CAPÍTULO 10 / TEMA 4

Sistema urinario

Una vez que el cuerpo humano absorbe los nutrientes necesarios de los alimentos para el mantenimiento de todas las funciones corporales, productos de desecho se mantienen en la sangre y en los intestinos. El sistema urinario realiza un importante rol en la eliminación de esos desechos.

¿QUÉ ES EL SISTEMA URINARIO?

Es el conjunto de órganos especializados por los que circula la orina. El sistema urinario es el encargado de eliminar del organismo las sustancias nocivas que se forman en las células y de contribuir a mantener la reacción alcalina de la sangre. Está formado esencialmente por dos riñones que vuelcan cada uno su contenido en la vejiga por medio de tubos llamados uréteres. La vejiga, a su vez, evacua su contenido al exterior por medio de un conducto llamado uretra.

¿Cómo funciona?

El cuerpo absorbe los nutrientes que necesita de los alimentos y los usa para que el organismo funcione correctamente.
Después de absorber los nutrientes necesarios, se crean sustancias nitrogenadas de desecho producto del metabolismo que permanecen en la sangre, como la urea, el ácido úrico y la creatinina.
El aparato urinario elimina de la sangre estos compuestos, principalmente la urea, la cual se transporta a los riñones por medio del torrente sanguíneo.

Producción de urea

La urea se produce en el cuerpo cuando se descomponen alimentos ingeridos que contienen proteína, como la carne de res, la carne de ave y algunos vegetales.

Los riñones eliminan la urea a través de las nefronas, pequeñas unidades de filtrado en las que se forma la orina.
Desde los riñones, la orina se dirige hasta la vejiga a través de los uréteres.
Los músculos de las paredes del uréter se contraen y relajan constantemente, lo que permite forzar la orina hacia abajo, fuera de los riñones.

¿Sabías qué?

Pequeñas cantidades de orina se vierten en la vejiga desde los uréteres aproximadamente cada 15 segundos.

La vejiga almacena la orina hasta que pueda expulsarse. Cuando está llena, se hincha en forma redonda y puede retener hasta medio litro de orina de 2 a 5 horas.
Los esfínteres evitan el goteo de la orina. Estos pequeños músculos se cierran con fuerza alrededor de la abertura de la vejiga, justo donde se conecta con la uretra, canal que permite la expulsión de la orina fuerza del cuerpo.
Los nervios de la vejiga son los responsables de hacerle saber a los individuos cuándo es tiempo de vaciarla. El cerebro envía señales a los esfínteres para que se aprieten o relajen durante el proceso de expulsión.
Cuando los esfínteres se relajan, la orina sale por la uretra, acto conocido como micción.

¿Sabías qué?

Un adulto puede eliminar cerca de un litro y medio de orina al día.

Sistemas involucrados en la excreción
Sistema urinario	Sistema integumentario	Sistema respiratorio
Los riñones son los órganos principales.	La piel es el órgano principal.	Los pulmones son los órganos principales.
Excreta compuestos nitrogenados, agua y electrolitos.	Excreta compuestos nitrogenados, agua y electrolitos.	Excreta dióxido de carbono y agua.

ÓRGANOS URINARIOS

Riñones

Son dos órganos colocados en el abdomen a ambos lados de la columna vertebral. Se hallan a la altura de la última vértebra dorsal y de las dos primeras lumbares. Tienen unos 10 a 12 centímetros de largo, unos 5 o 6 centímetros de ancho y alrededor de 3 centímetros de espesor. Pesan cerca de 150 gramos cada uno y su color es rojo castaño.

Los riñones son de gran importancia para mantener el balance de líquidos y los niveles de sal, así como el equilibrio ácido-base. También ayudan a mantener la tensión arterial normal; para ello, segregan hormona renina y elaboran la hormona eritropoyetina.

Los riñones extraen los productos residuales de la sangre a través de millones de pequeños filtros denominados nefronas, que son las unidades funcionales de los riñones. Hay aproximadamente un millón de nefronas en cada riñón. Cada una de ellas cuenta con un corpúsculo renal y un túbulo urinífero. Estos desembocan en canales colectores que llevan la orina a los cálices y a la pelvis renal.

Uréteres

Son conductores pares que se originan en la pelvis renal y trasladan la orina desde cada riñón hasta la vejiga urinaria, en donde desembocan para formar los llamados meatos ureterales, cuya disposición en la válvula permite a la orina pasar gota a gota del uréter a la vejiga, pero no viceversa. Su interior está revestido de un epitelio y su pared contiene músculo liso.

En una persona adulta, los uréteres tienen una longitud de 25 a 35 centímetros y un diámetro de 3 milímetros. Se ubican en la parte posterior del abdomen y descienden hacia la vejiga por medio de sus paredes en forma oblicua, para desembocar finalmente en el trígono vesical a través de los orificios ureterales.

Circulación

En los orificios ureterales hay un esfínter involuntario que controla la circulación del flujo urinario hacia una sola dirección. Sin embargo, cuando la vejiga está llena, cada orificio ureteral se cierra por la propia contracción muscular de la vejiga, de este modo se evita el reflujo de orina hacia el riñón.

Los uréteres poseen tres capas:

Capa externa o serosa: formada por tejido conjuntivo que ayuda a proteger al órgano del resto de las vísceras.
Capa muscular o media: formada por dos capas de músculo liso colocadas en forma longitudinal y circular. Las capas musculares son responsables del avance de la orina en una sola dirección a través movimientos de contracción y relajación.
Capa interna o mucosa: cubierta por tejido epitelial estratificado.

Vejiga

Es un órgano que conforma el tracto urinario en el que se deposita la orina que proviene de los riñones a través de los uréteres. La vejiga está situada en la parte inferior del abdomen y superior de la pelvis y tiende a tomar una forma ovoidea cuando está llena.

Tiene una capacidad aproximada de entre 300 y 350 centímetros cúbicos. Cuenta con tres capas: una serosa, una muscular y una mucosa. La capa serosa es un recubrimiento exterior y que está rodeado por el peritoneo; la capa muscular está formada por un músculo liso que al contraerse expulsa la orina y que tiene como freno a los esfínteres de la uretra; y la capa mucosa está formada por el epitelio de transición urinario y una lámina de tejido conjuntivo.

Además, en su interior, cuenta con un trígono vesical, región por la que entran los uréteres a la vejiga. El trígono ocupa la zona posterior e inferior de la vejiga.

La cistitis

Es una infección que se puede presentar en cualquier parte a lo largo del tracto urinario: los riñones, los uréteres, la vejiga o la uretra. Es muy común que las infecciones afecten principalmente la vejiga y la uretra.

Uretra

Es el órgano conductor de la orina desde la vejiga hasta el exterior del cuerpo. Prácticamente es el final del proceso urinario. Su principal función consiste en excretar, aunque en los hombres también cumple una función reproductiva, pues por este conducto también pasa el semen desde las vesículas seminales hasta el exterior.

Si bien la uretra es esencialmente el órgano excretor de la orina, su forma es diferente en hombres y mujeres. En los hombres la uretra mide cerca de 20 centímetros de largo, mientras que en las mujeres mide cerca de 3 centímetros. La uretra masculina pasa por la glándula protática y luego a través del pene, y la femenina está adherida con fuerza a la pared de la vagina.

¿CÓMO SE FORMA LA ORINA?

La orina se forma esencialmente por medio de tres procesos dentro de las nefronas: la filtración glomerular, la reabsorción tubular y la secreción tubular.

La filtración glomerular

Este proceso permite el paso de un líquido con composición química parecida al plasma sanguíneo desde el glomérulo hacia la cápsula de Bowman. Ese líquido no contiene proteínas, ni glóbulos blancos, glóbulos rojos y plaquetas, pues éstas no logran atravesar los capilares glomerulares.

¿Sabías qué?

Por medio del índice de filtrado glomerular se ha podido deducir que cada 24 horas se filtran 180 litros de orina en ambos riñones.

¿Qué es el glomérulo renal?

Es un conjunto de redes capilares que están protegidas por una envoltura ubicada en las nefronas en cada riñón. Son las responsables de filtrar la sangre para reabsorber materiales de provecho y extraer los desechos en forma de orina.

La reabsorción tubular

Todos aquellos componentes que fueron filtrados en el glomérulo regresan nuevamente a la sangre, luego se reabsorben. Esto ocurre a lo largo del tubo renal y permite la recuperación de agua, sales, azúcares y aminoácidos que fueron filtrados en el glomérulo.

La secreción lobular y excreción

Consiste en el paso de algunos iones desde los capilares hacia el interior del túbulo, acto opuesto al de la reabsorción. Durante este proceso se eliminan iones amonio NH₄⁺ e hidrógenos H⁺ que contribuyen al mantenimiento del pH de la sangre.

PROBLEMAS RELACIONADOS CON EL SISTEMA URINARIO

Piedras en los riñones (litiasis)

Se forman en el riñón debido a sustancias presentes en la orina, pero se pueden alojar en cualquier parte del aparato urinario. Pueden tener diferentes tamaños, una piedra pequeña puede realizar el recorrido de la orina y así ser eliminada del cuerpo sin mayor dolor. En cambio, una piedra más grande puede obstruir el flujo de la orina y causar mucho dolor. Una de las mejores formas de prevenir la formación de piedras consiste en ingerir abundante agua.

Insuficiencia renal

Los riñones pueden dejar de funcionar por diversas causas, cuando esto sucede comienzan a acumularse desechos en el organismo, se produce un aumento de la presión arterial e insuficiente producción de glóbulos rojos. Se denomina enfermedad crónica de los riñones.

Enfermedad renal crónica

Se relaciona principalmente con la presencia de diabetes e hipertensión arterial, aunque otros factores de riesgo cardiovascular, como el consumo de tabaco y el colesterol elevado, también pueden predisponer a su desarrollo.

Proteinuria

Las moléculas de las proteínas son grandes y no pasan por los filtros de los riñones, excepto unas ínfimas partículas. Cuando la cantidad de proteínas que aparece en la orina es muy grande, significa que los poros de los filtros están dañados.

Retención urinaria

Es la dificultad de vaciar la vejiga. La orina queda en la vejiga por diversas causas: obstrucción del esfínter, estrés, problemas neurológicos y fallas en los músculos que contraen la vejiga.

Incontinencia urinaria

Es la falta del control de retención de la orina y la consecuente pérdida involuntaria. Existen varias causas y tipos de incontinencia. Los tratamientos los determina el médico y pueden ser desde sencillos ejercicios hasta cirugías. Generalmente, las mujeres son las más afectadas.

La diálisis

Es un proceso artificial que filtra la sangre. Se utiliza cuando los riñones no funcionan, entonces, por medio de una máquina se extraen las sustancias nocivas y el exceso de agua acumulado en el organismo. Existen dos tipos de diálisis: la hemodiálisis y la peritoneal.

RECURSOS PARA DOCENTES

Artículo destacado “Enfermedad renal crónica”

Artículo que destaca la importancia de esta enfermedad, así como sus causas y medidas preventivas.

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Artículo “Infecciones del tracto urinario”

Recurso explicativo sobre las infecciones causadas por gérmenes, en general bacterias, que suelen ingresar a la uretra y luego a la vejiga.

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Infografía “Sistema excretor”

Esta infografía describe el funcionamiento de los sistemas que excretan sustancias tóxicas del cuerpo humano, entre ellos, el sistema urinario.

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CAPÍTULO 9 / REVISIÓN

Impacto ambiental y catástrofes naturales | ¿qué aprendimos?

IMPACTO SOBRE LA BIÓSFERA

La biósfera es el subsistema que sustenta la vida de la superficie de la Tierra, se extiende desde la atmósfera hasta las zonas más profundas del océano. La biósfera es un ecosistema global compuesto por organismos vivos (biota) y factores abióticos (no vivos). De todos los seres vivos que habitan en el planeta, el hombre, con su modo de vida, provoca que su impacto en la Tierra sea mayor que el causado por cualquier otra especie. Dentro de las actividades humanas que afectan la biósfera se encuentran: el uso de energías a base de carbón, las cuales aumentan los gases de efecto invernadero; la deforestación, la cual contribuye con eliminar a los pulmones naturales del planeta; y la quema de basura, que genera gases tóxicos para el ambiente.

El término “biósfera” fue utilizado por primera vez en 1875 por Eduard Suess.

IMPACTOS EN LA TRAMA TRÓFICA

Se conoce como red trófica a la interconexión natural entre las cadenas tróficas de un ecosistema determinado. Cada uno de los compartimentos por los que fluye la energía recibe el nombre de nivel trófico, y a su vez están conformados por las especies o los eslabones. Para que las relaciones entre los organismos que conforman cada una de las redes funcionen de manera adecuada debe existir un equilibrio. Entre las actividades que dañan las redes tróficas se encuentran: la deforestación, los incendios provocados, la minería, los vertidos industriales y la pesca indiscriminada. A largo plazo, todas ellas provocan la desaparición o disminución de varios eslabones, lo cual a su vez trae como consecuencia la desaparición de otras especies y por lo tanto un desequilibrio en los ecosistemas.

El concepto de red alimenticia tiene su origen en los escritos de Charles Darwin.

DESASTRES NATURALES E INDUCIDOS

Se define como desastre natural a la pérdida de vidas humanas o bienes materiales a causa de fenómenos naturales. En esta categoría se incluyen los terremotos, los cuales ocurren cuando la tierra libera energía acumulada y hace que el suelo tiemble, los huracanes, los tifones y los ciclones, mismo tipo de fenómeno meteorológico en el que una gran tormenta gira en círculos y supera los 118 km/h, los tsunamis, que se producen a causa de una erupción o un deslizamiento, las mangas de agua, fenómeno natural que ocurre en aguas tropicales, y las sequías e inundaciones. Por otro lado, los desastres inducidos son aquellos provocados por la acción del ser humano, como los incendios, la deforestación y la contaminación.

Los desastres naturales pueden causar serios daños, entre ellos, pérdidas de vidas.

MOVIMIENTOS DE MASAS TERRESTRES

Las placas tectónicas se encuentran en constante movimiento. Sus bordes son activos, por lo que es frecuente que se produzcan fenómenos como los sismos, terremotos, tsunamis y erupciones volcánicas. Estas últimas, además de provocar la pérdida de muchas vidas humanas, tienen impactos graves en el medio ambiente, por ejemplo: la lluvia de cenizas, que modifica las características del agua, el humo, que posee gases nocivos tanto para el ser humano como para los seres vivos, y la lluvia ácida, la cual destruye la capa vegetal. Ante estas catástrofes existen medidas que suponen una prevención y garantizaran la posibilidad de sobrevivir, entre ellas se encuentran: identificar lugares seguros dentro o fuera del hogar, utilizar ropa que proteja la piel, alejarse de postes o cualquier objeto que tenga electricidad y, la más importante de todas, mantener la calma.

Las consecuencias de los desastres naturales generalmente son catastróficas, pero en los países subdesarrollados recuperarse económicamente es más difícil que en los desarrollados.

TEMPERATURA AMBIENTAL

El efecto invernadero es un proceso natural que calienta la superficie de la Tierra gracias a la presencia de ciertos gases que se encuentran en la atmósfera, como el dióxido de carbono, el vapor de agua, el metano, el ozono y los clorofluorocarbonos. Sin embargo, la actividad humana ha intensificado este fenómeno y algunas de las consecuencias de ello son: aumento de la radiación solar, acidificación de los océanos y derretimiento de los polos. Por otro lado, el calentamiento global es el aumento de la temperatura media de la atmósfera terrestre y del agua del mar. Algunas de las consecuencias de este fenómeno son: el deshielo de los casquetes polares, la disminución de la superficie cubierta por nieve o por hielo y la muerte de muchas especies, entre otras.

Si los gases de efecto invernadero siguen aumentando, la temperatura de la Tierra también lo hará.

EVIDENCIAS DE DEGRADACIÓN DE LA CAPA DE OZONO

La capa de ozono es una capa profunda de la estratósfera que rodea la Tierra y protege todo nuestro planeta de gran parte de la radiación ultravioleta. A lo largo de los años, la capa de ozono se ha visto afectada por las actividades humanas. El agujero de la capa de ozono es una de las consecuencias de ello, es una zona donde la cantidad de ozono está reducida de manera anormal. Para evitar la continua degradación de la capa, se recomienda corroborar que los productos que se compran estén libres de compuestos dañinos, no utilizar productos que contengan sustancias que alteren la capa de ozono, como cloro y bromo y, sustituir los extintores que usen gas halón por aquellos elaborados a base de agua, gas carbónico, nitrógeno o argón.

El ozono es un gas de color azul conformado por tres átomos de oxígeno en cada una de sus moléculas.

CAPÍTULO 3 / TEMA 2

Sistemas homogéneos

Cuando un sistema posee las mismas propiedades intensivas en toda su masa, significa que es un sistema homogéneo. Un sistema homogéneo cuenta con una sola fase. En estos sistemas generalmente se debe aplicar mayor energía o calor para lograr separar las sustancias que lo conforman.

Aire fresco

El aire que respiramos es un sistema homogéneo, es una mezcla de distintos gases como el oxígeno, el nitrógeno, el argón, el helio y el dióxido de carbono.

SOLUCIONES

Las soluciones son sistemas materiales homogéneos compuestos por uno o más solutos disueltos en un solvente determinado.

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El soluto es el componente de la solución que se encuentra en menor proporción y se disuelve en el solvente, en tanto, el solvente es el que se encuentra en mayor proporción y tiene la capacidad disolver el soluto. El agua es el solvente más conocido y empelado a nivel mundial.

Solvente universal

El agua es conocida como el solvente universal, es capaz de disolver una gran cantidad de compuestos, además no es tóxica y su manipulación no conlleva ninguna peligrosidad. Encabeza la lista de los denominados solventes verdes o sostenibles, cada vez más importantes para la industria y la ciencia.

Sin embargo, el agua no es capaz de disolver todos los compuestos que existen, por ejemplo, no puede disolver el aceite.

CLASIFICACIÓN DE LAS SOLUCIONES

Las soluciones se clasifican en función de la concentración en insaturadas, saturadas y sobresaturadas.

Solución insaturada: no alcanza la cantidad máxima posible de soluto para la presión y la temperatura dadas.
Solución saturada: es cuando la cantidad del soluto disuelto es la máxima que puede disolver el solvente en determinadas condiciones.
Solución sobresaturada: es aquella donde la cantidad de soluto es mayor a la máxima que puede ser disuelta en el solvente. Este tipo de soluciones suelen ser inestables ya que el soluto tiende a precipitar. Además, para lograr la completa disolución del soluto se utilizan temperaturas superiores a la del ambiente.

Solubilidad

Es la propiedad de las sustancias que nos indica qué tan solubles son en un solvente determinado a temperaturas y presiones específicas.

Las soluciones también pueden clasificarse en función al estado de agregación en el que se encuentran ambos compuestos En una disolución, tanto el soluto como el solvente pueden estar presentes en diferentes estados de agregación, ya sea sólido, líquido o gaseoso, por lo que en caso de que ambos estén en el mismo estado, se dice que el solvente es el componente que está en mayor cantidad y el otro componente sería el soluto.

¿Sabías qué?

Es posible encontrar soluciones con dos o más solutos. Este principio también se puede aplicar para los gases y los sólidos.

CONCENTRACIONES DE UNA SOLUCIÓN

La concentración puede expresarse cuantitativamente al establecer diferentes relaciones porcentuales entre las cantidades de sustancias a través de unidades químicas y físicas conocidas como: masa (m), volumen (v) y cantidad de sustancia (n). Dentro de las formas de expresar la concentración de una sustancia tenemos:

Tanto por ciento masa sobre masa (%m/m): el porcentaje masa-masa se define como la unidad física que determina la concentración en gramos (g) de soluto contenidos en 100 g de solución.
Tanto por ciento volumen sobre volumen (%v/v): el porcentaje en volumen- volumen se define como la unidad física que determina la concentración en mililitros (ml) de soluto contenido en 100 ml de solución.
Tanto por ciento masa sobre volumen (%m/v): el porcentaje en masa- volumen se define como la unidad física que determina la concentración en gramos de soluto contenidos en 100 ml de solución.
Molalidad (m): es una magnitud que expresa el número de moles de soluto por kilogramo de solvente.
Molaridad (M): es una magnitud que expresa el número de moles de soluto por litro de solución.

SEPARACIÓN DE COMPONENTES EN SOLUCIÓN

Al ver una solución parece imposible que se puedan separar sus componentes, sin embargo, los componentes de una solución pueden aislarse a través del empleo de diferentes técnicas de separación, la utilización de cada una dependerá del tipo de solución y las características particulares de sus elementos.

Destilación

Puede ser simple o fraccionada.

Destilación simple: es una técnica empleada para separar dos líquidos con punto de ebullición diferente o un sólido disuelto en un líquido. El fundamento de esta técnica es la evaporación del componente más volátil de la solución seguida de una condensación del mismo, lo cual ocurre dentro de un sistema cerrado que se conoce como equipo de destilación.
Destilación fraccionada: se utiliza cuando se necesita separar una solución formada por dos líquidos de punto de ebullición muy cercanos. En la industria se emplea la destilación fraccionada para la fabricación de bebidas alcohólicas, la obtención de agua destilada y el fraccionamiento de los componentes del petróleo.

Cromatografía

Se utiliza para separar fluidos que pueden ser gases o líquidos. Este método de separación requiere de dos fases: una llamada fase móvil y la otra llamada fase fija o estacionaria. Las sustancias presentes en una mezcla son arrastradas a través de la fase estacionaria, generalmente representada por papel, y la fase móvil, que puede ser agua, alcohol u otro solvente.

Precipitación y cristalización

Es una técnica que se usa cuando la solución está sobresaturada. Esto provoca que el soluto se precipite y finalmente se cristalice. Cuanto más lentamente se produce la precipitación mejor se cristaliza, ya que los iones tendrán más tiempo para ordenarse y los cristales serán mayores.

Una de las formas de provocar la cristalización es evaporar el solvente hasta lograr la sobresaturación de la solución, luego se enfría para la formación de los cristales del soluto.

Extracción de sal

En la extracción de sal se induce la formación de los cristales de sal a partir de la evaporación del agua.

SOLUCIONES EN LA VIDA COTIDIANA

En nuestro entorno entramos en contacto con diversidad de objetos; algunos son sólidos, otros líquidos y otros gaseosos. Si bien parece que todos son diferentes, podemos decir que hay algo que tienen en común: todos se forman de materia.

El estudio de las soluciones tiene mucha importancia en diferentes aspectos de la vida cotidiana, como en la elaboración de medicamentos, de exámenes médicos, a nivel industrial para estudios del petróleo, en la industria de los metales, de bebidas, entre otros.

RECURSOS PARA DOCENTES

Enciclopedia Virtual “Soluciones”

Material audiovisual exclusivo para el uso docente, en el video el profesor detalla todos los elementos y características de las soluciones.

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CAPÍTULO 3 / TEMA 1

Sistemas materiales

Al momento de estudiar la materia, por lo general analizamos una porción de ésta a la que llamamos sistema material. Todo sistema material tiene propiedades generales o extensivas y propiedades específicas o intensivas.

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PROPIEDADES EXTENSIVAS E INTENSIVAS

Propiedades extensivas: dependen de la cantidad de materia, por ejemplo: el peso, la masa y el volumen. Todas las sustancias de manera general presentan estas propiedades, pero no son tan útiles para identificar un material respecto de otro. Sin embargo, sirven para saber cuánta sustancia presente hay. Se trata de una identificación cuantitativa.

Con las propiedades extensivas no se puede describir un material de manera cualitativa.

Propiedades intensivas: no cambian al variar la cantidad de materia analizada. Por ejemplo: la densidad, el punto de ebullición, el punto de fusión y el índice de refracción, entre otras propiedades. En general, las propiedades intensivas brindan mucha información sobre los materiales y sirven para identificar un material respecto de otro.

El punto de fusión es una propiedad útil para identificar los metales.

¿QUÉ SON LOS SISTEMAS MATERIALES?

Un sistema material es una porción de materia que se aísla para ser estudiada. Hablamos de fase cuando nos referimos a todas aquellas porciones del sistema material que tienen propiedades intensivas iguales. Por otro lado, los componentes son las sustancias que conforman el sistema material.

Tipos de fase

Las fases que pueden estar presentes en un sistema son: sólida, líquida y gaseosa.

La fase sólida, representada con la letra “s” en el subíndice de la sustancia a estudiar (X_(s)), es aquella en donde los átomos y las moléculas se encuentran unidos fuertemente, por lo que se trata de una estructura muy ordenada.

La fase líquida, representada con la letra “l” en el subíndice de la sustancia a estudiar (X_(l)), es aquella fase en donde los átomos y las moléculas no se encuentran unidos tan fuertemente, como en el caso de los sólidos. Por lo tanto, se trata de una sustancia capaz de mantener cierto orden y libertad de movimiento.

La fase gaseosa, representada con la letra “g” en el subíndice de la sustancia a estudiar (X_(g)), es aquella fase en donde los átomos y las moléculas no se encuentran unidos fuertemente, es decir, son uniones muy débiles, por lo que las partículas se mueven libremente y en forma aleatoria.

Fases del agua

El agua es la sustancia más versátil del planeta. En la vida cotidiana la podemos encontrar en sus tres fases: sólida, líquida y gaseosa.

CLASIFICACIÓN SEGÚN EL NÚMERO DE FASES DEL SISTEMA

Sistema homogéneo: cuando un sistema posee las mismas propiedades intensivas en toda su masa, significa que es un sistema homogéneo. Un sistema homogéneo cuenta con una sola fase.

Sistema heterogéneo: cuando un sistema material cuenta con distintas propiedades intensivas en por lo menos dos de sus puntos, se trata de un sistema heterogéneo. Un sistema de este tipo tiene dos o más fases.

El medioambiente

Si salimos al patio o vamos a un parque nos daremos cuenta que el suelo que pisamos es un sistema heterogéneo de distintos componentes de sólidos. Tierra, pequeñas piedras, y partículas con distintos tamaños y características son sólo algunas de las fases que podemos encontrar.

Por otro lado, no podemos ver a nuestro alrededor el aire que respiramos. Sin embargo, éste es una mezcla de compuestos gaseosos que da como resultado un sistema homogéneo.

CLASIFICACIÓN SEGÚN SU RELACIÓN CON EL MEDIO

Sistema abierto: es el caso más común; es un sistema que permite el intercambio de energía y masa con el medioambiente.

Sistema cerrado: no permite el intercambio de masa con el medioambiente, pero sí la transferencia de energía con el medio.

Sistema aislado: no permite ni la transferencia de energía, ni de masa con el medioambiente.

Sistemas según su relación con el medio

Un lago y el ciclo del agua son un ejemplo de sistema abierto.

Una botella de gaseosa en el refrigerador es un ejemplo de sistema cerrado.

Un termo de café es un ejemplo de sistema aislado.

SUSTANCIAS PURAS

Las sustancias puras son aquellas cuyos componentes no pueden separarse mediante procesos físicos; en algunos casos solo es posible mediante procesos químicos. El agua es una sustancia pura. Si la analizamos en forma sólida, líquida o gaseosa, descubriríamos que su composición es la misma en todos los estados. Si la calentamos, la enfriamos o la congelamos (todos estos son procesos físicos) siempre tendremos los mismos componentes.

El diamante es una sustancia pura, ya que está conformado por moléculas de carbono muy unidas entre sí.

MEZCLAS

Una mezcla está compuesta por la unión de distintas sustancias puras que mantienen propiedades independientes. Pueden ser:

Mezclas homogéneas

Son aquellas producidas de manera directa entre moléculas, en las cuales no se diferencias los componentes. En este caso, mantienen las propiedades constantes. Otro nombre por el cual se conoce a esta mezcla es disolución. Se diferencia de una sustancia pura debido a que sus componente poseen distintas temperaturas de fusión o ebullición. Es partir de esta diferencia que se pueden separar los componente a través de la aplicación de calor, que permite modificar el estado de la sustancia que se busca aislar del resto. La acción de separar los componentes de una disolución implica medios más sofisticados y un gasto energético mayor en relación a la separación de componentes en el caso de una mezcla heterogénea.

Si bien está formada por dos o más componentes, a simple vista sólo podemos ver un componente. Por ejemplo, el agua con sal es un sistema material de dos sustancias, pero sólo vemos una. En cualquier porción de la muestra homogénea que tomemos veríamos que presenta las mismas propiedades e igual composición química.

El agua de mar

Si decidimos investigar sobre la composición del agua de mar, veríamos que también hay sal. Esto nos indica que el agua de mar no es una sustancia pura, pues es una mezcla de agua y sal que se puede separar mediante un proceso físico (evaporación).

Mezclas heterogéneas

Sus componentes se pueden diferenciar ópticamente. A su vez, estos se pueden aislar de manera simple, por ejemplo, mediante el uso de herramientas que posibilitan su separación mecánica. Algunos modos de separación de este tipo de mezclas son sistemas como el filtrado, que permite quitar partículas sólidas de un líquido o de un gas, y la decantación, a partir de la cual se pueden separar líquidos con distinta densidad.

Un ejemplo de mezcla heterogénea es el agua y el aceite. Es decir, no es una sustancia uniforme. Además, si tomáramos distintos puntos de esta mezcla veríamos que presentan composición y propiedades distintas.

El agua y el aceite conforman una mezcla heterogénea.

RECURSOS PARA DOCENTES

Infografía “Mezclas homogéneas y heterogéneas”

Material visual con mayor información de los tipos de mezclas en los sistemas materiales.

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Enciclopedia virtual “Materia”

Este recurso audiovisual exclusivo para docentes contiene la definición de la materia, sus propiedades y cómo se describen los sistemas materiales.

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CAPÍTULO 4 / TEMA 2

Transformación y conservación de la energía

Con la transformación de la materia también hay transformaciones de un tipo de energía a otra. Esta afirmación es resultado de múltiples investigaciones que sirvieron para postular un principio general para la física que afirma que además de transformarse, la energía se conserva.

PROPIEDADES DE LA ENERGÍA

La energía se puede conservar

Energía eólica (del viento), radiante (del Sol), hidráulica (del agua) y geotérmica (del calor interior de la Tierra) pueden transformase en energía eléctrica.

Cuando la energía cambia de forma en un sistema aislado la energía total permanecerá constante. En consecuencia, la energía no se puede crear ni destruir, sólo se puede transformar.

Por ejemplo, en una central hidroeléctrica el agua cae desde lo alto hacia una turbina para provocar que gire. Luego, la energía de la turbina se transforma para hacer funcionar un generador eléctrico y crea una corriente eléctrica. De ese modo, la energía potencial del agua se transforma en energía cinética para que gire la turbina, y posteriormente se genera energía eléctrica.

En una central hidroeléctrica se transforma energía hidráulica en energía eléctrica.

La energía se puede transformar

La energía se presenta de diversas formas y puede transformarse de un tipo a otro. Por ejemplo, en la fotosíntesis la energía solar se convierte en energía química.

Ejemplos de transformación de la energía

La energía eléctrica se transforma en energía cinética en un ventilador.

Una radio transforma la energía eléctrica en energía sonora.

Una plancha transforma la energía eléctrica en calor.

La energía se puede traspasar

La energía puede transferirse o pasarse de un cuerpo a otro. La transferencia energética puede hacerse mediante el trabajo o el calor. Por ejemplo al hervir agua. En este proceso, el calor se conduce a través de la llama hacia el recipiente donde está el agua y al pasar el tiempo el agua se calienta.

La energía de las plantas

Las plantas cumplen sus funciones a través de la energía radiante que viene del Sol, la cual es absorbida por las hojas de plantas verdes para el proceso de fotosíntesis.

La energía se puede degradar

Cuando la energía se transfiere pierde la calidad, es decir, se degrada y disminuye gradualmente la capacidad de aprovechamiento. Por ejemplo, la energía química en la combustión en un automóvil. En este proceso se quema la gasolina en el motor, así se produce energía mecánica, lo que provoca el movimiento. No obstante, gran parte de la energía química se convierte en energía térmica y se degrada.

Tren a vapor

Estos trenes quemaban carbón para poder hervir agua e impulsar la turbina que hacía girar las ruedas. No obstante, este sistema no era eficiente ya que sólo el 10 % se transformaba en energía cinética (que provocaba el movimiento del tren) y el resto de la energía se perdía.

LEY DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA

Esta ley, conocida también como la primera ley de la termodinámica, postula que “la energía no puede ser creada ni destruida, sólo puede transformarse de un tipo de energía en otro”.

La transformación de un tipo de energía a otro ocurre cuando se utiliza para realizar un trabajo; una parte de la energía utilizada es transformada en trabajo y la otra en un tipo de energía diferente.

¿CÓMO SE TRANSFIERE LA ENERGÍA?

La energía se puede transferir entre los cuerpos de manera mecánica a través del trabajo mecánico o de manera térmica a través del calor.

Transferencia de energía por trabajo

Se intercambia la energía en forma de trabajo cuando una fuerza ocasiona un desplazamiento. Por consiguiente, el trabajo no es una forma de energía, es un proceso de transferencia.

El trabajo no está relacionado con el interior de un sistema, sino que se localiza en las paredes del sistema donde actúa como entrada o salida de la energía.

¿Qué es el trabajo?

Para que exista trabajo, desde el punto de vista físico, es necesario que estén presentes ciertas condiciones:

Que se ejerza una fuerza.
Que la fuerza se realice a lo largo de la dirección del desplazamiento.
Que el desplazamiento no sea perpendicular a la fuerza.

Transferencia de energía por calor

En la naturaleza, el calor se transfiere desde los cuerpos que tienen mayor temperatura a los que tienen menor temperatura a través de tres mecanismos:

VER INFOGRAFÍA

Conducción

Este tipo de mecanismo es propio de los sólidos, consiste en la transferencia de energía térmica a través de un medio material sin que ocurra un transporte de materia, es decir, las moléculas aumentan su grado de vibración pero no se desplazan de lugar.

Convección

Es la transferencia de calor por medio del movimiento de una masa fluida, como por ejemplo el aire o el agua. La convección sólo se produce en líquidos y gases donde los átomos y moléculas son libres de moverse en el medio. Dicho movimiento es producto de que el fluido caliente se dilata y causa una disminución en su densidad, lo que a su vez provoca el ascenso del fluido caliente y el descenso del fluido frío, que es más denso.

Radiación

Es la transmisión de energía más importante en el planeta Tierra, ya que la vida depende de la energía solar, y ésta llega a la Tierra al atravesar el espacio en forma de radiación. Desde el calor que se recibe en el entorno hasta el que se percibe por una estufa eléctrica son ejemplos de radiación. Esta transmisión se da por ondas electromagnéticas, sin la necesidad de un material de soporte, sin transporte de materia, y se produce también al vacío.

Las radiaciones son absorbidas por los cuerpos de diferentes maneras, hay cuerpos que tienen mayor capacidad de absorción que otros.

Los hornos microondas transmiten radiación electromagnética.

RECURSOS PARA DOCENTES

Video “Intercambio de calor”

Recurso audiovisual con problemas planteados sobre el intercambio de calor.

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Video “Conducción de calor”

Este video explica en qué consiste la conducción de calor por medio de ejemplos.

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Artículo destacado “Conceptos de la dinámica del punto material: energía”

Artículo que desarrolla aspectos de la energía desde el enfoque de la física.

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Artículo destacado “Conservación de la energía y conservación de la carga”

Este recurso describe como la energía y las cargas cumplen la propiedad de conservación.

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CAPÍTULO 3 / REVISIÓN

MEZCLAS Y SOLUCIONES | ¿qué aprendimos?

Sistemas materiales

En nuestra vida cotidiana entramos en contacto con diversidad de elementos; algunos son sólidos, otros líquidos y otros gaseosos. Si bien parece que todos son diferentes, podemos decir que hay algo que tienen en común: todos están formados por materia. Para estudiar la materia solemos analizar una porción a la que llamamos sistema material. Todo sistema material tiene propiedades generales o extensivas y propiedades específicas o intensivas. Hablamos de “fase” cuando nos referimos a todas aquellas porciones del sistema material que tienen las mismas propiedades intensivas. Por otro lado, los componentes son las sustancias que conforman el sistema material.

Todo el universo visible está formado de materia.

Sistemas homogéneos

Hablamos de sistema homogéneo cuando un sistema material posee las mismas propiedades intensivas en toda su masa. Éste cuenta con una sola fase. Las soluciones son sistemas materiales homogéneos compuestos por uno o más solutos disueltos en un solvente determinado. El soluto es el componente de la solución que se encuentra en menor proporción y se disuelve en el solvente, en tanto, el solvente es el que se encuentra en mayor proporción y tiene la capacidad de disolver el soluto. Las soluciones se pueden clasificar en función de la concentración en insaturadas, saturadas y sobresaturadas. Su concentración puede expresarse cuantitativamente, se establecen diferentes relaciones porcentuales entre las cantidades de sustancias a través de unidades químicas y físicas conocidas como masa (m), volumen (v) y cantidad de sustancia (n).

Sistemas heterogéneos

Un sistema homogéneo cuenta con distintas propiedades intensivas en al menos dos de sus puntos. Un sistema de este tipo tiene dos o más fases. Generalmente, para su separación se utilizan mecanismos físicos y de menor consumo de energía. Existen las mezclas groseras y las mezclas finas o suspensiones. En las primeras los componentes se diferencian fácilmente debido a su gran tamaño, y las suspensiones se forman por una fase sólida con baja solubilidad que se encuentra dispersa en la fase liquida. Las fases son más difíciles de diferenciar debido al ínfimo tamaño de la partícula. Existen diversos métodos de separación de fases, algunos de ellos son: la decantación, la tamización, la filtración y la imantación. Los métodos mecánicos no producen transformaciones en los componentes de la mezcla.

Agua

El agua es un compuesto químico de vital importancia para los seres vivos. Es la sustancia universal más abundante en la Tierra. Está compuesta por hidrógeno y oxígeno. Nuestro planeta está cubierto en un 70 % por agua. Por otra parte, todas las especies dependen de este líquido vital para la supervivencia. Al igual que el oxígeno, el agua es un elemento de la naturaleza esencial para que todas las formas de vida puedan existir. El agua cuenta con diferentes propiedades que se clasifican en organolépticas y fisicoquímicas. Las primeras son las que percibimos con nuestros sentidos, y las segundas tienen relación con la composición química. El agua es un regulador de temperatura para la mayoría de los seres vivientes, así como también tiene un papel esencial en la regulación de la temperatura atmosférica.

Contaminación del agua

La contaminación del agua se produce cuando se introduce un material que altera sus características naturales. El agua contaminada deja de ser apta para el desarrollo de los seres vivos. El mercurio es una fuente natural de contaminación y también los hidrocarburos. Otro agente natural contaminante es el arsénico producido por las actividades volcánicas. El ser humano ha vivido con este tipo de contaminación desde hace miles de años y no es posible evitarla; sin embargo, la contaminación debido a las actividades humanas es mucho mayor. El uso de los fertilizantes en la agricultura, metales pesados en la minería, las aguas residuales de las industrias y los desechos arrojados por el ser humano, ponen en riesgo sanitario al ecosistema del planeta que depende de este importante líquido.

El agua contaminada es cuna de enfermedades.

Dominio bacteria, dominio arquea y dominio eukarya

El sistema de tres dominios fue propuesto por Carl Woese en 1970, divide a los organismos en Bacteria, Archaea y Eukarya; de acuerdo con sus secuencias de ARN ribosomal. Los procariontes son separados en Bacteria y Archaea, y los eucariontes son incluidos en Eukarya.

	Bacteria	Archaea	Eukarya
Dominio	Bacteria.	Archaea.	Eukarya.
Tipo de organismos	Procariontes.	Procariontes.	Eucariontes.
Presencia de pared celular	Sí.	Sí.	Sólo en algunos reinos.
Composición de la pared celular	Peptidoglicano.	Pseudopeptidoglicano.	Celulosa o quitina, de acuerdo con el grupo.
Presencia de membrana plasmática	Sí.	Sí.	Sí.
Composición de la membrana plasmática	Bicapa lipídica, ácidos grasos y glicerol unidos por enlaces éster.	Formada por cadenas laterales hidrofóbicas unidas al glicerol por enlaces de tipo éter.	Varía de acuerdo con cada grupo.
Ribosoma	70S	70S	80S y 70S (o 55S) en mitocondrias y cloroplastos.
Patógenos	Algunos grupos.	No.	Algunos grupos.
Tamaño	De 1 a 10 micras.	0,5 a 5 micras.	Variable.
Metabolismo	Pueden ser autótrofos o heterótrofos.	Utilizan el hidrógeno, dióxido de carbono y azufre para obtener energía.	Pueden ser autótrofos o heterótrofos.
Localización	Extensa.	Principalmente en ambientes extremos.	Extensa.
Ejemplos	Spirulina	Methanogenium frigidum	Panthera leo

Función de relación

¿Qué harías si ves que una piedra va a caer sobre ti? Automáticamente te moverías de lugar ¿cierto?. Esto sucede porque nuestro cuerpo cumple con la función de relación, una de las tres funciones vitales de todo ser vivo que permite que percibamos todo lo que ocurre en el medio, lo procesemos y reaccionemos de una forma adecuada.

Los estímulos producidos por la música generan una respuesta motora en el cuerpo, ya sea bailar o cantar.

función de relación: ¿En qué consiste?

Es la capacidad que tiene el ser vivo de captar estímulos del medio, procesarlos y reaccionar frente a ellos. La función de relación permite percibir todos los cambios que ocurren tanto en el exterior como en el interior del cuerpo humano, seguidamente consigue interpretarlos para elaborar la respuesta necesaria y responder a cada estímulo o variación de la mejor manera.

Estas variaciones pueden ser muy rápidas o lentas, por lo que esta función necesita de la intervención y coordinación de diversas estructuras para dar una réplica, lo que significa que diversos sistemas están involucrados.

¿Qué es un estímulo?

Es todo cambio físico o químico producido en el exterior o en el interior del organismo que desencadena en él una respuesta. Si ocurre un cambio en el medio y éste no afecta a un ser vivo, no se considera estímulo. Pueden ser lumínicos, térmicos, sonoros, químicos o motores.

Funciones básicas de la relación

Percepción de los estímulos

En esta fase de la función de relación actúan los receptores, células especializadas que reciben los estímulos y hacen llegar esa información a los centros de coordinación. Los receptores pueden ser internos cuando captan información procedente del interior del organismo, o externos cuando captan información del exterior. Los receptores externos están agrupados en los órganos de los sentidos.

Órganos de los sentidos

La nariz y el sentido del olfato

La nariz es el órgano del sentido del olfato. Dentro de la nariz se encuentra la pituitaria amarilla, zona en la que se ubican los receptores olfativos y por lo tanto se perciben los olores. Estos receptores envían al cerebro la información recibida por medio del nervio olfativo.

¿Sabías qué...?

El 80 % del sabor se da a través del sentido del olfato.

El olfato humano reconoce 10 olores básicos

Fragante o floral, leñoso o resinoso, Frutal (no cítrico), químico, mentolado o refrescante, dulce, quemado o ahumado, cítrico, podrido y acre o rancio.

La piel y el sentido del tacto

El sentido del tacto permite percibir la textura, la forma y la temperatura de todo lo que se toca. La piel es el órgano que tiene los receptores del sentido del tacto, los cuales están unidos nervios que permiten la transmisión de la información hasta el cerebro.

¿Sabías qué...?

La piel del hombre y la de la mujer no son iguales. La piel masculina es 20 % más gruesa que la de las mujeres, razón por la que el envejecimiento cutáneo tarda más en aparecer en los hombres.

La lengua y el sentido del gusto

Con el sentido del gusto es posible saborear los alimentos. Su órgano principal es la lengua y el sabor se percibe cuando los alimentos son introducidos en la boca y entran en contacto con ella. En la superficie de la lengua existen unas pequeñas protuberancias que permiten diferenciar los sabores, las papilas gustativas: receptores del sabor.

¿Cuántos sabores percibe la lengua?

El gusto es muy sencillo, puede distinguir sólo cinco tipos diferentes de estímulos o sabores: agrio, dulce, amargo, umami y salado.

¿Sabías qué...?

La lengua es el órgano más fuerte y flexible del cuerpo humano. Está conformado por 17 músculos.

Los ojos y el sentido de la vista

La visión es el sentido por el medio del cual se puede ver, percibir la luz, los colores y las formas. Sus órganos principales son los ojos. Los estímulos luminosos llegan a los receptores de la retina y viajan hasta el cerebro gracias al nervio óptico. El cerebro es el responsable de recibir la información e interpretarla.

¿Sabías qué...?

Un bebe recién nacido no produce lágrimas. Produce sonidos de llanto, pero es hasta alcanzar las 4 o 10 semanas que las lágrimas fluyen.

Los oídos y el sentido de la audición

La audición es el sentido que permite la percepción de los sonidos que se producen en el medio ambiente. Los órganos de la audición son los oídos, situados uno a cada lado de la cabeza. Los receptores que captan los sonidos están ubicados en el caracol, y éste a su vez está unido al nervio auditivo que lleva la información al cerebro.

Diminuto hueso

En el oído se ubica un hueso llamado estribo, el hueso más pequeño de todo el cuerpo humano con una longitud aproximada de 3 mm.

Procesamiento de la información

En esta fase de la función de relación actúan los centros de coordinación: el sistema nervioso y el sistema endocrino. Ambos reciben la información enviada por los receptores, la descifra y crea las órdenes a cumplir por los órganos efectores.

Coordinación nerviosa

Es realizada el sistema nervioso central, cuyo tejido está constituido por neuronas: células capaces de transmitir información por medio de impulsos nerviosos. Este sistema coordina las respuestas rápidas y breves.

Todo el sistema nervioso recoge la información que proveen los receptores, la procesa, la coordina y elabora las órdenes a ejecutar por los efectores. Está compuesto por el sistema nervioso central y el sistema nervioso periférico.

¿Sabías qué...?

El sistema nervioso está formado por un conjunto de células complejas denominadas neuronas, éstas no son células aisladas, se comunican unas con otras mediante un proceso denominado sinapsis, a través del cual los impulsos nerviosos son transmitidos.

Neurona

Es la unidad estructural, fundamental y básica del sistema nervioso. Las neuronas son células sensibles a estímulos que se encuentran interconectadas unas con otras. Forman redes complejas e interminables por todo el cuerpo del individuo para conducir señales eléctricas que darán respuestas a estímulos externos y ambientales.

Coordinación endocrina

La lleva a cabo el sistema endocrino, un mecanismo regulador de las acciones de diversos órganos del cuerpo. Está formado por un conjunto de glándulas endocrinas que fabrican y vierten hormonas a la sangre. El sistema endocrino coordina respuestas más lentas y duraderas.

En la coordinación endocrina se envían señales nerviosas del hipotálamo a la hipófisis para que esta ultima segregue hormonas. Las hormonas producidas viajan por la sangre y regulan la segregación de otras hormonas en otras glándulas del sistema, así como la actividad de los órganos. Finalmente, la hipófisis detiene la producción de hormonas en la sangre al aumentar el nivel de éstas.

¿Sabías qué...?

Sin las glándulas endocrinas las células no sabrían en qué momento hacer cosas importantes. Por ejemplo, los huesos no recibirían el mensaje de que ya es hora de crecer; y el cuerpo no sabría si es hora de comenzar la etapa de la pubertad.

Ejecución de respuesta

Esta es la fase final de la función de relación y es efectuada por el aparato locomotor que permite la interacción entre el individuo y su medio; y además es el responsable de ejecutar las órdenes dada por los sistemas de coordinación. El aparato locomotor está integrado por el sistema esquelético y el muscular.

El sistema esquelético

El sistema esquelético está conformado por los huesos y las articulaciones, sirve de armazón para el cuerpo, como protección a los órganos y tejidos internos, fabricación de células sanguíneas y como reserva de calcio y fósforo.

El cuerpo humano cuenta con 206 huesos entre largos, cortos y planos. Los huesos están formado por tejido óseo compacto en la zona exterior y por tejido óseo esponjoso en la zona interior. Los huesos, a su vez, están unidos entre ellos por las articulaciones, éstas pueden ser fijas, semimóviles y móviles.

Articulaciones del cuerpo

El cuerpo humano cuenta con más de 300 articulaciones. Éstas le dan movilidad al cuerpo humano, como las articulación del hombro; sin embargo, algunas otras funcionan de protección, como las del cráneo.

Sistema muscular

El sistema muscular comprende los músculos esqueléticos, éstos permiten los movimientos rápidos y voluntarios, y están unidos a los huesos por medio de tendones que tiran de ellos para finalmente producir un movimiento. Los músculos pueden ser fusiformes, planos y circulares.

¿Sabías qué...?

La contracción muscular consiste en el acortamiento y engrosamiento del músculo controlado por el sistema nervioso.

¿Sabías qué...?

Es más sencillo sonreír que fruncir el ceño. Para sonreír intervienen 20 de 60 músculos de las cara, mientras que para fruncir el ceño participan más de 40 músculos.

Herbívoros y carnívoros

Dentro de las comunidades ecológicas, los animales tienen dietas específicas que los conectan a una cadena alimentaria, ejemplo de esto son los carnívoros y los herbívoros. El equilibrio de un ecosistema depende de la presencia de cada tipo de animal. Si uno se vuelve demasiado numeroso o escaso, cambiará todo el equilibrio del ecosistema.

	Herbívoros	Carnívoros
Alimentación	Material vegetal.	Carne.
Clasificación	Frugívoros, nectívoros, granívoros y folívoros.	Obligados y facultativos.
Tipos de dientes	Grandes y planos.	Afilados.
Demanda de alimentos	Mayor.	Menor.
Tipo de consumidor	Primario.	Secundario.
Sistema digestivo	Complejo, con múltiples cámaras estomacales.	Simple, con una sola cámara estomacal.
Ejemplos vertebrados	Vacas, ciervos, koalas, ovejas, caballos y loros, entre otros.	Leones, tigres, serpientes y tiburones, entre otros.
Ejemplos invertebrados	Grillos y orugas.	Estrellas de mar, libélulas y arañas.
Ejemplo del más grande	Elefante africano.	Ballena azul (acuático) y oso polar (terrestre).

Espirulina

La espirulina es una microalga verde azulada a la cual se le atribuye, en parte, la producción del oxígeno en la atmósfera que permitió el desarrollo de las formas de vida originarias de nuestro planeta. Aproximadamente 3.600 millones de años atrás, la espirulina formó un puente evolutivo entre las bacterias y la vida vegetal. Se la conoce como el primer superalimento del mundo y uno de los alimentos más ricos en nutrientes.

características

La espirulina es una alga microscópica de color verde azulado en forma de espiral y biológicamente una de las formas de vida más antiguas de la Tierra.

Bajo el microscopio, la espirulina se ve como hilos espirales largos, delgados, de color azul verdoso. El olor y sabor de la espirulina es similar al de las algas.

Hábitat

La espirulina se desarrolla en ambientes de agua dulce, como estanques, lagos y ríos. Las condiciones ideales para su supervivencia son aquellas libres de pesticidas con mucha luz solar y niveles moderados de temperatura. Sin embargo, como es muy adaptable, sobrevive también en condiciones extremas.

Composición y valor nutricional

La espirulina es considerada en la actualidad como el suplemento nutricional más completo de todos, pues posee una gran cantidad de nutrientes importantes, como las proteínas, los carbohidratos complejos, el hierro, las vitaminas A, K y las del grupo B. También cuenta con un alto porcentaje de betacaroteno y otros antioxidantes, como las xantofilas amarillas, además de ser rica en clorofila, ácidos grasos y lípidos.

Una cucharada o 7 g de espirulina seca contiene:

20 calorías
4,02 g de proteína
1,67 g de carbohidratos
0,54 g de grasa
8 mg de calcio
2 mg de hierro
14 mg de magnesio
8 mg de fósforo
95 mg de potasio
73 mg de sodio
0,7 mg de vitamina C

Beneficios

Se ha realizado una amplia investigación científica sobre los beneficios nutricionales de la espirulina. Actualmente hay miles de estudios y artículos publicados que confirman sus importantes beneficios para la salud.

Suplemento proteico

Los aminoácidos constituyen el 62 % de la espirulina. Debido a que es una rica fuente de proteínas y otros nutrientes, la espirulina se ha utilizado como un suplemento nutricional. Sin embargo, aunque la espirulina contiene un cierto nivel de proteína, se necesitarían consumir grandes cantidades para que se vean los efectos.

Otras fuentes de proteínas como nueces, legumbres, granos enteros y carne proporcionan proteínas en porciones más pequeñas.

Protección contra el cáncer

La espirulina es el alimento más rico en betacaroteno, con un espectro completo de diez carotenoides mixtos. Alrededor de la mitad son carotenos naranjas y la otra mitad son xantofilas amarillas. Trabajan sinérgicamente en diferentes sitios de nuestro cuerpo para mejorar la protección antioxidante.

Los carotenoides naturales en algas y vegetales tienen el mayor poder antioxidante y anticancerígeno.

Antienvejecimiento

La espirulina es un alimento ideal contra el envejecimiento. Tiene un valor nutritivo concentrado, de fácil digestión y cargado de antioxidantes. El betacaroteno es bueno para la salud de los ojos.

¿Sabías qué...?

El betacaroteno de la espirulina es diez veces más concentrado que el de las zanahorias.

Soporte para la inmunidad

En varios estudios realizados en animales se observó que la espirulina aumenta la producción de anticuerpos, proteínas para combatir infecciones y otras células que mejoran la inmunidad y ayudan a prevenir infecciones y enfermedades crónicas, como el cáncer. Sin embargo, aún no se ha confirmado su efecto en humanos.

Rica en GLA

La espirulina es rica en ácido gamma-linolénico o GLA, un compuesto que se encuentra en la leche materna. Además, con su alta digestibilidad, se ha demostrado que la espirulina combate la desnutrición en comunidades empobrecidas al ayudar al cuerpo a absorber nutrientes cuando ha perdido su capacidad de absorber formas normales de alimentos.

Cada 10 g de espirulina puede suministrar hasta el 70 % de los requisitos mínimos diarios de hierro y aproximadamente 3 o 4 veces los de vitaminas A, complejo B, D y K.

Aumenta la resistencia

La espirulina también aumenta los niveles de resistencia e inmunidad en los atletas y su alto contenido de proteínas ayuda a desarrollar masa muscular. Al mismo tiempo, puede frenar el hambre que puede desarrollarse durante las rutinas de entrenamiento más exigentes. Por lo tanto, actúa indirectamente como una forma efectiva de mantener el peso corporal ideal de un atleta.

La luchadora de enfermedades

La espirulina contiene otros nutrientes como hierro, manganeso, zinc, cobre, selenio y cromo. Estos nutrientes ayudan a combatir los radicales libres que son moléculas que dañan las células y se absorben de la contaminación, una dieta deficiente, lesiones o estrés. Al eliminar los radicales libres, los nutrientes ayudan al sistema inmunitario a combatir el cáncer y la degeneración celular.

Beneficios cardiovasculares

La espirulina tiene la capacidad de reducir el colesterol malo LDL y ayuda a prevenir la aparición de enfermedades cardiovasculares, como el endurecimiento de las arterias y los accidentes cerebrovasculares. También ayuda a bajar la presión arterial.

Si bien no está clínicamente probado, se presume que la espirulina también puede proteger ante las reacciones alérgicas y la infección hepática.

Apoyo al sistema digestivo

La espirulina promueve la digestión y la función intestinal. Suprime las bacterias malas y estimula la flora beneficiosa como los lactobacilos. La flora saludable es la base de una buena salud, aumenta la absorción de los nutrientes de los alimentos que comemos y ayuda a proteger contra las infecciones.

Presentación y uso comercial

La espirulina está disponible comercialmente en tabletas o en polvo. Algunos tónicos para la salud contienen espirulina como parte de sus ingredientes.

Para un régimen diario simple se ha recomendado tomar una tableta de espirulina de 500 mg entre cuatro y seis veces al día.

Las fuentes de estas formas de espirulina normalmente se cultivan en laboratorio. La recolección de espirulina en entornos naturales ha planteado un desafío debido a la posible contaminación por sustancias tóxicas que no se pueden eliminar del producto. Con suerte, se pueden desarrollar y perfeccionar formas más ecológicas y seguras de cultivar las algas.

Efectos secundarios

La espirulina es bien tolerada por la mayoría de las personas, por lo que no causa efectos secundarios significativos. Sin embargo, no está de más verificar cualquier interacción farmacológica con un médico antes de tomar un nuevo suplemento dietético, incluida la espirulina.