EL HORNERO

MATERIAL DE DIFUSIÓN DE LA
EMISORA EDUCATIVA "El HORNERO"
Nº XVI - 2000
Esta revista ha sido preparada especialmente para ser remitida por E Mail a los interesados en el trabajo de nuestra emisora u obtenerla en las siguientes páginas web: www.interdia.org/hornero  ó  www.RADIOHORNERO.itgo.com  

ORDEN COMO ESTÁN PRESENTADOS LOS TEMAS
Ø JORNADAS DE LA COMUNICACIÓN EDUCATIVA 2001
Ø EDUCACIÓN
Ø COMUNICACIONES
Ø CULTURA
Ø FILOSOFÍA
Ø HISTORIA
Ø DERECHOS HUMANOS
Ø SALUD
Ø NATURALEZA Y MEDIOAMBIENTE
Ø CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Ø EDITORIALES
NOTA DE LA REDACCIÓN

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NATURALEZA Y MEDIOAMBIENTE

· ORGANOS DE LOS SENTIDOS
· CUANDO EL MUNDO SE COMPLETÓ
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ÓRGANOS DE LOS SENTIDOS
Autor: Claude Villée Fuente: Biología
EL OÍDO
Los órganos de dos sentidos diferentes la audición y el equilibrio, se encuentran localizados en el oído. Estos órganos están ubicados profundamente dentro del cráneo óseo, y se precisan varias estructuras accesorias para transmitir las ondas sonoras desde el exterior
Esta afección se conoce con el nombre de catarata hasta las células sensoriales profundas. El oído puede dividirse en oído externo, medio e interno; puede seguirse la trayectoria de las ondas sonoras.
El oído externo consta de dos partes: el pabellón cartilaginoso recubierto de piel, denominado oreja, y el conducto auditivo, que lo comunica con el oído medio.
Las orejas son de poca utilidad en el hombre para dirigir las ondas sonoras hacia el canal auditivo, pero en algunos animales, tales corno el gato, las orejas grandes y móviles son de gran importancia. En la unión del conducto auditivo con el oído medio, hay una delgada membrana de tejido conjuntivo, el tímpano, que vibra por acción de las ondas sonoras.
El oído medio es tina pequeña cámara que contiene tres huesecillos conectados en sucesión, el martillo, el yunque y el estribo (así llamados por su forma), que transmiten las ondas sonoras por la cavidad del oído medio. El martillo está en contacto con el tímpano, mientras que el estribo lo está con la membrana de la desembocadura del oído interno, llamada ventana oval. El oído medio se comunica con la faringe por intermedio de la trompa de Eustaquio, que sirve para igualar la presión a ambos lados del tímpano. Si el oído medio estuviese completamente cerrado, cualquier variación de la presión atmosférica ocasionaría un abultamiento o un hundimiento del tímpano, doloroso y pronunciado. En el extremo faríngeo de la trompa de Eustaquio existe una válvula, normalmente cerrada, que impide que uno perciba su propia voz en forma molesta. Esta válvula se abre durante el bostezo o la deglución, y por eso, durante los ascensos o descensos bruscos, en ascensor o en avión, estos actos ayudan a evitar la sensación de chasquidos de los tímpanos que se produce con los cambios de presión atmosférica que acompañan a las variaciones de altura. Por desgracia, la trompa de Eustaquio proporciona, asimismo, un camino de entrada para los organismos patógenos, y una infección provoca, a veces, la fusión de los huesecillos del oído medio y, por ende, la sordera.
El oído interno está constituido por un grupo complicado de canales y sacos comunicados entre sí, a los que se denomina a mentido, con gran propiedad, el laberinto. La parte de éste que se relaciona con la audición es un tubo espiralado de dos vueltas y media, que se asemeja a la concha de un caracol, por lo cual se lo llama cocina o caracol. Si el caracol estuviese desenrollado, se vería que se compone de tres canales, separados entre sí por delgadas membranas, que llegan casi hasta el ápice. La ventana oval está en relación col, la base de uno de estos tubos, la rampa vestibular. En la base de la rampa, timpánica se halla otro orificio, la ventana redonda, que conduce también al oído medio. Estos dos canales se comunican en el ápice del caracol y están llenos de un líquido llamado perilinfa. Entre ambos yace un tercero, el canal coclear, lleno de un líquido al que se denomina endolinfa; este canal contiene el verdadero órgano auditivo: el órgano de Corti. Esta estructura consiste en cinco hileras de células con cilias que se proyectan hacia arriba, en toda la extensión del espiral coclear. Cada órgano de Corti contiene unas 24.000 de ellas. Estas células reposan sobre la membrana basilar, que separa el canal coclear de la t rampa timpánica. Colgando por encima de las células ciliadas, se encuentra, otra membrana la membrana del techo o tectoria, adherida por Lino de sus bordes a la membrana sobre la que reposan las células ciliadas, y con el otro borde libre. Las células ciliadas inician impulsos en las fibras del nervio auditivo
Para, que se pueda oír un sonido, las ondas sonoras deben pasar, primero por el conducto auditivo y hacer vibrar el tímpano Estas vibraciones se transmiten a lo largo del oído medio por el martillo, el yunque y el estribo, los que se hallan dispuestos de tal manera que reducen la amplitud de las vibraciones, pero aumentan su intensidad. El estribo las transmite, por vía, de la ventana oval, al líquido de la rampa vestibular. Corno los líquidos son incompresibles, la ventana oval no podría causar desplazamientos en el líquido del canal vestibular, si existiese una válvula de escape para la presión. La ventana redonda del extremo de la rampa timpánica desempeña esta función. La onda de presión incide sobre las membranas que separan los tres canales, se transmite al timpánico y hace combar la ventana redonda. Se cree que los movimientos de la membrana basilar, producidos por estas pulsaciones, hacen que las cilias de las células del órgano de Corti rocen, la membrana tectoria, lo que las estimula e inicia los impulsos nerviosos en las dendritas del nervio auditivo, que yacen en la base de cada una de estas células.
Corno los sonidos difieren en timbre altura e intensidad, cualquier teoría acerca de la audición debe explicar la capacidad para discriminar tales cualidades. El examen microscópico del órgano de Corti revela que las fibras de la membrana basilar tienen diferente longitud a lo largo de la cóclea, siendo más cortas en la base de la espiral y más largas en el ápice recordando, en cierto modo, la disposición de las cuerdas de un piano o un arpa.
Se cree que las diferentes fibras de la membrana basilar están afinadas y entran en vibración frente a sonidos de frecuencias determinadas, que las hacen vibrar por resonancia. Cuando el oído es sometido a un sonido intenso y continuo se lesiona el órgano de Corti. Pudo demostrarse esto mediante experimentos con conejillos de Indias, en los que los animales fueron expuestos a tonos puros y continuos durante varias semanas Cuando se examinaron microscópicamente los caracoles extraídos después de la muerte, se encontró que aquellos que habían sido sometidos a sonidos de frecuencias altas, tenían dañadas la porción inferior de la cóclea solamente mientras que los que habían sido expuestos a sonidos graves, habían sufrido lesiones sólo en la parte superior del caracol. Algunos operarios, como los obreros de calderería, que se hallan expuestos a ruidos agudos por espacio de varios anos, quedan sordos, con frecuencia, para los sonidos agudos, debido al daño sufrido por las células ciliadas de la parte basal del órgano de Corti. Investigaciones recientes indican que los impulsos nerviosos producidos por sonidos determinados, poseen la misma frecuencia que éstos, de modo que el cerebro puede reconocer ciertos tonos particulares por la frecuencia de los impulsos nerviosos que le llegan, así como por la identidad de las fibras nerviosas que los conducen.
Los nervios auditivos envían (los tipos de impulsos nerviosos: impulsos ordinarios, como los de cualquier otro nervio, y otros de tipo diferente, llamados microfónicos. La energía consumida para estos últimos no deriva del metabolismo de la fibra nerviosa, como en el caso de los primeros; por el contrario, la cóclea actúa como un micrófono y convierte la energía mecánica de las vibraciones sonoras, en energía eléctrica. Por esta razón, la forma de la onda del potencial eléctrico de la cóclea se asemeja notablemente a la de la onda sonora estimulante En efecto, Weber y Bray colocaron electrodos sobre el nervio auditivo de un gato descerebrado y, escuchando con un receptor telefónico las señales amplificadas del nervio, pudieron oír no sólo tonos musicales, sino palabras dirigidas al gato. Se cree que las células ciliadas del órgano de Corti son las responsables de esta conversión de energía mecánica en energía eléctrica, y que los extremos superior e inferior de la cóclea responden, respectivamente, a los tonos graves y agudos. Sin embargo, se discute, aún la intervención de las corrientes microfónicas en la verdadera sensación auditiva del animal normal.
La intensidad de un tono depende del número de células ciliadas que hayan sido estimuladas. Una onda sonora débil no produce tina sensación tan intensa como tina fuerte, ya que no logra cansar- tina vibración tan grande en la membrana basilar y, por consiguiente en las células ciliadas individuales.
Las variaciones de timbre de un sonido tales como las que se producen cuando un oboe una corneta y un violín tocan la misma nota, dependen del número y calidad de los sobretonos o armónicos presentes, que estimulan a otras células ciliadas, además de las fundamentales, comunes a las tres clases de instrumentos; por lo tanto, pueden reconocerse las diferencias de timbre por la combinación de células cílíadas estimuladas. Investigaciones histológicas muy cuidadosas han demostrado que las fibras nerviosas provenientes de cada región particular de LA cóclea están vinculadas con zonas específicas de la región auditiva de cerebro, de manera que ciertas células cerebrales son responsables de la percepción de los tonos agudos y otras lo son de la de los graves.
El oído humano está equipado para registrar los sonidos de frecuencias comprendidas entre 20 y 20.000 ciclos por segundo, aunque las variaciones individuales son grandes. Algunos animales, como los perros, pueden oír sonidos de frecuencias mucho mayores El oído humano es más sensible a los sonidos que tienen entre 1000 y 2000 cielos por segundo, desde los agudos o los más graves. Dentro de esta gama, el oído es extremadamente sensible", si se compara con la potencia de las ondas luminosas que es necesaria para producir una sensación, puede decirse que el oído es, diez veces más sensible que el ojo.
El oído humano normal constituye tiro mecanismo auditivo altamente evolucionado y, al igual que el ojo, ha llegado a un extremo de sensibilidad en que cualquier aumento de ella sería inútil. Si fuese más sensible, registraría el movimiento desordenado de las moléculas del aire, lo que ocasionaría un constante zumbido. Sí el ojo fuese más sensible, tina luz continua parecería titilante, porque el ojo registraría la incidencia de los fotones individuales (partículas Iuminosas).
El oído se fatiga poco. Aun citando es constantemente invadido por ruidos de toda índole, el oído retiene su agudeza, y la fatiga que pudiera experimentar desaparece a los pocos minutos. Cuando se estimula un solo oído durante un período de tiempo prolongado, con un ruido fuerte, el otro también muestra cierta fatiga (disminución de la agudeza), lo que indica que parte de la fatiga se produce en el cerebro y no en el oído mismo, lo cual no resulta extraño.
La sordera puede producirse por lesiones o malformaciones ya sea en los mecanismos de transmisión del sonido del oído externo, medio o interno, o en el mecanismo receptor de sonidos del último El oído externo puede ser obstruido por la cera segregada por las glándulas de su pared; los huesecillos del oído medio pueden soldarse a raíz de tina infección; o, más raramente, puede resultar lesionado el oído interno (o el nervio auditivo), por una inflamación local, o la producida por alguna enfermedad general.
Son relativamente pocos los animales que poseen el sentido de la audición. El oído de los vertebrados se inició como órgano de equilibrio, y la cóclea o caracol constituye un fenómeno evolutivo posterior, que se formó como excrescencia del sáculo, y sólo adquirió pleno desarrollo en los mamíferos. El oído humano es tina curiosa mezcolanza evolutiva: las células sensibles a los sonidos son, al parecer, una adaptación de las células sensibles a los desplazamientos de los líquidos; el oído medio y la trompa de Eustaquio constituyeron en un principio, una parte del sistema respiratorio de los peces; el estribo, originariamente, fue tina estructura que unía la mandíbula de los peces primitivos al cráneo, y el martillo y cl yunque son los restos de los maxilares inferior y superior, respectivamente de los peces ancestrales. En los peces sin mandíbula, antecesores de éstos, dichas estructuras eran parte del dispositivo de sostén, de las branquias. Por lo tanto, los órganos respiratorios se convirtieron, primero en órganos masticadores y luego, en órganos auditivos. Esto constituye un ejemplo de una de las características fundamentales de la. evolución: la modificación de órganos antiguos para que realicen funciones nuevas, es más frecuente que la aparición de estructuras completamente nuevas.

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CUANDO EL MUNDO SE COMPLETÓ
Un aporte alimentario de América al mundo
Fuente: co-edición: Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura (IICA) y Radio Nederland de los Países Bajos

"La mayor cosa después de la creación del mundo,
sacando la encarnación y la muerte de quien lo creó,
es el descubrimiento de las Indias "
LA PAPA
Papa (o patata): Solanáceas - Género.. Solanum - Especie: S. tuberosum L.
Tallo: De 25-90 cm y a veces más alto ramificado peloso, alado y anual Bajo tierra los estolones, que parecen raíces, llevan unos tubérculos que constituyen la parte comestible.
Hojas Compuestas de 3 a 7 partes de foliolos y uno final (imparipinnadas). Los foliolos son ovales con el con el extremo en punta, y llevan entre ellos otros mucho más pequeños y desiguales
Flores: En cimas dispuestas en grupitos con pedúnculos ramificados. Cáliz acampanado, de 5-10 mm, con sépalos lanceolados. La corola, de hasta 4 cm de anchura, suele tener contorno algo pentagonal y es de color variable, blanco, rosado, azulado o purpúreo. Con 5 estambres cuyas anteras, amarillas o anaranjadas, de más de 5 mm, forman una columna que rodea la estilo.
Frutos: Son bayas de 2-4 cm de diámetro, globosas y carnosas. Parecen tomatitos verdosos o purpúreos. Contienen numerosas semillas ovoideas aplastadas. En las zonas andinas hay varias especies parecidas.
BREVE HISTORIA
Los españoles encontraron pueblos que, cultivaban esta solanácea en la línea de los Andes, desde Colombia al norte y centro o de Chile. En estas fechas, su cultivo era desconocido en Norte y Centroamérica.
Una de las primeras menciones de la papa procede de Pedro Cieza de León, que hacia 1541 escribe en su "Crónica del Perú"

"De los mantenimientos naturales fuera del maíz, hay otros doy que se tienen por principal bastimento entre los indios; - al uno llaman papas, que a su manera de turmas de tierra el cual después de cocido queda tan tierno por dentro o como castaña cocida; no tiene cáscara ni cuesco más que lo que tiene la turma de tierra; porque también nace debajo de tierra, como ella; produce estarruta una hierba ni más ni menos que la amapola".

En las zonas más elevadas de los Andes, los indios conservaban las papas mediante un proceso rudimentario de secado por congelación que aún sigue empleándose en ciertas áreas-, la cosecha se extiende sobre el suelo y se deja a la intemperie toda la noche para que se hiele Al día siguiente, se pisan las papas para extraer la mayor cantidad posible de agita. Con este método se obtiene una masa de celulosa y fécula secas que recibe el nombre de "chuño".
Las ventajas de la papa la convirtieron pronto en una de las provisiones básicas para los barcos españoles que realizaban el viaje transatlántico, sin embargo, se desconoce la fecha exacta en que la planta ¡legó a España, traída posiblemente por los mismos españoles que, según varios cronistas, volvieron enriquecidos ala Península gracias a la venta de chuño en las minas de Potosí
Desde España, la papa pasaría a Italia hacia fines del siglo XVI o Principios del XVII, aunque de nuevo disponemos tan sólo de testimonios indirectos para calcular la fecha de introducción.

La papa en Inglaterra
La papa debió de ser conocida en Inglaterra entre 1586 y 1590, posiblemente introducida por Francis Drake, que había realizado incursiones en aquellas zonas de América donde la papa era frecuente, almacenada en grandes cantidades en los puertos para aprovisionar los barcos españoles. No existe, sin embargo, ninguna evidencia documental al respecto.
En el siglo XVII, aunque la papa era ampliamente conocida en Gran Bretaña, estaba lejos de ser un cultivo popular. Podía encontrarse en los jardines de la nobleza y, como un plato exquisito y, por tanto, caro y escaso, en la mesa tul de Jaime 1 en 1619. La nueva planta arrastró durante mucho tiempo prejuicios de todo tipo que retrasaron la generalización de su cultivo y consumo: los escoceses se negaban a cultivarla porque no era un alimento mencionado en la Biblia; muchos otros la consideraban causante de la lepra, la tuberculosis y la sífilis En este ambiente poco propicio resultaban de escasa utilidad las recomendaciones de autores como William Salmon, que en la segunda edición de su "Vía recta ad vitam longam", de 1622, incluía a la papa como alimento beneficioso para confortar, nutrir y reforzar el cuerpo, añadiendo que "incita a Venus". Tampoco la Royal Society, que recomendaba la extensión del cultivo como un medio para contrarrestar los períodos de hambre y escasez de cereales, conseguiría resultados importantes.
Durante el reinado de Carlos II (1660-1685) se hicieron grandes esfuerzos para generalizar su cultivo
Carlos II concedió licencias para cultivar papa a 10.000 agricultores, calculando que cada uno obtendría 30 libras al año, 5 de las cuales se entregarían al rey. Los resultados, sin embargo, fueron muy escasos.
Durante la escasez de trigo de 1795-96, Jorge 111 anunció que el pan de la corte se haría con centeno y papa, y pidió a sus súbditos que siguieran su ejemplo. Pero los ingleses siguieron en general reacios a comer papas y, aunque poco a poco se generalizaran entre las clases pobres, las clases altas británicas no empezaron a consumirlas hasta el período victoriano. En esta época se mantenía aún la opinión de que la papa era afrodisiaca: Lord Byron, en el Don Juan, llamaba a la reproducción "ese triste resultado de pasiones y papas".
A finales del siglo XIX, la papa se hizo prácticamente imprescindible en la dieta inglesa, como lo demuestran los precios alcanzados en épocas de escasez.

La papa en Francia
Por lo que se refiere a Francia los esfuerzos para generalizar el consumo de la papa alcanzan su cumbre con la obra de Antoine-Agustín Parmentier. Durante la Guerra de los Siete Años, Parmentíer, farmacéutico del ejército francés, fue capturado por las tropas prusianas y encarcelado en Hannover durante tres años, en los que sobrevivió alimentándose exclusivamente de papas. A su regreso a Francia se convirtió en un insistente propagandista del consumo de este tubérculo y, cuando en 1771, como consecuencia del hambre sufrida el año anterior, la Academia de Besanson ofreció un premio al mejor estudio sobre los alimentos alternativos que pudieran reducir el problema, Parmentier elaboró un trabajo en el que proponía la papa como sustituto de los artículos básicos de la dieta en épocas de escasez. Para demostrar la viabilidad práctica de su estudio, organizó una cena en la que todos los platos estaban hechos basándose en papas.
El 23 de agosto de 1785, con motivo del cumpleaños de Luis XVI, Parmentíer entregó al monarca una cesta de papas y un ramo de sus flores. El rey se puso una flor en la solapa y María Antonieta en el pelo, imponiendo una moda entre las damas de la corte. Luis XVI dio licencia a Parmentíer para plantar papas en un campo situado en las afueras de París, donde el farmacéutico consiguió despertarla curiosidad del vecindario haciendo patrullar la zona por soldados aunque sólo durante el día. Los vecinos, creyendo por ello que se trataba de un cultivo valioso, entraban por la noche y robaban las papas, exactamente como Parmentier había previsto.
La papa se convirtió en poco tiempo en una comida de uso corriente. Porello, Parmentier es homenajeado todos los años Por una sociedad gastronómica francesa llamada Academia Parmentier.

La papa en Irlanda
Pero el lugar donde la papa adquirió más importancia fue, sin duda, Irlanda. Cualquiera que fuese el medio por el que llegó a este país, lo cierto es que, cuando Oliver Cromwell lo invadió en 1649, destruyendo todas las reservas de alimento que encontraba a su paso, fue la papa la que permitió sobrevivir a la población local. A partir de este momento, el tubérculo se constituyó corno vía de escape frente a la presión económica de los colonizadores ingleses. Pero precisamente por ello, la dependencia alimentaria de la papa acabó desembocando en catástrofe cuando se produjo un extenso período de malas cosechas, de 1728 a 1845. La pérdida de gran parte de la cosecha de 1739 provocó la muerte de una quinta parte de la población. Los agricultores irlandeses continuaron, sin embargo, cultivando papa, de menor precio y más fáciles de cultivar que otros vegetales, En 1840, la población había alcanzado, a pesar de todo, los nueve millones, la mitad de los cuales consumían exclusivamente papas. El hambre y las enfermedades causaron la muerte de cerca de millón y medio de personas y la emigración a los Estados Unidos, Inglaterra y Australia, de otro millón de irlandeses. Hoy se sabe que la causa del desastre fue un moho (Phytophthora infestans) que produce el marchitamiento tardío de la planta. En 1984, los tres millones y medio de habitantes de Irlanda consumían aún una cantidad considerable de papa, que proporciona 240 calorías del consumo medio diario por persona.

La papa en Alemania
La papa llegó a Alemania desde Italia a fines del siglo XVI, cultivándose en un principio como planta de jardín. A la expansión de su cultivo y consumo contribuyeron la escasez generada por la Guerra de los Treinta años y la política de gobernantes como Federico Guillermo, el Gran Elector, que fomentaría su cultivo en Baden, Franken, Brunswicke, Westfalia y Sajonia. Federico 11 de Prusia (1740-1786), por su parte, impuso medidas coercitivas para difundir la papa en Pomeranía y Silesia. La importancia de la nueva planta se pondría de manifiesto en las guerras que asolaron el país en los años siguientes, y entre ellas la de 1778-79, a la que la patata dio su nombre: "Kartoffelkrieg", porque los ejércitos contendientes abandonaron la lucha, a causa de la persistencia del mal tiempo, después de acabar con las reservas locales de papas de la línea de batalla, situada en Bohemía.
Desde 1780, el cultivo se desarrolló en gran escala, convirtiéndose, ya en el siglo XIX, en un artículo alimentario popular y prácticamente indispensable.

La papa en Rusia
En el siglo XVII, Pedro el Grande introdujo la papa en Rusia, importada desde Holanda. En el siglo siguiente, los campesinos rusos la consideraban todavía un alimento herético e impuro, al que dieron el nombre de " manzana del diablo". Sólo en el siglo xx la papa se hizo imprescindible en todas las esferas de la vida soviética.
A mediados del siglo XVIII el tubérculo americano alcanzó Noruega, traído posiblemente de Gran Bretaña, y en 1725 se introdujo en Suecia, aunque su cultivo no se generalizaría hasta la promulgación de un edicto real en 1764.
La papa volvió al Nuevo Mundo en 1621, cuando Nathaniel Butler, gobernador de las Bermudas, envió al gobernador de Virginia dos grandes cofres conteniendo plantas y frutas de las islas que "Virginia en esa época y hasta entonces no tenía, corno... plátanos, caña de azúcar, papa ... ".

La papa en China
Por lo que se refiere al Extremo Oriente, la referencia más antigua a la papa en China procede del holandés John Struys, que visitó Formosa en 1650 y la menciona entre los productos de la isla. Tanto en China como en Japón, resulta difícil seguir los pasos de difusión de la planta americana, ya que ésta no fue acogida con mucho entusiasmo por la población local, ni llegaría a afectar profundamente a su sistema agrario.
Para algunos autores, habrían sido los misioneros católicos quienes introdujeran el tubérculo en China, en época reciente, aunque esta hipótesis no tiene en cuenta las referencias tempranas de los siglos XVII y XVIII. Otros investigadores señalan a los comerciantes holandeses como posibles autores de la introducción, mientras que otros la sitúan a través de la ruta asiática central.

La papa en Japón
En el caso de Japón, se ha calculado la fecha aproximada de la introducción en torno a 1609, relacionándola con la presencia holandesa en el archipiélago. Sin embargo, las referencias de forma que sólo pueden reconstruirse historias locales del cultivo de la planta. Al parecer, la papa se cultivó primero en zonas montañosas como alimento para el ganado, dada su facilidad para crecer en climas más fríos y suelos menos fértiles. Los rusos la introdujeron en Hokkaido en el período Kansei (1789-1800) y a principios del siglo XIX, se conocía y cultivaba ya en todo el Japón.

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CIENCIA Y TECNOLOGIA

· LA CIENCIA Y LA INGENIERIA DE LOS BIOMATERIALES Iª p
· ALBERT EINSTEIN: RELATIVIDAD
· LA ARMONIA DE DOS MUNDOS
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LA CIENCIA Y LA INGENIERÍA DE LOS BIOMATERIALES IªP
fuente: Revista CIENCIA HOY - Revista de Divulgación Científica y Tecnológica de la Asociación Ciencia Hoy
LA CIENCIA Y LA INGENIERÍA DE LOS BIOMATERIALES, UN DESAFÍO INTERDISCIPLINARIO
Autores: GUSTAVO A. ABRAHAM, MARIA FERNANDA GONZALEZ y TERESITA R. CUADRADO
Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales - (INTEMA) - Universidad Nacional de Mar del Plata. CONICET
El término biomaterial designa a los materiales de origen no biológico utilizados en la fabricación de dispositivos que interactúan con sistemas biológicos y que se aplican en diversas ramas de la medicina. 
Inicialmente, la búsqueda de biomateriales adecuados se realizó mediante procedimientos puramente empíricos. Esto ha cambiado profundamente y en la actualidad, pueden definirse la ciencia y la ingeniería de los biomateriales como actividades multidisciplinarias de investigación y desarrollo que ocupan a un número creciente de personas altamente capacitadas.
¿QUE ES UN BIOMATERIAL?
Si bien se propusieron numerosas definiciones, existe consenso en definir a un biomaterial como: un material no biológico usado en un dispositivo médico, destinado a interaccionar con sistemas biológicos.
En esta definición están comprendidos materiales muy diferentes tales como los metales, los cerámicos o los polímetros, tanto naturales como sintéticos. Habitualmente se utilizan en forma de materiales compuestos en los que la asociación de dos o más sustancias con características propias forman un nuevo material cuyas propiedades son superiores a la de cada uno de sus componentes, para los fines de la aplicación que se le quiere dar.
Sobre la base de la duración y la forma del contacto que se establece con el organismo, los biomateriales suelen clasificarse como de uso temporal o permanente y de localización intra o extracorpórea. Desde el punto de vista de su función se pueden distinguir entre ellos los dispositivos destinados al soporte, al diagnóstico o al tratamiento. Algunos biomateriales contienen drogas y son considerados medicamentos, otros pueden incluir células vivas y construir los llamados biomateriales híbridos. También hay biomateriales que incluyen compuestos capaces de responder a señales provenientes del medio biológico que reciben el nombre de materiales inteligentes.
Los biomateriales tienen un campo de aplicación muy amplio que se extiende desde dispositivos de uso masivo y cotidiano en centros de salud como es el caso de jeringas, vendajes, catéteres, bolsas para suero y sangre, y recipientes para residuos -hasta sofisticadas piezas que se emplean para promover la regeneración de tejidos o para reemplazar órganos (tablas l y tabla II).

Tabla I
Elemento, componente o producto materiales
CATÉTERES Y TABULADORASPVC, PE, PU, silicona, poliéster, fluoropolímeros (teflón)
BOLSAS SANGUÍNEASPVC
FILM PARA EMBALAJESPE, PVC, nylon, poliestireno (PS)
CONTENEDORES QUIRÚRGICOSPE, PS, poliéster, acrílico
RECIPIENTES Y BOTELLASPE, PVC, PS, poliéster, PP
PARTES DE ANALIZADORES DE LABORATORIO, ASPIRADORES, INSTRUMENTOS ÓPTICOS, ETCPE, PVC, nylon, etc.
COMPONENTES DE EQUIPOS MÉDICOS Electrónicos nylon, PP, poliacetales, etc.
COMPONENTE DE MÁQUINAS PARA CORAZÓN Y PULMÓN. Polivinilpirrolidona
COMPUESTOS MÉDICOS EN Polvo resinas urea-formaldehído
PARTES DE DISPOSITIVOS ÓPTICOS Y ACÚSTICOS. Acrílico, policarbonato, epoxi, etc.
PARTES Y RUEDAS DE SISTEMAS DE Transporte poliéster, PP, etc.
EQUIPAMIENTO PARA TRANSPORTE DE ALIMENTOSPS, PE, PVC, etc.
JERINGAS DESCARTABLES, AGUJAS, TUBOS DE DRENAJE, BOLSAS DE AIRE, 
CUBRE ZAPATOS, TERMÓMETROS DE USO ÚNICO, BANDAS DE IDENTIFICACIÓN, 
TARJETAS, PAÑOS TÉRMICOS Y HÚMEDOS, RECIPIENTES PARA RESIDUOS, ETC.PE, PVC, PU, PS, etc.
COBERTURAS DE SISTEMAS ELÉCTRICOS, AISLADORES, Etc. poliéster, PVC, PC, acrilonitrilo-butadieno-estireno(ABS), etc. 
EQUIPAMIENTO Y Mobiliario poliéster, PE, PP, PVC, PS, acrílicos, etc.

Los dispositivos construidos con biomateriales están cobrando creciente importancia y su número aumenta continuamente. La prevención, el diagnóstico y el tratamiento de muchos trastornos de la salud se han hecho posibles merced a la existencia de nuevos materiales y de formulaciones, y dispositivos que participan en ellos. En la actualidad, en muchos casos, los biomateriales se han convertido en los factores determinantes de la factibilidad y del éxito de una determinada práctica médica.

Tabla II
LOCALIZACIÓNDISPOSITIVOETIOLOGÍAMATERIALES
Ojo lente intraocular
Lentes de contacto
Vendaje corneal - Cataratas
Problemas de la visión acrílica (polimetilmetacrilato)silicona (Sil), hidrogeles, Silicona-acrilatos. Colágeno
PISO Orbital piso orbital fractura del orbital que conduce a visión doble Politetrafluoroetilena (PTFE), silicona, polietileno (PE), Ti(malla)
Banda escleral Desprendimiento de retina Silicona
Ojo artificial remoción por traumatismo o enfermedad acrílico
Oído marco oído externo - Pérdida congénita o traumática del oído externo Silicona, PE, policloruro de vinilo (PVC)
Tubo de ventilación infección del oído medio, oclusión del tubo de 
Eustaquio PE, FC, silicona, acero inoxidable (A.Inox.)
Prótesis de estribo Estribotomía A. Inox., PTFE
TimpanoplastíaReconstrucción del oído medio A.Inox., PTFE
NARIZ Rinoplastía Nariz congénita en silla Silicona
Barbilla prótesis de barbilla - Barbilla recesiva Silicona
Boca prótesis mandibular traumatismo, anquilosis Proplast TM
Implantes dentales traumatismo, enfermedad acrílico, epoxi, PE ultra alta densidad, titanio, alúmina
CARA Prótesis facial Traumatismo Acrílico, PVC, poliuretanos
CUELLO Stents traquiales Reconstrucción traquial Silicona
Caja de voz - Pérdida de la voz por laringectomía silicona, acetales, A.Inox.
CORAZÓN Y SISTEMA VASCULAR - Marcapasos cardíaco arritmia, bloqueo cardíacoEpoxi, Sil, PTFE, A.Inox, Ti
Prótesis valvulares - Enfermedades valvulares - Carbón pirolítico, Ti, 
PFTE, silicona, tejido reprocesado
Bombas intra-aórticas - Pacientes con necesidad de asistencia cardiaca - Poliuretanos segmentados, copolímeros huertano-silicona - Oxigenadores sanguíneos - Cirugía a corazón abierto Policarbonato (PC), 
cauchos de silicona, poliacetales
Vasos sanguíneos y "stents" Traumatismo, enfermedad - PVC, poliéster (dacrón, mylar) Aleac. superelásticas Ni-Ti
Almacenado de sangre y sistemas de liberación Traumatismo, cirugía, enfermedades Vinilos, poliacetales
Prótesis arteriales Arteriosclerosis, aneurismas Tejido de poliéster o PTFE
Suturas biodegradables Traumatismo o enfermedad Poliuretanos (PU), polilactidas
SISTEMA DIGESTIVO Segmentos gastroinstestinales Traumatismo o enfermedad Silicona, PVC, nylon, poliacrilatos
Segmentos de esófago - Traumatismo o enfermedad PE, polipropileno (PP), PVC
SISTEMA URINARIO - Stent de uretra - Bloqueo de uretra por enfermedad Silicona, PE
Esfínter urinario Incontinencia urinaria Silicona
Membranas de hemodiálisis - Fallas de riñon, Nylon, silicona, celulosa, 
PU, poliacrilonitrilo, cuprophane
ORGANOS SEXUALES - Prótesis mamarias, Mastectomía subcutánea, subdesarrollo o asimetría de mamas Silicona
Stent vaginal Recontrucción por enfermedad o ausencia congénita Silicona, PE
Implante - Trompas de Falopio -Silicona
Implante de peneImpotencia eréctil silicona, PE
Implante testicular Orquidectomía Silicona
ESQUELETO Placa craneal traumatismo Acrílico, Ti (malla)
Articulaciones de rodilla, dedos y otras Artritis, traumatismo Compuestos PE-fibra de carbono, PU, silicona
Placas de fijación de fracturas Aceros, aleaciones Ti-Al-V, acrílicos, PE ultra densidad, dacrón
Reparación de huesos Hidroxiapatita, acrílico
Tendones artificiales Tendonitis, traumatismo Silicona, poliéster
Músculo artificial pasivo Atrofía muscular, traumatismo silicona, poliéster

LA EVOLUCION DEL CAMPO DE LOS BIOMATERIALES
El uso de materiales para la elaboración de utensilios se asocia a la historia de la humanidad desde tiempos remotos y dio lugar al desarrollo de tecnologías, las que en muchos casos, definieron el avance de las grandes civilizaciones.
El paso inicial del desarrollo de las nuevas disciplinas de la ciencia e ingeniería de maternales sucedió en la década del 50, con el uso de procedimientos empíricos para adaptar materiales convencionales a aplicaciones biomédicas. Esto fue generando respuestas a los desafíos planteados por la necesidad de producir dispositivos biomédicos de alto rendimiento. 
El uso de materiales no biológicos en medicina es, sin embargo, muy anterior a la década del 50. Sus primeros antecedentes documentables se remontan al siglo XXX a.C., en el antiguo Egipto. También durante las civilizaciones clásicas de Grecia y Roma (siglo VII a.C. a siglo IV d.c.) se usaron materiales no biológicos, en particular, metales y otros materiales naturales para el tratamiento de heridas y de algunas enfermedades.
Ya en la era moderna, en la Europa del siglo XVI se empleó el oro y la plata para la reparación dental y, más tarde, hilos de hierro para la inmovilización de fracturas óseas. Los avances tecnológicos de fines del siglo XIX, en particular el desarrollo de la anestesia, de la cirugía en condiciones estériles y de los rayos X, dieron un fuerte impulso a la búsqueda de metales que pudieran ser utilizados en el interior del cuerpo. Pero a poco tiempo de la aplicación de metales a este fin, aparecieron inconvenientes causados por la corrosión o porque los metales carecían de las propiedades mecánicas necesarias para que el dispositivo cumpliera adecuadamente la función para la que fue diseñado. Para superar estos inconvenientes se investigaron nuevas aleaciones metálicas, entre las que cabe mencionar las de cromo-cobalto y los aceros inoxidables con 18% de níquel y 8% de cromo (tipo 302). Hacia 1940 se mejoró la resistencia a la corrosión de los aceros mediante el agregado de 2-4% de molibdeno. Hacia 1960 se redujo la cantidad de carbono en estos aceros inoxidables a menos del 0,03% (tipo 316L), por lo que se logró una importante mejoría adicional. Posteriormente, la introducción del titanio y de sus aleaciones con niobio y tantalio, extendió el campo de aplicación de los metales.
La aplicación de biomateriales no metálicos comenzó también tempranamente. 
Durante la Edad Media fueron utilizados en ligaduras destinadas a detener hemorragias y en algunos de los procedimientos quirúrgicos. Su desarrollo se aceleró a principios de este siglo con el descubrimiento de materiales para fabricar hilos de sutura capaces de ser degradados y absorbidos por el organismo. Sin embargo, la investigación sistemática y planificada de los materiales útiles para la fabricación de prótesis e implantes sólo surge después de la segunda Guerra Mundial como consecuencia del avance del conocimiento en ciencia y tecnología de materiales.
Un factor que impulsó fuertemente el desarrollo de materiales implantables durante este siglo fue el enorme aumento de su demanda producida por la necesidad de rehabilitar a millones de inválidos de guerra. Este aumento corrió en paralelo con avances en otros terrenos que crearon condiciones favorables para obtener soluciones eficaces. Entre ellas cabe mencionar a la investigación y desarrollo en general de nuevos materiales, es especial de los poliméricos, la disminución del riesgo de infecciones causada por la aparición de los antibióticos eficaces y los adelantos en el conocimiento de los procesos biológicos desencadenados como consecuencia del contacto de la materia viva con el biomaterial.
La observación clínica de que la inclusión de partículas metálicas en los cuerpos de los soldados heridos era bien tolerada, otorgó a los médicos un criterio empírico que justificó el uso de implantes metálicos para corregir daños en el cráneo o para la fijación interna de fracturas. La comprobación de que los pilotos de guerra no sufrieron alteraciones en la funcionalidad del ojo frente a inclusiones oculares de astillas de poli(metilmetacrilato), polímero vítreo empleado en las ventanillas de los aviones, condujo al desarrollo de las lentes intraoculares fabricadas con este material. Estas son consideradas aún hoy en día como uno de los implantes más exitosos. El poli(metilmetacrilato) también se usa con éxito en cirugía ortopédica como cemento para la fijación de prótesis.
Durante las décadas del 40 y el 50, la investigación y el desarrollo de los implantes estuvo exclusivamente en manos de cirujanos. Algunos de los implantes concebidos y probados con la dirección de profesionales médicos están todavía en uso (por ejemplo: implante de cadera de Charnley, el cemento acrílico y las fibras de Blakemore para injertos vasculares).
Durante la década del 60 se publicaron los primeros estudios sobre las lesiones provocadas por la presencia de un implante, e hizo su aparición el término biocompatibilidad para definir el grado de tolerancia del material por parte de la materia viva. La determinación de la biocompatibilidad para cada aplicación específica y para cada sistema formado por material y el medio biológico con el que estará en contacto, requiere la realización de una serie de ensayos de acuerdo con protocolos preestablecidos y del posterior análisis estadístico de los resultados obtenidos.
A finales de los años 60, los ingenieros ingresaron en los laboratorios de clínica médica, quirúrgica y dental, y sus contribuciones comenzaron a aparecer en la literatura biomédica. El primer simposio de Biomateriales que se celebró en la Universidad de Clemson (del estado de Carolina del Sur en los EE.UU.), en 1969, marca el punto de partida de la necesaria integración de las disciplinas complementarias a la ingeniería y a la medicina para el desarrollo de materiales biomédicos. La influencia del ingreso de la ingeniería al campo de los biomateriales se evidenció en la aplicación de técnicas para caracterizar la estructura y la superficie de los materiales, a los efectos de correlacionarlos con las respuestas biológicas observadas. También, con la incorporación de los materiales cerámicos para el reemplazo de partes óseas y con el desarrollo de materiales compuestos.
La comunidad científica que desarrollaba tareas en este campo se agrupó en diversas sociedades, tales como la Sociedad de Biomateriales (EE.UU.) (accesible en internet en el sitio http://www.biomaterials.com ) fundada en 1974 y la Sociedad Europea de Biomateriales (accesible en el sitio http://esb.itvd.uni-stuttgurt.de).
En 1978 se efectuó el primer Congreso Internacional sobre Biomateriales. Desde entonces se produjo un crecimiento notable en el número de trabajos presentados y en el número y nivel de los recursos humanos formados en el área.
Actualmente el interesado tiene a su disposición una abundante bibliografía específica en el tema, tanto en forma de libros como de publicaciones periódicas (para orientar al lector interesado, las principales se hallan en el recuadro "Revistas y libros especializados en biomateriales").
CONTINUARÁ

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ALBERT EINSTEIN: RELATIVIDAD 
TEORÍA ESPECIAL DE LA RELATIVIDAD DE EINSTEIN 

La tercera publicación de Einstein en 1905, Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento, formulaba lo que después llegó a conocerse como la teoría especial de la relatividad (o teoría restringida de la relatividad). Desde los tiempos del matemático y físico inglés Isaac Newton, los filósofos de las ciencias naturales (nombre que recibían los físicos y químicos) habían intentado comprender la naturaleza de la materia y la radiación, y su interacción en algunos modelos unificados del mundo. La hipótesis que sostenía que las leyes mecánicas eran fundamentales se denominó visión mecánica del mundo.
La hipótesis que mantenía que eran las leyes eléctricas las fundamentales recibió el nombre de visión electromagnética del mundo. Ninguna de las dos concepciones era capaz de explicar con fundamento la interacción de la radiación (por ejemplo, la luz) y la materia al ser observadas desde diferentes sistemas de inercia de referencia, o sea, la interacción producida en la observación simultánea por una persona parada y otra moviéndose a una velocidad constante.
En la primavera de 1905, tras haber reflexionado sobre estos problemas durante diez años, Einstein se dio cuenta de que la solución no estaba en la teoría de la materia sino en la teoría de las medidas. En el fondo de su teoría restringida de la relatividad se encontraba el hallazgo de que toda medición del espacio y del tiempo es subjetiva. Esto le llevó a desarrollar una teoría basada en dos premisas: el principio de la relatividad, según el cual las leyes físicas son las mismas en todos los sistemas de inercia de referencia, y el principio de la invariabilidad de la velocidad de la luz, según el cual la velocidad de la luz en el vacío es constante. De este modo pudo explicar los fenómenos físicos observados en sistemas de inercia de referencia distintos, sin tener que entrar en la naturaleza de la materia o de la radiación y su interacción, pero nadie entendió su razonamiento.
La teoría general de la relatividad 
Antes de dejar la oficina de patentes, en 1907, Einstein ya trabajaba en la extensión y generalización de la teoría de la relatividad a todo sistema de coordenadas. Empezó con el enunciado del principio de equivalencia según el cual los campos gravitacionales son equivalentes a las aceleraciones del sistema de referencia. De este modo, una persona que viajara en un elevador o ascensor no podría en principio determinar si la fuerza que actúa sobre ella se debe a la gravitación o a la aceleración constante del ascensor. Esta teoría general completa de la relatividad no fue publicada hasta 1916. De acuerdo con ella, las interacciones entre los cuerpos, que hasta entonces se atribuían a fuerzas gravitacionales, se explican por la influencia de aquéllos sobre la geometría espacio-tiempo (espacio de cuatro dimensiones, una abstracción matemática en la que el espacio se une, como cuarta dimensión, a las tres dimensiones euclidianas).
Basándose en la teoría general de la relatividad, Einstein pudo entender las variaciones hasta entonces inexplicables del movimiento de rotación de los planetas y logró predecir la inclinación de la luz de las estrellas al aproximarse a cuerpos como el Sol. La confirmación de este fenómeno durante un eclipse de Sol en 1919 fue toda una noticia y su fama se extendió por el mundo.
Einstein consagró gran parte del resto de su vida a generalizar su teoría. Su último trabajo, la teoría del campo unificado, que no tuvo demasiado éxito, consistía en un intento de explicar todas las interacciones físicas, incluidas la interacción electromagnética y las interacciones nucleares fuerte y débil, a través de la modificación de la geometría del espacio-tiempo entre entidades interactivas.
La mayoría de sus colegas pensaron que sus esfuerzos iban en dirección equivocada. Entre 1915 y 1930 la corriente principal entre los físicos era el desarrollo de una nueva concepción del carácter fundamental de la materia, conocida como la teoría cuántica. Esta teoría contempla la característica de la dualidad onda-partícula (la luz presenta las propiedades de una partícula, así como las de una onda), que Einstein había intuido como necesaria, y el principio de incertidumbre, que establece que la exactitud de los procedimientos de medición es limitada. Además, esta teoría suponía un rechazo fundamental a la noción estricta de causalidad. Sin embargo, Einstein mantuvo una posición crítica respecto a estas tesis hasta el final de su vida. "Dios no juega a los dados con el mundo", llegó a decir.
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COSMOS
Autor: Carl Sagan - fuente: COSMOS - Editorial Planeta

El hombre empezaba a aventurarse, en el sentido casi exacto de la palabra, por otros mundos.
LA ARMONÍA DE LOS MUNDOS 
Continuación de la revista Nº 13
El esfuerzo de Johannes Kepler, proseguido durante toda una vida, para comprender los movimientos de los planetas, por buscar una armonía en los cielos, culminó treinta y seis años después de su muerte, en la obra de Isaac Newton. Newton nació el día de Navidad de 1642, tan pequeño que, como su madre le dijo después, hubiera cabido en una jarra de cuarto. Isaac Newton, dominado por el miedo de que sus padres le abandonasen, fue quizás el mayor genio científico que haya existido. Incluso de joven, Newton se preocupaba por cuestiones de tan poca monta como saber por ejemplo si la luz era una "sustancia o un accidente", o conocer el mecanismo que permitía a la gravedad actuar, a pesar de un vacío intermedio Pronto decidió que la convencional creencia cristiana en la Trinidad era una lectura errada de la Escritura. Según su biógrafo, John Maynard Keynes,

... Era más bien un judío monoteísta de la escuela de Maimónides. Llegó a su conclusión no por motivos racionales o escépticos sino basándose totalmente en la interpretación de autoridades antiguas: Estaba persuadido de que los documentos revelados no apoyaban las doctrinas trinitarias, las cuales se debían a la falsificación posterior. El Dios revelado era un único Dios. Pero esto era un terrible secreto que Newton ocultó con gran sacrificio toda su vida.

Al igual que Kepler, no fue inmune a las supersticiones de su época y tuvo muchos contactos con el misticismo. De hecho, gran parte del desarrollo intelectual de Newton se puede atribuir a esta tensión entre racionalismo y misticismo. En la feria de Stourbridge, en 1663, a los veinte años, adquirió un libro de astrología, sólo por la curiosidad de ver qué contenía". Lo leyó hasta llegar a una ilustración que no pudo entender, porque desconocía la trigonometría. Compró entonces un libro de trigonometría pero pronto vio que no podía seguir los argumentos geométricos. Encontró pues un ejemplar de los Elementos de Geometría de Euclides y empezó a leerlo. Dos años después inventaba el cálculo diferencial.

De estudiante, Newton estuvo fascinado por la luz y obsesionado por el Sol. Se dedicó al peligroso experimento de mirar fijamente la imagen del Sol en un espejo:

En pocas horas había dejado mis ojos en tal estado que no podía mirar con ningún ojo ningún objeto brillante sin ver el Sol delante de mí, de modo que no me atreví a leer ni a escribir, sino que a fin de recuperar el uso de mis ojos me encerré en mí habitación después de oscurecerla, tres días seguidos, y utilice todos los medios para distraer mi imaginación. Porque si pensaba en él al momento veía su imagen aunque estuviera a oscuras.

En 1666, a la edad de veintitrés años, Newton estaba estudiando en la Universidad de Cambridge, cuando un brote epidémico le obligó a pasarse un año en cama en el pueblecito aislado de Woolsthorpe, en donde había nacido. Allí se dedicó a inventar el cálculo diferencial e integral, a realizar descubrimientos fundamentales sobre la naturaleza de la luz y a establecer las bases para la teoría de la gravitación universal. El único año parecido a éste en la historia de la física fue el "año milagroso" de Einstein en 1905. Cuando le preguntaban cómo había llevado a cabo sus sorprendentes descubrimientos, Newton contestaba enigmáticamente: 'Tensando en ellos." Su labor era tan importante que su profesor en Cambridge, Isaac Barrow, renunció a su cátedra de matemáticas y la cedió a Newton cinco años después de que el joven estudiante regresase a la universidad.

Newton fue descrito por su criado del siguiente modo:

No le vi nunca practicar ninguna diversión ni pasatiempo, ni montar a caballo para tomar el aire, ni pasear ni jugar a los bolos, u otro ejercicio cualquiera: él creía que cualquier hora que no estuviera dedicada a sus estudios era una hora perdida, y lo cumplía tanto que raramente dejaba su habitación excepto para dar clase en las horas prefijadas donde tan pocos iban a escucharle, y aún menos le entendían, que a menudo a falta de oyentes hablaba, por decirlo así, para las paredes.

Ni los estudiantes de Kepler ni los de Newton supieron nunca lo que se estaban perdiendo.

Newton descubrió la ley de la inercia, la tendencia de un objeto en movimiento a continuar moviéndose en una línea recta, a menos que sufra la influencia de algo que le desvíe de su camino. Newton supuso que si la Luna no salía disparada en línea recta, según una línea tangencial a su órbita, se debía a la presencia de otra fuerza que la empujaba en dirección a la Tierra, y que desviaba constantemente su camino convirtiéndolo en un círculo. Newton llamó a esta fuerza gravedad y creyó que actuaba a distancia. No hay nada que conecte físicamente la Tierra y la Luna y, sin embargo, la Tierra está tirando constantemente de la Luna hacia nosotros. Newton se sirvió de la tercera ley de Kepler y dedujo matemáticamente la naturaleza de la fuerza de la gravedad.' Demostró que la misma fuerza que hacía caer una manzana sobre la Tierra mantenía a la Luna en su órbita y explicaba las revoluciones de las lunas de Júpiter, recientemente descubiertas en aquel entonces, en sus órbitas alrededor de aquel lejano planeta.

Las cosas han estado cayendo desde el principio de los tiempos. Que la Luna gira alrededor de la Tierra es un hecho que la humanidad ha creído a lo largo de toda su historia. Newton fue el primero en pensar que esos dos fenómenos se debían a la misma fuerza. Este es el significado de la palabra "universal" aplicada a la gravitación newtoniana. La misma ley de la gravedad es válida para cualquier punto del universo.

Es una ley de cuadrado inverso. La fuerza disminuye inversamente al cuadrado de la distancia. Sí separamos dos objetos el doble de su distancia anterior, la gravedad que ahora tiende a juntarlos es sólo una cuarta parte de la de antes. Si los separarnos diez veces más lejos, la gravedad es diez al cuadrado, 102 = 100 veces menor. Se entiende en cierto modo que la fuerza deba ser inversa, es decir, que disminuya con la distancia. Si la fuerza fuese directa y aumentara con la distancia, la fuerza mayor actuaría sobre los objetos más distantes, y yo supongo que toda la materia del universo acabaría precipitándose para formar una simple masa cósmica. No, la gravedad debe disminuir con la distancia, y por ello un cometa o un planeta se mueve lentamente cuando está lejos del Sol y rápidamente cuando está cerca de él: la gravedad que siente es tanto más débil cuanto más alejado está del Sol.

Las tres leyes de Kepler sobre el movimiento planetario pueden derivarse de los principios newtonianos. Las leyes de Kepler eran empíricas, basadas en las laboriosas observaciones de Tycho Brahe. Las leyes de Newton eran teóricas, abstracciones matemáticas bastante simples, a partir de las cuales podían derivarse, en definitiva, todas las mediciones de Tycho. Gracias a estas leyes, Newton pudo escribir con franco orgullo en los Principia: "Demuestro ahora la estructura del Sistema del Mundo."

Por desgracia, Newton en su obra maestra Principia no reconoce su deuda para con Kepler. Pero en una carta de 1686 a Edmund Halley dice, refiriéndose a la ley de la gravitación: "Puedo afirmar haberla recogido del teorema de Kepler hace veinte años."


Más adelante, Newton presidió la Royal Society, una asociación de científicos, y fue director de la Casa de la Moneda, donde dedicó sus energías a suprimir la falsificación de monedas. Su malhumor y su retraimiento habitual aumentaron; decidió abandonar los asuntos científicos que provocaban broncas disputas con otros científicos, sobre todo por cuestiones de prioridad, y algunos propagaron historias contando que había sufrido el equivalente en el siglo diecisiete de una "crisis nerviosa". En cualquier caso, Newton continuo sus experimentos de toda la vida en la frontera entre la alquimia y la química, y ciertos datos recientes sugieren que su mal no era tanto una enfermedad psicogénica como un fuerte envenenamiento de metales, provocado por la ingestión sistemática de pequeñas cantidades de arsénico y de mercurio. Era costumbre habitual entre los químicos de la época utilizar el sentido del gusto como instrumento analítico.

Sin embargo, sus prodigiosos poderes intelectuales se mantuvieron intactos. En 1696, el matemático suizo Johann Bernoulli retó a sus colegas a solucionar una cuestión irresoluble, llamada el problema de la braquistocrona; o sea, determinar la curva que conecta dos puntos, desplazados lateralmente uno de otro, a lo largo de la cual un cuerpo caería en el menor tiempo posible bajo la única acción de la gravedad. Bernoulli fijó al principio un plazo límite de seis meses, pero lo alargó hasta un año y medio a petición de Leibniz, uno de los sabios principales de la época y el hombre que inventó, independientemente de Newton, el cálculo diferencial e integral. El reto fue comunicado a Newton el 24 de enero de 1697 a las cuatro de la tarde. Antes de salir a trabajar en la mañana siguiente, Newton había inventado una rama de las matemáticas totalmente nueva llamada cálculo de variaciones, la utilizó para resolver el problema de la braquistocrona y envió la solución que, por deseo de Newton, fue publicada anónimamente. Pero la brillantez y la originalidad del trabajo delataron la identidad del autor. Cuando Bernoulli vio la solución comentó: "Reconocemos al león por sus garras." Newton tenía entonces cincuenta y cinco años.

El pasatiempo intelectual preferido de sus últimos años fue la concordancia y calibración de las cronologías de antiguas civilizaciones, muy en la tradición de los antiguos historiadores Maneto, Estabón y Eratóstenes. En su última obra póstuma, La cronología de los Antiguos Reinos Amended, encontramos repetidas calibraciones astronómicas de acontecimientos históricos; una reconstrucción arquitectónica del Templo de Salomón; una provocativa propuesta según la cual todas las constelaciones del hemisferio norte llevan nombres de personajes, objetos y acontecimientos de la historia griega de Jasón y los argonautas; y la hipótesis lógica de que los dioses de todas las civilizaciones, con la única excepción de la de Newton, no eran mas que reyes antiguos y héroes deificados por las generaciones posteriores.

Kepler y Newton representan una transición crítica en la historia de la humanidad, el descubrimiento de que hay leyes matemáticas bastante simples que se extienden por toda la naturaleza; que las mismas reglas son válidas tanto en la Tierra como en los cielos; y que hay una resonancia entre nuestro modo de pensar y el funcionamiento del mundo. Ambos respetaron inflexiblemente la exactitud de los datos observacionales, y la gran precisión de sus predicciones sobre el movimiento de los planetas proporcionó una prueba convincente de que los hombres pueden entender el Cosmos a un nivel insospechadamente profundo. Nuestra moderna civilización global, nuestra visión del mundo y nuestra exploración del Universo tienen una deuda profunda para con estas concepciones.

Newton era circunspecto con sus descubrimientos y ferozmente competitivo con sus colegas científicos. No le costó nada esperar una década o dos antes de publicar la ley del cuadrado inverso que había descubierto. Pero al igual que Kepler y Tolomeo, se exaltaba ante la grandiosidad y la complicación de la Naturaleza, y al mismo tiempo se mostraba de una modestia encantadora. Poco antes de morir escribió: "No sé qué opina el mundo de mí; pero yo me siento como un niño que juega en la orilla del mar, y se divierte descubriendo de vez en cuando un guijarro más liso o una concha más bella de lo corriente, mientras el gran océano de la verdad se extiende ante mí, todo él por descubrir."
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