Rosa Elena Arroyo-Carmona

Introducción

¿Qué te imaginas cuando escuchas que alguien es de cabeza cuadrada1?, ¿Asocias quizá la frase “cabeza cuadrada” con la imagen mental de una persona como la que se representa en la figura 1a?, o ¿quizá hasta has hecho o has visto a alguien hacer alguna vez ciertos ademanes con las manos para expresarlo, no? ¡Pues entonces tienes una idea alternativa2 sobre lo que es un cuadrado, porque en realidad esa imagen corresponde a un cubo o hexaedro! Pero no te preocupes demasiado porque en este artículo se presentan los resultados de una encuesta aplicada entre estudiantes de licenciatura en Química de la BUAP, la cual revela que también ellos tienen ideas alternativas del hexaedro. Te enseñaremos además a construir un cubo utilizando un cartón tetragonal vacío de leche o de jugo, con el objetivo de que te ayude a reforzar o a modificar tú idea inicial de lo que es un cuadrado y un cubo o hexaedro. 50

Investigación y Enseñanza

Figura 1. a) Idea o imagen alternativa que frecuentemente viene a nuestra mente cuando escuchamos: “Es una persona de cabeza cuadrada”;3 b-c). La biblioteca Louis Nucéra, mejor conocida como “La Tête Carrée” (“La cabeza cuadrada”) ubicada en Niza, Francia.

2008

Por cierto que esa imagen mental de “cabeza cuadrada” no es exclusiva de nuestro país. Por ejemplo, las fotos 1b y 1c que son de la biblioteca municipal Louis Nucéra, ubicada en Niza, Francia, puedes encontrarlas en la internet al insertar en cualquier motor de búsqueda de imágenes las frases francesa o inglesa: “La Tête Carrée” o “square head”, que en español significan “la cabeza cuadrada”.

“... esa imagen mental de “cabeza cuadrada” no es exclusiva de nuestro país...” Un poco de teoría

El cubo, del latín cubus, se conoce desde la antigüedad. De hecho, para Platón la tierra estaba hecha por pequeñas partículas cúbicas (figura 2). Pero por lo visto, para gran parte de la población el cubo es poco conocido por su segundo nombre, el de hexaedro, palabra que proviene del griego hexa = seis y edro = cara o base. En contraste, al cubo se le puede encontrar en adornos, muebles, juguetes y una infinidad de artículos de uso común en la vida cotidiana (figura 3).

“...el cubo es poco conocido por su segundo nombre, el de hexaedro...”

Recuerda que un cuadrado es un polígono regular que consta de cuatro lados iguales, los cuales forman cuatro vértices con ángulos de 90° (ángulos rectos); por lo tanto se trata de una figura plana que puede ser dibujada en dos dimensiones. Por ejemplo, las propiedades geométricas de un cuadrado de lado l = 7 cm se describen en la tabla 1. 4 En cambio, un cubo es un poliedro regular que consta de seis caras cuadradas que se unen en ángulos de 90° formando 12 aristas y ocho vértices; por lo tanto se trata de un cuerpo geométrico que debe ser dibujado en perspectiva tridimensional. Las propiedades geométricas más importantes de un cubo de arista l = 7 cm. se describen en la tabla 2.

Figura 2. a) Los cinco sólidos platónicos, se incluye abajo a la izquierda al cubo o hexaedro.

“... un cubo es un poliedro regular que consta de seis caras cuadradas...”

Tabla 1. Parámetros geométricos importantes de un cuadrado de lado l = 7 cm.

2008

Figura 3. El cubo es un objeto común en nuestras vidas: a) una lámpara cúbica; b) sillones cúbicos, c) el cubo Rubik.

Investigación y Enseñanza

51

En ese estudio concluimos que los estudiantes no tenían conocimiento de las raíces grecolatinas de las palabras tetraedro y octaedro, y para demostrarlo le pedimos a otro grupo de 41 estudiantes de tercer cuatrimestre de la Facultad de Ciencias Químicas de la BUAP, que realizaran el dibujo de un hexaedro. Y al igual que en el estudio anterior, encontramos no sólo dibujos de poliedros distintos al cubo sino también dibujos de figuras planas; es decir, de polígonos. La distribución de las respuestas y los dibujos más representativos de ellas se presentan en la tabla 3.

Construcción de un cubo a partir de material desechable Tabla 2. Parámetros geométricos importantes de un cubo de arista l = 7 cm *Símbolos asignados arbitrariamente del inglés df = face’s diagonal (diagonal de la cara) y db = body’s diagonal (diagonal del cuerpo). Las fórmulas que se presentan en esta tabla fueron determinadas por los autores usando el teorema de Pitágoras (c2 = a2 + b2). **Símbolo asignado arbitrariamente del inglés At = tetrahedral angle; la fórmula fue deducida usando la función sen  = (0.5 / √2) ÷ (0.5 /√3), donde el numerador es la mitad de la diagonal de una cara, el denominador es la mitad de la diagonal del cuerpo y  es la mitad del ángulo tetraédrico (109.5°).

El problema

A priori podríamos pensar que la confusión entre lo que es un cuadrado y un cubo es sólo una casualidad. Sin embargo, el problema va más allá de una simple confusión y se extiende a otros cuerpos geométricos más o menos comunes, como el tetraedro y el octaedro, tal y como lo demuestra un estudio realizado con estudiantes de la licenciatura en Química de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (Arroyo-Carmona, 2005).

Tabla 3. Dibujos alternativos de un hexaedro proporcionados por la población de estudio: a) Hexágono (19.6 %); b) Bipirámide trigonal (10.9 %); c) Prisma hexagonal (19.6 %); d) Pirámide hexagonal (19.6 %); e) Cubo (8.7 %); f) Octaedro5 (8.7 %). Las respuestas faltantes fueron vacías (13 %).

52

Investigación y Enseñanza

En vista del problema, nos dimos a la tarea de diseñar y construir un modelo de un cubo, con el cual se pueden ilustrar objetivamente sus propiedades geométricas. Aunque existen 11 plantillas diferentes para construir un cubo (mathworld, 2007),6 te recomendamos construirlo usando nuestro diseño, porque es más sencillo y práctico, toda vez que lo puedes desensamblar, plegar y guardar en tu libreta, y además te permite reciclar los cartones tetragonales vacíos de leche o de jugo. Materiales: • Un empaque de cartón de base cuadrada, vacío y limpio, de leche o de jugo de 1 litro • Una escuadra • Un marcador • Unas tijeras Procedimiento: 1. Elimine la base y la tapadera del cartón (figura 4a) 2. Trace líneas y recorte a alturas / y 2 / del cartón (Figura 4b), donde / es la longitud de la arista de la base (usualmente / = 7 cm) 3. Rote 90° una de las bandas cuadradas resultantes (figura 4c) y la otra manténgala en su misma posición (figura 4d) 4. En esa posición, inserte la primera banda dentro de la segunda (figura 4e), con lo que dos caras de la banda rotada quedarán traslapadas con dos de la segunda y las otras dos taparán los huecos (figura 4f ) 2008

Las bandas semi-ensambladas y el modelo terminado se presentan en la figura 5.

en un emblema de esa ciudad. En su interior se incluyó un elevador que lleva a los turistas a la cima, a una velocidad de 5 m/s. Se renovó en marzo de 2004 y se abrió nuevamente al público en febrero de 2006 (Atomium, 2008). 2. El cubo más pequeño del mundo se llama cubano (figura 6b). Se trata de una molécula de fórmula C8H8 la cual fue sintetizada en 1964 por Philip E. Eaton y Thomas W. Cole (Eaton, 1964). A diferencia del Atomium, el cubano no es una molécula única, pues en un sólo gramo-masa de cubano hay ¡5,782.1006 trillones de moléculas de cubano!; y además, siguiendo el procedimiento descrito por Eaton y Cole, los químicos somos capaces de sintetizar una decena de gramos de esta sustancia en el laboratorio.

Figura 4. Elaboración de un cubo a partir de un cartón de leche o de jugo

La longitud de la arista del cubano es de 1.5727 Å (Hedberg, 1991). Como para que te des una idea de lo pequeñísima que es esta molécula puedes tomar como referencia el modelo del cubo que construiste con tu cartón de leche, el cual será casi… ¡Veintidós y medio millones de veces más grande que el cubano!

Figura 5. Modelos semi-cerrado (izquierda) y cerrado (derecha) de cubos elaborados a partir de una caja tetragonal de cartón de jugo y de leche, respectivamente.

Dos curiosidades geométricas: ¡El cubo más grande y el más pequeño del mundo!

1. El cubo más grande del mundo es el Atomium (figura 6a), una estructura de 103 m de altura, la cual fue construida para la Feria Mundial de Bruselas de 1958. Representa la estructura de un cristal de hierro ampliado 165 mil millones de veces, con ocho esferas de acero de 18 m de diámetro en los vértices del cubo y una en el centro. Aunque esta edificación, diseño del arquitecto André Waterkeyn, fue planeada para ser exhibida durante sólo seis meses, rápidamente se convirtió en una atracción turística y 2008

Figura 6. a). El atomium, el cubo más grande del mundo; esta construcción se ubica en Bruselas y mide 103 m de altura; b). El cubano, C8H8, la molécula cúbica más pequeña que existe en el mundo; mide 1.5727 Å de arista (1 Å = 1 x 10-10 m).

Investigación y Enseñanza

53

Conclusión

Con la construcción de este modelo plegable de un cubo puedes contribuir a la cultura del reciclaje, aprenderás algo más acerca del hexaedro o cubo y tú o tus hermanos menores disfrutarán con este juguete práctico y divertido. Es importante para tu educación que investigues las raíces grecolatinas de los conceptos que se utilizan frecuentemente en tus clases, para que más tarde pasen a formar parte de tu lenguaje común. Referencias 1

“Persona de cabeza cuadrada” es un término coloquial que se utiliza para indicar que una persona es demasiado metódica y obstinada. 2 “Idea alternativa” es un término que se utiliza para denominar a aquellas ideas distintas a las científicamente aceptadas. 3 La figura 1a es un diseño del escultor Marsellés Alexandre Joseph Sosnowsky, mejor conocido como Sasha Sosno, quien ideó en primera instancia el busto de “La Tête Carrée”. Puedes consultar su página oficial en: . Consultado por última vez el 16 de abril de 2008. 4 En las tablas 1 y 2 se describen las propiedades geométricas de un cuadrado y de un cubo de lado l = 7 cm debido a que se elaborará el modelo de un hexaedro a partir de un empaque de cartón cuya base es un cuadrado de 7 cm de lado. 5 Aunque el dibujo parece ser el de un octaedro, uno de los estudiantes que proporcionaron este dibujo lo describe como: “tiene seis lados”, refiriéndose probablemente a un polígono y no a un poliedro. 6 Las plantillas las puedes encontrar en línea en: . Visitado por última vez el 1 de marzo de 2008.

Créditos a las figuras:

• Figura 1: Aglaé de la Torre y Mireia Sanz, 2006. Actividades matemáticas. “Los sólidos platónicos”. En línea en: Fecha de consulta: 16 de abril de 2008. • Figura 2a: Proyecto raíces. En línea en: . Fecha de consulta: 31 de octubre de 2007. • Figura 2b: Carrinhos. Lafersa. En línea en: . Fecha de consulta: 16 de abril de 2008. 54

Investigación y Enseñanza

• Figura 2c: “Concluye el campeonato del mundo del cubo de Rubik”. En: La flecha, tu diario de ciencia y tecnología. En línea en: . Fecha de consulta: 16 de abril de 2008. • Figura 6a: Benson, Gary. “Classic postcard shot of the Atomium, Brussels”. En línea en: . Fecha de consulta: 16 de abril de 2008. Bibliografía 1. Arroyo-Carmona, R. E.; Fuentes López, H.; Méndez-Rojas, M. Á. y Pérez-Benítez, A. “La geometría: ¡Un pie que cojea en la enseñanza de la estereoquímica”. Educ. Quím. 16 (Núm. Extraord.), 2005, 184-190. 2. Atomium – Wikipedia, la enciclopedia libre. En línea en: . Consultado por última vez el 16 de abril de 2008. 3. Cotton, F. A. “La teoría de grupos aplicada a la química”. Ed. Limusa. México, 1977; p. 69. 4. Hargittai, I. y Hargittai, M. “Symmetry: A Unifying Concept”. Ed. Shelter Publications, Inc. USA, 1994. 5. Eaton, P. E.; Cole, T. W. Jr. “Cubane”. J. Am. Chem. Soc. 86, 1964, 3157. 6. Eckroth, D. J. Chem. Educ. 70(8), 1993, 609. 7. Hasted, J. B. “Liquid water: Dielectric properties”, in: Water A comprehensive treatise, Vol. 1, Ed. F. Franks . Plenum Press, New York, 1972. pp. 255-309. 8. Hedberg, L.; Hedberg, K.; Eaton, P. E.; Nodari, N.; Robiette, A. G. ”Bond Lengths and Quadratic Force Field for Cubane”. J. Am. Chem. Soc. 113, 1991, 1514. Aarón Pérez Benítez es doctor en ciencias e investigador de la Facultad de Ciencias Químicas, de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla. Su labor de investigación se ha destacado en el área de enseñanza de las ciencias a nivel medio superior y superior. Autor a quien debe dirigirse la correspondencia. [email protected] Rosa Elena Arrollo Carmona es M en C. en la especialidad de Fisiología por la BUAP. Ella ha colaborado con el primer autor en los proyectos de enseñanza de las ciencias y en los eventos y proyectos del CONCYTEP, sobre todo en el Fomento a la Cultura Científica. [email protected]

2008

Entrevista Necesario redireccionar valores en los jóvenes: René Drucker Colín Angélica María Ortiz Bueno Graciela Juárez García “Los científicos sin posibilidades de igualar el sueldo de un futbolista o beisbolista profesional”

M

éxico no dispone de una política científica inteligente que pondere la importancia de la ciencia y la tecnología en el desarrollo económico-social. Ante ese vacío, es necesario establecer una política de Estado que incorpore a académicos y científicos en la toma de decisiones y que esté encaminada a mejorar los procesos de enseñanza de la ciencia. Quien así piensa es René Drucker Colín, uno de los promotores más importantes de la divulgación científica en México. Su prestigio como investigador y su interés porque se aprecie la función estratégica de la ciencia para la sustentabilidad del país, le han permitido trascender.

A continuación una entrevista que realizó personal de CONCYTEP, en la sala de juntas de la Coordinación de Investigación Científica de la UNAM, cuando Drucker se desempeñaba como titular de esa área. Una conversación llana y amable, como su personalidad, durante la cual habló sobre su vida, su trabajo y sus sueños como investigador. 2008

Fig. 1 Dr. René Drucker durante la entrevista en su oficina.

- ¿Qué lo motivó a estudiar neurociencias? -Lo que realmente me interesaba era la gente, entender ciertos procesos que me llamaban la atención y tuve la oportunidad de acercar Entrevista

55

me al que considero fue mi maestro, un neurofisiólogo conocido y reconocido que se llamaba Raúl Hernández Peón. Me le acerqué, le dije que quería entrar a su laboratorio, entré a trabajar y me encaminé en las neurociencias. En aquel tiempo, al salir de la prepa, me interesaba entender los mecanismos que producen el sueño; ese fue mi primer acercamiento a las neurociencias, precisamente sobre los mecanismos que regulan el ciclo vigilia-sueño. Así incursioné en la ciencia. El tema del sueño es muy importante, sobre todo porque los seres humanos nos pasamos un tercio de la vida durmiendo, quiere decir que al cumplir 60 años de edad hemos dormido 20 años de nuestra vida. ¿Por qué dormimos tanto?, ¿para qué sirve dormir?, ¿cómo le hace el cerebro para generar esa conducta? Existen diferentes patologías del sueño; cuando un ser humano tiene alteraciones importantes en el sueño, esto impacta su vida cotidiana, le afecta de diversas maneras y hoy se considera al sueño como uno de los principales elementos para la estabilidad emocional y corporal.

“…nos pasamos un tercio de la vida durmiendo, quiere decir que al cumplir 60 años de edad hemos dormido 20 años de nuestra vida.” El equilibrio en el organismo hace que el sueño sea uno de los factores importantes para ese equilibrio; la disciplina del sueño ha ido creciendo a lo largo de los años. Desde luego poco a poco me empezaron a interesar otras enfermedades neurodegenerativas, como el parkinson, y hoy tengo una variedad de temas que cultivamos en el laboratorio. -¿Su inquietud por la ciencia y su interés por indagar, es algo innato o lo aprendió de niño? -Es un poco difícil responder a esa pregunta. Mi padre era cardiólogo, seguramente tuve una fuerte influencia en el área médica. En un tiempo me interesaba mucho la filosofía, no entendía porqué pues era chavo, pero uno lee, entonces estaba yo preocupado por comprender la condición humana, entender 56

Entrevista

las cosas de la vida, profundizar el porqué. Empecé a escribir, tenía inquietudes académicas, literarias, quería hacer algo interesante. Lo que sí debo decir es que nunca pensé en carreras en las que lo financiero es importante, esa parte a mí nunca me interesó, no me preocupaba nunca y no es que tuviera una condición holgada, mi papá murió muy joven y tuve que comenzar a trabajar para mantenerme, porque soy hijo único, mi mamá era ama de casa, eran los tiempos aquellos en los que las mujeres no trabajaban. Si uno piensa en hacer dinero debe hacer cosas que no tienen nada que ver con la ciencia; creo que es importante para los jóvenes tomar decisiones en lo que más les gusta, no en lo que les va a redituar más.

“…nunca pensé en carreras en las que lo financiero es importante…es importante para los jóvenes tomar decisiones en lo que más les gusta, no en lo que les va a redituar más.” Y he de decir que la decisión que tomé la considero la mejor de toda mi vida, porque no hay nada mejor que ser pagado por algo que a uno le gusta, aunque sea poquito, no hay mayor satisfacción que eso. No puedo imaginar lo terrible que debe ser la vida de una persona que cada mañana se levanta y dice: “tengo que trabajar, lo aborrezco”. Lo mejor es decir: “tengo que trabajar, tengo ganas de hacer muchas cosas”. No me acuerdo haberme levantado y decir: “chin, ahora tengo que ir a trabajar”. -¿Cómo pueden influir la sociedad, los padres y las universidades públicas para que los jóvenes elijan bien? -Es muy difícil decirle a los jóvenes, “oye a ti te conviene hacer esto…”, porque hacen exactamente lo contrario. Los niños tienen demasiados distractores, la sociedad en general está diseñada para impulsar lo superficial de la vida y no lo importante; los medios de comunicación se la pasan hablando de puras tonterías, del fútbol, de los artistas, de quién se casó con quién o quién se divorció, etcétera; pura nota roja o cosas muy superficiales. 2008

Entonces, los chavos ven constantemente asuntos que no tienen mucho que ver con su desarrollo personal profundo, lo que dificulta la labor de convencimiento para que se dediquen a cuestiones culturales o científicas. Las cosas poco útiles dan satisfacciones inmediatas, que son las que buscan los jóvenes; mientras que lo que vale la pena da satisfacciones a largo plazo, y los niños no tienen esa visión de largo plazo.

“Los valores de la sociedad están tergiversados…” Una familia bien integrada, con profesionistas, puede influir en los muchachos, una buena escuela donde se les dé atención les ayuda, pero a final de cuentas creo que la gente es como es: tiene su carácter, su manera de ser y es prácticamente imposible modificarles la manera en que van a enfrentarse a la vida. Los jóvenes no toman la historia de otros como un ejemplo para dirigir su vida y los héroes que escogen no contribuyen mucho al desarrollo de la humanidad. Siempre pongo como ejemplo que si entrara a algún lugar Ronaldinho o Luis Miguel, todo mundo los conocería; pero si entrara el descubridor de la vacuna contra la polio, nadie sabría quién es, y yo preguntaría ¿qué es más importante, meter un gol, cantar una canción, aunque lo hagan bien, o salvarle la vida a millones de personas? Los valores de la sociedad están tergiversados. Me parece muy bien que tengamos héroes en los deportes, que tengamos deportistas de primera clase, pero la diferencia es abismal entre uno y otro, y eso es lo que no se vale; incluso los sueldos que ganan esas personas es abismal, no hay ningún científico que tenga las posibilidades de generar un ingreso equivalente al que gana un basquetbolista profesional, un beisbolista, un cantante, actividades que divierten a la gente y es importante que existan, pero lo que no se vale es que la diferencia que la sociedad les da es demasiado grande.

Figura 2. El Dr. René considera fundamental el papel de la divulgación para hacerle entender a la sociedad mexicana la importancia de la ciencia y de los descubrimientos mexicanos.

“Hemos invertido nuestros valores de forma sumamente peligrosa…”

-Hoy se habla de sociedades del conocimiento, donde la ciencia y tecnología son fundamentales para el desarrollo; un país

2008

Hemos invertido nuestros valores de forma sumamente peligrosa, entonces cuando los niños crecen ¿quiénes son sus héroes? No son los científicos, ni los literatos, ni los escritores, sino los que vienen de un mundo superficial y a mi juicio son pésimos ejemplos para la sociedad. Nadie pagaría tres mil pesos por ir a escuchar a un científico hablar de un tema. En una ocasión me invitó la Asociación Americana de Neurología, a dar una conferencia en Puerto Rico, había un anuncio que decía: conferencia del doctor René Drucker Collin, entrada 50 dólares, y yo decía “bueno, ya pagan 50 dólares”. René Drucker Colín viste pantalón de mezclilla y playera. Su trato es jovial, amable. Recuerda que de niño le gustaban las hormigas. “Bueno, la realidad de las cosas es que cuando yo era un joven me interesaba divertirme como a la mayoría de los jóvenes y no pensaba mucho en lo que iba a ser, pero llega un momento en que se preocupa uno por el futuro, de hecho un poco tarde, porque cuando salí de la prepa a mí la escuela no me gustaba, entonces decía que eso de la ciencia, eso del estudio, es para otros, yo iba a conquistar el mundo trabajando, pero me di cuenta que si no hay educación no hay nada”.

Entrevista

57

que no invierte en ciencia y tecnología está destinado a fracasar económicamente y volverse dependiente de otros países. ¿Cómo podríamos motivar el interés de los jóvenes por la ciencia y la tecnología? -Efectivamente, los países inteligentes, o por lo menos donde hay políticos inteligentes y además interesados en el desarrollo de su nación, le han invertido una gran cantidad de esfuerzo y de recursos económicos al desarrollo científico y tecnológico y esos países son los que dominan las economías del mundo; incorporan nuevas tecnologías a las empresas, hay una gran cantidad de patentes, de empresas que producen productos con valor agregado, como consecuencia son empresas que van creciendo y pueden dar empleo a trasnacionales.

“…los países…interesados en el desarrollo de su nación, le han invertido una gran cantidad de esfuerzo y de recursos económicos al desarrollo científico y tecnológico y esos países son los que dominan las economías del mundo…” En México se hace exactamente al revés, nunca se invirtió suficiente y además desde hace ocho años hay una disminución en inversión para ciencia y tecnología. Desde luego la pregunta es ¿por qué en nuestro país no hay una política científica, inteligente, que conciba a la ciencia y la tecnología como áreas de enorme importancia e impacto en el desarrollo económico de la nación? La respuesta para mí es muy difícil, porque es realmente incomprensible que no haya un intento del gobierno por aprovechar los conocimientos generados por los científicos mexicanos, y no haya un interés por ampliar el sistema científico nacional para que éste realmente impulse el desarrollo económico. En los últimos dos, tres años, en la retórica de los políticos se ha incorporado el lenguaje de que es importante el desarrollo tecnológico, pero solamente en la retórica, porque en la práctica no hay ningún intento ni ninguna demostración de que lo que dicen lo van a aplicar de manera efectiva. 58

Entrevista

Ahora, ¿cómo hacerle para que los jóvenes vean esto como una oportunidad?, pues es parte de una política, que tendría que ser llamada política de Estado, en la cual estén involucrados los sectores que corresponden entre ellos, desde luego la SEP, que tendría que estar mejorando la enseñanza de la ciencia con actividades científicas y esto tampoco lo hace la educación publica. Hay un enorme déficit en la enseñanza de materias científicas en el país, lo cual se demuestra claramente con las evaluaciones que se hacen y en las que México siempre se ubica en los últimos lugares en matemáticas, física, biología, etcétera. ¿Cómo establecer una política inteligente al respecto? Esto es incorporando en los niveles de decisión gente que realmente entienda de esto, a lo mejor que fueran académicos y estuvieran inmersos en los medios de la ciencia. Tuve la oportunidad de platicar con el presidente de la Academia Mexicana de Ciencias (AMC) de China y me decía que tiene derecho de picaporte con el Primer Ministro de ese país y que en materia de políticas públicas de China no se hace nada sin que se considere cómo la ciencia y la tecnología pueden aportar y apoyar, para que China se convierta en un país más competitivo. Esto quiere decir que hay una nueva generación de políticos en países como China que están realmente interesados en el desarrollo nacional, en mejorar el nivel económico de la población y que para que eso se logre es imprescindible el desarrollo científico y tecnológico, que se creen cadenas productivas, ciencia básica que genera conocimiento, transferencia de conocimiento a desarrollos tecnológicos y toda la ingeniería continua que se necesita, y apoyo al desarrollo de empresas que son productivas. Además, que el gobierno entienda que muchos de sus problemas nacionales se pueden resolver adecuadamente con los conocimientos de los científicos del país.

“…hay una nueva generación de políticos en países como China que están realmente interesados en el desarrollo nacional, en mejorar el nivel económico de la población y que para que eso se logre es imprescindible el desarrollo científico y tecnológico…” 2008

En nuestro país no hay ningún interés por parte de los políticos, o no lo entienden, o son perversos. La única respuesta yo la podría dar pensando en que los tiempos del desarrollo científico son largos y los tiempos políticos son cortos, y como no compaginan, a los políticos no les interesa el futuro, les interesa la inmediatez, no tienen plan hacia el futuro, quieren resolver hoy, mañana, y no atienden las cosas importantes. México se queda cada vez más atrás, la diferencia entre nuestro país y otros es cada vez más abismal y va a llegar el día en que no podremos reducir ese abismo creado entre los países desarrollados y nosotros. -Doctor, ¿Existen diferencias entre investigación aplicada e investigación básica? -La investigación aplicada no existe, lo que existe es la ciencia básica, la ciencia fundamental que genera conocimientos, cuando esos conocimientos se aplican se usan para mejorar. Cómo vamos a hacer ciencia aplicada, si no hay ciencia que aplicar, primero tenemos que hacer la ciencia, generar conocimientos, y después podremos aplicar algunos de estos conocimientos para resolver problemas. Esa disyuntiva no debería existir, porque hay un sólo tipo de ciencia, que es la que genera conocimiento. A la ciencia y a los científicos hay que dejarlos trabajar; a algunos no les gusta eso porque dicen que los científicos andan haciendo cosas irrelevantes. En Alemania tienen una política: cuando contratan, solicitan o compran equipo no les preguntan a los científicos para qué sirve, porqué lo van a hacer, cuál es el proyecto, simplemente el Estado se los compra y les da todas las facilidades para que hagan ciencia.

“…La ciencia requiere de presupuesto, la ciencia es cara, requiere de tranquilidad para que los científicos puedan hacer lo que saben hacer…” La ciencia requiere de presupuesto, la ciencia es cara, requiere de tranquilidad para que los científicos puedan hacer lo que saben hacer, y para ello es importante un ambiente propicio para que puedan llevar a cabo su trabajo, le toca a la sociedad y a la clase política de los países aprovechar al máximo lo que hacen los científicos y para eso se tiene que generar una 2008

estructura que no le corresponde a los científicos llevar a cabo, le corresponde a un sector que entiende la ciencia, la importancia de la ciencia y procura obtener beneficios de los experimentos, conocimientos o modos de estudio que hacen los científicos. Aquí, frecuentemente se nos acusa que los científicos hacen cosas que a nadie interesan y no participan en el desarrollo. A nosotros no nos toca eso, el científico lo único que hace es generar nuevos conocimientos, importantes o no, la ciencia va acumulando información para que finalmente, con ese cúmulo de información se modifique algún concepto, algún producto, para que se entienda mejor el Universo. Yo creo que en nuestro país hay una mala concepción, un director del CONACYT en una ocasión dijo: “estos investigadores, algunos trabajan en la mosca, a quién le interesa la mosca, deberían estar trabajando en cosas importantes”. Uno de los sujetos de investigación más importante en Biología, y particularmente en la Genética, es la mosca de la fruta que se descubrió hace algunos años que el 70 por ciento de sus genes también los tiene el ser humano. Puede uno estudiar los diversos genes y algunas de las diversas enfermedades que éstos producen y entonces pueden manipularlas mejor, es un excelente sujeto de investigación ¿no?

“…La divulgación es fundamental para hacerle entender a la sociedad mexicana la importancia de la ciencia y de los descubrimientos mexicanos…” La divulgación es fundamental para hacerle entender a la sociedad mexicana la importancia de la ciencia y de los descubrimientos mexicanos. La gente cree que cuando hay un descubrimiento que impacta pues se pensó el lunes, se hizo el martes y el miércoles ya tenemos los resultados. Cuando se descubrió que se había completado el genoma humano, habría que decir que tomó 150 años desde el primer señor que habló sobre los genes. Hay cosas en la ciencia que son muy complejas, que toman mucho tiempo, ve uno el resultado final, pero empezó muchos años atrás, y a los políticos eso no les interesa. Entrevista

59

-¿Qué piensa sobre la fuga de cerebros? -Este es un problema muy añejo de la sociedad mexicana, habrá que recordar a un director del CONACYT que no quería ser director, buscaba una Secretaría de Estado que no le otorgaron, lo único que quedaba era el CONACYT, como premio de consolación. No puede haber en este cargo gente a la que no le interesa. A un director le preguntaron “¿oiga que piensa usted de la fuga de cerebros?”, y contestó: “no hay fuga de cerebros, lo que hay es fuga de braceros”. No hay ningún interés por incorporar a la gente que el país forma para tener un doctorado, que además formamos muy pocos doctores en México, mil 500 al año, y no se generan las condiciones para que sean aprovechados. Hemos gastado una buena cantidad de dinero para formar a una persona en licenciatura, maestría, doctorado e incluso postdoctorado, lo que cuesta aproximadamente seis millones de pesos al Estado, y cuesta más no aprovecharlo. Los jóvenes buscan oportunidades donde se las ofrezcan, ahora tenemos braceros de alto nivel que se van a otros países, debe haber alrededor de cinco mil mexicanos con doctorado en el extranjero y una política inteligente sería traerlos de regreso para aprovecharlos de la mejor manera posible, así le hacen los chinos que tienen alrededor de 100 mil chinos preparándose en otros países como los Estados Unidos. Esa es una política inteligente, les ofrecen una situación atractiva para que vivan dignamente y realicen su trabajo adecuadamente.

tes regiones del país e impulsar las actividades científicas de las universidades públicas de este país. Digo públicas porque está clarísimo que a las universidades privadas no les interesa hacer investigación y la poquita que hacen se refleja en un bajo número de miembros en el Sistema Nacional de Investigadores. Las universidades públicas son los lugares donde debería incorporarse toda esta gente y el gobierno debe generar un proyecto donde realmente se pueda incorporar a estos jóvenes científicos y si se hiciera eso, el sistema científico nacional podría crecer en forma apropiada. Ahora somos 12 mil en promedio, deberíamos tener 35 mil como mínimo, pues es más costoso no hacerlo. El impacto que esto tendría en el país sería notorio. Yo creo que hay que decirle a los jóvenes que ésta es un área de grandes oportunidades y las oportunidades necesitamos crearlas nosotros, necesitamos impulsar, seguir luchando porque el Estado mexicano entienda la importancia de estas actividades. Si no se hace, como decía hace un momento, nos vamos a quedar como siempre: en los últimos lugares de las estadísticas, nos vamos a quedar como un país vendedor de productos que se hacen en otros lados, y eso nos hace un país muy pobre competitivamente, dependiente de las tecnologías extranjeras e incapaz de generar empleos bien pagados para los mexicanos.

“…formamos muy pocos doctores en México, mil 500 al año, y no se generan las condiciones para que sean aprovechados…” El CONACYT tuvo un programa de repatriación, se repatriaron cerca de dos mil mexicanos, pero llegó Fox y ese programa desapareció, y creo que es uno de los peores errores de política a largo plazo. ¿Para qué formó a un doctor al que no se le dan las condiciones y como país no se le aprovecha? Eso quiere decir que se tienen que abrir nuevas plazas en las universidades públicas, en los centros públicos de investigación, habría que generar nuevos centros de investigación en diferen60

Entrevista

Figura 3. Drucker se siente muy orgulloso de pertenecer a la UNAM, “…el mejor lugar donde un académico puede trabajar en este país…”

2008

-Tuvo oportunidad de quedarse en una universidad de Estados Unidos, sin embargo decide regresar a México e incorporarse a la UNAM, ¿qué significa para usted la UNAM? -Todo, yo cada día que entro a la UNAM digo: “qué bueno que trabajo en esta institución” me felicito, agradezco a las autoridades en ese momento que me hayan dado la oportunidad, yo creo que el mejor lugar en donde uno puede trabajar en este país es la Universidad Nacional Autónoma de México. Es una institución que está muy preocupada por dar las mejores condiciones posibles a sus académicos, no siempre se puede porque las condiciones externas nos rebasan, pero es una gran institución y la verdad estoy eternamente agradecido. Efectivamente pude haberme quedado en Estados Unidos, pero no tenía ningún interés de quedarme ahí. Creo que los mexicanos necesitamos trabajar aquí, en México, es en nuestro país donde tenemos que hacer los esfuerzos, es el país el que nos requiere, a veces las posibilidades rebasan a la gente y aunque no quiere irse, se tiene que ir ante una oportunidad, esa realmente es una tragedia no sólo para las personas, sino para el país. Repito: tenemos que generar políticas que hagan absolutamente factible que todas las personas que tienen un grado de doctor se puedan quedar y las podamos aprovechar. La formación de recursos de alto nivel es lo que este país requiere para salir adelante, se necesitan generar las condiciones para que esta gente sea aprovechada, nadie más que el gobierno lo puede hacer y el gobierno también debe hacer políticas públicas que favorezcan a las empresas para que puedan incorporar a otra gente, como lo hacen en otros países, no todos los doctores que se forman hacen esa ciencia que es la ciencia básica en las universidades, hacen ciencia dirigida a resolver algunos problemas o a enriquecer a las empresas, orientada a resolver problemas específicos de la empresa que los está contratando, a la que le interesa mejorar sus productos. Ejemplo en deportes, ropa que absorbe sudor, tenis para correr más rápido, laboratorios de investigación básica, lo que hacen es investigación orientada hacia un problema, nuevos materiales; por ejemplo, 2008

los trajes de baño de los nadadores, esa es la ciencia aplicada que les gustaría a los políticos que se hiciera, pero dónde están las empresas, el estado necesita generar condiciones que favorezcan el desarrollo de las empresas, que generen nuevas estrategias de desarrollo tecnológico, toda una estrategia que en nuestro país no se lleva a cabo.

“…el estado necesita generar condiciones que favorezcan el desarrollo de las empresas, que generen nuevas estrategias de desarrollo tecnológico…” El Dr. René Drucker Colín es, desde febrero de 2008, titular de la Dirección General de Divulgación de la Ciencia, de la UNAM, institución donde cursó la licenciatura. En la Universidad del Norte deIllinois,EstadosUnidos,realizóestudiosdeMaestríaenPsicofisiología; ocupó una plaza como asistente de investigación en el Departamento de Fisiología de la Escuela de Medicina en Saskatchewan, en Canadá, donde obtuvo el doctorado en Fisiología. Fue profesor de asignatura en la Facultad de Psicología, de la Universidad Nacional, donde fungió como Jefe del Departamento de Psicobiología. Gracias a una beca de la Foundation’s Fund for Research in Psychiatry realizó una estancia como profesor visitante en el Departamento de Psicobiología, en la Universidad de California, en Irvine, Estados Unidos. EsmiembrodelInstitutodeFisiologíaCelular,investigadoremérito y fungió como coordinador de la Investigación Científica de la UNAM. Con el apoyo de la Fundación Guggenheim realizó una estancia sabática como profesor visitante en el Departamento de Anatomía del Brain Research lnstitute, en la Universidad de California, en Los Ángeles (UCLA). Es miembro emérito del Sistema Nacional de Investigadores; su trabajo en neurología versa sobre el mal de Parkinson, entre otras enfermedades. Angélica M. Ortiz Bueno obtuvo el título de Químico Fármaco Biólogo (1999) y la Maestría en Ciencias Químicas (2003) por la BUAP. Actualmente es Directora de Vinculación Científica del CONCYTEP. [email protected] Graciela Juárez García es Licenciada en Comunicación por la UPAEP. Su labor profesional abarca el desarrollo de programas de televisión en Televisa-Puebla y la BUAP. Actualmente se despeña en el Departamento de Comunicación Social de la BUAP y colabora en la corrección de estilo en el CONCYTEP. [email protected]

Entrevista

61

Reseña

Benjamín Hernández Rojas*

E

n Miradas al Universo confluyen dos esfuerzos de naturaleza distinta pero afines: por un lado la Astronomía y por otro la expresión artística. Los ojos de la Astronomía muestran, a través de las palabras de la doctora Esperanza Carrasco Licea, el Sistema Planetario Solar al que pertenecemos. Explica con detalle lo que la ciencia astronómica ha ido descubriendo de los planetas, del sol, del Cinturón de Asteroides, del Cinturón de Kuiper o la Nube de Oort, de los meteoritos y los cometas, y avizora otros Sistemas Planetarios parecidos al nuestro. El recorrido –texto previo– de la doctora Esperanza (investigadora del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE) en Tonantzintla, Puebla) dio a las instituciones de Nuevo León el motivo primordial para generar una convocatoria dirigida a las escuelas primarias, secundarias, de educación media superior y superior, tanto públicas –en su mayoría– como privadas del área metropolitana de Monterrey, en la cual los alumnos participarán plasmando su mirada del universo y su sensibilidad ante la perspectiva que la ciencia trae hasta nosotros. La conformación y publicación del libro Miradas al universo estuvo a cargo del Gobierno de Nuevo León y de la Secretaría de Educación Pública, a través del Fondo Editorial de Nuevo León, con la participación del Comité Regional Norte de la Comisión Mexicana de Cooperación con la UNESCO A. C. y el Planetario Alfa de Monterrey. Este espléndido volumen da cuenta de la voluntad para promover estas asignaturas y cumple ampliamente con la estoica tarea de la divulgación en México. La divulgación científica en nuestro país es muy limitada a pesar del papel fundamental que tiene en las sociedades para vincular a las nuevas generaciones con la investigación científica y con el arte. Las áreas de divulgación en las aulas 62

Entrevista

cuentan con un espacio, tiempo y recursos restringidos; si a ello agregamos la poca cobertura que dan los medios de comunicación, el hueco en la formación de científicos y creadores es enorme; es decir, el ejercicio que funciona como catalizador del interés por las áreas urgentes y necesarias que solicita el desarrollo nacional se está dejando de lado. En este contexto Miradas al universo es una propuesta afortunada, pues motiva la lectura y el interés por las artes plásticas desde muy temprana edad; siembra la cosquillita por conocer y por sumergirse en la ciencia. Además, muestra la afinidad y complicidad entre estas áreas; valora la sensibilidad y motiva la receptividad de jóvenes, adolescentes y niños. En cada época los postulados de la ciencia han causado efectos en toda la estructura social y el arte ha ido de la mano en estas transformaciones del pensamiento en todas sus formas: desde pintura, literatura, fotografía, escultura, hasta el cine, el cual tiene un poder en la actualidad de comunicar los horizontes que la ciencia va registrando. El arte se aventura a configurar las nuevas hipótesis como lo hiciera Julio Verne, y que mañana tendrán asideros y elementos tecnológicos para que otra vez veamos nacer los nuevos paradigmas de la ciencia y del pensamiento. A cada componente de nuestro Sistema Planetario Solar se le destinó un capítulo y agrega dos apartados más: el primero, a modo de conclusión, esboza un eslabón con el estudio de otros sistemas planetarios. Hasta aquí cada capítulo ha sido ilustrado con imágenes que aportan los distintos centros de investigación en el mundo en esta materia: fotografías, maquetas, etcétera, y cada apartado va acogiendo las ilustraciones correspondientes a cada elemento de nuestro sistema planetario que los chicos y chicas de Monterrey crearon. El ritmo del libro es, pues, de una alegría colorida y armónica genial, pues primero acudimos a la imagen que nos da la tecnología; luego, a la imagen creativa, y el texto permanece enlazando los matices creativos y con las precisiones científicas. El libro nos coloca frente a un espectáculo creativo intenso, abstracto y absoluto con la Astronomía como guía y motivo. Nos deja claro que “hay más cosas en el cielo y en la tierra, que todas las que pueda soñar [mirar] nuestra filosofía”. * Benjamín Hernández Rojas es Editor del diario Síntesis y colaborador del Consejo Editorial de la Facultad de Filosofía y Letras de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla [email protected]

2008