8 planetaren kudeaketa iraunkorra

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8 planetaren kudeaketa iraunkorra

  1. 1. Unidad Didáctica: NanotecnologíaAsesoría de Ciencias de la NaturalezaBerritzegune Nagusi (Bilbao)Propuesta de trabajo Julio 20101
  2. 2. Unidad Didáctica: NanotecnologíaINDICE1.- ¿Qué es la nanotecnología? ..............................................................................................................31.1.- LO GRANDE Y LO PEQUEÑO...............................................................................................31.2.- EL TAMAÑO IMPORTA..........................................................................................................62.- El tamaño de los objetos..................................................................................................................103.- Propiedades en la nanoescala..........................................................................................................144.- Aplicaciones de la nanotecnología..................................................................................................184.1.- Introducción ............................................................................................................................184.2.- Nanotecnología y control de la contaminación.........................................................................194.3.- Nanotecnología y energía.........................................................................................................215.- Nanotecnología y salud ..................................................................................................................236.- Consideraciones éticas sobre la nanotecnología..............................................................................327.- Actividad final ................................................................................................................................342
  3. 3. Unidad Didáctica: Nanotecnología1.- ¿Qué es la nanotecnología?1.1.- LO GRANDE Y LO PEQUEÑOSeguramente has oído en más de una ocasión que el Universo tiene unos 14.000 millones de años –elBig Bang sucedió hace 14.000 millones de años–, que el Sol se extinguirá –apagará– dentro de 5.000millones de años, o que la luz viaja a 300.000 km/seg, y que nada puede moverse con mayorvelocidad. Son números tan grandes comparados con nuestra escala de medida en la vida diaria, queno nos paramos a pensar qué significado tienen, y mucho menos a intentar entender cómo se hallegado a determinar esas cantidades tan asombrosas.Lo mismo sucede en el otro extremo, es decir, con las cosasmuy pequeñas. Sabemos que toda la materia estácompuesta de unas partículas muy pequeñas llamadasátomos (a su vez los átomos constan de protones,electrones, neutrones, etc.). Los átomos son tan pequeñosque en una distancia de 1 cm podríamos colocar, porejemplo, 100 millones de átomos de oro. Del mismo modo,su masa es tan pequeña, que en 18 g de agua, tenemos1,04.1024átomos de hidrógeno y 6,02.1023átomos deoxígeno.Figura 1. Superficie de oro vista a través de un microscopiode efecto túnel. Pueden distinguirse los átomosindividuales.1J.- ¿Cómo hemos llegado a conocer todas estas cosas? ¿Son importantes para nuestra vida diaria? Piensa en aspectos de la vida diaria que tengan relación con los conocimientos del universo o de lamateria a muy pequeña escala, y da algún ejemplo en el que se vea una repercusión positiva dedicho conocimiento. ¿Qué instrumentos han sido necesarios para conocer tanto el Universo “infinito” como la materia anivel atómico?2J.- ¿Qué sabes de nanotecnología?Completa la siguiente tabla con los conocimientos que tienes en este momento sobre nanociencia ynanotecnología, y sobre aquello que te gustaría saber en relación con dicho tema.¿QUÉ SÉ SOBRE NANOCIENCIA YNANOTECNOLOGÍA?¿QUÉ QUIERO SABER SOBRE NANOCIENCIA YNANOTECNOLOGÍA?3
  4. 4. Unidad Didáctica: Nanotecnología3J.- Búsqueda de información sobre nanotecnologíaBusca información en las siguientes páginas WebCompleta una tabla similar a la de la actividad anterior resumiendo la información más importante einteresante que has encontrado en las páginas anteriores, e indica asimismo que aspectos te gustaríaconocer con más detalle4J.- Introducción a la nanocienciaAnaliza la información contenida en la presentación PPT1 y contesta las siguientes preguntas:1.- ¿Cuál es el rango de la nanoescala?2.- ¿Cuál es el tamaño más pequeño –en metros– que puede observar el ojo humano?3.- ¿Qué aumento puede proporcionar al ojo humano el microscopio óptico? ¿Cuál es el límite devisión –resolución– para dicho microscopio?4.- Describe brevemente cómo funcionan el microscopio óptico y el microscopio electrónico.5.- Nombra uno de los nuevos microscopios que utilizan los científicos para ver objetos en lananoescala y explica cómo permite dicho microscopio ver los objetos.6.- Explica brevemente porqué la nanoescala es “especial”.7.- Da un ejemplo de una estructura en la nanoescala y describe qué propiedades interesantes tiene.5J.- Lectura. ¿Cómo será la vida en 2045?En esta lectura vas a ver qué impacto podría tener la nanotecnología en el año 2045. La historia esficticia, pero está basada en algunas de las investigaciones que se llevan a cabo en la actualidad, y enalgunos casos, en tecnologías ya existentes.Antes de leer: predice dos modos en los que crees que la nanotecnología puede afectar tu estilo de vidaen el futuro.Lee la historia y realiza los siguientes ejercicios: Indica cuatro aplicaciones de la nanotecnología que aparezcan citadas en la historia. ¿Cuál de las aplicaciones mencionadas en la historia te parece la más verosímil? ¿Por qué? ¿Cuál de las aplicaciones mencionadas en la historia te parece la menos verosímil? ¿Por qué? Escribe, por lo menos, dos preguntas de contenido científico relacionadas con la historia queacabas de leer.6J.- La casa del futuro4
  5. 5. Unidad Didáctica: NanotecnologíaEntra en el video siguiente y observa cómoserá la casa del futuro.Observa la siguiente animación.http://www.parasaber.com/hogar/buscar-casa/grafico/buscar-casa-minipisos-futuro/4017/7J.- ¿Qué hemos aprendido sobre nanociencia y nanotecnología?Escribe un pequeño resumen recapitulando las ideas principales que has aprendido hasta ahora sobre lananociencia y la nanotecnología.Compara tu resumen con el de tus compañeros e intentar hacer una síntesis con las cuestiones másimportantes.5
  6. 6. Unidad Didáctica: Nanotecnología1.2.- EL TAMAÑO IMPORTAEl prefijo “nano” proviene del latín “nanus” de significado “enano”. En ciencia y tecnología “nano”quiere decir 10-9, es decir, una milmillonésima parte (0,000000001). Un nanómetro (nm) es, por tanto,la milmillonésima parte de un metro, lo que equivale a un tamaño decenas de miles de veces máspequeño que el diámetro de un cabello humano.Las propiedades y el comportamiento de los objetos de tamaño habitual pueden explicarse mediantelos principios básicos de la Física (Física Clásica). Sin embargo, a finales del siglo XIX y comienzosdel siglo XX los físicos comenzaron a observar comportamientos que no podían explicarse con losconocimientos de la Física Clásica. Este comportamiento de la materia se observa fundamentalmentecuando el tamaño de las partículas es muy pequeño, por lo que resulta desapercibido en la vida diaria.Sin embargo, a escala nanométrica, los principios de la Física y las propiedades de los materiales quese observan son normalmente distintas, siendo necesario recurrir a la Física Cuántica para poderentender este nuevo comportamiento. Son precisamente los efectos cuánticos los que van a permitirdesarrollar materiales y procesos con nuevas funcionalidades y comportamientos.La potencialidad que se esconde detrás de la posibilidad de trabajar con materiales, dispositivos, etc. aestas escalas fue apuntada por Richard P. Feynman (Premio Nobel de Física) en Diciembre de 1959,durante su famosa charla “There is plenty of room at the bottom”. Pero hubo que esperar hasta 1971para que el término Nanotecnología fuera utilizado por primera vez por Norio Taniguchi, refiriéndosea la técnica aplicada en la maquinaria de ultra-precisión. No obstante, el verdadero nacimiento de laNanociencia y la Nanotecnología se produce en 1981 con la invención del microscopio de efecto túnelpor Gerd Binnig y Heinrich Rohrer.8J.- En septiembre de 2009 se celebró en Donostia-San Sebastián el congreso ATOM BY ATOMdedicado a la nanociencia y a la nanotecnología. Busca información en la dirección Web indicada.http://atombyatom.nanogune.eu/public_home/ctrl_home.php?lang=es ¿Qué objetivos principales tenía el congreso? ¿Qué científicos tomaron parte en él? ¿Qué destacarías de dicho congreso?9J.- Ordena cronológicamente los siguientes nombres e indica la contribución que cada uno deellos ha realizado en el mundo de la nanotecnología: Richard Feynmann, Norio Taniguchi, GerdBinnig y Heinrich Rohrer.Completa la cronología de la nanociencia con la ayuda de la siguiente tabla:Ordena cronológicamente los descubrimientos y hechos importantes que han tenido lugar en el campode la tecnología. Enlaza los años y los acontecimientos:Intenta explicar brevemente la importancia que cada uno de ellos tiene.6
  7. 7. Unidad Didáctica: NanotecnologíaHecho AñoConferencia de Richard Feynmann “There is plenty of room at the bottom” 2000Concesión del premio Nobel a Richard Feynman por sus trabajos enelectrodinámica cuántica1966Xerox comienza los trabajos de investigación en tecnología de tinta electrónica(Centro de Palo Alto, California)1960Invención del microscopio de efecto túnel 1973Invención del descubrimiento de fuerza atómica 1985Invención del microscopio de campo próximo 1981Concesión del premio Nobel a Smalley por el descubrimiento de los fullerenos 1995La Universidad de Massachussets consigue el auto-ensamblaje de moléculas 1990Obtención de nanopartículas capaces de localizar células cancerosas 200510J.- ¿Por qué crees que el descubrimiento del microscopio de efecto túnel hizo que surgiera lananociencia?11J.- ¿Cómo se construye el conocimiento científico?Los siguientes fragmentos indican situaciones en los que los científicos han realizado progresos endiversas áreas del conocimiento científico:De acuerdo al contenido de estos párrafos, ¿cómo se construye el conocimiento científico? ¿De forma individual? ¿Como resultado del trabajo colectivo? ¿Por equipos de científicos que trabajan en el mismo lugar? ¿Como resultado de una acción planificada o puede ser fruto de la casualidad?En el caso de la nanotecnología, ¿de qué modo se ha construido el conocimiento científico?12J.- ¿Qué ventajas y desventajas tiene el tamaño de las cosas?Piensa por ejemplo, en las siguientes aplicaciones: Salud: medicamentos, instrumental quirúrgico Mecánica: destornillador, tornillo, separación de sustancias (filtro)Imagina que tienes una regla graduada en centímetros. ¿Qué tipo de objetos podrías medir? ¿Quéharías para medir la longitud o el espesor de un objeto muy pequeño?Repite el experimento anterior para el caso de una balanza.¿Crees que podrías coger átomos con la mano?Realiza el siguiente ejercicio: pon sobre una caja suficientemente grande objetos de tamaño diverso(pueden ser fichas de un puzzle, por ejemplo). Intenta coger el mayor número de objetos con lasmanos. Repite ahora el experimento con guantes del tipo utilizado en la cocina para coger objetoscalientes. Realiza por fin el experimento con unos guantes de boxeo (o algo similar). ¿Qué resultadoshas obtenido? ¿Qué explicación puedes dar?¿Qué relación puedes ver entre el ejercicio anterior y el hecho de manipular átomos, moléculas, etc.?7
  8. 8. Unidad Didáctica: Nanotecnología13J.- La organización de las cosas¿Pueden dos objetos de la misma composición tener propiedades muy diferentes?Ejercicio: organiza los clips de formas diversas. PRACTICA¿Qué propiedades físicas pueden cambiar por efecto de la organización espacial?14J.- La batalla de las TermópilasSegún cuentan los libros de historia, en el año 480 a.C., un grupo de 300 soldados espartanos fuecapaz de retener al poderoso ejército persa, que estaba formado por más de 300.000 hombres. ¿Cómofue esto posible?15J.- Secando la ropa.¿Has sacado alguna vez la ropa de la lavadora y la has colgado para que se seque? ¿Te has fijadoalguna vez en la forma de un colgador? Imagina que tienes una docena de pares de calcetines. ¿Quécambiaría si pusieras todos los calcetines apilados unos sobre los otros o si los colocaras todosseparados? ¿En que caso se secarían antes? ¿Por qué?8
  9. 9. Unidad Didáctica: Nanotecnología16J.- La investigación en nanotecnologíaObserva los gráficos siguientes¿Qué relación existe entre los datos de la gráfica –número de publicaciones y trabajos científicosrelacionados con la nanotecnología– y otras características de los países (nivel de vida, PNB, parte delPNB destinado a I + D, etc.)?9
  10. 10. Unidad Didáctica: Nanotecnología2.- El tamaño de los objetos17J.- Observa la información de la siguiente tabla. Completa la columna restante y ordena losdiferentes objetos según su tamaño:Objeto Tamaño (m) Objeto Tamaño (Escala)Diámetro del núcleo del átomo deuranio10-13MoscaLongitud de la molécula de agua 10-10AlubiaAnchura de la molécula de DNA 10-9Pelo de humanoProtozoo 10-5BacteriaGusano de tierra 10-2VirusPersona adulta (tamaño medio) 100Molécula de aguaAltura del monte Everest 103Pelota de tenisDiámetro de la Tierra 107Balón de fútbolDistancia del Sol a Plutón 1013Microchip de ordenador10
  11. 11. Unidad Didáctica: Nanotecnología Compara tus predicciones con las de otros grupos, y comprueba los resultados con la informaciónofrecida por el profesor. ¿Cuáles de los objetos anteriores puedes ver a simple vista? ¿En qué caso necesitas un microscopio? ¿A qué hace referencia el prefijo “micro”? ¿Qué instrumentos utilizarías para determinar el tamaño de cada uno de los objetos anteriores? ¿Qué diferencia hay entre la escala MICRO y la escala MACRO? Intenta clasificar los objetos en tres grupos: MACRO (observables a simple vista por el ojohumano), MICRO (observables con el microscopio óptico o electrónico), y NANO (observablescon microscopios de fuerza atómica o de efecto túnel)18J.- Cálculos con nanopartículasImagina que la figura representa una nanopartícula típica:11
  12. 12. Unidad Didáctica: Nanotecnología¿Cuántos átomos de radio 0,05 nm se puedencolocar sobre la cara de longitud 5 nm?¿Cuántos átomos de radio 0,05 nm caben en lananopartícula de la figura?12
  13. 13. Unidad Didáctica: Nanotecnología¿Qué cantidad de materia utilizamos en las prácticas habituales de laboratorio? Imagina que, con ayuda de un cuentagotas, pones una gota de agua sobre el porta de unmicroscopio. Suponiendo que el volumen de la gota es de 0,05 ml, y que 1 litro de agua contiene(1000/18) x 6,02.1023moléculas de agua, ¿cuántas moléculas de agua tendrá la gota? Si 1 g de azúcar (sacarosa) contiene 1,76.1021moléculas de sacarosa, ¿cuántas moléculas desacarosa habrá en dos cucharadas de azúcar? Si disuelves 10 g de azúcar en 100 ml de agua, ¿cuántas moléculas tendrás en total? Las balanzas de precisión –analíticas– pesan cantidades con cuatro o cinco cifras decimales.Imagina que en una medida, coges una cantidad de 0,0002 g de hierro. Sabiendo que 1 g de hierrocontiene 58 / 6,02.1023átomos de hierro, ¿cuántos átomos de hierro hay en dicha masa? En los laboratorios de enseñanza de los institutos, las balanzas digitales suelen medir la centésimade gramo, es decir, podemos coger una cantidad mínima de 0,01 g. ¿Cuántos átomos de hierro hayen dicha masa? ¿Cómo podrías conseguir en el laboratorio del instituto, utilizando una balanza con precisión de0,01 g, una muestra que contenga 70.000 átomos de hierro?19J.- Una cuestión de tamañoImagina una hoja de papel de tamaño DIN A4. ¿Cuántas veces crees que tendrías que cortarla por la mitad para alcanzar un tamaño de entre 0 y10 nm? ¿En qué momento, es decir, con qué tamaño de hoja, crees que te resultará imposible seguircortando? Haz la práctica (con las manos y con ayuda de unas tijeras) y comprueba si tu predicción ha sidocorrecta ¿Cuántas veces has sido capaz de cortar el papel? ¿En qué medida está próximo a la nanoescala el tamaño de papel más pequeño que hasconseguido? ¿Por qué has tenido que dejar de cortar? ¿Es posible utilizar un objeto de la macro escala –las manos o las tijeras, por ejemplo– paratrabajar con objetos en la nanoescala? ¿Se te ocurre alguna forma de poder seguir cortando la hoja de papel?13
  14. 14. Unidad Didáctica: Nanotecnología3.- Propiedades en la nanoescalaEl tamaño es importante, porque las propiedades de los nanomateriales pueden ser muy diferentes delos materiales de la misma sustancia en tamaño mucho mayor. Hay dos razones para explicar estecomportamiento anómalo en la nanoescala:- Por una parte, las nanopartículas tienen una gran área superficial por unidad de volumen. Porejemplo, si dividimos un cubo metálico en cubos más pequeños, la superficie de contacto será muchomayor que la del objeto original. Esto tiene consecuencias en las propiedades físicas y químicas de losmateriales (conductividad eléctrica, velocidad de reacción, etc.) Como estos procesos tienen lugar anivel de la superficie, cuanta más superficie de contacto haya, mayor será la capacidad de acción de lasustancia.- Por otra parte, cuanto más pequeñas son las partículas, mayor es el grado de cambio que el materialsufre en sus propiedades magnéticas, ópticas y eléctricas.20J.- Relación de partículas superficiales a número total de partículas.Supongamos que las partículas que vamos a analizar tienen forma cúbica.Comenzaremos por un cubo de arista LSupongamos que recubrimos ese cubo con otra serie decubos de igual tamaño hasta hacer un cubo más grande dearista 3L (Imagina un cubo de Rubick)Continúa el proceso anterior y construye ahora un cubo dearista 5L.Continua y construye un cubo de tamaño 7LCompleta los datos de la siguiente tabla:Arista del cubo principal(cm)Volumen (cm3) Área superficial(cm2)Relación A/VL3L5L7LCompleta la siguiente tabla indicando la relación entre el número de partículas en la superficie y elnúmero total de partículas del cubo:Tamaño del cubo(arista)Número de partículasen la superficieNúmero total departículasRelación Nps/NptL3L5L7L14
  15. 15. Unidad Didáctica: Nanotecnología21J.- Factores que afectan a la velocidad de reacciónDeterminados medicamentos deben tomarse troceados o disueltos en agua. ¿Qué razones existen paraproceder de dicho modo? ¿Hay alguna ventaja?Lleva a cabo el siguiente experimentoAnaliza los resultados obtenidos.22J.- Propiedades en la nanoescala (el punto de fusión)El oro es un elemento metálico cuyo punto de fusión en la macro-escala es de 1064 °C. En lananoescala, en cambio, las cosas son diferentes.Observa los datos de la siguiente tabla:Tamaño de la muestra Punto de fusión (°C)20 átomos aprox. 50050 átomos aprox. 800100 átomos aprox. 920200 átomos aprox. 98015
  16. 16. Unidad Didáctica: Nanotecnología Representa gráficamente la temperatura de fusión de una nano-muestra de oro frente al número departículas. Extrapolando los datos de la tabla, ¿qué temperatura de fusión tendrá una muestra de 5 átomos deoro? ¿Con cuántos átomos se alcanza el valor de 1064 °C? ¿Cómo se puede explicar la disminución del punto de fusión?Imagínate que pones la misma cantidad de agua (100 ml aprox.) en cada vaso de precipitados de lafigura.¿En qué recipiente se evaporará antes el agua?Observa el modelo de la siguiente imagen.¿Puedes explicar en qué recipiente se evapora antes el agua?¿Con qué propiedad del líquido está relacionada la velocidad de evaporación?23J.- Analiza con atención la información contenida en la presentación PROPIEDADES DE LANANOESCALA Contesta las siguientes preguntas:¿Qué propiedades físicas cambian en la nanoescala?¿Qué diferencias hay entre las partículas grandes y las nanopartículas de ZnO?¿Por qué cambia el punto de fusión en la nanoescala?¿Qué fuerzas entre partículas hay que considerar en la nanoescala?¿Qué es el movimiento aleatorio de las partículas? ¿Qué más te gustaría saber sobre las propiedades de la nanoescala? ¿Qué le preguntarías a unexperto en la tema?16
  17. 17. Unidad Didáctica: Nanotecnología Propón tres o cuatro preguntas que pueda contestar uno de tus compañeros de clase con lainformación que figura en la presentación. Elige un gráfico y una tabla de la presentación y resume la información que contienen. Piensa que podrías preguntar a uno de tus compañeros para que te respondiera a través de lainformación de la gráfica o de la tabla.17
  18. 18. Unidad Didáctica: Nanotecnología4.- Aplicaciones de la nanotecnología4.1.- Introducción24J.- Mira con atención la información contenida en la presentación aplicaciones de lananotecnología y contesta las siguientes preguntas: ¿Qué son los puntos cuánticos? ¿Qué aplicación podrían tener? ¿Qué efecto tienen las nanopartículas de dióxido de titanio?25J.- Lectura: uso de la fibra de carbonoLas fibras de carbono comenzaron a utilizarse en la década de 1970 en la carrera espacial. El consumoapenas llegaba a media tonelada y el coste de los materiales era muy alto, alrededor de 225 euros porkg. Con el paso del tiempo, el precio fue reduciéndose progresivamente, y a mediados de los años 80,comenzaron a utilizase las fibras de carbono en equipamientos deportivos. El consumo creció hasta 3millones de toneladas y el coste era de 35 euros por kg.En los años 90 se extendió su uso a muchas actividades industriales; el consumo se elevó hasta 10millones de toneladas y el coste siguió disminuyendo hasta llegar a 9 euros por kg. Con el comienzodel siglo XXI la industria del automóvil incorporó la fibra de carbono en sus diseños; comoconsecuencia, el consumo ascendió hasta 20 millones de toneladas y el coste bajó hasta 6 euros por kg.Se prevé que para la segunda década de este siglo, el uso de fibras de carbono en instalaciones eólicasy células de combustible impulsará el consumo hasta 25 millones de toneladas y el coste estaráprácticamente en 3 euros por kg.Construye una tabla con la información del texto:Año 1970 1980 1990 2000 2010UsoPrecioConsumoRepresenta gráficamente los datos: precio / año y consumo / añoAnaliza las gráficas y propón un par de preguntas que puedan contestarse con dichas gráficas.26J.- En la tabla puedes ver las propiedades de diversos materiales.¿Qué ventaja ofrecen los nanotubos de carbono?Material Resistencia (N/m2) Elasticidad (N/m2) Densidad (g/cc)Madera 0,008 16 0,6Caucho 0,025 0,05 0,9Acero 0,4 208 7,8Diamante 1,2 1140 3,52Seda de araña 1,34 281 1,3Kevlar 2,27 124 1,44Fibra de carbono 2,48 230 2Fibra de vidrio 2,53 87 2,5Nanotubo de carbono 200 1000 218
  19. 19. Unidad Didáctica: Nanotecnología4.2.- Nanotecnología y control de la contaminación27J.- Uso de hierro como catalizador para reducir la contaminaciónEl tricloroetileno (TCE) es un disolvente orgánico que se utiliza para limpiar objetos metálicos ycomponente electrónicos. Es una sustancia cancerígena, y cuando se deposita en un lugar determinadopermanece en el terreno hasta que se filtra al agua subterránea. Los científicos han comprobado que elhierro metálico es efectivo en la descomposición del TCE presente en el agua para uso humano.Las nanopartículas de hierro que se usan para eliminar el cloro del TCE tienen unos diámetros mediosde 40 nm, por lo que pueden moverse fácilmente por el acuífero. Pueden igualmente llegar hasta lasmoléculas de TCE que han quedado atrapadas en poros microscópicos de los materiales sólidos delacuífero. También parecen ser capaces de localizar por su cuenta las moléculas de TCE una vez quehan sido introducidas en la zona contaminada. Existen diversos mecanismos para eliminar el cloro delTCE. Uno de ellos transforma el TCE en etileno y ácido clorhídrico.Una de las razones por las que las nanopartículas son más efectivas que el hierro en polvo habitual, esporque presentan un gran incremento en el área superficial. Por ejemplo, el polvo de hierro comercialtiene 0,900 m2/g, mientras que las nanopartículas llegan hasta 33,5 m2/g (Para entender esto, imaginaque pones la misma cantidad de mantequilla en una sola tostada o que la repartes en varias –cuantomás fina sea la capa de mantequilla, más tostadas podrás preparar–).Otra razón es el ahorro económico que se consigue con la utilización de las nanopartículas. Porejemplo, un proyecto de limpieza con polvo de hierro cuesta alrededor de 20 millones de dólares,mientras que es de alrededor de 5 millones usando nanopartículas. En 2005, el precio de lasnanopartículas de hierro era de 20 dólares el kilo. Se estima que 1 kg de nanopartículas puede limpiarentre 20.000 y 60.000 litros de agua. En pruebas de laboratorio, la reducción del nivel de TCE hallegado hasta el 90%.Responde las siguientes preguntas:1.- ¿Cuántos gramos de hierro en polvo comercial serán necesarios para conseguir la superficie decontacto de 1 g de nanopartículas de hierro?2.- ¿Qué otra ventaja puede tener el uso de nanopartículas frente al polvo de hierro comercial?3.- ¿Cuál es la cantidad mínima de agua que puede limpiarse con 1 g de nanopartículas de hierro?4.- ¿Por qué crees que no se da un valor exacto de la cantidad de agua que puede limpiarse y se indicaun intervalo de 20.000 a 60.000 litros por kg?En el siguiente gráfico se puede ver la situación de la zona contaminada y cómo se han inyectado lasnanopartículas de hierro para reducir la concentración de TCE.Analiza los datos de la tabla y contesta las siguientes preguntas:Fecha de medición 1 enero 1 febrero 1 marzoDistancia al punto deinyección (m)Concentración deTCE (ppb)Concentración deTCEConcentración deTCE0 88.000 11 781,8 76.000 100 1602,4 41.000 420 5803,6 12.000 690 7507,1 6.000 920 92519
  20. 20. Unidad Didáctica: Nanotecnología Suponiendo que la contaminación se distribuye en círculos concéntricos alrededor del punto A,representa gráficamente la concentración del contaminante en función de la distancia. Haz una copia del gráfico anterior e indica las zonas contaminadas mediante un código de colores(> 80.000 rojo; 50.000-79.000 naranja; 20.000-49.000 amarillo; 10.000-20.000 azul; <10.000verde) Indica la evolución del contaminante en función del tiempo. ¿En qué lugar de la zona contaminada se han inyectado las nanopartículas de hierro? ¿Te pareceuna elección lógica? ¿En qué lugar de la zona contaminada ha tenido lugar la mayor reducción de contaminación? ¿Qué porcentaje de reducción se ha observado a 7,1 m del lugar de inyección? ¿Cómo explicaseste resultado comparado con el 90% de reducción observado en las pruebas de laboratorio? ¿Por qué razón se ha observado un aumento en la concentración de TCE en las mediciones demarzo?28J.- NanofiltraciónMira con atención la presentación sobre nanofiltración y contesta las siguientes preguntas: ¿Qué partículas separarías utilizando un microfiltro? ¿Qué tipo de filtro necesitarías para eliminar iones Na+del agua? ¿Cómo se puede determinar qué método de filtración usar para eliminar los contaminantes en unamuestra de agua? ¿Qué dos beneficios presentan las nanomembranas para la filtración del agua?Describe tres modos en los que las membranas de nanofiltración son distintas a las anterioresgeneraciones de membranas29J.- Historia del agua contaminadaEn una determinada población, la fuente principal de agua potable es de origen subterráneo, y estálocalizada junto a una antigua mina de hierro.Tradicionalmente, el agua se ha bombeado fuera de la mina y ha sido filtrada antes de ser utilizadacomo agua potable. Cuando la mina estaba en explotación, el sistema funcionaba correctamente, perodesde que cesó la actividad, el agua ha inundado la mina, creando un pozo de agua estacionaria que sefiltra hasta el agua subterránea utilizada para el consumo.Con el paso del tiempo, el agua estacionaria ha reaccionado con los residuos abandonados en la mina yha contaminado el agua de consumo. Un estudio encargado por las autoridades ha revelado que elagua no es en estos momentos apta para el consumo. Incluso antes de que el agua inundara la mina, yaexistían algunas sustancias que excedían los límites de seguridad, pero la situación es mucho máspreocupante ahora.Analiza los datos de la tabla e identifica qué sustancias nocivas están presentes en el agua.20
  21. 21. Unidad Didáctica: NanotecnologíaSustancia Antes de lainundación(mg/L)Después de lainundación(mg/L)Valorseguro(mg/L)Impacto en la salud o en lacalidad del aguaIones calcio 168 296 160 Dureza del aguaIones magnesio 31 185 15 Dureza del aguaIones sodio 50 260 350 DeshidrataciónIones carbonato 367 500 100 Sabor (alcalinidad)Iones sulfato 192 1794 300 SaborIones cadmio 0.002 0.018 0.005 Daño en el hígadoE. coli 0 24 0 Diarrea, náuseas, dolor decabezaAmianto 2 12 7 Riesgo de desarrollarpólipos intestinalesCabello humano 16 48 3 Desconocidos (sensacióndesagradable) ¿Qué sustancias tóxicas había en el agua antes de la inundación? ¿Qué sustancias habría que eliminar o reducir su nivel en el agua para eliminar problemas detoxicidad o de sabor? ¿Qué tratamiento habría que dar al agua para conseguir dichos objetivos? ¿Qué composición tendrá el agua tras recibir este tratamiento? ¿Qué propuesta de filtración harías para conseguir que el agua filtrada cumpliera los límites deseguridad de cada sustancia?30J.- Pelotas de tenis y medioambienteNanotenis!Las pelotas de tenis tienen una gran capacidad de rebote, ya que llevan aire a presión en su interior.Las pelotas habituales se cambian durante los partidos –cada 9 juegos–, porque van perdiendo poco apoco el aire.Se han desarrollado unas nuevas pelotas recubiertas de una nanocapa de caucho, que hace que el airedel interior se pierda mucho más lentamente. ¿Qué significado tiene para ti el termino “nanocapa”? ¿Cómo explicas que dicha nanocapa consiga que la pérdida de aire sea más lenta? ¿Cómo puede beneficiar al medioambiente el uso de pelotas de tenis recubiertas con nanocapas decaucho?4.3.- Nanotecnología y energía31J.- Energía limpia: test inicial Indica tres problemas de carácter global relacionados con la energía. Escribe un par de frasessobre cada problema. Enumera las tres fuentes de energía que son, en tu opinión, utilizadas mayoritariamente en estemomento. Explica lo que sabes sobre las células solares. Incluye un pequeño diagrama para completar tuexplicación.21
  22. 22. Unidad Didáctica: Nanotecnología Además de la energía solar, indica al menos otras dos fuentes de energía limpia y alternativa queconozcas, incluyendo una breve descripción de cada una de ellas.32J.- Los automóviles del futuro: el coche híbridoLee el texto que figura a continuación y contesta las preguntas1.- Una célula solar convierte energía. ¿Qué tipo de energía recibe la célula y qué tipo de energíaproduce?2.- ¿Qué ventajas ofrecen las células solares nanocristalinas (”de pigmentos sensibles”) comparadascon las tradicionales de silicio?3.- En dos o tres frases, describe en qué consiste un coche híbrido.4.- Completa la siguiente tabla indicando las ventajas y desventajas de las siguientes fuentes deenergía:Producción de energía Ventajas DesventajasPlanta nuclearCentral hidroeléctrica5.- En dos o tres frases, describe la importancia de la energía solar.33J.- Analiza la información contenida en la presentación Energía y nanotecnología y completa lossiguientes ejercicios: ¿Qué son las fuentes limpias y renovables de energía? ¿Cuáles son las demandas globales actuales y futuras de energía? ¿Cómo funcionan las nuevas células solares desarrolladas con nanotecnología, y en qué sediferencian de las células solares tradicionales? Elige una gráfica y una tabla de la presentación y prepara dos o tres preguntas que puedancontestarse con dicha información.22
  23. 23. Unidad Didáctica: Nanotecnología5.- Nanotecnología y saludNanomedicina, ¿acercándonos a la inmortalidad?INTRODUCCIÓNTal como has podido observar hasta ahora en el desarrollo de esta unidad didáctica, la nanotecnologíapone a disposición de las diversas ramas de la ciencia y de la tecnología herramientas basadas en laescala del nanómetro.La biotecnología (rama de la biología que utiliza organismos o parte de los mismos para obtenerdiversos beneficios) también se nutre de esta tecnología y de su fusión surge la nanobiotecnología.La nanobiotecnología abarca a su vez diversos campos de actuación (la alimentación, lacontaminación del aire o del agua...) y por motivos obvios hay uno de ellos, la medicina, que comienzaa aprovechar las enormes posibilidades que nos ofrece esta tecnología para mejorar la salud de loshumanos. Este novedoso campo es la nanomedicina, que analizaremos en este apartado de la unidaddidáctica.Observarás que en el ámbito de la nanomedicina hay numerosas aplicaciones que están en fase deexperimentación y otras tantas o más tan sólo en la mente de los científicos; es decir, hay mucho porconcretar, desarrollar y aplicar. Pero ten en cuenta que todas, por muy fantásticas que puedan parecer,están basadas en las leyes científicas y que parten de la reflexión de los científicos y no de la meraimaginación de sus autores.La nanomedicina puede llegar a curar enfermedades que nos angustian y que causan anualmentemillones de muertos, puede proporcionarnos una esperanza de vida mayor y en buenas condiciones ysi conseguimos que su uso se extienda también a los países en vías de desarrollo habremos conseguidomejorar la salud de toda la humanidad. Esperamos que lo que viene a continuación sirva paraacercarte a este estimulante mundo.5.1.- ¿Qué es la Nanomedicina?La nanomedicina es una rama de nanobiotecnología que investiga y desarrolla nuevos materialesy tratamientos basados en la nanoescala para prevenir, diagnosticar y curar multitud deenfermedades. Al ser una disciplina reciente, la mayoría de sus aplicaciones está en fase deexperimentación, pero se prevé que en pocos años muchas de ellas se hagan realidad.34J.- Lee el artículo que te presentamos en el enlace inferior. En él, Laura Lechuga, investigadoradel Grupo de Biosensores del CSIC, explica qué usos esperan obtener de la nanomedicina.A continuación, realizad en grupo una presentación digital en la que expongáis a los compañeros-asdel aula las aplicaciones médicas que habéis aprendido.23
  24. 24. Unidad Didáctica: NanotecnologíaSería conveniente que aparecieran al menos los tres ámbitos que se mencionan en el artículo(nanodiagnóstico, liberación de fármacos y medicina regenerativa) y que incluyáis imágenes de losconceptos que aparecen en el texto (nanopartículas, nanobiosensores…)Nanobiotecnología: Avances Diagnósticos y Terapéuticos . Versión íntegra.Nanotecnología: Avances Diagnósticos y Terapéuticos. Versión resumidaMaterial complementarios:Unidad didáctica sobre nanotecnología del FECYT. Pag. 140-147.Video sobre las aplicaciones de la nanotecnología y la nanomedicina.Tutorial para hacer presentaciones on-line con Google Docs:http://www.slideshare.net/bambooflexible/tutorial-google-docs-para-presentaciones-presentation24
  25. 25. Unidad Didáctica: NanotecnologíaA partir de este momento vas a analizar las posibles aportaciones de la nanomedicina al diagnóstico ytratamiento de tres grupos de enfermedades que nos afectan: el cáncer, las enfermedadesneurodegenerativas y neurotraumáticas (Alzheimer, Parkinson, lesiones medulares…) y las infecciosas(causadas por virus, bacterias y otros microorganismos). Si la nanomedicina pudiera llegar a controlarestos tres grupos, ¡la esperanza de vida de los humanos aumentaría enormemente!5.2.- La lucha contra el cáncer.El cáncer es una de las enfermedades de mayor incidencia en la sociedad (entre 7 y 8 millones demuertos al año en el mundo) y que además crea una gran alarma. La nanomedicina se presentacomo una prometedora disciplina para hacerle frente. En este sentido, es sorprendente a la vezque esperanzador el objetivo que se plantea el Instituto Nacional del Cáncer de EEUU: tenerbajo control esta enfermedad para el 2015.En este apartado veremos qué puede hacer la nanomedicina al respecto.35J.- Para comenzar y poder entender el papel de la nanomedicina en la cura de esta enfermedad,describe qué es el cáncer.Puedes obtener una buena explicación en esta animación:http://www.elmundo.es/elmundosalud/documentos/2002/12/cancer.html36J.- En la actualidad, para tratar esta enfermedad se combinan tres tratamientos: cirugía,radioterapia y quimioterapia. Estos últimos dos suelen producir desagradables efectos secundarios.¿Cuáles son? ¿Por qué se dan?Aquí tienes dos artículos explicativos:Radioterapiahttp://www.cun.es/es/areadesalud/enfermedades/cancer/radioterapia/Quimioterapiahttp://www.cun.es/es/areadesalud/enfermedades/cancer/quimioterapia/Para realizar las actividades 37J y 38J deberás ver los videos y leer alguno de los textos que se indicanen estos enlaces:Instituto Nacional del Cáncer de EEUU. Video en inglés.Instituto Nacional del Cáncer de EEUU. Animaciones en inglés.Nanobiotecnología: avances diagnósticos y terapéuticos. Versión resumida.37J.- ¿Qué ventajas ofrecerá el uso de la nanomedicina respecto a las terapias anteriores?38J.- Además de las ventajas que has observado en la actividad anterior, ¿qué otras ofrece lananomedicina en lo que respecta al cáncer? ¿Qué nanoherramientas o nanodispositivos utilizará?Responde a esta cuestión completando el siguiente cuadro:25
  26. 26. Unidad Didáctica: NanotecnologíaÁmbito de actuación Objetivo que se persigue1.-2.- Tratamiento3.-4.-Nanodispositivos que seemplearán en losámbitos anteriores(algún ejemplo)5.3.- Reparando órganos y tejidos: nanomedicina regenerativaTal como has podido observar en las lecturas relacionadas con la actividad 34J, la nanomedicinaha abierto un campo de actuación en la regeneración de órganos y tejidos dañados por múltiplescausas (lesiones traumáticas, infecciones, alteraciones genéticas). Es la denominada medicinaregenerativa.Puesto que es un campo muy amplio, nos centraremos en lo que puede aportar la nanomedicinaal tratamiento de dos enfermedades o afecciones del sistema nervioso: las lesiones medulares y elAlzheimer.Como ya sabes, el sistema nervioso está formado en gran medida por células nerviosas llamadasneuronas. Las neuronas forman parte del encéfalo, de la médula espinal y de los nervios. Cualquierlesión o enfermedad que les afecte tendrá consecuencias más o menos severas.39J.- Comencemos viendo un sorprendente video sobre la reparación de las neuronas. El nanorobotque aparece en el video es de ficción, pero indica por dónde pueden ir las futuras terapias reparadorasen neurología.http://tinyurl.com/yl92vp226
  27. 27. Unidad Didáctica: Nanotecnología- Indica ahora algunas enfermedades que podrían ser tratadas con un nanorobot como el del video.Para realizar las actividades 40J y 41J deberás consultar las siguientes direcciones Web:Web que describe las lesiones medulareshttp://salud.discapnet.es/Castellano/Salud/Enfermedades/EnfermedadesDiscapacitantes/L/Lesion%20de%20la%20Medula%20Espinal/Paginas/cover%20lesion.aspxLesiones medulares y nanomedicinahttp://www.elpais.com.uy/090329/pinter-407599/internacional/las-grandes-curas-se-piensan-en-diminuto40J.- Las lesiones medulares por traumatismo (un accidente de automóvil o de moto, por ejemplo)pueden causar paraplejia o tetraplejia. Busca información sobre ambas afecciones e indica en quéconsisten y cuáles son sus consecuencias.41J.- Por el momento, la reparación de ambas lesiones es muy difícil. ¿Qué puede ofrecer lananomedicina?42J.- Otra de las enfermedades emergentes debido al aumento de la esperanza de vida es elAlzheimer.- ¿En qué consiste esta enfermedad?- ¿A quién afecta fundamentalmente?- ¿cuáles son sus síntomas?- ¿Tiene cura en la actualidad?- ¿Qué puede aportar la nanomedicina al respecto?Puedes obtener información en estas Web:27
  28. 28. Unidad Didáctica: NanotecnologíaQué es el Alzheimerhttp://www.elmundo.es/elmundosalud/especiales/2004/04/alzheimer/El Alzheimer y la nanomedicinahttp://blogs.creamoselfuturo.com/nano-tecnologia/2007/04/24/la-nanotecnologia-y-el-alzheimer/5.4.- Combatiendo a virus y bacteriasLos microorganismos (virus, bacteria, hongos…) son causantes de multitud de enfermedades.Ejemplos conocidos de las mismas son el SIDA, la tuberculosis, la gripe, la malaria o el catarrocomún. Algunas de ellas son causantes de una gran mortalidad (un millón y medio de personasmuertas al año por la tuberculosis, un millón por la malaria) y los científicos se esfuerzanpermanentemente en diseñar terapias cada vez más eficaces. La nanomedicina también estátrabajando en este campo. Veamos algunas de las estrategias que se están desarrollando.43J.- Uno de los campos más interesantes en el tratamiento de las enfermedades infecciosas se basaen el uso de nanobiosensores. Estos dispositivos ofrecen la posibilidad de identificar el patógeno conprecisión y rapidez a partir de una analítica de sangre u orina, ahorrando tiempo y costes y permitiendotratamientos más específicos.Obtén información sobre los nanobiosensores en los siguientes enlaces y responde a estas cuestiones:-¿qué es un nanobiosensor? ¿Qué componentes tiene?-¿por qué pueden ser tan precisos identificando microorganismos?- En los artículos se mencionan los nanoarrays o biochips. Indica las ventajas de utilizar estosdispositivos en la detección de infecciones frente a los métodos habituales en la actualidad.- realiza un dibujo explicativo mostrando la interacción entre un nanobiosensor y un virus o bacteriapatógena.Unidad didáctica sobre nanotecnología del Fecyt. Páginas 145-147.Nanotecnología: Avances Diagnósticos y Terapéuticos. Versión resumida44J.- Otro posibilidad sorprendente en la lucha contra las infecciones la plantea el doctor R.A.Freitas, pionero de la nanomedicina y que ha diseñado con su equipo del Instituto de FabricaciónMolecular de California un nanorobot al que ha denominado microbívoro.Puedes obtener información sobre el microbívoro en estos enlaces:28
  29. 29. Unidad Didáctica: NanotecnologíaUnidad didáctica sobre nanotecnología del FECYT. Páginas 143-144.Artículo de R. Freitas sobre el microbívoro y otros nanorobots (en inglés)Investiga este nanodispositivo y realiza un póster (digital o en papel) que contenga los siguienteselementos y apartados:- una o varias imágenes de microbívoros- una descripción del microbívoro (composición, estructura externa…)- su funcionamiento- sus posibles aplicaciones¿Crees que el microbívoro de Freitas será sencillo de conseguir o pertenece más bien al mundo de laficción? Razona tu respuesta.Tutorial para hacer posters digitales on-line con Glogster:http://www.youtube.com/watch?v=_TSNAuwWzq85.5.- ¿Nos acercamos a la inmortalidad?Como has podido observar en los apartados anteriores, da la sensación de que la nanomedicinaserá capaz de buscar tratamientos eficaces para la mayoría, o incluso para todas lasenfermedades. Esto puede suponer que los humanos vivan cada vez más años, pues la ciencia(nanomedicina incluida) podrá ofrecer nuevas soluciones a las nuevas enfermedades que vayansurgiendo. ¿Nos acercamos a la inmortalidad?45J.- Vais a debatir sobre las ventajas y desventajas de vivir muchos más años o incluso de llegar aser inmortales. Como punto de partida tenéis el artículo “Nanotecnología e inmortalidad” en ladirección que aparece bajo estas líneas. En el se habla de Raymond Kurzweil, un escritor y científicoespecialista en inteligencia artificial que pronostica un futuro en el que la inmortalidad será posible.Nanotecnología e inmortalidadBiografía de Raymond KurzweilComo puntos de reflexión podéis tener los siguientes u otros que os parezcan de interés:1.- ¿Será posible mantener sano nuestro organismo indefinidamente?29
  30. 30. Unidad Didáctica: Nanotecnología2.- ¿Será capaz nuestro cerebro de aguantar sucesivas reparaciones sin sufrir daños?3.- ¿Querremos vivir muchísimos años? ¿Querríamos ser inmortales?4.- ¿Qué problemas podrían surgir por un aumento tan considerable de la población en el planeta?5.- ¿Estará esa tecnología disponible para los países menos desarrollados?6.- ¿Podrán atender los sistemas de salud a una población de millones de personascronológicamente envejecidas que precisan reparaciones sucesivas?7.- ¿Hasta cuándo tendremos hijos?Tras el debate, resumid en un documento las ventajas y desventajas que hayan surgido.5.6.- El futuro en tu mente.Es el momento de que demuestres lo que has aprendido sobre nanomedicina usando tu propiacreatividad. Para ello te proponemos dos actividades posibles, el diseño de un nanodispositivoque permita tratar una enfermedad (trabajo en grupo) o un relato breve de ficción (tareaindividual).En cualquiera de los casos, sé coherente con lo que sabes de ciencia (no incumplas leyesfundamentales) pero sé creativo, incluso fantasioso, ¡estás describiendo el futuro!46J.- Diseño de un nanodispositivo para tratar una enfermedad.- Elegid en el grupo una enfermedad que os interese. Informaros sobre sus características(causas, síntomas, efectos en el organismo, mecanismo de actuación, tratamiento en la actualidad…).Estas características os permitirán decidir los siguientes apartados del diseño.- Decidid qué aspecto queréis desarrollar (diagnóstico, prevención, tratamiento).- Diseñad el nanodispositivo: dibujo, componentes, estructuras visibles…- Explicad en una presentación digital el nanodispositivo diseñado y la forma que tiene decombatir la enfermedad elegida.(Una secuencia de diapositivas posible sería esta: presentación de la enfermedad, tratamiento actual dela misma, presentación de vuestro nanodispositivo como herramienta científica novedosa, explicaciónde su funcionamiento, resultados conseguidos en el tratamiento de la enfermedad).47J.- Relato breve de ficción.- Elige una enfermedad que te interese y estudia sus características (causas, síntomas, efectosen el organismo, mecanismo de actuación, tratamiento en la actualidad…).- Escribe un relato de ficción de unas10-20 líneas describiendo la curación o el control de laenfermedad elegida basándote en lo que has aprendido sobre nanomedicina. Por si te sirve de ayuda,aquí tienes un ejemplo:30
  31. 31. Unidad Didáctica: NanotecnologíaEjemplo: Un spray nada comúnCuando sonó el despertador a las 7:30, Aitziber sabía que tenía dos motivos para festejar ese día. Elprimero, que cumplía 17 años, y el segundo, que a partir de ese momento no volvería a ponerse lasmalditas inyecciones de insulina para controlar su diabetes. A las 8 horas en punto inhaló por la bocaun spray que contenía una mezcla de nanocápsulas y nanosensores. Respondiendo a las órdenes delordenador central del REMUNADI (Red Mundial de Nanofármacos a Distancia) y rebotadas por elsatélite Nanosat, las nanocápsulas se pusieron en marcha por sus arterias, liberando la insulina quecontenían. A la par, miles de nanosensores medían los niveles de azúcar en su sangre, emitiendoinformes periódicos al ordenador, y que servirían para activar o inactivar las nanocápsulas según suanalítica. Se acabaron los molestos bajones de azúcar. Adiós al control sobre lo que debía y no debíacomer. En caso de riesgo, los nanosensores advertirían del peligro y el ordenador central emitiría suseñal a las nanocápsulas para que actuaran. 24 horas al día. No importa donde estuviera, en París o enel Himalaya.Pasado un mes, el ordenador central emitiría una orden para que todos los nanodispositivos fluyeranhasta los riñones para integrarse en la orina y ser eliminados. Una alerta en su teléfono móvil lecomunicaría el momento preciso en el que debía volver a inhalar ese spray nada común.31
  32. 32. Unidad Didáctica: Nanotecnología6.- Consideraciones éticas sobre la nanotecnología48J.- Nanopartículas y cremas de protección solar.Hay muchas cremas que utilizan nanopartículas. Dichas cremas son muy adecuadas para absorber laradiación, fundamentalmente la radiación ultravioleta. Dado el tamaño de las partículas, la crema seextiende más fácilmente, y permite ahorrar dinero ya que se gasta menos cantidad de crema. Lascremas solares habituales son de color blanco, y las nanocremas, en cambio, son incoloras. Han tenidomucho éxito y las nanopartículas se utilizan hoy en día en más de 300 cremas solares. Las cremassolares contienen óxido de titanio y dicha sustancia es segura para la piel. Por dicha razón, lascompañías farmacéuticas han supuesto que las nanopartículas de óxido de titanio también son segurasy no han llevado a cabo pruebas adicionales en el laboratorio.Se cree que las nanopartículas penetrarán más fácilmente a través de la piel y se moverán con menosobstáculos en el interior del cuerpo humano. Algunos científicos sostienen que las nanopartículaspueden resultar tóxicas para determinadas células, sobre todo para las células de la piel, los huesos, elcerebro y el hígado. Según el texto, las nanopartículas de óxido de titanio penetran más fácilmente a través de la piel yse mueven con menos obstáculos que las partículas de tamaño habitual. ¿Por qué sucede esto? Explica por qué sería necesaria más investigación sobre el efecto de las nanopartículas en lascremas solares. En tu opinión, ¿por qué no quieren realizar más pruebas de laboratorio algunas empresasfarmacéuticas?49J.- El principio de precaución: ¿son seguros los teléfonos portátiles?Con la evidencia científica de la que disponemos en estos momentos, no parece que las radiaciones demicroondas de los teléfonos portátiles causen problemas de salud. Sin embargo, tal vez es demasiadopronto para confirmar lo anterior con seguridad. A veces sucede que deben pasar largos períodos detiempo hasta que aparezcan ciertos problemas de salud.Algunas personas pueden correr mayor riesgo por cuestiones genéticas. Los niños pueden ser másvulnerables ya que todavía no han desarrollado el sistema nervioso y pueden absorber mucha másenergía de las microondas ya que van a estar expuestos durante más tiempo.Hasta no tener una información más completa, parece sensato reducir el tiempo de exposición a laradiación. Basta con hacer menos llamadas y de más corta duración para lograr dicho objetivo.De acuerdo al principio de precaución, habría que aconsejar que los menores de 16 años no utilizarancon frecuencia el teléfono portátil. Además, habría que controlar con severidad que los menores de 8años no utilicen nunca el teléfono portátil.En ocasiones, pasa mucho tiempo hasta que se manifiesten los efectos negativos en la salud. Porejemplo, una persona puede pasar mucho tiempo expuesta al sol sin ningún tipo de protección y sinembargo pasan muchos años hasta que desarrolle –si es que lo desarrolla, por supuesto– un cáncer depiel. Hoy en día, nadie sabe si los teléfonos portátiles pueden tener efectos negativos a largo plazo.Podemos enunciar del siguiente modo el principio de precaución: “si el coste de una actividad puedeser mayor que su beneficio, lo sensato es reducir o abandonar dicha actividad”. Dicho simplemente:“más vale prevenir que curar”.32
  33. 33. Unidad Didáctica: NanotecnologíaCuestiones:1.- Una persona ha manifestado lo siguiente: “No pienso probar alimentos transgénicos hasta que noesté completamente probado que son seguros para la salud”. Después, ha dicho esto: “Seguiré usandoel teléfono móvil hasta que no se demuestre que es perjudicial para la salud”. Analiza estasmanifestaciones. ¿Estás de acuerdo con ellas? ¿Te parecen coherentes? ¿Aplican correctamente elprincipio de precacución?2.- Es tu decisión utilizar o no utilizar el teléfono móvil. En cambio, la mayor parte de las ocasiones nopuedes decidir si quieres vivir cerca o lejos de una antena de telefonía móvil. En tu opinión, ¿quériesgo tienen dichas antenas? ¿Cumplen alguna legislación? ¿Son seguras?En muchas ocasiones aparecen noticias sobre los efectos negativos de dichas antenas. Buscainformación sobre dicho tema y analízala: fuente de la noticia, datos que ofrecen, evidencia científica,etc.¿De qué modo se refleja en la noticia el principio de precaución?3.- ¿Cómo organizarías una investigación para saber si los móviles son o no son seguros? ¿Quéfactores y qué consecuencias analizarías?Para comparar los usuarios de teléfono con los no usuarios, ¿clasificarías de algún modo los usuariosde móvil? ¿Cómo? ¿Por qué?¿Crees que sería un factor a tener en cuenta el tiempo de uso del móvil?4.- Han instalado una antena de telefonía móvil cerca de tu casa. Tu barrio es una zona muy poblada yla gente está preocupada porque no sabe si la antena es segura o no. Como portavoz de la asociaciónde vecinos, escribe una carta al concejal de salud y medio ambiente de tu ayuntamiento pidiéndole quede al vecindario la información más extensa y clara posible.50J.- La ciencia al rescate de la civilizaciónUna revista de divulgación científica ha publicado el siguiente artículo:Una alternativa para disminuir la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera es diseminarnanopartículas de hierro en los océanos. Esto ayudaría el crecimiento del plancton marino y haría queaumentara la capacidad de los océanos para absorber dióxido de carbono y eliminarlo de la atmósfera.Cuestiones:1.- En tu opinión, ¿es necesario tomar medidas para disminuir la cantidad de dióxido de carbono en laatmósfera? ¿Por qué?2.- ¿Crees que la gente tendría que tener en cuenta soluciones del tipo de las propuestas por la revistade divulgación científica y pedir a los gobiernos que las pusieran en marcha? ¿Por qué?33
  34. 34. Unidad Didáctica: Nanotecnología7.- Actividad final51J.- Recapitulación de ideas¿QUÉ HE APRENDIDO SOBRE NANOCIENCIA Y NANOTECNOLOGÍA?52J.- Propuesta para la elaboración del trabajoElige un tema para hacer el trabajo final de esta unidad didáctica. Puedes basarte en los temas que sehan tratado en la unidad didáctica (contaminación, salud, energía, etc.)Sigue el protocolo que se indica a continuación para realizar de un modo sistemático el trabajo: ¿Qué usos tiene el producto elegido? ¿Qué propiedades físicas y químicas tiene? ¿Cómo difieren las propiedades de la nano-muestra y la macro-muestra del producto? ¿Por quésuceden dichas diferencias? ¿Qué importancia crees que tendrá dicho objeto en el futuro?Busca información en Internet y da la referencia de todos los textos e imágenes.Como sugerencia puedes hacer una presentación con hipervínculos (vídeos, gráficos, tablas, etc.)34

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