Estampas de la Ciencia I

Resumen - Opinión

Cuento: relata un día de actividad de un joven y su relación con el entorno, como alimentarse, ir a estudiar, transportarse, oír música, ver videos y dormir. Alrededor de este argumento guía se desarrollan los diferentes ensayos.

I. Guerras dentro de nuestro cuerpo

Entre las labores del campo y un día de clase el protagonista recuerda las enseñanzas y lecturas sobre las contribuciones a la salud de Louis Pasteur (1822-1895) al descubrir las bacterias y virus causantes de enfermedades contagiosas y el desarrollo de la pasterización y especialmente las vacunas para su erradicación como la viruela, la rabia y el carbunco, y los aportes de Robert Koch para el descubrimiento de la vacuna contra la tuberculosis mediante cultivos en laboratorio de las bacterias causantes; explican cómo actúa el virus del VIH o Sida, el parásito del paludismo o malaria (nuestro científico Manuel Elkin Patarroyo desarrolla la vacuna sintética) y la enfermedad de las vacas locas por agentes infecciosos llamados priones. Otros bichos o gérmenes como el ántrax, la peste bubónica y el ébola que ha sido más difícil controlar, se constituyen en un mayor riesgo para la humanidad por las guerras químicas y biológicas que acechan al mundo.

Comentario: Agrada la posibilidad científica de hallar nuevos tratamientos para encontrar la cura o disminuir los efectos de enfermedades que hoy en día nos agobian.

II. Una aventura llamada Microscopio

Una bacteria intelectual y Filipo narran la historia y desarrollo del microscopio, de gran utilidad para el avance científico en la bacteriología, la física y la química.

Con el microscopio, como lo hizo Van Lenwenhock (1632-1783), se descubrieron los microbios propiamente dichos: bacterias, protozoarios, virus, hongos y algas y así nace la microbiología que a su vez acelera el desarrollo del microscopio para obtener y analizar datos más exactos y veraces. Desde que en 1976 se observaron las bacterias, transcurrió siglo y medio para que pudieran estudiar con mayor facilidad objetos del tamaño de los gérmenes. Pasteur y Koch son reconocidos como los padres de la microbiología.

Se crearon varios microscopios y fueron muchas las contribuciones para perfeccionar sus partes y adecuarlos a las exigencias en el conocimiento de la célula, unidad básica de los seres vivos. El microscopio acromático y el electrónico son los más importantes; se describe los componentes del microscopio compuesto, su uso y mantenimiento al igual que los diferentes tipos de microscopios actuales y sus aplicaciones.

Comentario: Toda contribución a la ciencia, como el microscopio, es una cadena de demostraciones, formulaciones teóricas y mejoras tecnológicas. Esta secuencia de hechos mezcla aspectos fantásticos y descripción científica.

III. La historia de la célula: un viaje hacia adentro

Las propiedades de los organismos vivos completos como plantas y animales se explican como el conjunto de las actividades de las células que lo conforman, porque éstas a su vez se alimenta, crecen, se reproducen y realizan sus propias funciones.

Pasteur demostró que toda forma de vida procede de otra y de paso que son los microorganismos los causantes de la descomposición de los alimentos. Sabemos hoy que los microbios causantes de ciertas enfermedades se combaten de tres formas: 1). Evitar que estos microorganismos dañinos entren a nuestro cuerpo. 2). Matar a los microbios antes de que puedan causar daño. 3). El uso de las vacunas.

Con el uso del microscopio, la inoculación de microorganismos y con base teórica, Pasteur desarrolló procedimientos para planear experimentos y proponer aplicaciones. Koch, padre de la microbiología médica, sentó las bases para la lucha contra los microbios. El último avance fue el descubrimiento en 1928 de los antibióticos, como la penicilina por Flemming, o sustancias producidas por hongos que matan e impiden el crecimiento de las bacterias. Se aplican en inyección o cápsula para curar infecciones.

Comentarios: El avance de la medicina al servicio de la humanidad ha sido bondadoso con el descubrimiento de las vacunas y antibióticos para preservar la vida, pero también es un riesgo para la supervivencia, el conocimiento de los microbios nocivos y su reproducción, en manos de gentes y gobiernos inescrupulosos.

IV. Flechador del Cielo

Un estudiante de Ingeniería, apasionado por la aeronáutica e ingenioso en diseño, asistido por el computador, mientras elabora su prototipo de avión para ejecutivos y espera la asignación de una beca para estudiar aeronáutica en Francia, relata las contribuciones a la ciencia de la aviación.

Leonardo da Vinci (1452-1519), inventor de máquinas voladoras sin motor precursoras de los aviones actuales, tuvo en su época muchas dificultades porque no conocía la teoría de la gravedad y las máquinas más simples requerían para su movimiento de la fuerza humana. Fundamentados en sus estudios otros inventores desarrollaron biplanos serie B, monoplanos y bimotores. El aeromodelismo usado en la Segunda Guerra Mundial o aviones suicidas V1 y V2 por control remoto, que llevaban una carga detonante, fueron un arma de represalias. Hoy estos UAV, vehículos no tripulados, podrían ser usados para combatir el narcotráfico y destruir laboratorios. México en la Segunda Guerra Mundial fue primero en la aviación militar y participó en las batallas del Pacífico, contribuyó a la industria de aviones con Lascurain y el General Salinas. La guerra trajo prosperidad pero también destrucción. Se inventaron el radar, aeronaves más potentes, la cohetería, los junkers, los stuka, etc. La ciencia y los inventos modifican las costumbres y el paisaje urbano.

Comentario: De un sueño de Da Vinci a la realidad de aviones supersónicos y trasbordadores controlados por computador, el hombre ha logrado dominio del espacio y un mayor conocimiento por las ayudas satelitales. żEl futuro de las investigaciones en el campo de la aeronáutica nos traerá bienestar o destrucción?

V. La nicotina del tabaco. Algo de la química del siglo XIX

Adivinos y sacerdotes de las culturas indígenas usaban el tabaco mucho antes que los europeos llegaran a América. En el siglo XVI se comercializaba en Sevilla, Lisboa y Ámsterdam.

Se le llama nicotina en honor a Jean Nicot quien difunde su uso en 1561. Masticándolo, aspirándolo por la nariz o fumándolo primero con pipa, luego los puros y finalmente el cigarrillo, que se esparció en uso universal. Inicialmente muchos gobiernos lo prohibieron antes de recibir grandes beneficios por impuestos (Francia 1674). Se inicia su producción industrial en España (1769) y México (1787) e incorporan máquinas en el proceso para desmenuzado y cernido del tabaco. En Suecia Jons Jacob Berzelius (1779-1848) estudió medicina y química, investigó sobre el uso de la electricidad en la medicina y la química analítica. Determinó los pesos atómicos de los elementos y con éstos la fórmula de más de 2.000 compuestos, ayudado por la ley del isomorfismo cuando dos compuestos cristalizan de forma parecida. Descubrió el Cerio, el Selenio, el Silicio, el Torio y el Zirconio e inventó la actual nomenclatura química.

La síntesis en el laboratorio de la urea, que es un residuo de la orina, por Frederich Wholer (1800-1882) rompió la dicotomía entre química inorgánica y orgánica y hay un cambio de paradigma en la investigación, Ortigosa de Tepic (México estudió en Alemania y su tesis sobre composición de la nicotina (C10H14N2) y de algunos de sus compuestos fueron de las primeras investigaciones de química orgánica. La nicotina es un poderoso insecticida y puede matar a un adulto que absorba 50 miligramos. Los científicos franceses Baptiste Dumas (1800-1884) y Auguste Laurent (1807-1853) realizan experimentos aplicando la sustitución de elementos que da origen a la teoría dual aceptada por Liebig y Wholer pero rechazada por Berzelius.

El alcaloide nicotina produce dependencia y el humo que contiene alquitrán y otros elementos ejercen efectos nocivos sobre las células y tejidos. Produce cáncer, enfermedades pulmonares, patologías digestivas, enfermedades cardio y cerebro vasculares y alteraciones congénitas. El tabaquismo es un problema de salud pública que es preciso controlar. Chicles y parches con nicotina son algunas medidas para frenar la adicción.

Comentario: Es una alerta para la salud el consumo y los efectos nocivos del tabaco que aún se sostiene en el mundo por los dividendos en impuestos que produce. Las campañas en los medios me parecen tímidas y restringidas cuando la gran población adicta son jóvenes que fácilmente transfieren el vicio a drogas y alucinógenos.

VI. Uno, dos, tres, cuatro son suficientes

Para llegar a las calculadoras se vendieron muchas dificultades, comparables a cuando el primer hombre llegó a la luna. La utilidad de la calculadora es innegable, por ejemplo: el número primo más grande 2756839–1. Si se escribieran sus dígitos, cada uno ocupando ˝ cm., necesitaría un kilómetro, y una supercomputadora Cray tardó 19 horas en resolverlo. La regla de cálculo que multiplica números son deslizamiento es una suma de logaritmos que se debe al descubridor John Napier, fue la primera máquina de calcular después del ábaco.

El origen indo-arábigo de los números decimales nos facilita y agiliza las operaciones a diferencia de los números romanos o el sistema vigésimal Maya de su calendario. Cualquier número se puede representar en el sistema binario lo mismo que cualquier palabra se puede escribir como la clave Morse en puntos y rayas (Morse inventó el telégrafo eléctrico en 1832).

El sistema binario nos permite escribir los números en términos de corriente eléctrica, y es usado hoy en las calculadoras que reemplazaron la regla de cálculo de Napier (se basaban en tablas de logaritmos que aparecieron en 1614).

La demostración de la conjetura de los 4 colores de Appel y Haken se realizó en cálculos de computadora. Cualquier mapa se puede colorear usando a lo sumo 4 colores para que los países con frontera común tengan colores distintos.

Hoy en día es simple realizar operaciones con una calculadora pero para su desarrollo se empleó gran caudal de conocimientos de ciencia pura y matemáticas.

Comentario: Muchos aparatos y herramientas que hoy simplemente utilizamos y nos dan comodidad, fueron el fruto de muchos años y desvelos de investigadores y científicos que persistieron en su idea por lograr algo diferente, útil y versátil para el bienestar del hombre.

VII. Automóviles, contaminación y algo más

El automóvil, medio de transporte cómodo, método rápido de moverse que ofrece privacidad a sus ocupantes, es producto de la tecnología que ha sustituido al hombre por máquinas más potentes y seguras; en 1902 las primeras versiones eran ruidosos, peligrosos y perturbaban la tranquilidad. Surgieron con la invención de la rueda y se aplicaron en rituales, usos militares y transporte de bienes.

Las primeras lámparas a gas se fabricaron en 1804 y posteriormente en Inglaterra (1823), París (1819) y EE. UU. (1816), se utiliza el alumbrado a gas.

George Bisell (1821-1884), primero en buscar petróleo en EE. UU., envió una muestra de un pozo en Pensilvania al químico Benjamín Silliman de la Universidad de Yale, quien al calentar la muestra en condiciones controladas obtuvo varios productos: gas de alumbrado, gasolina, ceras, lubricantes y parafinas. Los residuos se usaron como mejor combustible de calderas de locomotoras que el carbón vegetal. En 1875 el inventor sueco Alfred Nobel (1833-1896) creó en Bakú (Rusia) la moderna industria del petróleo. S. Kier lo vendía embotellado en Pittsburg con fines curativos y en 1850 construyó un alambique y destiló el primer barril de petróleo; fue el precursor de la refinación en América.

El conocimiento científico estimula la innovación tecnológica como Denis Papin (1647.1712) quien hizo experimentos con vapor de agua que fueron llevados a la práctica por los ingenieros ingleses Thomas Swaver, Thomas Newcomen y Jhon Smeaton, quienes diseñaron la máquina de vapor.

En 1861 el inventor alemán Nicolás August Otto (1832-1891) construyó el motor a gas de 4 tiempos: admisión, compresión, combustión y explosión y escape de gases. Pero se requerían combustibles más livianos y líquidos que el kerosene. El primer motor a gasolina se debe al alemán Gottlieb Daimier (1834-1900), patentado en 1885 de un solo cilindro vertical. La historia reconoce a Rudolf Diesel y Karl Benz por sus importantes contribuciones al desarrollo del motor.

Hoy tenemos máquinas multicilíndricas y turbo cargadas con sistemas de computadora que manejan la inyección de carburante y el tiempo de ignición con aditamentos para control ambiental.

Lavoisier realizó estudios de combustión, calcinación y disolución de metales. Demostró que el aire se compone de oxígeno y azoe y dedujo que el proceso respiratorio en los seres vivos es una especie de combustión. A Lavoisier se debe la teoría de qué “nada se crea, nada se destruye, todo se transforma”. El peso de un compuesto no es más que la suma de los pesos de los elementos que los conforman. La atmósfera protege la evolución y la vida al igual que la capa de ozono que está siendo destruida por el CO2 y otras emisiones de gases de combustión de hidrocarburos. Estos contaminantes provienen de los vehículos en aumento que hoy pueblan y circulan en las grandes ciudades del mundo y que amenazan con el efecto invernadero.

Comentario: Los niveles de ruido y contaminación por emisiones de gases de vehículos que agilizan el desplazamiento, también deterioran la calidad de vida y destruyen gradualmente la capa de ozono. Soy partidario de restringir el uso del carro particular y estimular el servidor público masivo y el transporte en bicicleta para ofrecer un aire menos contaminado a nuestras futuras generaciones.