UNIVERSIDAD SIMN BOLVARDEPTO. DE PROCESOS BIOLGICOSSECCIN DE BIOFSICA Y BIOINGENIERAASIGNATURA: LAS RADIACIONES, EL HOMBRE Y EL AMBIENTE (RAHOMA)PROFESOR: ANTONIO DALESSANDRO MARTNEZTRIMESTRE: DICIEMBRE 2014-MARZO 2015 Sartenejas, 4 de Enero de 2015

Alumna: Margarita Jimenez 09-10427

TAREA 1Valor: 15% de la nota total de la Asignatura.Fecha de entrega: el da mircoles 28 de enero de 2015, 9:30 AM debidamente impresa en tamao carta. Tome las precauciones para asistir puntualmente ese da a clase, no llegue tarde porque est terminando de hacer la tarea. Esta debe ser entregada al inicio de la clase y no se aceptarn al final de la misma. NO LA ENVE POR CORREO ELECTRNICO. NO HAY PRRROGA PARA LA ENTREGA DE LA TAREA. LA ASISTENCIA A CLASE ES OBLIGATORIA. SE PASAR LISTA ANTES Y DESPUS DE LA CLASENotas: i. Consulte diversas revistas, libros o pginas web. No se limite a una sola fuente referencial.ii. Inmediatamente despus de responder a cada pregunta cite apropiadamente las fuentes referenciales consultadas usando las normas APA, Vancouver o cualquier otra, para cada tarea use siempre las mismas. No coloque las referencias consultadas al final de la tarea.iii. La tarea es individual, por favor no se la copie. iv. La idea de la tarea es repasar y profundizar la informacin presentada en clase, y cualquier otra de inters, por la cual el estudiante debe procesar apropiadamente dicha informacin y el estudiante NO debe realizar un simple copiar y pegar (copy and paste) del contenido de las referencias consultadas. SE RECOMIENDA PRESENTAR LA INFORMACIN HALLADA, USANDO ESQUEMAS, MAPAS DE CONCEPTOS, MAPAS MENTALES, MANDALAS, DIAGRAMAS DE BLOQUES O FLUJOS, CUADROS, TABLAS, DIBUJOS, DIAGRAMAS, ETC.Las tareas deben ajustarse a estas indicaciones. RECOMENDACINEscuche todas las semanas el Programa de Radio El Conuco de Prometeo, RCR 750 AM, dirigido por Leo Maita y Carlos Pelez, el sbado a las 4 PM (es repetido el domingo a las 3PM y el viernes siguiente a las 9 PM). Tambin tienen pgina web.

PREGUNTAS

1. EL ORIGEN DE LA VIDA.ECOLOGA Y ECOSISTEMA.

a. Discuta algunas teoras sobre el origen de la vida.

Para que la vida fuera posible en las condiciones de la Tierra primitiva debieron haberse formado otros compuestos complejos de carbono, tan importantes como los aminocidos y las protenas. Por otra parte, la presencia de las primeras estructuras semejantes a las clulas vivas o formas precelulares deben haber tenido la capacidad de crecer y reproducirse mediante el consumo de estos compuestos orgnicos como fuente de energa.

El hombre en su afn por conocer el origen de la vida, ha planteado una serie de hiptesis sobre la misma, las cuales coinciden en la posible existencia de organismos simples que se desarrollaron dando paso a nuevas especies tanto animales como vegetales; sin embargo , cada una de las propuestas difieren en el cmo surgieron estos primeros organismos. Es por ello que se darn a conocer algunas de las teoras ms importantes en la historia de la humanidad.

1. Teora de la generacin espontnea

Esta teora define que la vida puede surgir a partir de materia sin vida mediante la interaccin de fuerzas naturales. Conocida tambin como Abiognesis, esta idea se consider como un hecho indiscutible desde principios del siglo XVII y hasta la segunda mitad del siglo XIX. Entre los principales personajes que han apoyado y refutado est teora se encuentran:

2. Teora de la panspermia

Esta teora propone que la vida lleg a la Tierra desde el espacio exterior, por medio de esporas muy resistentes a temperaturas extremas, al vaco y a las radiaciones. Una modificacin a esta teora es la panspermia dirigida, que propone que la vida en la Tierra y en otros planetas fue sembrada por seres inteligentes superiores, procedentes de sistemas planetarios ms evolucionados.

Figura 1. A.2 Representacin de la teora de la panspermia

3. Teora de la biognesis

Se fundamenta en el principio de que la vida puede proceder slo de la vida, es decir, que todo organismo proviene de otro semejante a ste. A partir de esta teora, Pasteur parti de sus experiencias para demostrar que la generacin espontnea no existe y al mismo tiempo concluir que los microorganismos que se desarrollaron en los caldos procedan de bacterias y otras formas de resistencia de otros organismos como los hongos.

4. Teora de la evolucin qumica

4.1 Antecedentes

La Teora quimiosinttica de OparinHaldane fue publicada en 1924 por el investigador ruso Alexander I. Oparin cuyos resultados coincidieron con el bilogo ingls D. S. Haldane.

4.2 Hiptesis La teora quimiosinttica parte de una Tierra muy joven y sin vida, que tena una atmsfera carente de oxgeno libre, pero que contena una gran cantidad de hidrgeno. Adems, presentaba algunos compuestos orgnicos que se haban formado de manera abitica como el metano, amoniaco, el cido cianhdrico, entre otros. Conforme la Tierra se fue enfriando, el vapor de agua proveniente de las erupciones volcnicas se condens y precipit en forma de lluvias torrenciales, las cuales iban arrastrando muchas sales minerales y algunos otros compuestos. El agua acumulada poco a poco fue formando mares primitivos, donde se concentrando los productos nutritivos, motivo por el cual Oparin les dio el nombre de caldo nutritivo. La accin de fuentes de energa como las descargas elctricas, radiaciones solares, erupciones volcnicas y radiactividad, permiti la formacin de estructuras simples llamados compuestos prebiticos que, posteriormente evolucionaron a un grado superior permitiendo la transmisin de informacin gentica.

Representacin de la teora qumica

Gama, A. (2007). Biologa I. Un enfoque constructivista. Editorial Pearson Prentice Hall. Tercera edicin, Mxico 71-75 .

b. Defina los siguientes trminos:

Ecologa: El trmino ecologa proviene del griego ikos (hogar) y lgos estudio o idea; comparte su raz con el de economa. Es decir, ecologa significa estudio de la economa de la naturaleza. Tambin podemos encontrar otros conceptos como:

Estudio de la relacin entre los organismos y su medio ambiente fsico. Rama de la Biologa que se ocupa de estudiar las relaciones recprocas de los seres vivos y el medio fsico en que viven. Ciencia que estudia las relaciones de los organismos con su medio. Ciencia que estudia la interaccin de los organismos con su medio. Estudio de los ecosistemas. Biologa ambiental.

Lopez, I; Chagollan , F. & otros. (2006). Ecologa. Editorial Umbral. Mxico, 32-34.

Ecosistema: Es el conjunto total de comunidades vivas en el contexto de su entorno abitico, con el que se mantienen intercambio de materia y energa.

Valverde, T; Carabias, J & Cann,Z. (2005). Ecologa y medio ambiente. Editorial Pearson Education. Primera edicin, Mxico.

Medio Ambiente: El medio ambiente es el conjunto de factores abiticos (suelo, agua, aire, luz, temperatura) y factores biticos (seres vivos) que influyen en la vida de los seres vivos. Representa todo el espacio fsico que rodea a un ser vivo y lo afecta. Para una hormiga, su medio ambiente son los factores abiticos del lugar donde vive (suelo, agua, luz, temperatura, humedad, etc) y los seres vivos con los que se relaciona (otras hormigas, los plantas y animales de los que se alimenta y sus depredadores).

Los ecosistemas y el medio ambiente. http://escueladeverano.net/conocimiento_medio/todo/contenidos_unidades/unidad_7/unidad_7.pdf. Consultado 22 de enero del 2015.

Bisfera: Se define como el conjunto total de todos los ecosistemas que tienen lugar en el planeta Tierra y que lo conforman. La bisfera incluye no slo a la totalidad de los seres vivos, sino tambin al medio fsico en el cual habitan y a los fenmenos que en l se dan. Definido por muchos especialistas como el espacio donde toma lugar la vida, la bisfera es lo que hace nico al planeta Tierra en el sistema solar ya que es hasta el da de hoy el nico lugar donde se conoce la existencia de vida. Adems, la nocin de bisfera tambin incluye todas las relaciones que pueden darse entre los diferentes seres vivos y entre ellos y elmedio ambiente.

Esquema grfico de la bisfera y el ecosistema

Lopez, I; Chagollan , F. & otros. (2006). Ecologa. Editorial Umbral. Mxico, 32-34.

c. Si consideramos la USB-Sartenejas como un ecosistema, identifique los factores biticos y abiticos y sus interrelaciones.

La Universidad Simn Bolvar, representa un ecosistema es cual est integrado por un conjunto dinmico de elementos vivos y no vivos como se muestra a continuacin:

Ecosistema de la Universidad Simn Bolvar En un ecosistema como el de la universidad, los componentes biticos tales a las plantas, desempean un papel como fuente de alimento para pequeos insectos y otros organismos de carcter primario, los cuales a su vez, sirven de alimento a consumidores secundarios que para el caso de la universidad son las aves.

Al no presentarse un depredador visible, para la comunidad estudiantil, dentro de los terrenos de la universidad con excepcin de animales como las serpientes; se puede asumir que varias de estas aves mueren por causas naturales o debido a ataques por rptiles como el mencionado anteriormente. Una vez que el cuerpo del animal se haya sin vida, da inicio al proceso de descomposicin llevado a cabo por microorganismos y hongos. El resultado de esta fase provee de nutrientes al suelo, que en conjunto con el agua, luz, temperatura y otros factores abiticos, permiten dar origen a un nuevo ciclo de vida.

Interrelacin del ecosistema de la Universidad Simn Bolvar

2. RADIACIN SOLAR, FOTOSNTESIS Y RESPIRACIN.

Cmo se produce la radiacin solar? De qu forma influye sobre nuestro Planeta? Por qu la Fotosntesis y la Respiracin son determinantes para la vida en el Planeta?

La radiacin solar es la energa liberada por el sol que se propaga en todas las direcciones a travs del espacio mediante ondas electromagnticas. El sol es una estrella que se encuentra a una temperatura cercana a los 6000 K, en cuyo interior ocurren reacciones de fusin nuclear generando una prdida de masa que se transforma en energa liberada.

La radiacin liberada por el sol es de onda corta, lo que conlleva despus de pasar por la atmsfera a un proceso de debilitamiento por difusin, reflexin en las nubes y de absorcin por las molculas de los gases (como el ozono y el vapor de agua) y por partculas en suspensin, logrando alcanzar la superficie terrestre ocenica y continental que la refleja o absorbe. La cantidad de radiacin absorbida por la superficie es devuelta en direccin al espacio exterior en forma de radiacin de onda larga, con lo cual se transmite calor a la atmsfera.

Por otra parte, la radicacin solar controla el funcionamiento de los ecosistemas terrestres y acuticos tanto a travs del control de procesos foto- biolgicos como por medio de su accin sobre otros factores ambientales (temperatura, humedad, etc.) y ciclos naturales que finalmente inciden en la distribucin de los organismos. La radiacin que llega a la Tierra abarca una amplia gama del espectro electromagntico y aproximadamente el 40% de ella es la que se conoce como luz o espectro visible. sta comprende longitudes de onda que van de los 400 a los 700 nm rango que abarca los colores violeta, azul, verde, amarillo, naranja y rojo, y que por ser usado por las plantas en el proceso de fotosntesis, tambin se le denomina radiacin fotosintticamente activa.

En cuanto a la importancia de la fotosntesis y la respiracin celular, cabe destacar que ambos procesos se complementan entre s. La fotosntesis es un proceso biolgico el mediante el cual las plantas con clorofila captan la energa solar en forma de luz y sintetizan los hidratos de carbono a partir del dixido de carbono y del agua. Este proceso se lleva a cabo en dos fases: lumnica y oscura; que permiten la produccin de oxigeno necesario para que se lleve a cabo la respiracin el sustrato o glucosa que ser utilizado como alimento de las plantas.

La respiracin celular, es otro de los factores determinantes para la vida en la Tierra, ya que produce dixido de carbono, necesario para la fotosntesis. La etapa de la respiracin, se desarrolla en una de las estructuras de la clula llamada mitocondria.

Las mitocondrias que en las clulas son las responsables de la respiracin, desdoblan los carbohidratos y capturan la energa contenida en ellos y la almacenan en forma de ATP (adenosintrifosfato). Durante este proceso se consume oxgeno, y como productos finales se producen dixido de carbono y agua. De esta manera se completa el ciclo iniciado con la fotosntesis.

Radiacin solar. Definicin y efectos. https://www.siac.gov.co/contenido/contenido.aspx?catID=660&conID=723. Consultado 22 de enero del 2015.

El Rincn del vago. Efecto de la radiacin solar en el desarrollo vegetal. http://html.rincondelvago.com/efecto-de-la-radiaccion-solar-en-el-desarrollo-vegetal.html. Consultado 24 de enero del 2015.

Fotosntesis y respiracin celular. http://fotosintesisyrespiracioncelular.blogspot.com/. Consultado 24 de enero del 2015.

3. INTERRELACIONES POBLACIONALES.

Complete el siguiente cuadro correspondiente a los diferentes tipos de interacciones entre especies.

Interrelacin poblacionalDefinicin

EjemplosDescripcin matemtica sencilla (modelo matemtico)

NeutralismoEs cuando dos especies viven juntas, pero sin causarse ningn efecto negativo o positivo una a la otra. Las epifitas se apoyan en los troncos y ramas de otras especies sin causar dao alguno, pero tampoco ningn beneficio.

Los subndices 1 y 2 se refieren a las poblaciones de especies 1 y 2. el sustrato se inocula al medio a concentracionesy

CompetenciaImposicin de algunas especies sobre otras, dentro de un hbitat determinado, debido a su mayor vigor y resistencia, por lo que al final quedas dominantes, otros subdominantes, secundarios y finalmente los desplazados del hbitat o destruidos.

Las malezas que crecen junto a los cultivos que realiza el hombre. Las malezas compiten con las plantas cultivadas para tratar de acaparar la mayor cantidad de nutrientes del suelo y la luz solar, llegando a daar seriamente a los cultivos. Es por eso que los Agricultores luchan contra esta plaga.

MutualismoEs la asociacin simbitica en la que se establece una relacin intima, en donde los organismos asociados obtienen una ventaja o un beneficio.

El caso de los lquenes, cuyo resultado es la asociacin estrecha entre un hongo y un alga, en la que el alga obtiene proteccin por parte del hongo contra la desecacin y, a cambio, el alga proporciona a ste alimento elaborado en el proceso de la fotosntesis.

Donde Npli es la poblacin de la especie i; rplin la tasa de crecimiento y Kplin la capacidad de carga o poblacin mxima de dicha especie.

ProtocooperacinInteraccin entre especies diferentes en que ambas salen beneficiadas (+/+); no es una relacin obligada.

Algunas especies de aves se alimentan de los parsitos de bovinos, con esto ambas especies salen beneficiadas

ComensalismoComo simbiosis se da cuando un organismo se beneficia sin daar al otro.

Un pez se adhiere a un tiburn y se alimenta de sus residuos.

Amensalismo

Ocurre a travs de la produccin de compuestos por parte de un organismo que mata o inhibe el crecimiento del segundo.

El Hongo Penicilium y las bacterias.Este hongo produce una substancia denominada penicilina queimpide el crecimiento de las bacterias.

La siguiente ecuacin asume que el inhibidor se produce como una funcin de la concentracin de biomasa y la tasa de crecimiento especfica de la especie 1, dondekrepresenta la cantidad producida por unidad de biomasa.

El efecto sobre la tasa de crecimiento especfico de la especie 2 se representa asumiendo inhibicin competitiva.

Dondeyes la constante de inhibicin.

ParasitismoSe produce cuando un organismo (parsito) se aprovecha de otro (hospedador) causndole un dao, aunque normalmente no llega a morir

Los piojos son ectoparsitos que viven en la cabeza de las personas para alimentarse de la sangre al igual que la garrapata.

DepredacinSe produce cuando un organismo (depredador) elimina fsicamente a otro organismo (presa) devorndolo. Es la relacin natural entre los seres vivos que constituyen las cadenas trficas.

El len se alimenta de la cebra mediante el consumo de su carne.

SimbiosisSucede cuando larelacinque se establece entre las especies no puede romperse. En este tipo de relaciones la asociacinque beneficia a dos poblaciones se hace obligatoria, si alguno de los miembros rompe el contrato los individuos mueren.

Loslquenesson ejemplos de este tipo derelacinpues es unaasociacinde algas y hongos.

Garca,F.(2012). Modelo discreto estocstico de dinmica mutualista. Tesis para el titulo de Mster en Fsica de Sistemas Complejos.

Lopez, I; Chagollan , F. & otros. (2006). Ecologa. Editorial Umbral. Mxico, 32-34.

Los ecosistemas y el medio ambiente. http://escueladeverano.net/conocimiento_medio/todo/contenidos_unidades/unidad_7/unidad_7.pdf. Consultado 25 de enero del 2015.

4. INTERACCIN PRESA-DEPREDADOR (DEPREDACIN).

Suponga una poblacin de una especie depredadora y otra que constituye la presa, por ejemplo gatos y ratones, respectivamente. Suponga que los gatos se alimentan exclusivamente de ratones.

a. Qu ocurre con la poblacin de gatos si el nmero de ratones es muy alto?

Una poblacin demasiado grande de ratones puede no tener ningn efecto sobre la poblacin de gatos, ya que estos se saciaran y no podran consumir ms aunque aumente la poblacin de presas.

Otra posibilidad es que la disponibilidad de presas influya en el aumento de depredadores, ya que se encontraran en condiciones ptimas de vida que puedan influir en la reproduccin.

b. Como consecuencia de lo ocurrido en la parte a qu esperara usted que pase con el nmero de ratones?

Ante el primer argumento, se esperara una poblacin de ratones mayor, ya que la reproduccin en masa representa un buen mecanismo de defensa contra el proceso de depredacin total de la especie.

En cuanto a la segunda propuesta, se podra estimar que la poblacin de ratones se regule o incluso disminuya por el aumento de gatos. Esta ltima opcin, a pesar de los argumentos presentados no siempre ocurre, ya que el aumento de una poblacin depende de otros factores a parte de las fuentes de alimento.

c. Como consecuencia de lo ocurrido en la parte b, qu sucede con la poblacin de gatos?

La tasa de poblacin de gatos aumentara discretamente en comparacin con la de ratones quienes presentan mayor ventaja en cuanto a produccin de cras.

d. Represente en un grfico poblacin (eje Y) vs tiempo (eje X) las fluctuaciones que se esperaran en las poblaciones de gatos y ratones.

En funcin de lo explicado anteriormente, se graficaron dos curvas de crecimiento en donde se puede observar que la poblacin de ratones crece precipitadamente en comparacin con la de los gatos.

5. DESARROLLO SUSTENTABLE.

a. Qu es Desarrollo Sustentable? Qu opinin tiene de la eliminacin del Ministerio del Ambiente y su integracin como un Viceministerio de Ecosocialismo al Ministerio de Vivienda, Hbitat y Ecosocialismo? Qu es el Ecosocialismo? Cules otras tendencias distintas al desarrollo sustentable y al ecosocialismo existen en el abordaje del ambiente?

La Comisin Mundial para el Medio Ambiente y el Desarrollo, establecida por las Naciones Unidas en 1983, defini el desarrollo sustentable como el "desarrollo que satisface las necesidades del presente sin comprometer las capacidades que tienen las futuras generaciones para satisfacer sus propias necesidades".

-Desarrollo sustentable. http://uptparia.edu.ve/documentos/DESARROLLO%20SUSTENTABLE.pdf. Consultado 25 de enero del 2015.

Sabemos que el ambiente est representado por todas aquellas cosas que nos rodean, y que normalmente constituyen una fuente de recursos para el desarrollo de nuestras actividades diarias; por esta razn es de suma importancia que todos participemos en su cuidado y proteccin, desde los ciudadanos comunes hasta el gobierno nacional. Para poder realizar esto, es necesario que existan organismos encargados de controlar y regular las acciones que realiza el hombre en su entorno, de manera que no afecten el desenvolvimiento de las actividades de la naturaleza, es decir, que los recursos que esta otorga puedan ser utilizados sin la necesidad de causar daos irreparables en nuestro entorno. Esta labor la desarrollan instituciones creadas para este fin, los ministerios o entes para el cuidado del ambiente, en este caso, los cuales presentan una serie de lineamientos por medio de los cuales debemos regirnos al momento de realizar cualquier actividad que cause un impacto a la naturaleza.

En base a lo antes planteado, en mi opinin, desaparecer el ministerio y adjuntarlo como un viceministerio a otro con el que no se comparte los mismos objetivos, le resta el protagonismo que merecen estas acciones ya que, pasaran a un segundo plano todas aquellas normas y regulaciones que ya existen para conservar el ambiente y la prolongacin de los recursos. No se tomaran las mismas medidas, no se tendrn en cuenta los requerimientos necesarios para poder realizar algn acto que tenga que ver directamente con la explotacin de recursos naturales, es decir, se perder la importancia que tiene el cuidado de nuestro entorno y por ende, ser ms difcil encontrar soluciones a los problemas que se presenten y como pas nos encontraramos en una contradiccin al apoyar las polticas internacionales de cuidado de recursos naturales, y eliminando el ministerio de medio ambiente.

Qu es el ecosocialismo?

El Ecosocialismo, se define como la doctrina poltica que respeta los recursos de la Naturaleza, con el fin de aprovecharlos en el desarrollo endgeno de la colectividad. El uso racional de las potencialidades verdes que atesora la geografa de cada pas, permite la creacin de proyectos socio-econmicos, que amparan un futuro realmente sustentable y sostenible para todos los habitantes.

Los logros de la revolucin ecosocialista en Venezuela. http://hechoecologico.weebly.com/ecosocialismo-venezolano.html. Consultado el 25 de enero del 2015.

b. Explique los fundamentos de la hiptesis GAIA de James Lovelock.

Son un conjunto de modelos cientficos de la biosfera en el cual se postula que la vida fomenta y mantiene unas condiciones adecuadas para s misma, afectando al entorno.

Segn esta hiptesis, la atmsfera y la parte superficial del planeta Tierra se comportan como un todo coherente donde la vida, su componente caracterstico, se encarga de autorregular (tiende al equilibrio) sus condiciones esenciales tales como la temperatura, composicin qumica y salinidad en el caso de los ocanos, de manera que para su entorno fsico sea ms hospitalario con las especies que conforman la vida.

Segn la segunda ley de la termodinmica, un sistema cerrado tiende a la mxima entropa. En el caso del planeta Tierra su atmsfera debera hallarse en equilibrio qumico, todas las posibles reacciones qumicas ya se habran producido y su atmsfera se compondra mayoritariamente de CO2 sin apenas vestigios de oxgeno y nitrgeno.

Segn la teora de Gaia, el que al da de hoy la atmsfera la compongan un 78 % de nitrgeno, 21 % de oxgeno y apenas un 0,03 % de dixido de carbono se debe a que la vida, con su actividad y su reproduccin, mantiene estas condiciones que la hacen habitable para muchas clases de vida.

Con anterioridad a la formulacin de la Hiptesis de Gaia se supona que La Tierra posea las condiciones apropiadas para que la vida se diese en ella, y que esta vida se haba limitado a adaptarse a las condiciones existentes, as como a los cambios que se producan en esas condiciones.

Se propone es que dadas unas condiciones inciales que hicieron posible el inicio de la vida en el planeta, ha sido la propia vida la que las ha ido modificando, y que por lo tanto las condiciones resultantes son consecuencia y responsabilidad de la vida que lo habita.

Wikipedia. Hiptesis de GAIA. http://es.wikipedia.org/wiki/Hip%C3%B3tesis_de_Gaia. Consultado el 25 de enero del 2015.

6. ENERGA, PROPIEDADES Y UNIDADES.

Defina el trmino ENERGA en la forma ms general posible.

De acuerdo al diccionario enciclopdico Quillet, la energa es una nocin abstracta, ligadas a todas las manifestaciones de fuerza, movimiento, calor, campo de gravitacin, campo elctrico, campo magntico, etc.

Quillet,A. (1978) . Diccionario enciclopdico Quillet. Editorial Cumbre. Mxico. Tomo tercero.

a. Enuncie sus propiedades o caractersticas.

b. Defina las unidades de energa siguientes: Joule, Ergio, Calora, Electrn-Voltio.

Joule: Es la unidad derivada del Sistema Internacional utilizada para medir energa, trabajo y calor. Como unidad de trabajo, el joule se define como la cantidad de trabajo realizado por una fuerza constante de un newton para desplazar una masa de un kilogramo, un metro de longitud en la misma direccin de la fuerza. Ergio: Es el trabajo efectuado por una fuerza de una dina al desplazarse un centmetro en su propia direccin. Calora: Es la cantidad de calor que debe extraerse o transferirse a un gramo de agua para cambiar su temperatura en 1 C (cambiar su temperatura significa aumentarla en 1 C o disminuirla en l C). Electrn-Voltio: Es la energa que le agrega a un electrn el estar sometido a una diferencia de potencial de 1 volt.1 eV = 1,602 x 10-19 J

Wikipedia. Joule. http://es.wikipedia.org/wiki/Julio_%28unidad%29. Consultado el 25 de enero del 2015. Wikipedia. Ergio. http://es.wikipedia.org/wiki/Ergio. Consultado el 25 de enero del 2015. Trabajo, energa y potencia .http://polamalu.50webs.com/OF1/fisica/energia.htm Consultado el 25 de enero del 2015. Unidades de medida de calor. http://www.profesorenlinea.cl/fisica/Calor_Unidades_medida.html. Consultado el 25 de enero del 2015.

7. LA RADIACIN COMO UN FLUJO DE ENERGA.

a. Defina Radiacin como un flujo de energa

La radiacin es la energa que proviene de los campos magnticos y elctricos oscilantes y a diferencia de otros mecanismos de transferencia, puede transferirse a travs del espacio vaco. Buenos ejemplos son la energa que uno siente proveniente del Sol o cuando nos encontramos cerca de una hoguera. La radiacin que es interceptada por una superficie se expresa normalmente en trminos de energa por unidad de tiempo y por unidad de superficie (e.g.Wm-2)

Mecanismo de transferencia de energa. http://www.fao.org/docrep/012/y7223s/y7223s04.pdf .Consultado el 25 de enero del 2015.

8. RADIACIN Y MEDICINA.Del Libro LA RADIACIN, LA GENTE Y EL AMBIENTE (enviado por la web), elabore el MAPA DE CONCEPTOS del Captulo 8: Uso de la Radiacin en Medicina. Recuerde usar los conectores adecuados que relacionan los diversos conceptos.

9. RADIACIN IONIZANTE Y NO IONIZANTE.

a. Defina (para tejidos biolgicos) Radiacin Ionizante (RI) y No Ionizante (RNI). Clasifique las radiaciones electromagnticas en ionizantes y no ionizantes.

Las radiaciones ionizantes, como su nombre indica, tienen la capacidad de producir ionizaciones en los tomos con los que interaccionan debido a su alta energa. As, estas radiaciones pueden alterar las estructuras qumicas de las molculas que forman las clulas de nuestro organismo. Si la molcula alterada es importante para el funcionamiento de la clula, como es el caso del ADN (cido desoxirribonucleico), habr consecuencias nocivas para la clula. Dependiendo, entre otros factores, de la dosis de radiacin el dao producido ser de mayor o menor gravedad, lo que a su vez determinar el tipo de efecto que puede producirse en el organismo.

Las radiaciones ionizantes son de tres tipos: Partculas alfa : Son las radiaciones ionizantes con mayor masa, por lo que su capacidad de penetracin en la materia es limitada, no pudiendo atravesar una hoja de papel o la piel de nuestro cuerpo. Las partculas alfa son muy energticas.

Partculas beta :Son electrones o positrones y poseen una masa mucho menor que las partculas alfa, por lo que tienen mayor capacidad para penetrar en la materia. Una partcula beta puede atravesar una hoja de papel, pero ser detenida por una fina lmina de metal o metacrilato y por la ropa. Son menos energticas que las partculas alfa.

Rayos gamma :Son radiaciones electromagnticas, por lo que no tienen masa ni carga, lo que les hace tener un gran poder de penetracin en la materia. Los rayos gamma y los rayos X tienen las mismas propiedades, diferencindose nicamente en su origen. Mientras que los rayos gamma se producen en el ncleo del tomo, los rayos X proceden de las capas externas del tomo, donde se encuentran los electrones.

Existe un cuarto tipo de radiacin ionizante, losneutrones, si bien hay que saber que stos no son ionizantes por s mismos, es decir cuando interaccionan con la materia no arrancan electrones. Sin embargo, cuando chocan con un ncleo atmico pueden activarlo o hacer que ste emita una partcula cargada o un rayo gamma, por lo que son ionizantes de forma indirecta. Las radiaciones no ionizantes son de baja energa, es decir, no son capaces de ionizar la materia con la que interaccionan. En general, la parte del espectro electromagntico cuya energa fotnica es demasiado dbil para romper enlaces atmicos. Estas radiaciones se pueden clasificar en dos grandes grupos:

Radiaciones electromagnticas: A este grupo pertenecen las radiaciones generadas por las lneas de corriente elctrica o por campos elctricos estticos. Otros ejemplos son las ondas de radiofrecuencia, utilizadas por las emisoras de radio y las microondas utilizadas en electrodomsticos y en el rea de las telecomunicaciones.

Radiaciones pticas: Pertenecen a este grupo los rayos infrarrojos, la luz visible y la radiacin ultravioleta.

-Foro nuclear. Efectos biolgicos de la radiacin ionizante. http://www.rinconeducativo.org/radiacio/5efectos_biolgicos_de_la_radiacin_ionizante.html. Consultado el 25 de enero del 2015.

b. Complete el siguiente Cuadro de Unidades referida a RNI:

Magnitud o UnidadDefinicinEquivalenciaEjemplo

Intensidad luminosaCaractersticafundamentaldelafuentederadiacin,vienedadaporelflujoluminosoFemitidoporunidaddenguloslidoWenunadireccinespecificada.

Comoelflujoluminososemideenlmenes,launidaddeintensidadluminosaserel lumenporestereorradin,dichaunidadsellamacandela(cd).Lasradiacionesluminosasprovienenpuesdel calentamientodeun determinado material aconsecuenciadelcual radiaenerga.Cuandoesteradiadortotalest calentadoala temperaturade2045Kemiteuna determinadacantidaddeenergaradiante.

FluenciaEs el trmino usado para describir la tasa de energa que est siendo aplicada en el tejido biolgico.

CandelaSedefinecomolaintensidadluminosa enunadeterminada direccin,deuna fuenteemisoraderadiacinmonocro -mticadefrecuencia540x1012Hz.Equivalentea555nmenelvaco,yqueposeeunaintensidad deradiacin enesa direccinde1/683 vatiosporestereorradin.Paramedirlaintensidaddeunafuente,esnecesariodefinirunaunidadquedebeser constanteeinvariable en relacinauna superficiedeterminada.ElSistemaInternacionaldeUnidades(SI)incorporalacandelacomo unidad de medidade intensidadluminosadeunafuente.

LuxEs la unidad derivada del Sistema Internacional de Unidades para la iluminancia o nivel de iluminacinEquivale a un lumen /mLuz de una estrellasobre la tierra 0,00005 lux

LumenEs la unidad del Sistema Internacional de Medidas para medir el flujo luminoso, una medida de la potencia luminosa emitida por la fuente1 lumen es igual a 1 candela por estereorradin. Una bombilla incandescente de 100 vatios emite aproximadamente 1000 lmenes

LambertLa Ley Lambert Beer es un medio matemtico de expresar cmo la materia absorbe la luz.A=.d.cDondeA:absorbencia: coef.molar de extincin. D:distanciaC:concentracin

Vector de PoyntingEs el vector cuyo mdulo representa la intensidad instantnea de energa electromagntica que fluye a travs de una unidad de rea perpendicular a la direccin de propagacin de la onda electromagntica, y cuyo sentido es el de propagacinRadiacin de un dipolo elctrico vertica

Medidas de luz. http://www2.fisica.unlp.edu.ar/materias/FEIII/2012/IntensidadLuminosa.pdf Consultado el 25 de enero del 2015. Wikipedia. Vector de Poyting. http://es.wikipedia.org/wiki/Vector_de_Poynting. Consultado el 25 de enero del 2015.

c. En el empaque de un bombillo ahorrador de 15 W dice que ilumina igual que uno de bulbo (filamento de tungsteno o wolframio) de 75 W. Es posible que bombillos de diferente potencia elctrica produzcan igual iluminacin? Qu se entiende por iluminacin? Suponga que ambos bombillos se conectan a una fuente de 120 Voltios. Compare con bombillos de diodos led.

Un bombillo incandescente tiene un filamento de metal que se enciende cuando se le aplica un voltaje. Este foco ilumina bien pero el problema con este tipo de bombillo es que mucha de la energa se pierde en calor. En cambio, el bombillo ahorrador tiene un circuito electrnico llamado "balastro electrnico" que convierte la energa de la toma de corriente y la alimenta a un foco tipo fluorescente. Este bombillo aprovecha mejor la energa y por lo tanto su consumo de potencia real es mucho menor que el bombillo incandescente.

Antes de seguir, para saber cunta luz da una bombilla led mas o menos, una bombilla led de 10W da la misma luz que una bombilla normal de 60w y encima dura ms. Las bombillas led de 12w seran equivalentes a las de 75W. Una led de 5w equivale a una de 25w incandescente (las bombillas de filamento normales).

Lmparas con diodos led. http://www.areatecnologia.com/lamparas-led.html. Consultado el 26 de enero del 2015. Bombillos fluorescentes vs led. http://www.vtsmexico.com/incandescentes-vs-fluorescentes-vs-led.php .Consultado el 26 de enero del 2015.

d. Complete el siguiente Cuadro de Unidades relacionadas con RI:UnidadDefinicinEquivalenciaEjemplo

BecquerelUn becquerel se define como la actividad de una cantidad de material radiactivo con decaimiento de un ncleo por segundoEquivale a una desintegracin nuclear por segundo.3,71010 Bq equivalen a 1 curio

CurieRepresenta la cantidad de material en la que se desintegran 3,7 1010 tomos por segundo, o 3,7 1010 desintegraciones nucleares por segundo.

1 Ci = 3,7 1010 BqEl curio indica cmo se emitan partculas alfa o beta o rayos gamma de una fuente radiactiva, por unidad de tiempo, pero no indica cmo podra afectar dicha radiacin a los organismos vivos.

RoentgenEs una antigua unidad utilizada para medir el efecto de las radiaciones ionizantes. Se utiliza para cuantificar la exposicin radiomtrica, es decir, la carga total de iones liberada por unidad de masa de aire seco en condiciones estndar de presin y temperatura

Equivale a la exposicin de una unidad electrosttica de carga liberada en un centmetro cbico de aireUtilizada para cuantificar la cantidad de radiacin ionizante y para relacionarla con sus efectos, especialmente con los biolgicos

GrayEs una unidad derivada del Sistema Internacional de Unidades que mide la dosis absorbida de radiaciones ionizantes por un determinado material

Equivalente a la absorcin de un julio de energa ionizante por un kilogramo de material irradiado.

RadMide la energa absorbida por radiacin en cualquier material.Un rad es la dosis correspondiente a la absorcin de 100 ergios por gramo de tejido (1mrad = 0,001rad).

SievertEs una unidad derivada del SI que mide la dosis de radiacin absorbida por la materia viva, corregida por los posibles efectos biolgicos producidos1 Sv es equivalente a un julio entre kilogramo (J kg-1).Esta unidad da un valor numrico con el que se pueden cuantificar los efectos estocsticos producidos por las radiaciones ionizantes.

RemEs una medida de la dosis de cualquier radiacin ionizante para los tejidos del cuerpo expresado por su efecto biolgico estimado en relacin con una dosis de 1 roentgen de Rayos X (1mrem = 0,001rem).Un (1) rem de radiacin de neutrones es equivalente a una incidencia de 14 millones de neutrones por centmetro cuadrado de superficie corporal.

KermaEs el acrnimo en ingls de energa cintica liberada por unidad de masa y se corresponde con la suma de las energas cinticas inciales de las partculas cargadas puestas en movimiento por radiacin indirectamente ionizante1 Gray = 1 de julio/ 1 kilogramoUtilizada para evaluar el efecto de las radiaciones ionizantes al interaccionar con la materia.

Nota: Recuerde que las radiaciones ionizantes y no ionizantes puede ser cancergenas dependiendo de su dosis y frecuencia de dosis.

Medidas de luz. http://www2.fisica.unlp.edu.ar/materias/FEIII/2012/IntensidadLuminosa.pdf Consultado el 26 de enero del 2015. Wikipedia. Gray. http://es.wikipedia.org/wiki/Gray_%28unidad%29. Consultado el 26 de enero del 2015. Wikipedia. Kerma. http://es.wikipedia.org/wiki/Kerma_%28f%C3%ADsica%29. Consultado el 26 de enero del 2015.

10. RADIACIN IONIZANTE, NATURALEZA Y ORIGEN DE LAS RADIACIONES.

a. Ordene las radiaciones electromagnticas (espectro electromagntico) usando un orden creciente de: i. Longitud de onda. ii. Frecuencia. iii. Energa.

BandaLongitud de onda (metros)Frecuencia (Herzios)Energa (Julios)

Rayos gamma10 picmetros = 10 * 10-12 m30,0 ExaHz = 30 * 1018Hz20 * 10-15J

Rayos X10 nanmetros = 10 * 10-9m30,0 PetaHz = 30 * 1015Hz20 * 10-18J

Ultravioleta extremo200 nanmetros= 200 * 10-9m1,5 PetaHz = 1,5 * 1015Hz993 * 10-21J

Ultravioleta cercano380 nanmetros = 380 * 10-9m789 TeraHz = 789 * 1012Hz523 * 10-21J

Luz visible780 nanmetros = 780 * 10-9m384 TeraHz = 789 * 1012Hz255 * 10-21J

Infrarrojo cercano2,5 micrmetros = 2,5 * 10-9m120 TeraHz = 789 * 1012Hz79 * 10-21J

Infrarrojo medio50 micrmetros = 50 * 10-9m6,0 TeraHz = 789 * 1012Hz4 * 10-21J

Infrarrojo lejano1 milmetro300 GigaHz = 300 * 109Hz200 * 10-24J

Microondas30 cm1 GigaHz = 1 * 109Hz2 * 10-24J

Ultra alta frecuencia1 metro300 MegaHz = 300 * 106Hz19,8 * 10-26J

Muy alta frecuencia de radio10 metros30 MegaHz = 300 * 106Hz19,8 * 10-28J

Onda corta de radio180 metros1,7 MegaHz = 300 * 106Hz11,22 * 10-28J

Onda media de radio650 metros650 KiloHz42,9 * 10-29J

Onda larga de radio10 kilmetros30 KiloHz19,8 * 10-30J

Muy baja frecuencia de radio10 kilmetros30 KiloHz19,8 * 10-30J

-Radiaciones electromagnticas. Ondas de radio, microondas, rayos X, radiacin ultravioletas, luz visible, infrarrojos. http://astrojem.com/radiacionelectromagnetica.html. Consultado el 27 de enero del 2015.

c. Considerando que la energa mnima necesaria para ionizar la molcula de agua son 13 eV y que algn fotn puede tener esa energa, ubique ese tipo de fotn en el espectro electromagntico.

13eV= 2.082830529e-18 J

De acuerdo a esta conversin, el fotn podra ubicarse en la banda de los rayos X.

d. Cuntos tipos de radiacin ultravioleta existen y cmo interaccionan con la capa de ozono y con la piel humana?

Tecnologa ultravioleta. https://uvcpblog.wordpress.com/2008/11/04/tipos-de-radiacion-ultravioleta/. Consultado el 27 de enero del 2015.

d. Qu es una onda electromagntica? Cmo se puede generar? Qu es la dualidad onda- corpsculo para la radiacin electromagntica?

Las ondas electromagnticas constan de campos elctricos y magnticos oscilantes, que son mutuamente perpendiculares entre s y perpendiculares a la direccin de propagacin de la onda. Estas ondas que se pueden propagar (viajar) por el aire e incluso por el vaco.

La dualidad onda corpsculo de Broglie unifica las dos teoras existentes sobre la luz, que consideraba a la luz como una onda y la corpuscular de Einstein. Cada partcula lleva asociada una onda cuya longitud es:

As, los electrones, cuya masa es muy pequea, tienen un onda asociada apreciable de forma que, siendo r el radio de su rbita: 2 p r = n l, si n es un nmero natural, de forma que slo algunas rbitas concretas estaran permitidas.

El Espectro Electromagntico y sus Aplicaciones.http://www.saber.ula.ve/bitstream/123456789/16746/1/espectro_electromagnetico.pdf. Consultado el 27 de enero del 2015.

Principios bsicos de la mecnica cuntica. http://fresno.pntic.mec.es/~fgutie6/quimica2/ArchivosHTML/Teo_6_princ.htm#6. Consultado el 27 de enero del 2015.

e. La naturaleza de las radiaciones se refiere en radiobiologa a si son electromagnticas (asociadas a partculas con masa en reposo nula), o corpusculares (asociadas a partculas con masa en reposo no nula). En este ltimo caso discuta la relacin de De Broglie para las ondas de materia. El origen de las radiaciones se refiere a si se generan en el ncleo (decaimiento radioactivo o reacciones nucleares), transiciones electrnicas, vibraciones o rotaciones moleculares. Elabore un cuadro donde indique el tipo de radiacin electromagntica (espectro electromagntico) y su origen.

Tipos de Radiacin Definicin Origen

Rayos gamma Radiacin ms energtica. Posee la mayor frecuencia (y por tanto, la menor longitud de onda). Constituyen una forma de radioactividad. Fotones generados en la descomposicin nuclear u otros procesos nucleares y subnucleares

Rayos X Radiacin de menor energa que los rayos gamma. Se emplea en exploraciones mdicas y en el estudio de los metales. Son generados por transiciones electrnicas que implican electrones interiores muy energticos

Rayos ultravioleta (UV) Radiacin de menor energa que los rayos X. Proviene principalmente del sol.

Radiacin visible Radiacin de menor energa que los rayos ultravioleta. Recoge el rango de frecuencias que se pueden percibir con la vista, desde el color rojo hasta el violeta. Son absorbidas y emitidas por electrones en las molculas y tomos que se mueven desde un nivel de energa a otro

Rayos infrarrojos (RI) Radiacin de menor energa que la radiacin visible. La emiten cuerpos calientes.

Microondas Radiacin de menor energa que los infrarrojos. Se emplea en electrodomsticos y terapia mdica. Se produce con tubos klistrn y tubos magnetrn, y con diodos de estado slido como los dispositivos Gunn e IMPATT

Ondas de TV y radio Radiacin menos energtica. Se emplean en telecomunicaciones.

Lmparas UV e IR. http://www.saberespractico.com/estudios/universidad/quimica/principales-tipos-de-radiacion-electromagnetica/. Consultado el 27 de enero del 2015. Espectro electromagntico. http://www.espectrometria.com/espectro_electromagntico. Consultado el 27 de enero del 2015.