DIGESTION, ABSORCION Y METABOLISMO

 

Esta unidad de estudio se desarrolla entre las semanas 1 a 6. Es decir hasta el 7 de Marzo, Los contenidos del blog le permite preparar clase y orientar las actividades de evaluación

Los seres vivos necesitamos materiales para construir y reparar el organismo, energía para hacerlo funcionar y reguladores que controlen ese proceso. La nutrición incluye un conjunto de procesos mediante los cuales los organismos incorporan, transforman y utiliza los nutrientes contenidos en los alimentos para mantenerse vivo y realizar todas sus funciones. La vida como la conocemos requiere de carbohidratos, grasas, proteínas y otros elementos esenciales (vitaminas y minerales). Sin embargo, ninguno de ellos puede absorberse como tal, por lo que carecen de valor nutritivo mientras no sean digeridos. La digestión transforma los carbohidratos, grasas y proteínas en compuestos que se pueden absorber: glucosa, ácidos grasos y aminoácidos, respectivamente. La absorción implica el paso de los productos finales de la digestión, junto con vitaminas, minerales, agua, etc. a través del aparato digestivo a los tejidos y estructuras del organismo. El metabolismo se puede definir como el conjunto de reacciones químicas que permiten a las células seguir viviendo, y que implican a los nutrientes absorbidos.

Utilización de las sustancias nutritivas por el organismo

Los componentes llamados "sustancias nutritivas" son esenciales para el funcionamiento de nuestro organismo: proteínas, grasas, hidratos de carbono, vitaminas y minerales.

¿Cómo se produce la digestión?  Si intentamos imaginar como un alimento, el que sea, tiene que pasar a constituir parte de nosotros mismos, o servir para ayudarnos a realizar todas nuestras funciones, debemos aceptar que debe sufrir una transformación.

Ese alimento formaba parte de un organismo ya estructurado (constituido con carbohidratos, grasas, proteínas, etc.) La primera fase es degradarlo a elementos más simples, paso que se realiza mediante la digestión. Ésta se lleva a cabo en el aparato digestivo, y en ella encontramos sustancias fundamentales; las secreciones digestivas y las enzimas; así la secreción ácida del estómago es necesaria para digerir las proteínas, y la secreción biliar (bilis) es necesaria para disolver adecuadamente las grasas.

Las enzimas son un tipo de proteínas que regulan todas las reacciones químicas dentro del organismo. La mayor fuente de enzimas se produce en el páncreas, pero también se producen en el resto del aparato digestivo, incluso en la boca.

DIGESTION: La digestión es el proceso mediante el cual se liberan nutrientes de los alimentos y las bebidas, que utilizamos como alimento; para que el organismo pueda usarlos como fuente de energía y para formar y alimentar las células. Los órganos grandes y huecos del tracto digestivo poseen una capa muscular que permite que sus paredes se muevan. El movimiento de estas paredes puede impulsar los alimentos y los líquidos, y mezclar el contenido dentro de cada órgano. Los alimentos pasan de un órgano a otro mediante un movimiento muscular que se llama peristaltismo. Estas ondas alternadas de contracciones y relajaciones empujan los alimentos y los líquidos a través de cada órgano del sistema digestivo.

El estómago debe realizar tres tareas mecánicas. Primero, debe almacenar los alimentos y los líquidos ingeridos. Para ello, el músculo de la parte superior del estómago debe relajarse y aceptar volúmenes grandes de material ingerido. La segunda tarea es mezclar los alimentos, los líquidos y el jugo digestivo producido por el estómago. La acción muscular de la parte inferior del estómago se encarga de esto. La tercera tarea del estómago es vaciar su contenido lentamente en el intestino delgado.  Los carbohidratos, son los que pasan la menor cantidad de tiempo en el estómago, mientras que las proteínas permanecen más tiempo, y las grasas son las que pasan la mayor cantidad de tiempo. A medida que los alimentos se digieren en el intestino delgado y se disuelven en los jugos del páncreas, el hígado y el intestino, el contenido intestinal se va mezclando y avanzando para facilitar la digestión posterior.

Las principales hormonas que controlan la digestión son la gastrina, la secretina y la colecistocinina. La gastrina hace que el estómago produzca un ácido que disuelve y digiere algunos alimentos. Es necesaria también para el crecimiento celular normal de la mucosa del estómago, el intestino delgado y el colon. La secretina hace que el páncreas secrete un jugo digestivo rico en bicarbonato. El bicarbonato ayuda a neutralizar el contenido ácido del estómago cuando entran en el intestino delgado. Además, estimula al estómago para que produzca pepsina, una enzima que digiere las proteínas, y al hígado para que produzca bilis. La colecistocinina (“CCK” en inglés) hace que el páncreas produzca las enzimas del jugo pancreático, y hace que la vesícula biliar se vacíe. También fomenta el crecimiento celular normal del páncreas.

¿Cómo se produce la absorción? La absorción se lleva a cabo a través de las células presentes en el tubo digestivo, principalmente en el intestino delgado. Estas células tienen multitud de pliegues para que la superficie de absorción sea la mayor posible. La capacidad total de absorción del intestino delgado es enorme: hasta varios kg de carbohidratos, 500- 1000 gr. de grasa, y 20 o más litros de agua al día. El intestino grueso absorbe fundamentalmente agua y minerales. Los nutrientes una vez absorbidos pasan a la sangre, desde donde son distribuidos hacia los distintos órganos. Todo el proceso digestivo está regulado por el sistema nervioso y por distintas hormonas específicas. El estado psíquico influye en el proceso digestivo a través del sistema nervioso.

El metabolismo.  incluye los procesos de síntesis y degradación que tienen lugar en el ser vivo y que sostienen la vida celular. Todos y cada uno de los nutrientes sufren un proceso metabólico. La reserva de la glucosa: La glucosa absorbida es procedente de los "almidones" o féculas, el azúcar común sacarosa, y de la lactosa (el azúcar de la leche). Si nos fijamos en los hidratos de carbono, hay que considerar que la glucosa absorbida, puede tener 3 destinos: Almacenarse en el hígado o músculo en forma de glucógeno (muchas moléculas de glucosa unidas) convertirse en grasa, o ser utilizada directamente. El glucógeno almacenado en el hígado es capaz de degradarse en glucosa y ser liberada a la circulación cuando se necesita, para mantener constante la glucosa en sangre durante el ejercicio o el ayuno. El glucógeno muscular se usa como fuente de energía en el propio músculo donde se convierte en ácido láctico (el exceso del mismo provoca la fatiga muscular.  Cuando el aporte de glucosa es excesivo se transforma en grasa y se almacena de esta forma.

Enfermedades digestivas. Dada la complejidad de todas estas funciones la cantidad de alteraciones que se pueden producir es amplia. Básicamente se separan las alteraciones de digestión (maldigestión) y absorción, cuyas alteraciones se engloban dentro del término general de síndrome de malabsorción y las alteraciones del metabolismo.

Es evidente que si existe malabsorción se producirán alteraciones metabólicas, pero pueden existir alteraciones metabólicas sin alteraciones de la absorción (una vez absorbidos los nutrientes son transformados de nuevo, degradados, almacenados, etc. y a estos niveles pueden existir muchas alteraciones metabólicas).  El catabolismo y el anabolismo son procesos acoplados que hacen al metabolismo en conjunto, puesto que cada uno depende del otro.

La malabsorción se presenta cuando se absorben deficientemente los nutrientes a lo largo del intestino, se puede dar a varios niveles: Por una alteración dentro del contenido intestinal (p. ej. una alteración en la secreción pancreática). Por alteraciones en la pared intestinal, y por Alteraciones en los movimientos intestinales.

La sospecha de malabsorción se basa en una serie de síntomas que son básicamente: diarreas, pérdida de peso (por aumento de pérdidas), déficit de crecimiento en los niños, gases, anemia, osteoporosis, intolerancia a la leche, etc.

En general, el síndrome de malabsorción va a condicionar, además de síntomas gastrointestinales, alteraciones metabólicas "por defecto". Es decir, la malabsorción es una de las causas de alteraciones metabólicas. Para confirmar el diagnóstico y aclarar la causa de la malabsorción se necesitan pruebas específicas que las solicitará el médico.

Alteraciones metabólicas frecuentes.  Las alteraciones del metabolismo aparecen por muchas causas, y de forma independiente. Se pueden considerar enfermedades metabólicas aquellas que producen defecto de algún producto o bien exceso del mismo.

En el mundo occidental las alteraciones metabólicas más frecuentes generalmente son secundarias a exceso de algún producto, p. ej. la diabetes, el colesterol alto, el ácido úrico elevado, obesidad, etc. En los países subdesarrollados son frecuentes los defectos metabólicos secundarios a malnutrición.

Las causas pueden ser múltiples, pero generalmente se deben a una alteración genética exclusiva o bien a una suma de alteración genética más alteración ambiental. Por ejemplo, la hipercolesterolemia (colesterol alto) puede deberse a un factor genético exclusivamente o bien a la suma de una predisposición genética más una dieta rica en grasas junto con ausencia de ejercicio físico

Tratamientos de las alteraciones de la digestión y absorción.

Corrección de la causa: Estas alteraciones se tratan intentando corregir la causa que las produce. Si la alteración constituye un déficit de enzimas pancreáticas, éstas se pueden dar en forma de cápsulas para intentar suplir la función del páncreas. La enfermedad celíaca consiste en una intolerancia al gluten por parte del intestino que condiciona una alteración de las células intestinales. El gluten se encuentra en varios cereales (trigo, avena, cebada, centeno) y alimentos que los contienen, los cuales habría que suprimir de la dieta.

La importancia del soporte nutricional: En todos los casos hay que llevar a cabo un soporte nutricional adecuado para intentar mantener un peso corporal adecuado, y evitar un déficit de nutrientes. Hay que suplir cualquier tipo de carencias minerales como calcio, magnesio, hierro y oligoelementos.  A veces es necesario el empleo de nutrición artificial: Fórmulas que aumentan el aporte energético y/o proteico; en algunos de ellos, los nutrientes están parcialmente digeridos, lo cual facilita su absorción. En ocasiones es necesario el aporte de nutrientes por vía intravenosa (nutrición parenteral).

Tratamiento de las molestias: En ocasiones, es necesario usar un tratamiento de los síntomas para intentar cortar la diarrea cuando ésta es molesta (inhibidores del movimiento intestinal), o bien del dolor abdominal asociado (con analgésicos).

Factores que modifican la intensidad del Metabolismo.

EJERCICIO: Supone variaciones importantísimas en el metabolismo haciendo que este sea hasta 3 veces superior. Una persona de 70 kg. Gasta unas 2.000kcal. pero en condiciones laborables duras el gasto esta por el del orden de 6000/7000 kcal.

INGESTIÓN DE ALIMENTOS: La ingesta lleva implícita un trabajo digestivo que supone una activación metabólica. Determinadas sustancias del alimento tienen una reacción estimulante del metabolismo general del organismo como por ejemplo los aminoácidos y proteínas. A esta reacción se le llama ACCIÓN DINÁMICA METABÓLICA.

EDAD: El metabolismo de un recién nacido es el doble que el metabolismo de un anciano, y está relacionado con los procesos de crecimiento y desarrollo.

ACTIVIDAD HORMONAL: Existen diversas hormonas que aumentan el metabolismo como la hormona tiroidea, los andrógenos y la hormona del crecimiento (GH).

ESTIMULACIÓN SIMPÁTICA: Es un poderoso estimulante del metabolismo general.

SUEÑO: Durante el sueño disminuye el metabolismo como consecuencia del menor tono muscular y de la menor actividad simpática.

FIEBRE: Aumenta el metabolismo.

Grupos de alimentos: Constructores

Son aquellos que proporcionan los ladrillos de tu organismo, para mantener la estructura, reparan los tejidos cuando se lesionan y formar nuevas estructuras.

En especial, los alimentos constructores son los ricos en proteínas y aminoácidos esenciales, ya sea de origen animal como vegetal. Los aminoácidos esenciales son aquellos que el organismo no puede sintetizar por sí mismo, por lo que se requiere incorporarlos en la dieta diaria.

De origen animal: Se consideran de alto valor biológico: Lácteos, leche, quesos, yogur.

Huevos, Carnes, pescados, carnes blancas y rojas.

De origen vegetal: De valor nutricional medio; Aceites de semillas como el lino, girasol.

Frutos secos, como las nueces, almendras, avellanas, etc. Cereales como el arroz y harinas integrales, ricas en proteínas. Legumbres, como los frijoles, habas, lentejas, garbanzos, soja.

Alimentos reguladores son aquellos que se necesita, para llevar a cabo todos los delicados procesos que mantienen el funcionamiento del organismo. El metabolismo no sólo requiere macronutrientes, sino también vitaminas y minerales. Precisamente, los alimentos ricos en ellas son los que se encuentran dentro de este grupo. Minerales como el hierro, el calcio, el fósforo, el flúor, el yodo, el zinc, el magnesio y el potasio. En general, son alimentos reguladores: Frutas, ricas en minerales y vitamina C.

Vegetales, ricas en vitamina B y C y minerales. Frutos secos, ricos en minerales como hierro y calcio. Huevos, ricos en vitaminas B y D y zinc. Lácteos, ricos en calcio y vitaminas B y D. Pescados, ricos en ácidos grasos Omega 3 que cumple funciones reguladoras en el metabolismo. Agua, que regula funciones vitales, para el organismo.

Alimentos energéticos. Son los que aportan la energía que se necesita para realizar actividades diarias. Gracias a ellos el organismo puede ponerse en movimiento cada mañana, proporciona la fuerza y vitalidad para mantenerte activo durante todo el día.

Entre los alimentos energéticos se destacan los ricos en hidratos de carbono, y grasas consideradas las primeras fuentes de energía del organismo.

Carbohidratos: Harinas en general, en la forma de pastas, panes, galletas, pasteles, harina de maíz, etc. Cereales, como el arroz, la quinoa, la avena, etc. Azúcares y miel.

Frutas como los plátanos. Tubérculos como las patatas. Grasas, Aceites vegetales.

Mantequilla y nata. Frutos secos, como nueces, almendras, avellanas, entre otros.

INDICE DE MASA CORPORAL IMC

El índice de masa corporal (IMC) es un método utilizado para estimar la cantidad de grasa corporal que tiene una persona, y determinar por tanto si el peso está dentro del rango normal o, por el contrario, se tiene sobrepeso o delgadez. Para ello, se pone en relación la estatura y el peso actual del individuo. Esta fórmula matemática fue ideada por el estadístico belga Adolphe Quetelet, por lo que también se conoce como índice de Quetelet o Body Mass Index (BMI).  Y aunque actualmente, esta fórmula está cayendo en desuso porque se está viendo que el IMC no hace diferencia entre la grasa corporal y la muscular, lo que hace que no sea muy exacto, es una forma de controlar el peso en relación a la estatura. 

¿Cómo se calcula  El IMC?  Es una fórmula que se calcula dividiendo el peso, expresado siempre en Kg, entre la altura, siempre en metros al cuadrado.  Algo muy importante es que no se pueden aplicar los mismos valores en niños y adolescentes que en adultos. “Para calcular el IMC en niños se utilizan percentiles, es decir, una media en los que se establece el peso del niño y se la relaciona con sus iguales de edad y sexo, dentro de la misma área.  Si este valor está en la media, tiene un peso adecuado; si está por encima, habría un percentil alto, por lo que tendrían obesidad, y si está por debajo, se calificaría como un bajo peso.  Para la mayoría de los adultos, un IMC ideal está en el rango de 18,5 a 24,9.

Para realizar en el cuaderno,  Con base en el contenido del tema desarrollado, completa el siguiente crucigrama

Las fechas de entrega de estas actividades, se les informa en el aula de clase, 

1.- Vamos a jugar al nutricionista; tu misión es indicar con un gráfico, fotografía o descripción; Cuál sería un ejemplo de un buen almuerzo, de tal manera que cumpla las necesidades nutricionales que requiere un adolescente. Esta actividad de sube a través del enlace de la plataforma.

2.- Que recomendaciones se debe tener en cuenta para asegurar una buena salud, vigor y energía; y para evitar las enfermedades relacionadas con la digestión y el desajuste metabólico.

3.- Con los integrantes de su familia, (No es necesario que mencione nombres), elabore una tabla que contenga los datos:

INTEGRANTE	SEXO		EDAD	Altura	Peso	IMC	Clasificación
	M	F
1
2
3
4

Para determinar el IMC, utilice los siguientes enlaces:

Calculadora de IMC para niños y adolescentes

Calculadora de IMC para adultos

 4.- Entrega a las personas que te suministraron los datos: altura y peso, el valor de su IMC y las recomendaciones que tu creas conveniente.

 El informe a subir en Class Room, debe contener la tabla con los valores, y algunas recomendaciones que tú les haces a las personas analizadas.  Puede subir esta parte con video, fotografías o informe escrito.

joinmyquiz.com (Código de activación)

 

Circuitos electricos

 

Un circuito se refiere a una interconexión a través de la cual se mueve la corriente de energía, en ella se distinguen varios componentes que se representan con símbolos, que indican el paso y función que cumple el fluido eléctrico, se dice que esta cerrado cuando no se presenta ninguna interrupción en el movimiento de los electrones a través del hilo conductor. Se dice que es un circuito abierto cuando la comunicación entre los potenciales de energía, presenta una interrupción debido principalmente a mecanismos de control que se conocen como interruptores o switch (S)

Un circuito eléctrico está formado por varios elementos conectados entre sí por los   que circula la corriente eléctrica, Para facilitar el reconocimiento, de esos componentes, se utilizan símbolos, así en el caso anterior, tenemos:

Entre los principales elementos o dispositivos que encontramos en un circuito tenemos:

El generador produce la corriente eléctrica (CC o CA) al conectar el circuito, a partir de una diferencia de potencial entre sus electrodos(polos o bornes). Por uno de ellos salen las cargas y por el otro entran.

Los cables transmiten la corriente eléctrica desde el generador hasta los demás elementos del circuito.

Las resistencias, bombillas, motores eléctricos, u otros componentes que integren el circuito, transforman la corriente eléctrica que les llega en calor, luz, movimiento, sonido, entre otras muchas formas.

Los interruptores permiten controlar cuándo circula la corriente por el circuito (cerrado) y cuándo no (abierto).

Para que circule la corriente, el circuito debe estar cerrado, es decir, todos los componentes del circuito deben estar conectados y el interruptor cerrado: la corriente sale del generador por uno de sus bornes y regresa por el otro.

Los fusibles son dispositivos constituidos por un filamento de un metal de bajo punto de fusión, que se intercala en un punto determinado de un circuito eléctrico, para que se funda, por efecto Joule, cuando la intensidad de corriente supere, por la causa que sea, un determinado valor que pudiera hacer peligrar la integridad de los conductores de la instalación, con el consiguiente riesgo de incendio o destrucción de otros elementos. A medida que avancemos en el estudio de los circuitos, conoceremos sus símbolos y función. 

Para adentrarnos en el estudio de la electricidad, es conveniente que tengamos en cuenta los siguientes aspectos: 

Resistencia R. Es la oposición al flujo de electrones. Como componente son dispositivos que consumen el flujo de energía para realizar una función. Todo elemento dentro del circuito ofrece una mayor o menor resistencia al paso de la corriente, la magnitud de esta oposición se mide en ohmios (W).

La intensidad de corriente (I) es la cantidad de carga eléctrica que atraviesa la sección de un conductor en un segundo. Se mide en amperios (A).

La potencia eléctrica (P) es la energía consumida en unidad de tiempo. Se mide en vatios (W). 

Intensidad, Resistencia y Potencia o Voltaje, están estrechamente relacionados 

De acuerdo a las observaciones del físico y matemático alemán Georg Simon Ohm, nos dice que la intensidad de corriente que atraviesa un circuito es directamente proporcional al voltaje o tensión del mismo e inversamente proporcional a la resistencia que presenta, a este enunciado se le conoce como ley de Ohm, y se representa así:

En esta ecuación

I= es igual a la intensidad y se mide en Amperios (A)

V= es el voltaje (Tensión) y se mide en Voltios (V)

R= es la resistencia y se mide en ohmios (W)

Por ejemplo: Una carga eléctrica que se mueve con una tensión de 1.5V y el conductor ofrece una resistencia de 2W. ¿Cuál es la intensidad de la corriente?

Como se ha planteado en otro tipo de problemas, es conveniente que reconozcas los datos que te suministra el problema:

Datos: V=1.5

           R=2W

Como: I=V/R Reemplazando tenemos I=1.5/2 Se hace la operación  I=0.75W

Segundo ejemplo: ¿Cuál será el voltaje de una corriente eléctrica que se mueve con una intensidad de 0,5A y encuentra una resistencia de 3W?

Datos:  I= 0,5A  

           R=3W  

Como V=I*R  reemplazando V=0,5*3 Voltaje= 1.5 V

Tipos de circuitos 

Circuito en serie.  Los circuitos en serie se caracterizan por tener las resistencias conectadas en la misma línea existente entre los extremos de la batería o la pila, es decir, situados uno a continuación del otro. Por tanto, la corriente fluye por cada resistor uno tras otro.

Circuito en paralelo. Los circuitos en paralelo se caracterizan por tener conectadas varias vías alineadas paralelamente entre sí, de tal forma que cada vía tiene una resistencia y estas vías están conectadas por puntos comunes.

Circuitos mixtos. Los circuitos mixtos, como su propio nombre indica, son circuitos que mezclan resistencias conectas en serie y en paralelo. Es decir, dentro de uno de las vías paralelas, podemos encontrar un mini circuito en ser

En la siguiente imagen encuentras la información, que te permite determinar el valor de una resistencia, con base a la codificación de los colores de sus bandas. Para activar la calculadora de resistencias, da clic en el gráfico y realiza los ejemplos. De igual manera te comparto al wsp, la aplicación, en la cual desde tu celular, seleccionas el número de franjas, los colores, y la app, te retorna el valor de la resistencia y su tolerancia, si estas en posibilidad de descargar, es una buena herramienta.

Es decir se debe entender de la siguiente manera:

Para realizar en el cuaderno: Dibuje la representación de los diferentes tipos de circuitos estudiados en esta lección. Dibuje los símbolos que se emplean para representar circuitos eléctricos.   

Para subir a la plataforma. utilizando los símbolos, realice un gráfico que represente  un circuito eléctrico, puede guiarse con los siguientes gráficos, o esperar a la explicación que se realizará durante las siguientes semanas 

Una vez realizado su esquema, indique que elementos contiene el circuito propuesto, así en el ejemplo anterior encontramos: 4 Resistencias, Un diodo emisor de luz LED, Un interruptor, fuente de corriente alterna.

Los elementos que contiene este circuito son:...

Para realizar en el cuaderno y subir a la plataforma: Desarrolle la guía de ejercicios sobre los circuitos.

1.- Determina el valor de las siguientes resistencias

 Ejercicio No 01

Ejercicio No 02

Ejercicio No 03

Ejercicio No 04

Ejercicio No 05

Ejercicio No 06

Con base a la Ley de Ohm. Desarrolle los siguientes problemas

Opcional se se realiza es para APAs

1.- A través de un circuito se mueve una corriente con un Voltaje de 9V y encuentra una resistencia de 3 Oh, ¿Cuál será la intensidad de la corriente eléctrica?

2.- Qué valor tiene la resistencia, si el voltaje es de 12V y la Intensidad es de 6A

3.- Si la Resistencia es de 0,5 Oh y la intensidad de una corriente es 4A, Cuál será el valor del Voltaje

4.- En el circuito identifique

Tipo de circuito

Tipo de corriente 

Que representan los símbolos del circuito 

5.-  Determine el valor de las variables del circuito.

¿Qué tipo de circuito es?

Electricidad y Magnetismo

 

Semana  24  (03 de agosto a 04 de septiembre)

Electricidad y magnetismo  dos conceptos de un mismo fenómeno

 Todos estamos familiarizados con los efectos de la electricidad estática, algunas personas son más susceptibles que otras a su influencia. Bajo determinadas condiciones es posible percibir el efecto electroestático en eventos cotidianos como cerrar la puerta de manija metálica en nuestro baño; al dar la mano a otra persona; creamos electricidad estática si frotamos un bolígrafo con nuestra ropa, para atraer pequeños trozos de papel; lo mismo podemos decir cuando nos quitamos la ropa al final de una jornada de trabajo, etc.  Si frotamos dos objetos entre sí, algunos electrones pasan de unos átomos a otros, es lo que se conoce como Efecto Triboeléctrico. Los átomos que ganan nuevos electrones tendrán entonces una carga negativa, en cambio los que los pierden obtendrán una carga positiva. Cuando esto sucede estamos contemplando la electricidad estática.

Dice la sabiduría popular que en las relaciones los polos opuestos se atraen mientras que los polos iguales se repelen. Lo mismo sucede con las cargas eléctricas y en consecuencia con nuestro pelo. Al quitarnos una prenda, un sombrero de lana o al frotar un globo en nuestra cabeza parece que cada uno de nuestros pelos cobran vida propia y decida querer separarse del resto. En realidad, lo único que ha sucedido es que con estas acciones se ha producido una transmisión de electrones y sus efectos suelen ser por lo menos vistosos sino divertidos. Durante una tormenta si preguntamos ¿por qué se producen los rayos? posiblemente nos respondan, “el rayo se produce cuando chocan las nubes” y la realidad no es tan diferente. Los rayos son fenómenos debidos a la descarga sobre el suelo de la electricidad estática que se ha generado en las nubes como consecuencia del rozamiento de los cristales de agua que contienen. ¿Calambres al bajar de un vehículo? Existen dos causas: la primera y menos frecuente es que el coche se cargue con electricidad estática por el rozamiento producido por el aire sobre la carrocería; otra causa mucho más habitual es por el roce de nuestra ropa con el tapizado de los asientos, para evitar esto se utilizan las fundas formadas por bolas de madera

Para explicar cómo se origina la electricidad estática, hemos de considerar que la materia está hecha de átomos en ellos, el núcleo positivo está rodeado de una nube de electrones. Normalmente, la materia es neutra, tiene el mismo número de cargas positivas y negativas. Una manera de visualizar la carga electrostática es al manipular una esfera de plasma en la que es posible visualizar sus efectos

El vidrio frotado con seda provoca una separación de las cargas, porque ambos materiales ocupan posiciones distintas en la serie triboeléctrica, lo mismo se puede decir del ámbar y del vidrio. Cuando dos materiales no conductores entran en contacto uno de los materiales puede capturar electrones del otro material. La cantidad de carga depende de la naturaleza de los materiales (de su separación en la serie triboeléctrica), y del área de la superficie que entra en contacto. Otro de los factores que intervienen es el estado de las superficies, si son lisas o rugosas (la superficie de contacto es pequeña). La humedad o impurezas que contengan las superficies proporcionan un camino para que se recombinen las cargas. La presencia de impurezas en el aire tiene el mismo efecto que la humedad.

+	Vidrio®	Cabello humano®	Nylon®	Lana®	Piel®	Aluminio¯
Goma¯	¬Níquel	¬cobre	¬Acero	¬Algodón	¬papel	Poliéster¬
Acrílico  ®	Poliuretano ®	teflón®	Cuarzo®	Ebonita®	Parafina	-

 

Al frotar un bolígrafo con nuestra tela se observa que atrae trocitos de papel. Si se frotan diversos materiales, vidrio con seda, cuero, entre otros, y se emplean bolitas de sauco electrizadas se puede comparar las dos clases de cargas y sus interacciones. De estos experimentos se concluye que.

La materia contiene dos tipos de cargas eléctricas denominadas positivas y negativas. Los objetos no cargados poseen cantidades iguales de cada tipo de carga. Cuando un cuerpo se frota la carga se transfiere de un cuerpo al otro, uno de los cuerpos adquiere un exceso de carga positiva y el otro, un exceso de carga negativa. En cualquier proceso que ocurra en un sistema aislado, la carga total o neta no cambia. Los objetos cargados con cargas del mismo signo, se repelen. Los objetos cargados con cargas de distinto signo, se atraen. 

Semana 25.  Características de la electricidad

Las palabras electricidad y magnetismo, tienen su origen del griego; la palabra eléctrico que proviene de elektron, que significa ámbar. Y la palabra magnético que proviene de Magnesia, nombre de la provincia griega donde por primera vez se encontró la magnetita. Como ya de dijo la electricidad y el magnetismo, son dos aspectos, claramente diferenciados, pero a la vez, de dos aspectos que parten de un mismo fenómeno físico que los interrelaciona. El magnetismo puede definirse como aquel fenómeno físico en el que los determinados materiales que entran en juego generan fuerzas atrayentes o repulsivas con relación a los otros materiales con los cuales interactúan. Cuando se habla de materiales con propiedades magnéticas uno puede referirse a muy distintos tipos de materiales, concreta y muy especialmente el factor magnético resulta muy destacable en materiales como cobalto (con las aleaciones además que el mismo pueda tener), el hierro o el níquel.  De todo lo anterior también puede, y debe, inferirse que la estructura del material es la que determina el comportamiento magnético del mismo, por supuesto la configuración electrónica es el claro factor determinante del mismo. La electricidad es un fenómeno físico que encuentra su origen en las cargas eléctricas, la energía de la electricidad se pone de manifiesto de distintas maneras, sistemas mecánicos, químicos, luminosos, térmicos, entre muchos otros.  Cuando se habla de electricidad se está hablando del flujo de electrones y su observación puede resultar tanto en procesos naturales atmosféricos como, por ejemplo, es el caso de los rayos, así como en sistemas biológicos como es el funcionamiento del sistema nervioso. 

Del electromagnetismo podemos decir que es aquella teoría física en la que resultan unificados los conceptos de electricidad y magnetismo, tal y como ya se ha dicho ello se sustenta en los conceptos de Maxwell, si bien los fundamentos son los establecidos por Faraday.

La circulación de cargas puede ser continua o alterna, en general la intensidad de la corriente alterna permite valores mas altos (Voltaje). Los transformadores o rectificadores, permiten transformar la corriente alterna en continua 

Breve reseña histórica.

Desde tiempos inmemoriales el hombre se dio cuenta de que después de frotar con paño un tipo de resina llamada ámbar, ésta adquiría la capacidad de atraer algunos objetos ligeros, como trozos de papel. La historia registra a Tales de Mileto, filósofo y matemático griego, que vivió hace unos 2600 años, como el primero que hizo experimentos de esta naturaleza, aunque es bastante probable que desde antes se conociese este tipo de fenómeno. Hacia principios del siglo XVIII se inició la investigación detallada de los fenómenos eléctricos. Entre 1729 y 1736 dos científicos ingleses, Stephen Gray (1696-1736) y Jean Desaguliers (1683-1744) dieron a conocer los resultados de una serie de experimentos eléctricos muy cuidadosos. Encontraron que, si unían por medio de un alambre metálico un tubo de vidrio previamente frotado con un trozo de corcho, éste se electrificaba. Comprobaron que el corcho se electrificaba ya que al acercarle trozos de papel éstos eran atraídos por él. Este fenómeno persistía aun si el vidrio y el corcho se separaban a distancias de 300 metros. Si en lugar de efectuar la unión con un alambre metálico empleaban un hilo de seda, el corcho no se electrificaba. Además, descubrieron que, si la línea de transmisión hacía contacto con el suelo, o sea con la tierra, el corcho dejaba de electrificarse. Con todos estos experimentos llegaron a la conclusión de que la electrificación era un efecto que se presentaba en la superficie de los cuerpos, en donde aparecía lo que llamaron una "virtud" o "fluido" eléctrico al que en la actualidad se le llama carga eléctrica. Encontraron que la carga eléctrica podía moverse libremente de un cuerpo a otro a través de ciertos materiales que llamaron conductores (el cuerpo humano, los metales, el aire húmedo, etc.). También se determinó la existencia de materiales que no conducen electricidad, a los que se llama aisladores o no-conductores (la madera, la seda, la cerámica, etcétera).

Un científico francés, François du Fay (1698-1739), hizo otro tipo de experimentos que reportó entre 1733 y 1734. Frotó con tela de seda dos tubos de vidrio iguales. Al acercar los tubos vio que siempre se repelían. Así concluyó que dos materiales idénticos se repelan cuando se electrifican en formas idénticas. Como cada uno de los tubos adquiere el mismo tipo de carga se puede afirmar que cargas iguales se repelen.  El mismo François du Fay hizo muchos otros experimentos con diferentes materiales y llegó a la conclusión de que existen dos tipos de electricidad; a una la llamó vitrosa (la que aparece cuando se frota con seda el vidrio) y a la otra resinosa (la que aparece cuando se frota al hule con piel).

Durante la siguiente década, Benjamín Franklin (1706-1790) realizó estas mismas observaciones en Estados Unidos, sin conocer los trabajos del francés. Según él, el vidrio electrificado había adquirido un exceso de fluido (carga) eléctrico, y le llamó a este estado positivo. Al estado de la seda con la que frotó el vidrio lo llamó negativo, pues consideraba que había tenido una deficiencia de fluido (carga) eléctrico. Esta terminología de Franklin es la que se utiliza hasta hoy en día, aunque no se acepten las ideas con que la concibió este científico.  No fue sino hasta fines del siglo XVIII, en 1785, que el ingeniero militar francés Charles Auguste Coulomb (l736-1806) pudo medir con bastante precisión las características de las fuerzas entre partículas eléctricamente cargadas. Para ello utilizó un péndulo de torsión.  

En el año de 1663, Otto von Guericke (1602-1686) de Magdeburgo, Alemania, construyó el primer generador de electricidad, este aparato producía cargas eléctricas por medio de fricción. Sobre un armazón de madera Von Guericke montó una esfera de azufre sobre un eje. Mientras con una mano hacía girar la esfera, con la otra la presionaba. Así obtenía cargas eléctricas sobre la esfera, que atraían diversos objetos cercanos. El funcionamiento de esta máquina estaba basado en el experimento arriba descrito en que se frotaba una sustancia con otra. El famoso científico inglés Isaac Newton (1642-1727) propuso usar una esfera de vidrio en lugar de una de azufre. Al transcurrir los años se diseñaron diferentes variantes, gracias a lo cual se construyeron máquinas cada vez con mayor capacidad de producir carga eléctrica.

Así, en las primeras décadas del siglo XVIII ya existían máquinas que producían cargas eléctricas por medio de fricción. Funcionaban esencialmente a base de discos que se hacían girar por medio de manivelas. Al girar se friccionaban con otra superficie y se cargaban, de la misma forma en que un trozo de vidrio se carga al frotarlo con un paño. Estas máquinas producían cantidades respetables de carga eléctrica y al acercarlas a otras superficies se producían chispas. Era muy frecuente encontrar estas máquinas en salones de juegos, pues hacían que los cabellos de las señoras se pusieran de punta al ser atraídos por las cargas generadas. El 11 de octubre de 1745 el físico holandés Pieter van Musschenbroek. en Leiden, Holanda, construyó el primer dispositivo para almacenar cargas eléctricas. Se trataba de una botella de vidrio que estaba recubierta, tanto en sus paredes interiores como exteriores, de una capa muy delgada de estaño. La botella de Leyden es un dispositivo eléctrico que permite almacenar cargas eléctricas. Históricamente la botella de Leyden fue el primer tipo de condensador, una varilla metálica y hojas de estaño conforman la armadura interna. El nombre de condensador proviene de las ideas del siglo XIX sobre la naturaleza de la carga eléctrica que asimilaban ésta a un fluido que podía almacenarse tras su condensación en un dispositivo adecuado. En esta famosa botella de Leiden se pudieron almacenar considerables cantidades de carga eléctrica, producidas por las máquinas de fricción. Posteriormente se diseñaron otros dispositivos más prácticos y cómodos para almacenar carga eléctrica, a los cuales se llamó condensadores.

Hacia mediados del siglo XVIII, mientras efectuaba algunos experimentos, Benjamín Franklin se dio cuenta de que durante las tormentas había efectos eléctricos en la atmósfera, y descubrió que los rayos eran descargas eléctricas que partían de las nubes. Franklin logró juntar cargas eléctricas de la atmósfera por medio de varillas. A la larga, esto dio lugar a la invención del pararrayos, las cargas eléctricas del rayo son atraídas a la varilla y conducidas a la tierra. Con esto se evita que un rayo caiga sobre una casa, pues es conducido a tierra sin causar ningún daño. Posiblemente ésta fue la primera aplicación práctica de la investigación científica de la electricidad.

Por otro lado, hacia la última parte del siglo XVIII un gran número de personas empleó animales para estudiar las descargas eléctricas y utilizó como fuentes máquinas generadoras y botellas de Leyden. Una de estas personas fue Luigi Galvani (1737-1798), profesor de anatomía en la Universidad de Bolonia, Italia. Sus discípulos se dieron cuenta de que cuando se sacaban chispas de un generador y se tocaban simultáneamente las patas de una rana con un bisturí, éstas se contraían. Galvani estudió con más detalle este curioso fenómeno. En primer lugar, unió una extremidad de la rana a un pararrayos y la otra la fijó a tierra por medio de un alambre metálico. Descubrió que los músculos se estremecían cuando había tormenta, pues las cargas que recogía el pararrayos se transportaban a través del músculo hasta la tierra. De sus experiencias anteriores sabía que esta contracción ocurría solamente cuando una carga eléctrica pasaba por la pata, erróneamente,  llegó a la conclusión de que si se formaba un circuito cerrado entre dos metales que pasara por la pata, se generaba una corriente eléctrica que circulaba por el circuito, Galvani consideró, que la fuente de la electricidad estaba en lo que llamó "electricidad animal". y se dedicó a hacer experimentos con diferentes animales creyendo que había descubierto y confirmado la veracidad de la electricidad animal. Con el tiempo se comprobó que sus hipótesis no eran correctas. Alejandro Volta (1745-1827), profesor de la Universidad de Pavia, Italia, se enteró de los experimentos de Galvani y los volvió a hacer, usando lo que llamó ranas "galvanizadas". Sin embargo, no aceptó la explicación de Galvani. Volta se dio cuenta de que para lograr el efecto descubierto por Galvani se necesitaba cobre, hierro y el líquido del tejido muscular. Hizo una serie de experimentos muy cuidadosos, utilizando alambres de diferentes materiales; así descubrió que si usaba estaño y cobre lograba una corriente relativamente fuerte, mientras que si usaba hierro y plata el efecto era poco intenso. Siguiendo esta línea de pensamiento dejó de usar ranas y puso su propia lengua entre los metales, logrando el mismo efecto; en seguida probó con diferentes líquidos entre los metales y siempre encontró el mismo efecto. El caso más satisfactorio fue cuando usó placas de zinc y cobre en un ácido líquido. De esta manera llegó a la conclusión de que el efecto descubierto por Galvani no tenía nada que ver con la "electricidad animal" sino que se debía a una acción química entre el líquido, llamado electrolito, y los dos metales. Es así como Volta construyó lo que posteriormente se llamó una pila voltaica, que fue el primer dispositivo electroquímico que sirvió como fuente de electricidad.

Semana 25: Utilizando materiales cotidianos realiza una simulación del efecto triboleléctrico, describe y dibuja, en tu cuaderno las observaciones de dicha experiencia; esta actividad no es para subir a la plataforma.

Semana 25: Para realizar en en el cuaderno: desarrolla el crucigrama. Recuerde que debe aparecer en el cuaderno, indicando: Fecha, Número de semana y titulo de la lección de estudio.

APA del tema:

Hacer un electroimán, pueden hacer esto en equipos de máximo 4 estudiantes